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編號(hào)
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目： 偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923103
學(xué)生姓名： 鄭 莉
指導(dǎo)教師： 唐正寧（職稱：副教授）
（職稱： ）
2013年5月25日
無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械93
學(xué) 號(hào)： 0923103
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無(wú)錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來(lái)源及選題依據(jù)
隨著科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的需求越來(lái)越大，此機(jī)構(gòu)用于塑料制袋包裝機(jī)上，利用偏心輪可以使塑料薄膜送進(jìn)速度與熱封輥圓周速度相等，保證熱封輥快速?gòu)堥_(kāi)，以免熱封輥被包裝物相碰。這一研究對(duì)工業(yè)有很大幫助。
在機(jī)械加工過(guò)程中，偏心鏈輪機(jī)構(gòu)的鏈輪松緊是一大難題，通過(guò)優(yōu)化張緊輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心位置，偏心量和初始角位移，使鏈條在工作中始終處于緊張狀態(tài)，才能提高生產(chǎn)效率，因此著重于這個(gè)問(wèn)題，利用微分原理對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，列出了主從鏈輪位移關(guān)系的求解方程，并以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行了傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和緊張輪的輪心坐標(biāo)，初始相位移和偏心量的優(yōu)化計(jì)算，其目的是在周期中使鏈條波動(dòng)最小，從而達(dá)到工業(yè)要求。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
① 閱讀外文資料，并翻譯與所學(xué)專業(yè)或課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)5000字
I
左右，語(yǔ)句通順、流暢、準(zhǔn)確；
② 根據(jù)加工產(chǎn)品上具體結(jié)構(gòu)和加工要求，擬定分析設(shè)備設(shè)計(jì)方案；
③ 運(yùn)用三維軟件進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)、三維裝配；
④ 繪制設(shè)備總裝圖和關(guān)鍵零部件二維工程圖；
⑤ 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，符合本科論文的格式要求，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、流暢、層次分明；
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械93 班 姓名 鄭 莉
五、開(kāi)始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
V
摘 要
本研究主要包括偏心鏈輪的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)出試驗(yàn)裝置，進(jìn)行設(shè)計(jì)工藝參數(shù)的試驗(yàn)研究。在整機(jī)設(shè)計(jì)中，通過(guò)對(duì)偏心鏈輪總體方案的分析，編制了工作循環(huán)圖，確定主要裝置（偏心鏈輪，從動(dòng)輪，張緊輪，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）之間的相互配合關(guān)系；完成了偏心鏈輪的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)和理論分析及其主要參數(shù)的確定；對(duì)橫封裝置進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，提出適應(yīng)包裝袋長(zhǎng)度可連續(xù)變化的翻領(lǐng)成型器，擴(kuò)大了偏心鏈輪的使用范圍，并進(jìn)行了理論研究，本文的研究對(duì)其它偏心鏈輪機(jī)械的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)有著積極的指導(dǎo)意義。
利用設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置，確定了偏心鏈輪傳動(dòng)的特性，即勻速度傳入主動(dòng)輪偏心鏈輪中，由于偏心鏈輪各處的中心距不等，呈現(xiàn)增大減小的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，所以滾子鏈的瞬時(shí)速度也不一樣，其運(yùn)動(dòng)類似于正弦運(yùn)動(dòng)，傳到從動(dòng)輪上的速度也就是正弦運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)方式適用于包裝機(jī)，包裝機(jī)在包裝物品時(shí)，就需要快慢不一的速度。本研究結(jié)果對(duì)包裝材料的生產(chǎn)廠家、偏心鏈輪械生產(chǎn)廠家、機(jī)械用戶以及科研人員具有十分重要的意義。
關(guān)鍵詞：偏心鏈輪；橫封裝置；包裝
Abstract
This study included the modified structure design of the eccentric sprocket, the finite element analysis and solid modeler. Besides, designed tester and tested sealing quality.
In the entire machine design, established working cycle and conformed work in relations of main fixtures(feeding ,forming, retractor, sealing, driving)through analysis of eccentric sprocket overall plan; completed the modified structure design of the forming filling sealing eccentric sprocket and conformed the main parameters. In this paper, designed the horizontal sealing fixtures and advanced new forming fixture which can adjust the packaging length and extended the useable range of the eccentric sprocket and studied. At the same time, offered a method of parallel measure feeding and founded vibration feeding fixtures of oscillatory differential equation. This study can direct the design and exploitation of other bag eccentric sprocket actively.
Using the tester carries on the package sealing test, the tensile test and the endure stress test that the tests were based on the national standards, experimented data and the results indicate sealing intensity conforms to the national standard. Through data analysis obtained the permits packing sealing temperature range and the relations of the sealing intensity of the horizontal fixtures and the vertical sealing fixtures ,time and temperature and the best packing material sealing condition.
Key words: eccentric sprocket；horizontal sealing；packing machine
目錄
摘 要 III
Abstract IV
目錄 V
1 緒論 1
1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 1
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 1
2 總體方案設(shè)計(jì) 3
2.1 偏心鏈輪機(jī)構(gòu)的組成 3
2.2 偏心鏈輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析 5
2.2.1 偏心鏈輪機(jī)構(gòu)工作原理 5
2.3 偏心鏈輪各基本參數(shù)的確定 9
2.3.1 主動(dòng)鏈輪的偏心距的計(jì)算 9
2.3.2 鏈輪的節(jié)圓半徑 11
2.3.3 主從動(dòng)鏈輪傳動(dòng)軸的中心距 12
2.4 軸承的選擇 12
2.4.1 軸的設(shè)計(jì)校核 12
2.4.2 軸承的潤(rùn)滑及密封 15
3 熱封裝置設(shè)計(jì) 18
3.1 熱封材料及封口方法 18
3.2 縱封滾輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 18
3.3 橫封裝置設(shè)計(jì) 19
3.4 封合調(diào)整 22
4 包裝機(jī)的設(shè)計(jì) 24
4.1 包裝機(jī)工作原理及功能 24
4.1.1 功能要求 24
4.1.2 主要構(gòu)成及工作原理 24
4.1.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作配合 25
5 鏈輪的設(shè)計(jì) 26
5.1 鏈輪設(shè)計(jì)與機(jī)械加工 26
5.1.1 常見(jiàn)鏈輪的形狀與結(jié)構(gòu) 26
5.1.2 鏈輪材料的選擇 26
5.1.3 鏈輪的基本參數(shù) 26
5.1.4 鏈輪齒形的幾何形狀與設(shè)計(jì)原則 26
5.1.5 鏈輪設(shè)計(jì)與加工 27
5.1.6 刀具設(shè)計(jì) 28
6 結(jié)論與展望 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義
隨著社會(huì)的發(fā)展、生活水平的提高，尤其是加入WTO后，人民對(duì)熱封裝置提出了更高的要求。與人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)的粉粒狀物料，如生活日用品、營(yíng)養(yǎng)食品、藥品，種子、化肥、農(nóng)藥、化工原料等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用品，都需要穩(wěn)定的熱封裝置。
偏心鏈輪是現(xiàn)代工業(yè)的基本設(shè)備，是商品生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵性技術(shù)設(shè)備。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越重視鏈輪的質(zhì)量、品種類型，鏈輪機(jī)械在工業(yè)領(lǐng)域中起著重要的作用。鏈輪機(jī)械是使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的根本保證。它能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率；降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件；保護(hù)環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本；有利于熱封機(jī)械的發(fā)展，提高產(chǎn)品效率，增強(qiáng)市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力。
偏心鏈輪保證包裝機(jī)熱封的質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)環(huán)境好、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，因而獲得較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，帶來(lái)巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。偏心鏈輪被堪稱為擁有漫長(zhǎng)發(fā)展歷史和富有強(qiáng)大生命力的主導(dǎo)機(jī)型。現(xiàn)已被各國(guó)視為前景較好的熱封機(jī)械。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有偏心鏈輪機(jī)構(gòu)存在以下問(wèn)題：
(1)速度不穩(wěn)定；
(2)薄膜送進(jìn)速度難以與熱封輥圓周速度相等；
(3)鏈輪傳送消耗大；
(4)包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式的不合理，將導(dǎo)致封口質(zhì)量問(wèn)題。
包裝容器的封口，是包裝工藝中不可缺少的工序。封口的好壞將直接影響生產(chǎn)效率。因此，包裝質(zhì)量在很大程度上取決于封口質(zhì)量，所以鏈輪機(jī)構(gòu)的研究改進(jìn)對(duì)提高封口質(zhì)量有著重要的意義，本研究在整機(jī)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)橫封封口形式影響封口質(zhì)量這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究。同時(shí)，通過(guò)一系列試驗(yàn)，研究總結(jié)出較為完整的工藝參數(shù)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況
從廣義而言，現(xiàn)代機(jī)械的含義和領(lǐng)域很廣，包括各種自動(dòng)化和半自動(dòng)化傳動(dòng)機(jī)械、包裝機(jī)械、橫封機(jī)械等。這些相互密切聯(lián)系的機(jī)械設(shè)備組成了現(xiàn)代化的傳動(dòng)機(jī)械體系。
隨著科技和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的需求越來(lái)越大，此機(jī)構(gòu)用于塑料制袋包裝機(jī)上，利用偏心鏈輪可以使塑料薄膜送進(jìn)速度與熱封輥圓周速度相等，保證熱封輥快速?gòu)堥_(kāi)，以免熱封輥被包裝物相碰。這一研究對(duì)工業(yè)有很大幫助。
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求
設(shè)計(jì)偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)，運(yùn)用于塑料制袋包裝機(jī)上，其原理方案的功能實(shí)現(xiàn)，總體方案的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)參數(shù)，工作參數(shù)的設(shè)計(jì)。要求：
（1）熱封時(shí)，塑料薄膜送進(jìn)速度必須與熱封輥圓周速度相等。由于產(chǎn)品規(guī)格不同，袋長(zhǎng)不同，要求送料速度變化，這時(shí)熱封輥速度必須隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化，因此，要求回轉(zhuǎn)一周時(shí)獲得快慢變化的周期變速運(yùn)動(dòng)，以使熱封時(shí)熱封輥與薄膜送進(jìn)達(dá)到相等的速度。從而可以使包裝物順利傳送。
（2）熱封后，最好能保證熱封輥快速?gòu)堥_(kāi)，以免熱封輥與被包裝物相碰。
33
偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2 總體方案設(shè)計(jì)
2.1 偏心鏈輪機(jī)構(gòu)的組成
如圖2.1所示是偏心鏈輪不等速回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它由主動(dòng)鏈輪2和從動(dòng)鏈輪4和一只張緊鏈輪5組成，其中主從動(dòng)鏈輪齒數(shù)相等，套筒滾子鏈3套在其上。主動(dòng)鏈輪2由分配軸帶動(dòng)作勻速回轉(zhuǎn)，滾花手輪1可調(diào)整偏心距。從動(dòng)鏈輪4繞定軸做不等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)中間傳動(dòng)裝置帶動(dòng)橫封器的熱封頭（圖2.1中未示）實(shí)現(xiàn)不等速回轉(zhuǎn)。
1-滾花手輪 2-主動(dòng)鏈輪 3-套筒滾子鏈
4-從動(dòng)鏈輪 5-張緊鏈輪
圖2.1 偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)
如圖2.2所示為偏心鏈輪組成的重要環(huán)節(jié)，為調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該運(yùn)動(dòng)主要是靠這個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)作的。它是由偏心調(diào)整架，主動(dòng)軸，調(diào)整螺桿，偏心鏈輪，刻度盤裝配起來(lái)的。
圖2.2 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)
基本要求
（1）必須按照設(shè)計(jì)要求和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝配。
（2）裝配條件必須干凈。相關(guān)裝配條件必須符合有關(guān)規(guī)定。
（3）在裝配之前所有零件必須要檢驗(yàn)合格。
（4）零件在裝配前不得有毛刺、氧化皮、銹蝕、切屑、灰塵、沙礫和油污等。
（5）裝配過(guò)程中零件不得損壞，劃傷，腐蝕。
（6）裝配前應(yīng)對(duì)零、部件的主要配合尺寸，特別是過(guò)盈配合尺寸及相關(guān)精度進(jìn)行復(fù)查。
（7）裝配過(guò)程中零件不允許磕、碰、劃傷和銹蝕。
（8）螺釘、螺栓和螺母緊固時(shí)，嚴(yán)禁打擊或使用不合適的旋具和扳手。緊固后螺釘槽、螺母和螺釘、螺栓頭部不得損壞。
2.2 偏心鏈輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析
2.2.1 偏心鏈輪機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖2.3：
圖2.3 偏心鏈輪機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)圖
設(shè)分別為主從動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心,中心距,節(jié)圓半徑;主動(dòng)鏈輪的偏心距,角速度為。若某瞬時(shí)的角位移為,相應(yīng)的從動(dòng)鏈輪的角位移為,主動(dòng)輪節(jié)圓上任一點(diǎn)轉(zhuǎn)到與鏈條相切時(shí),則點(diǎn)瞬時(shí)線速度為,其值(為該瞬時(shí)點(diǎn)的回轉(zhuǎn)半徑),設(shè)它與鏈條同向的分速度為,另與的夾角為,則其值:
(2.1)
由三角形余弦定理可得：
(2.2)
令∠,因?yàn)槭侵苯?，?
(2.3)
又得
令由三角形中應(yīng)用余弦定理和正弦定理分別得：
(2.4)
所以
經(jīng)整理得到：
(2.5)
由圖2.3可見(jiàn),同一根鏈條在張緊時(shí)兩點(diǎn)的線速度應(yīng)該相等,即。若與從動(dòng)鏈輪的節(jié)圓相切,并令該輪的瞬時(shí)角速度為, 則:
故得: (2.6)
上式表明,當(dāng)主動(dòng)偏心輪以等角速回轉(zhuǎn)時(shí),則從動(dòng)鏈輪作變角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。偏心鏈輪輸出運(yùn)動(dòng)的特性曲線見(jiàn)圖2.4,實(shí)質(zhì)上它反映了的變化規(guī)律。
欲確定該曲線的極值點(diǎn)，需對(duì)上式求極值。令,可求出從動(dòng)鏈輪具有最大和最小角速度值時(shí)主動(dòng)鏈輪所對(duì)應(yīng)的相位角，其值分別為：
(2.7)
(2.8)
再將，值分別代入（2.6），則：
(2.9)
(2.10)
圖2.4 偏心鏈輪機(jī)構(gòu)輸出運(yùn)動(dòng)特性曲線
根據(jù)不同袋長(zhǎng)需要,輸出滿足工藝要求的角速度帶動(dòng)橫封器,是設(shè)計(jì)偏心鏈輪機(jī)構(gòu)時(shí)必須考慮的可調(diào)問(wèn)題,欲得到所需的角速度,在實(shí)際應(yīng)用中有兩個(gè)不同的途徑:直接調(diào)節(jié)選用熱合瞬時(shí)角;調(diào)解主動(dòng)鏈輪上的偏心距。第一種方法找準(zhǔn)夾角十分麻煩,而且不怎么精確，一般采用甚少。調(diào)節(jié)主動(dòng)鏈輪的偏心距同樣可以滿足熱封的需要,它是利用特性曲線的兩個(gè)極值點(diǎn)作為專門的熱封點(diǎn),改變偏心距可使輸出的極大角速度在之間;同樣也可使輸出的極小角速度在之間。速度極限角分別有向稍微靠攏的變化,袋裝機(jī)在規(guī)定的袋長(zhǎng)范圍內(nèi),其中偏小規(guī)格利用的極點(diǎn)進(jìn)行熱合,偏大規(guī)格利用這一極點(diǎn)輸出角速度進(jìn)行熱合如圖2.5。
圖2.5 偏心距變化對(duì)輸出運(yùn)動(dòng)特性曲線的影響
將設(shè)置好的袋長(zhǎng)的長(zhǎng)度刻在標(biāo)尺上,只要調(diào)節(jié)偏心距到預(yù)定的袋長(zhǎng)刻度上并用鎖緊螺母固定,就能立即使用。這種機(jī)構(gòu)就叫可調(diào)式偏心鏈輪,見(jiàn)圖2.6。
圖2.6 可調(diào)式偏心鏈輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
調(diào)整時(shí)首先將鎖緊螺母松開(kāi),然后轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺桿,使偏心鏈輪所需調(diào)整的刻度值對(duì)準(zhǔn)傳動(dòng)軸中心,調(diào)節(jié)好之后將其鎖緊即可。
偏心鏈輪偏心位置相對(duì)橫封輥的位置調(diào)整見(jiàn)圖2.7。
圖2.7 偏心鏈輪與橫封輥相對(duì)位置示意圖
偏心鏈輪與鏈輪1的齒數(shù)相同,前后橫封輥齒輪的齒數(shù)相同,后橫封輥齒輪齒數(shù)是齒輪1齒數(shù)的2倍。這樣,偏心鏈輪沿傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)一圈,鏈輪1與齒輪1也相應(yīng)轉(zhuǎn)一圈,而前后橫封輥齒輪只轉(zhuǎn)半圈。這就是說(shuō),偏心鏈輪沿傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)一圈,橫封輥轉(zhuǎn)半圈,封一袋。經(jīng)主機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)前橫封輥上的點(diǎn)與后橫封輥上的點(diǎn)重合時(shí),調(diào)節(jié)偏心軸的位置,使偏心鏈輪的偏心方向與鏈條緊邊運(yùn)動(dòng)軌跡方向垂直,并使偏心軸處于鏈條緊邊的一側(cè),然后將齒輪1與后橫封輥齒輪相嚙合即可。
2.3 偏心鏈輪各基本參數(shù)的確定
2.3.1 主動(dòng)鏈輪的偏心距的計(jì)算
由前分析可知,主動(dòng)鏈輪的輸出角速度的兩個(gè)極限值:
, (2.11)
兩式左端、為從動(dòng)輪與主動(dòng)輪的角速度之比,用字母表示,改寫成:
(2.12)
由此看出，當(dāng)為定值時(shí)，則 必隨的值大小而發(fā)生相應(yīng)的變化，且呈簡(jiǎn)單的線性函數(shù)關(guān)系.這樣，借助中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，便能找出偏心距與袋長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
圖2.8所示為立式袋裝機(jī)連續(xù)橫封器采用的一種中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)關(guān)系為，，.其中，是單軸橫封切刀（或熱封頭）的個(gè)數(shù)，通常取1-4.如果要求該不等速機(jī)構(gòu)輸出的封合角速度為，相應(yīng)的橫封輥封合角速度為則:
圖2.8 橫封器的中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
如前所述,制袋工藝要求熱封件在熱合瞬間與包裝料袋運(yùn)動(dòng)線速度相同,則有:
式中:—橫封件的回轉(zhuǎn)半徑,故得:
(2.13)
在設(shè)計(jì)時(shí)可在規(guī)定袋長(zhǎng)范圍內(nèi)取中間袋長(zhǎng)或稱平均袋長(zhǎng)的熱封計(jì)算值,可使、,由式(2.13)可知:
設(shè)偏心鏈輪的轉(zhuǎn)速為,由于,則:
(2.14)
代入(2.13),可得:
也可以寫成： (2.15)
與式(2.12)聯(lián)立,求得不同袋長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的主動(dòng)鏈的偏心距:
(2.16)
2.3.2 鏈輪的節(jié)圓半徑
圖2.9 偏心距調(diào)節(jié)裝置
鏈輪的節(jié)圓半徑與選用的鏈條節(jié)距及鏈輪齒數(shù)有關(guān)。當(dāng)一定，若值過(guò)大。則必將隨之增大，不僅結(jié)構(gòu)不緊湊，還會(huì)影響主動(dòng)偏心鏈輪的動(dòng)力狀態(tài)。反之，若值過(guò)小，則亦必將隨之減小，以致會(huì)加劇鏈傳動(dòng)的不均勻性，況且對(duì)安排偏心調(diào)節(jié)元件還會(huì)帶來(lái)一定困難。
如圖2.9所示為偏心距調(diào)節(jié)裝置，表示了當(dāng)包裝袋為最小長(zhǎng)度時(shí)調(diào)節(jié)位置的變動(dòng)情況。由于分配軸已位于偏心刻度的極點(diǎn)，故,考慮到結(jié)構(gòu)布局的可能性，應(yīng)取
式中 --分配軸在裝配偏心鏈輪處的直徑；
--與調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)（一般為 ）
再考慮制袋的工藝要求，根據(jù)上式及
應(yīng)取
故得
即 (2.17)
實(shí)用中鏈輪的節(jié)圓半徑還要受鏈條節(jié)距以及鏈輪齒數(shù)的約束。由鏈傳動(dòng)基本原理得知：
(2.18)
聯(lián)立式（2.17）（2.18），可解出值，并加大圓整至基數(shù)值。
由此可見(jiàn)，只要知道袋長(zhǎng)的各種規(guī)格，并滿足安裝偏心鏈輪的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸（如等），就可通過(guò)式（2.17）（2.18）求算鏈輪的節(jié)圓半徑。
2.3.3 主從動(dòng)鏈輪傳動(dòng)軸的中心距
中心距可按以下兩種方法來(lái)確定。
(1）從結(jié)構(gòu)上考慮
為保證兩輪可靠地工作，則該機(jī)構(gòu)的最小中心距
式中 --鏈輪的頂圓半徑，；
--兩轉(zhuǎn)動(dòng)鏈輪的最小安全距離，可取。
(2）從運(yùn)動(dòng)特性考慮
由式（2.11）可以看出，從動(dòng)鏈輪輸出的最大，最小角速度均與兩輪傳動(dòng)軸的中心距無(wú)關(guān)，而變速范圍僅與鏈輪的節(jié)圓大小及偏心量有關(guān)。
當(dāng)為定值時(shí)，它會(huì)影響最大最小速度的輸出發(fā)生時(shí)刻。在上圖2.3所示的兩條曲線（）清楚的表明了這一點(diǎn)。若值由小增大，則值分別趨近于及,但總是，這有利于改善輸出運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性?？傊?，在不使結(jié)構(gòu)布局顯得龐大的前提下，一般推薦，盡量取較大值為宜。
2.4 軸承的選擇
選擇滾動(dòng)軸承的類型，一般從載荷的大小、方向和性質(zhì)入手。在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承承載能力大，適合用于載荷較大或有沖擊的場(chǎng)合。當(dāng)承受純徑向載荷時(shí)，通常選用徑向接觸軸承或深溝球軸承；當(dāng)承受純軸向載荷時(shí)，通常選用推力軸承；當(dāng)承受較大徑向載荷和一定軸向載荷時(shí)，可選用角接觸球軸承。
根據(jù)軸的應(yīng)用場(chǎng)合可知，軸主要受到徑向力。查詢常用滾動(dòng)軸承的性能和特點(diǎn)，選擇深溝球軸承。深溝球軸承軸承的性能特點(diǎn)：主要承受徑向負(fù)荷，當(dāng)量摩擦系數(shù)最高。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于剛性較大軸，常用于小功率電機(jī)、減速機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等。
根據(jù)要求查參文獻(xiàn) [3], 在這里選用602深溝球軸承。
2.4.1 軸的設(shè)計(jì)校核
按彎矩合力校核軸的強(qiáng)度
(1) 繪出軸的受力簡(jiǎn)圖
計(jì)算直齒輪的圓周力和徑向力
mm，mm，mm
得
圓周力
N
徑向力
N
軸向力
(2) 水平面支撐力
N
水平面彎矩
Nmm
(3) 垂直面
力矩平衡式
N
N
垂直面彎矩
Nmm
Nmm
在B處的突變值
Nmm
集中力偶為
可見(jiàn)彎矩突變值等于集中力偶的大小（其微小的差別是由于計(jì)算過(guò)程中的舍入誤差造成的）說(shuō)明垂直面的計(jì)算結(jié)果是正確的。
(4）計(jì)算B處左右兩側(cè)的合成彎矩
Nmm
Nmm
可見(jiàn)B處在右側(cè)的合成彎矩較大，合成彎矩見(jiàn)圖
(5）計(jì)算危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩
由彎矩圖可見(jiàn)B處是危險(xiǎn)截面（其上的內(nèi)力最大），計(jì)算該處的當(dāng)量彎矩（對(duì)一般軸可視其扭矩為脈動(dòng)循環(huán)性質(zhì)，取扭矩校正系數(shù)a=0.6）
Nmm
(6) 計(jì)算B處的需要軸徑
已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查文獻(xiàn)[4]表15-1查得MPa
它小于該處實(shí)際直徑25mm故軸的彎矩組合強(qiáng)度足夠。
2.4.2 軸承的潤(rùn)滑及密封
軸承在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，軸承內(nèi)外圈以及滾動(dòng)體之間必然產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣運(yùn)動(dòng)體之間就要產(chǎn)生摩擦，消耗一部分動(dòng)力，引起內(nèi)外圈和滾動(dòng)體之間發(fā)熱、磨損。為了減少摩擦阻力，減緩軸承的磨損速度并控制軸承的溫升，提高軸承的使用壽命，在使用軸承的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮軸承的潤(rùn)滑問(wèn)題，而為了使軸承保持潤(rùn)滑，還必須考慮軸承的密封。
潤(rùn)滑的作用
減少摩擦、磨損 ，在摩擦面之間加入潤(rùn)滑劑，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間形成液體或半液體摩擦，降低相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間的摩擦系數(shù)，從而減少摩擦力。由于在相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間形成油膜隔離，避免兩摩擦面之間相互接觸導(dǎo)致磨損。
降低溫升
由于摩擦系數(shù)降低，減少了兩摩擦面的摩擦，相應(yīng)減少軸承的發(fā)熱；同時(shí)潤(rùn)滑油流過(guò)潤(rùn)滑面時(shí)，可以帶走一部分熱量。
防止銹蝕和清洗作用 潤(rùn)滑油能夠形成油膜，保護(hù)零件表面免受銹蝕，同時(shí)滾動(dòng)體帶動(dòng)潤(rùn)滑油流過(guò)零件表面時(shí)可以把摩擦面之間的贓物帶走，起到清洗作用。
密封 潤(rùn)滑劑可以形成密封的作用，并與密封裝置在一起，阻止外界的灰塵等雜物進(jìn)入軸承，保護(hù)軸承不受外物的入侵。
潤(rùn)滑劑的選用原則
為了獲得良好的潤(rùn)滑效果，潤(rùn)滑劑必須具備：較低的摩擦系數(shù)，良好的吸附能力以及滲入能力，以便能夠很好地滲入到摩擦副的微小間隙內(nèi)，牢固吸附在摩擦面上，形成具有一定強(qiáng)度的抗壓油膜。
滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑
滾動(dòng)軸承可以用潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑。試驗(yàn)說(shuō)明，在速度較低時(shí)，用潤(rùn)滑脂比用潤(rùn)滑油溫升低；速度較高時(shí)，用潤(rùn)滑油較好?？梢愿鶕?jù)速度的大小來(lái)選擇潤(rùn)滑的方式。
(1) 脂潤(rùn)滑
脂潤(rùn)滑可用于值較低，又不需要冷卻的場(chǎng)合。脂潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，不存在漏油問(wèn)題。使用潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂的的分量要適合，不能過(guò)多溢出來(lái)。否則將引起軸承發(fā)熱并把脂熔化流出，潤(rùn)滑效果將適得其反。
(2) 油潤(rùn)滑
油潤(rùn)滑適用一切轉(zhuǎn)速，既可以起潤(rùn)滑作用，又能起沖洗降溫作用。潤(rùn)滑油的粘度，是隨油溫的升高而降低的。轉(zhuǎn)速越高，粘度應(yīng)降低；負(fù)荷越重，粘度應(yīng)越高。如果軸系機(jī)械結(jié)構(gòu)中使用普通軸承，而且軸系運(yùn)行速度不是很高，潤(rùn)滑一般采用油浴方式；對(duì)于精度較高的設(shè)備，要求使用精密軸承，建議使用滴油或循環(huán)方式供油潤(rùn)滑，因?yàn)椴捎眠@兩種潤(rùn)滑方式，可以對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行更好的過(guò)濾，減少贓物進(jìn)入軸承，同時(shí)這兩種潤(rùn)滑方式可以使?jié)櫥统浞稚?，可以更好使軸承降溫。
(3) 密封結(jié)構(gòu)
機(jī)械系統(tǒng)中的密封結(jié)構(gòu)，對(duì)于油潤(rùn)滑的軸承結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，為的是防止?jié)櫥屯饴┖突覊m屑末切削液等進(jìn)入；對(duì)于脂潤(rùn)滑的軸承結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，由于脂不會(huì)外泄，主要是防止上述外物。脂潤(rùn)滑的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)防止外物進(jìn)入的要求高些。因此對(duì)于密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是考慮防漏和外物的侵入。
潤(rùn)滑油的防漏主要靠疏導(dǎo)，同時(shí)也要設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)。由于角接觸軸承有泵油作用，而軸承一般是背靠背安裝，所以主軸箱和端蓋之間要有回油通道，以便潤(rùn)滑和防漏。如圖所示的甩油環(huán)密封結(jié)構(gòu)，在工作時(shí)就能起到防漏和疏導(dǎo)作用。潤(rùn)滑油經(jīng)軸承后，向右經(jīng)螺母2外流。螺母的外園有鋸齒形環(huán)槽。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)將油泵向壓蓋1內(nèi)的空腔，然后經(jīng)回油孔流回主軸箱。鋸齒的方向應(yīng)逆著油流的方向。環(huán)形槽應(yīng)有2-3條?；赜涂字睆綉?yīng)盡量大一些。
(4) 一種新型的密封結(jié)構(gòu)
新型機(jī)械式密封對(duì)于油潤(rùn)滑或脂潤(rùn)滑，為了有效防止外物侵入，主軸組件中甩油環(huán)密封結(jié)構(gòu)，其基本原理是：主軸上螺紋、螺紋同方向，螺紋、同方向，但方向與相反。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，、把油甩向軸承，與此同時(shí)由于、旋轉(zhuǎn)方向與相反，把外面的贓物擋在外面，防止異物的侵入。設(shè)計(jì)這種密封結(jié)構(gòu)必須注意幾個(gè)問(wèn)題：最好把螺紋設(shè)計(jì)成鋸齒形，其外徑可以做成平型結(jié)構(gòu)，根據(jù)主軸旋轉(zhuǎn)方向確定鋸齒形螺紋的朝向；注意螺紋壓蓋的孔與螺紋的配合間隙的選定，一般選取主軸直徑的千分之二到千分之三之間，在工藝允許的情況下盡量取小值；主軸的旋轉(zhuǎn)方向固定。
3 熱封裝置設(shè)計(jì)
3.1 熱封材料及封口方法
塑料薄膜的封口采用熱融封合的方法，具體操作是：對(duì)塑料薄膜的兩個(gè)接觸面加熱，
使其處于熔融的熱塑化狀態(tài)，再給封接部位施壓，使薄膜兩個(gè)封接面融合密封牢固。影響封合質(zhì)量的因素主要是加熱溫度、封合壓力和和作用時(shí)間。熱融封合的方法有多種形式，最常用的是電阻加熱法和脈沖加熱法，另外還有高頻電加熱封合、超聲波加熱封合、電磁加熱封合和紅外線加熱封合等。每種方法均適用于一定品種范圍的塑料材料。在自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中，廣泛應(yīng)用電阻加熱的熱融封合方法，因其具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)控方便的特點(diǎn)。而且，用于食品包裝的薄膜主要是聚乙烯及其復(fù)合材料居多，也就是說(shuō)主要以聚乙烯為熱封合材料，因此用電阻加熱封合法是完全能滿足要求的[6]。
連續(xù)制袋包裝機(jī)中有兩個(gè)封合裝置：縱封裝置和橫封裝置，分別實(shí)現(xiàn)包裝袋的縱縫封接和橫向封合切斷。他們均采用電阻加熱的封合方法。
3.2 縱封滾輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算
在連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中，由于薄膜連續(xù)輸送，因此其縱縫封接是連續(xù)進(jìn)行的。為此采用一對(duì)滾輪式電阻加熱的熱融封接器來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)縱封。在此，熱融封接滾輪不僅完成包裝薄膜制袋的縱向熱封，同時(shí)還起到對(duì)包裝薄膜的牽引輸送作用。也就是說(shuō)，牽引和縱封是同時(shí)進(jìn)行的，牽引滾輪同時(shí)也是縱封滾輪。如圖（3.1）所示是縱封牽引滾輪的結(jié)構(gòu)。
1－縱封滾輪 2－加熱器 3－螺母 4－箱體 5－支架
6－支桿 7－鎖緊螺母 8－調(diào)節(jié)套筒 9－彈簧
10－調(diào)心球軸承 11－齒輪 12－軸 13－軸承座 14－不完全齒輪
圖3.1 縱封裝置
如圖3.1，縱封裝置主要由一對(duì)滾輪1組成，滾輪的外圓周表面緊密壓合，壓合力來(lái)自彈簧力的作用?？v封滾輪1分別安裝在軸12的左端，由螺母固定，使?jié)L輪可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。軸12的兩端軸承固定安裝；而短軸的左邊軸承座10可滑動(dòng)，其右邊的固定軸承座裝置一個(gè)調(diào)心軸承，因此軸承座可在箱體4的滑槽內(nèi)作滑動(dòng)微調(diào)。由于受彈簧力的作用，可調(diào)軸承座10受壓內(nèi)移，使兩個(gè)滾輪緊密壓合。兩滾輪間的壓力可以調(diào)整，當(dāng)擰緊調(diào)節(jié)套筒8時(shí)，彈簧9壓縮，使壓力增大，放松調(diào)節(jié)套筒則壓力減小。圓螺母7用來(lái)鎖緊調(diào)節(jié)套筒。
兩縱封滾輪的圓筒內(nèi)均裝有加熱器，發(fā)熱元件一般用電阻發(fā)熱線圈，繞裝在支座上，再通過(guò)支座安裝在軸承座或安裝板上。當(dāng)縱封滾輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，加熱器固定不動(dòng)，持續(xù)的對(duì)滾輪的圓筒壁均勻加熱。加熱溫度通過(guò)測(cè)溫器測(cè)量，并由溫控表控制其變化范圍。
縱封滾輪的動(dòng)力來(lái)自不完全齒輪14，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)齒輪14旋轉(zhuǎn)，通過(guò)相互嚙合的齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)軸，使縱封滾輪實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
在縱封滾輪的封合圓柱面上都加工有均勻細(xì)密的網(wǎng)紋，以增加封口的牢固度,使熱封縫美觀而且質(zhì)量保證。另外，由于縱封滾輪在工作中長(zhǎng)時(shí)間處于加熱狀態(tài)，并作連續(xù)相對(duì)滾壓運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要有較好的綜合力學(xué)性能。在實(shí)際生產(chǎn)中可采用合金結(jié)構(gòu)鋼加工，如40Cr等鋼材制造。
3.3 橫封裝置設(shè)計(jì)
橫封裝置用于復(fù)合薄膜包裝袋的橫向熱融封合，在熱封的同時(shí)起到分切包裝袋的作用。當(dāng)然,有些包裝機(jī)設(shè)有獨(dú)立的分切裝置，但采用橫封同時(shí)分切的方式是連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)的共同趨勢(shì)。因?yàn)闄M封切斷合二為一不但簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且對(duì)有色標(biāo)薄膜帶的分切更準(zhǔn)確，封切質(zhì)量更高，生產(chǎn)效率更高。
如圖3.2，橫封裝置的結(jié)構(gòu)，圖中的一對(duì)橫封輥1和2都具有兩個(gè)封合面，對(duì)稱布置，相對(duì)旋轉(zhuǎn)一周則可封切兩次,完成兩袋包裝。
橫封輥1的兩端裝有滑套軸承17，通過(guò)軸瓦套16固定在支撐座19和安裝板15上。橫封輥2兩端的滑套軸承裝配在滑動(dòng)軸承座3上，左右兩個(gè)滑動(dòng)軸承座可以在支撐座19和安裝板15的滑槽內(nèi)移動(dòng)。受彈簧力的作用，橫封輥2相橫封輥1壓合，兩輥的左右圓環(huán)部分的圓周面保持緊密接觸。兩輥壓合力可以調(diào)節(jié)，當(dāng)旋緊調(diào)節(jié)套筒5時(shí)，彈簧8壓縮，使壓力增大,放松調(diào)節(jié)套筒則壓力減小。圓螺母4用來(lái)鎖緊調(diào)節(jié)套筒。動(dòng)力有雙聯(lián)鏈輪10輸入，經(jīng)中間雙聯(lián)齒輪13帶動(dòng)橫封雙聯(lián)齒輪12，然后由相互嚙合的齒輪驅(qū)動(dòng)兩個(gè)橫封輥?zhàn)飨鄬?duì)回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)封切。
橫封輥的發(fā)熱源來(lái)自電熱管20。電熱管從橫封輥的軸端穿入，其穿入長(zhǎng)度應(yīng)比橫封輥的封切面稍長(zhǎng)，以確保封切面受熱均勻。由于在運(yùn)行過(guò)程中電熱管隨橫封輥一起旋轉(zhuǎn)，因此需要在橫封輥軸端裝配電刷環(huán)18，通過(guò)電刷導(dǎo)入電源。橫封輥的溫度，通過(guò)測(cè)溫頭測(cè)定，再由溫控表調(diào)節(jié)，測(cè)溫頭可裝配在滑動(dòng)軸承座3或軸瓦套16上。
1，2－橫封輥 3－滑動(dòng)軸承座 4－橫封輥 5－齒輪 6－鍵
7－二聯(lián)體齒輪 8－軸承 9－螺栓 10－調(diào)壓支桿 11－電熱管
12－隔熱套筒 13－觸電凸臺(tái) 14－絕緣套筒 15－導(dǎo)線
圖3.2 橫封裝置
橫封輥的結(jié)構(gòu)有兩種形式，分別是整體加工式和裝配式。整體加工式的橫封輥是將回轉(zhuǎn)軸和熱封板加工成一體，如下圖3.3所示，切刀3和刀板2分別裝嵌在兩輥的槽隙內(nèi)，由螺釘固定。
1，4－輥體 2－刀板 3－切刀 5－電熱管
圖3.3 整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu)
橫封輥的縫合面同樣加工有花紋，樣式與縱封輥一致。至于完成分切動(dòng)作的刀具，加工及材料有一定要求。一般情況下，帶刃口的刀具可用T8A材料加工，刀口熱處理HRC55~60；而平面刀板可用45號(hào)鋼加工，不處理。
整體加工式的橫封輥，一般結(jié)構(gòu)尺寸較小，適合小袋的包裝機(jī)。而裝配式的橫封輥主要應(yīng)用于較大包裝的機(jī)器。
3.4 封合調(diào)整
對(duì)于連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)，縱封滾輪以一定值的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，使縱封連續(xù)地進(jìn)行。因此，包裝薄膜通過(guò)縱封牽引后被連續(xù)送進(jìn)橫封裝置。由以上分析可知，橫封輥在回轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，并非如縱封一樣每時(shí)每刻保持壓合熱封狀態(tài)，它只有在封合面對(duì)接的時(shí)候才能進(jìn)行熱封分切。在橫封輥對(duì)接的瞬間，運(yùn)行的包裝薄膜被壓合，此時(shí)，必須保證橫封輥封合面的線速度與薄膜送進(jìn)速度一致，即橫封線速度應(yīng)等于縱封牽引速度，只有如此，才能保證封切質(zhì)量。否則，當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致薄膜拉伸撕裂；而當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致薄膜出現(xiàn)皺折。
假設(shè)縱封牽引速度保證在一個(gè)封切周期內(nèi)送進(jìn)一個(gè)袋長(zhǎng)，而橫封輥以勻速旋轉(zhuǎn)，并且一周封切兩次，于是有
(3-1)
式中為橫封滾輪最大回轉(zhuǎn)半徑。由此可見(jiàn)，要生產(chǎn)不同規(guī)格的袋長(zhǎng)，橫封輥必須要有不同的半徑與之對(duì)應(yīng)，這樣的設(shè)計(jì)是非常不合算也不合理的。
為此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)使橫封輥不變，采用一個(gè)不等速機(jī)構(gòu)，使橫封輥在周期內(nèi)作不等速回轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同袋長(zhǎng)的生產(chǎn)，從而使機(jī)器的通用性更好。
借助不等速機(jī)構(gòu)，在熱封切瞬時(shí)，使橫封輥對(duì)滾的線速度與薄膜送進(jìn)速度達(dá)到一致。在完成封切后又迅速退離，讓包裝物料順利通過(guò)，以免干涉。因此，可保證封切質(zhì)量合包裝工作的順利進(jìn)行。
要實(shí)現(xiàn)橫封不等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所采用的機(jī)構(gòu)有多種，如偏心鏈輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、變速鏈輪機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪機(jī)構(gòu)等。在實(shí)際生產(chǎn)制造中，根據(jù)運(yùn)動(dòng)特征，考慮其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制造工藝等，主要采用偏心鏈輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和雙曲柄機(jī)構(gòu)三種形式。這些不等速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性均符合橫封工作要求，調(diào)整方便，能適應(yīng)不同的包裝工作速度和不同袋長(zhǎng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造方便。
4 包裝機(jī)的設(shè)計(jì)
4.1 包裝機(jī)工作原理及功能
4.1.1 功能要求
(1) 功能要求
能夠自動(dòng)完成成型、計(jì)量、充填、封合及分切等工序，并解決現(xiàn)有幾種包裝機(jī)所存在的封口質(zhì)量的問(wèn)題，可以達(dá)到生產(chǎn)要求。包裝機(jī)械是指完成全部或部分包裝過(guò)程的機(jī)械。包裝過(guò)程包括充填、裹包、封口、捆扎機(jī)等主要包裝工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如開(kāi)箱、洗瓶、堆垛和拆卸等。
4.1.2 主要構(gòu)成及工作原理
(1) 主要構(gòu)成
粉粒制袋-充填-封口包裝機(jī)由動(dòng)力系統(tǒng)（電機(jī)1）、傳動(dòng)系統(tǒng)（分配軸7、傳袋軸）、執(zhí)行系統(tǒng)（橫封裝置2、傳袋裝置3、縱封裝置5、成型裝置6、傳送裝置8、計(jì)量裝置10、細(xì)供料裝置11、粗供料裝置12）和控制系統(tǒng)組成。
(2) 工作原理
工作時(shí)，由供料裝置11、12將物料（粉粒、顆粒等）送入粉粒制袋-充填-封口包裝機(jī)的料倉(cāng)后，計(jì)量裝置10將完成定量的物料送入制袋成型裝置6，同時(shí)包裝材料經(jīng)薄膜傳送裝置8引入成型器卷繞成筒狀，縱封裝置5完成縱向封口，橫封裝置2完成包裝袋的頂封和下一個(gè)袋的底面封口，成為兩道焊縫。由于下料通道被包裝袋裹住，縱封封合后就可直接向袋內(nèi)填充物料，隨之由拉袋裝置3移動(dòng)一個(gè)工位完成頂封封口，并用切刀切斷完成包裝工序，見(jiàn)圖4.1。
1-電機(jī)；2-橫封裝置；3-傳袋裝置；4-除靜電裝置；5-縱封裝置
6-成型裝置；7-分配軸；8-傳送裝置；9-薄膜；10-計(jì)量裝置；
11-細(xì)供料裝置；12-粗供料裝置；
圖4.1粉粒制袋-充填-封口包裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖
4.1.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作配合
本機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要為包裝材料傳送裝置8，傳袋裝置3，計(jì)量裝置10，封口裝置2、5，見(jiàn)圖4.1。
包裝材料傳送裝置：間歇運(yùn)動(dòng)，卷筒包裝材料，通過(guò)輸送輥、壓紙輥和牽引輥勻速輸送一個(gè)包裝袋的長(zhǎng)度后，停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)充填、封口。傳袋裝置：間歇運(yùn)動(dòng)，當(dāng)包裝材料傳送裝置輸送一個(gè)袋長(zhǎng)后，由滾輪傳送包裝材料下移一個(gè)袋距，然后停止運(yùn)動(dòng)。
計(jì)量裝置：連續(xù)運(yùn)動(dòng)，送料后，粗計(jì)量與細(xì)計(jì)量同步工作，在包裝材料完成封口時(shí)，物料充填完全。
封口裝置：間歇運(yùn)動(dòng)，包裝材料與物料輸送時(shí)，在開(kāi)狀態(tài)停止，完成一個(gè)袋的輸送后，封口裝置勻速運(yùn)動(dòng)完成封口，在封口期間有停留時(shí)間，包裝袋切斷后，勻速運(yùn)動(dòng)回到原位。各執(zhí)行構(gòu)件間動(dòng)作應(yīng)該相互協(xié)調(diào)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間盡量重疊，便于縮短運(yùn)動(dòng)周期，提高生產(chǎn)率。
5 鏈輪的設(shè)計(jì)
5.1 鏈輪設(shè)計(jì)與機(jī)械加工
鏈輪是鏈傳動(dòng)中的重要零件，鏈輪齒形、節(jié)距等與鏈條相關(guān)尺寸加工是否正確，將直接關(guān)系到鏈條的使用壽命。因此，必須給于足夠的重視。
5.1.1 常見(jiàn)鏈輪的形狀與結(jié)構(gòu)
通常，鏈輪是由齒圈、輪毅和輪幅三部分組成。常見(jiàn)鏈輪形狀有:
(1) 單片式單雙排鏈輪。
(2) 單凸緣式單雙排鏈輪。
(3) 雙凸緣式單雙排鏈輪。
鏈輪的結(jié)構(gòu)大致有:
(1) 整體結(jié)構(gòu)。一般應(yīng)用在標(biāo)準(zhǔn)鏈條P=38.1以下的單、雙排，單、雙凸緣鏈輪的加工。
(2) 焊接結(jié)構(gòu)。主要應(yīng)用在中、大規(guī)格單、雙凸緣鏈輪的加工。加工時(shí)，凸緣部分采用棒料車成凸形。齒圈部分可采用板材切割后加工外徑與軸孔，孔一端車出焊接坡口套入凸緣部分進(jìn)行焊接。焊接時(shí)要兩端焊，采用低氫焊條如T506焊條等。
(3) 鑄造鏈輪。主要應(yīng)用在大型鏈輪的加工，加工時(shí)只加工齒圈、凸緣兩端面、外徑和內(nèi)徑及鍵槽，然后再加工齒形。環(huán)鏈輪都是鑄造的。鑄造鏈輪的材料一般有兩種，鑄鐵和鑄鋼如HTl5O、HT2O0和ZG310-570(ZG45)。
(4) 鍛造鏈輪。主要應(yīng)用在受力較大的中、大規(guī)格鏈輪的生產(chǎn)上。鍛造時(shí)，不管是單凸緣式或雙凸緣式，一般都鍛成凸形，軸孔留出足夠的加工余量，材料利用率較低，成本高。
5.1.2 鏈輪材料的選擇
對(duì)于不需要熱處理的片式鏈輪，可采用Q235、Q345(16Mn)、或10、20鋼制造。一般硬度在HBl40以下，適于中速、中等功率、較大的鏈輪加工。要求熱處理的鏈輪一般選用 45鋼、45鋼鍛造、45鑄鋼或4OCr鋼加工，適用于受力較大重要場(chǎng)合與高強(qiáng)度鏈條配套的主、從動(dòng)鏈輪的加工。鑄鐵鏈輪主要應(yīng)用在精度要求不高或外形復(fù)雜的鏈輪，如環(huán)鏈輪等。
5.1.3 鏈輪的基本參數(shù)
l、Z-齒數(shù)，2、P-鏈條節(jié)距， 3、d-滾子直徑， 4、d分一分度圓直徑，5、d頂一頂圓直徑， 6、d根一齒根圓直徑， 7、一節(jié)距角 8、Q一壓力角，R一齒溝圓弧半徑。前三個(gè)參數(shù)為用戶提供的重要數(shù)據(jù)，后序參數(shù)為鏈輪設(shè)計(jì)參數(shù)可參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。
5.1.4 鏈輪齒形的幾何形狀與設(shè)計(jì)原則
(1) 鏈輪齒形的幾何形狀:常見(jiàn)鏈輪的幾何形狀有三圓弧一直線形、兩圓弧一直線形、兩圓弧凸齒形、一圓弧一直線形、齒槽中心有偏移的直線齒形和直線齒形。
(2) 設(shè)計(jì)原則:鏈輪齒形設(shè)計(jì)主要應(yīng)滿足三方面要求：即嚙合要求、使用要求、工藝性與精度要求。
1) 保證鏈條能順利的嚙入與嚙出，不會(huì)有干涉現(xiàn)象。
2) 具有足夠的容納鏈條節(jié)距伸長(zhǎng)的能力。
3) 具有合理的作用角。
4) 齒廓曲線與鏈傳動(dòng)工況相適應(yīng)。
5) 有利于嚙入和防止因鏈條跳動(dòng)而掉鏈。
6）加工工藝性好。
目前我國(guó)所執(zhí)行的鏈輪標(biāo)準(zhǔn)為GBl244-85齒形。
5.1.5 鏈輪設(shè)計(jì)與加工
(1) 鏈輪設(shè)計(jì):對(duì)于節(jié)距12.7-38.1標(biāo)準(zhǔn)鏈條的鏈輪各廠家己采用
標(biāo)準(zhǔn)滾刀在滾齒機(jī)上生產(chǎn)。加工時(shí)，用戶只需提供鏈輪齒數(shù)、節(jié)距和滾子直徑即可生產(chǎn)。鏈輪設(shè)計(jì)按GBl244-85設(shè)計(jì)。非標(biāo)準(zhǔn)鏈輪在用戶提供必要數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，要做如下計(jì)算:分度圓直徑:， -節(jié)距，-齒數(shù)系數(shù)可查表。
齒溝圓弧半徑:，=滾子直徑。壓力角 ; 。一般選用。齒面圓弧半徑；。一般選用。齒面圓弧半徑的位置在 分一圓周上。齒溝分離量 ：機(jī)加，；非加，。一般選用機(jī)加齒溝分離量。節(jié)距角。齒厚：?jiǎn)闻艦閮?nèi)節(jié)內(nèi)寬的0.95，雙排為內(nèi)節(jié)內(nèi)寬的0.93。
齒頂圓可根據(jù)作圖來(lái)決定，也可在分度圓的基礎(chǔ)上加0.85-0.95倍的滾子直徑。以上數(shù)據(jù)是鏈輪設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。
當(dāng)然。特殊鏈條的鏈輪設(shè)計(jì)與此有區(qū)別，需按有關(guān)手冊(cè)的鏈輪公式計(jì)算。
(2) 鏈輪齒形加工鏈輪加工最主要的是齒形加工。前面己經(jīng)講過(guò)，標(biāo)準(zhǔn)鏈條的鏈輪大部分在滾齒機(jī)上用滾刀加工。而大規(guī)格與非標(biāo)鏈輪的加工方法由于受設(shè)備和刀具、數(shù)量的限制各公司的加工方法有所不同。目前，應(yīng)用最廣泛的仍然是成形法銑切鏈輪與范成法滾切鏈輪兩種。滾子鏈鏈輪銑刀的齒形是按鏈輪齒槽形狀設(shè)計(jì)的。為了節(jié)省刀具，通常按鏈輪齒數(shù)分組設(shè)計(jì)刀具，每一組按計(jì)算齒數(shù)設(shè)計(jì)齒形，計(jì)算齒數(shù)可按下式計(jì)算:
式中:--同組中最小齒數(shù)，--同組中最大齒數(shù)。
1) 成型刀加工齒形方法:用成型圓盤銑刀或用指狀成型銑刀，在配有分度頭的臥式或立式銑床上加工齒槽是目前常用的加工方法。適合于大節(jié)距鏈輪批量加工。
2) 鞍形銑刀加工齒形方法:用鞍形銑刀在配有分度頭的臥式銑床上同時(shí)在相鄰兩個(gè)齒槽上銑出對(duì)稱的兩個(gè)齒是目前齒形鏈輪常用的加工萬(wàn)法。適于中、小批量生產(chǎn)。
3) 滾切加工齒形方法:在滾齒機(jī)上用滾刀加工出齒槽，適合于標(biāo)準(zhǔn)鏈輪節(jié)距P=38.1以下的鏈輪加工。生產(chǎn)效率高。精度好。
4) 插齒加工齒形方法:在插齒機(jī)上用圓盤插齒刀或梳齒刀加工出鏈輪齒槽。適合于單件小批量生產(chǎn)。
5) 較大型的鏈輪也可采取劃線、鉆孔在刨加工或插加工齒形又是一種加工方法，很顯然，此種方法較為落后，但大型鏈輪受加工設(shè)備和數(shù)量限制也可采用這種方法。
6) 最近，有的單位采用仿形機(jī)切割齒形的方法解決了大型鏈輪加工的