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文獻綜述
摘要
糖果是人類消費量最大的休閑食品之一。目前，糖果的全球年人均消費量為3公斤左右，已成為世界零售市場的重要組成部分。而研究糖果巧克力行業(yè)在生產過程中也會產生危險廢物。本文綜合概述了糖果巧克力制造行業(yè)的行業(yè)經濟情況、產品類別、原輔材料使用情況及典型生產工藝。
關鍵詞：經濟； 類別； 原料； 生產工藝； 產品
正文
1經濟情況
糖果作為日常消費品,被列為5大享受食品之一,已成為世界零售市場的重要組成部分。
盡管糖果市場在很多發(fā)達國家中已達到成熟，但近年全球高的需求增長為糖果制造商提供了更多的機會。在糖果的消費中，巧克力制品占有主要的銷售額，約為483億美元，為全球市場的54.5%。在銷量上，普通糖果占有最大份額，占有52%的銷量。銷售額與銷量的不同主要是因為巧克力比普通糖果要昂貴，因此，在發(fā)展中國家巧克力的銷量相對較低。全球超過1/3的巧克力制品在西歐銷售，相比遠東地區(qū)只有6.5%的銷售。相反，普通糖果市場在遠東地區(qū)銷售占20%，而西歐只占18%的市場。據Leatherhead的報告，全球糖果行業(yè)在國際范圍內快速發(fā)展，相對西歐和美國的成熟市場，未來的增長更趨向于發(fā)展中市場。這些市場包括巴西、俄羅斯、中國、印度和印尼、墨西哥及東歐一些國家。但近年，世界的發(fā)達國家仍將保持主要的糖果銷售。
中國糖果市場在中國食品市場中占據著重要地位。從產量上看,目前中國是僅次于美國的全球第二大糖果市場。近5年，中國糖果巧克力市場保持了8％至12%的年增長率，高于全球糖果巧克力年均增長速度近6個百分點。根據中國糖果協會提供的數據顯示,國內的糖果行業(yè)從2001年以每年10%以上的速度迅猛增長。2005年,全行業(yè)總產量達128萬噸,產值突破200億元人民幣。2011年10月份，中國糖果的產量為24.5萬噸，同比增長38.14%。2011年前10個月，全國共計生產糖達173.8萬噸，同比增長23.97%。巨大的糖果市場空間,引起國內外大批廠商進入。
中國糖果巧克力年總產量已連續(xù)5年超過100萬噸，生產集中度較高，主要集中在北京、上海、廣東、福建等地。在糖果市場上，已形成諸如箭牌、德芙、華納、吉百利、阿爾卑斯、徐福記、金帝、金絲猴、雅客、大白兔、喔喔、馬大姐、韓世、金冠、黎祥等一批強勢品牌，各品牌在各自的細分市場上都占有一定優(yōu)勢。中國糖果巧克力市場呈現國際品牌，本土品牌和眾多中小企業(yè)參與競爭的格局。各品牌在激烈市場競爭中開發(fā)新產品引導消費，搶占市場精耕細作，呈現出穩(wěn)健增長態(tài)勢。雖然內資優(yōu)勢糖果巧克力企業(yè)已占有全國近40%的市場，但與外資大型糖果巧克力企業(yè)比，中國內資糖果巧克力企業(yè)在各方面仍有一定差距。中國糖果巧克力市場是世界糖果巧克力市場中僅次于美國的第二大市場，隨著中國消費市場的日益壯大，國際上的跨國公司對中國市場將越來越重視。
從規(guī)模以上糖果生產企業(yè)分地區(qū)生產情況分析,以西部地區(qū)經濟指標視為1,西部地區(qū):中部地區(qū):東部地區(qū)產品銷售收入的比值分別是:1:10.43:148.08;西部地區(qū):中部地區(qū):東部地區(qū)資產總計的比值分別是:1:5.90:102.73;全國糖果制造業(yè)銷售額前5個地區(qū)是:廣東省、江蘇省、福建省、上海市、和北京市以上五個地區(qū)共計實現產品銷售收入142.07億元,占全行業(yè)比重85.73%"。在2004年糖果產品銷售收入前50名企業(yè)分布廣東省16,上海市11家,福建省6家,江蘇省5家,北京市3家,河南省、山東省2家,河北省、湖北省、湖南省、天津市、浙江省1家"（注:糖果制造業(yè)/50強0統(tǒng)計范圍,采用企業(yè)在地統(tǒng)計原則,統(tǒng)計口徑為獨立核算法人單位,而不是集團公司數據)
2分類
糖果是以砂糖和淀粉糖漿為主體，經過熬煮，加入油脂、乳品、膠體、果仁、香料、食用色素等輔料，再經調和、冷卻、成型等工藝操作，構成具有不同物態(tài)、質構和香味的精美而耐保藏的甜味固體食品。多數經過包裝后成為一種既衛(wèi)生又美觀并便于攜帶的食品。巧克力是以漿狀、粉狀或塊狀可可、可可脂、可可醬、砂糖、乳品等為主要原料加工制成。
3.巧克力制品
巧克力制品是一類以可可質和可可脂為基本組成的特殊含糖食品，由于其基本成分和生產工藝不同于一般糖果，品種花式又非常繁多，不少國家把巧克力制品獨立于糖果之外自成體系。
巧克力基本上可分成巧克力和巧克力糖果兩個主要的次類。巧克力可分為純的、含乳的、花式的等不同類型。
純巧克力包括苦的、半甜的、甜的等類型，含可可成分較高，香味濃烈，色澤深褐，故也稱為深色巧克力。牛奶巧克力包含不同比例的乳制品，兼有可可與乳的優(yōu)美風味，色澤鮮明。此外，在巧克力內還可添加麥精，咖啡，各種果仁或果脯等輔料，成為不同香味和口感的制品，可稱為花式巧克力。
巧克力糖果是指巧克力和各類糖果或甜食制成的混合型制品，有不同的外觀、形態(tài)、質構、香味和包裝，因而形成一多樣的類別體系
4工藝糖果危害分析
工藝糖果的潛在危害主要來自于三方面：生物危害、化學危害和物理危害。
5原輔料驗收危害分析
生物危害:原輔料、內包裝材料在生產儲存、運輸過程中因操作或儲存不當導致微生物污染。
化學危害:白砂糖原料可能存在二氧化硫超標，原輔料的重金屬含量可能超標，內包裝材料含有有毒有害化學物質。
物理危害:白砂糖加工過程有鐵屑混入。
6加工過程危害分析
生物危害:色素水溶解、調和、澆注成型、冷卻、脫模、內包裝存在致病菌污染。
化學危害:調和工序色素過量使用及使用進口國禁用色素；
物理危害:生產過程中有金屬等異物混入。
7處理方式
大部分的潛在危害可通過以下方式消除：
①原料確保來自于合格供方并批批審核供應商產品檢測報告、定期檢測關注的重點敏感項目；
②通過高溫熬煮、SSOP控制人員、設備及加工環(huán)境衛(wèi)生消除微生物污染隱患；
③通過溶糖工序過篩網，將物理雜質過濾掉。
8產生污染物
糖果在生產過程中產生的主要污染物是生活污水、廢氣、噪聲和固體廢物。
參考文獻
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[11] liwei,ApplicationofLostFoamCastingtoArtCasting,TechnicalQualityCenterofMachineryPlant，2006.
本 科 畢 業(yè) 設 計
題目 巧克力糖包裝機設計
系 別
專 業(yè)
學生姓名
學 號
指導教師
職 稱
摘 要
科技的快速發(fā)展對社會的方方面面都產生的深遠的影響。機械化和自動化設備的普遍應用，使包裝行業(yè)從以前的單純手工包裝轉換成機械自動化包裝。這樣不僅降低了工人的勞動強度，而且使產品包裝的更美觀和衛(wèi)生。因此傳動系統(tǒng)對一個機械設備很重要，它不僅是設備的核心，保證機器正常運行，還是給執(zhí)行機構傳遞動力的重要部分。
本次畢業(yè)設計,決定設計一種巧克力包裝機的傳動系統(tǒng)。該機主要包括箱體、主電機、減速器、傳動主軸、槽輪機構、鏈輪及錐齒輪。此包裝機的傳動系統(tǒng)工作原理：電動機帶動帶輪轉動，將轉速和動力沿著減速器、鏈輪輸送到第一傳動軸，再經過錐齒輪傳動傳遞到第二傳動軸，經過槽輪傳動到第三傳動軸。本包裝機可完全實現自動化運行，同現代機械相比較，本機器具有連續(xù)性好、容易維修、操作簡單等優(yōu)點。
關鍵詞：自動化； 現代化； 減速器； 機械化
ABSTRACT
The rapid development of science and technology in all aspects of society will have a profound effect. The universal application of mechanization and automation equipment, the packaging industry conversion from the previous simple manual packaging packaging machinery automation. This not only reduces the labor intensity of workers, but also make the product packaging more beautiful and health. It is very important to a transmission system of mechanical equipment, it is not only the core equipment, ensure the normal operation of the machine, or to an important part of actuator power transmission.
This graduation design, the decision of transmission system design of a chocolate packaging machine. This machine mainly comprises a box body, a main motor, speed reducer, transmission shaft, Geneva mechanism, sprocket and bevel gear. The transmission system working principle of the packaging machine: the motor drives the belt wheel, the speed and power along the reducer, transported to the first sprocket drive shaft, through the bevel gear transmission to the second drive shaft, the drive shaft third to drive sheave. The packaging machine can be fully automated operation, compared with the modern machine, this machine has the advantages of good continuity, easy repair, simple operation etc..
Key words:automation; modernization; reducer; mechanization
目 錄
1緒論 1
1.1包裝機械介紹 1
1.1.1包裝機械發(fā)展過程 1
1.1.2包裝的分類及作用 1
1.1.3包裝機械的組成 2
1.1.4包裝機械的特點 2
1.2包裝機發(fā)展趨勢 3
1.3我國包裝技術與國外先進包裝技術的差距 3
2巧克力包裝機的傳動系統(tǒng) 4
2.1電動機的選擇 4
2.2傳動方案的確定 5
2.3各級傳動比的確定 6
3帶傳動的設計 6
3.1帶傳動的特點 6
3.1.1帶傳動的優(yōu)點 6
3.1.2帶傳動的缺點 6
3.2帶輪的設計 6
4鏈傳動的設計 8
4.1鏈傳動的特點 8
4.1.1鏈傳動的優(yōu)點 8
4.1.2鏈傳動的缺點 8
4.2鏈傳動設計過程 8
4.2.1鏈輪齒數z1和z2 8
4.2.2確定計算功率 8
4.2.3確定鏈節(jié)距p 9
4.2.4計算鏈節(jié)數和中心距 9
4.2.5計算鏈速v，確定潤滑方式 9
4.2.6計算壓軸力Fp 9
5錐齒輪傳動的設計 10
5.1確定齒輪類型、精度等級、齒數及材料 10
5.2按齒面接觸疲勞強度設計 10
5.2.1確定上式中各參數 10
5.2.2計算 11
5.2.3幾何尺寸的計算 11
6巧克力包裝機的槽輪設計 12
7結論 14
參考文獻 15
致 謝 16
中國地質大學長城學院2015屆畢業(yè)設計
1緒論
1.1包裝機械介紹
能完成全部或部分產品包裝過程的機械叫包裝機械。此外充填、裹包、封口、清洗、拆卸、堆碼、計量或在包裝件上蓋印等主要工序也屬于包裝過程。使用機械包裝產品不僅可以提高生產效率，減輕員工勞動強度，還可以適應大規(guī)模生產的需要，并使產品干凈衛(wèi)生等。[1]
1.1.1包裝機械發(fā)展過程
隨著新包裝材料的出現，包裝機械也應運而生，包裝技術也不斷的創(chuàng)新發(fā)展。中國發(fā)明的造紙術，為以紙為包裝材料的出現提供了條件。1850年世界紙價大跌，食品開始用紙來包裝。1852年美國的沃利發(fā)明出制紙袋機，紙制品機械從此誕生。世界上首個包裝機械廠是德國在1851年建立的， 1911年生產出了全自動成形充填封口機。中國包裝機械起步較晚，歷經多年的發(fā)展，包裝機械已成為我國機械工業(yè)中十大行業(yè)之一。隨著中國包裝工業(yè)不斷的快速發(fā)展，有些包裝機械不僅在國內暢銷，而且部分產品還有出口海外。從產品結構看，中國包裝機械品種只有1000多種，缺少精度高和大型化量產產品，配套數量少，無法滿足市場需求；從產品質量看，我國生產的包裝機械產品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不夠美觀、表面處理粗糙，許多元器件壽命短，質量差、可靠性差；從企業(yè)狀況看，國內包裝機械行業(yè)缺少生產規(guī)模大、高檔次產品的龍頭企業(yè)；從產品開發(fā)看，中國缺少自行開發(fā)能力，主要靠仿制生產。[1]
隨著科學技術的發(fā)展，包裝機械不僅在流通領域發(fā)揮越來越大的作用，同時對包裝材料和包裝設備要求也越來越高。包裝機械的競爭日益激烈，而且越來越朝著高度自動化、智能化、多功能、低消耗發(fā)展。[2]國外包裝和食品機械水平高的國家主要有德國、美國、意大利、日本和英國等。其中，德國的包裝機械在設計、制造材料等方面都處于領先地位。
1.1.2包裝的分類及作用
包裝的分類有很多種。
表1 包裝的分類
分類方式
舉例
按產品內容
食品類、煙酒類、化裝品類、醫(yī)藥類、文體類、工藝品類、化學品類等
按包裝材料
紙包裝、金屬包裝、玻璃包裝、木包裝、陶瓷包裝、塑料包裝等
續(xù)表1
分類方式
舉例
按產品性質
商業(yè)包裝、儲運包裝、軍需品包裝等
按包裝容量
小包裝、中包裝、大包裝
按包裝方式
高陰隔包裝、防銹包裝、抗靜電包裝、防水防潮包裝等
包裝的主要目的在于保護產品的使用價值。此外，包裝還具有美化、推銷、吸引顧客的作用。包裝加工是產品在生產中的最后環(huán)節(jié)，也是提高產品的商品價值不可忽視的重要環(huán)節(jié)。
1.1.3包裝機械的組成
包裝機械主要由驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構、傳動系統(tǒng)等組成，根據其工作原理和性能特征可將其分為八個組成部分。
（1）包裝材料的整理與供送系統(tǒng)；
（2）被包裝物品的供應和系統(tǒng)；
（3）主傳送系統(tǒng)；
（4）包裝執(zhí)行機構；
（5）成品輸出機構；
（6）動力機與傳動系統(tǒng)；
（7）控制系統(tǒng)；
（8）機身。
1.1.4包裝機械的特點
（1）種類繁多。不同種類的包裝機械在原理與結構上有很大的不同，即使是能夠完成同樣包裝功能的機械，其工作原理和結構也可能不同。
（2）更新換代快。隨著社會的發(fā)展，對包裝機械的要求也越來越高，包裝機械也朝著高速化和精密化發(fā)展，因此零部件容易疲勞磨損，所以更新換代快。
（3）控制要求高。結構復雜、包裝工藝動作配合要求高的包裝機械，其自動控制不僅直接影響自身的結構、 工作可靠性，還影響包裝后的產品質量、生產效率和操作環(huán)境等。因此對包裝機械的控制要求較快高。[3]
（4）多動能性。包裝機械是生產數目有限的專業(yè)機械，為提高生產效率、方便制造和維修、控制智能化、模組化、結構高精度化。
1.2包裝機發(fā)展趨勢
目前，包裝機械水平高的國家主要有美國、德國、意大利、日本和英國。而德國的包裝機械在設計、制造和技術性能等方面，都居于世界首位。
德國包裝機械設計部門和制造廠商，為適應市場的需求，采取了如下措施：
（1）提高自動化程度
前幾年，自動化技術只占包裝機械設計的30%左右，目前已達50%以上，并且大量使用機電一體化和電腦控制，其目的：一是為了為了提高設備的柔性和靈活性；二是為了提高生產率；三是為了提高包裝機械完成復雜包裝動作的能力。
（2）提高生產效率，降低成本，更好的滿足生產要求
提高機器轉速可以降低單件生產成本，但廠房使用面積會隨之增加。另外，電動機轉速也是有限度的，所以不能想多快就多快。除了提高轉速可以提高生產率，還有其他三個辦法解決：①降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)。②采用連續(xù)工作或多頭工作方式。③使產品生產機械和包裝機械合為一體。
（3）市場產品變化多樣，柔性和靈活性更好的設備很重要
包裝機械的靈活性和柔性主要表現在以下三個方面：① 量的靈活性。既能包裝單件產品，也能對批量的產品進行包裝。②包裝機構造的靈活性。整個包裝機采用單元組成，更換部分單元后，也能適應產品的變化。③供貨的靈活性。
（4）提供成套設備
德國的包裝機械，在以用戶需求為前提下，為生產廠家提供完整的結構性及經濟性的系統(tǒng)方案，并用計算機仿真技術演示給用戶看，征求用戶意見后進行修改，以滿足用戶需求。在為用戶提供流水線生產設備時，無論是技術和附加值高的設備，還是結構簡單的設備，都配套要求。[2]
（5）普遍使用計算機仿真設計技術
新產品的開發(fā)周期越來越短，德國包裝機械設計大部分采用了計算機仿真技術，即將各種機器元素和圖紙數字化后以數據庫方式存入計算機，計算機即可自動顯示出直觀逼真的三維模型。再把實際生產時的數據和指標以及可能發(fā)生的故障輸進去，計算機三維模型就可以仿照真實工作情況進行操作，演示出生產率和廢品率的情況，客戶根據顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據客戶的意見修改模型。
1.3我國包裝技術與國外先進包裝技術的差距
我國的食品包裝設備和國外的先進的包裝設備相比，存在一些差距，綜合來說，國際先進包裝設備比我國包裝設備先進之處體現在以下六點：
（1）靈活性強。只對同一種加工設備進行簡單操作，就能改變包裝方式和種類，這一功能對小批量生產、多品種的市場需求非常有效。
（2）高精度、高效且高速。機器不僅能高速穩(wěn)定的工作，還能的減少空閑時間（如換料、維修等），如此就提高了工作效率。
（3）安全、節(jié)能且環(huán)保。這不僅能保護設備和操作人員的安全，同時能節(jié)能減排，使對環(huán)境的不利影響降到最低。[3]
（4）互聯性強。把單機連成整線，不僅方便管理，還易于實現監(jiān)控、統(tǒng)計和分析。
（5）機器的控制軟件可容易地進行維護和修改。標準化后的控制軟件，使控制程序結構清晰、易讀性強和容易理解，可方便地對系統(tǒng)進行維護和升級。
（6）故障自動診斷和恢復。該功能的實施不僅可減少排除故障時間，還能降低人員培訓費用。
2巧克力包裝機的傳動系統(tǒng)
根據巧克力的包裝步驟和工藝的具體要求，確定如圖1所示的傳動系統(tǒng)。
圖1巧克力包裝機的傳動系統(tǒng)
1—電動機 2—傳送帶 3—減速器 4—錐齒輪 5—鏈 6—盤車手輪
7—送糖盤 8—接糖桿 9—頂糖桿 10—機械手 11—槽輪機構
電動機轉速為1400r/min，功率為4kW,總傳動比i總=10.7～20，取i總=20。
2.1電動機的選擇
包裝機械中常用的電機轉速為1400r/min，由于整個載荷比較小，所以綜合考慮最終選用Y112M-4型三相異步電動機，電壓為380V，功率為4Kw，額定轉速為1400r/min，根據電機轉速及效率要求確定各級傳動比。電動機的外形圖及尺寸見表2、表3和圖2。
圖2 Y112M-4型三相異步電動機
表2 電動機安裝尺寸
安裝尺寸
D(j6)
E
F(N9)
G
M
N(j6)
P
R
S
T
19
40
6
15.5
165
130
200
0
12
3.5
表3 電動機外形尺寸
外形尺寸不大于
AC
AD
AE
L
175
120
110
300
2.2傳動方案的確定
先由電動機動力輸入，經過一帶輪傳動減速，再經過一單極圓柱齒輪減速器降速，再經過一鏈傳動將動力傳入第一傳動軸，經過2對錐齒輪傳動將動力傳入第二傳動軸，再經過2對槽輪機構將動力傳入第三傳動軸。
2.3各級傳動比的確定
電動機經過帶輪、減速器和鏈輪減速，減速器選用傳動比i減=3的單極圓柱齒輪減速器，電動機與減速器選擇皮帶連接，其傳動比i帶=2，鏈輪的傳動比i鏈=3。
3帶傳動的設計
3.1帶傳動的特點
3.1.1帶傳動的優(yōu)點
帶傳動具有傳動平穩(wěn)，結構簡單，價格便宜和緩沖吸震的特點。但機器過載時，帶子會發(fā)生打滑現象，防止零件損壞。
3.1.2帶傳動的缺點
帶傳動不能保證準確傳動比，傳動效率低，帶壽命短。在傳遞相同轉矩時，外廓尺寸比嚙合傳動尺寸大。帶傳動需要張緊，因此作用在軸和軸承上的載荷大。
3.2帶輪的設計
（1）確定帶的計算功率Pca
根據《機械設計手冊》查得，帶的工作情況系數KA=1.1，故
Pca=KAP=1.1×4=4.4KW （公式3-1）
（2）選擇V帶的帶型
根據計算功率Pca和小帶輪轉速n1，從《機械設計》選擇普通V帶的帶型。選擇A型帶。
（3）確定帶輪的基準直徑
由《機械設計手冊》[7]，取主動輪基準直徑dd1=90mm。
（4）計算大帶輪的基準直徑
由dd2=idd1計算，并根據《機械設計手冊》，確定dd2=2×90=180mm。
V1=πdd1n160×1000=6.59m/s V2=πdd2n260×1000=6.59m/s （公式3-2）
所以帶的速度合適。
（5）確定中心距a，并選擇V帶的基準長度Ld
根據公式
0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2） （公式3-3）
初步確定中心距a0=400mm。
相應的帶長
Ld0=2a0+π2 (dd1+dd2)+(dd2-dd1)24a0=2×300+π2(80+160)+ (160-80)24×300=1229.1mm （公式3-4）
根據《機械設計手冊》，確定帶的基準長度Ld=1250mm。
計算實際的中心距
a=a0+Ld-Ld02=300+990-982.32=410.45mm （公式3-5）
圓整取a=410mm。
（6）驗算小帶輪上的包角α1
α1=180o-(dd2-dd1) 57.3oα =167.4o＞120o （公式3-6）
主動輪上的包角合適。
（7)確定帶的根數
由
Z=Pca(P0+?P0)KαKL （公式3-7）
又n1=1400 r/min 、dd1=90mm、i=2,查《機械設計》得P0=1.07 kw，△P0=0.17 kw
查《機械設計手冊》得 包角系數Kα=0.96，長度系數KL=0.93，則
Z=4.41.07+0.17×0.96×0.93=3.97 （公式3-8）
取Z=4根。
（8）確定帶的初拉力F0
由公式
F0=500pcavz〔2.5Kα-1〕+qv2 （公式3-9）
查《機械設計手冊》得，q=0.105kg/m，
故
F0=500×4.46.59×4｛2.50.96-1｝+0.105×6.592=138.44N （公式3-10）
（9）計算帶傳動的壓軸力Fp
Fp=2zF0sinα2=2×4×138.44×sin167.42=998.32N （公式3-11）
(10)帶輪結構設計
圖3 帶輪結構設計
4鏈傳動的設計
4.1鏈傳動的特點
4.1.1鏈傳動的優(yōu)點
鏈傳動沒有彈性滑動和整體打滑現象，傳動效率高，作用在軸上的徑向壓力較小。鏈傳動整體尺寸較小，結構緊湊，能在高溫和潮濕的環(huán)境下工作。
4.1.2鏈傳動的缺點
鏈傳動只能是平行軸間鏈輪的同向傳動，運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比，容易磨損，易發(fā)生跳齒，工作時噪聲較大，不適合于載荷變化較大、高速和急速反向的傳動中。
4.2鏈傳動設計過程
4.2.1鏈輪齒數z1和z2
鏈傳動比i鏈=3，由《機械設計手冊》查得，
小鏈輪齒數z1=19，大鏈輪齒數z2=3×19=57＜150，合適。
4.2.2確定計算功率
由電動機驅動，平穩(wěn)運轉，取KA=1.0，KZ=1.35，
Pca=KAKPKZP=1.0×1.35×0.539=0.72kW （公式4-1）
4.2.3確定鏈節(jié)距p
根據《機械設計手冊》查得，Pc=2＞0.72，選擇滾子鏈型號為08A，節(jié)距p=12.7。
4.2.4計算鏈節(jié)數和中心距
初選中心距a0=（30～50）p=381～635mm，取a0=450mm
鏈節(jié)距數
Lp0=2a0p+z1+z22+（z2-z12π）2pa0 （公式4-2）
帶入數值得109.89，由《機械設計手冊》取鏈節(jié)數為110節(jié)。
中心距
a=f1p[2Lp-（z1+z2）]=0.24643×12.7[2×110-（19+57）]=450.6mm （公式4-3）
取a=451mm。
4.2.5計算鏈速v，確定潤滑方式
v=z1n1p60×1000=19×233.3×12.760×1000=0.93m/s （公式4-4）
根據《機械設計手冊》，選擇滴油潤滑。
4.2.6計算壓軸力Fp
首先確定系數KFp=1.05，
Fe=1000×0.530.93=574.6N （公式4-5）
Fp=KFpFe=603.3N （公式4-6）
表4 滾子鏈鏈輪的主要尺寸
名稱
符號
計算或確定結果
小鏈輪
大鏈輪
分度圓直徑
d
77.16
230.90
齒頂圓直徑
da
82
236
齒根圓直徑
df
69.24
222.98
齒高
ha
3.0
3.0
最大凸緣直徑
dk
62.13
216.22
節(jié)距
P
12.7
12.7
5錐齒輪傳動的設計
5.1確定齒輪類型、精度等級、齒數及材料
(1)選擇直齒圓錐齒輪傳動。
(2)包裝機作為一般機器，速度不高，選擇7級精度。
(3)初選小齒輪齒數Z1=40，大齒輪齒數為Z2=2×40=80。
(4)選擇小齒輪材料為40Cr（調質處理），布氏硬度為280HBS，大齒輪材料為45（調質處理），布氏硬度為240HBS。
5.2按齒面接觸疲勞強度設計
試算小齒輪分度圓直徑，即
dlt≥34KHtT1?R（1-0.5?R）2i（ZHZE[δH]）2 （公式5-1）
5.2.1確定上式中各參數
（1）試選KHt=1.3。
（2）計算小齒輪傳遞的轉矩
T1=9.55×106P/n1=9.55×106×3.42×77.7=4.203×105N·mm （公式5-2）
（3）選取齒寬系數?R=0.3。
（4）由《機械設計手冊》查得區(qū)域系數ZH=2.5。
（5）由《機械設計手冊》查得材料的彈性影響系數ZE=189.8MPa。
（6）根據《機械設計手冊》查得小齒輪的接觸疲勞極限分別為δH1=600Mpa，大齒輪的接觸疲勞極限為δH2=500Mpa。
（7）計算應力循環(huán)次數（假設每年工作300天）
N1=60n1jLh=60×77.7×1×（2×8×300×15）=3.35×108， （公式5-3）
N2=N1/i=1.67×108
（8）根據《機械設計手冊》查得，小齒輪的接觸疲勞壽命系數KHN1=1.0，大齒輪的接觸疲勞壽命系數KHN2=1.1，安全系數S=1，失效概率為1%。
（9）計算接觸疲勞許用應力
[σH]1=KHN1σH1S=600Mpa （公式5-4）
[σH]2=KHN2σH2S=550MPa （公式5-5）
取[σH]=550 MPa。
5.2.2計算
（1）計算小齒輪分度圓直徑
dlt≥34×1.3×4.2×1051.2（1-0.5×1.2）2×2（2.5×189.8550）2=160.76mm （公式5-6）
（2）圓周速度v
dm1=dlt(1-0.5?R)=161.76×(1-0.5×1.2)=64.70 （公式5-7）
V=πdm1n160×1000=0.26m/s （公式5-8）
（3）計算實際載荷系數KH
KH=KAKVKHαKHβ （公式5-9）
由《機械設計手冊》查得，KA=1，KV=1.01，KHα=1，KHβ=1.454，
最后計算KH=1.468。
（4）按實際載荷系數算得的分度圓直徑為
d1=dlt3KHKHt=161.76×31.4681.3=168.447 （公式5-10）
相應的齒輪模數
m=d1/z1=168.447/40=4.21，取m＝4。
5.2.3幾何尺寸的計算
（1）計算分度圓直徑
d1＝z1m=4×43＝172mm，d2＝z2m＝4×87＝348mm
（2）計算分錐角
δ1=arctan(1/u)=arctan(43/187)=26.30o （公式5-11）
δ2=90o-26.30o=83.70o
（3）計算齒輪寬度
b=φRd1u2+1/2=1.2×16887/432+1/2=227.47mm （公式5-12）
取b1=b2=227mm。
表5 標準直齒錐齒輪傳動的幾何參數
名稱
代號
計算結果
小齒輪
大齒輪
分錐角
δ
26.30°
63.70°
齒頂高
ha
4
4
齒根高
hf
4.8
4.8
分度圓直徑
d
172
348
齒頂圓直徑
da
179.17
348.87
齒根圓直徑
df
163.39
346.94
錐距
R
194.09
194.09
齒根角
θf
1.41°
1.41°
頂錐角
δa
27.71°
85.11°
根錐角
δf
24.89°
82.29°
頂隙
C
0.8
0.8
分度圓齒厚
S
6.28
6.28
當量齒數
Zv
47.96
793.07
齒寬
B
64
64
6巧克力包裝機的槽輪設計
圖4 槽輪的設計
表6 槽輪各部分尺寸
項目
計算公式（或依據）
計算（或確定）結果
項目
計算公式（或依據）
計算（或確定）結果
A
A=Lsin(180/z)
75
T1
取T1=30°
30°
B
取B=10
10
T2
取T2=90°
90°
D
D=L(sinT1+cosT1-1)+d/2+(3～6)
80
d
d=(15～30)
20
L
L=（100～200）
150
d1
d1<2L(1-sinT1)-d-2(3～6)
20
R1
R1= LcosT1
260
d2
d2<2(L-D)
20
7結論
經過三個多月的努力，本次畢業(yè)設計中的巧克力包裝機已經完成，在理論上，本設計的包裝機能滿足生產需求，使包裝后的巧克力完好、美觀。
本設計中的包裝機主要是對原來已有的巧克力包裝機部分進行改進，意在能夠快速、完美的包裝出巧克力。本次設計的包裝機主要有以下二個方面的改進：
一、傳動主軸與第一輸出軸、第二輸出軸采用一組圓錐齒輪傳動，效率高。
二、采用單基圓柱齒輪減速器進行減速，節(jié)約成本，占用空間小。
在撰寫完設計說明書后，也對包裝機用CAD繪制了它的裝配圖和部分零件圖，并且進行了公差和基本尺寸的標注。
本次設計的包裝機只是針對這一特定形狀的巧克力而應用的，對于機器能否正常工作，則需要制作出實物后方能驗證。本次設計的包裝機也有許多地方需要改進，如：整個機器體積較大；在大部分各功能部件不換的情況下，只做稍微調整就能包裝其他形狀和品種的糖果；提高生產效率等。
通過本次設計，培養(yǎng)了初步掌握獨立從事專業(yè)技術工作的能力，提高從事工藝和工藝裝備設計的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學研究工作的能力。通過畢業(yè)設計不但培養(yǎng)了我們運用各種工具書的方法和技巧，同時也培養(yǎng)了我們獨立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書，擴大了視眼，豐富了自己的知識范圍。
參考文獻
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致 謝
時間如流水，轉眼間大學四年的時光即將結束。經過三個多月的努力，我的畢業(yè)設計也已進入尾聲。四年的讀書生活即將在這個季節(jié)結束，我也要進入一種新的生活中了。在此感謝我的指導老師——牛博英老師，教授我們文化知識和指導我的畢業(yè)設計。
畢業(yè)設計是對我們大學四年所學知識的一次總結，同時也是對我們各種能力的一次考驗。設計過程中通過初步嘗試、發(fā)現問題、尋找解決方法、確定方案的步驟，逐漸培養(yǎng)了我們獨立思考問題的能力和創(chuàng)新能力，同時也使我們更加熟悉了一些基本的機械設計知識。本次設計幾乎運用了我們所學的全部機械課程，內容涉及到機械設計、機械材料、力學、液壓傳動、機械圖學等知識，以及一些生產實際方面的知識。通過設計鞏固了理論知識，接觸了實際經驗，提高了設計能力和查閱文獻的能力。
最后再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。
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