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1、學校代碼： 學 號： 說明書（題 目：雪糕棒挑選機機構設計學生姓名： 學 院： 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 指導教師： 二 年 摘要 本次設計的題目是雪糕棒挑選機的優(yōu)化設計，本題來源于企業(yè)生產實際。雪糕棒加工流程是將木頭經過蒸煮，進行旋切將木頭加工為木板，在經過沖床沖出雪糕棒的模型。在這一生產過程中難免會形成不合格的雪糕棒，比如，毛刺，崩頭，劈裂等不合格的雪糕棒。而在顧客食用雪糕棒的時候會不小心將嘴刺了，造成對消費者的傷害。因此我們有要將雪糕棒表面污染、破損、尺寸不合格的產品進行挑選篩除。雪糕棒挑選機的工作原理是講初加工的雪糕棒放入雪糕棒挑選機的料斗中，經過特制的雪糕棒帶料塊將雪糕棒均勻快速

2、的將雪糕棒一根挨著一根運輸上檢測平臺。 該設備利用傳送帶將雪糕棒依次通過視覺檢測設備完成次品的剔除。本次課題研究主要是設計雪糕棒檢驗機的上料機構及機身的優(yōu)化，以及同步帶替代鏈條的傳輸。目前，雪糕棒檢驗機的上料機構主要由料斗，由過去的直板形改變?yōu)閳A弧形，這樣主要解決料斗的漏料問題。同時將機架的角鋼材料替換為APS工業(yè)鋁型材2020 ，這樣在裝配的過程中利用螺釘連接，相比過去角鋼的焊接連接更能保證機架的水平度和垂直度，利于視覺檢測設備的檢測。在傳輸過程方式上利用同步帶傳動替代鏈條傳動，因為同步帶綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點，傳動比準確，對軸作用力小，結構緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能

3、好，適宜于多軸傳動，不需潤滑，無污染。通過此次改變了過去油潤滑，油污染的生產狀態(tài)。關鍵詞：雪糕棒挑選機，同步帶傳動；圓弧料斗。AbstractThis design topic is the optimization design of ice cream bar pick machine, the problem stems from the actual production, ice cream bar machining process is the wood after cooking, for cutting wood processing, wood, after punchin

4、g out of the ice cream stick model. In the production process will inevitably form the unqualified ice cream bar, for example, burr, broken head, splitting the unqualified ice cream bar. In the customer to eat ice cream bar when they accidentally mouth spines, causing harm to consumers. So we have t

5、o put ice cream bar surface contamination, damage, size of the unqualified products selected sieve.The working principle of ice cream sticks pick machine hopper speak is early processing of ice cream sticks into the ice cream stick picking machine, through the special ice cream bar strip block of ic

6、e cream stick quickly and uniformly a ice cream bar next to the testing platform of a transport,The equipment uses the conveyor belt will be removed ice cream bar followed by visual inspection equipment. This research is mainly to optimize the feed mechanism and the design of ice cream bar test mach

7、ine, as well as the transmission timing belt replacement. At present, feeding mechanism of ice cream bar test machine consists of hopper, by the past straight shape change is circular, it mainly solve the problem of leaking material hopper. At the same time will replace the frame angle steel materia

8、ls for the APS industrial aluminum 2020, so during the process of assembly connected by bolts, compared to the past angle welding connection can ensure the levelness and verticality of the frame, to detect visual detection equipment. In the transmission mode of synchronous belt drive instead of chai

9、n transmission, because the synchronization with integrated belt drive, chain drive and the advantages of respective gear, transmission ratio accurate, the axial force is small, compact structure, oil resistance, good wear resistance, anti-aging performance is good, suitable for multi-axis drive, no

10、 need of lubrication, no pollution. This has changed in the past oil lubrication, oil pollution production.Keywords: ice cream bar pick machine, synchronous belt drive; arc hopper.目錄目錄3緒 論1第一章 雪糕棒挑選機運動功能介紹21.1 雪糕棒挑選機工作原理21.1.1雪糕棒挑選機上料工作原理21.1.2雪糕棒挑選機運輸工作原理4第二章 機械傳動部分的說明及研究意義62.1 同步帶的選用意義62.2 同步帶特點62

11、.3 同步帶工作原理72.3.1同步帶和同步輪安裝及使用注意事項72.4 傳動部件的選型72.4.1同步帶選型72.5 同步帶上面固定擋塊的設計參數(shù)：10第三章 裝料倉的設計思路及其意義，123.1 上、下位料斗工作原理123.2 裝料倉的設計優(yōu)勢133.3 裝料倉的預計存在的問題13第四章 檢測裝置安裝設計144.1 檢測裝置尺寸設計說明14結 論16參考文獻17致 謝18緒 論在企業(yè)生產實際中，雪糕棒檢驗是針對出口雪糕棒表面污染、破損、尺寸不合格等問題設計的在線產品檢驗的設備。該設備利用傳送帶將雪糕棒依次通過視覺檢測設備完成次品的剔除。本次課題研究主要是設計雪糕棒檢驗機的上料機構及機身的優(yōu)

12、化。目前，雪糕棒檢驗機的上料機構主要由凸輪，圓弧料斗，料斗連接板，及合頁組成。通過兩個凸輪的不同步，不同速的轉動獎圓弧料斗中的料前后上下抖動，最后使雪糕棒被帶料塊及帶料傳動鏈帶上檢測平臺。然而在這一傳送過程設計中，結構合理，提高傳輸速度，提高效率，較少人力資源的利用，易于控制生產。在利用同步帶傳輸后提高了傳動精度，解決了食品衛(wèi)生的難題，為食品安全做保障。同步帶傳動緊湊，傳動比高，減少生產車間的噪音污染。為綠色生產進一步提上日程提供了有利條件。此次設計已加工為實物樣機。同步帶傳輸流暢，圓弧料斗減少了漏料率，增加了工作效率，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的價值。第一章 雪糕棒挑選機運動功能介紹雪糕棒挑選機是目前

13、生產雪糕棒廠家必不可少的機械設備。雪糕幫挑選機為廠家提高生產效率，降低生產成本，也為生產工人降低了勞動強度。雪糕棒挑選機設計如圖11圖11 雪糕棒挑選機設計圖1.1 雪糕棒挑選機工作原理雪糕棒挑選機的工作原理簡單分為兩部分，一部分為雪糕棒挑選機上料工作原理，另一部分為雪糕棒挑選機運輸雪糕棒的工作原理。通過第一部分的工作原理，首先將裝入料倉的雪糕棒有序的帶上運輸平臺進行視覺設備檢測雪糕棒棒料。通過第二部分的工作原理，將雪糕棒利用特制的同步帶精確，快速的托著雪糕棒棒料上前移動，進行雪糕棒的雙面檢測。1.1.1 雪糕棒挑選機上料工作原理雪糕棒挑選機由雪糕棒上位料倉，圓弧下位料倉，料倉連接板，凸輪，凸

14、輪軸，帶料鏈條，鏈條鏈輪及其安裝軸，圓弧料斗護板，弓形托板等九大部件組成。如圖1-2所示圖1-2 上料機構圖雪糕棒上位料斗如圖1-3（1）所示，它的特點是容積更大，與圓弧料斗形成必不可少的連接關系，兩個料斗的連接增大了裝料容積，這樣一個工人可以看管兩臺機器，同時為兩臺機器的上料。雪糕棒上位梯形料斗相比之前也做了很大的改變，如圖1-3（2）所示，在與圓弧料斗相對的面設計為斜面，這樣這個斜面也為漏料的順序性提高保障?？梢愿佑行虻芈┤雸A弧料斗，被帶料塊帶走檢測。 圖1-3（1） 上位料斗模型 圖1-3（2）上位料斗圖紙 圓弧下位料倉如圖所示1-5（a）、1-5（b），其工作原理主要是安裝在圓弧料倉

15、下面軌道中的兩凸輪，同向不同速的旋轉，是的圓弧料斗做前后上下左右的抖動，在這個抖動的過程，利用圓弧的回旋原理，在圓弧料斗中的斜料和豎料都會被沖擊擺正變?yōu)闄M料被帶料塊帶走。圖1-5（a） 圓弧料斗模型圖1-5（b）圓弧料斗部件圖1.1.2雪糕棒挑選機運輸工作原理雪糕棒挑選機運輸部件由特制加擋塊同步帶，同步帶輪及其安裝軸，中間翻板軸，結尾推料部件組成如圖1-6所示圖1-6 雪糕棒運輸機構圖雪糕棒挑選機運輸工作原理相對簡單，主要是加擋塊的同步帶和帶料塊在檢測平臺的首段交接，將雪糕棒棒料由帶料塊交給同步帶，這樣同步帶擋塊就會托著雪糕棒棒料向前穩(wěn)定有序的運動。運行在視覺設備下進行視覺檢測，挑選雪糕棒棒料

16、。第二章 機械傳動部分的說明及研究意義2.1 同步帶的選用意義同步帶是以鋼絲繩或玻璃纖維為強力層，外覆以聚氨酯或氯丁橡膠的環(huán)形帶，帶的內周制成齒狀，使其與齒形帶輪嚙合。如圖2-1所示，同步帶傳動時，傳動比準確，對軸作用力小，結構緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用溫度-2080，v50m/s，P300kw,i10,對于要求同步的傳動也可用于低速傳動。圖2-1 同步帶模型同步帶傳動是由一根內周表面設有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點。轉動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。 傳輸用同步帶傳動具有準確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速

17、比，傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動比范圍大，一般可達1:10。允許線速度可達50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動效率高，一般可達98%，結構緊湊，適宜于多軸傳動，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。 傳輸產品廣泛用于紡織、機床、煙草、通訊電纜、輕工、化工、冶金、儀表儀器、食品、礦山、石油、汽車等各行業(yè)各種類型的機械傳動中。2.2 同步帶特點（1）傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；（2）傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；（3）傳動效率高，可達0.98，節(jié)能效果明顯；（4）維護保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護費用低；（5）速比范圍大，一般可達10，線速

18、度可達50m/s，具有較大的功率傳遞范圍，可達幾瓦到幾百千瓦；（6）可用于長距離傳動，中心距可達10m以上。(7) 相對于V型帶傳送，預緊力較小，軸和軸承上所受載荷?。?.3 同步帶工作原理同步帶傳動是由一條內周表面設有等間距齒的環(huán)形皮帶和具有相應齒的帶輪所組成，運行時，帶齒與帶輪的齒槽相嚙合傳遞運動和動力，它是綜合了皮帶傳動、鏈傳動齒輪傳動各自優(yōu)點的新型帶傳動。2.3.1同步帶和同步輪安裝及使用注意事項減少帶輪的中心距，如有張緊輪應先松開，裝上帶子后再調整中心距。對固定中心距的傳動，應先拆下帶輪，把帶子裝到帶輪上后再把帶輪裝到軸上固定。1、同步帶失效常見問題（1）、同步帶齒折斷（2）、帶邊異

19、常磨損（3）、同步帶使用中齒邊嚴重磨損（4）、同步帶跑偏（5）、同步帶縱向開2、解決方案：（1）、不可紐結皮帶，安裝寬皮帶或大帶輪，增加帶輪直徑或寬皮帶，去除異物，正確張緊。（2）、正確張緊，安裝寬度更大、動力傳輸更高的皮帶/增加同步帶的尺寸和帶輪尺寸，檢查帶型，必要時更換，（3）、更換同步帶輪。（4）、重新對齊軸，更換帶輪法蘭，加固軸承或機箱。（5）、重新對齊軸，更換帶輪法蘭，加固軸承或機箱。（6）、更換法蘭帶輪，重新對齊帶輪/軸，更正張緊力，清除異物，安裝防護罩檢查切割裝置和帶導向裝置。2.4 傳動部件的選型2.4.1同步帶選型根據實際生產需求電機的參數(shù)如下：電動機的型號為：YS7124，

20、轉速為：1400RPM，運行電壓：220V，f=50HZ，P=0.37KW，渦輪變速箱輸出功率：0.1233.2KW，渦輪變速箱傳動速比：1：:15，V帶的傳動效率：f0=97%，同步帶傳動效率為:96%98%,；變速箱輸出功率P1=P*f0=0.37*97%=0.3589同步帶輪轉速為n1=2r/s；同步帶輪所得功率P2： （2-1）由機械手冊圖10-14選取同步帶帶型為H型梯形齒同步帶，且節(jié)距Pb=12.700mm因為在同步帶及同步帶傳動之間不需要傳動速比，因此前后的同步帶輪都選為同齒數(shù)的同步帶輪。同步帶輪齒數(shù)： （2-2）同步帶輪節(jié)圓直徑d1： （2-3）由機械手冊公式初定為：初定中心距

21、：0.7（d1+d1） 2(d1+d1)，（或根據實際結構需求選定）；因此，根據實際生產需求初定為中心距：帶速V： （2-4）同步帶帶長及其齒數(shù)： （2-5）根據機械手冊表10-52選取標準節(jié)線長Lp及其齒數(shù)：得：Lp=2794Z=220實際軸間距a： （2-6）小齒輪嚙合齒數(shù)： （2-7）Ent為取單數(shù)之意，基本額定功率：由機械手冊查表10-59得 （2-8）帶寬： 由機械手冊查表知 （2-9）根據機械手冊表10-53，選取標準值：作用在軸上的力： （2-10）帶輪：雙邊擋圈 綜合以上的選取計算選取的同步帶標準規(guī)格為：單面梯形齒同步帶1100H075 GB/T13487。2.5 同步帶上面固

22、定擋塊的設計參數(shù)：根據實際生產的速度可知，帶料鏈條上的帶料塊的參數(shù)是19.05mm，一次在同步帶上固定的擋塊同樣需要19.05mm的距離，同樣也是同步帶的兩個節(jié)距。同步帶采用PU材質，將擋塊利用高溫熱熔的方法將擋塊固定在同步帶上。圖2-2 同步帶特制加工圖紙圖2-3 加厚型同步帶加擋塊實體建模第三章 裝料倉的設計思路及其意義，裝料料倉在圖3-1中所示為上位料箱和下位料斗整體裝料倉的設計圖以及安裝連接位置。工作原理簡化為圖3-2所示。圖3-1 整體工作結構連結圖圖3-2 圓弧形下位料斗工作結構原理圖3.1 上、下位料斗工作原理首先將雪糕棒料加入斜面型上位料斗，通過里面的出料調節(jié)板調節(jié)出料的快慢與

23、多少，在圓弧形下位料斗與斜面形上位料斗的銜接位置，通過一個大小為60mm的方形口將雪糕棒料送入圓弧形下位料斗，通過60mm的方口子可以將雪糕棒料有緩沖的送入下一料斗，減少沖擊，減少斜料。在圓弧形下位料斗的底部安裝有兩個凸輪，在這兩個凸輪的共同作用下，圓弧料斗做前后上下運動的特殊運動，通過這個特殊運動第一將斜面型上位料斗內的雪糕棒料漏入圓弧型料斗中，第二使帶料鏈條以及帶料塊有序的將棒料帶上檢測裝置進行雪糕棒的檢測。3.2 裝料倉的設計優(yōu)勢（1）、在這個裝料及上料的過程中避免將雪糕棒料漏在外面（掉在地面上）。主要原理是在整個上料的過程中，運動結構會把斜料進行捋直，然后別帶料塊帶走進行檢測。（2）、

24、這個結構可以將整個的機械運轉部分進行密封，減少工作人員與運行部件的接觸，為生產提高安全系數(shù)。（3）、料斗較大，兩個容積加起來是之前那些設備的兩倍，這樣減少人工的勞動強度，一次加滿可以隔三分鐘左右，同時一個工人可以照看兩臺機械設備，為其加料。3.3 裝料倉的預計存在的問題（1）、凸輪磨損較大，未找到能夠代替本次設計中的凸輪機構，同時能達到此次效果。（2）、圓弧料斗下面的凸輪軌道加工難度較大，造價較高。第四章 檢測裝置安裝設計4.1 檢測裝置尺寸設計說明首先在帶料鏈條與輸送鏈條交接的位置有計數(shù)傳感器，這個傳感器需要的安裝尺寸在4050mm的距離，這樣有益于準確的將雪糕棒的數(shù)量統(tǒng)計，為后面的檢測傳感

25、器的檢測與氣泵口吹出不合格的雪糕棒奠定穩(wěn)定準確的基礎。其次是折彎檢測，通過光線對射與接收的過程準確將有折彎的雪糕棒檢測出來，這個安裝距離與計數(shù)傳感器的距離在35個雪糕棒的距離。緊接著是寬窄料檢測裝置，這個裝置是通過四條光線分別檢測雪糕棒的兩頭，與折彎檢測裝置相距約35根雪糕棒的距離。薄厚檢測裝置，這個裝置如圖4-1光感小片薄厚傳感器 于雪糕棒接觸小輪圖4-1 薄厚檢測裝置工作原理：雪糕棒通過于接觸小輪接觸，不同的厚度將接觸小輪頂高，同時與接觸小輪相連的光感小片也升高一小高度，這樣通過光桿感小片遮擋光的面積測出雪糕棒是否在合格的厚度范圍內。不足之處：由于雪糕棒的運輸速度很快，這樣就會使接觸小輪靠

26、慣性升高后未落下，后面的雪糕棒已經經過的接觸小輪而未與接觸小輪接觸。這樣也就造成很大的檢測誤差。結 論本次研究的雪糕棒挑選機具有以下特點：（1）雪糕棒挑選機的運行速度比市場現(xiàn)有的更能滿足用戶的需求。（2）雪糕棒挑選機的傳動精度相比鏈條大大增加，為檢測設備提供保障，同時減少噪聲污染。（3）圓弧料斗解決漏料問題，為生產極少浪費。（4）PU同步帶加擋塊特種加工替代兩條達到預期效果。本次設計還有很多不足，我們需要認真的研究。（1）圓弧料斗的最優(yōu)半徑需要我們進一步的用matlab數(shù)學建模分析。（2）在料斗前后上下左右運動過程中同樣需要確定最優(yōu)運動軌跡，對凸輪進行精確計算設計。對未來展望：雪糕棒挑選機是一

27、個傳動結構簡單，功能簡單的機器，但由于傳送物品的特殊性雪糕棒棒料，所以對本次設計增加了更多的機構創(chuàng)新性。雪糕棒挑選機在加上視覺檢測設備將會是一臺占據市場主導地位的機械設備。參考文獻1 機械運動方案設計手冊鄒慧君，上海交通大學出版社，1994；2 成大先.機械設計手冊(第一冊)M.北京:化學工業(yè)出版社，20063 濮良貴，紀名剛.機械設計M.北京:高等教育出版社，20054 成大先.機械設計手冊(第二冊)M.北京:化學工業(yè)出版社，20065 陳榕林.機械設計應用手冊M.北京科學技術文獻出版社，19956AutoCAD2010中文版入門與提高陳通等，清華大學出版社，2000年7月出版；7 王之棟，

28、王大康.機械設計綜合課程設計.北京：機械工業(yè)出版社，2003.8 龔桂義主編機械設計課程設計圖冊.北京：高等教育出版社.1989.9 Macabe, C., Socie, D.F.: Crack growth mechanism in precracked torsional fatigue specimens. Fatigue Fract. Eng. Mater. Struct. 24, 607 (2001)10 Synchronous belt drive system ：Sachs, N.W ，United States Patent Application 20080085799 J.

29、 Fail. Anal. Prev. 5(2), 11 (2005)致 謝本課題是在武老師的悉心指導下完成的。在整個研究過程中，指導老師具有嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，豐富的實踐經驗，在治學及做人方面使我受益匪淺，在次衷心感謝老師對我的關心指導和幫助。同時我對課本里知識有了更深的認識，并能靈活的應用到機械的設計上，所以覺得這個設計過程更充實在對雪糕棒挑選機傳動機構的認識中，見識到了通過同步帶，凸輪等機械構件構成的一系列的運動，更加深刻的體會到了機械這個學科所蘊涵的東西實在太多了，而不是我們一開始想到的那么簡單。在這個過程中我自認為做的還是不錯的，不過也體會到了自己的不足，在傳感器編程方面我感到需要學習的地方太多了，在這之后會對自己薄弱的方面進行補充的，在以后的類似活動中我回起到更重要的作用課程設計中感謝武老師給了我不少意見和幫助，在此向武老師致謝，謝謝您的指導讓我學到了更扎實的知識！0