安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 香煙中包包裝機(jī)香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì)中包傳送部分設(shè)計(jì) 摘摘 要要 當(dāng)今時(shí)代，由于科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，企業(yè)與企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，且 表現(xiàn)為知識(shí)和技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。故現(xiàn)代企業(yè)千方百計(jì)的設(shè)法提高生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí) 現(xiàn)制造全過(guò)程的自動(dòng)化。制造自動(dòng)化技術(shù)就是研究對(duì)制造過(guò)程的規(guī)劃、運(yùn)作、 管理、組織、控制與協(xié)調(diào)優(yōu)化等的自動(dòng)化技術(shù)，以使產(chǎn)品制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)高效、 優(yōu)質(zhì)、低耗、及時(shí)和潔凈的目標(biāo)。制造自動(dòng)化技術(shù)代表著先進(jìn)制造技術(shù)的水平， 推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。其中高效智能的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)便是制造自動(dòng)化技術(shù)的重要 組成部分。 香煙自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)是為實(shí)現(xiàn)香煙生產(chǎn)的批量化，且提高生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng) 化水平而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它的產(chǎn)生極大的提高了香煙生產(chǎn)企業(yè)制造的自動(dòng)化水平, 提高了企業(yè)的生產(chǎn)率;方便了企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的規(guī)劃、運(yùn)作、管理、組織、控制 與協(xié)調(diào)優(yōu)化等。 本設(shè)計(jì)為香煙中包包裝機(jī)中的一部分，其主要任務(wù)是當(dāng)香煙中包從上一工 序中包遠(yuǎn)距離水平傳送過(guò)來(lái)后，下落至傾斜放置的弧型轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)中，中包 在弧形軌道實(shí)現(xiàn)平滑下落，下落落差為 1500MM，并漸進(jìn)實(shí)現(xiàn)中包由水平臥放 轉(zhuǎn) 90 度實(shí)現(xiàn)豎直放置，并要求中包在弧形軌道堆積到五包時(shí)后面的中包下落應(yīng) 停止，以防止軌道堵塞。此設(shè)計(jì)的主要功能是實(shí)現(xiàn)中包的轉(zhuǎn)角，為后面的工序 及中包的打包提供良好的條件。 本設(shè)計(jì)控制過(guò)程較為簡(jiǎn)單，故采用硬接線(xiàn)，即結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維護(hù)方 便，抗干擾能力強(qiáng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)來(lái)完成。其作用是保證轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上的 中包堆積量保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，控制中包有節(jié)奏的下落。控制系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)和 工作可靠性影響很大，因此，要求控制準(zhǔn)確、靈敏、可靠、耐用和調(diào)整方便。 為了對(duì)弧型軌道口的中包堆積量進(jìn)行適時(shí)監(jiān)控。故采用安裝高靈敏度的 ENDEVCO 型壓力傳感器。此傳感器特點(diǎn)是牢靠，靈敏度高，信噪比高，動(dòng)態(tài) 范圍寬和線(xiàn)型度好，使用時(shí)在三倍滿(mǎn)刻度壓力下還能得到最高輸出信號(hào)，而不 會(huì)因超量程而丟失數(shù)據(jù)且能在寬溫度范圍內(nèi)取得可靠數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)；香煙中包包裝機(jī)；電氣控制；壓力傳感器 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 2 Mid-package packing machine for cigarette- make design for a part of mid-package being carried summary Now ages, because of science and technicals quick development, the business enterprise turn worse with the competition of the business enterprise increasingly, and the behave of this is knowledge with technical competition.So modern business enterprise tries the exaltation production technique by all ways, working hard to made the automation of the process of whole manufacturing.The manufacturing automation technique is a research to the programming that manufacturing process, operation, management, organize, control and moderate excellent turn the automation technique of etc., to make product manufacturing the process realizes efficiently, superior quality, low consume, on time with undefiled target.The manufacturing automation technique represents the forerunner of the manufacturing the technical level, pushing the social development.The among them efficiently intellective automation production line just makes the technical importance in automation constitutes the part. Automatic production line of cigarette is in the interest of increases the batch quantity produce, and the mechanization, automation level of the production.The creation of it has biggest improve the automation level of the business enterprise manufacturing,increases the rate of the business enterprise; has made the convenience of the programming which business enterprise for of the production line, operation, management, organize, control and moderate excellent turn etc This design is a part of Mid-package machine for cigarette, its main mission is when the Mid-package of cigarette from lastly working 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 procedure Mid-package is leave from long-distance,and fall to the arc-shaped compose, and smoothly whereabouts which is about 1500 mm inside the arc-shaped orbit, combine gradually enter realize pack being put by level decubitus turning 90 degrees realizing end up keeping placing, and requesting when inside pack in the arc-shaped orbit piling up five packs ,the following should stop, in order to prevent jam of the orbit.The main function of this design is work to realizes the change of Cape of Mid-package, provide favourable condition for following working procedure and the pack of Mid-package . This design controls the process more simple, the past adoption is hard to connect the line, namely construction simple, the price is cheap, maintenance convenient, the anti- interference ability is strong to get in touch with after the electricity machine control system to complete.Its function is a whereabouts to guarantee to turn Cape the inside on the organization pack pile up deal keeps within the scope of prescriptive, control inside pack contain rhythm.Control system to produce with work dependable influence very big, therefore, request control accurate, intelligent, dependable, enduring with adjust the convenience. For piling up to the oscular inside in orbit in type in arc pack the deal proceed to supervise and control in good time.Past the adoption installs the ENDEVCO type pressure of the high and intelligent degree spreads to feel machine.This spreads to feel the machine characteristics is firm and reliable, the intelligent degree is high, SNY is high, the dynamic scope breadth is good with the line type degree, hour in usage is within the scope of the triple is full to engrave a pressure to can still get the tallest exportation signal down, but cant because of super measures distance but throw to lose the data and can in the breadth temperature dependable data in acquisition. KeyKey WordWord Automatic production line; Mid-package machine for cigarette; Electricity control; The pressure spreads to transducer 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 4 目目 錄錄 插圖、表格清單5 第一章概述8 第二章緒論9 2.1 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)組成9 2.2 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求9 2.2.1 使用性能9 2.2.2 技術(shù)性能9 2.2.3 經(jīng)濟(jì)性能9 2.2.4 其 它.10 第三章方案選擇11 3.1 已知基本參數(shù)條件11 3.2 功能要 求11 3.3 完美化要 求11 3.4 方案的比 較11 3.4.1 方案一.11 3.4.2 方案二.14 3.4.3 方案三.16 3.4.4 方案四.17 3.4.5 各方案簡(jiǎn)明表.18 3.4.6 方案比較表.19 3.4.7 方案選擇.20 第四章各部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇21 4.1 擋板的設(shè)計(jì)21 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 4.1.1 材料選擇21 4.1.2 擋板機(jī)構(gòu)的外型尺寸及相關(guān)說(shuō)明21 4.1.3 擋板機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算22 4.2 氣缸的選擇與計(jì)算23 4.2.1 氣缸類(lèi)型的選擇23 4.2.2 氣缸的安裝形式.24 4.2.3 氣缸外徑計(jì)算及其壁厚24 4.2.4 活塞桿的設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度設(shè)計(jì)25 4.2.5 活塞的設(shè)計(jì)、計(jì)算26 4.2.6 緩沖行程的估算26 4.3 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)26 4.3.1 實(shí)現(xiàn)功能26 4.3.2 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)材料的選擇26 4.3.3 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)傾斜角度的計(jì)算27 4.3.4 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的外型設(shè)計(jì)28 4.3.4 相關(guān)說(shuō)明.29 4.4 支架設(shè)計(jì)29 4.4.1 支架應(yīng)滿(mǎn)足的基本條件29 4.4.2 注意問(wèn)題29 4.4.3 支架材料選擇.30 4.4.4 氣缸支架的設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定.30 4.4.5 轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定.31 4.4.6 相關(guān)說(shuō)明32 4.4.7 兩支架相關(guān)技術(shù)要求.33 第五章、傳感器的選擇34 5.1 概述34 5.2 傳感器的選擇34 5.3 壓力傳感器的基本結(jié)構(gòu)（如下圖）及工作原理34 5.4ENDEVOC 型壓力傳感器的主要技術(shù)參數(shù)35 第六章、控制電路的設(shè) 計(jì)37 6.1 概述.37 6.2 控制方法的選 擇.37 6.3 控制電路設(shè)計(jì)38 6.4 控制原理分析.38.38 設(shè)計(jì)展望40 致謝.41 參考文獻(xiàn)42 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 6 插圖、表格清單插圖、表格清單 插圖清單插圖清單 第三章 (圖 3-1)方案一實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上中包下落的控制6 （附圖 3-2）1 處放大圖6 (圖 3-3)2 處放大圖6 （附圖 3-4）方案一中包轉(zhuǎn)角裝置放置狀態(tài)7 （附圖 3-5）方案一中包下落轉(zhuǎn)角裝置7 （附圖 3-6）方案二水平傳送帶上中包攔截裝置示意圖8 （附圖 3-7）方案二中包轉(zhuǎn)角裝置拆開(kāi)圖9 （附圖 3-8）方案二中包轉(zhuǎn)角裝置爆炸圖、組裝圖（斜放）9 （附圖 3-9）方案三機(jī)構(gòu)示意圖10 （附圖 3-10）方案三氣缸結(jié)構(gòu)及放置狀態(tài)10 （附圖 3-11）方案三中包轉(zhuǎn)角裝置拆分圖11 （附圖 3-12）方案三中包轉(zhuǎn)角裝置爆炸圖12 第四章 （圖 4-1）擋板外型及尺寸15 （圖 4-2）雙側(cè)緩沖式氣缸16 （圖 4-3）軸側(cè)角座型安裝形式17 （圖 4-4）緩沖氣缸19 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 （圖 4-5）中包在斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上受力20 （圖 4-6）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)外型構(gòu)思圖21 （圖 4-7）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)相關(guān)尺寸22 （圖 4-8）氣缸支架外型尺寸圖23 （圖 4-9）轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架外型尺寸圖24 第五章 （圖 5-1）傳感器基本結(jié)構(gòu)26 （圖 5-2）傳感器工作原理圖26 （圖 5-3）ENDEVOC 壓力傳感器結(jié)構(gòu)26 第六章 （圖 6-1）控制電路圖27 插表清單插表清單 第二章 （表 2-1）自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)組成部分4 第三章 (表 3-1)中包基本參數(shù)5 （表 3-2）方案簡(jiǎn)明表13 表 3-3 方案比較表14 第四章 （表 4-1）聚乙烯基本參數(shù)14 （表 4-2）40 缸體選擇參照表18 （表 4-3）酚醛塑料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用20 （表 4-4）酚醛塑料的物理及機(jī)械性能20 （表 4-5）25 號(hào)鋼基本特性28 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 8 第一章、概述第一章、概述 當(dāng)今時(shí)代，由于科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得越 來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在機(jī)械制造、電子等行業(yè)已經(jīng)設(shè)計(jì)和制造出大量類(lèi)型各異的 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。這些自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的使用，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量、 改善工人勞動(dòng)條件，降低能源消耗，節(jié)約材料等方面都取得了顯著的成效。 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)是在流水線(xiàn)的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái)的，它不僅要求線(xiàn)體上各種 機(jī)械加工裝置能自動(dòng)的完成預(yù)定的各道工序及工藝過(guò)程，使產(chǎn)品成為合格制品， 而且要求產(chǎn)品在工序間的輸送、打包等都能自動(dòng)地進(jìn)行。為了達(dá)到這一要求， 人們通過(guò)自動(dòng)輸送及其他一些輔助裝置按工藝順序連成一體，并通過(guò)液壓系統(tǒng)、 氣壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)將各個(gè)部分動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，使其按照規(guī)定的程序自動(dòng) 地進(jìn)行工作。 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)之所以稱(chēng)為一個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)樗墙⒃跈C(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、 傳感器技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、接口技術(shù)等基礎(chǔ)上的一門(mén)綜合技術(shù)。它是從系統(tǒng)工程 觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)用這些綜合技術(shù)，根據(jù)生產(chǎn)的不同需要，對(duì)他們進(jìn)行有機(jī)的組織 與綜合，從而實(shí)現(xiàn)整體設(shè)備的優(yōu)化。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第二章、緒論第二章、緒論 2.12.1 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)組成自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)組成 設(shè)計(jì)的自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)為了實(shí)現(xiàn)其功能要求,必須設(shè)計(jì)和配置一些其它的機(jī)構(gòu)和 裝置,分析各個(gè)機(jī)構(gòu)和構(gòu)件在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)中的作用,可將其歸類(lèi)成四大組成部分： a、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) b、傳動(dòng)系統(tǒng) c、控制系統(tǒng) d、執(zhí)行機(jī)構(gòu) （表（表 2-1）自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)組成部分）自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)組成部分 自動(dòng) 生產(chǎn) 線(xiàn) 驅(qū) 動(dòng) 系 統(tǒng) 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 控 制 系 統(tǒng) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 10 2.22.2 自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求 設(shè)計(jì)自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)以滿(mǎn)足使用要求和保證生產(chǎn)率的前提下,做到技術(shù)先進(jìn),經(jīng) 濟(jì)合理,制造方便,安全可靠,一般應(yīng)具有以下性能： 2.2.1 使用性能使用性能 1 運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能保持規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。 2 可靠性。設(shè)備在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成或保持其規(guī)定 的工作能力。可靠性越高，故障率越低。 3 保持產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。 4 加工精度的保持性。 5 對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。 6 使用維修方便，操作簡(jiǎn)單安全。 2.2.2 技術(shù)性能技術(shù)性能 7 具有一定的靈活性。 8 具有合理的自動(dòng)化程度，要根據(jù)需要和可能性來(lái)綜合考慮，不能脫 離具體條件而盲目追求先進(jìn)性。 9 貫徹標(biāo)準(zhǔn)化，通用化和系列化。 2.2.3 經(jīng)濟(jì)性能經(jīng)濟(jì)性能 10結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本低。 11生產(chǎn)率高、效率高、能耗少。 12節(jié)約材料。 2.2.4 其它其它 13減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，不污染環(huán)境和產(chǎn)品，講求人機(jī)工程 學(xué)，創(chuàng)造文明生產(chǎn)條件。 14留有發(fā)展的余地，要有可能改進(jìn)而不致造成全機(jī)廢棄。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第三章、方案選擇第三章、方案選擇 3.13.1 已知基本參數(shù)條件已知基本參數(shù)條件 1、香煙中包的基本參數(shù)：、香煙中包的基本參數(shù)： 香煙中包長(zhǎng)（mm）寬（mm）高（mm）重量（Kg） 硬皮中包28090500.29 軟皮中包28090500.26 (表表 3-1)中包基本參數(shù)中包基本參數(shù) 2、 香煙中包從上一工序通過(guò)高度為 2500MM 的水平傳送帶傳入，并要求在待 設(shè)計(jì)的弧形軌道中自由滑落到高度為 1000MM 的平臺(tái)上。 3.23.2 功能要求功能要求 1、 要求在中包從水平傳送帶沿弧形軌道自由滑落的過(guò)程中完成 90 度豎放 的動(dòng)作。 2、 為保證下道工序的順利進(jìn)行，要求當(dāng)中包在弧形軌道口堆積 5 個(gè)的時(shí)候 停止從水平傳送帶下落，以防止軌道堵塞。 3.33.3 完美化要求（附加要求）：完美化要求（附加要求）： 1、考慮目前國(guó)際上最新的動(dòng)態(tài)，在節(jié)省成本的前提下最大限度的提高生產(chǎn)效率。 2、考慮堵塞情況設(shè)計(jì)控制電路。 3、在保證下落速度的前提下確保軌道長(zhǎng)度的最佳。 4、為提高生產(chǎn)率應(yīng)采用自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。 5、自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)應(yīng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、清潔、靈活的生產(chǎn)。 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 12 6、中包傳送裝置應(yīng)竟可能的降低噪音，為工人提供良好的工作環(huán)境。 7、使用維修方便，操作簡(jiǎn)單安全，具有一定的靈活性。 3.43.4 方案的比較方案的比較 3.4.1 方案一：方案一： 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制采用在水平傳送帶的末端豎放（如圖 3-1） 攔截裝置，此裝置將擋片加裝在一齒條上，通過(guò)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)齒條的上 下移動(dòng)，并借助行程開(kāi)關(guān)對(duì)擋片行程進(jìn)行控制。 設(shè)計(jì)如（圖 3-4）所示的裝置安裝在斜面上，實(shí)現(xiàn)中包在自由滑落的過(guò)程中 完成 90 度豎放的動(dòng)作。裝置特點(diǎn)：外形如一喇叭狀，內(nèi)有一面呈一漸進(jìn)升高的 弧型曲面，借助此弧型曲面實(shí)現(xiàn)中包的豎放。 (圖圖 3-1)方案一實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上中包下落的控制方案一實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上中包下落的控制 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 （圖（圖 3-2）1 處放大圖處放大圖 (圖圖 3-3)2 處放大圖處放大圖 （圖（圖 3-4）方案一中包轉(zhuǎn)角裝置放置狀態(tài)）方案一中包轉(zhuǎn)角裝置放置狀態(tài) 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 14 （圖（圖 3-5）方案一中包下落轉(zhuǎn)角裝置）方案一中包下落轉(zhuǎn)角裝置 方案一說(shuō)明：方案一說(shuō)明： 方案一中需在設(shè)計(jì)一條斜型滑道，滑道在支架的支撐下傾斜一定的角度實(shí)現(xiàn) 1500MM 的落差，并在滑道上加裝圖四中的裝置使中包借助自重下落過(guò)程中實(shí) 現(xiàn)自行轉(zhuǎn)角 90 度；在斜型滑道上安裝壓力傳感器，當(dāng)斜型滑道達(dá)到五條中包時(shí)， 傳感器產(chǎn)生信號(hào)，并通過(guò)一定的控制線(xiàn)路傳給圖一中的裝置，此裝置接受信號(hào)， 開(kāi)始工作，裝置中擋片下落實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上的中包的攔截。 此方案基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求！ 3.4.2 方案二：方案二： 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制采用在水平傳送帶的水平延長(zhǎng)線(xiàn)方向加裝一 汽缸（圖 3-6） ，憑借汽缸活塞前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)擋板的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水 平中包的攔截控制。 采用（圖 3-7）中的裝置實(shí)現(xiàn)中包自行轉(zhuǎn)角，其曲面外型與方案一相似，主 要區(qū)別在于在方案二中將轉(zhuǎn)角裝置與斜板加在一起，且拆分為左右兩塊，便于 加工。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （圖（圖 3-6）方案二水平傳送帶上中包攔截裝置示意圖）方案二水平傳送帶上中包攔截裝置示意圖 （圖（圖 3-7）方案二中包轉(zhuǎn)角裝置拆開(kāi)圖）方案二中包轉(zhuǎn)角裝置拆開(kāi)圖 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 16 （圖（圖 3-8）方案二中包轉(zhuǎn)角裝置爆炸圖、組裝圖（斜放）方案二中包轉(zhuǎn)角裝置爆炸圖、組裝圖（斜放） 方案二說(shuō)明：方案二說(shuō)明： 方案二中用（圖 3-8）中的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)香煙中包在自由滑落過(guò)程中的 90 度 翻轉(zhuǎn)。裝置分為左右兩快，可自由拆裝，利于加工，裝置靠一支架傾斜放置。 該裝置將方案一中的斜型軌道和中包轉(zhuǎn)角裝置融為一體。在此裝置上加裝壓力 傳感器，當(dāng)達(dá)到最高限額的五個(gè)中包時(shí)，傳感器產(chǎn)生信號(hào)，并通過(guò)控制電路來(lái) 控制圖 3-6 中的汽缸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上中包下落的控制。 3.4.3 方案三：方案三： 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制采用在水平傳送帶的下放加裝一可以翻轉(zhuǎn) 的擋板，在擋板下加裝一豎直放置的汽缸，通過(guò)氣壓推動(dòng)活塞上下移動(dòng)，從而 帶動(dòng)擋板的上翻和下翻,實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上中包的攔截控制（圖 3-9） 。 中包自由滑落過(guò)程中的 90 度翻轉(zhuǎn)動(dòng)作依然由附圖八中的裝置實(shí)現(xiàn)。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （圖（圖 3-9）方案三機(jī)構(gòu)示意圖）方案三機(jī)構(gòu)示意圖 （圖（圖 3-10）方案三氣缸結(jié)構(gòu)及放置狀態(tài)方案三氣缸結(jié)構(gòu)及放置狀態(tài) 方案三說(shuō)明：方案三說(shuō)明： 方案三中依然用圖 3-8 中的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)香煙中包在自由滑落過(guò)程中的 90 度 翻轉(zhuǎn)。裝置分為左右兩快，可自由拆裝，利于加工，裝置靠一支架傾斜放置。 該裝置將方案一中的斜型軌道和中包轉(zhuǎn)角裝置融為一體。在此裝置上加裝壓力 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 18 傳感器，當(dāng)達(dá)到最高限額的五個(gè)中包時(shí)，傳感器產(chǎn)生信號(hào)，并通過(guò)控制電路來(lái) 控制圖 3-9 中的汽缸，汽缸開(kāi)始工作，活塞移動(dòng)，推動(dòng)翻板向上翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 水平傳送帶上中包下落的控制。 3.4.4 方案四：方案四： 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制依然采用方案二中在水平傳送帶的水平延 長(zhǎng)線(xiàn)方向加裝一汽缸，憑借汽缸活塞前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)擋板的前后移動(dòng)，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)水平中包的攔截控制。 利用圖 3-11 的裝置實(shí)現(xiàn)中包在自由滑落過(guò)程中的自如轉(zhuǎn)角，此裝置與上幾 個(gè)方案的主要區(qū)別是，板件厚度較小，節(jié)約材料；且此裝置的弧型面更符合香 煙運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，有利于中包在下落過(guò)程中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角。 （圖（圖 3-11）方案三中包轉(zhuǎn)角裝置拆分圖）方案三中包轉(zhuǎn)角裝置拆分圖 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （圖（圖 3-12）方案三中包轉(zhuǎn)角裝置爆炸圖）方案三中包轉(zhuǎn)角裝置爆炸圖 3.4.5 各方案簡(jiǎn)明表各方案簡(jiǎn)明表 方方 案案 號(hào)號(hào)采采 用用 方方 法法 方方 案案 一一 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制采用在水平傳送帶的末端豎放如（圖 3-1） 攔截裝置，此裝置將擋片加裝在一齒條上，通過(guò)主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)齒條的上下 移動(dòng)，并借助行程開(kāi)關(guān)對(duì)擋片行程進(jìn)行控制。 設(shè)計(jì)如（圖 3-4）所示的裝置安裝在斜面上，實(shí)現(xiàn)中包在自由滑落的過(guò)程中 完成 90 度豎放的動(dòng)作。裝置特點(diǎn)：外形如一喇叭狀，內(nèi)有一面呈一漸進(jìn)升高的弧 型曲面，借助此弧型曲面實(shí)現(xiàn)中包的豎放。 方方 案案 二二 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制采用在水平傳送帶的水平延長(zhǎng)線(xiàn)方向加裝一 汽缸（圖 3-6） ，憑借汽缸活塞前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)擋板的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水平 中包的攔截控制。 采用（圖 3-7）中的裝置實(shí)現(xiàn)中包自行轉(zhuǎn)角，其曲面外型與方案一相似，主 要區(qū)別在于在方案二中將轉(zhuǎn)角裝置與斜板加在一起，且拆分為左右兩塊，便于加 工。 方案三方案三 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制采用在水平傳送帶的下放加裝一可以翻轉(zhuǎn)的 擋板，在擋板下加裝一豎直放置的汽缸，通過(guò)氣壓推動(dòng)活塞上下移動(dòng)，從而帶動(dòng) 擋板的上翻和下翻,實(shí)現(xiàn)對(duì)水平傳送帶上中包的攔截控制見(jiàn)（圖 3-9） 。 中包自由滑落過(guò)程中的 90 度翻轉(zhuǎn)動(dòng)作依然由附圖 3-8 中的裝置實(shí)現(xiàn)。 方方 案案 四四 對(duì)水平傳送帶中中包下落的控制依然采用方案二中在水平傳送帶的水平延長(zhǎng)線(xiàn) 方向加裝一汽缸，憑借汽缸活塞前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)擋板的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水 平中包的攔截控制。 利用圖 3-11 的裝置實(shí)現(xiàn)中包在自由滑落過(guò)程中的自如轉(zhuǎn)角，此裝置與上幾個(gè) 方案的主要區(qū)別是，板件厚度較小，節(jié)約材料；且此裝置的弧型面更符合香煙運(yùn) 動(dòng)設(shè)計(jì)，有利于中包在下落過(guò)程中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角。 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 20 （表（表 3-2） 3.4.6 方案比較表：方案比較表： 方案方案優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)備注備注 方案一方案一 采用繼電器接觸 器才、控制系統(tǒng), 控制穩(wěn)定,且控制 系統(tǒng)成本較低. 1、中包攔截裝置 較復(fù)雜，制造 成本較高； 2、齒輪齒條運(yùn)動(dòng) 較為嚴(yán)格，較 難加工。 方案二方案二 1、采用氣壓裝置 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化； 2、氣壓傳動(dòng)遠(yuǎn)比 機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單； 3、氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 制造和使用都 比較方便； 4、轉(zhuǎn)角裝置可拆 分，便于加工。 1、氣壓傳動(dòng)效率 較低； 2、氣壓傳動(dòng)的運(yùn) 動(dòng)速度穩(wěn)定性 較差。 方案三方案三 1、采用氣壓裝置 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化； 2、氣壓傳動(dòng)遠(yuǎn)比 用機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn) 單； 3、氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 制造和使用都 比較方便； 4、轉(zhuǎn)角裝置可拆 分，便于加工。 1、包攔截裝置較 方案二中的攔 截裝置復(fù)雜了 一點(diǎn)，增加了 制造成本； 2、氣壓傳動(dòng)效率 較低； 3、氣壓傳動(dòng)的運(yùn) 動(dòng)速度穩(wěn)定性 較差。 方案四方案四 1、采用氣壓裝置 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 化 2、氣壓傳動(dòng)遠(yuǎn)比 機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單； 3、氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、 制造都比較方 1、氣壓傳動(dòng)的效 率較低； 2、氣壓傳動(dòng)的運(yùn) 動(dòng)速度穩(wěn)定性 較差。 轉(zhuǎn)角裝置上方為 敞開(kāi)著的，以利 于實(shí)施人為干擾， 防止中包在轉(zhuǎn)角 裝置中堵塞。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 便； 4、轉(zhuǎn)角裝置更適 合中包下落轉(zhuǎn) 角的要求，且 轉(zhuǎn)角裝置體壁 較以上方案中 都薄一些，節(jié) 約材料。 （表（表 3-3） 3.4.7 方案的選擇：方案的選擇： 綜上所述，通過(guò)對(duì)使用性能、技術(shù)性能、經(jīng)濟(jì)性能和其它因素的綜合考慮， 同時(shí)也考慮到其功能要求和完美化要求，故選擇方案四。 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 22 第四章、各部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇第四章、各部件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 4.14.1 擋板的設(shè)計(jì)：擋板的設(shè)計(jì)： 4.1.1 材料選擇材料選擇 考慮到產(chǎn)品是重量較輕，體積較小的香煙中包，以及其工作環(huán)境，對(duì)擋板 的強(qiáng)度和耐熱性要求不太高；故在考慮產(chǎn)品成本的情況下（參考機(jī)械工程師 手冊(cè)表 4.5-2 表 4.5-9）選擇有機(jī)高分子材料聚乙烯。 塑料名 稱(chēng) 代 號(hào) 密度 /g.cm-3 吸水 率 抗拉 強(qiáng)度 /MPa 拉伸 模量 /GPa 聚乙烯UNMWPE0.940.01 303 4 0.68 0.95 斷裂 伸長(zhǎng) 率 （%） 拉壓 強(qiáng)度 /MPa 抗彎 強(qiáng)度 /MPa 沖擊強(qiáng)度 懸臂梁缺 口/J.m-1 簡(jiǎn)支梁無(wú) 缺口 硬度 洛氏/布 氏 HR/HBS 成型 收縮 率 （%） 400 480 353 7 190200 KJ/M2 50HRR4.0 （表 4-1）聚乙烯基本參數(shù) 參考自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)設(shè)水平傳送帶為塑料帶，取其材料為聚氯乙烯，帶 寬取為 300MM 查機(jī)械工程師手冊(cè)此材料的摩擦系數(shù) =0.21 基本尺寸的確定： 已知中包高為 50mm；且設(shè)水平傳送帶寬為 300mm，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際 設(shè)計(jì)擋板長(zhǎng)為 470mm 檔板高為 50mm 擋板厚度為 25mm 4.1.2 擋板機(jī)構(gòu)的外型尺寸及相關(guān)說(shuō)明擋板機(jī)構(gòu)的外型尺寸及相關(guān)說(shuō)明 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 （圖（圖 4-1）擋板外型及尺寸）擋板外型及尺寸 相關(guān)說(shuō)明相關(guān)說(shuō)明 （1） 圖中所設(shè)計(jì)的圓弧支撐點(diǎn)可很好的減少接觸面積，保證運(yùn)動(dòng)的平 穩(wěn)。 （2） 采用工程塑料，可很好的降低擋板自重。 4.1.3 擋板機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算擋板機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算 假設(shè)：擋板在最多時(shí)候同時(shí)攔截 10 個(gè)中包 已知：聚乙烯材料的 E=0.95GPa 水平傳送帶摩擦系數(shù) =0.21 中包重為 m=0.29KG 所以其擋板的工作壓力 P=f=10mg=10 x0.21x0.29x9.8=5.9682N 假設(shè)某時(shí)工作壓力作用在擋板一端處如下圖所示： P L M： 彎矩方程式： M（X）=PX（0XL） 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 24 VB=PX2（3L-X）/6EI 2(3 ) 6 B PXLX V EI 擋板的最大擾度 材料的 E=0.95GPa I=bh3/12=25x503/12260417mm4 fBPL3/3EI=5.9682x2353x10-9/3x0.95x109x260417x10-12 fB0.001004mm 端截面轉(zhuǎn)角 B=PL2/2EI=5.9682x2352x10-6/2x0.95x109x260417x10-12 =0.0009rad 彎曲時(shí)的最大正應(yīng)力 max=Mmaxymax/IZ=5.9682x235x10-3x20 x10-3/260417x10-12 =1.22MPa 由上面的計(jì)算可明顯看出，擋板在中包的工作壓力作用下，最大擾度和轉(zhuǎn) 角均較小，且彎曲最大正應(yīng)力也小于擋板的許用應(yīng)力，故擋板符合強(qiáng)度要求。 擋板的質(zhì)量估算：擋板的質(zhì)量估算： M擋板=V=0.94X47X2.5X5=552.25g=5.5225X10-1 4.24.2 氣缸的選擇與計(jì)算氣缸的選擇與計(jì)算 4.2.1 氣缸類(lèi)型的選擇 根據(jù)所需要實(shí)現(xiàn)的功能要求，及其工作的環(huán)境情況，對(duì)氣缸的類(lèi)型進(jìn) 行合理的選擇。 功能要求： （1）要求活塞可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)； （2）活塞往返運(yùn)動(dòng)較為平凡； （3）在活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該減速，防止活塞撞擊缸端蓋。 據(jù)以上條件查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 22-1-16 選擇雙作用氣缸中的雙側(cè)緩沖式（氣缸的往返運(yùn)動(dòng)均由壓縮空氣來(lái)完成） 圖示如下： 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 （圖（圖 4-2）雙側(cè)緩沖式氣缸）雙側(cè)緩沖式氣缸 4.2.2 氣缸的安裝形式氣缸的安裝形式 氣缸的安裝形式是由氣缸裝配在機(jī)座和機(jī)板上的方式?jīng)Q定的，大體上可分 為固定形和搖動(dòng)形兩大類(lèi)。根據(jù)設(shè)計(jì)中所需要的形式選擇固定式。見(jiàn)下圖所示： 軸側(cè)角座型（LA）：最簡(jiǎn)單的安裝方法，用于輕負(fù)荷。 （圖（圖 4-34-3）軸側(cè)角座型安裝形式軸側(cè)角座型安裝形式 4.2.3 氣缸外徑計(jì)算及其壁厚氣缸外徑計(jì)算及其壁厚 因負(fù)載是動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 22-1-18 知?dú)飧椎乃俣葹?50500mm/s，氣缸的負(fù)載率為 50% 取 =50% 氣缸的負(fù)載率公式為 =100% f F X F F：為氣缸活塞桿受到的軸向負(fù)載力 Ff（FPU） ：為氣缸的理論輸出力 由上部分的計(jì)算已知 F=f=10mg=10 x0.21x0.29x9.8=5.9682N 氣缸的工作壓力為 P=8.56x102Pa F A 6 5.9682 6975 10 x 所以由負(fù)載率公式推力 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 26 Ff=11.94N 由氣壓傳動(dòng)及控制知在推力作功時(shí),活塞外徑按下公式確定： 4 f h nF D P n 為安全系數(shù)一般取 1.21.5 為效率系數(shù)一般取 0.80.85 P 為氣源壓力，采用低壓型 0.21.0Mpa 0.0276mm=27.6m 6 4 1.5 1.94 0.2 100.8 h xx D xxx 查GB 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)匯編GB/T234880 取缸筒內(nèi)徑為 32mm 所以活塞外徑取 32mm 一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比 /D1/10 氣缸缸筒承受壓縮空氣的壓力，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算： =DPP/2P 但通常按此公式計(jì)算出的壁厚通常是很薄的，加工比較困難，實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò) 程中一般都需要按照加工工藝要求，適當(dāng)增加壁厚，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)鋼管鋁金管 查表機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 22-1-56 選 4鋼無(wú)縫鋼管 查得壁厚為 4 mm 所以 =4mm 所以氣缸外徑為： D=Dh+2x4=40mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 22-1-20 得下表 缸 體工 作 壓 力/MPa0.10 推 力/N125.7 12 114.4 14 110.3 16 105.6 40 拉力/N活塞桿 18 100.2 （表（表 4-2）40 缸體選擇參照表缸體選擇參照表 4.2.4 活塞桿的設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度設(shè)計(jì)活塞桿的設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度設(shè)計(jì) 活塞桿承擔(dān)活塞輸出力的作用，因此它要求能承受受拉伸、壓縮、振動(dòng)等 載荷，并且有耐磨性和抗腐蝕性等。選取號(hào)鋼。 因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)中活塞桿所承受的載荷都較小，故活塞桿直徑的計(jì)算可用下式 來(lái)估算： d/D=0.20.5 因此設(shè)計(jì)中的工作壓力較?。?故參照表六選 d12mm 活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度為保證中包能順利下落，應(yīng)使氣缸與水平傳送帶邊緣 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 的距離保持適當(dāng)。 因中包的長(zhǎng)為mm 所以取180mmd 活塞桿的縱向彎曲強(qiáng)度在d 時(shí)一般按下式進(jìn)行校核 34 2 64 k mE d F L n AA A A A 式中 最大沖擊力， m 安裝條件系數(shù)，按氣壓傳動(dòng)及控制表-選取,取 1 4 m E 材料的彈性模量，鋼 E.x1011Pa L 活塞桿的計(jì)算長(zhǎng)度，m nk穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般取 =2708.9251N 3113 4 2 1 2.1 10(12 10 ) 4 64 0.20 6 xx F AAA AA 顯然 F 遠(yuǎn)小于 2708.925N，所以活塞桿的彎曲強(qiáng)度符合要求。 活塞桿的擾度 活塞桿在水平伸出時(shí)，成為懸臂梁狀態(tài)，活塞桿前端下垂。為避免因自重 引的下垂，可通過(guò)增設(shè)支點(diǎn)的辦法來(lái)解決。 （具體方法見(jiàn)裝配圖） 4.2.5 活塞的設(shè)計(jì)、計(jì)算活塞的設(shè)計(jì)、計(jì)算 活塞在產(chǎn)生推力時(shí)要在缸筒內(nèi)滑動(dòng)，有時(shí)要撞擊缸蓋，因此要求活塞即有 充分的強(qiáng)度，又要有良好的滑動(dòng)性能。 活塞常采用可鑄鐵做成整體結(jié)構(gòu)；一般活塞的密封采用 Y 型密封圈。 滑動(dòng)表面寬度一般取缸徑的。 1 5 1 4 滑動(dòng)表面寬度 Dh=()x40=810mm 1 5 1 4 取 Dh=10mm 4.2.6 緩沖行程的估算緩沖行程的估算 高速運(yùn)動(dòng)的活塞在行程終端要對(duì)缸蓋產(chǎn)生沖擊，引起振動(dòng)，嚴(yán)重的可使機(jī) 件變形或損壞。因此在長(zhǎng)行程和避免振動(dòng)的工作環(huán)境下，常要求具有緩沖裝置 的氣缸。簡(jiǎn)圖見(jiàn)下 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 28 （圖（圖 4-4）緩沖氣缸）緩沖氣缸 1、緩沖柱塞 2、單向閥 3、緩沖柱塞孔 4、節(jié)流閥 5、活塞桿 4.34.3 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 實(shí)現(xiàn)功能實(shí)現(xiàn)功能 實(shí)現(xiàn)中包在下滑過(guò)程中，漸近實(shí)現(xiàn)中包由水平放置到豎直放置的過(guò)程。 4.3.2 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)材料的選擇斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)材料的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為了減輕支架負(fù)擔(dān)應(yīng)盡量減輕轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的重量，且應(yīng)該便 于拆卸、搬運(yùn)，故采取重量較輕的樹(shù)脂材料，現(xiàn)擬選環(huán)氧樹(shù)脂塑料（EP） 。查 表得：=0.30.6 環(huán)氧樹(shù)脂塑料的有關(guān)參數(shù)（見(jiàn)下表）： 名稱(chēng)特性應(yīng)用舉例 酚醛塑料 （PE） 機(jī)械性能高，剛性大，冷流性小，耐 熱性很高，不易因溫度和濕度的變化 而變形，成型簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉 常用的為層壓酚醛塑料 和粉末狀壓塑料，有板 材、管材及棒料等。 （表（表 4-3）酚醛塑料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用）酚醛塑料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用 名 稱(chēng) 密 度 g/cm3 線(xiàn)脹系數(shù) 10-5/C 拉伸強(qiáng)度 MPa 變曲強(qiáng)度 MPa 壓縮強(qiáng)度 MPa 酚醛塑料1.62.01.52.524.5 58.898 沖擊強(qiáng)度 KJ/m2 拉伸彈性模 量 X10MPa 彎曲彈性模 量 X10MPa 布氏硬度 HBS 伸長(zhǎng)率% 疲勞強(qiáng)度 107次 3.430 抗剪強(qiáng)度 24.5 （表（表 4-4）酚醛塑料的物理及機(jī)械性能）酚醛塑料的物理及機(jī)械性能 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 4.3.3 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)傾斜角度的計(jì)算斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)傾斜角度的計(jì)算 由能量法計(jì)算： mg h f v0 v （圖（圖 4-5）中包在斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上受力）中包在斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上受力 2 2 0 2 1 cos 2 1 mvLmgmmgh v h 為中包下落的高度設(shè)計(jì)中 h=1500mm 為斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的摩擦系數(shù) =0.5 L 為中包下落的行程 L=h/sin 為中包在水平傳送帶上的速度設(shè) 0 vmin/10 0 mv v 為中包下落的末速度設(shè) v=20m/min 所以 2 2 0 2 2 vvgh gh arctg =26.45 為了方便計(jì)算和設(shè)計(jì)取 =30 度 4.3.4 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的外型設(shè)計(jì)斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的外型設(shè)計(jì) 為了使中包在下落過(guò)程中能很平滑的實(shí)現(xiàn)由水平到豎直的位置轉(zhuǎn)換，對(duì)轉(zhuǎn) 角機(jī)構(gòu)要設(shè)計(jì)一平滑過(guò)度的曲面實(shí)現(xiàn)中包轉(zhuǎn)角，其外型設(shè)計(jì)為一喇叭狀，斜 30 度放置于一支架上；且為了便于加工，將喇叭狀轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成左右兩快，通 過(guò)底部的 T 型槽實(shí)現(xiàn)連接組合。設(shè)計(jì)外型如圖所示： 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 30 （圖（圖 4-6）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)外型構(gòu)思圖）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)外型構(gòu)思圖 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 （圖（圖 4-7）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)相關(guān)尺寸）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)相關(guān)尺寸 4.3.5 相關(guān)說(shuō)明：相關(guān)說(shuō)明： （1） 、轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)采用工程塑料制造而成，質(zhì)量較輕。 （2） 、轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上方為開(kāi)口的，便于實(shí)施人為干擾，以防止在特殊情況下出現(xiàn) 堵塞現(xiàn)象。 （3） 、轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)加工應(yīng)采用數(shù)控編程。 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的質(zhì)量估算斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的質(zhì)量估算 M=V=3840g=3.84kg 11 1.6x3090200 25 xx 4.44.4 支架設(shè)計(jì)支架設(shè)計(jì) 此設(shè)計(jì)中的支架，主要有兩個(gè)，一個(gè)為為支撐氣缸而設(shè)計(jì)的支架，第二個(gè)是為 轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)而設(shè)計(jì)的支架。 4.4.1 支架應(yīng)滿(mǎn)足的基本條件支架應(yīng)滿(mǎn)足的基本條件 1）應(yīng)具有足夠的剛度和較高的剛度質(zhì)量比 2）應(yīng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性，包括較大的位移阻抗和阻尼；整機(jī)的 低階頻率較高，各階頻率不致引起機(jī)構(gòu)共振；不會(huì)因薄壁振動(dòng) 而產(chǎn)生噪聲。 3）熱穩(wěn)定性好，熱變形對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)影響小。 4）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 4.4.2 注意問(wèn)題注意問(wèn)題 （1）由上計(jì)算已知，斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)呈 30 度斜角放置，從 2500mm 的高 度降至 1000mm 的高度，實(shí)現(xiàn)落差為 1500mm； （2）由于氣缸放置在水平傳送帶的水平方向，由于落差較大（近 2500mm） ，為了降低支架高度，設(shè)計(jì)中應(yīng)將氣缸支架底座固定與 斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架上，而非地面； （3）斜面轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)底座應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)底座； （4）支架完全由焊接而成； （5）因轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)體積較大，且中包在下落過(guò)程中也會(huì)不斷撞擊轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)， 為使轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)在支架上平穩(wěn)放置，應(yīng)在轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的支架上設(shè)計(jì)相關(guān) 固定措施； 4.4.3 支架材料選擇支架材料選擇 支承件常用的材料有鑄件、鋼板和型鋼、天然花崗巖、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、 樹(shù)脂混凝土等。 比較選擇用鋼板型鋼結(jié)構(gòu)，選擇原因如下： 用鋼板和型鋼等焊接支承件，其特點(diǎn)是制造周期短，支承件可制成封閉結(jié) 構(gòu)，剛性好；便于結(jié)構(gòu)的改進(jìn)；鋼板焊接支承件固有頻率比鑄鐵高，在剛度要 求相同的情況下，采用鋼焊接支承件可比鑄鐵支承件壁厚減少一半，重量減少 20%30%。 當(dāng)然鋼板焊接結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是鋼板材料內(nèi)摩擦阻尼約為鑄鐵的 1/3，抗振性較 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 32 鑄鐵差，為提高抗振性能，可采用提高阻尼的方法來(lái)改善動(dòng)態(tài)性能。 故選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 25 號(hào)鋼 推薦熱處理 0C 牌號(hào) 試樣毛坯尺 寸 mm正火淬火回火 密度 g/cm3 25 25 100 101300 301500 9008706007.87.85 力學(xué)性能特性 b MPas MPas % % AK J 450 420 390 380 275 235 215 205 23 22 20 18 50 50 48 40 70 25 鋼的焊接性及冷應(yīng) 變塑性均高，無(wú)回火 脆性?xún)A向，用于制造 焊接設(shè)備。 （表（表 4-5）25 號(hào)鋼基本特性號(hào)鋼基本特性 4.4.4 氣缸支架的設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定氣缸支架的設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 （圖（圖 4-8）氣缸支架外型尺寸圖）氣缸支架外型尺寸圖 4.4.5 轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計(jì)及相關(guān)尺寸的確定 李云鵬：香煙中包包裝機(jī)中包傳送部分設(shè)計(jì) 34 （圖（圖 4-9）轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架外型尺寸圖）轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)支架外型尺寸圖 4.4.6 相關(guān)說(shuō)明相關(guān)說(shuō)明 圖 4-8 相關(guān)說(shuō)明： 圖中 1 處為設(shè)計(jì)的擋板支撐。是為防止活塞桿在水平伸出時(shí)，成為懸臂梁狀態(tài)， 而又因擋板自重使活塞桿前端下垂，為避免因自重引的下垂，故增設(shè)支點(diǎn)此支 撐；其中 10mm 寬，2.5mm 深的導(dǎo)軌與擋板上的圓弧支點(diǎn)想配，以減少在行程 過(guò)程中的摩擦。 圖中 2 處為氣缸放置位置，為了保證氣缸的平穩(wěn)放置，特設(shè)計(jì)一凸臺(tái)面，并對(duì) 凸臺(tái)面提出一定的粗糙度要求，以此來(lái)保證氣缸在支架上的平穩(wěn)而穩(wěn)固的放置。 圖 4-9 有關(guān)說(shuō)明 圖中 1 處是為轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的凹槽，可將轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)扣入凹槽中，從而可初步保 證轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)放置的平穩(wěn)。 圖中 2 處是在凹槽的側(cè)面設(shè)計(jì)幾個(gè)螺紋孔，于轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)上的螺紋孔對(duì)應(yīng)，從而 起到對(duì)轉(zhuǎn)角機(jī)構(gòu)的加強(qiáng)固定的作用，為保證較好的螺栓固定，對(duì)其相應(yīng)表面提 出一定的粗糙度要求。 圖中 3 處為是為將氣缸支架在轉(zhuǎn)角支架上固定而特別設(shè)計(jì)的伸出部分，氣缸支 架在此部分上與轉(zhuǎn)角支架實(shí)現(xiàn)固定。 4.4.7 兩支架相關(guān)技術(shù)要求兩支架相關(guān)技術(shù)要求 1、去除毛刺飛邊； 2、所有需要進(jìn)行涂裝的鋼鐵制件表面在涂漆前，