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1、東北大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）專用紙 第1章 緒論 1.1 課題研究的背景、目的及意義 目前，我國的醫(yī)藥包裝同國際水平相比還有很大的差距，集中體現(xiàn)在包裝設(shè)計、技術(shù)水平，功能單一而且需要大量的人力、財力、物力。故集多功能于一體的裝盒機(jī)，符合多功能要求的制藥包裝設(shè)備越來越多地受到各大制藥廠上的青睞，工欲善其事，必先利其器。還要注意簡化機(jī)構(gòu)，在保證功能的同時使得機(jī)構(gòu)不繁重臃腫，多功能藥品包裝全自動生產(chǎn)線集折盒、裝盒的功能于一身，并具有打印批號、粘貼防偽標(biāo)簽等功能，具有明顯的性價比，其技術(shù)穩(wěn)定、性能齊全，大大提高了藥品包裝的速度，降低了生產(chǎn)成本，提高了制藥廠商的經(jīng)濟(jì)效益，吸引了眾多制藥企業(yè)的目

2、光。 通過對藥品自動裝盒機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計和運(yùn)動分析，可以很好的掌握機(jī)械的機(jī)構(gòu)設(shè)計。提高文獻(xiàn)的閱讀能力及論文的寫作水平。 1.1.1 包裝機(jī)械的市場背景 國外包裝和食品機(jī)械水平高的國家主要是美國、德國、意大利、日本、和英國。而德國的包裝機(jī)在設(shè)計、制造及技術(shù)性能等方面則居于領(lǐng)先地位。 我國的藥品包裝機(jī)械從整體上來看和外國的設(shè)備還是存在著一定的差距的，如產(chǎn)量不高、運(yùn)行不穩(wěn)定、零部件標(biāo)準(zhǔn)化低等。面對諸多的問題我們在考慮提高自身水平的同時，重新整理今后的發(fā)展思路很有必要。 我國藥品包裝機(jī)械經(jīng)過幾年的飛速發(fā)展，經(jīng)歷了從靠進(jìn)口到靠效仿到逐漸自我完善的過程，發(fā)展到今天可以說達(dá)到了行業(yè)發(fā)展道路上的小高峰

3、。 但是隨著國家對藥品GMP認(rèn)證工作的不斷深化，GMP對藥品包裝設(shè)備的要求也有更加嚴(yán)格的規(guī)范，我們的藥品包裝設(shè)備也在GMP的約束下前進(jìn)了一大步，無論是在包裝工藝上，還是在產(chǎn)品材質(zhì)的使用上。另外，由于電子技術(shù)的發(fā)展。也使藥品包裝設(shè)備效能感自動化邁進(jìn)了一大步，但距離實現(xiàn)真正的自動化還有待于努力。 我國包裝機(jī)械需求量很大，國內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)械無論是數(shù)量上還是品質(zhì)上（國內(nèi)包裝機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)水平普遍低，95%產(chǎn)品屬于初中級產(chǎn)品：產(chǎn)品質(zhì)量不高，性能低，壽命短，可靠性差）都遠(yuǎn)不能滿足需求，每年仍需進(jìn)口大量包裝機(jī)械，我國是世界包裝機(jī)械的進(jìn)口大國之一。我國包裝機(jī)械（含食品機(jī)械）進(jìn)口額2000年、2001年和2002

4、年分別為8.1億美元、9.6億美元和10.3億美元。與進(jìn)口額相比，我國包裝機(jī)械的出口額小很多。2000年和2001年分別為8400萬美元和1.1億美元，2000年增為1.4億美元。我國已經(jīng)成為世界5大包裝機(jī)械生產(chǎn)國和2大包裝機(jī)械進(jìn)口國。 另外，20實際80年代末開發(fā)的冷殺菌技術(shù)在國外已開始應(yīng)用，他們包括超高壓殺菌、超高壓脈沖電場殺菌、強(qiáng)磁脈沖殺菌、脈沖強(qiáng)光殺菌、微波殺菌，紫外線殺菌、臭氧殺菌、超聲波殺菌、高能射線殺菌和低溫調(diào)空殺菌等技術(shù)。另外還有生物包藏技術(shù)、活性包裝技術(shù)、柵欄障礙技術(shù)、膜分離技術(shù)及抗菌包裝技術(shù)等都是在食品加工和包裝方面的最新技術(shù)。食品超高壓處理技術(shù)被稱為：“食品工業(yè)的一場革

5、命”、“當(dāng)今世界十大尖端科技”等。冷殺菌又稱物理殺菌，是當(dāng)代的嶄新科技。為了保持食品功能成分的生理活性及保持食品色、香、味及營養(yǎng)成分，食品包裝機(jī)械的設(shè)計知道上采用冷殺菌技術(shù)是非常必要的。 1.1.2 目的及意義 1、目的 本課題主要是完成多功能設(shè)計，設(shè)計多個功能機(jī)構(gòu)同步運(yùn)行，完成整個的包裝過程。 其中包括工作機(jī)構(gòu)折盒裝置、折說明書裝置、打印裝置。輔助機(jī)構(gòu)有傳送帶。在其中的折盒機(jī)構(gòu)中需要設(shè)計機(jī)械手實現(xiàn)紙盒的傳輸，能準(zhǔn)確無誤地運(yùn)送到折說明書機(jī)構(gòu)的裝置下，完成一次性折盒、折說明書到裝盒。 通過上述機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)運(yùn)行完成折盒、折說明書、裝盒傳送、打印等完整藥品包裝過程。同時要完成功能機(jī)構(gòu)中各個承

6、載裝置的校核，以確保整個裝置的正常運(yùn)作。 另外，要保證各個功能機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)性，即在時間上的配合，也就是在折盒機(jī)構(gòu)折好每一個盒的同時，機(jī)械手要運(yùn)送一個紙盒到與此同時折好的說明書處，完成一次性裝盒然后運(yùn)送到等待的傳送帶上，進(jìn)行下一個打印工序。 2、意義 本課題研究的意義在于真正實現(xiàn)多功能同步實現(xiàn)，總結(jié)分析現(xiàn)如今諸多包裝機(jī)的功能單一，操作笨重的情況，設(shè)計該裝盒機(jī)則是填補(bǔ)了自動多功能包裝機(jī)械的空白。 由于目前國內(nèi)的包裝機(jī)械行業(yè)中，能完成整個過程的包裝機(jī)構(gòu)較少，所以多功能裝盒機(jī)的問世，會給包裝行業(yè)帶來新的生機(jī)，給機(jī)械行業(yè)注入新的活力。 但是鑒于個人知識水平有限，在設(shè)計過程中

7、難免會有不足之處，然而我相信本課題的研究設(shè)計會給帶來新的設(shè)計理念和創(chuàng)新意識。研究多功能自動裝盒機(jī)豐富了個人設(shè)計思想，培養(yǎng)了設(shè)計興趣，還能開拓在包裝機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域的創(chuàng)新空間。 本次設(shè)計使我在四年中所學(xué)的機(jī)械設(shè)計知識，以及機(jī)械繪圖能力得到發(fā)揮，同時也發(fā)覺個人能力的有限。 1.2 包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 我們在進(jìn)行藥品包裝機(jī)械的設(shè)計上除了滿足現(xiàn)有的包裝形式，也可以引導(dǎo)包裝方式的發(fā)展，是藥品包裝向著更安全、更方便、更具實用性、高效、節(jié)能的方向發(fā)展。 1.2.1 國外包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀 2002年德國包裝機(jī)械產(chǎn)值達(dá)34億歐元，其產(chǎn)量的77%為出口產(chǎn)品。最近幾年，這些國家包裝和食品機(jī)械設(shè)備發(fā)展呈

8、現(xiàn)出新的趨勢。 1、工藝流程自動化程度越來越高 目前自動化技術(shù)在包裝生產(chǎn)線中已占50%以上，大量使用了電腦設(shè)計和機(jī)電一體化控制，目的是提高生產(chǎn)率，提高設(shè)備的柔性和靈活性，增加機(jī)械手以完成復(fù)雜的包裝動作（模擬手工包裝）。每個機(jī)械手均有單獨(dú)的電腦控制，攝像機(jī)見空包裝動作并將信息反饋到電腦以調(diào)整動作幅度，保證包裝的高質(zhì)量，同時對包裝材質(zhì)及厚度有自動識別功能，再由電腦計算后去控制機(jī)械運(yùn)動，完全是個“自適應(yīng)”系統(tǒng)，保證系統(tǒng)在最優(yōu)狀態(tài)下工作。提高生產(chǎn)率，降低工藝流程成本，最大限度地滿足生產(chǎn)要求。高速設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，損失也同樣驚人，所以高速度設(shè)備一定要有故障分析系統(tǒng)（自診斷系統(tǒng)）并能自行排除故障，使生

9、產(chǎn)率得以提高。 2、適應(yīng)產(chǎn)品變化 設(shè)計具有好的柔性和靈活性。為適應(yīng)競爭需要，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，有的產(chǎn)品甚至一季一變，而產(chǎn)量都很大，包裝機(jī)的壽命遠(yuǎn)大于產(chǎn)品的壽命周期，所以某些包裝機(jī)要能適應(yīng)產(chǎn)品的變化，只能以柔性和靈活性來適應(yīng)，包括量的靈活、構(gòu)造的靈活和供貨的靈活。構(gòu)造可以采用單元模塊化，供貨靈活是指單機(jī)可以實現(xiàn)多種包裝組合，設(shè)多個進(jìn)料口及不同形式包裝。 3、成套供應(yīng)能力強(qiáng) 如一條飲料灌裝線，有200多微電腦件，100多種控制軟件，灌裝封蓋部分又是兩套組合，其他部分共用。一個供貨商可以為用戶進(jìn)行工程設(shè)計、安裝、調(diào)試、最后交用戶驗收。 包裝機(jī)械設(shè)計普遍使用仿真設(shè)計技術(shù)。把

10、各種機(jī)器單元以數(shù)據(jù)庫形式存入計算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計算機(jī)、由計算機(jī)自動合成三維模型把實際生產(chǎn)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)、可能發(fā)生的故障等輸入計算機(jī)。計算機(jī)三維模型即可按照實際工作情況進(jìn)行操作，演示出生產(chǎn)能力、廢品率、生產(chǎn)線瓶頸在何處等，還可以根據(jù)用戶意見進(jìn)行修改模型直到用戶滿意。采用計算機(jī)仿真技術(shù)后，大大縮短惡劣包裝機(jī)械的設(shè)計周期及新產(chǎn)品開周期。 1.2.2 國內(nèi)包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢 為開拓中東、非洲包裝塑料市場，成為我國包裝工業(yè)創(chuàng)造條件，從去年在中東的阿聯(lián)酋舉辦的“中東和非洲包裝機(jī)械展銷會”來看，有關(guān)專家認(rèn)為，中東包裝塑料幾市場有待開拓，我國包裝機(jī)械在該市場具有一定的優(yōu)勢，優(yōu)勢在于價格實惠。 據(jù)

11、調(diào)查，中東市場的包裝機(jī)械適銷機(jī)型主要為：半自動水平垂直包裝機(jī)、瓦楞紙箱生產(chǎn)線、PET（聚酯乙烯）塑料生產(chǎn)線、香皂水平包裝機(jī)及用于奶酪和黃油的水平填充、密封機(jī)械與奶油裝罐機(jī)的需要持續(xù)增長。 目前，各國包裝設(shè)備在埃及市場所占份額為：埃及30%。意大利18%。中國15%，德國10%。西班牙8%，美國5%，英國5%，印度5%，中國臺灣2%，其他國家4%，由此可見，中國的包裝機(jī)械還有很大的拓展空間。 我國包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)從上世紀(jì)80年代以來的20多年中，發(fā)展十分迅速。我國包裝幾產(chǎn)值在1982年僅為3億元人民幣，1999年、2000年和2001年分別增為125億、155億和為172億元，2002年增至19

12、5億元，到2005年將達(dá)250億元以上。 人性化設(shè)計就是在設(shè)計的過程中要充分考慮人的勝利和心理因素。更加重視產(chǎn)品的“方便”、“價錢”、“安全”和“效率”等方面的評價，應(yīng)該不至于在。長期使用過程中對操作者造成操作不適、易疲勞等生理或心理的不良反應(yīng)至傷害。因此設(shè)計人性化的包裝機(jī)成為一大主題，如圖1.1所示。 綠色設(shè)計原則將是從人類的長遠(yuǎn)利益出發(fā)的。從綠色設(shè)計原則出發(fā)，產(chǎn)品從它一出生到完成它實用價值以另一種形式存在都屬于設(shè)計所考慮的范圍。 圖1.1 DBL（Z）-22系列包裝機(jī) 我們應(yīng)當(dāng)遵從這樣一條原則：減少一切可以避免的，一切廢品都是浪費(fèi)，都可能對環(huán)境造成污染。 在這個指導(dǎo)下

13、，我們可以從結(jié)構(gòu)、工藝組合及包裝原材料等方面來考慮我們的包裝機(jī)械。綠色型包裝機(jī)如圖1.2所示。 現(xiàn)在的包裝自動化只能說是相對的。要實現(xiàn)真正的自動化我們的路還很長，會碰到諸如檢測、自動調(diào)整等一系列問題。因此真正實現(xiàn)機(jī)電一體化的設(shè)計還需要我們的努力，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有不少的機(jī)電一體化的產(chǎn)品，但是機(jī)械部分還是占主體。 目前國內(nèi)和國外有了不少的機(jī)電一體化的包裝機(jī)械產(chǎn)品，但是由于功能單一或者操作煩瑣，甚至機(jī)身笨重的缺點(diǎn)，真正的機(jī)電一體化還需要一段時間。 圖1.2 ZHJ—80D型自動包裝機(jī) 因此設(shè)計新型機(jī)電一體化的包裝機(jī)是如今的主題，在保證了人性化設(shè)計并

14、且不危害人體健康的前提下，實現(xiàn)機(jī)電一體化的設(shè)計，這不僅是包裝機(jī)械的進(jìn)步，也是電氣和機(jī)械工程的進(jìn)步。 對形態(tài)各異、物理特性各不同的藥品在檢測過程中所碰到的問題會更多，而檢測之后數(shù)據(jù)的傳輸和處理，對控制系統(tǒng)的要求也不會就停留在當(dāng)前的這個程度上，這需要電子行業(yè)和包裝行業(yè)的共同努力，需要醫(yī)藥包裝機(jī)械能夠?qū)⑿碌碾娮蛹夹g(shù)及時的應(yīng)用到實踐中來，需要兩個行業(yè)的共同的探索。把各種機(jī)器單元以數(shù)據(jù)庫形式存入計算機(jī)，把圖紙數(shù)字化后輸入計算機(jī)、由計算機(jī)自動合成三維模型把實際生產(chǎn)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)、可能發(fā)生的故障等輸入計算機(jī)。 現(xiàn)今已有不少這方面的產(chǎn)品問世，但是也存在著各種各樣的問題。比如功能單一，操作復(fù)雜煩瑣，主體機(jī)構(gòu)笨

15、重等問題是存在的。盡管如此國內(nèi)已經(jīng)有了比較完善的功能裝置和包裝機(jī)，它在機(jī)構(gòu)上，功能上，以及操作上都實現(xiàn)了機(jī)電一體化的功能，填補(bǔ)了國內(nèi)的的空白，為以后多功能自動裝盒機(jī)的發(fā)展鋪好了道路。國內(nèi)產(chǎn)品DZH-100型包裝機(jī)如圖1.3所示。 圖1.3 DZH-100多功能自動包裝機(jī) 1.3 本課題的研究設(shè)想 多功能指制藥機(jī)械在特定的使用和環(huán)境條件下，完成基本工藝動作的機(jī)電運(yùn)動功能。隨著高新技術(shù)的發(fā)展、交叉領(lǐng)域新技術(shù)滲入，先進(jìn)的原理、機(jī)構(gòu)、控制方法及檢測手段的應(yīng)用，儀制藥機(jī)械的功能不斷被充實和完善。 多功能藥品包裝全自動生產(chǎn)線具有如下功能： 因為盒子的種類繁

16、多，因此設(shè)計的折盒模塊也要有不同種類以相適應(yīng)。具體到模塊的長寬高，設(shè)計和加工余量。 1、打印批號 在上個功能機(jī)構(gòu)完成其加工過程后，將盒成型封好，待打印批號。 2、折說明書機(jī)構(gòu) 運(yùn)用空間八塊機(jī)構(gòu)，使得說明書的折法可以隨意折，最后還能直接將說明書裝進(jìn)折好的盒子，方便快捷，簡化機(jī)構(gòu)，還能保證準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。 3、預(yù)期結(jié)果和意義 1) 通過對藥品包裝全自動生產(chǎn)線方面的闡述，以及客戶需求的不斷提高，多功能藥品包裝全自動生產(chǎn)線在各方面將會不斷的提高，為推動醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 2) 對于原有產(chǎn)品的更新?lián)Q代。創(chuàng)新與發(fā)展是時代的主題。技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品的更新?lián)Q代更是制藥包裝設(shè)備面臨的又一大

17、挑戰(zhàn)。多功能藥品包裝全自動生產(chǎn)線屬于獨(dú)立開發(fā)的產(chǎn)品，可根據(jù)市場所需及客戶要求在符合原有設(shè)計原理的情況下進(jìn)行更新?lián)Q代。 3) 這樣的機(jī)器不僅廣泛用于藥品、化妝品、食品等產(chǎn)品的裝盒，特別適用于貴重物品、易碎、無合適進(jìn)給物品等產(chǎn)品的裝盒，相信多功能自動裝盒機(jī)的問世，會給人們的生活帶來極大方便，給生產(chǎn)帶來新的動力，有極大市場前景。 第2章 多功能自動裝盒機(jī)的運(yùn)動分析 2.1 運(yùn)動分析和工藝分析 本章主要講述多功能自動裝盒機(jī)的運(yùn)動分析與工藝分析。 2.1.1 多功能自動裝盒機(jī)各組成部分的運(yùn)動分析 1、折盒機(jī)構(gòu) 裁好的硬質(zhì)紙張運(yùn)送到折盒機(jī)構(gòu)的圓柱卡

18、臺上，有滾動的成型模塊將每個半成品盒壓制成成品。該機(jī)構(gòu)中的折側(cè)邊和折角機(jī)構(gòu)分別完成水平和前后兩個方向的動作，使用紙盒的成型模塊對紙盒進(jìn)行限位。 2、折說明書機(jī)構(gòu) 將待折的說明書運(yùn)送到折疊機(jī)構(gòu)的成型臺表面，推桿1說明書第一次對折，并傳送到推桿2的位置，此時推桿1返回，推桿2將說明書第2次對折，并傳送到推桿3的位置，此時推桿1進(jìn)行下一張說明書的推送，與次同時推桿3將說明書進(jìn)行最后一次對折并直接推到下面的傳送帶上。如圖2.1所示。 3、傳送機(jī)構(gòu) 主要是傳送帶將盒以及說明書運(yùn)送到裝盒裝置，然后再由傳送帶運(yùn)送到打印機(jī)構(gòu)進(jìn)行打印批號。 4、打印機(jī)構(gòu) 圖2.1 折說明書裝置 將傳送帶運(yùn)

19、送而來的盒打印上生產(chǎn)批號，最后送到成品提取裝置完成整個包裝過程。 2.1.2 工藝分析 選擇和擬訂工藝過程是多功能自動裝盒機(jī)設(shè)計的第一階段的任務(wù)，是多功能自動裝盒機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)。工藝過程方案是否合理和先進(jìn)，將直接影響所研制的多功能自動裝盒機(jī)結(jié)構(gòu)、外形尺寸、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方式和裝盒質(zhì)量。 下面對所研制的自動裝盒機(jī)的具體工藝進(jìn)行分析。 本自動裝盒機(jī)為多工位裝盒機(jī)，其包裝運(yùn)動是間歇運(yùn)動，工藝路線為階梯型，即在包裝過程中有豎直、水平和前后3個方向的運(yùn)動，采用“成型法”完成包裝折疊動作。根據(jù)系統(tǒng)功能需求可將整個包裝過程分為以下幾道工序，如圖2.2所示： 在確定了裝盒機(jī)工序后，

20、制定出該裝盒機(jī)的工藝路線，確定工位數(shù)。在裝盒機(jī)工位設(shè)置時，主要考慮如何工作行程和空程時間，提高生產(chǎn)率，簡化傳動裝置，使得裝盒機(jī)的整體結(jié)構(gòu)緊湊。 折盒機(jī)構(gòu) 機(jī)械手—裝盒 折說明書機(jī)構(gòu) 傳送帶—打印 圖2.2 包裝工序 2.1.3 多功能自動裝盒機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)上節(jié)分析的裝盒機(jī)的功能、工序、以及包裝的工藝流程，可以確定包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)。將包裝機(jī)分為3個主要子部分，各子部分分別完成各自的功能，并協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)多功能自動裝盒機(jī)功能。 裝盒機(jī)作為自動工作中的一個特定的類型，它具有一般自動工作機(jī)的基本共性，在結(jié)構(gòu)上包括驅(qū)動元件、工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和自動控制裝置系統(tǒng)四

21、大部分。同時裝盒機(jī)也具有自身的一些特點(diǎn)，根據(jù)本裝盒機(jī)的工藝?？蓪⒀b盒機(jī)的機(jī)構(gòu)劃分為如圖2.2的四個部分。圖中所示的折盒機(jī)構(gòu)、折說明書機(jī)以及打印機(jī)構(gòu)都是工作機(jī)構(gòu)，工作機(jī)構(gòu)是直接或者是借助工具對加工對象實施作用，以改變加工對象的工作職能的性質(zhì)區(qū)分，工作機(jī)構(gòu)又可以劃分位工藝操作機(jī)構(gòu)和輔助操作機(jī)構(gòu)。 圖2.2所示的3個工作機(jī)構(gòu)都是要完成對多功能自動裝盒機(jī)而使用的專門機(jī)構(gòu)，其中輔助操作機(jī)構(gòu)包括送紙裝置、說明書運(yùn)送裝置和成品取出機(jī)構(gòu)，工藝操作機(jī)構(gòu)是打印機(jī)構(gòu)。 本裝盒機(jī)中選用的驅(qū)動元件是電動機(jī)。驅(qū)動元件是為工作機(jī)提供加工及各種運(yùn)動的動力的，裝盒機(jī)常用的驅(qū)動元件有電動機(jī)，液壓元件和氣動元件。 傳動機(jī)構(gòu)是

22、用于將動力和運(yùn)動從驅(qū)動元件傳遞給工作機(jī)構(gòu)。傳動機(jī)構(gòu)的功能四調(diào)節(jié)運(yùn)動速度或者變換運(yùn)動形式（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)閿[動或移動，連續(xù)運(yùn)動變?yōu)橹芷诿}動等）。 2.2 自動裝盒機(jī)的工作要求和功能分析 多功能自動裝盒機(jī)的控制與運(yùn)動系統(tǒng)較為復(fù)雜，主要包括折盒、折說明書、運(yùn)送盒、運(yùn)送說明書、裝盒、打印批號等，其中的電氣控制方面主要是時間的配合。 設(shè)備的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是不變性的，設(shè)備結(jié)構(gòu)（整體或局部）不合理、不適用，一旦投入使用，要改變幾乎是不可能的。但對制藥企業(yè)來說多數(shù)還是要到設(shè)備更新或報廢時才更新?lián)Q代，所以設(shè)備的結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的影響是先決的。 多功能藥品裝盒機(jī)全自動生產(chǎn)線在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，采用高集程度大規(guī)模芯片為專

23、機(jī)設(shè)計了專門的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，自動化程度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、操作維護(hù)方便等特點(diǎn)。具體結(jié)構(gòu)設(shè)計如下：系統(tǒng)中的各功能機(jī)構(gòu)的功能和作用。 表2.1 功能機(jī)構(gòu)及作用 機(jī)構(gòu)名稱 功 能 折盒機(jī)構(gòu) 將傳送拉的紙張折疊成型 傳送機(jī)構(gòu) 傳送紙盒到打印機(jī)構(gòu) 折說明書機(jī)構(gòu) 將說明書三折成型 打印機(jī)構(gòu) 給包裝盒打印產(chǎn)品批號 繼電器 控制并調(diào)節(jié)推板運(yùn)動順序及時間 2.2.1 折包裝盒 圖2.3圓柱卡臺 將剪好的包裝紙運(yùn)送到折合盒機(jī)構(gòu)的四根圓柱卡臺上。電動機(jī)驅(qū)動折盒模塊裝置，模塊將包裝紙下壓，則此時包裝盒的一個側(cè)邊已經(jīng)形成，這時候推角

24、裝置啟動推角板將兩個盒角推至成型，然后推腳裝置上方的推板運(yùn)動將短側(cè)邊推成型壓住兩個角，包裝盒繼續(xù)下壓一個側(cè)邊的距離，上推板開始由電機(jī)驅(qū)動運(yùn)動，將另一個側(cè)邊與寬面成型，與此同時和壓緊的側(cè)邊多余的部分粘在一起，則當(dāng)模塊運(yùn)動到垂直位置時，包裝盒自動滑落到傳送帶1上。如圖2.3所示。 2.2.2 折說明書 此裝置同樣要求時間搭配的協(xié)調(diào)，1桿將說明書對折到空間成型機(jī)構(gòu)，然后退回，2桿開始運(yùn)動將對折的說明書再次對折推至3桿位置，然后退回，3桿將說明書最后一次對折，然后直接推出成型機(jī)構(gòu)，推至傳送帶2上，與傳送帶1上的包裝盒一起裝好至傳送帶3上，等待下一到打印工序。 2.2.3 打印

25、批號 裝好說明書包裝盒運(yùn)送到打印機(jī)構(gòu)的下方，有凸輪帶動的打印機(jī)構(gòu)完成快速打印，其完成一個輪回的速度要與傳送帶3的運(yùn)行速度相同，從而保證打引速度和質(zhì)量。 2.3 本章小結(jié) 本章通過對裝盒機(jī)功能與總體分析，制定了整個設(shè)計的總體方案，詳細(xì)設(shè)計了其中的各個功能機(jī)構(gòu)以及具體工序。為以后的具體零件和功能機(jī)構(gòu)的設(shè)計打好基礎(chǔ)。使得以后的設(shè)計能有序的進(jìn)行。 第3章 自動裝盒機(jī)輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計 3.1 輔助機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 現(xiàn)對其中結(jié)構(gòu)較為簡單的傳送裝置和打印機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，而對于裝盒機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)的折盒裝置和折說明書裝置將在第四章重點(diǎn)論述。 3.1.1 傳送帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計 紙盒的傳送速度和距離要保證和

26、折好的說明書同時進(jìn)入裝盒裝置，因此要滿足以下功能和運(yùn)動要求： 1、可進(jìn)行單個紙盒的輸送。 2、按工藝路線中所示的運(yùn)動路線輸送紙盒，紙盒可完成水平方向行程約為300mm的運(yùn)動，兩邊的護(hù)桿是為了保證紙盒不會滑落出傳送帶。 3、要求傳送帶裝備運(yùn)動平穩(wěn)，具有一定的定位精度和較高的位置重復(fù)精度，若定位誤差較大，則會使紙盒與說明書不能及時準(zhǔn)確的進(jìn)去裝盒裝置，影響包裝速度和質(zhì)量，而定位重復(fù)精度低的話，會使傳送質(zhì)量不穩(wěn)定。 4、傳送帶的速度要求調(diào)節(jié)方便，由于紙盒與說明書要以相同的速度運(yùn)動，因而要求可以方便的調(diào)節(jié)輸送裝置的運(yùn)動速度，使之可以和裝盒裝置協(xié)調(diào)動作。 通過以上分析可以知道，傳送帶設(shè)計時要解決

27、的主要有四個問題； 1、設(shè)計一種機(jī)構(gòu)簡單，成本低的傳送裝置，完成對紙盒與說明書的運(yùn)送。 2、設(shè)計紙盒的限位機(jī)構(gòu)（即護(hù)板），確保紙盒的輸送精度。 3、設(shè)計能是整個傳送過程平穩(wěn)的裝置，保證傳送的速度。 4、設(shè)計能方便調(diào)節(jié)的驅(qū)動裝置。 3.1.2 打印裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 裝好說明書的紙盒運(yùn)送到打印機(jī)下面，由打印機(jī)進(jìn)行批號打印。 打印裝置由電動機(jī)帶動凸輪轉(zhuǎn)動進(jìn)行打印，在傳送帶上面，確切是紙盒上方有彈性復(fù)寫紙，事先固定好的本次產(chǎn)品的批號數(shù)字模塊通過該紙將批號打印到紙盒上，因此在設(shè)計時候要注意以下幾個問題： 1、 電動機(jī)帶動凸輪的轉(zhuǎn)速要與傳送帶的速度協(xié)調(diào)，即每傳送過去一個紙盒，凸輪就要轉(zhuǎn)動一圈

28、。 2、不同批次的產(chǎn)品批號不同，所以打印的數(shù)字模塊要設(shè)計成可更換的，猶如刀具庫更換刀具一般，隨時有備用數(shù)字模塊。 3、 保證傳送過程平穩(wěn)，同時要保證打印的質(zhì)量。 因此在設(shè)計上要注意結(jié)構(gòu)上的搭配，如圖3.1所示： 為了保證打印模塊的工序按預(yù)期設(shè)計的進(jìn)行，在兩邊的拉桿裝上彈簧，這樣能保證不會因轉(zhuǎn)速過快導(dǎo)致打印模塊壓壞。 因要打印的批號有并列的三行，所以在設(shè)計模塊的時候要注意排版和布局，如： 產(chǎn)品批號：T25028 生產(chǎn)日期：2005.05.21 有效期至：2008.04.21 則看出設(shè)計出并列三排，每排至少八個數(shù)字，準(zhǔn)備好兩組數(shù)字模塊，其中一組

29、是下角標(biāo)帶點(diǎn)的。如上面的2005. 其中的5.和5就是兩種數(shù)字模塊。每個數(shù)字模塊的大小為寬4-6mm，長3-5mm。 電動機(jī)可以選擇內(nèi)置減速器的，是為了簡化機(jī)構(gòu)，不至于使得這個機(jī)構(gòu) 繁冗笨重。 另外在選擇電機(jī)時，要選擇能夠自動換向的，也就是有控制轉(zhuǎn)動時間和轉(zhuǎn)動方向的電氣裝置。 因折盒機(jī)構(gòu)中要求沒分鐘出產(chǎn)紙盒數(shù)量為100-120/min，即每秒2個，結(jié)構(gòu)上設(shè)置了4個成型架。 因此需要該裝置每2秒就轉(zhuǎn)一圈，則要求電動機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)速為30n/min，如果選用下面表格中所列出的電機(jī)： 圖3.1打印機(jī)構(gòu) 表3.1 電機(jī)參數(shù)

30、 型號規(guī)格 額定功率（Kw） 轉(zhuǎn)速 （r/min） 視圖文件名 編號 Y315S—10 55 600 DY31538Q.DWG 000863 則需要帶內(nèi)置減速器設(shè)計成二級減速器按1：4和1：5的比例進(jìn)行減速達(dá)到最終折盒裝置的要求。 或者選用 120rpm、功率0.37W的電機(jī)。則只需要進(jìn)行一級減速，1：4的比例就足以解決以上問題，同樣可以設(shè)置成內(nèi)置的減速器，則輸出軸的轉(zhuǎn)速便是30rpm達(dá)到設(shè)計要求。 3.2 本章小結(jié) 本章主要是設(shè)計了整個裝盒機(jī)的輔助機(jī)構(gòu)，傳送帶和打印裝置，它們在整個包裝過程中也是必不可少的機(jī)構(gòu)，主要功能完成裝好盒后的紙盒傳輸以及打印批號

31、。 第4章 自動裝盒機(jī)工作機(jī)構(gòu)設(shè)計 4.1折盒裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主要工作機(jī)構(gòu)之一的折盒機(jī)構(gòu)在設(shè)計和運(yùn)動分析時都是關(guān)鍵。 4.1.1 折盒裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 折盒動作是通過圓盤帶動導(dǎo)桿實現(xiàn)折疊工序的，因此折盒裝置要滿足以下的基本要求和運(yùn)動要求： 1、可進(jìn)行單個紙盒的折疊。 2、按照工藝路線圖2.2中的運(yùn)動路線進(jìn)行折盒。當(dāng)模塊移動到圓柱卡臺的水平位置，折盒裝置啟動開始整個折盒過程。 3、要求紙張在卡臺上平穩(wěn)放置，具有一定的定位精度和教高的位置重復(fù)精度。 4、要協(xié)調(diào)好每個推板的運(yùn)動時間，以及推角的運(yùn)動始停。 5、保證整個折疊過程中推板和推角的穩(wěn)定運(yùn)行以及模塊的穩(wěn)速移動，確保整個折疊工

32、序的精度和位置精度。 為保證每秒2個的進(jìn)度，要求兩個推板和推角要在工作順序上有相當(dāng)好的協(xié)調(diào)性，也就是保證每個推板和推角在單位時間內(nèi)要有2個運(yùn)動的反復(fù)。也就是要求電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速是30rpm，并且保證它們的先后順序。 其中的腿腳在設(shè)計結(jié)構(gòu)是利用了一對嚙合齒輪機(jī)構(gòu)，嚙合齒輪的轉(zhuǎn)動帶動了兩個推角的運(yùn)動，進(jìn)而完成了折角的動作，如圖4.1所示。 折角后兩個推板進(jìn)行有序動作完成整個的折疊過程。在次過程中要用到繼電器，因為我們要進(jìn)行的機(jī)構(gòu)設(shè)計和運(yùn)動分析。 所以簡略地介紹一下就可以，它主要是控制兩個推板的運(yùn)動先后順序，也是折疊順利完成的關(guān)鍵。 圖4.1 推角裝

33、置 4.1.2 傳送帶與折盒機(jī)構(gòu)的配合 在以上全都保證的前提下，模塊卸下成型的紙盒帶傳送帶上，由其運(yùn)送到后面的裝盒機(jī)構(gòu)，在次期間要保證紙盒的平穩(wěn)，所以在傳送帶的兩端加上可以調(diào)節(jié)的護(hù)桿，另外要是傳送帶的皮帶有足夠的粗糙度，保證紙盒在上面不出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，傳送帶的機(jī)構(gòu)如圖4.2所示： 其中為了確保皮帶不打滑，在其下面增加了張緊輥來保證皮帶一直處于張緊狀態(tài)，進(jìn)而保證紙盒的傳送穩(wěn)定。 另外傳送帶的支架設(shè)計成可調(diào)節(jié)，能適應(yīng)不用高度的應(yīng)用，到達(dá)精簡目的。 同時為了確保不使過多的紙盒停留甚至堆積在傳送帶上，傳送帶的轉(zhuǎn)速要選擇接近且稍微大于折盒機(jī)構(gòu)的效率，即略微大于每秒2個生產(chǎn)速度。 因為傳送帶長3

34、30mm，又每個紙盒的長度為80mm，保證間距設(shè)置為100mm，則在傳送帶上不能同時出現(xiàn)4個以上的紙盒。 因此要求其轉(zhuǎn)速大于或者等于200mm/s.這樣才能保證裝好的紙盒不堆積在傳送帶上。 與此同時打印機(jī)構(gòu)的打印頻率要與機(jī)械手相協(xié)調(diào)，這樣才能確保不遺漏傳送帶上的每一個包裝盒。 圖4.2 傳送帶 4.1.3 機(jī)械手的設(shè)計 在整個包裝機(jī)中，機(jī)械手起到連接折盒機(jī)構(gòu)和折說明書機(jī)構(gòu)的作用，將兩者在時間的協(xié)調(diào)上過度好，并且把裝好的紙盒運(yùn)送到傳送帶上。 它是由兩組嚙合齒輪完

35、成兩個自由度的夾緊和翻轉(zhuǎn)，即水平和垂直方向，再由一個大齒輪保證旋轉(zhuǎn)上面兩個工作臺的旋轉(zhuǎn)，夾盒裝置如圖4.3所示。 圖4.3 夾盒裝置 其中齒輪為不全齒的齒輪，夾板與齒輪外邊緣一體，完成張合的夾緊和松開動作。它由間歇式運(yùn)動的電動機(jī)（能換向）帶動。 當(dāng)紙盒被夾緊以后，第二組嚙合齒輪開始運(yùn)作，使得整個的夾盒裝置在豎直方向上翻轉(zhuǎn)，即由水平到豎直，該裝置如圖4.4所示。 圖4.4. 翻轉(zhuǎn)裝置 在上述機(jī)構(gòu)完成預(yù)定動作后，主電機(jī)轉(zhuǎn)動，使得整個裝置旋轉(zhuǎn)180度，運(yùn)送到折說明書最后一道工序的正下方，將說明書直接裝進(jìn)成型的紙盒，然后旋轉(zhuǎn)90度，運(yùn)送到傳送帶

36、上，之后循環(huán)以上的工序。 在機(jī)械手整個的運(yùn)作過程中，機(jī)械手臂的長度要根據(jù)折盒裝置和折說明書裝置的距離來確定，其高度由折說明書的空間成型機(jī)構(gòu)以及折盒裝置的卡臺機(jī)構(gòu)來確定。 同時傳送帶要與機(jī)械手協(xié)調(diào)配合，在保證能運(yùn)送到的前提下，還要平穩(wěn)的運(yùn)送到傳送帶上，然后由傳送帶上方的打印裝置進(jìn)行打印。 4.2 折說明書裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本裝置中運(yùn)動到了多個齒輪傳動，一是為了減速，二是為了保證兩個導(dǎo)桿運(yùn)動的相異性，從而按工序完成折說明書的過程。 4.2.1 齒輪的選擇和校核 折說明書機(jī)構(gòu)是第一次運(yùn)用空間成型機(jī)構(gòu)，將說明書一次性要求目的，并且將說明書直接運(yùn)送到傳送帶上，與折好的紙盒一起運(yùn)至裝盒機(jī)構(gòu)。如圖

37、4.5所示。 由圖看出，中間最小的齒輪是主動輪，也就是電動機(jī)的輸出軸，因其生產(chǎn)出的說明書的數(shù)量以及運(yùn)送速度要和紙盒保持一致，則先確定最大齒輪的轉(zhuǎn)速，整個機(jī)構(gòu)一次完成一個說明書的折疊，因此在速度上要求高了，在工序上更不能有差錯，即整個裝置要做到每秒2個說明書運(yùn)送到最上面的導(dǎo)桿 下面待命，如此的話要求大齒輪的轉(zhuǎn)速為120rpm，因為整個齒輪系是個減速機(jī)構(gòu)，所以在選定好電動機(jī)后去選擇中間的從動輪，在本裝置中也可以稱為換向輪。 圖4.5 折說明書裝置 選定電動機(jī)的輸出功率為6KW，小齒輪轉(zhuǎn)訴為300rpm,它和換向輪的齒數(shù)比為1.2

38、5，使用壽命為15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸出平穩(wěn)，換向不變。 1、選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）按圖3.3所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 2）折說明書機(jī)構(gòu)屬于一般工作機(jī)，要求精度不是很高，故選用7級精度（GB10095—88） 3） 材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 4） 選擇小齒的齒數(shù)為，大齒數(shù)為 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計算公式驚醒計算，即 （4.1） 1） 確定公

39、式內(nèi)的各計算數(shù)值 （1）試選載荷系數(shù)K=1.3 （2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距 T=95.51=95.510/300=3.183 （3）查表選取齒寬系數(shù) （4）查表得材料的彈性影響系數(shù) （5）按齒面硬度得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （4.2） （7）查表得接觸疲勞壽命系數(shù) ； （8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 2） 計算 （1） 試算

40、小出論分度圓直徑，代入中教小的值， 49.70mm （2）計算圓周速度v （3）計算齒寬b （4）計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 b/h=49.70/5.591=8.89 （5） 計算載荷系數(shù) 根據(jù)v=0.67m/s,7級精度，查得動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè)。查得 ； 查得使用系數(shù) v=0.78m/s 7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時， 將數(shù)據(jù)帶入后得 =1..085

41、 由b/h=8.89, 查圖表得故載荷系數(shù) （4.3） （6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑， （7）計算模數(shù)m 3、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 彎曲計算公式為 （4.4） 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 （1）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度疲勞極限 ； （2） 查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ；； （3） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得

42、 （4）計算載荷系數(shù)K （5）查取齒形系數(shù) 查得 ；。 （6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 查得 ；。 （7）計算大、小齒輪的 并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。 2） 設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)副計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的

43、乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.28并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值1.5， 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 取=45。 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)， 4、幾何尺寸計算 1） 計算分度圓直徑 mm mm 2）計算中心距 3） 計算齒輪寬度

44、 取mm； 5、驗算 ,合適。 4.2.2 鍵的選擇與校核 1、 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 一般8級以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵聯(lián)接。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。 根據(jù)d=8mm 從表中查得鍵的截面尺寸為：寬度b=14mm,高度h=9mm。又由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=20mm（比輪轂寬度小些） 2、 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 平鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)距時，聯(lián)接中各零件的受力情況如圖4.6所示： 對于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)

45、接），其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。 因此導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動聯(lián)接），其主要實效形式是工作面的過度磨損。因此通常按逐個面的壓力進(jìn)行條件性的強(qiáng)度校核計算。 假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為 （4.5） 導(dǎo)向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為 （4.6） 式中：T——傳遞的轉(zhuǎn)距（T=F），單位為； K——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵的高度，單位為mm;

46、 l——鍵的工作長度，單位為mm，圓頭平鍵l=L-b,平頭平鍵l=L,這里L(fēng)為鍵的公稱長度，單位為mm ,b為鍵的寬度單位為mm; d —— 軸的直徑，單位為mm; ——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，單位為MPa; ——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用應(yīng)力，單位為MPa; 圖4.6 平鍵聯(lián)接的受力情況 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表得許用擠壓應(yīng)力 。鍵的工作長度l=L-b=20mm-14mm=6mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.59m=4.5mm得：

47、 可見聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度不夠?？紤]到相差較大，因此改用雙鍵，相隔布置。雙鍵的工作長度 ，則可得： 合適。 4.3 本章小結(jié) 本章的主要是任務(wù)也是整個設(shè)計的主體，將其功能機(jī)構(gòu)中的折盒裝置和折說明書裝置，以及其中的齒輪的選擇與校核，鍵的選擇與校核還有機(jī)械說的設(shè)計，這些工作的完成也是整個包裝機(jī)設(shè)計的大體完成。 第5章 常用零件的選擇與校核 5.1 軸承和螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計 本章主要針對裝盒機(jī)的常用零件軸和螺栓組進(jìn)行校核。 5.1.1 動軸承的校核 1、 支承部分的剛度和同心度 軸和安裝軸承的外殼或者軸承座，以及軸承裝置中的其

48、它受力零件，必須有足夠的剛性，因為這些零件的變形都要阻滯滾動體的滾動而使軸承提前損壞。外殼及軸承座孔壁均應(yīng)有足夠的厚度，壁板上的軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并加強(qiáng)肋來增強(qiáng)支承部分的剛性，如果外殼是用輕合金或者非金屬制成的安裝軸承處應(yīng)采用鋼或者鑄鐵制的套環(huán)。 2、軸承的配制 一般來說，一根軸需要兩個支點(diǎn)，每個支點(diǎn)可由一個或者一個以上的軸承組成。合理的軸承配置應(yīng)考慮軸在機(jī)器中有正確的位置、防止軸向竄動以及受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素。常用的軸承配置方法有以下三種： 1）雙支點(diǎn)各單向固定 2）一端支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動 3）兩端游動支承 3、 滾動軸承的軸向緊固 1）內(nèi)圈緊固的

49、常用方法 （1）用軸用彈性擋圈嵌在軸的溝槽內(nèi)，主要用于軸向力不大及轉(zhuǎn)速不高時。 （2）用螺釘固定的軸端擋圈緊固，可用于在高轉(zhuǎn)速下承受大的軸向力。 （3）用圓螺母和止動墊圈緊固，主要用于軸承轉(zhuǎn)速高、承受較大的軸向力的情況。 （4）用緊定襯套、止動墊圈和圓螺母緊固，用于光軸上、軸向力和轉(zhuǎn)速都不大的、內(nèi)圈為圓錐孔的軸承。 2）外圈軸向緊固的常用方法 （1）用嵌入外殼溝槽內(nèi)的孔用彈性擋圈緊固，用于軸向力不大且需減小軸承裝置尺寸時。 （2）用軸用彈性擋圈嵌入軸承外圈的止動槽內(nèi)緊固，用于帶有止動槽的深溝球軸承，當(dāng)外殼不便設(shè)凸肩并且外殼為剖分結(jié)構(gòu)時。 （3）用軸承蓋緊固，用于高轉(zhuǎn)速及很大軸

50、向力時的各類向心、推力和向心推力軸承。 （4）用螺紋環(huán)緊固，用于軸承轉(zhuǎn)速高，軸向載荷大，而不適于使用軸承蓋緊固的情況。 3、軸承的校核與壽命計算 根據(jù)工作條件決定在傳軸的兩端反裝兩個角接觸球軸承，軸承徑向載荷，軸向載荷軸承轉(zhuǎn)速n=120r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)時有輕微沖擊。預(yù)期計算壽命5000h 1）求比值 查表得，深溝求軸承的最大e值為0.44，故此時。 2） 初步計算當(dāng)量動載荷 （5.1） 查表得，=1.01.2，取=1.2。 按表X=0.56，Y值需在已知型號和基本額

51、定靜載荷后才能求出，現(xiàn)暫選一近似中間值取Y=1.5，則 P=1.2（0.56550+1.5270）N=855.6N 3）軸承應(yīng)有的基本額定動載荷值 （5.2） 按照軸承樣本或設(shè)計手冊選擇C=3300N的61900軸承。此軸承的基本額定靜載荷=3300N。驗算如下： （1）求相對軸向載荷對應(yīng)的e 值與Y值 查表，對深溝球軸承取14.7，則相對軸向載荷為 ，在表中介于之間，對應(yīng)的e值為，Y 值為。 （2）用線性插值法求Y值 故X=0.56，Y=1.55 （3）求當(dāng)量動載荷P （4）

52、驗算61900軸承的壽命，得 即高于預(yù)期計算使用壽命，則選擇的合適。 5.2 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計與計算 進(jìn)行螺栓組聯(lián)接受力分析的目的是，根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)和受載情況，求出受力最大的螺栓及其所受的力，以便進(jìn)行聯(lián)接的強(qiáng)度計算。 為了簡化計算，在分析螺栓組聯(lián)接的受力時，假設(shè)所有螺栓的材料、直徑、長度和預(yù)緊力均相同；螺栓組的對稱中心與聯(lián)接接合面的形心重合；受載后聯(lián)接接合面仍保持為平面。 5.2.1 螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計 螺栓組聯(lián)接的結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的，在于合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀和螺栓的布置式，力求各螺栓和聯(lián)接接合面間均受力均勻，便于加工和裝配。為此，設(shè)計時應(yīng)綜合考慮以下幾

53、個問題： 1、 聯(lián)接接合面的幾何形狀通常都設(shè)計成軸對稱的簡單幾何形狀。這樣不但便于加工制造，而且便于對稱布置螺栓，使螺栓組的對稱中心和聯(lián)接接合面的形心重合，從而保證聯(lián)接接合面受力均勻。 2、 螺栓的布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。不要在平行于工作載荷的方向上成排地布置八個以上的螺栓，以免載荷分布過于不均勻。 3、 螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。布置螺栓時，各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機(jī)體壁間的最小距離，應(yīng)根據(jù)扳手所需活動空間的大小來決定。 4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取成4、6、8等偶數(shù)，以便在圓周上鉆孔時的分度和畫線。 5、 避免螺栓承受附加的彎曲載荷。除了要在結(jié)構(gòu)設(shè)法保證載荷不偏

54、心外，還應(yīng)在工藝上保證被聯(lián)接件、螺母和螺栓頭部的支承面平面，并與螺栓軸線相垂。 5.2.2 螺栓組的計算 1、計算圓柱卡臺底板所受的轉(zhuǎn)矩 T=95.51=95.510/300=3.183=3183Ncm 在傾覆力矩T的作用下，螺栓所受的載荷為 （5.3） 故螺栓所受的軸向工作載荷為 2、根據(jù)底板接合面不產(chǎn)生滑移的條件 （5.4） 查表得接合面間的摩擦系數(shù) =0.16，并取=0.2，則 =1-=0.8，取防滑系數(shù)，則各螺栓

55、所需要的預(yù)緊 力為 3、上面每個螺栓所受的總拉力 4、確定螺栓的直徑 選擇螺栓材料為Q235、性能等級為 4.6的螺栓，查表得材料屈服極限，查表得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓材料的許用應(yīng)力 。 求得螺栓危險截面的直徑為 按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB5780-86），選用螺紋公稱直徑d=8mm 5、 校核螺紋組聯(lián)接接合面的工作能力 1）聯(lián)接接合面下端的擠壓力不超過許用值，以防止接合面壓碎。 有： 1.61MPa

56、 （5.5） 查表得，故聯(lián)接接合面下端不致壓碎。 2）聯(lián)接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止托架受力時接合面產(chǎn)生間隙，即，有 =72.44N/m0.72MPa>0 故接合面上端受壓最下處不產(chǎn)生間隙。 3）校核螺栓 所需的預(yù)緊力是否合適 對碳素鋼螺栓，要求 已知，，取預(yù)緊力下限即 要求的預(yù)緊力 ，小于上值，故滿足要求。 5.3本章小結(jié) 本章的主要任務(wù)是將機(jī)構(gòu)要設(shè)計的常用零件進(jìn)行設(shè)計，如滾動軸承和螺栓組，

57、它們是機(jī)構(gòu)中最常用的也關(guān)鍵的零件。要對其強(qiáng)度進(jìn)行校核才能保證在整個裝置中不會出現(xiàn)問題。 結(jié) 論 隨著我國包裝工業(yè)的快速進(jìn)步與發(fā)展，多功能自動裝盒機(jī)的使用和需求越來越廣泛。然而在大部分的裝盒機(jī)，尤其是藥品裝盒機(jī)中，采用多中工序甚至是多種裝置來實現(xiàn)控制，因此裝盒機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制比較復(fù)雜，難于操作并且成本較高。本論文則是綜合各種裝盒機(jī)的特點(diǎn)，并大膽采用了空間成型機(jī)構(gòu)將說明書一次成型，簡單方便，快捷準(zhǔn)確。該裝盒機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，成本低廉，操作簡單，精度高等優(yōu)點(diǎn)。 本文對該裝盒機(jī)的原理、運(yùn)動分析和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究?？偨Y(jié)一下個人的設(shè)計結(jié)果。 1、 設(shè)計了裝盒機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 對裝盒機(jī)

58、的功能需求展開調(diào)查和分析，制定符合本裝盒機(jī)實際工作情況的加工工序和工藝路線，確定了裝盒機(jī)的各個功能機(jī)構(gòu)，即：折盒裝置、傳送裝置、折說明書裝置、打印機(jī)構(gòu)。根據(jù)各部分的功能需求，對其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計。 2、用簡單的結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)的方式實現(xiàn)了準(zhǔn)確的傳輸、折疊、打印等復(fù)雜動作，并能控制各動作之間的速度匹配，使各動作完成地協(xié)調(diào)。 3、在傳送裝置中，設(shè)計了護(hù)桿結(jié)構(gòu)為了保證紙盒在傳輸過程中能平穩(wěn)準(zhǔn)確運(yùn)送到下一個功能機(jī)構(gòu)，這種設(shè)計簡單可靠，隨即機(jī)械定位，保證了定位精度。 設(shè)計中的不足和需要解決的問題 1、由于設(shè)計過程中，沒有采用電氣機(jī)構(gòu)，所以在整個機(jī)構(gòu)運(yùn)作過程時。需要根據(jù)實際情況安裝或者設(shè)計相應(yīng)的電

59、氣裝置，同時由于個人能力有限，因此在某些機(jī)構(gòu)設(shè)計時會出現(xiàn)不同類型的錯誤，使得某些機(jī)構(gòu)在理論上可行，而在實際運(yùn)行時會遇到問題。 另外在整個繪圖過程中總體輪廓不會出現(xiàn)什么大問題，畢竟個人知識與實際操作水平受限。因而會出現(xiàn)細(xì)節(jié)性的錯誤是再所難免的，在導(dǎo)師的評解和指導(dǎo)下去逐個更正。 2、在整個包裝過程中，缺少了紙張的供應(yīng)機(jī)構(gòu)，因此在設(shè)計時要注意詳細(xì)講解清楚該裝置的運(yùn)行環(huán)境。 另外在機(jī)械手將裝好的紙盒運(yùn)送到傳送帶的過程中，紙盒在傳送帶上的穩(wěn)定性低，會產(chǎn)生紙盒的滑落或者是錯位現(xiàn)象，這些都是要在實際中解決的問題。鑒于個人水平限制，因此在精度上設(shè)計的不是很高，需要咨詢導(dǎo)師解決相關(guān)問題。

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