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1、 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 課程題目： 巧克力糖包裝機(jī) 院 別： 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 08機(jī)設(shè)（4） 姓 名： 李成 學(xué) 號(hào)： 200810310432 指導(dǎo)教師： 黃志誠(chéng) 2010

2、年12月22日 巧克力糖包裝機(jī) 摘要： 顆粒狀糖果包裝機(jī)設(shè)計(jì)是典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它不僅包括機(jī)構(gòu)的尺寸、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，還包括了傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圓臺(tái)柱狀巧克力糖的鋁箔紙包裝。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有三方面：設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)、機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳動(dòng)系統(tǒng)鏈設(shè)計(jì)。 機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是本設(shè)計(jì)功能能否執(zhí)行的靈魂，它也是本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)之一。它要實(shí)現(xiàn)巧克力糖的輸入、折邊、抄底邊、等等功能，直到最后由輸送帶輸出。整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)中，機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)的是夾糖、折邊、轉(zhuǎn)送等重要功能，因此對(duì)機(jī)械手的形狀、夾緊力及轉(zhuǎn)位角度也提出了不同的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，也始終回繞著這幾點(diǎn)進(jìn)行。

3、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，作為一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，動(dòng)力是必不可少的，當(dāng)然對(duì)動(dòng)力的傳遞系統(tǒng)也就顯得尤其重要了。系統(tǒng)功能中要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手轉(zhuǎn)位、送糖盤轉(zhuǎn)位、供紙、剪紙、抄紙、接糖、頂糖及撥糖等功能，它們都需要不同大小的動(dòng)力，這就需要傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。如在機(jī)械手的轉(zhuǎn)位功能中，為實(shí)現(xiàn)間歇的轉(zhuǎn)位功能就得通過傳動(dòng)鏈中的槽輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)要保證機(jī)械手在轉(zhuǎn)到位后，有一定的停留時(shí)間，從而為頂糖、接糖及撥糖功能的實(shí)現(xiàn)提供必要的機(jī)械動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間。設(shè)計(jì)好的包裝機(jī)機(jī)構(gòu)正常的生產(chǎn)率為120r/min，且其生產(chǎn)率可在70～130r/min。 關(guān)鍵詞：包裝機(jī)，巧克力糖包裝，機(jī)械手。 整體要求： 設(shè)計(jì)巧克力糖自動(dòng)包裝機(jī)。包裝對(duì)象為圓臺(tái)狀

4、巧克力糖（圖6），包裝材料為厚0.008mm的金色鋁箔紙。包裝后外形應(yīng)美觀挺拔，鋁箔紙無明顯損傷、撕裂和褶皺（圖7）。包裝工藝方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖8）。包裝工藝動(dòng)作為：1.將64mm×64mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖ф17mm小端正上方；2.使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng)迫成形；3.將余下的鋁箔紙分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。 目錄 一．巧克力糖包裝機(jī)的功能 3 （1）需求分析： 3 （2）巧克力糖的設(shè)計(jì)要求 4 （3）巧克力糖包裝機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 5 二．巧克力糖包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)與工作原理 5 三．工作循環(huán)圖 7 （1）分析

5、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 7 （2）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的時(shí)間同步化設(shè)計(jì) 11 （3）各機(jī)構(gòu)循環(huán)圖各機(jī)構(gòu)循環(huán)圖 12 四．總體布置和典型機(jī)構(gòu) 13 （1）包裝機(jī)總體布置 13 （2）機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu) 13 （3）接糖和頂糖機(jī)構(gòu) 13 （4）抄紙和撥糖機(jī)構(gòu) 14 （5）粒狀巧克力糖包裝機(jī)的齒輪設(shè)計(jì) 14 （6）包裝機(jī)頂糖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)...................... .........15 五．糖果包裝機(jī)的衛(wèi)生以及使用安全問題 18 六．設(shè)計(jì)小結(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 七．參考文獻(xiàn)： 19

6、 一．巧克力糖包裝機(jī)的功能 需求分析： 包裝巧克力制品是生產(chǎn)的最后一道工序，在糖果、巧克力制品中起著重要的作用。首先，漂亮的外包裝可以保護(hù)產(chǎn)品應(yīng)有的光澤、香味與形態(tài)，延長(zhǎng)其貨架壽命：其次，高質(zhì)量的包裝也能夠防止微生物和灰塵污染，提高產(chǎn)品衛(wèi)生安全性：再次，精美的產(chǎn)品包裝可以提高消費(fèi)者購(gòu)買欲望和商品價(jià)值。此外，高質(zhì)量的包裝對(duì)于巧克力制品的貯存、流通和消費(fèi)有著很重要的作用。我國(guó)巧克力包裝機(jī)械起步較晚，生產(chǎn)的包裝設(shè)備在使用性能方面還不能滿足生產(chǎn)的要求，因此，巧克力包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)與研究愈顯必要。 巧克力糖包裝機(jī)的主要功能是包裝圓臺(tái)裝巧克力糖，使用厚度為0.008mm的金屬鋁箔紙為包裝材料

7、，包裝出外形美觀挺拔，鋁箔紙五明顯損傷、撕裂和褶皺的成品，并逐個(gè)輸出。 巧克力糖的設(shè)計(jì)準(zhǔn)確要求 （1） 生產(chǎn)率為90粒/min。自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率為70--130粒/min。 （2） 要求巧克力糖包裝后外形美觀、挺括，金屬鋁箔紙無明顯損傷、撕裂、皺褶。 （3） 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、穩(wěn)定、操作方便、安全、維修容易，造價(jià)低。 （4） 要求設(shè)計(jì)糖果包裝機(jī)的間歇剪切機(jī)構(gòu)、鋁箔紙錐面成型機(jī)構(gòu)、褶紙機(jī)構(gòu)以及巧克力糖果的送推料機(jī)構(gòu)。 （5） 整臺(tái)機(jī)器外形尺寸（寬×高）不超過800mm×1000mm。 （6） 錐面成形機(jī)構(gòu)不論采用平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或者其他常用機(jī)構(gòu)，要求成形動(dòng)作盡量等速，啟動(dòng)

8、與停頓時(shí)沖擊小。 巧克力糖包裝機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 方案號(hào) A B C D E F G H 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1440 1440 1440 960 960 820 820 780 每分鐘包裝糖數(shù) 120 90 60 120 90 90 80 60 二．巧克力糖包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)與工作原理 1、總體介紹 巧克力包裝機(jī)總體按照緊湊，高效，節(jié)約，安全等因素布置。主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、供紙機(jī)構(gòu)、接糖機(jī)構(gòu)、頂糖機(jī)構(gòu)、進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)等組成。巧克力包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)是將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過減速并傳遞到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，使之完成機(jī)器的工作循環(huán)。其動(dòng)力傳遞過程為：動(dòng)機(jī)通過帶式無級(jí)變

9、速器和鏈輪傳動(dòng)，將合適的動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩傳遞給分配軸，分配軸通過左螺旋齒輪副與頂糖凸輪、剪紙刀凸輪以及供紙部件相連；分配軸上的動(dòng)力，經(jīng)槽輪機(jī)構(gòu)，傳遞給同一軸上的送糖部件和鉗糖機(jī)械手，使其正常工作，將糖塊按要求包裝成型。同時(shí)，當(dāng)鉗糖機(jī)械手完成一次動(dòng)作時(shí)，撥糖桿將成型后的糖塊推向下方的傳送帶，圓滿完成整個(gè)巧克力的包裝成型過程。 2、傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 上圖 粒狀巧克力糖包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 1-電動(dòng)機(jī) 2-帶式無級(jí)變速機(jī)構(gòu) 3-鏈輪幅 4-盤車手輪 5-頂糖桿凸輪 6-剪紙導(dǎo)凸輪 7-撥糖桿凸輪 8-抄紙板凸輪 9-接糖桿凸輪

10、 10-鉗糖機(jī)械手 11-撥糖桿 12-槽輪機(jī)構(gòu) 13-接糖桿 14-頂躺桿 15-送糖盤 16-齒輪副 17-供紙部件鏈輪 18-輸送帶鏈輪 19-螺旋齒輪副 20-分配軸 3、機(jī)構(gòu)組成 （1）送糖機(jī)構(gòu) （2）供紙機(jī)構(gòu) （3）接糖和頂糖機(jī)構(gòu) （4）抄紙機(jī)構(gòu) （5）撥糖機(jī)構(gòu) （6）鉗糖機(jī)械手的開合機(jī)構(gòu) （7）轉(zhuǎn)盤步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 三．工作循環(huán)圖 1分析各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 1) 確定各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 已知＝90件/min，則分配軸的轉(zhuǎn)速為

11、 n=90(r/min) 分配軸每轉(zhuǎn)的時(shí)間就是該機(jī)的工作循環(huán)，即等于各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)，所以 ＝60\n=60\90=2\3（s） 2) 確定各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的組成區(qū)段。 撥糖機(jī)、送料輥輪和機(jī)械手轉(zhuǎn)位都是間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它們的運(yùn)動(dòng)循環(huán)由兩個(gè)區(qū)段組成： ——撥糖機(jī)、送料輥輪和機(jī)械手轉(zhuǎn)位等三個(gè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)時(shí)間； ——撥糖機(jī)、送料輥輪和機(jī)械手轉(zhuǎn)位等三個(gè)機(jī)構(gòu)的的停歇時(shí)間。 因此，應(yīng)有 ＝＋ 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 剪刀機(jī)構(gòu)8

12、的運(yùn)動(dòng)循環(huán)可分為三個(gè)區(qū)段： ——剪刀機(jī)構(gòu)的剪切工作行程時(shí)間； ——剪刀機(jī)構(gòu)的返回行程時(shí)間； ——剪刀機(jī)構(gòu)在初始位置的停留時(shí)間。 因此，應(yīng)有 ＝＋＋ 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 頂糖桿機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動(dòng)循環(huán)的組成區(qū)段為： ——頂糖桿機(jī)構(gòu)的頂糖工作行程時(shí)間； ——頂糖桿機(jī)構(gòu)在工作位置的停留時(shí)間 ——頂糖桿機(jī)構(gòu)的返回行程時(shí)間； ——頂糖桿機(jī)構(gòu)在初始位置的停留時(shí)間。 因此，應(yīng)有

13、 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 活動(dòng)折紙板機(jī)構(gòu)6的運(yùn)動(dòng)循環(huán)也可以分為四個(gè)區(qū)段： ——活動(dòng)折紙板機(jī)構(gòu)的折紙工作行程時(shí)間； ——活動(dòng)折紙板機(jī)構(gòu)在工作位置的停留實(shí)際； ——活動(dòng)折紙板機(jī)構(gòu)的返回行程時(shí)間； ——活動(dòng)折紙板機(jī)構(gòu)在初始位置的停留時(shí)間； 因此，應(yīng)有 相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 3) 確定各機(jī)

14、構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角 由于粒狀巧克力自動(dòng)包裝機(jī)的工作循環(huán)是從送料開始的，因此以送料輥輪機(jī)構(gòu)的工作起點(diǎn)為基準(zhǔn)進(jìn)行同步化設(shè)計(jì)，撥糖盤和機(jī)械手轉(zhuǎn)位兩個(gè)機(jī)構(gòu)與之相同。 a.送料輥輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)各區(qū)段的時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取送料時(shí)間＝，則停歇時(shí)間為＝，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為 =360°×=360°×＝120° =360°×=360°×＝240° b．剪刀機(jī)構(gòu)8運(yùn)動(dòng)循環(huán)各區(qū)段的時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取剪切工作行程時(shí)間＝，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝3

15、60°×＝360°×＝26.7° 初定＝s，則＝s，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360°×＝360°×＝44.4° ＝360°×＝360°×＝288.9° c.頂糖桿機(jī)構(gòu)5運(yùn)動(dòng)循環(huán)各區(qū)段的時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取工作位置停留時(shí)間＝s，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為： ＝360°× 圖表 1＝360°×＝9.1° 初定＝s，＝s，則＝s，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360°×＝360°×＝80°

16、 ＝360°×＝360°×＝62.2° ＝360°×＝360°×＝208.9° d．活動(dòng)折紙板機(jī)構(gòu)6運(yùn)動(dòng)循環(huán)各區(qū)段的時(shí)間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取折紙工作行程時(shí)間＝s，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角為： ＝360°×＝360°×＝36.9° 初定＝s，＝s，則＝s，相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360°× 圖表 2 ＝360°×＝18.5° ＝360°× 圖表 3 ＝360°×＝161.5°

17、 ＝360°×＝360°×＝143.1° 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的時(shí)間同步化設(shè)計(jì) 1) 確定粒狀巧克力自動(dòng)包裝機(jī)最短的工作循環(huán)。 ＝＝（s） 2) 確定粒狀巧克力自動(dòng)包裝機(jī)的工作循環(huán)。 令上述三對(duì)同步點(diǎn)的錯(cuò)移量分別為△t1、△t2和△t3，若取 △t1=△t2=△t3=17/4212（s） 則其在分配軸上相應(yīng)的轉(zhuǎn)角為 圖表 4 粒狀巧克力自動(dòng)包裝機(jī)的工作循環(huán)應(yīng)為 各機(jī)構(gòu)循環(huán)圖各機(jī)構(gòu)循環(huán)圖

18、四．總體布置和典型機(jī)構(gòu) （1）包裝機(jī)總體布置 見手繪圖 （2）機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu) 左圖示 鉗糖機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu) 1-輸送帶 2-糖塊 3-托盤 4-鉗糖機(jī)構(gòu) 5-鉗糖機(jī)械手 6-彈簧 7-托板 8-機(jī)械手 9-機(jī)械手開合凸輪 10-輸料帶 I-進(jìn)料,成型,折邊工位 II-出糖工位 機(jī)械手的開合動(dòng)作，由固定的凸輪8控制，凸輪8的廓線是由兩個(gè)半徑不同的圓弧組成，當(dāng)從動(dòng)滾子在大半徑弧上，機(jī)械手就張開；從動(dòng)滾子在小半徑弧上，機(jī)械手靠彈簧6閉合。 （3）接糖和頂糖機(jī)構(gòu)

19、 見手繪圖紙 （4）抄紙和撥糖機(jī)構(gòu) 見手繪圖紙 （5）粒狀巧克力糖包裝機(jī)的齒輪設(shè)計(jì) 1．斜齒輪副1、2、3的設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級(jí) 級(jí) 7 2.材料選擇 45#鋼 3.選擇齒數(shù)Z Z1=28 Z2=1×28 個(gè) 28 28 4.選取螺旋角β 一般取（8-20）度 12 度 12 5.齒寬系數(shù)Фd 0.6 6.選取模數(shù) 查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表 mm 2 7.計(jì)算齒輪的 分度圓直徑d

20、 圖表 5 mm 57.25 57.25 8.計(jì)算齒輪寬 度B b = φdd1 圓整后?。? B1 =57.25×0.6=35 B2 =57.25×0.6=35 mm 35 35 2．標(biāo)準(zhǔn)直齒齒輪副16的設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1.選齒輪精度等級(jí) 級(jí) 7 2.材料選擇 45#鋼 3.選擇齒數(shù)Z 圖表 6 Z1=28 Z2=2×28 個(gè) 28 56 4.齒寬系數(shù)Фd 0.5 5.選取模

21、數(shù) 查標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表 mm 2.1 6.計(jì)算齒輪的 分度圓直徑d 圖表 7 mm 56 117 7.計(jì)算齒輪寬度B b = φdd1 圓整后?。? B1 = 28 B2 = 56 mm 28 56 頂糖機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 從動(dòng)滾子是作升—?！颠\(yùn)動(dòng)，為滿足從動(dòng)件這種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，圖輪廓 五．糖果包裝機(jī)的衛(wèi)生以及使用安全問題 1.衛(wèi)生 設(shè)計(jì)中將整個(gè)糖果包裝機(jī)用鋼化玻璃罩起來，設(shè)計(jì)通風(fēng)口，并在進(jìn)風(fēng)口處安裝空氣濾清器，保證進(jìn)入空氣的質(zhì)量，通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣量和濕潤(rùn)度控制

22、包裝機(jī)里的溫度和濕度，定期對(duì)糖果包裝機(jī)進(jìn)行殺毒消菌，保證糖果的衛(wèi)生和可口。 2.安全 留出必要的洞口方便操作人員對(duì)機(jī)器的操作與維護(hù)，鋼化玻璃罩對(duì)操作人員起到一定的保護(hù)作用，防止機(jī)械對(duì)操作人員的傷害。定期對(duì)包裝機(jī)的螺母，螺栓等零件進(jìn)行檢查，防止不安全隱患。 六．設(shè)計(jì)小結(jié) 七．參考文獻(xiàn)： [1] 濮良貴，紀(jì)名剛。機(jī)械設(shè)計(jì)。北京：高等教育出版社，2001。 [2] 孫桓，陳作模。機(jī)械原理。北京：高等教育出版社，2000。 [3] 尚久浩。自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)。北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006。 [4] 湯瑞。輕工機(jī)械設(shè)計(jì)。上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1994。 [5] 鄒慧君。機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996。 [6] 成大先。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1993。 [7] 吳宗澤。高等機(jī)械設(shè)計(jì)。北京：清華大學(xué)出版社，1991。 19