-塊狀糖果枕式包裝機(jī)
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1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 論文題目:塊狀糖果枕式包裝機(jī) 專 業(yè):15機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí):2015級(jí)3班 學(xué)生姓名:左曉甜 學(xué) 號(hào):03991503022 指導(dǎo)教師:錢書(shū)華 答辯日期:2019年5月27日 黑龍江工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系了相關(guān)的數(shù)據(jù)知識(shí),比如上中國(guó)知網(wǎng)和萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)搜集相關(guān)的論文。所以說(shuō)對(duì)于本 次設(shè)計(jì)我做了充分的準(zhǔn)備,本次設(shè)計(jì)是生產(chǎn)實(shí)踐與知識(shí)理論相結(jié)合的,是我步入社 會(huì)前最重要的一步。 第2章 塊狀糖果枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì) 2.1枕式包裝機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù) 表2.1包裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求 包裝速度 包裝物品 包裝袋規(guī)格 封合方式 120 袋/min 塊狀
2、糖果40 X20X12mm 84 X 64mm 三邊封 包裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求 技術(shù)要求 環(huán)境要求 動(dòng)力源 工作電壓 保證包裝膜對(duì)正, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)平 穩(wěn),便于維修。 室內(nèi)工作、無(wú)毒、 無(wú)害 電動(dòng)機(jī)定期清洗, 易拆裝 220V 2.2確定枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案 2.2.1枕式包裝機(jī)各個(gè)系統(tǒng)介紹 塊狀糖果枕式包裝機(jī)所擁有的功能是:可以進(jìn)行確定位置,將包裝膜定型,對(duì) 物品進(jìn)行包裝,對(duì)包裝膜進(jìn)行切斷,幾乎所有的包裝機(jī)都可以由下面的系統(tǒng)組成: 傳送機(jī)構(gòu)的主要作用是輸送包裝的物品、供膜機(jī)構(gòu)的主要作用是提供包裝膜、制袋 機(jī)構(gòu)的作用是將包裝膜定型、中封機(jī)構(gòu)的作
3、用是通過(guò)加熱來(lái)分離包裝膜、傳送機(jī)構(gòu) 的主要作用是用來(lái)輸送物品、端封機(jī)構(gòu)作用是可以把包裝膜粘合在一起,排出機(jī)構(gòu) 主要作用是將物品輸送出包裝機(jī)構(gòu),枕式包裝機(jī)被設(shè)計(jì)的外形或許是不同的,但是 最基本的構(gòu)成是完全相同的。 包裝機(jī)的各個(gè)部分又可以詳細(xì)的分為包裝切斷的機(jī)構(gòu)、控制包裝機(jī)速度的機(jī)構(gòu)、 將包裝膜切斷的機(jī)構(gòu)、輸送包裝物品和封合的機(jī)構(gòu)和電腦和機(jī)械相結(jié)合的機(jī)構(gòu),接 下來(lái)把各個(gè)機(jī)構(gòu)的作用分別說(shuō)明一下: (1) 包裝切斷的機(jī)構(gòu) 包裝機(jī)的包裝切斷的機(jī)構(gòu)分為上下、左右的封切刀,他們共同構(gòu)成了橫封機(jī)構(gòu) 還有縱封機(jī)構(gòu),他們?cè)谝黄鸨粸榻y(tǒng)稱封切系統(tǒng),它的具體作用是對(duì)物品進(jìn)行縱向和 橫向的切斷包裝。
4、 (2) 控制包裝機(jī)速度的機(jī)構(gòu) 變頻調(diào)速系統(tǒng)主要作用是調(diào)整刀具的封切速度,橫切刀被它控制以便達(dá)到封切 的目的,包裝機(jī)所運(yùn)轉(zhuǎn)的速度被變頻調(diào)速系統(tǒng)所控制。 (3) 將包裝膜切斷的機(jī)構(gòu) 加熱系統(tǒng)的作用主要在于對(duì)刀具進(jìn)行加熱,以達(dá)到對(duì)包裝袋封口的目的,對(duì)加 熱溫度控制并且采用臺(tái)達(dá)溫度表方式對(duì)加熱溫度信息進(jìn)行采集,使溫度在標(biāo)準(zhǔn)的范 圍內(nèi)。 (4) 輸送包裝物品和封合的機(jī)構(gòu) 輸送包裝物品和封合的機(jī)構(gòu)可以看成運(yùn)送物料的運(yùn)動(dòng)棍輪和將物品進(jìn)行橫封的 機(jī)構(gòu)彼此合作,并且把包裝膜傳送到達(dá)準(zhǔn)確的封切位置進(jìn)行封切。 (5) 電腦和機(jī)械相結(jié)合的機(jī)構(gòu) 供電的方式使用單相的220V/50HZ的方式進(jìn)行
5、提供電量,電腦和機(jī)械相結(jié)合的 機(jī)構(gòu)具體是由可編程來(lái)進(jìn)行操控的、可以調(diào)節(jié)頻率、通過(guò)電腦來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)。在 橫封刀軸的橫切點(diǎn)處加上一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置,一般叫做接近開(kāi)關(guān);為了使黑色光標(biāo)通過(guò) 時(shí)起作用,并且在輸送包裝膜的軸上加上光電的裝置;在進(jìn)行縱向封切和輸送物品 的機(jī)構(gòu)的軸上放上一個(gè)編碼器,通過(guò)可編程的程序來(lái)確定包裝袋的長(zhǎng)度和寬度,包 裝機(jī)的系統(tǒng)一般是由可編程操控的,作用是對(duì)輸送法人信號(hào)資料進(jìn)行解決,參數(shù)的 輸入和控制命令的發(fā)出是人機(jī)界面的主要所用。 2.2.2包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案分析 方案一:枕式自動(dòng)包裝機(jī) 這個(gè)圖是塊狀糖果枕式包裝機(jī)的簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)圖紙。該機(jī)器可以自動(dòng)裹包被包裝物 品、并且對(duì)
6、包裝袋進(jìn)行切斷和封口,該包裝機(jī)主要用于糖果、餅干等食品的包裝, 包裝材料主要使用塑料或復(fù)合材料對(duì)物品進(jìn)行包裝,包裝機(jī)使用卷盤(pán)式卷筒將薄 膜卷起進(jìn)行供料,被卷起的膜按照設(shè)定好的長(zhǎng)度打印商品名稱、用途、日期、成 分、注意事項(xiàng)等,使用光電傳感器監(jiān)測(cè),根據(jù)膜的位置,選擇封口和打印的時(shí)機(jī)。 在牽引輻輪的牽引下將包裝薄膜輸送到成型器。根據(jù)成型器的形狀,薄膜在成型器中成型,同時(shí)將糖果送入成型薄膜的內(nèi)部空間中,之后包裝袋在牽引輻輪的牽 引力作用下,向前挪動(dòng)進(jìn)入縱封器處,被縱封器加熱封合,被包裝物品隨包裝袋 一起運(yùn)動(dòng),已經(jīng)經(jīng)過(guò)縱封的包裝袋進(jìn)入橫切裝置進(jìn)行切斷,成為一個(gè)獨(dú)立的成型 品,最后由傳送帶
7、運(yùn)出。因?yàn)樗陌b形式是臥式的,所以也叫枕式包裝機(jī) 圖2.1橫枕式自動(dòng)包裝機(jī)工作原理 1-卷膜2-牽引輻3-成型器4-物品5-供料傳送鏈6-牽引輪 7-縱封輪8-橫封車?yán)サ?-卸料傳送帶 方案二:立式自動(dòng)包裝機(jī) 這個(gè)方案也是由多個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的,包裝膜是通過(guò)象形鼻成型器的,然后進(jìn)入縱 封器進(jìn)行縱封,在餛輪的牽引下對(duì)包裝膜進(jìn)行縱封,之后在被輸送到橫封器,進(jìn)行 橫向切斷,再被輸送出去。 包裝材料的張緊程度和角度是由牽引、離合、導(dǎo)向輻和彈簧張緊輻共同進(jìn)行控制和 調(diào)整的,包裝材料進(jìn)入成型器的角度如果太小,包裝材料就會(huì)越過(guò)成型器因而導(dǎo)致 包裝袋不能形成卷包。 包裝材料經(jīng)過(guò)成
8、型器變成卷包后,輸送帶將被包裝物品運(yùn)送帶形成卷包的包裝材料 中,包裝材料的兩邊被縱封裝置加熱進(jìn)行縱封,也就是包裝袋的被封 中封瘁引器 邊冥 卷質(zhì)薄膜 成型器 圖2.2臥式枕型包裝 縱封牽引器的縱封輪花紋相互嚙合,當(dāng)邊翼經(jīng)過(guò)縱封輪時(shí),縱封牽引器的輻輪 相向運(yùn)動(dòng),將邊翼封合。 管筒 邊翼 縱封牽引器 待封邊翼 圖2.3邊翼封 如圖2.4,封口切斷裝置把包裝膜切斷并且進(jìn)行端封,封口切斷裝置也被我們叫做端 封切斷器,它又可以分為往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種方式,并且封口裝置封口表面的花紋 和縱封輪表面的花紋差不多一樣,封口切斷裝置咬合后就會(huì)在封口處形成花紋,同 時(shí)加熱
9、裝置包裝膜加熱并切斷包裝膜。如圖,普遍的切斷刀都被安裝在端封器上, 也正因?yàn)榇硕朔夂颓袛嘁话愣际峭瑫r(shí)進(jìn)行的,所以封口封合的速度、位置、溫度、 壓力都可以進(jìn)行隨時(shí)的調(diào)整,控制在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。 回轉(zhuǎn)式端封切斷裝置 圖2.4回轉(zhuǎn)式端封切斷 圖2.5端封封口 2.2.3確定包裝機(jī)的設(shè)計(jì)方案 兩種包裝機(jī)的特點(diǎn): 枕式包裝機(jī)是水平放置的,所以成型器比較低,上料比較容易,填充和上料也是同 時(shí)進(jìn)行的,可以提高生產(chǎn)效率,由于臥式水平放置,所以有足夠空間放置附件,如 切圓角工具,易撕口工具等。 因?yàn)榱⑹桨b機(jī)是豎直放置的,所以沒(méi)有空間放置太多附件,成型器也在很高的位 置,
10、上料會(huì)通過(guò)很高的輸送系統(tǒng)才能完成,它的填充和成型也不是一起進(jìn)行的,每 次包裝完后都會(huì)先成型,會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間。 經(jīng)過(guò)以上的分析,能夠確定包裝機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)劃,做出枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)圖,如 圖2-6所示: 11 圖2.6包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖 1-糖塊2-過(guò)渡輻輪3-供膜輻輪4-動(dòng)力輻輪5-過(guò)渡輻輪6-成型器7-牽引相 8-縱封輻9-傳送帶10-橫封切斷裝置11-成品 2.3供膜系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 按照巳經(jīng)確定的包裝機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)劃,供膜系統(tǒng)如圖所示: 供膜輻輪 備用供膜輻輪 動(dòng)力輻輪 調(diào)節(jié)輻輪 圖2.7供膜系統(tǒng)方案圖 圖中有兩個(gè)供膜輻輪,一個(gè)作為正常工作時(shí)使用,另一個(gè)作
11、為備用,用于餛輪 損壞時(shí)更換。供膜系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源于動(dòng)力輻輪,過(guò)渡餛輪是為了增加動(dòng)力輻輪的有 效面積,來(lái)提高生產(chǎn)效率,供膜系統(tǒng)的張緊程度使用調(diào)節(jié)棍輪調(diào)節(jié)。 2.3.1供膜輻輪設(shè)計(jì) 供膜輻輪在動(dòng)力餛輪和導(dǎo)向輻輪的共同作用下,向前運(yùn)動(dòng),包裝膜固定在供膜輻輪 上面,也向前運(yùn)動(dòng),然后進(jìn)行封裝,根據(jù)供膜輻輪和包裝膜的運(yùn)動(dòng)方式,確定供膜 輻輪的方案,如圖2.8所示。 圖上并未畫(huà)出鎖緊螺母和安裝架,鎖緊螺母作用是將軸固定在安裝架上,在軸承上 安裝套筒,然后將軸承安裝在軸上,擋圈和軸肩用于固定軸承,通過(guò)兩邊的鎖緊塊 將膜固定在套筒上,鎖緊塊上面有螺紋孔,可通過(guò)螺絲釘固定。 將卷膜的中心通孔的
12、直徑設(shè)計(jì)為65mm,設(shè)計(jì)套筒的外徑為60mm,在軸上安裝的軸 承軸段直徑最初設(shè)計(jì)為30mm,這樣初步選擇而了軸承的型號(hào),軸承初步選擇深溝 球軸承,可以確定型號(hào)為6806,鎖緊螺母初選M20*2的,根據(jù)確定的孔徑和軸徑選 擇與之對(duì)應(yīng)的孔用擋圈、軸端擋圈,供膜輻輪的初步設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了 圖2.8供膜輻輪 過(guò)渡輻輪和供膜輻輪使用相同的結(jié)構(gòu),這樣是制造更加方便。 2.3.2動(dòng)力輟輪設(shè)計(jì) 固定軸 動(dòng)力輻輪不能采用和供膜輻輪相同的結(jié)構(gòu),因?yàn)閯?dòng)力輻輪是為系統(tǒng)提供動(dòng)力的, 需要通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)的方式與動(dòng)力源相連接,所以動(dòng)力輻輪的安裝需要穩(wěn)定堅(jiān)固,支 架也一定要穩(wěn)定牢固,用鎖緊螺母將三根軸固
13、定在機(jī)架上,用鎖緊螺母在軸的另一 端固定一個(gè)安裝板,然后將動(dòng)力輪固定在機(jī)架和安裝板上。 機(jī)架(局部) 安裝板 圖2.9動(dòng)力輻輪方案 2.3.3調(diào)節(jié)輻輪設(shè)計(jì) 調(diào)節(jié)輻輪的主要作用是用來(lái)調(diào)節(jié)膜傳動(dòng)過(guò)程中的松緊,調(diào)節(jié)張緊力,使膜能更 好的輸送到達(dá)下一道工序,調(diào)節(jié)輻輪的設(shè)計(jì)方案見(jiàn)圖2.10: i調(diào)節(jié)軸 圖2.10調(diào)節(jié)輯輪方案 用鎖緊螺母將固定軸固定在機(jī)架上,把調(diào)節(jié)塊固定在軸上,用螺絲釘把調(diào)節(jié)塊 鎖緊,通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲釘?shù)乃删o來(lái)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)塊,用螺絲釘把調(diào)節(jié)軸固定在調(diào)節(jié)塊上, 同樣可以用螺絲調(diào)節(jié),將軸1安裝在兩個(gè)軸承之間,這個(gè)系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)角度和距離。 2.4縱封牽引系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
14、 縱封牽引裝置是枕式包裝機(jī)的重要組成部分,主要作用是包裝袋經(jīng)過(guò)成型后,電動(dòng) 機(jī)帶動(dòng)齒輪組,同時(shí)齒輪組帶動(dòng)帶輪和包裝膜并對(duì)輸送過(guò)來(lái)的包裝膜進(jìn)行封合,所 以這里分兩部分組成,一部分是牽引系統(tǒng),另一部分是封合系統(tǒng),如圖2.11所示: 在圖中能夠看出,牽引部分在左邊,動(dòng)力部分在右邊。在牽引過(guò)程中,兩個(gè)牽引輪 相向運(yùn)動(dòng),所以應(yīng)該在兩個(gè)牽引輪下面分別安裝一個(gè)齒輪,通過(guò)兩個(gè)齒輪的相互嚙 合來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)牽引輪的運(yùn)動(dòng)的,軸一為牽引部分提供了動(dòng)力,牽引輪和軸一成垂直 關(guān)系,因此換向是由錐齒輪完成的,縱封部分的結(jié)構(gòu)大部分相同,因?yàn)榘b膜是由 縱封器封合的,所以此處有一個(gè)加熱部分,縱封部分和牽引部分是通
15、過(guò)同步帶連接 的,為了保證牽引輪和縱封輪具有相同的傳動(dòng)比,所以使用同步帶連接,還因?yàn)閹? 傳動(dòng)具有彈性滑動(dòng),可以減少機(jī)件損壞,圖2.12為縱封系統(tǒng)圖 黑龍江工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文),是本人在指 導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已 經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng) 發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人 和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明 的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名: 日期:2019年 月 日 圖2.11縱封牽引初步方案
16、 圖2.12縱封系統(tǒng) 2.5橫封系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 橫封系統(tǒng)的主要作用是對(duì)包裝膜進(jìn)行封合和切斷,因?yàn)樗俣人獫M足的要求是120 顆/min,所以橫封機(jī)構(gòu)要保證每分鐘工作120次,為了保證包裝膜徹底的切斷和分 離,保證封合的牢固,所以采用凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)熱封頭的方式進(jìn)行封合,這種方式能 使包裝膜的封合更牢固,使切斷更徹底,維護(hù)的周期長(zhǎng),能更加穩(wěn)定的工作,節(jié)約 資金。 具備曲線輪廓或凹槽的待定外形的構(gòu)件被叫做凸輪,凸輪是通過(guò)高副的接觸來(lái)帶動(dòng) 從動(dòng)件來(lái)達(dá)到預(yù)期的成果,像這樣的機(jī)構(gòu)被叫做凸輪機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)該分為平面 機(jī)構(gòu)和空間機(jī)構(gòu),本次設(shè)計(jì)所選擇的機(jī)構(gòu)為平面機(jī)構(gòu)。 本包裝機(jī)是對(duì)
17、糖果進(jìn)行包裝,所以包裝材料選用塑料膜,對(duì)其封口的方式大概分為 熱壓封口、熔焊封口、脈沖封口還有超聲波封口,對(duì)包裝膜封口需要其封口質(zhì)量好、 封口的速度快而且工藝簡(jiǎn)單,因?yàn)樗芰夏ぞ哂辛己玫臒崛苄?,所以本次課題采用的 方式是熱壓封口。 對(duì)熱封頭的設(shè)計(jì)為,下封頭是固定不動(dòng)的,讓凸輪帶動(dòng)上封頭運(yùn)動(dòng)進(jìn)行封合,實(shí)現(xiàn) 對(duì)包裝膜的切斷和橫封。如圖2.13所示 圖2.13熱封頭(局部) 圖2.14橫封系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 綜上所述,可以確定枕式包裝機(jī)橫封裝置具體結(jié)構(gòu),具體見(jiàn)圖2.14。 2.6其他部件方案設(shè)計(jì) 在包裝機(jī)的工作過(guò)程中,包裝膜從伸展平整轉(zhuǎn)化成各種包裝需要的形狀,在整個(gè)產(chǎn) 品包裝的過(guò)程中,
18、成型器起著至關(guān)重要的作用,他能夠改變包裝膜的形狀,尺寸, 所以成型器要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選。 生活中可以見(jiàn)到的成型器大概有三角板成型器、u型板成型器、翻領(lǐng)成型器、象鼻 成型器以及缺口導(dǎo)板成型器等。所選擇的成型器需要滿足以下幾點(diǎn): a. 當(dāng)包裝膜經(jīng)過(guò)成型器時(shí),盡量減小包裝膜所受的阻力,避免拉伸所產(chǎn)生的變形和褶 皺; b. 使包裝膜能夠正常的卷曲,并保證包裝膜沒(méi)有騰空或拉伸的經(jīng)過(guò)成型器,使其能 正確成型; c. 盡量選擇結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,制造速率高的成型器。 經(jīng)過(guò)以上的分析,最終選擇U型成型器,U型成型器能使包裝膜在成型時(shí)具有良好的受力狀態(tài),成型更加容易。 第三章枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3
19、.1傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1.1傳動(dòng)系統(tǒng)確定 為了降低傳動(dòng)成本,當(dāng)需要對(duì)工作部分調(diào)速的時(shí)候,定傳動(dòng)比傳動(dòng)也可以與動(dòng)力系 統(tǒng)相適應(yīng)。當(dāng)動(dòng)力機(jī)的調(diào)速不能達(dá)到工藝的要求時(shí),則可以選擇變傳動(dòng)比傳動(dòng),當(dāng) 包裝機(jī)需要進(jìn)行連續(xù)調(diào)速在進(jìn)行工作時(shí),那么便使用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)比進(jìn)行傳動(dòng),由 于系統(tǒng)需要用來(lái)構(gòu)成控制系統(tǒng),必需對(duì)某些對(duì)象或工作過(guò)程進(jìn)行控制,所以需要按 照控制系統(tǒng)要求來(lái)決定傳動(dòng)系統(tǒng)。 選擇機(jī)械傳動(dòng)的時(shí)候,傳動(dòng)比必須滿足傳動(dòng)系統(tǒng)的需要,而且由于機(jī)械傳動(dòng)的系統(tǒng) 構(gòu)造非常簡(jiǎn)單,并且可以滿足不同動(dòng)力的需要,使用范圍也非常的普遍,雖然液壓 傳動(dòng)具有動(dòng)態(tài)性能好,尺寸小的特點(diǎn),但是也有傳動(dòng)距離較短的不足。氣
20、壓傳動(dòng)一 般用在環(huán)境條件惡劣的情況下或小功率傳動(dòng)的情況下,液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)很容易 形成輸出往復(fù)而且成直線的運(yùn)動(dòng),由于液壓傳動(dòng)所具備非同一般的傳動(dòng)特點(diǎn),因此 才能使動(dòng)力機(jī)部分和機(jī)器的工作部分能有良好的合作,功率較大的傳動(dòng)系統(tǒng)普遍都 用電力來(lái)進(jìn)行傳動(dòng),它能夠完成機(jī)器自動(dòng)的控制和遠(yuǎn)程的遙控,并且能夠在很遠(yuǎn)距 離進(jìn)行動(dòng)力傳輸。 經(jīng)過(guò)以上的分析,本次枕式包裝機(jī)設(shè)計(jì)主要靠機(jī)械傳動(dòng)來(lái)完成傳動(dòng)的,這樣保證了 降低運(yùn)行成本,各個(gè)機(jī)件相互之間直接來(lái)完成傳動(dòng),嚙合傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)都是機(jī)械 傳動(dòng)的一種,嚙合傳動(dòng)又可以分成齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)兩種。摩擦傳動(dòng)大概分為帶傳 動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)兩種。 機(jī)械傳動(dòng)的系
21、統(tǒng)可以分為傳動(dòng)、輪系、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等,機(jī)械 傳動(dòng)的主要作用是對(duì)力的傳遞。 (1)齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的原理主要是由主動(dòng)齒輪按次序帶動(dòng)從動(dòng)齒輪,它們之間瞬時(shí)的角速度之 比持續(xù)不改變。 齒輪傳動(dòng)所具備的特點(diǎn):①齒輪傳動(dòng)應(yīng)具備恒定不變的瞬時(shí)傳動(dòng)比,能夠較平穩(wěn)和較可靠的進(jìn)行傳動(dòng),并且齒輪傳動(dòng)具備很緊湊的齒輪嚙合結(jié)構(gòu)。②齒輪傳動(dòng)具備較 大的功率范圍和傳動(dòng)范圍,也具有較高的使用壽命和傳動(dòng)效率。③齒輪傳動(dòng)對(duì)齒輪 的制造和安裝有較周的要求。 (2) 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 蝸輪蝸桿傳動(dòng)主要用于傳遞彼此之間垂直而且又不相交的兩軸之間運(yùn)動(dòng)所需動(dòng)力的 傳動(dòng)。 (3) 帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)所
22、有的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力一般都是通過(guò)中間撓性帶來(lái)進(jìn)行傳遞的。帶傳動(dòng)普遍用于 兩軸平行并且回轉(zhuǎn)方向也相同時(shí)。 帶傳動(dòng)是開(kāi)口傳動(dòng),帶傳動(dòng)大概有如下幾個(gè)特點(diǎn):①帶傳動(dòng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以減小 震動(dòng)的影響,減緩沖擊,避免傳動(dòng)所帶來(lái)噪音,使傳動(dòng)穩(wěn)固,帶傳動(dòng)具備良好的饒 性;②當(dāng)傳送帶過(guò)載時(shí),傳送帶上的帶輪能夠避免被傳送物品打滑,可以起到保護(hù) 的作用,減少其他零件的損壞;③帶傳動(dòng)的構(gòu)造和制造方式都不是很難,安裝也不 難,維修還很方便;④因?yàn)閭魉蛶Ш蛶л喯嗷ブg存在著一定的彈性滑動(dòng),所以不 能采用恒定的傳動(dòng)比,這也可能導(dǎo)致傳動(dòng)精確度和傳動(dòng)效率下降;⑤當(dāng)傳送帶工作 時(shí),傳送帶就會(huì)被拉緊,傳送帶一般會(huì)對(duì)帶輪軸
23、作用很大的壓軸力;⑥帶傳動(dòng)裝置 的外廓尺寸比較大,這種情況導(dǎo)致帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不能夠緊緊湊在一起;⑦傳送帶的壽 命非常短,一般需要經(jīng)常更換。 根據(jù)傳送帶以上所述的特點(diǎn),帶傳動(dòng)在正常運(yùn)行下的傳動(dòng)功率為PW100KW,帶速 u = 5-25m/s,平均的傳動(dòng)比為心,傳動(dòng)的效率為97%-98%。同步齒形帶的帶 速為40-50m/s,傳動(dòng)比iW10,傳遞功率可達(dá)200KW,效率高達(dá)98%-99%。 (4) 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)的大概構(gòu)成為被裝在平行軸上的主動(dòng)鏈輪、從動(dòng)鏈輪和繞在鏈輪上的環(huán)形鏈 條一起構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),其中間鏈條被看作撓性件,機(jī)構(gòu)間運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力傳遞是靠鏈 條與鏈輪之間的輪齒嚙合來(lái)完成的
24、。 鏈傳動(dòng)的具體特點(diǎn):①鏈傳動(dòng)是可以在兩個(gè)軸中心距離很遠(yuǎn)的情形下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的動(dòng) 力之間進(jìn)行傳遞;②鏈傳動(dòng)可以在高溫、重載、低速高溫等惡劣的環(huán)境中工作③較 帶傳動(dòng)而言,鏈傳動(dòng)具有精確的傳動(dòng)比,而且傳遞功率非常大,而且施加于軸和軸 承上的力還非常小;④鏈傳動(dòng)傳遞效率普遍很高,一般可以達(dá)到0.95—0.97;⑤在 鏈條的釵鏈被磨損后,節(jié)距會(huì)變大從而造成鏈節(jié)脫落的現(xiàn)象;⑥鏈傳動(dòng)的安裝和維修也非常困難,鏈輪材料一般是結(jié)構(gòu)鋼等。 (5)輪系 輪系是由非常多的齒輪所構(gòu)成的系統(tǒng),在各種機(jī)械的設(shè)備中得到普遍的使用。周輪 系核定輪系是輪系的兩種最基本的類型。 輪系的具體特點(diǎn):①輪系能夠在兩軸之間
25、的距離很遠(yuǎn)的情況下進(jìn)行傳動(dòng);②也可以 用作變速器用來(lái)完成變速傳動(dòng);③可以獲得較大的傳動(dòng)比;并可以達(dá)到運(yùn)動(dòng)的合成 與分解的目的。 經(jīng)過(guò)對(duì)個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的分析,對(duì)比各個(gè)不同傳動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),再結(jié)合本次所設(shè) 計(jì)的包裝機(jī)需要,因此采用鏈條傳動(dòng)、帶(齒形帶)傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的組合傳動(dòng)方式來(lái) 作為傳動(dòng)系統(tǒng)。 初步確定如下的傳動(dòng)系統(tǒng)圖: D4.縱封牽引系統(tǒng)D5.橫封切斷系統(tǒng)D6.輸出系統(tǒng) 傳動(dòng)系統(tǒng)具體是由電動(dòng)機(jī),減速機(jī)來(lái)輸出動(dòng)力,輸出的動(dòng)力用來(lái)來(lái)帶動(dòng)一對(duì)齒 輪轉(zhuǎn)動(dòng)完成工作,動(dòng)力就會(huì)被傳遞到主傳動(dòng)軸。橫封和豎封是由主傳動(dòng)軸上安裝的 凸輪分別控制的,放置椎齒輪的目的是用于對(duì)包裝袋的牽引
26、,為了帶動(dòng)料盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)在 軸的上方安裝一個(gè)同步齒形帶。這樣就使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得很緊湊,能夠完成穩(wěn)定的傳動(dòng),并且對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的沖擊十分的小,具有很高的穩(wěn)定性。 3.2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)功率的選用對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作效果和經(jīng)濟(jì)實(shí)用性有著至關(guān)重要的影響。如果電 動(dòng)機(jī)的功率比它的工作要求的功率小時(shí),那么電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就不能使整個(gè)機(jī)械系統(tǒng) 的正常的工作,或者電動(dòng)機(jī)可能會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)期的過(guò)載使用而使其壽命降低從而導(dǎo)致?lián)p 壞;然而如果電動(dòng)機(jī)的功率大于工作要求的功率時(shí),則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的花費(fèi)過(guò)高, 也會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的使用功率過(guò)低,功率和效率都會(huì)變低,最后也會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī),還 造成了能量和資源的浪費(fèi)。
27、 選擇電動(dòng)機(jī)功率為Pw,本次設(shè)計(jì)包裝機(jī)的包裝速度為120顆/min,包裝袋規(guī)格 為84X64mm,所以送料速度: *=/minX〃maxM = 168mm/S 60 牽引輪的直徑為50mm 21=168 Rb 25 = 6.72 叫=4x6() = 64.20 經(jīng)過(guò)計(jì)算可知電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器減速后必須保持在這兩位數(shù)。 先取轉(zhuǎn)速為1000r/min、經(jīng)過(guò)二級(jí)圓柱齒輪減速器i = 12. 5的減速,所輸出的轉(zhuǎn)速 大概為80r/min o 根據(jù)市場(chǎng)所調(diào)查的包裝機(jī)產(chǎn)品,采用類比法的方法,最終選擇額定功率為1.5kW的 電動(dòng)機(jī),根據(jù)上面的分析,選擇符合上面要求標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī),最
28、終選擇三相異步電 動(dòng)機(jī)Y100L-6,三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速應(yīng)該為1000r/min,當(dāng)滿載時(shí)它的轉(zhuǎn)速為 940r/min,它的額定功率是1.5kW,具有6級(jí)變速功能,適合用于改變包裝速度。 三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造非常簡(jiǎn)單,制作非常容易,維修保養(yǎng)很方便,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,重 量也不重,花費(fèi)也不高,它具有較高的效率,還有接近恒速的負(fù)載特性。 二級(jí)圓柱齒輪減速器選擇ZLY112為減速機(jī)構(gòu),它的傳動(dòng)比為1 = 12.5,當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿 載時(shí),被減速器減速之后,輸出轉(zhuǎn)速大概為:n輸出=75.2r/min 3.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)選定后,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速〃",及工作軸的轉(zhuǎn)速即可確定傳動(dòng)裝
29、置 的總傳動(dòng)比: =1000/80 = 12.5 再分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí),應(yīng)該需要注意: ① 在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)選取各級(jí)的傳動(dòng)比,減速傳動(dòng)不應(yīng)該超過(guò)它所指出的最大范 圍。 ② 需要確保使傳動(dòng)的級(jí)數(shù)盡可能少、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)降到最少、使傳動(dòng)系統(tǒng)變得 簡(jiǎn)單,來(lái)使傳動(dòng)系統(tǒng)的精度變高。 ③ 需要讓各級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)尺寸相互協(xié)調(diào)、勻稱這樣方便于安裝,也不允許 造成彼此之間的干預(yù)。 ④ 需要使傳動(dòng)設(shè)備的外輪輪廓的尺寸盡量湊在一起。 3.3減速機(jī)輸出鏈傳動(dòng)計(jì)算 該設(shè)計(jì)中所有鏈傳動(dòng)僅做傳動(dòng),所有的傳動(dòng)比都為i=l,按照課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》 中所給公式進(jìn)行計(jì)算: (1) 傳動(dòng)比為品=1; (2)
30、選擇鏈輪齒數(shù)為Z]. 估算出鏈速v = 0.2?0.5m/s,取Z’=24 (3) 確定鏈號(hào)和鏈節(jié)距 鏈號(hào)和鏈節(jié)距應(yīng)該按照所傳遞的功率P及小鏈輪的轉(zhuǎn)速〃進(jìn)行篩選,根據(jù)《機(jī) K k 械設(shè)計(jì)》中滾子鏈許用功曲線圖中選則由于工況的系數(shù)Ka=1.0,小 鏈輪齒輪的齒數(shù)系數(shù)為Kz =0.9,所以多排鏈的系數(shù)為Kp = l.Oo 減速器傳到鏈輪的功率為: R P〃齒2 = 1.5 X 0.972 =1.40 kW 所以 P; > 善& Pl = L° X 0,9 x 1.4 = 1.26 1 Kp 1.0 所以選擇鏈號(hào)為12A-GB 1243.1-83的鏈條,所選鏈節(jié)距為Q = 1
31、9.05mm (4)確定中心距 根據(jù)設(shè)計(jì)需要,取中心距為% =850mm, (5)確定鏈節(jié)數(shù)L”和鏈長(zhǎng)L” L\ = LpXp 1000 = 2.15 圖3.2鏈輪齒廓 (6)兩個(gè)鏈輪的參數(shù)基本相同,確定鏈輪參數(shù): 因?yàn)閰?shù)比i_,=l,所以大小齒輪的參數(shù)基本相同。 分度圓直徑 d = p/sin竺= 19.05/sin地= 145.95 z7 24 齒頂圓直徑 =』+ 1?25〃一《=l°3.67 + 1.25xl9.05 — ll.91 = 157.85mm ]A 1 A damin=d + (l — - )p —《 =103.67 + (1
32、 —- )x19.05 — 11.91 = 151.82mm z 17 取 = 155 mm 齒根圓直徑 d/ — 0 =103.67 —ll.91 = 134.04 mm 取 df = 134 mm 分度圓弦齒高 A Q A Q i =(0?625 + ——)p —0.54 = (0.625+ ——) z z -0.5 x 11.91 = 6.85 mm 孔 mm = 0.5(/?-^) = 0.5x(19.05-11.91) = 3.57 mm 實(shí)際分度圓弦尺高為幻=5.67 mmo 如圖 32 齒寬如=0.95氣=12.57 x 0.95 = 11.94 mm
33、取齒寬為bf] =12 mm 倒角寬為如=(0.1?0.15)p ,取如=2.5mm 摘要 在全世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的過(guò)程中,人類生活平均生活的水平也隨著經(jīng)濟(jì)的快 速發(fā)展慢慢升高,包裝工業(yè)現(xiàn)在在我們?nèi)藗兩钪械淖饔靡沧兊迷絹?lái)越大,當(dāng)下的 社會(huì)早已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化,包裝業(yè)也不例外,包裝業(yè)在醫(yī)療,食品, 煙草等各個(gè)領(lǐng)域都起著重要作用。 糖果包裝機(jī)屬于食品類產(chǎn)品包裝機(jī),本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)、縱封機(jī)構(gòu)、 橫切機(jī)構(gòu)、供膜結(jié)構(gòu)、理料機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),其次對(duì)重要零件進(jìn)行校核。 包裝機(jī)的整個(gè)包裝的過(guò)程是通過(guò)理料機(jī)構(gòu),理料機(jī)構(gòu)對(duì)物料進(jìn)行分整,物料被 傳送帶送入成型器進(jìn)行成型,在經(jīng)過(guò)
34、成型器成型之后的包裝袋對(duì)物料進(jìn)行三面包裝, 在經(jīng)過(guò)成型器成型的包裝袋和物品一起被送到縱封裝置進(jìn)行縱封,在對(duì)包裝袋進(jìn)行 縱封之后就會(huì)進(jìn)入橫封切斷裝置,對(duì)物料進(jìn)行橫封和切斷,最后進(jìn)入整型機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn) 品進(jìn)行整型,形成最終的產(chǎn)品。 本次設(shè)計(jì)的意義及價(jià)值:本次設(shè)計(jì)對(duì)包裝機(jī)部分零件進(jìn)行了改良,使包裝機(jī)的 運(yùn)行平穩(wěn),結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單,更利于維修,大大的提高包裝機(jī)的生產(chǎn)效率,節(jié)約了原 材料,降低的產(chǎn)品成本,實(shí)現(xiàn)了物料對(duì)包裝的自動(dòng)化。 關(guān)鍵詞:傳動(dòng)系統(tǒng)1;縱封機(jī)構(gòu)2;橫切機(jī)構(gòu)3;供膜機(jī)構(gòu)4;整型機(jī)構(gòu)5 倒角半徑為匚> p ,取rx = 20 mm 尺側(cè)凸緣角半徑為弓=0.04p = 19.05 x
35、0.04 = 0.8 mm 鏈輪采用45鋼制作,使用淬火的方式處理齒輪表面,HRC40?45。 (7)鏈輪校核 因?yàn)殒溳喌男:瞬⒉恍枰?jì)算它的離心拉力還有懸垂拉力,因此鏈傳動(dòng)的壓軸 力可以用以下計(jì)算公式計(jì)算: 「1000P 1000x1.4 F = —~~——— = 2745.2 v 47x2^x145.95 60x1000 Qf =KqR = 1.2 x 2745.2 = 3294 .2N 因?yàn)殒溗俚乃俣葹関v0.6m/s,屬于低速鏈傳動(dòng),所以鏈條的靜拉斷是它的主要 失效形式,所以按靜拉條件來(lái)進(jìn)行計(jì)算它的力,12A鏈條的最低的許用的破斷載荷 為Qmin=31100N,
36、所以安全系數(shù) Sd= 3110。532 KAFt 1.0x2745.2 [5]為4?8, S > [5]因此該鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)符合本次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。 3.4橫封系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 在選定了電動(dòng)機(jī)型號(hào)和算好鏈輪鏈條的參數(shù)之后,電動(dòng)機(jī)可以通過(guò)鏈條把動(dòng)力 傳遞到橫封系統(tǒng),在橫封系統(tǒng)輸入軸的兩端安裝著一對(duì)深溝球軸承。 被傳遞到橫封系統(tǒng)輸入軸的功率: P2 =乃加承 2 =1.4x0.992 = 1.37雨 因?yàn)閭鲃?dòng)比機(jī)=1,所以轉(zhuǎn)速n=75.2r/min 3.5輸送帶傳動(dòng)計(jì)算 橫封系統(tǒng)輸入的功率為1.37KW,轉(zhuǎn)速為75.2r/min,橫封系統(tǒng)輸入的功率除了一部 分需要提供橫封系統(tǒng)自身
37、的運(yùn)行外,還需要為后面的機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力,傳遞到后面的 功率為Pal.OBV。為了保證力的傳遞的效率和運(yùn)行的穩(wěn)定性的問(wèn)題,所以選擇同步 齒形帶向后面的系統(tǒng)傳遞動(dòng)力,根據(jù)確定的功率及轉(zhuǎn)速來(lái)選擇同步帶的類型, 轉(zhuǎn) 速 轉(zhuǎn)分 如圖3.3所示,確定同步帶為8M型號(hào)。 8000 6000 4000 3000 2000 1000 800 600 400 300 200 100 80 60 40 30 20 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 10 20 30 50 100 200 100 400 600 8001000
38、 額定功率KW 圖3.3同步帶選型 在確定了同步帶的型號(hào)之后,同步輪的也選擇相對(duì)應(yīng)型號(hào)8M,如圖3. 4所示。 圖3.4同步帶參數(shù) 型號(hào) 節(jié)距(mm) 齒高(mm) 帶厚(mm) 8M 8 3.36 6.00 在經(jīng)精細(xì)的計(jì)算之后,能夠確定包裝袋的運(yùn)轉(zhuǎn)速度應(yīng)為0.168m/s,又因?yàn)檩斔? 線的輸送包裝袋的速度和包裝袋的自身運(yùn)轉(zhuǎn)速度是相同的,所以輸送線的輸送速度 也應(yīng)為0.168m/s,輸送線上的輻輪直徑應(yīng)選擇50mm, 去除皮帶打滑等誤差因素,輸送線的轉(zhuǎn)速為: 〃 =u / (3.14 * d) = 64.20r / min 上一級(jí)的轉(zhuǎn)速為75.2r/min,由
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