糖果包裝機扭結手設計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,糖果,裝機,扭結,設計,cad,圖紙,說明書,仿單 包裝機械 課程設計說明書 題目： 糖果包裝機扭結手的設計 學生姓名： 學 號： 院 （系）： 專 業(yè)： 指導教師： 一、課程設計目的及內容 （一）目的 包裝機械課程設計是專業(yè)課教學的一個重要實踐性環(huán)節(jié)，是機械零件課程設計的延伸，是包裝機械設計的一次全面訓練，目的是： 1． 聯系實際生產，運用所學知識，培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題的能力； 2． 利用“包裝機械設” 、“機械原理” 、“機械設計”等前序課知識，學會并掌握包裝機械的特點及方法； 3． 加強機械設計基本技能的訓練，加強計算能力和運用有關設計資料、設計手冊、標準、規(guī)范及經驗數據的能力的培養(yǎng)，加強機械繪圖能力的培養(yǎng)，綜合培養(yǎng)學生工程設計的能力； 4． 鞏固和加強學生進行技術總結及編制技術文件的能力。 （二）內容 本課程以間歇雙端扭結式糖果包裝機的扭結手作為設計課題，需學生兩周內，完成糖果包裝機扭結手的全部設計，獲得包裝機械設計的基本訓練。 1. 參數設計 根據課題設計任務，確定糖果包裝機扭結手主要構件的結構形式和尺寸參數、運動參數。 2. 方案設計 根據糖果包裝扭結手的結構形式、性質及運動參數，擬定扭結手的機械傳動鏈、傳動系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖。計算并確定各級傳動的傳動比，齒輪傳動、凸輪傳動等傳動構建的結構參數及尺寸，擬定扭結手的結構方案圖。 3. 結構設計 根據結構方案圖，在正式圖紙上擬訂傳動構件與執(zhí)行構件的位置，然后依次進行執(zhí)行構件設計、傳動系統(tǒng)設計、操縱機構設計、密封及潤滑的結構設計。 二、設計要求 （一）根據課程設計任務書，在兩周時間內，獨立完成糖果包裝機扭結手的設計。 （二）圖紙設計要求 1．圖量 1）完成0號圖一張，進行糖果包裝機扭結手總裝配圖的設計 2）完成3號圖三張，進行三個主要零件的零件圖設計 2．要求 1)設計方案必須合理 2）裝配圖必須表明扭結手的全部結構、原理 3）標明每個機械零件的功能、形狀、尺寸、位置及相互聯接的方法、相互配合的性質及運動關系； 4）必須標明所有配合尺寸、定位及聯結尺寸、位置及相互聯接方法、相互配合的性質及運動關系； 5）必須由視圖及剖視圖組成，視圖完整，投影關系準確，線條及畫法、尺寸及配合的標注必須符合國家標準，技術條件齊全； 6）零件圖必須標清零件的形狀、大小及結構、尺寸精度、表面粗糙度；形狀及位置公差，按國家標準繪制，技術條件齊全。 （三）設計說明書要求 設計說明書是設計的主要依據，內容必須詳盡準確，必須使用工程術語，文字通順簡練，字跡工整，總文字不少于5000字。設計說明書具體包括： 1. 設計題目； 2. 用途與規(guī)格（生產能力）； 3. 運動參數、動力參數及主要結構尺寸的確定； 4. 結構形式、傳動方式、傳動系統(tǒng)的擬定，方案的論證，畫結構草圖； 5. 機構及主要零部件的設計、選用； 6. 主要零件、部件的強度、剛度設計計算校核； 7. 操縱機構及潤滑方式的設計計算； 8. 設計說明書中的理論及計算公式要 注明出處；參考文獻標注規(guī)范。 三、扭結手工作原理 間歇式雙端扭結式糖果包裝機主要由料斗、理糖部件、送紙部件、工序盤以及傳動操作系統(tǒng)等組成，昌東系統(tǒng)如圖1所示。包裝機工作時，住傳送機構帶動工序盤作間歇轉動，隨著工序盤轉動，完成對單層或雙層材料卷封糖果的雙端扭結包裝。調整主電機的轉速，即可調整包裝機的生產速度，從而適應不同的包裝紙和糖果。 圖3工作循環(huán)圖 糖果經包裝紙四面裹包后，兩端扭結封閉。糖果包裝機扭結手由左、右兩手組成，左右對稱布置，單端扭結手結構示意如圖2所示，主要由扭結手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動軸等組成。為滿足包裝紙扭結的要求，在扭結過程中，鉗手應完成自身的轉動、軸向移動和張合三種運動。輸入軸1的運動經齒輪4、5、6、7傳動后，帶動鉗手2實現扭結轉動;輸入軸1的運動經齒輪4、5帶動凸輪12轉動，經過擺桿10、撥輪、傘輪3齒條3帶動鉗手的張、合運動；輸入軸1的運動經齒輪4、5帶動槽凸輪12轉動，經擺桿10、撥輪9實現鉗手的軸向位移運動。彈簧11使鉗手在復位時總保持張開的狀態(tài)，鉗手張合的角度的大小與軸向移動距離的大小，由凸輪12的曲線保證。齒輪5、齒輪6的齒數比，保證鉗手每張、合一次，鉗手旋轉一定的圈數。 根據包裝機各執(zhí)行機構的運動規(guī)律及動作配合要求，可繪制出包裝機的工作循環(huán)圖，如圖3。當工序盤攜帶糖塊及包裝紙旋轉至扭結工位時，鉗手進行張合、旋轉和軸向位移，完成扭結工序。 扭結手的結構示意圖如圖4所示。扭結手的手動調整通過旋轉手輪15實現。左右扭結手之間距離及對稱度的調節(jié)，通過轉動螺桿16來實現，轉動手輪螺桿16，改變擺桿10的下支點位置，帶動扭結手產生軸向位移。 四、設計步驟 （一）方案設計 1、 設計的要求： 1）、設計題目：糖果包裝機的機械扭結手設計。 2）、設計任務： a、設計參數 生產能力：200~300塊/分鐘 包裝物尺寸： ①圓柱形：直徑13X長32mm ②長方形：長27X寬16X高11 mm 箱體外形尺寸：長320X寬230X高200 mm 傳 動 比：1：2.5 鉗手展開距離：30mm；包裝一次旋轉圈數2~3；鉗手軸向移動距離：5mm 包裝扭轉阻力矩：0.05Nm 2、 鉗手運動實現的結構形式 1） 鉗手實現張合運動，可采用多種不同結構，如圖5所示，而且，需要一個復位裝置，一般采用彈簧進行復位。 2） 實現鉗手軸向移動的結構形式有多種，圖6所示。不同的機構形式，具有不同的優(yōu)缺點。端面凸輪一連桿一滑移齒輪方式，結構緊湊；盤形凸輪一滑移齒輪方式，空間結構比較大；四連桿機構比較簡單，但體積比較大。 3） 實現鉗手轉動，可采用齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動（同步帶）等方式。鏈傳動和帶傳動可實現遠距離傳動，帶傳動磨損較快；齒輪傳動結構緊湊，傳動恒定，傳遞扭矩大。 3、 扭結手應實現功能： 1） 鉗手可實現轉動； 2） 鉗手可實現軸向直線運動 ； 3） 扭結手各運動相對關系可手動調整； 4） 扭結手可進行糖果的手動扭結包裝。 4、 確定扭結手的總體方案及總體布局 根據扭結手功能設計要求。對比不同機構形式的特點，類比現有糖果包裝機扭結手形式，確定扭結手的總體方案及總體布局。初步確定扭結手箱體的總體尺寸320×230×200mm。 5、 初步擬定傳動方式，布置主要傳動件的位置。 6、 擬定扭結手的機械傳動鏈、傳動系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖。計算并確定各級傳動的傳動比，齒輪傳動、凸輪傳動等傳動構件的結構參數及尺寸。 7、 參考機械設計理論，對各元件（主要是軸承、齒輪、軸）進行初步的手里分析和強度校核。 （二）結構設計 方案設計結束后，審定方案的合理，進行結構設計。裝配圖的繪制與相關的設計、計算應交替進行，相輔相成。 1、 傳動系統(tǒng)設計 傳動系統(tǒng)設計在機械零件課程設計的基礎上完成，主要包括： 1） 齒輪傳動設計 計算齒輪、斜齒齒輪傳動的中心距、模數、齒數及結構尺寸（如分度圓、頂圓、跟圓、齒寬等）； 2） 凸輪傳動設計 計算凸輪的輪廓尺寸并進行強度校核； 3） 根據軸上零件的結構尺寸以及支撐軸承的尺寸，確定各軸的結構尺寸； 4） 對各軸的軸承潤滑及密封進行設計； 5） 對主要傳動軸的軸承進行受力分析 2、 各元件的空間布置、定位與支撐面結構設計 3、 手動操作裝置的設計 4、 相對位置調整機構的設計 5、 加黑，標注尺寸與公差配合，標注件號，填寫明細欄及裝配技術要求。 （三）零件圖設計 1、三件主要零件的設計，零件形式：軸類零件一件、齒輪零件一件、凸輪零件一件。為防止學生之間有重復，零件的確定必須經指導老師指定。 2、要求： 1）零件工作圖視圖完整，必須表明零件的結構、形狀、大小。 2）注明零件所有表面的尺寸、尺寸公差、表面粗糙度、形狀及位置公差。 3）技術條件齊全。 （四）撰寫設計計算說明書 五、計算說明 （一）、齒輪的計算 設扇形齒輪的全齒數Z為17，模數M為1.25，齒條厚度L=40mm齒條厚度Hz為9，扇形齒輪轉過的角度為β。則 齒輪中心距Dz=MZ+Hz=17×1.25+9=30.25mm。 ∠AO1B=2arcsin(l/4L)=2arcsin（15/2/40）=21.62° [β]=Kβ=1.2×21.62°=25.95°。 △S9=[β]mZ/360°=25.95°×1.25×17/360°=1.532mm [S9]=Ks9*S9=1.2×1.532=1.838mm 圖6 （二）凸輪的計算 前面已給出凸輪圖。設L1=5mm，L2=10mm，已知S8=5mm，則槽輪中S8軌道的行程S8c滿足： 于是確定工作循環(huán)圖中對應曲線的最大位移為S8c。討論S9對應槽輪曲線。如上圖中手爪由左向右移動過程中對應于165°點，手爪處于最左側，同時處于張開狀態(tài)，并開始閉合到195°點完全閉合。此過程中構件9相對于構件8移動的距離為△S9（上面已求出），對應于槽輪12中S9的對應軌道行程S9c： （三）應力計算 圖7 已知 T=0.05Nm=500Nmm，小齒輪分度圓直徑 ，嚙合角，則計算出： 圓周力 徑向力 法向載荷 。 （四）配合說明 本次課程設計扭結手是可進行轉動，軸向移動，鉗手的張合三種運動。就要求有間隙配合（如扭結軸和齒條軸的配合），過度配合（如扇形齒輪的固定）、過盈配合（如套筒和軸之間的配合）。具體的配合關系和公差詳見附圖。 9 目錄 第一章 課程設計的任務 1.1 目的 1.2 內容 第二章 課程設計的設計內容 第三章 間歇雙端扭結式糖果包裝機的組成及工作原理 3.1 間歇雙端扭結式糖果包裝機 3.2 扭結手運動與結構分析 第四章 設計步驟 4.1 電動機的選擇 4.2 扭結手的方案設計 4.3 扭結手的結構設計 第五章 計算說明 5.1 齒輪的計算 5.2 凸輪的計算 5.3 應力的計算 5.4 配合說明 第一章 課程設計的任務 1.1、目的 1) 包裝機械課程設計是該課程的延續(xù)，通過設計實踐，進一步學習掌握包裝機械設計的一般方法。 2) 培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)基礎課、專業(yè)課理論知識與生產實際進行有效結合的能力。 3) 培養(yǎng)綜合運用機械制圖、機械設計基礎、機械制造基礎等相關知識進行工程設計的能力。 4) 培養(yǎng)使用手冊、圖冊、有關資料及設計標準規(guī)范的能力。 5) 提高技術總結及編制技術文件的能力。 6) 提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。 7) 為畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)的實施奠定基礎。 1.2 內容 1) 參數設計 根據課題設計任務，確定糖果包裝機扭結手主要構件（例如滑移齒輪、凸輪）的結構形式與尺寸參數、運動參數。 2) 方案設計 根據糖果包裝機扭結手的結構形式、性質及運動參數，擬定扭結手的機械傳動鏈、運動系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖。計算并確定各級傳動的傳動比，齒輪傳動、凸輪傳動等傳動構件的結構參數及尺寸，擬定扭結手的結構方案圖。 3) 結構設計 根據結構方案圖，在正式圖紙上擬定傳動構件與執(zhí)行構件的位置。 第二章 課程設計的設計內容 本次課程設計需要完成的是間歇雙端扭結式糖果包裝機扭結手的設計，其主要技術參數如下： (1) 生產能力 200～350塊／min (2) 糖塊規(guī)格 圓柱形(直徑×長度) 13～32 長方形(長×寬×高) 27×16×11 (3) 包裝紙規(guī)格 商標紙 寬90 ，內襯紙 寬30 (4) 電機 理糖電機 0.37kW，主電機 0.75kW (5) 外形尺寸 1450×650×1620 第三章 間歇雙端扭結式糖果包裝機的組成及工作原理 3.1 間歇雙端扭結式糖果包裝機 間歇雙端扭結式糖果包裝機主要由料斗、理糖部件、送紙部件、工序盤以及傳動操作系統(tǒng)等組成?？赏瓿蓡螌踊螂p層包裝材料的雙端扭結裹包。其包裝工藝流程圖如圖1所示。 包裝機工作時,主傳送機構帶動工序盤2作間歇轉動，如圖2所示，隨著工序盤2的轉動，分別完成對糖果的四邊裹包及雙端扭結。在第1工位，工序盤2停歇時，送糖桿7、接糖桿5將糖果9和包裝紙6一起送入工序盤上的一對糖鉗手內，并被夾持形成U形狀。然后，活動折紙板4將下部伸出的包裝紙(U形的一邊)向上折疊。當工序盤轉動到第Ⅱ工位時，固定折紙板10已將上部伸出的包裝紙 (U形的另一邊)向下折疊成筒狀。 固定折紙板10沿圓周方向一直延續(xù)到第Ⅳ工位。在第Ⅳ工位，連續(xù)回轉的兩只扭結手夾緊糖果兩端的包裝紙，并且完成扭結。在第Ⅵ工位，鉗手張開，打糖桿3將已完成裹包的糖果成品打出，裹包過程全部結束。 圖1 包裝工藝流程圖 1－送糖；2－糖鉗手張開、送紙；3－夾糖；4－切紙；5－紙、糖送入糖鉗手； 6－接、送糖桿離開；7－下折紙；8－上折紙；9－扭結；10－打糖 圖2 包裝扭結工藝路線圖 1－扭結手；2－工序盤；3－打糖桿；4－活動折紙板；5－接糖桿； 6－包裝紙；7－送糖桿；8－輸送帶；9－糖果；10－固定折紙板 包裝機傳動系統(tǒng)由主傳動系統(tǒng)和理糖供送系統(tǒng)兩部分組成。圖3所示為間歇雙端扭結糖果包裝機主傳動系統(tǒng)圖。主電機經機械式無級變速器、軸I將運動傳遞給分配軸Ⅱ，分配軸Ⅱ將運動平行進行分配。經齒輪、馬氏盤將運動傳遞給軸Ⅲ，帶動工序盤間歇轉動，軸Ⅲ每轉動一圈，工序盤轉動一個工位（60°）。另一傳動路線為經齒輪傳動帶動軸V、Ⅵ轉動，從而帶動扭結手完成扭結動作。軸V經鏈傳動、齒輪傳動帶動供紙輥及切刀運動，實現包裝紙的供送及切斷。分配軸Ⅱ上的偏心輪(1)帶動送糖桿送糖；偏心輪(2)帶動鉗手開、合；偏心輪(3) 帶動活動折紙板完成下折紙；偏心凸輪(4)帶動接糖桿和打糖桿分別完成接糖和打糖動作。包裝機正常工作之前，通過轉動調試手輪對包裝機進行調試。主機采用機械式無級調速，生產能力連續(xù)可調，能適應不同的包裝紙和糖果的變化。由于采用馬氏機構，該機不宜高速運轉。 圖3 間歇雙端扭結糖果包裝機主傳動系統(tǒng)圖 3.2 扭結手運動與結構分析 糖果經包裝紙四面裹包后，兩端需扭結封閉。扭結機構由左右對稱兩部分組成，圖4為單端扭結手機構的傳動示意圖,主要由扭結手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動軸等組成，圖5是扭結手的空間立體圖。為滿足包裝紙扭結的要求，扭結機構在扭結過程中完成扭結手的轉動、軸向移動和扭結手的張開、閉合等三種運動。輸入軸1的運動經齒輪4、5、6、7傳動后，帶動扭結手2實現扭結轉動；輸入軸1的運動經齒輪4、5帶動槽凸輪12轉動，經過擺桿10、撥輪8、傘齒輪齒條3帶動扭結手的張、合運動；輸入軸1的運動經齒輪4、5帶動槽凸輪12轉動，經過擺桿10、撥輪9實現扭結手的軸向位移運動。扭結手張開和閉合的角度大小與進退距離的協調，由槽凸輪12的曲線保證。齒輪5、齒輪6的齒數分別為60和24，齒數比為2.5，保證扭結手每張、合一次，扭結手旋轉2.5圈。根據包裝機各執(zhí)行機構的運動規(guī)律及其動作配合要求，可繪制出包裝機的工作循環(huán)圖。當工序盤攜帶糖塊及包裝紙旋轉至扭結工位時，扭結手進行張合、旋轉和軸向位移，完成扭結工序，其工作循環(huán)圖如圖6所示。 圖4 扭結手機構示意圖 1-輸入軸 2-扭結手 3-傘齒輪齒條 4、5、6、7、13、14-齒輪 8、9-撥輪 10-擺桿 11-彈簧 12-凸輪 15-手盤 16-調節(jié)螺桿 圖5 扭結手的空間立體圖 圖6 扭結手工作循環(huán)圖 圖7為扭結手機構的裝配簡圖。左右扭結手之間的距離及對稱度的調節(jié)，通過轉動手輪20來實現。轉動手輪20旋轉，帶動滑座23左右移動，改變擺桿12的下支點位置，實現扭結手產生軸向位移。 圖7 扭結手結構裝配簡圖 1-扭結手 2-套軸 3-扭結手軸 4、13、16-齒輪 5-螺母 6-撥輪 7-彈簧 812-擺桿 9、15-銷 10-槽凸輪 11-凸輪軸 14-輸入軸 17-滑塊 18-滑塊軸 19-滾子軸 20-手輪 21-固定板 22-調節(jié)螺桿 23-滑座 24-螺栓 25-箱體 第四章 設計步驟 4.1 電動機的選擇 用電動機具有結構簡單、價格便宜、效率高、控制使用方便等優(yōu)點，所以本設計采用電動機作原動機。 電動機在輸出同樣功率時轉速越高，電動機的極數越小，尺寸和重量就越小，價格也越低。從價格方面考慮一般盡量用選用高速電動機，選電機的運動參數為：機型Y802--4，功率0.75Kw，同步轉速1500r/min，額定頻率50Hz，電壓380V，滿載時轉速1390r/min。 4.2扭結手的方案設計 4.2.1、嵌手運動實現的結構形式 1） 嵌手實現張合運動，可采用多種不同的結構，如圖8所示，而且，需要一個復位裝置，一般是采用彈簧進行復位。 2） 實現嵌手軸向移動的結構形式有多種，如圖9所示。不同的機構形式，具有不同的優(yōu)缺點。端面凸輪—連桿—滑移齒輪方式，結構緊湊；盤形凸輪—滑移齒輪方式，空間結構較大；四連桿機構機構簡單，但體積較大。 3） 實現嵌手轉動，可采用齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動（同步帶）等方式。鏈傳動和帶傳動可實現遠距離傳動，帶傳動磨損較快；齒輪傳動結構緊湊，傳動比恒定，傳遞扭矩大。 4.2.2扭結手應實現的功能 1） 嵌手可實現轉動； 2） 嵌手可實現軸向直線運動； 3） 扭結手各運動相對運動關系可手動調整； 4） 扭結手可進行糖果的手動扭結包裝。 4.2.3確定扭結手的總體方案及總體布局 根據扭結手功能設計要求，對比不同結構形式的特點，類比現有糖果包裝機扭結手形式，確定扭結手的總體方案及總體布局。初步確定扭結手箱體的總體尺寸為320×230×200mm。 4.2.4擬定扭結手的傳動系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖、部件的裝配圖、有關零件的零件圖，如圖紙所示。并完成相關參數的確定及尺寸的計算。 圖8 嵌手張合機構簡圖 圖9 嵌手軸向移動簡圖 4.3扭結手的結構設計 方案設計結束后，審定方案的合理性，進行結構設計。裝配圖的繪制與相關的設計、計算應交替進行，相輔相成。 4.3.1傳動系統(tǒng)設計 傳動系統(tǒng)設計在機械零件課程設計的基礎上完成，主要包括： 1） 齒輪傳動設計。計算直齒、斜齒齒輪傳動的中心距、模數、齒數及結構尺寸。 2） 凸輪傳動設計。計算凸輪的輪廓尺寸進行強度校核； 3） 根據軸上零件的結構尺寸以及支撐軸承的尺寸，確定各軸的結構尺寸； 4） 對各軸的軸承潤滑及密封進行設計； 5） 對主要傳動軸的軸承進行受力分析、強度校核及壽命校核。 4.3.2各元件的空間布置、定位與支撐結構設計。 4.3.3手動操作裝置的設計 4.3.4相對位置調整機構的設計 第五章 計算說明 5.1 齒輪的計算 設扇形齒輪的全齒數Z為17，模數M為1.25，齒條厚度L=40mm，Hz=9，扇形齒輪轉過的角度為β ，則 齒輪中心距Dz=Mz+Hz=17×1.25+9=30.25mm ∠AO1B=2arcsin（1/4L）=2arcsin(15/2/40)=21.62o [β]=Kβ=1.2×21.62o=25.95o △S9=[β]mZ/360o=25.95o×1.25×17/360o=1.532mm [S9]=Ks9×S9=1.2×1.532=1.838mm 5.2 凸輪的計算 前面已給出凸輪圖。設L1=5mm，L2=10mm，已知S8=5mm，則槽輪中S8軌道的行程S8c滿足： 于是確定工作循環(huán)圖中對應曲線的最大位移為S8c。討論S9對應槽輪曲線。如上圖中手爪由左向右移動過程中對應于165o點，手爪處于最左側，同時處于張開狀態(tài)，并開始閉合到195o點完成閉合。此過程中運動的距離為△S9（上面已求出），對應于槽輪12中S9的對應軌道行程S9c： 5.3 應力計算 Ft=2T/d Fr=Fttanα Fn=Ft/cosα 已知T=0.05Nm=500Nmm，小齒輪分度圓直徑d=21.25mm，嚙合角α=20，則計算出： 圓周力：Ft=2T/d=2×500/21.25=47.06N 徑向力：Fr=Fttanα=47.06×0.364=17.13N 法向載荷：Fn=Ft/cosα=47.06/0.9397=50.07N 5.4 配合說明 本次課程設計扭結手是可進行轉動，軸向移動，嵌手的張合三種運動。這就要求有間隙配合（如扭結軸和齒條軸的配合）、過渡配合（如扇形齒輪的固定）以及過盈配合（如套筒和軸之間的配合）。具體的配合關系和公差詳見機械制圖書中的附表。 參考文獻： [1] 《包裝機械結構與設計》，黃穎為，主編，化學工業(yè)出版社 [2] 《機械設計基礎》（中冊）第二版（修訂），化學工業(yè)出版社 [3] 百度文庫，www.baidu.com 前言 隨著我國輕工業(yè)生產的高速發(fā)展，產品包裝已逐步實現自動化和機械化，隨之出現了生產率比一般工作機高得多的自動機械，現在糖果包裝機有了很大的發(fā)展，我國已能生產多種型號的糖果包裝機，大、中型糖果廠已實現了糖果的機械化包裝，一些工廠還裝備有保溫、勻條、成型及包裝一體化的糖果生產流水線。但是，我國糖果包裝機械和世界先進水平相比，差距仍然很大，因此，必須加速提高糖果包裝機械化的水平。 糖果包裝機有一定的優(yōu)點： 1.自動化程度高 糖果包裝機一般都是自動包裝機，其結構復雜，自動化程度高。它可以使送紙、切紙、抄紙、理糖、裹包及打糖過程自動完成。 2.易于調節(jié)糖塊的形狀、大小及包裝紙的性能。為使糖果包裝機能可靠地工作，糖果包裝機都有調節(jié)系統(tǒng)和一定范圍內的無極變速裝置。 3.消耗的功率小 糖果包裝機的包裝對象（糖塊）的質量小（一般不超過20g），機器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般電動機功率都在2kW一下。 4.衛(wèi)生要求高 糖果包裝機必須保證糖果的衛(wèi)生質量。直接和糖塊接觸的構件應符合食品衛(wèi)生要求，且能迅速地分解和組合，形狀簡單，便于洗滌。 糖果包裝機屬于食品類產品包裝機，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結式包裹兩大類。這種包裝機一般采用卷盤式包裝材料，在主機上實現包裝材料分切、包裹及封口工序。 本設計是在BZ350—I型糖果包裝機做深入調查研究基礎上，對某些結構進行改進設計，特別是對糖果包裝機扭結手的設計，對扭結手實現三種運動的結構做了精心設計，提高了機器自動化程度，使機器操作更加容易，也保證了機構運行穩(wěn)定性，提高了機器的生產率。 目錄 摘要 3 第一章 糖果包裝機的現狀分析 4 一、包裝機械化的重要意義 4 二、包裝機械的主要特點及其概述和展望 5 1. 包裝機械的主要特點 5 2. 包裝機械工業(yè)的概況及展望 6 第二章 BZ350-A型糖果包裝機 8 一、BZ350-A型糖果包裝機主要特性及工藝流程 8 二、BZ350-A型糖果包裝機主要組成結構 10 第三章 扭結手的設計 18 一、扭結機械手的工作過程 18 二、電動機的選擇 19 三、皮帶的計算和選用 19 四、皮帶輪軸的計算與校核 23 五、凸輪機構的的設計 26 1、軸向位移計算 26 2、扭結手部分工作循環(huán)圖 27 3、凸輪設計 27 總結 28 參考文獻： 29  摘要 本次我們的畢業(yè)設計就是要在對BA253—I型糖果包裝機做深入調查研究基礎上，對某些結構進行改進設計，把原來利用改變皮帶輪皮帶直徑調速的方法重新設計計算，并增加了包裝紙用完或斷紙時的自動停車控制裝置等。其目的是為了提高生長率，提高自動化程度，改善工作操作條件，更好地滿足人們日益增長地物質需求和社會大生產的發(fā)展。 通過這次畢業(yè)設計培養(yǎng)了我們獨力地、系統(tǒng)地運用所學的理論知識與實際計技能，提高分析解決機器設計實際問題的能力。 Abstract This our graduation project is needs in to be used as in the thoroughinvestigation and study basis to the BA253 - I candy packagingmachine, carries on the improvement design to certain structures, theoriginal use change belt pulley leather belt diameter velocitymodulation method redesign computation, and increased the packingpaper uses up or breaks when the paper the automatic stop controldevice and so on. Its goal is for enhance the growth rate, enhancesthe automaticity, the improvement work operating condition, satisfiesthe people to grow day by day well the material demand and the socialbig production development. Has raised the theory knowledge and the actual idea skill through thisgraduation project which we on one's own, systematically utilizesstudies, enhances the analysis solution machine design actual problemthe ability 第一章 糖果包裝機的概述及現狀分析 一、糖果包裝機的概述 糖果包裝機屬于食品類產品包裝機，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結式包裹兩大類。這種包裝機一般采用卷盤式包裝材料，在主機上實現包裝材料分切、包裹及封口工序。 本節(jié)所介紹的BZ350-A型糖果包裝機屬于扭結式包裹，是較為傳統(tǒng)的一種糖果包裝機。它廣泛應用于中小型糖果生產企業(yè)，自動化程度較高，既可以完成單層或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡單美觀、結實牢靠，消費者使用方便。 二、 包裝機械化的重要意義 包裝是對產品進行定量裝載、裹包、封裝等工藝過程的總稱。包裝的作用是對產品進行保護并使之便于運輸、倉儲與銷售。輕工業(yè)產品主要是供消費，所以既要實用又要注重包裝裝潢，以發(fā)揮其美化產品、宣傳產品和吸引消費者的作用。 隨著科學技術的發(fā)展，現代化的生產日益趨向商品化、社會化和國際化。其產品已不單純供應本地區(qū)或本國的消費，而是要發(fā)展出口創(chuàng)匯，逐步形成外向型的經濟。所以產品包裝已不可能依靠手工操作，因手工包裝不僅在速度、質量、衛(wèi)生條件和花色品種等方面都無法和機械化包裝相比擬，現代化的包裝機械已超越簡單地模仿人的動作，有許多功能是手工操作根本不能實現的。 現代化生產的產品包裝，甚至已不能滿足單機操作的機械化和只能適應單一包裝品種、規(guī)格的包裝機。大量的連續(xù)化生產要求包裝作業(yè)也要成為由一系列自動包裝機、聯動機、輸送機、自動儲存裝置、自動檢測裝置組合起來的自動包裝生產線。如產品為適應市場需要而經常變換包裝品種和規(guī)格的話，也要求包裝機具有稍加調整即可適應新的品種規(guī)格產品包裝的功能，這就是所謂多用包裝機。 小現實的生活中，實現包裝機械化不但把生產率大大提高了，而且使更多的工人從繁重、單調的工作中解放出來，同時，包裝機械化的實現擴大了生產規(guī)模、生產范圍、產品品種，大大縮減了生產周期，有利于產品不斷更新換代，以滿足不斷增長的需要。在企業(yè)節(jié)約成本、提高利潤等方面，也顯示出越來越大的優(yōu)越性。 近半個多世紀以來，隨著生產與流通日益社會化、現代化，產品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們普遍重視。 現代包裝的基本含義是：對不同批量的產品，選用某種有保護性、裝飾性的包裝材料或包裝容器，并借助適當的技術手段實施包裝作業(yè)，以達到規(guī)定的數量和質量，同時設法改善外部結構，降低包裝成本，從而在流通直至消費的整個過程中使之容易儲存搬運，防止產品破損變質，不污染環(huán)境，便于識別應用和回收廢料，有吸引力，廣開銷路，不斷促進擴大再生產。 無論在國內或國外，包裝工作已涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人民生活、國際貿易和國防建設都帶來深刻的影響，甚至在現代生活中出現了過去難以想象的新情況:未經包裝出售的商品變得越來越少了，而且包裝上的失敗往往會使很好的產品得不到成功的銷售。因而不妨這樣說，在將來，如果沒有現代化的包裝就沒有商品的生產和銷售;可是如果沒有先進的工業(yè)與科學技術的綜合發(fā)展，也不可能出現高水平的現代化包裝。 迄今，一些科學技術發(fā)達的國家，在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門，已經程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產品包裝三大基本環(huán)節(jié) 所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產過程，有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝成品儲存系統(tǒng)都聯系起來組成高效率的流水作業(yè)線。 大量事實表明，實現包裝的機械化和自動化，尤其是實現具有高度靈活性(或稱柔性)的自動包裝線，不僅體現了現代生產的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經濟效益。 1)能增加花色品種，改善產品質量，加強市場競爭能力 現代包裝機械所能完成的工作已遠遠超出了簡單地模仿人的動作，甚至可以說在很多場合用巧妙的機械方法包裝出來的成品，不論在式樣、質地或精度等方面，大都是手工操作無法勝任和媲美的.隨著商品的多樣化 ，這一點越來越引起了人們的重視.另外，用機械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人員同產品直接接觸時可能產生的感染，從而保證食品藥物的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。 2)能改善勞動條件，避免污染危害環(huán)境 對有劇毒、刺激性的，低溫、潮濕性、爆炸、發(fā)射性的，以及必須放置在暗室的物品，實現了包裝的機械化和自動化，便可大大改善操作條件，避免污染危害環(huán)境。至于對需要進行長期、頻繁、重復的以及其他笨重的包裝工作，如能實現機械化和自動化，則能大大減輕體力勞動強度，增進工人健康和提高生產效率。 3)能節(jié)約原材料，減少浪費，降低成本 有些粉末、液體物料在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、起泡、飛濺現象，若改善機械包裝則會大大減輕損傷。 4)能提高生產效率，加速產品的不斷更新 機械包裝的生產能力往往比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，無疑這將會更好地適應市場的實際需要，合理安排勞動力，為社會多創(chuàng)造財富。 由此可見，實現包裝機械化和建立現代包裝工業(yè)，乃是關系到國家長遠規(guī)劃的一件大事，也是搞好社會主義四個現代化的一項重要內容。 三、包裝機械的主要特點及發(fā)展現狀 1、主要特點 包裝機械的作用是給有關行業(yè)提供必要的技術裝備，以完成所要求的產品包裝工藝過程。為了對包裝機械的發(fā)生和發(fā)展找出規(guī)律性認識并制訂適當的對策，有必要深入地了解它的一些特點。 （1）包裝機械是特殊類型專業(yè)機械 現代包裝不單作為一個獨立的工業(yè)部門已經取得了驚人的進展，同時也逐步形成為一門嶄新的綜合性學科，即國際上公認的“包裝工程學”。其中包括包裝材料學、包裝工藝學、包裝設計學、包裝印刷學、包裝動力學、包裝機械學、包裝檢測學、包裝管理學、 以及包裝標準化等重要分支。反過來，這又為包裝工業(yè)的健全發(fā)展打下堅實的理論與實踐基礎。 （2）在發(fā)展專用機種的同時，積極開發(fā)通用包裝機械 包裝機械在發(fā)展專用機種的同時，為滿足現代包裝的實際需要正在不斷擴大其通用能力，積極開發(fā)各種新型的通用包裝機。 （3）包裝機械日趨聯動化、高速化、自動化 從八十年代初開始，在某些包裝領域里將微機、機械人更多地應用于供料、檢測和管理等方面，準備向柔性自動包裝線和“無人化”自動包裝車間過渡。 現在，依靠機電等綜合技術對產品包裝實行記憶式自動控制逐漸增多，其主要特點是，將檢測出來的信息通域記憶構件或記憶演算，指令遠距離執(zhí)行機構完成所規(guī)定的動作，如自動剔除不合格品、無料不送袋、斷瓶不充填、缺盒不上標等等。微型電子計算機的迅速普及，使得包裝機械的自動化水平發(fā)生了巨大變化，尤其是隨機處理多品種、多規(guī)格的產品更能發(fā)揮它的獨特功效。 2. 包裝機械工業(yè)的發(fā)展現狀 在世界范圍內，包裝工業(yè)的發(fā)展歷史比較短些，科學技術發(fā)達的歐美各國大體上是在本世紀初葉起步的，及至五十年代步伐才大為加快。由于社會上各方面的積極推動和有力配合，終于逐步地建立起包裝材料、包裝印刷、包裝機械等生產部門和與之相適應的科研、設計、情報、教育、學術、管理等組織機構，進而形成了獨立完整的包裝工業(yè)體系，且在整個國民經濟中占居著重要地位。 現在投產使用的包裝機已超過千余種(約半數屬于食品包裝機械)，同時包裝聯合機及自動線的配套設備已與單機等量齊觀了。根據世界新技術革命的發(fā)展趨勢，預料包裝材料以及與此緊密相關的包裝工藝和包裝機械將會取得一系列新的突破，并且?guī)痈嗟漠a業(yè)部門進入包裝行列。 美國的包裝工業(yè)發(fā)展較早，門類齊全，基礎扎實，水平很高。僅就包裝機械制造業(yè)而論，實力相當雄厚，其品種與總產值均居世界首位。由于國內已實現了工業(yè)現代化，自選市場蓬勃興起，客觀上要求包裝機械沿著自動化方向發(fā)展，并將電子計算機及其他有關新技術廣泛應用于生產過程。 日本的包裝工業(yè)大體上是從第二次世界大戰(zhàn)結束以后才開始發(fā)展起來的。因善于引進、模仿、創(chuàng)新、經營，僅用十余年時間就奠定了初步基礎。如今，日本已建立起獨立的包裝工業(yè)體系，其包裝工業(yè)總產值約為美國的一半而躍居世界的第二位。日本擁有一批規(guī)模不大的包裝機械制造廠，側重于開發(fā)中小型、半自動的包裝機及配套設備，其技術水平好多已進入國際的先進行列。 聯邦德國的包裝機械工業(yè)非常發(fā)達，現擁有幾家堪稱世界最大規(guī)模的包裝機械制造廠，其包裝機械工業(yè)總產值僅次于美國，但每年的出口總額卻比其他國家遙遙領先。 除此之外，荷蘭、丹麥、蘇聯、民主德國、羅馬尼亞和加拿大等國，在發(fā)展自己的包裝工業(yè)方面，也都獲得了長足的進步，開始引起國際包裝界的關注。 中國有著悠久的包裝歷史。我國古代勞動人民對包裝的發(fā)展曾做出許多杰出的貢獻。特別是防腐包裝、防震包裝和禮品包裝更帶有民族的傳統(tǒng)特色，一直延續(xù)至今。可是中國的現代包裝工業(yè)起步比較遲緩，解放前只有幾個大城市的少數啤酒廠、汽水廠、罐頭廠、卷煙廠才配備一些包裝機械。到了五十年代末期，開始引進仿造，形成小規(guī)模的生產能力 近十多年內，中央曾采取一系列有力措施，有計劃地改造從前遺留下來的陳舊設備，同時采取引進與研制相結合的辦法，逐步提高我國包裝機械的生產水平。 然而從全局看，我國的包裝工業(yè)同國際的先進水平相比依然存在著明顯的差距，尚且是國民經濟中較為薄弱的一個環(huán)節(jié)。但是我們相信，只要立足本國，放眼世界，不屈不撓，艱苦奮斗，那么，在不遠的將來，建立起中國的獨立完整的包裝工業(yè)體系這一宏大目標，就一定能夠實現! 3、幾種典型糖果包裝機 類 別 名 稱 舉 例 按包裝形式分 單端扭結式糖果包裝機 G·D2400 雙端扭結式糖果包裝機 B·BF·N－150 叩頭式糖果包裝機 G·D2650 按工藝過程 連續(xù)性分 間歇運動多工位糖果 B·BF·N－150 連續(xù)運動多工位糖果 B·BF·N－400 按包裝的工 藝方法分 冷包型糖果包裝機 B·BF·N－150 熱包型糖果包裝機 乳始糖果包裝機 第二章 BZ350-A型糖果包裝機 一、BZ350-A型糖果包裝機主要特性及工藝流程 1. BZ350—型糖果包裝機主要技術特性 BZ350—型糖果包裝機主要技術參數如下： 生產能力：200～300粒／min（無級調速）。 糖塊規(guī)格：圓柱形糖（直徑×長度）（12～16）×（25～30） 　　　　　長方形糖（厚×寬×長） （10～14mm）×（12～18mm）×（25～30mm） 包裝紙規(guī)格： 襯紙：寬度為40～50mm的糯米卷筒紙或鋁箔～塑料復合卷筒紙。 商標紙：寬度為85～90mm的透明卷筒紙。 主電機：0.75kW，額定轉速為n= 1390 r/min。 理糖電機：0.35 kW，額定轉速為n= 1350 r/min。 外型尺寸（長×寬×高）：1530mm×970mm×1570mm。 整機重量：約700kg。 2. 工藝流程及循環(huán)圖 圖2.1是BZ350—A型糖果包裝機外形圖。 整個包裝過程為：糖塊從振動料斗3被送入理糖盤裝置4，理糖盤為一定高速旋轉著的螺旋槽被甩到理塘盤的外圍，經過初步定向，在出口處，由旋轉著的毛刷將豎立活重疊著的糖塊刷平且成單層排布，進一步定向后進入輸送帶被送往下一工序；同時，安裝在卷紙上成卷的薄膜紙也由牽引輥被送到供紙位置，由旋轉刀實行定長切割，并置于托紙板上；輸送帶送來的糖塊被推送到托紙板上后，安裝在工序盤上的鉗糖機械手將包裝紙和糖塊一起夾緊，接著前后沖頭相繼動作，糖塊便由包裝紙裹包起來；工序盤轉位刀扭結工位停歇，扭結機械手夾住糖果的縱向兩邊并在驅動機構作用下同向回轉約450o ，完成扭結工序。在扭結回轉過程中，扭結機械手沿糖果的縱向要有一個微小的進給量，以抵消糖果的縱向尺寸變化，否則，糖紙會被扭破；扭結結束后，工序盤繼續(xù)轉位，糖鉗機械手在凸輪的控制下開啟，由打糖桿將已經包裝好的糖果打下，糖果沿輸送槽被送入后續(xù)裝盒工位。 圖2.1 BZ350—A型糖果包裝機外形圖 1－盤車手輪 2－扭結部分 3－料斗 4－理塘盤裝置 5－離合器手柄 6－張緊輪 7－開關 8－調速輪 9－機座 10－支架 11－工序盤 12－薄膜卷 13－內襯薄膜卷 14－供紙裝置 15－成品輸出裝置 圖2.2是其扭結裹包工藝流程示意圖。 圖2.2 扭結裹包工藝流程示意圖 1－輸送帶 2－糖塊 3－前沖頭 4－輥到 5－裹包薄膜 6－后沖頭 7－固定抄紙板 8－鉗糖手 9－下抄紙板 10－扭結手 11－打糖桿 二、BZ350-A型糖果包裝機主要組成結構 BZ350－I型糖果包裝機主要由傳動系統(tǒng)、理糖盤裝置、供紙切紙裝置、鉗糖工序盤、扭結機械手及裹包裝置、電器控制裝置、缺糖檢測裝置等組成。 1. 傳動系統(tǒng) (1)主傳動系統(tǒng) 圖2.3是BZ350-A型糖果包裝機的住傳動系統(tǒng)示意圖。 圖2.3 BZ350-A型糖果包裝機的主傳動系統(tǒng) 1－卷紙筒 2－滾刀軸 3－橡皮滾筒 4－扭手 5－扭手套軸 6－糖鉗 7－轉盤 8－凸輪 9－馬氏輪 10－偏心輪（2） 11－撥銷 12－撥盤 13－扭手凸輪 14－手輪 15－后沖頭 16－偏心輪（4） 17－打棒 18－偏心輪（3） 19－偏心輪（1） 20－扇形齒輪 21－齒條 22－后沖頭 23－抄紙板 24－盤手手輪 由主電機驅動各執(zhí)行機構，主電機至分配軸II間采用兩級減速，第一級用寬帶實現無級變速，第二級為齒輪傳動，在分配軸II上裝有偏心輪(1)、(2)、(3)、(4)和兩個齒輪Z52，傳動到各個執(zhí)行機構完成裹包作業(yè)。在主電機軸上設置有一對分離錐輪，通過調節(jié)手輪14來調節(jié)帶輪的中心距，靠分離錐輪分開或趨近，改變錐輪的接觸半徑，從而達到調節(jié)帶輪傳動比的要求。 分配軸上裝有四個偏心輪，其中偏心輪（1）通過連桿帶動扇形齒輪來回擺動，扇形齒輪再驅動與前沖頭一體的齒條往復運動，完成鉗糖工作；偏心輪（2）通過安裝在工序盤根部的斜面凸輪8驅動糖鉗6開合，完成鉗糖和放糖工作；偏心輪（3）通過連桿驅動活動折紙板23折紙；偏心輪（4）通過連桿驅動后沖頭15和打糖桿17工作。采用偏心輪機構，使得整個傳動鏈結構緊湊，容易布局，維護方便。 供紙部分（1、2、3）是經軸II由齒輪、鏈輪傳動的；扭結手由軸II經過齒輪、槽凸輪、擺桿等傳動的；轉盤由軸II經齒輪、槽輪機構來傳動。 糖果包裝機設置無級調速系統(tǒng)，一方面，可以滿足當產品規(guī)格變化即糖塊外形變化時，要求生產率隨著改變；二是由于包裝材料對生產率地要求不同，隨著季節(jié)的變化，其延展性也不一樣，因此，生產率要做相應的改變。 機器還設置手動調整，可通過手輪24實現。 (2)理塘傳動系統(tǒng) 理塘裝置的作用是使待包裝糖塊通過整理排列，依次整齊的傳入輸送帶，由輸送帶被送至裹包工位。 圖2.4為理塘部分的傳動系統(tǒng)示意圖。 理塘電機1通過D50/D112的三角皮帶傳動，驅動軸I旋轉，再經過齒輪Z17/Z46帶動軸II。軸II上裝有輸送帶輪，驅動輸送帶6運動，把轉盤送來的糖塊送到包裹工位。軸I通過蝸桿渦輪Z4/Z32帶動軸IV，由軸IV驅動轉盤3回轉運動，周邊裝有固定的螺旋導向板5。轉盤3回轉時，由料斗2落下的糖塊受到離心力的作用甩向周邊，再導向板作用下沿環(huán)形槽列隊排列整齊，依次落入輸送帶上。另外，軸II通過鏈桿Z13/Z20帶動軸III，經螺旋齒輪Z11/Z28、Z25/Z15帶動軸VI，由軸IV驅動毛刷4旋轉，毛刷的作用是將重疊在一起的糖塊掃平，使其一粒接著一粒排隊由輸送帶向前輸送。 2. 鉗糖工序盤裝置 如圖2.5所示是BZ350—A型糖果包裝機的鉗糖工序盤的結構簡圖。  圖2.5 理塘傳動示意圖 1－理塘電機 2－料斗 3－轉盤 4－毛刷 5－導向板 6－糖塊輸送帶 7－帶輪 圖2.6 鉗糖工序盤結構簡圖 1－糖鉗 2－彈簧 3、4－扇形齒輪 5－滾子 6－滾子臂 7－鍵 8－襯套 9－轉盤軸 10－轉盤 11－上凸輪 12－下凸輪  3. 供紙和切紙裝置 如圖2.6所示是BZ350—A型糖果包裝機的供紙裝置示意圖，件1和件2為紙卷架，件3為導紙輥。一般情況下，包裝機的兩個紙卷架同時送紙，分別為內層襯紙和外商標紙。由紙卷架松卷和退紙，經導紙輥3進入切紙裝置4。 圖2.6 供紙裝置 1、2－退紙架 3－導紙板 4－切紙裝置 圖2.7是紙卷架的結構簡圖。成卷的包裝紙被安裝在夾紙盤4和5之間，靠卷紙軸與橡膠滾筒牽引著向下輸送，軸1的右端用螺柱安裝在托架9上，左端部裝有油杯14，用來潤滑襯套2，安裝軸1時，油孔的出油口朝下，以利于加潤滑油。夾紙盤4和5用緊定螺釘固定在套筒3上，而套筒3的兩端支撐在襯套2上，襯套與軸1之間成動配合連接，由此可見，當包裝卷紙被牽引時，兩側夾紙盤4和5、套筒3、襯套2同時轉動。 圖中件6為調節(jié)滑輪，用螺釘8與套筒3固連在一起，件10為調節(jié)螺桿，轉動此螺桿，其左端的滾輪11便帶動調節(jié)輪6左右移動，從而帶動整個套筒在軸1上移動以調節(jié)卷紙的左右位置為最合適，從此可以看出設置長套筒3的作用。另外，在調節(jié)輪6上繞有制動皮帶7，皮帶的端頭安裝在拉簧12以使卷紙在供時始終保持一定的張力，否則，卷紙會出現松展現象。 圖2.7圖紙卷架結構簡圖 1－軸 2－襯套 3－套筒 4、5－夾紙盤 6－調節(jié)滑輪 7－制動皮帶 8－螺釘 9－托架 10－調節(jié)螺桿 11－滾動軸承 12－彈簧 13－緊定螺釘 14－油杯 圖2.8是切紙裝置的結構簡圖，其中（b）是把橡膠輥8撥開時的位置狀態(tài)。包裝卷紙經導紙輥后受到卷軸3和橡膠輥8的牽引，通過導板6后被滾刀27切斷。每切一張紙進行一顆糖的裹包與扭結，因此，滾刀軸的轉動與傳動軸II及V（見主傳動系統(tǒng)圖）的轉動要同步。滾刀7的轉速是卷紙軸3轉速的兩倍，即切下的紙長度近似于卷紙軸周長的一半。當糖塊規(guī)格變化時，應該調換相應直徑的卷紙軸；為保證卷紙軸3的線速度與橡膠輥8的線速度一致，調換卷紙縐的同時應調換其上的輸出齒輪。 圖2.8中卷紙軸3裝在刀架4上，橡膠輥8裝在支架9上，支架9與刀架4用銷軸14和12鉸鏈，以銷軸為支點轉動；支架9上配有重錘11，其作用是給橡膠輥8施加一定的壓力，使其壓緊卷紙軸，保證包裝紙在卷紙軸與橡膠輥相對滾動的摩擦力作用下連續(xù)送進。 安裝時應使固定刀5的刀刃稍后于導板6的前側平面，以避免包裝紙沿導板送下時碰到刀口而受阻卷曲。滾刀7和固定刀5的位置調整刀使兩刃口能輕輕擦過，保證能順利切斷包裝紙，而且紙邊光滑平整。為適應前后接糖桿頂接糖位置，必須調整固定刀刃口到臺板的距離。調整方法如下：旋松法蘭盤1的三個 螺栓2，整個刀架4便可以繞垂直位置，應放松刀架4上的三個螺栓10，轉動刀架4使導板6恢復到垂直位置。經過這樣的調整之后，因刀刃高低位置發(fā)生了變化，切紙時間可能產生超前或滯后現象，這時應滾刀軸右端的小齒輪相對于滾刀軸向前或向后轉過一個輪齒（圖2.5），以補償超前或滯后的時間，從而改變滾刀的切紙時間。 圖2.8切紙裝置 1－法蘭盤 2、10－螺栓 3－卷紙軸 4－刀架 5－固定刀 6－導板 7－滾刀 8－橡膠輥 9－支架 11－重錐 12、14－銷軸 13－螺母 4. 裹包機構 BZ350—A型糖果包裝機的裹包機構完成如下幾個動作：前沖頭送糖、后沖頭接糖、活動折紙紙板折紙、固定折紙板折紙，見工藝流程圖2.2的（b）（c）（d）（e）所示。 圖2.9 偏心輪機構 1－連桿 2－銷軸 3－連接叉 4－螺母 5－雙頭螺桿 6－套環(huán) 7－定位板 8－偏心輪 9－軸 根據主傳動系統(tǒng)圖，其前沖頭、后沖頭、折紙板各動作通過偏心輪和連桿結構實現，圖2.9是偏心輪機構結構簡圖。四個偏心輪安裝在分配軸9上，分別控制前沖頭、后沖頭、折紙板和鉗糖手開合的動作，調整偏心輪在分配軸上的相對位置，就可以使這些動作相互協調。初步調整時，各個偏心輪在軸上用緊定螺釘固定，經過試車，確認各個動作無誤之后，用圓錐銷將偏心輪與軸固定。設置六角螺桿5的作用使：各部分若需要微量調整，就可以先松開兩個鎖緊螺母4，扳動六角螺桿，桿長度就會變化，因為螺桿一端螺紋使左旋，另一端使右旋，當所需長度調整好后，再旋緊鎖緊螺母。 5. 扭結機械手 扭結結構的作用是把裹包著糖塊的包裝紙的兩端伸出部分扭結成麻花狀，使之與糖塊緊緊地貼合在一起。詳細工作過程見下章扭結手的設計的介紹。 6. 缺糖檢測裝置 如圖2.10所示是機器的缺糖檢測機構示意圖。當糖塊輸送帶上缺糖時，主電機可以得到缺糖信號而自動停機，一旦糖塊輸送跟上，主機便自動啟動，這樣避免了缺糖時機器繼續(xù)動作而產生故障及包裝紙的浪費。 圖中檢測杠桿1可以繞銷軸3轉動，2為接近開關。當糖塊在輸送帶上一粒緊接一粒地被輸送向前時，檢測杠桿1便被糖塊頂起，杠桿上部地接近開關2就能檢測到正常地供送糖塊信號，主機便正常工作；一旦缺糖，輸送帶上就會出現空位，檢測杠桿繞鉸點3下擺，其上部偏離接近開關，信號中斷，主機便停機?；謴吞菈K供應時，主機重新啟動，正常工作。 圖2.10 缺糖檢測裝置 1－檢測杠桿 2－接近開關 3－鉸鏈 4－重塊 5－糖塊 6－輸送帶　　 第三章 工序盤裝置的設計 一、電動機的選擇 用電動機具有結構簡單、價格便宜、效率高、控制使用方便等優(yōu)點，所以本設計采用電動機作原動機。 電動機在輸出同樣功率時轉速越高，電動機的極數越小，尺寸和重量就越小，價格也越低。從價格方面考慮一般盡量用選用高速電動機，考慮BZ350—A糖果包裝機的實際情況，選電機的運動參數為：機型Y802—4，功率0.75 kw，同步轉速1500 r/min，額定頻率 50HZ，電壓 380V，滿載時轉速 1390 r/min。 二、皮帶的計算和選用 本次設計采用機械方法的無級調速方案，在主電機軸上設置有一對分離錐輪，通過調節(jié)手輪14來調節(jié)帶輪的中心距，靠分離錐輪分開或趨近，改變錐輪的接觸半徑，從而達到調節(jié)帶輪傳動比的要求。因為采用這種調速方法，皮帶的磨損很大，所以皮帶的耐磨性要很強，并且要經常更換皮帶。 已知：電機的轉速＝1390r/min，I軸的轉速 =(200~300)×3.2＝640～960r/min，傳遞功率P＝1390r/min，傳動比i＝＝2.2～1.4 1.確定計算功率 根據已知工作條件查表得工作系數＝1.0，得 ＝P＝1.4×0.75＝1.05 kW 2.選取V帶型號 根據＝1.05 kW，＝1390r/min，因要實現無級調速，V帶只能選一根普通A帶。 3.確定帶輪基準直徑、 查表?。?0mm，且＝80 mm≥＝80 mm ， = =125 mm。 大帶輪基準直徑為 當大帶輪最大時，＝=×125 mm=175 mm 查表取標準值＝180，則實際傳動比I,從動輪實際轉動分別是 ＝/＝180/125＝1.44 ＝180/80＝2.25 從動輪轉速誤差率為： ×100％＝ 3％ ×100％＝ 5％ 在±5％以內，為允許值。 4.驗算帶速v ＝＝＝ 5.8/s ＝＝＝ 9.1m/s 帶速在5～25 m/s范圍內。 5.確定帶的基準長度和實際中心距 初定中心距 0.7（＋）≤≤2（＋） 0.7（125＋180）≤≤2（125＋180） 所以 213.5≤≤610，初選＝400 mm。 帶基準長度： ＝2＋（＋）＋ ＝[2×200＋（125＋180）＋] ＝1297 mm 取標準長度＝1250mm。 則實際中心距≈＋＝400＋≈380 mm 中心距的變動范圍為： ＝-0.015 ＝380－0.015×1250＝361 mm ＝＋0.03 ＝380＋0.03×1250＝418 mm 6.校驗小帶輪包角 ＝180°－×57.3° ＝180°－×57.3° ＝180°－9°＝171°＞120° 7．確定V帶根數z Z ≥ 根據＝125 mm、＝1390 r/min，查表，用內插法得 ＝ 0.22＋ ＝ 0.783 kW 功率增量 ＝ 查表得＝1.0275× 根據傳動比i＝1.44（取最小值）得＝1.1202，則 ＝1.0275××1390×（1－）] kW ＝0.153 kW 查表得帶廠修正系數＝0.93，包角系數＝0.98，得普通V帶根數 Z ＝＝0.88 圓整得z=1 根。 8．設計結果 選用1根A—4000GB 11544—89V帶，中心距＝380 mm，帶輪直徑 ＝80～125 mm（無級調速），＝180 mm。 三、皮帶輪軸的計算與校核 1、分配主傳動軸的轉速范圍 根據原始資料，該機生產率為200~300粒/min，電機選用 Y802—4，夾糖盤轉一圈能包裝6顆糖，則其轉速應為（200~300）/6=33.3~50。取n的范圍為33~50轉。主軸經三級傳動傳到夾糖盤上，從夾糖盤到主軸分別經過星輪與凸輪（傳動比為6）、齒輪與雙聯齒輪（傳動比為1），雙聯齒輪與主軸齒輪（傳動比為3.2）。所以夾糖盤與主軸間的總傳動比i =6×3.2=19.2。 當n=30時，主軸轉速n1=33×19.2≈640 r/min 當n=50時，主軸轉速n2=50×19.2=960 r/min 2、按純扭力對軸估算。電機功率為P=0.75 選擇軸材料，確定許用應力。 減速器屬小功率，對材料無特殊要求，故選45#鋼并調質，查表得強度極限[σb]=650MPa， 抗彎應力[σ-1b]=60MPa。 按扭力估算直徑 查表得C=118~107，由公式 d≥C =(107~118)≈11.3~12.1 因有鍵槽所以軸要增大5%左右，因為軸還要承受彎矩,軸的直徑預算增加一倍,查表得取軸的標準直徑d=22mm 3、設計軸的結構并繪制結構草圖 1）確定各軸上零件位置和固定方式，軸從右邊裝入，左端用軸環(huán)定位，右端用軸肩定位，軸承用軸肩定位，齒輪用銷釘固定。 2）確定各段軸的直徑。軸段1（外伸端）最小。d1=22mm，軸段2要配合軸承，取d2=25mm，軸段3要有軸肩定位齒輪，取d3=28mm，軸段4配合齒輪取 d4=25mm。 3）確定各軸長度L1+L2=100，L3=326，，L4=16。 4）軸前后倒角為2×45°，退刀槽為2×2。 4、按彎扭強度校核軸徑。 圓周力Ft=2T1/d1=2×9.55×106 P/(n1×d1) =2×9.55×106×0.75/(640×50)=448N 徑向力Fr=Ft×tanα=448×tan20°=163N 軸承間長度L′=360，齒輪到左軸承L1=255，齒輪到右軸承L2=105，軸承到皮帶L3=100。 1）畫軸的受力圖 2）水平面內的彎矩 支點反力為: F=L2Ft/L′=105×448/360=131N F=L1Ft/L′=255×448/360=317N I—I截面處彎矩為： MHI＝FHA×L1＝131×255=81N·m 3）作垂直面內的彎矩圖（直齒，不計軸向力），左支點反力為 F=Fr·=163×=48N F= Fr–F=163-48=115N I—I截面處彎矩為： MHI = FHA ×L1=131×255=33.4N·m I—I 截面左側彎矩為 M = F×L1=48×255=12240N·mm=12.24N·m M= F×L2=115×105=12.08N·m 4）作合成彎矩圖及計算，由公式M= M===35.6N·m M===35.5N·m 5）作轉矩圖:T=9550×=9550×0.75/640=11.2N·m 6）確定當量彎矩,因電機為單向運轉,轉矩為脈動變化,查表修正系數取0.6 Me===36.1N·m 確定危險截面及強度校核 7）齒輪處既受扭矩又受彎矩,為危險截面 ===36.1×1000/0.1×283=16.4Mpa 查表得[?]＝60Mpa,滿足≤[?]，故強度足夠并有一定裕量。 5、修改軸的結構 因所設計軸的強度裕度不大，此軸不必再作修改。 6、繪制軸的零件圖（BZ350—A·02-7）。 四、設計方案 1.確定工藝方案 工藝方案的確定必須從產品的質量、生產率、技術先進性、成本、勞動條件和環(huán)境保護等多方面進行綜合考慮，BZ350—A型包裝機的整個包裝過程為：糖塊從振動料斗3被送入理糖盤裝置4，理糖盤為一高速旋轉步定向，在出口處，由旋轉著的毛刷將豎立或重疊著的糖塊刷平且成單層排布，進一步定向后進入輸送帶被送往下一個工序；同時，安裝在卷紙架上成卷的薄膜紙也由牽引錕經導錕被送到供紙位置，有旋轉刀實行定長切割，并置于托紙板上；輸送帶送來的糖塊被推動到托紙板上后，安裝在工序盤上的糖鉗機械 手將包裝紙和糖塊一起夾緊，接著前后沖頭相繼動作，糖塊便由包裝紙裹包起來；工序盤轉位到扭結工位停歇，扭結機械手夾住糖果的縱向兩邊并在驅動機構作用下同向回轉約450度，完成扭結工序。在扭結回轉過程中，扭結機械手沿糖果的縱向要有一個微小的進給量，以抵消糖果的縱向尺寸變化，否則，糖紙會被扭破；扭結結束后，工序盤繼續(xù)轉位，糖鉗機械手在凸輪的控制下開啟，由打糖桿將已經包裝好的糖果打下，糖果沿輸送槽被送入后續(xù)裝盒工位。下圖為BZ350—A型包裝機外形圖。 1－盤車手輪 2－扭結部分 3－料斗 4－理塘盤裝置 5－離合器手柄 6－張緊輪 7－開關 8－調速輪 9－機座 10－支架 11－工序盤 12－薄膜卷 13－內襯薄膜卷 14－供紙裝置 15－成品輸出裝置 2、確定傳動系統(tǒng)方案 傳動系統(tǒng)是自動機的重要組成部分，由它驅動各個機構按工藝要求完成各種動作。傳動系統(tǒng)的傳動精度將直接影響自動機的加工質量；傳動系統(tǒng)的振動、噪聲是自動機振動、噪聲的主要來源；傳動系統(tǒng)的布局將直接影響自動機結構的復雜程度。因此，傳動系統(tǒng)關系到自動機的性能和結構。 自動機的傳動系統(tǒng)一般都比較復雜，對整機性能影響很大，所以在確定傳動系統(tǒng)方案時要十分重視。應注意以下原則： 1） 自動機的傳動系統(tǒng)應力求最短。 2） 自動機傳動系統(tǒng)應具有無級調速功能。 3） 自動機傳動系統(tǒng)的精度保持性要好。 4） 自動機的傳動應具有安全裝置和調整環(huán)節(jié)。 5） 自動機傳動系統(tǒng)設計應盡量采用標件、通用件。 本設計的工序盤裝置的傳動系統(tǒng)圖如下： 1－卷紙筒 2－滾刀軸 3－橡皮滾筒 4－扭手 5－扭手套軸 6－糖鉗 7－轉盤 8－凸輪 9－馬氏輪 10－偏心輪（2） 11－撥銷 12－撥盤 13－扭手凸輪 14－手輪 15－后沖頭 16－偏心輪（4） 17－打棒 18－偏心輪（3） 19－偏心輪（1） 20－扇形齒輪 21－齒條 22－后沖頭 23－抄紙板 24－盤手手輪 本糖果包裝機設置了無級調速系統(tǒng)，一方面，可以滿足當產品規(guī)格變化即糖塊外形變化時，要求生產率隨著改變；另一方面，由于包裝材料對生產率的要求不同，隨著季節(jié)的變化，其延展性也不一樣，因此，生產率要做相應的改變。 3、確定執(zhí)行機構 本設計有采用偏心輪機構圖如下： 四個偏心輪安裝在分配軸9上，分別控制前沖頭、后沖頭、折紙板和鉗糖手開合的動作，調整偏心輪在分配軸上的相對位置，就可以使這些動作相互協調。初步調整時，各個偏心輪在軸上用緊定螺釘固定，經過試車，確認各個動作無誤之后，用圓錐銷將偏心輪與軸固定。設置六角螺桿5的作用是：各部分若需要微量調整，就可以先松開兩個鎖緊螺母4，扳動六角螺桿，桿長度就會變化以為螺桿一端螺紋是左旋，另一端是右旋，當所需長度調整好后，再旋緊鎖緊螺母。 1－連桿 2－銷軸 3－連接叉 4－螺母 5－雙頭螺桿 6－套環(huán) 7－定位板 8－偏心輪 9－軸 4總裝圖 根據已經確定的方案，以及初步確定的部件和尺寸，繪成總裝草圖，從草圖中可以判別各個部件或執(zhí)行機構所安排的位置是否恰當，是否有足夠的運動空間，機構是否發(fā)生干涉，以及安裝、維修、操作是否方便。經過幾次大改，數次小改之后，最后繪出了總裝圖。 5部件裝配圖 根據總裝圖所確定部件之間空間位置和主要尺寸，繪制部件裝配圖。部件裝配圖可以是執(zhí)行機構的支撐部件或其他部件，也可以是由一個或若干個執(zhí)行機構組成。部件裝配圖必須將所有零件的裝配關系表示清楚，即零件的相對位置、裝配尺寸及配合符號、裝配要求等。部件的設計基準盡可能也裝配圖基準一致，同時盡可能采用國家標準件。最后將非標準件和標準件單獨列成明細表。 在第2章圖2.6是BZ350—A型糖果包裝機的鉗糖工序盤結構簡圖 轉盤軸9與轉盤以圓錐銷固聯，在轉盤軸上裝有銅套8，通過偏心輪及連桿機構使銅套在轉盤軸上轉動。下凸輪12用鍵7固定在銅套上，上凸輪 11用螺釘與下凸輪12固聯，凸輪11和12會隨著銅套一起擺動。鉗糖工序盤上安裝有六副鉗糖機械手，實現兩個運動：①間歇轉動，每次轉過60°， 停歇一個工序時間。間歇轉動運動由六槽輪機構（圖中未繪出）帶動；②糖鉗的開合運動，工序盤轉一圈，糖鉗只打開一次、關閉一次。糖鉗的開合運 動由凸輪驅動滾子5帶動擺臂6擺動，擺臂6帶動扇形齒輪3和4彈簧控制來完成。設置兩片凸輪的目的是，通過調整上下兩片凸輪的位置可以改變凸輪的工作曲線，從而改變鉗糖機械手的開口大小和持續(xù)時間，以滿足不同厚度的糖塊包裝要求，保證扭結質量。 總結 畢業(yè)設計是大學最后一次課堂作業(yè)，所以我認認真真地去完成它，用了將近兩個月的時間把它完成了，這也就意味著三年大學生活也就結束了！在此時此刻心里百感交雜，畢竟是該寫上句號。 這次的設計作業(yè)跟往常的不一樣，不僅僅是時間，更重要的是知識面要廣，因為這次的設計綜合了三年所學的知識，也耗費的時間比較長，要完成它要運用到大一所學的基礎課機械制圖，大二的專業(yè)課機械基礎設計、公差配合，大三的自動機與生產線等課程。那就體現了要完成這設計的要具有綜合的知識面。也是三年大學所學的知識的綜合。也是課本上所學的知識的實際運用。 從開始構思設計方案到初步畫出草圖，在這過程遇到不少的困難，但經過老師的指導和講解說明，都一一攻破了。在草圖一步一步完善到最后的總裝圖出來，再到部件裝配圖、零件圖的出來，都花費不少的精力去查資料和計算！最終設計完成，從中將三年的知識回顧一下，可以說是三年學習的縮影！ 參考文獻： 1. 陳立德．2004．機械設計基礎（第二版）．北京：高等教育出版社 2. 戚長政．2004．自動機與生產線．北京：科學出版社 3. 中國輕工總會．1997．輕工業(yè)裝備技術手冊．北京：機械工業(yè)出版社 4. 廣東輕工業(yè)機械集團公司．1996．全國啤酒瓶裝技術培訓教材 5. 尚久浩．自動機械設計．2003．北京：中國輕工業(yè)出版社 6. 張聰．2003．自動化食品包裝機．廣州：廣東科技出版社 7. 機械設計手冊．北京：石化出版社 - 35 -