全自動顆粒包裝機的設計【細小顆粒物品全自動顆粒包裝機的設計】

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This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electricity control system. The main task in this work is to improve the bracket in the transmission system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need. It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient the position of the mark. KEY WORDS: the principle of the work， transmission parts，the bracket 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 前言 1 2 自動顆粒包裝機工作原理 2 2.1 機械部分 2 2.1.1 無級調速機構 2 2.1.2 間隔齒輪及錐棍無級調整機構 2 2.1.3 偏心鏈輪機構 3 2.1.4 行星差動輪系 4 2.1.5 可調量杯機構及量杯零件圖 5 2.2 電器部分 5 2.3 光電控制的簡要說明 5 3 總體方案設計 6 3.1 功能和應用范圍 6 3.2 工藝分析 6 3.3 機構造型 7 4 運動參數的計算及傳動系統(tǒng)的設計 9 4.1 帶傳動的計算 9 4.2 鏈傳動設計 10 4.3 剪切部分齒輪傳動系統(tǒng) 11 4.4 錐齒輪的設計計算 15 4.5 料盤傳動部分 18 4.5.1 I-II 間的傳動 18 4.5.2 II-III 之間的傳動 21 4.6 隔板的設計、加工以及誤差 25 4.7 支架的設計及加工 26 5 機構調整及事故處理方法 29 5.1 機構本身故障 29 5.2 轉盤部位故障 29 5.3 注意事項 30 致 謝 32 參 考 文 獻 33 1 全自動顆粒包裝機 1 前言 1 全自動顆粒包裝機 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，受到人們的普遍重視。 現代包裝的普遍含義是：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，防止產品破壞變質，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。 中國有著悠久的包裝歷史。可是中國的現代化包裝工業(yè)起步比較遲緩，解放前只有幾個大城市的啤酒廠、汽水廠、罐頭廠、卷煙廠才培植一些包裝機械。直到五十年代末期，開始引進仿制，形成小規(guī)模的生產能力。自動顆粒包裝機實現了對一些無粘性顆粒的包裝，本機采用的材料為復合材料，包裝材料以紙玻璃紙滌綸膜鋁箔等為基紙引為商標，并噴涂要均勻，復卷后外圓平整，不允許有高低不平或兩邊松緊不一致的現象。 自動顆粒包裝機由于功能較少應用范圍小，但生產率較高，本次設計的主要對象是包裝機的動力系統(tǒng)，介紹了包裝機的橫封機構、縱封機構和供料機構以及箱體和支架設計，并簡單介紹了它的電氣控制部分。其機械部分主要有無級調速機構、偏心鏈輪機構、行星差動輪系和可調量杯機構。電氣部分主要有光電開關、凸輪接近開關控制機構和減速電機。 在包裝機械電氣自動化中，光電技術越來越起著重要作用。例如，可用來自動檢測流水線上包裝容器的形狀、口徑傷痕污垢缺蓋，以及箱體的外廓尺寸、排列間距、移動速度、裝入個數、封條有無等；還可用像混合物料按色澤逐個自動分選，斗槽內料或液位的自動控制，大型物件多道捆扎的自動定位，卷筒商標紙的自動對位切割，沖料軟管的自動定向封口，以及其他類似的情況。畢業(yè)設計是工科大學畢業(yè)生面臨畢業(yè)時，一次綜合全，面的設計能力的訓練。目前在于培養(yǎng)理論聯系實際的設計思想，訓練綜合運用機械設計和有關課程的理論能力，加強和擴展有關機械設計方面的知識。 通過我們的努力，在經過了畢業(yè)實習參觀、制定設計方案、選擇傳動機構、計算零件尺寸及全，面考慮制造工藝、使用及維護要求，在吳春英的指導下，我們完成了這一機器的設計。但難免有不足之處存在，希望各位老師加以指導。 2 自動顆粒包裝機工作原理 2.1 機械部分 （1）包裝過程示意圖： 包裝材料（薄膜）——經薄膜成型器成型——進行橫封熱合打字打撕口裝料——切斷——進行縱封熱合成型 （2）幾個主要部件的簡要說明 2.1.1 無級調速機構 該機構是用來調整機器包裝速度的，其機構簡圖如圖2-1所示： 圖2-1 無極調速機構 調整速度時首先松開螺母2；當順時針旋轉手柄1時，動輪3外移，主動輪以便動輪4在彈簧5作用下，使它壓緊三角帶，從而使三角帶向皮帶輪外緣移動，實現了增速運動。當翻轉手柄1時，動輪3壓緊三角帶，迫使三角帶克服彈簧5的壓力，向主動皮帶輪小直徑方向移動，實現了減速運動。 2.1.2 間隔齒輪及錐棍無級調整機構 間隔齒輪的作用是為改變包裝袋長而設置，從傳動系統(tǒng)原理圖來看它的運動關系是主軸每旋轉一轉，縱封棍送進薄膜紙前進一個袋長，二橫封旋轉半周封合一次，因此當改變包裝袋長度尺寸時，必須與其相適應的齒輪合，它的特點是：間隔齒輪的齒數，即相當于袋長的尺寸。錐棍無級調速機構與間隔齒輪配合使用，其作用在于調整已定袋長的幅度，這對提高光點跟蹤的準確性起到了可靠的保障，調整幅度見表2-1。 表2-1 調整幅度表 間隔齒輪齒數（袋長） 錐棍無級調速的袋長幅度（mm） 55 55-70 75 70-90 100 90-110 2.1.3 偏心鏈輪機構 如圖2-2所示，該機器的縱封的作用有兩個：一是進行縱向封合作用，另一是帶動包裝紙進行送紙，而橫封棍的封合是間隔的，按正常的工作要求是在橫封進行封合這段時間內，它的線速度應與縱封棍的線速度保證一致，否則會使包裝材料受到拉伸而破損或是松弛起皺，以至造成封合不良，為此，本機設置偏心鏈輪機構，以保證袋長在一定范圍內變化時能使橫封棍封合時的圓周線速度與縱封棍的圓周線速度相適應，以保證機器的正常工作。 當包裝尺寸改變除了更換相適應的間隔齒輪及調整錐棍外，同時還應對偏心輪進行適當的調整，首先將偏心鏈輪左邊的瑣母松開，旋轉偏心鏈輪調節(jié)旋鈕，使其標簽少年宮的數值（即改變后的袋長）對準軸上的刻線，然后將瑣母瑣緊，即調整完畢。 當所選的袋長處于偏心鏈輪中心位置尺寸時，（此時袋長為80mm這時偏心鏈輪中心與主軸中心重合，同時橫封棍的圓周線速度與縱封棍的圓周線速度是一致 圖2-2 偏心鏈輪機構 鏈輪中心與主軸的中心不重合有一定的偏心距，這時由于主軸的轉速是等速的，而主軸的中心和偏心鏈輪有一定的偏心距，這樣使同樣半圈時間內偏心鏈輪左右半圈轉過的齒數不同，則使齒數多的半圈線速度就大；齒數少的半圈線速度就低，偏心鏈左右半圈轉過的齒數不同則使齒數多的平圈線速度就大；齒數少的半圈線速度就低，偏心鏈輪呈現為不等速運動。因此，改變包裝袋袋長尺寸后，相應地調整偏心鏈輪地連心量，即可以實現橫封棍與縱封棍2著的線速度相適應。 2.1.4 行星差動輪系 當在本機器上使用獨立商標之保障材料進行工作時，按照成品袋的要求，橫封封口的位置正好處于兩個商標的中央，可是在工作過程中，由于縱封棍送進的拉伸，加熱溫度的影響，包裝紙的存放條件和時間等等因素的影響，包裝紙在使用時，不能保證橫封封合位置處于兩個商標的中間，為了補救位置的偏差，必須對縱封棍進行速度的修整，以達到此目的，而行星差動輪系即是這種修整過程中的執(zhí)行機構。當封合位置正確時，由于減速電機驅動的蝸桿Z不動 則Z10、Z100不動，主軸的運動通過 中間輪組傳到同軸時的Z250傳給星輪，行輪一方面自傳，另一方面帶動系桿齒輪Z30繞Z100作公轉 運動，經系桿齒輪轉致縱封主動軸進行反轉運動，通過Z100、Z120使星輪轉速降低后加快，這樣兩個運動合成輸出 的速度就減慢或加快 ，以達到修整的目的。 圖2-3 行星差動輪系 2.1.5 可調量杯機構及量杯零件圖 量杯分為內科杯合外科杯，外科杯外形尺寸與下料盤結合。量杯規(guī)格分為三種，計量范圍(按容積),第一種：5－10mL，第二種：10－20mL第三種：20－40mL，根據用戶產品（即被包裝物）計量的大小，可進行上下調節(jié)，一般掌握原則是根據用戶產品比重來調整量杯的高度，實際調整后的劑量應略小于劑量，其實值以調整轉盤中的刮料器與轉盤內表明之間距離來補償，但它們之間的距離不應該過大（即補償量）過大后會造成劑量不精確；奸細過小會引起刮料器與轉盤相互磨損。 2.2 電器部分 本機能源采用JY7134電容啟動單相電機，功率70W，電壓220V，轉速1400r/min，外線電源由于機器電源插座引進，轉動電源開關電源指示燈亮，撥動電機開關啟動電機，電機指示燈亮，電機接入事通過電機保險絲。 熱封系統(tǒng)是采用電阻絲加熱連續(xù)封合，縱封棍采用兩個環(huán)形加熱器，每個250W，100W；橫封是兩個棒形加熱器，每個250W，100W安裝在橫封棍內，縱封棍內，縱封加熱器是鎖緊螺母固定在基板上，均可以直接與電源相接。 加熱的溫度是預先調到的給定的溫度，由兩臺DET-4301位式溫度調節(jié)儀分別對縱封及橫封進行自動溫度控制，即使控制他們各自的繼電器，從而使他們的加熱器通電或斷電。溫度調節(jié)儀的信號分別來自他們的熱敏電阻，將溫度的變化轉化成電信號的變化進行自動控制。 2.3 光電控制的簡要說明 在自動包裝中必須保持商標位置正確，這是對包裝質量的基礎要求，為此必須使縱封，橫封棍速度與包裝商標間隔長度一致，然而包裝紙商標實際速度由可能與預計的有誤差，此誤差積累起來就會使商標位置改變，以致超出允許差，造成廢電器部分。 （1）凸輪接近開關控制結構 單一的光電控制，只能使伺服電機作一種動作，而包裝機卻需要作如下三種動作： a) 縱封速度不需要修正，在光電信號下，伺服電機不動。 b) 縱封棍速度偏低，商標后移，要在光電信號下，縱封棍增速，以實現同步。 c) 縱封棍速度偏高，商標前移。要求在光電信號下，伺服電機反轉，縱封棍減速。 在本機主軸上裝與由凸輪積極、接近開關以實現三種動作，本系統(tǒng)采用電感式NPN輸出，常開型接近開關精確調節(jié)接近開關與凸輪接近距離，再者凸輪接近開關的全過程中，接近開關指示燈應保持常亮，不能是閃動，接近開關與凸輪間距應為2～3mm。 （2）減速電機采用YJ25E－9可逆電機作為執(zhí)行機構，為防止主電機停轉時，減速電機被開動，而超負荷，所以與主電機采用同移撥動開關，減速電機才能接通電源。 3 總體方案設計 3.1 功能和應用范圍 （1）用途：包裝無粘性小顆粒包裝袋規(guī)格，長55-100毫米，寬30-80毫米。包裝速度為50-100袋/分。 （2）包裝材料：主要為復合材料，在高溫下粘和，一紙玻璃紙滌綸膜鋁箔等為基紙為商標并噴涂高壓聚乙烯制成，噴涂均勻。 （3）封合方式：熱封 3.2 工藝分析 （1）確定機器類型 a）工位：由于生產批量較大，故選用多工位自動包裝機。 b）根據自動機械設計理論，找到多個動作的同步點，采用連續(xù)型運動形式。 （2）確定工藝路線 a）包裝機的工藝路線：主要有直線型、階梯型、圓弧型、組合型等，其中直線型又分為立式和臥式兩種，本機采用立式直線型工藝要求路線。 b）包裝材料供送：包裝材料的供送利用縱封棍的摩擦來完成，這樣使機器的結構簡單緊湊容易實現自動化。同時提高了生產率，使包裝材料供送與封口一次完成。 c）供料機構：供料機構的計量方式采用容積法計量，散體供送裝置，依其主題運動的方式分為旋轉式、擺動式、直線往復式和振動式等多種；依其傳動方式分為機械式、液壓式、氣動式和電磁式等多種。本機運動方式采用旋轉式，其傳動采用機械式。 d）主傳送：主傳送系統(tǒng)主要采用齒輪運動，使其達到生產要求，此外還有由減速電機帶動的蝸輪蝸桿減速機構。 e）橫封、縱封機構：本機的縱封器采用連續(xù)型棍式縱封器，它的熱封機構是做等速相向回轉的一對棍筒，它對袋筒兼有施壓、牽引及加熱封邊的作用。在熱封期間，熱量有滾筒內的電熱絲通電后供給常熱式輻射加熱，使熱融型塑料進入兩滾筒的熱合接觸面，相互粘合而形成密合的縱封。其橫封采用一種聯系橫封器結構。熱封所需的壓力可借助兩側的壓縮彈簧加以適當調節(jié)。熱封時，熱封頭與連續(xù)運動著的袋筒必須既有同步的線速度，否則，封口部位可能發(fā)生起皺或拉長，甚至段裂等不良現 f）剪切機構：本剪切機構采用棍刀式。切斷裝置。實際上切割過程具有雙重作用，即刃口對塑料薄膜擠壓、滾切和撕裂，因此要求滾到速度達預料袋下降速度。 3.3 機構造型 （1）包裝材料供送機構 為時操作方便，將卷筒紙架設置在機器上方。利用象鼻成型器折彎成型式充填封口機，平張卷筒薄膜經導棍引至象鼻成型器（圖3-1）被折彎成圓筒狀，然后借等速回轉的縱封棍加壓熱合并連續(xù)向下牽引。物料經計量裝置計量后，由加料斗落入已封底的袋筒內。經不等速回轉的橫封棍，將該袋筒的上口縫合，再經回轉切刀切斷后排除機外。 （2）主傳動系統(tǒng) 卷筒式復合包裝材料經象比成型器折疊后，即由熱封裝置先后完成分段宗封和底邊全封。 圖3-1 象鼻成型器制袋式袋裝機 1-象鼻成型器，2-加料斗，3-縱封輥，4-橫封輥，5-切刀 （3）傳動系統(tǒng) 要求自動顆粒包裝機的生產效率達到50-100袋/分，袋長55-110毫米。因此，設置了間隔齒輪和錐滾無級調速機構，采用兩極降速機構，第一節(jié)用寬三角帶無級變速，第二節(jié)用錐滾無級變速。 （4）切斷裝置 機械式切斷包裝袋的方法大體上有熱切和冷切兩種?？筛鶕唧w條件，如包裝材料的材質、厚度、材袋的牽引運動形式、切割方法和切口形狀等來適當選擇。 熱切是將薄膜局部加熱融化并用熱切元件向融化部分施加一定壓力而使其分離的一種方法。熱切元件多采用電加熱刀或電加熱絲，常與橫封裝置組合在一起，使熱封與切割同時完成。其中高頻加熱刀既是一只具有刀口的電極，使用間歇式帶裝機熱切聚氯乙烯薄膜材料。脈沖加熱電熱絲，既是一跟直徑為２mm的圓云電熱絲，根據需要可選用間歇或連續(xù)通電進行分割，因其表面不能覆蓋聚氯乙烯編制物，故分割用圓絲與封口用扁絲往往不安裝在同一熱封體上。冷切是借助鋒利的金屬刀刃使薄膜在橫截面上受剪切力而分離料袋的一種方法。冷切工具常用滾刀、鐮刀、鋸齒刀等。由于機器是連續(xù)工作的，所以采用滾刀式，它有兩種組合方式，１）滾刀與定刀、２）慢轉滾刀與快轉滾刀。前者多用于低速有少切削的場合，因此本機采用第一種組合方式。 （5）確定電動機功率 參閱同類包裝機，確定電動機功率為0.37KW 4 運動參數的計算及傳動系統(tǒng)的設計 4.1 帶傳動的計算 取帶輪的傳動比i=1.57,小帶論直徑，小帶輪轉速=1400r/min； （1）確定計算功率 查表得工作情況系數: 所以計算功率: （2）選取V帶帶型 根據和的值查圖確定帶型為：Z型普通V帶 （3）驗算帶的速度 所以帶的速度合適。 （4）確定V帶的基準長度和傳動中心距 根據: ， 初步確定中心距 ， 計算所需要的帶的基準長度: 根據普通V帶的基準長度系列選帶長: 計算實際中心距： （5）驗算主動輪上的包角 故主動輪上的包角合適。 （6）計算V帶的根數 由 ，， 查表得：， ，，。 所以： 取根。 （7）計算預緊力 查表得，故 （8）計算作用在軸上的壓軸力 4.2 鏈傳動設計 （1）主要參數 輸入速度：=60r/min；小輪直徑d=100mm,傳動比i=1; 輸入功率： 選用類型、材料：鏈輪的類型為滾子鏈，材料為40號鋼經淬火回火處理。 （2）選擇鏈輪的齒數， 假定鏈速V=0.6~3m/s，==19 （3）確定計算功率 由表查得=1.0， 確定鏈條節(jié)數 初定中心距，則鏈節(jié)數為 確定鏈條的節(jié)距p 按鏈輪的轉速估計，鏈工作功率曲線左側時，可能出現鏈板疲勞破壞。由表查得小鏈輪齒數系數 ，； 選取單排鏈，由表查得多排鏈系數，故得所需傳遞的功率為 根據小鏈輪轉速及功率kw，選鏈號為32A單排鏈。再查得鏈節(jié)距， 驗算鏈速 與假設相符 （4）演算小鏈輪轂孔dk 查得 （5）作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 ，故 鏈的型號為： GBH1243。1-83 4.3 剪切部分齒輪傳動系統(tǒng) 取包裝袋袋長為80mm，包裝速度為60袋/分，剪切部分的線速度 主要參數：功率；小齒輪轉速；傳動比i=1.5 （1）選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數 選取齒輪類型、材料：選取直齒圓柱齒輪傳動，材料為HT250，硬度為170~241HBS； 選取精度等級：此傳動為一般齒輪傳動，故取精度等級為8級； 齒數：小齒輪：；大齒輪： （2）按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算，即 確定公式內的各個計算數值 試選載荷系數 計算小齒輪傳遞的轉矩 由表選取齒寬系數 由表查得材料的彈性影響系數 按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限： 計算應力循環(huán)次： 查表得接觸疲勞強度壽命系數： ， 計算接觸疲勞許用應力: 取失效概率為1%，安全系數S=1，則: 設計計算 a) 試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小值， b) 計算圓周速度V: c) 計算齒寬b和模數: ， d) 計算載荷系數K 查表得使用系數: 根據 ，8級精度，查得載荷系數：，的計算式： 查得: 載荷系數： e) 按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑為： f) 計算模數m （3）按齒根彎曲強度設計 a) 確定公式內各個計算數值 查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為 查得彎曲疲勞壽命系數：， b) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數 S=1.4，由公式得： c) 計算載荷系數K d) 查取齒形系數 查得， e) 應力校正系數: ， f) 計算大小齒輪的并加以比較 所以小齒輪數值大 設計計算 對比計算結果，由齒面接觸強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲強度所決定的承受能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承受能力僅與齒輪直徑有關，可取由彎曲強度算得的模數2.7mm并就近圓整為標準值3mm，按接觸強度算得的分度圓直徑。 由此得，，取，，取 （4）幾何尺寸計算 a) 分度圓直徑 b) 計算中心距 c) 計算齒輪寬度 （5）驗算 ，與假設符合 同理以上面算出的大齒輪作為主動齒輪，取傳動比為1.6，功率p=0.3KW，則可算出，， 4.4 錐齒輪的設計計算 主要參數：輸入功率；小齒輪轉速；傳動比u=1 （1）選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數 選取齒輪類型、材料：工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大，因此齒輪材料選用HT250,其硬度為170~241HBS； 選取齒輪精度等級：精度等級取為8級； 選取齒輪齒數：選取齒輪齒數； （2）按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算，即 a) 載荷系數 b) 小齒輪傳遞的轉矩 c) 的值，通常取 d) 查得材料的彈性影響系數 按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限： 算應力循環(huán)次： 查得接觸疲勞強度壽命系數： 計算接觸疲勞許用應力: 取失效概率為1%，安全系數S=1，則: 設計計算 a) 小齒輪分度圓直徑: b) 計算圓周速度: c) 計算載荷系數K 查表得使用系數: 根據 ，8級精度，查得載荷系數： 由表查得， d) 按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑為： ，取 e) 計算模數m （3）按齒根彎曲強度設計 a) 確定公式內各個計算數值 查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為 查得彎曲疲勞壽命系數： b) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數 S=1.4，由公式得： c) 計算當量齒數 d) 查取齒形系數 查得：， e) 應力校正系數: ， f) 計算 設計計算 所以取m=3, （4）幾何尺寸計算 ，B=22mm , 4.5 料盤傳動部分 4.5.1 I-II間的傳動 主要參數：傳動功率；小齒輪轉速；傳動比i=2 （1）選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數 選取齒輪類型、材料：選取直齒圓柱齒輪傳動，材料為HT250，硬度為170~241HBS； 選取齒輪精度等級：此傳動為一般齒輪傳動，故取精度等級為8級； 選取齒輪齒數：選取小齒輪齒數，；大齒輪齒數：； （2）按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算，即 確定公式內的各個計算數值 試選載荷系數： 計算小齒輪傳遞的轉矩 由表選取齒寬系數： 由表查得材料的彈性影響系數： 按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限： 計算應力循環(huán)次： 查表得接觸疲勞強度壽命系數： ， 計算接觸疲勞許用應力: 取失效概率為1%，安全系數S=1，則: （3）設計計算 a）試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小值， b）計算圓周速度V c）計算齒寬b d）計算齒寬與齒高之比b/h 模數 齒高 e）計算載荷系數K 查表得使用系數: 根據 ，8級精度，查得載荷系數： 直齒輪，假設，查得 查得 查得 載荷系數： f）按實際的載荷系數校正所得的分度圓直徑，得： g）計算模數m （4）按齒根彎曲強度設計 彎曲強度的設計公式為 確定公式內各個計算數值 查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為 查得彎曲疲勞壽命系數， 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數 S=1.4，由公式得： 計算載荷系數K 查取齒形系數 查得， 查應力校正系數 ， 計算大小齒輪的并加以比較 所以小齒輪數值大 （5）設計計算 對比計算結果，由齒面接觸強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲強度所決定的承受能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承受能力僅與齒輪直徑有關，可取由彎曲強度算得的模數2.86mm并就近圓整為標準值3mm，按接觸強度算得的分度圓直徑。 算出小齒輪齒數，取 大齒輪齒數 （6）幾何尺寸計算 a) 分度圓直徑 b) 計算中心距 c) 計算齒輪寬度 ，取， （7）驗算 ，與假設符合 4.5.2 II-III之間的傳動 主要參數：輸入功率； 齒輪3的轉速；齒數比u=2 （1）選取齒輪類型、精度等級、材料及齒數 選取齒輪類型、材料：選取直齒圓柱齒輪傳動，材料為HT250，硬度為170~241HBS； 選取齒輪精度等級：此傳動為一般齒輪傳動，故取精度等級為8級； 選取齒輪齒數：選取小齒輪齒數：；大齒輪齒數：； （2）按齒根彎曲強度設計 由設計計算公式進行試算，即 確定公式內的各個計算數值 試選載荷系數： 計算小齒輪傳遞的轉矩 選取齒寬系數 查取齒形系數 ， 查得應力校正系數 ， 查得大小齒輪的彎曲疲勞強度極限為 計算應力循環(huán)次： 查表得彎曲疲勞壽命系數: ， 計算彎曲疲勞許用應力: 取失效概率為1%，安全系數S=1，則: 計算大小齒輪的并加以比較 所以小齒輪數值大 （3）設計計算 a) 計算齒輪模數 b) 計算分度圓直徑 c) 計算圓周速度V d) 計算齒寬b e) 計算齒寬與齒高之比b/h ， f) 計算載荷系數 根據，8級精度，查得動載系數： 直齒輪，假設，查得 查得 查得 故載荷系數： g) 按實際的載荷系數校正所算得的模數，得 將其圓整，則m =3mm h) 計算分度圓直徑 （4）按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行試算，即 a) 確定公式內的各個計算數值 計算載荷系數k 查得材料的彈性影響系數 按齒面硬度中間值206HBS得大小齒輪的接觸疲勞強度極限 查得接觸疲勞壽命系數， 計算接觸疲勞許用應力: 取失效概率為1%，安全系數S=1，則: b) 設計計算 試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小值， 所以取，， （5）幾何尺寸計算 a) 計算分度圓直徑 b) 計算中心距 c) 計算齒輪寬度 ，取， （6）驗算 ，與假設符合 4.6 隔板的設計、加工以及誤差 （1）隔板的設計 通過前面的設計及較核，隔板的外觀尺寸見圖。隔板選45鋼，厚10mm的標準鋼板，隔板是整個傳動部分的支撐部分，所以其設計的合理性直接影響整機的性能。 （2）隔板的加工 a) 刨削加工 刨削板類零件一般可以分為粗刨和精刨兩個階段，粗刨的目的就是將毛坯上的加工余量盡快地刨去，只留一些精刨余量，此時不要求工件達到圖紙要求的尺寸精度和表面粗糙度。加工是可選用大的吃刀量。粗刨厚一般要經過實效處理（自然實效、振動實效、人工實效、熱處理回火）等以消除因粗加工在工件內部產生地各種殘余應力，減少工件變形。精刨是將工件上經過粗刨后留下地殘余量刨去，使工件達到圖紙或工藝規(guī)定地尺寸精度和表面粗糙度。加工時要嚴格控制吃刀量，勤松壓板多次裝刀、翻個，均勻地去除部分余量。由于本隔板選用標準板，故可挑主副后面平整光潔，能控制好切屑的流向，從而獲得較好的精度和較高的表面質量。故選用平頭精刨刀。要注意的時：刨削時工件必須裝夾牢固，定位合理，在切削過程中隨時檢查，以防工件松動。刨削前必須看清楚圖紙的工藝要求，刨削時及測量工件的尺寸精度要求，以保證激光只來那個。刀具安裝合理，夾持牢固，發(fā)現刨刀磨損時應及時更換刀具。合理選用切削用量，首先考慮吃刀量，其次是走刀量，最后就是合理的切削速度。精刨時應該力求消除或減少工件的彈性變形，以保證加工質量。 b) 孔的加工 由于隔板上的孔較多，主要用于傳動齒輪的固定，所以孔加工的好壞，直接影響整臺包裝機的性能。對于多孔的隔板，可采用多的頭車床多的＝孔同時加工，減少基準的個數提高孔的位置精度。 4.7 支架的設計及加工 （1）支架的設計 支架是用來固定傳動齒輪、行星輪系等的一些板件，其外形尺寸主要由各齒輪及箱體的形體決定。為了加工及安裝方便簡單，各支架均采用凸式，用螺栓固定在隔板上。這樣也方便以后的維護及維修。 （2）支架的加工 采用鑄造加工，對于固定用的軸承孔及隔板接觸的才用較高的精度，以保證安裝的精度，而其他則可以只需去除余量即可。 （3）誤差分析 在實際生產中，影響加工精度的因素往往樣式錯中復雜的，并且常常樣式隨即性。通常受多種原是誤差的影響。各種加工誤差根據其在一批零件中出現的規(guī)律不同，可分為為系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩大類。 系統(tǒng)性誤差：大小和方向已經確定的誤差，例如機床、夾具和刀具的制造誤差、原理誤差、調整誤差均屬于系統(tǒng)性誤差。又分為誤差的大小和方向始終保持不變的常值系統(tǒng)誤差和誤差大小和方向按照一定規(guī)律變化的變值系統(tǒng)誤差。 隨機性誤差：大小和方向沒有任何規(guī)律的誤差。例如毛坯的誤差復映、加緊誤差、內應力引起的變形等屬于隨機性誤差。必須指出的是，同一種誤差在不同的場合下，可能會不同性質的誤差。如對一次調整加工的一批工件來說，調整誤差是常值系統(tǒng)性誤差，但對多次調整加工的一批工件來說，調整誤差卻是隨機性誤差。又如刀具的熱變形，在熱平衡之前，其受熱變形引起的加工誤差微變值系統(tǒng)誤差，而熱平衡后，刀具變形基本穩(wěn)定，就成了常值性誤差。 （4）提高加工精度的工藝措施 a) 減少原始誤差是提高加工精度的主要途徑。 b) 誤差補償法 誤差補償的方法就是人為的造出一種新的誤差去抵消工藝系統(tǒng)中出現的關鍵性的原始誤差。誤差抵消的方法是利用原有的一種誤差去抵消另一種我誤差。無論何種方法 ，力求是兩者大小相等，方向相反，從而達到減少，甚至完全消除原始誤差的目的。 c) 轉移原始誤差 轉移原始誤差法就是把影響加工精度的原始誤差轉移到不影響（或者少影響）加工精度或其他零件上。 d) 均勻與均化誤差 當上道工序的加工誤差太大，使得本工序不能保證工序技術要求，若提高上道工序的加工精度又不經濟時，可采用分組調整，均勻誤差的方法。即：將上道工序的尺寸按誤差大小分為n組，使每組工件的誤差縮小為原來的1/n，然后按照各組調整刀具與工件的相互位置，或者采用適當的定位元件以減少上道工序加工誤差對本道工序加工精度的影響。 e) “就地加工”保證精度 在機械加工裝配中，有些精度問題牽涉到很多零件地相互關系，如果僅從提高零件本身的精度著手，有些精度不能達到，即使達到，成本也很高。采用“就地加工”這以簡便地方法不但能保證裝配后地最終精度，而且，在零件的機械加工中也常常用來不保證加工精度。 （5）工藝路線地擬定 擬定工藝路線使制定工藝規(guī)程的關鍵步驟，其主要內容包括定為基準，確定各表面地個加工方法，安排工序地先后順序。確定工序集中與分散地程度。設計使一般提出幾種方法。但是，目前還沒有一套通用的完整地工藝路線擬定的方法。只總結出一些綜合性原則，在具體運用這些原則時，要根據具體條件綜合分析。 a) 定位分析地選擇 精基準地選擇原則：基準符合重合原則，統(tǒng)一基準原則，互為基準原則，自為基準原則。 粗基準的選擇：選擇初基準的時候，主要考慮如何保證加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合零件圖的要求。并注意盡快獲得精基準。a 如果主要要求保證工件上某重要表面的加工余量均勻，則應該選擇該表面為粗基準。b 若主要要求保證加工面與不加工面的位置要求，則應該選不加工表面為粗基準。C 作為粗基準的表面，應盡量平整光潔，有一定面積，以使工件定位可靠，夾緊方便。d 粗基準在同一尺寸方向上只能使用一次。 b) 表面加工方法的選擇 表面加工方法的選擇 ，就是為零件上的每一個有質量要求的表面選擇一套合理的加工方法。在選擇時，一般先根據表面的精度和粗糙鍍要求選定最終加工方法，然后再確定精加工前準備工序的加工方法，即確定加工方法。 c) 加工階段的劃分 當零件的加工質量要求比較高時，一般把整個加工過程劃分為以下幾個階段： 粗加工階段：主要是切除各表面上的大部分余量。 半精加工：完成次要表面的加工，并為主要的精加工作準備。 精加工階段：保證主要表面達到圖紙的要求。 光整加工階段：對于精度要求很高、表面粗糙鍍要求很小的表面，還需要進行光整加工。 d) 工序的集中與分散 制定工藝路線時，選定了各表面的加工方法和劃分加工階段后，就可以將同一階段中的若干工序組合成若干工序。組合時就需要考慮采用工序集中還是工序工序分散的方法。工序集中或分散的程度，主要取決于生產規(guī)模、零件的機構特點和技術要求，有時開要考慮各工序生產節(jié)拍的一致性。 e) 加工工序的安排 切削工序的安排原則是前面工序為后續(xù)工序創(chuàng)造條件，作好基準準備。具體如下：先基面后其他；先主后次；先粗后精；先面后孔。 熱處理工序的安排：預備熱處理；最終熱處理；時效熱處理；表面熱處理。 輔助工序的安排：檢驗工序是主要的輔助工序，是保證產品質量的有效措施之一，是工藝過程不可缺少的內容。除此之外，其他輔助工序有：表面強化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等均要同等重視。 5 機構調整及事故處理方法 5.1 機構本身故障 （1）部分機構不能開動 原因一：電動機及接線切斷：將短線處接通，如果是電動機故障應更換電機。 原因二：保險絲燒斷：更換安培值相當的保險絲。 原因三：齒輪各個連接螺絲、鍵等松動重新緊固松動的螺絲和鍵，應從電動機開始，按傳動次序進行檢查。 原因四：異物咬入齒輪和其轉動部位，此時電動機出現異常聲音，不立即處理，則電動機易燒毀，取出異物。 （2）橫封棍不轉動 原因：熱棍的軸承部位未及時注油，引起燒毀，齒輪固定瑣圈和鍵等脫開，應向熱棍注油，重新緊固鎖圈和鍵。 5.2 轉盤部位故障 （1）裝粉加入熱封合部位 原因：裝袋時間和熱封時間不協調。 解決方法：與轉盤齒輪連接的為二擋齒輪，將二擋齒輪推上，改變咬合位置，使其粉粒不在封合時間裝袋。理想的下了時間，應在橫向封合完畢后開始，調節(jié)適當后，不要輕易觸動。 （2）已經作過定時裝袋調節(jié)，再次失常 原因：轉盤固定不良，鍵和固定蝸絲松動，或固定位置不對，轉盤內的開閉器，開閉不良。 修理和調整：將轉盤在正確位置固定，重新將鍵和蝸絲固定，把開閉器的開閉機構調節(jié)到正確位置后將開閉器固定。此外，在裝如顆粒很小的粉末或比重極其不同的混合料時，裝袋需要時間長，因此球狀粉粒咬入封口部位，促使應將包裝速度稍微放慢，使其轉數要適合被包裝粉粒物理性能。 （3）切口刀不能打斷薄膜 原因一：主打口刀刃與副打口刀面間隙未調整好。 調整方法：主打口刀刃與副打口刀刃要全部接觸，并適當的調節(jié)壓緊彈簧螺栓，使兩側彈簧壓力平衡。 原因二：打口刀刀刃破損。 調整方法：破損小，油石研磨，但要注意刀刃的直線破壞太大時，應用平磨修復，修復量不要太大，太大刀就無調節(jié)量。 原因三：導槽靠外，縱封口窄，字體不清或有深有淺。 原因四：字體沒有裝好或有松動現象。 原因五：橫封棍彈簧螺栓沒有調整好。 調整方法：將字體緊固螺釘擰緊，適當時調節(jié)壓緊彈簧螺栓，使側彈簧平衡。 （4）封熱棍故障 封口鼻梁 原因一：熱調節(jié)不良，彈簧壓力不足或壓力不均。 調整方法：應按照材料厚度和種類不同，選出合適的強度進行熱封，封合的溫度過高則封口呈白色，封合部位易于剝開。 各熱封棍壓力是靠推簧進行調整的。實現良好的封口、需使熱封棍具備適當的溫度和壓力。縱封熱棍，再一處設有壓力調節(jié)鈕，橫封熱棍二處設有壓力調節(jié)鈕，每處的調節(jié)鈕又由“推鈕”和“拉狃”組成，倘僅“推鈕”則對熱封棍加以過大的力量，易造成封口不良，所以應設法使用“推鈕”和“拉鈕”，橫封熱棍兩處設有調節(jié)鈕是為了防止橫向手力不均進行調節(jié)使用的。 原因二：兩打口刀、或字體凸出太高 調整方法：兩打口刀，在熱封棍調整好后，再進行調整。 （5）薄膜導槽部分故障 薄膜不能咬入上部熱棍，或是脫離熱棍或是兩端不齊。 原因一：薄膜裝填薄膜，縱封及橫封棍或是兩端不齊。 原因二：薄膜導槽過于靠前。 原因三：薄膜導槽過于傾斜。 原因四：橫封熱棍偏心鏈輪失常。 調整方法：通過上述1-4的方法仍不能解決，應做以下調整： a) 把縱封棍壓力調節(jié)鈕的“拉鈕”向右轉動，僅使眼前的薄膜厚度受拉伸。應注意過大拉伸則不能封口。 b) 降低縱封若棍的壓力，壓力過大薄膜不能夾緊，有可能被擠出。 c) 縱封棍假如量要比平時多，一般為7mm應夾入10mm。 d) 通過以上調整倘兩側仍不齊時，應使薄膜超出側的導槽向里彎曲。 e) 薄膜導槽中心線有誤差，造成不良或有破損情況應給以更換。 5.3 注意事項 （1）在運轉當中，應注意機器聲音是否協調，要迅速分清事故前的異常運轉聲音。 （2）把薄膜裝入后，如長時間不開動，縱封棍熱量不斷傳至薄膜，可將薄膜燒壞，此時應將三個螺母順時針旋轉，將兩縱封棍和兩橫封棍相互離開。 （3）要經常用銅刷清掃縱封棍、橫封棍的表面、若加熱棍表面粘著聚乙烯以及塵土等，則會引起熱封不良，并因此而引起縱封棍拉力減弱，使包裝失調。 （4）在進行檢查、清掃、修理時應切斷機器電源開關。 （5）運轉過程中，在橫封棍和裁刀之間，不準手及其他物品靠近。 （6）定時檢查機器各個緊固部位，是否有松動、脫接現象。 （7）每隔一月應在各個緊固部位涂潤滑油，減速器油第一次用油要在10日左右更換，以后每隔2000小時更換一次新油，給油量要到油標的中心。 致 謝 通過本次畢業(yè)設計，使我們掌握了機器設計的一般步驟，也是我們第一次較全面的的設計能力訓練，在這次設計過程中，培養(yǎng)了理論聯系實際的設計思想，訓練了綜合運用機械設計方面的知識，達到了了解和掌握自動機的設計過程和方法。 本次設計的主要目的和主導思想是對顆粒包裝機的傳動系統(tǒng)進行設計和改進，在設計中我們主要采用了齒輪傳動，進一步加深了機械設計的實踐能力，也對在大學四年里學到的其他相關課程進行了全面的復習和運用。尤其在綜合分析和解決問題，獨立工作能力方面得到很大的鍛煉。鍛煉了我們查閱資料的能力，培養(yǎng)了我們協同工作的能力，但也暴露了我們的弱點，比如基礎不牢，缺乏經濟觀念等。 由于時間和能力有限，在設計中難免存在錯誤和缺點，懇請老師批評指正。在本次設計過程中，得到老師的大力幫助和指導，使我們得以順利完成設計，在此表示忠心的感謝。 參 考 文 獻 [1]濮良貴，紀名剛．機械設計[J]．北京：高等教育出版社，1996． [2]鄭文緯，吳克堅．機械原理[J]．北京：高等教育出版社，1995． [3]周開勤．機械零件手冊[M] ．北京：北京高等教育出版社，1994． [4]許林成．包裝機械原理與設計[M] ．上海:上?？萍汲霭嫔纾?994． [5]龔義．機械課程設計指導書[M]．北京：高等教育出版社，1990． [6]敖泌云，趙勝祥，張元瑩．畫法幾何及機械制圖[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996． [7]沈偉明．設計方法學[M]．咸陽：西北輕工業(yè)學院印刷廠，1998． [8]白傳悅，王芳，孫波，文壞興．機械制造技術基礎[M]．陜西科學技術出版社，2003． [9]賀偉，孫波，張淳．計算機繪圖[M]．陜西科學技術出版社，2000． [10]高德編．包裝機械設計[M]．化學工業(yè)出版社，2005． [11]孫鳳蘭．包裝機械概論[M]．印刷工業(yè)出版社，1998． 09/20 11:46 102機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及CAD設計 09/08 20:02 3kN微型裝載機設計 09/20 15:09 45T旋挖鉆機變幅機構液壓缸設計 08/30 15:32 5噸卷揚機設計 10/30 17:12 C620軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆2-Φ16孔的鉆床夾具設計 09/21 13:39 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