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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）2009 屆題 目三邊袋包裝機(jī)封合切斷裝置設(shè)計(jì)專 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) 學(xué)生姓名 富佳慧 學(xué) 號(hào) 0903130207 指導(dǎo)教師 徐躍增 完成日期 2011 年 5 月 2三邊袋包裝機(jī)封合切斷裝置設(shè)計(jì)摘 要：本畢業(yè)設(shè)計(jì)所研究的內(nèi)容是一種全自動(dòng)連續(xù)式制袋裝置。這一類機(jī)器廣泛運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)中，可以包裝各類生活物品，生產(chǎn)物品。其工作原理是、薄膜材料經(jīng)過多根導(dǎo)輥引入象鼻式的成型器，在成型器作用下薄膜材料被卷成圓筒形狀，接著被逆向回轉(zhuǎn)一對(duì)縱封滾輪加熱加壓后封合在一起?？v封滾輪除將薄膜封合在一起作用外，還要將薄膜的向下送。被包裝物料通過計(jì)量裝置定量由下料槽與成型器內(nèi)壁組成充填筒導(dǎo)入塑料袋內(nèi)。橫封裝置將袋子上下封口，封住橫封時(shí)回轉(zhuǎn)軸線與縱封時(shí)回轉(zhuǎn)軸線平行，封好口連續(xù)的袋通過旋轉(zhuǎn)切刀和固定切刀從接觸并將包裝切斷分開，最后得到三邊封口包裝袋。本研究主要包括顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成顆粒包裝機(jī) L 型封合切斷裝置設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：封口機(jī)，制袋，包裝，成型器，L 型封合切斷I目錄第一章 緒論 .11.1 選題意義 .11.2 國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) .11.3 研究?jī)?nèi)容 .3第二章 顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)的設(shè)計(jì) .42.1 總體方案設(shè)計(jì) .42.1.1 功能要求和適用范圍 42.1.2 工藝 分析 42.1.3 主要構(gòu)成及工作原理 52.1.4 工作循環(huán)圖編制 52.1.4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作配合 .62.1.4.2 執(zhí)行構(gòu)件的行程時(shí)間與速度 .62.1.4.3 繪制工作循環(huán)圖 .72.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .93.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 .93.2 分配軸轉(zhuǎn)速確定 .103.3 電機(jī)到主輸送帶裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì) .103.3.1 第一級(jí)傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì) .103.3.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速箱的計(jì)算 113.3.2.1 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 .123.3.2.2 選擇材料 .123.3.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) .123.3.2.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 .133.3.2.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .133.3.2.6 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 .143.3.2.7 傳動(dòng)效率的計(jì)算 .143.3.2.8 蝸輪蝸桿最小軸徑的確定 .143.3.3 第三級(jí)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 153.3.4 主傳送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 163.3.4.1 主傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 [1]163.3.4.2 計(jì)算主傳送帶的牽引力 F[6] 173.3.4.3 驗(yàn)算主鏈條輸送裝置的功率 .183.4 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .193.4.1 軸力的計(jì)算分析 193.4.2 校核軸的強(qiáng)度 20第四章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) .224.1 熱封裝置 .224.1.1 驅(qū)動(dòng)形式、封口形式的選擇 224.1.2 熱封裝置的設(shè)計(jì) 224.2 凸輪的研究設(shè)計(jì) .23第五章 其他零件的選用 .25II5.1 切斷裝置 .255.2 供送裝置 .255.3 制袋成型裝置 255.4 傳袋裝置 265.5 計(jì)量裝置 26結(jié) 論 .27參 考 文 獻(xiàn) .28致 謝 .29附 錄 .30浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)1第一章 緒論1.1 選題意義包裝機(jī)械是能完成全部或部分產(chǎn)品，商品包裝過程機(jī)械。包裝過程還包括充填、裹包、封口主要工序，以及其相關(guān)前后工序，如清洗、堆碼拆卸等。此外，包裝包括計(jì)量和在包裝件上蓋印工序。使用機(jī)械包裝的產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，從而適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)需要，并滿足清潔衛(wèi)生要求。顆粒物料包裝機(jī)，當(dāng)采用包裝材料的塑料袋已經(jīng)被制成袋時(shí)，通常封口方式將灌裝好袋輸送到另外封口機(jī)上再進(jìn)行封口。這一封口的方式不僅在封口工位需要另設(shè)一名操作人員，并從灌裝到封口輸送也較很不便。所以，需要開展顆粒物料三邊封口袋成型-充填- 封口包裝機(jī)封合切斷裝置設(shè)計(jì)，完善封口方式不足 [1]。1.2 國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)美國(guó)是世界上包裝機(jī)械歷史較長(zhǎng)國(guó)家，已形成了獨(dú)立完整包裝機(jī)械體系，其品種和產(chǎn)量居世界之首。10 多年來，美國(guó)始終保持世界最大包裝機(jī)械生產(chǎn)及消費(fèi)大國(guó)的地位。產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械和計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，機(jī)電一體化控制。新型機(jī)械產(chǎn)品以成型、填充、封口三種機(jī)械增長(zhǎng)最快，裹包機(jī)，薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額 15%，紙盒封盒包裝機(jī)市場(chǎng)占有率中居第二位。從上世 90 年代初以來，美國(guó)包裝機(jī)械業(yè)保持著良好發(fā)展勢(shì)頭。 美國(guó)包裝機(jī)械市場(chǎng)在全球首屈一指的，各種包裝機(jī)械主要內(nèi)銷，1998 美國(guó)包裝機(jī)械國(guó)內(nèi)消占 82%，出口只占產(chǎn)值 18%，但出口額大。美國(guó)包裝機(jī)械的制造廠大部分屬于大型包裝材料廠，銷售完全依賴母公司。日本同美國(guó)、德國(guó)相比，起步較晚。上世紀(jì) 60 年代前，包裝的機(jī)械廠家不足 60 家，只能包裝糖果、香煙。60-70 年代，日本包裝的機(jī)械業(yè)起步階段，其產(chǎn)值增長(zhǎng)速度很快。70-80 年代，增長(zhǎng)速度不如上一階段高，年增長(zhǎng)率仍達(dá) 13%。80-90 年代穩(wěn)定增長(zhǎng)分階段，將微電子技術(shù)成功應(yīng)用于包裝機(jī)械控制，以后將光導(dǎo)纖維技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用包裝機(jī)械，達(dá)到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率水平，大大提高了國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，從上世紀(jì) 60 年代 90 年代初，日本包裝的機(jī)械工業(yè)連續(xù) 30 多年的高速增長(zhǎng)，經(jīng)歷了引進(jìn)--消他 --發(fā)展過程。中國(guó)成為繼加拿大、墨西哥、日本、英國(guó)、德國(guó)之后，包裝機(jī)械的第 6 大的出口市場(chǎng) [2]。 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械廠家擁有專業(yè)研究的開發(fā)廠家很少，這是我國(guó)的不足之處。但國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械廠家在不斷努力下國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能方面有了不錯(cuò)成就,特別是啤酒、飲料灌裝等設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好的特點(diǎn)。還有食品包裝機(jī)的技術(shù)上大幅改進(jìn)，機(jī)電一體化出現(xiàn)，使自動(dòng)化包裝機(jī)的設(shè)備需求激增，未來數(shù)年的各種食品包裝機(jī)械需求都將快速增長(zhǎng)。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)2a 量杯式 b 計(jì)量泵式c 螺桿式 d 單件計(jì)數(shù)式圖 1-2 充填計(jì)量計(jì)數(shù)示意圖我國(guó)包裝機(jī)械品種已經(jīng)可以滿足人們的目前要求。如充填機(jī)，我國(guó)有十幾種類型。按計(jì)量原理和充填方法的不同，其充填機(jī)分為：容積式充填機(jī)、稱重式充填機(jī)、計(jì)數(shù)式充填機(jī)圖 1-2 d、灌裝機(jī)、重力式充填機(jī)、推入式充填機(jī)、拾放式充填機(jī)等。其中容積式充填機(jī)可分為量杯式充填機(jī)圖 1-2 a、計(jì)量泵式充填機(jī)圖 1-2 b、螺桿式充填機(jī)圖 1-2 c、插管式、充填機(jī)、料位式充填機(jī)、定時(shí)式充填機(jī)等 [3]。包裝機(jī)械是能完成全部或部分產(chǎn)品，商品包裝過程機(jī)械。包裝過程還包括充填、裹包、封口主要工序，以及其相關(guān)前后工序，如清洗、堆碼拆卸等。此外，包裝包括計(jì)量和在包裝件上蓋印工序。使用機(jī)械包裝的產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，從而適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)需要，并滿足清潔衛(wèi)生要求。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)3顆粒物料包裝機(jī)，當(dāng)采用包裝材料的塑料袋已經(jīng)被制成袋時(shí)，通常封口方式將灌裝好袋輸送到另外封口機(jī)上再進(jìn)行封口。這一封口的方式不僅在封口工位需要另設(shè)一名操作人員，并從灌裝到封口輸送也較很不便。所以，需要開展顆粒物料三邊封口袋成型-充填- 封口包裝機(jī)封合切斷裝置設(shè)計(jì)，完善封口方式不足 [4]。1.3 研究?jī)?nèi)容其目標(biāo)是生產(chǎn)能力 50~80 袋/分,袋長(zhǎng) 120~140mm，且極少出現(xiàn)封口不牢固或有燒結(jié)、氣泡現(xiàn)象，袋子表面平整，不出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：1.包裝材料傳送裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：連續(xù)運(yùn)動(dòng)，卷筒包裝材料，通過輸送輥、壓紙輥和牽引輥勻速輸送一個(gè)包裝袋的長(zhǎng)度后，進(jìn)行充填、封口。2.傳袋裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：連續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)包裝材料傳送裝置連續(xù)輸送。封口裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：連續(xù)運(yùn)動(dòng)，包裝材料與物料連續(xù)輸送，完成一個(gè)袋的輸送后，封口裝置勻速運(yùn)動(dòng)完成封口，包裝袋切斷后，勻速運(yùn)動(dòng)回到原位。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)4第二章 顆粒制袋- 充填-封口包裝機(jī)的設(shè)計(jì)通過對(duì)顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)及整機(jī)公藝分析，繪制工作循環(huán)圖，分別對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)及執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.1 總體方案設(shè)計(jì)按照功能要求，對(duì)顆粒制袋-充填- 封口包裝機(jī)進(jìn)行了工藝分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)編制工作循環(huán)圖，在使執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間得到了緊密配合。2.1.1 功能要求和適用范圍1.功能要求能夠自動(dòng)的完成成型、計(jì)量、充填、封合和分切等工序，達(dá)到生產(chǎn)要求。2.適用范圍根據(jù)對(duì)市場(chǎng)包裝機(jī)的種類及性能的調(diào)查結(jié)合現(xiàn)有樣機(jī)類型，本研究包裝機(jī)適用范圍如下：（1）包裝材料：防潮玻璃紙、聚乙烯/尼龍、紙/ 聚乙烯、聚酯 /鋁箔/聚乙烯、聚酯/聚丙烯等。（2）包裝物料：小顆粒物品和不易粘附粉狀物品包裝，如化肥、種子、麥片、砂糖、味精、豆粉、豆奶、芝麻糊、米粉、醫(yī)藥、化工原料、茶葉等。（3）包裝規(guī)格：包裝袋 長(zhǎng) 50～120mm；寬 60～120mm；計(jì)量范圍 5～50g。（4）生產(chǎn)能力：55～80 袋/分鐘。（5）整機(jī)功率：1.2KW。2.1.2 工藝分析機(jī)器類型選擇如下：1.工位分為單工位，多工位。單工位包裝機(jī)所有包裝操作集中在一個(gè)工位上完成，一件物品完成全部的包裝并輸出之后，下一件物品才能進(jìn)入到機(jī)器才開始包裝。多工位的包裝機(jī)，物品輸入到輸出，必須要經(jīng)過多個(gè)工位，而且在不同工位上依次完成了各個(gè)包裝的操作。由于顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)包裝過程比較的復(fù)雜，需要較多執(zhí)行機(jī)構(gòu)（供料、計(jì)量、充填、封口、切斷等） ，包裝的操作分散在不同的工位上同時(shí)進(jìn)行，及能夠提高生產(chǎn)效率的，所以選擇多工位的 [5]。2.運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)形式分為間歇運(yùn)動(dòng)及連續(xù)運(yùn)動(dòng)。間歇運(yùn)動(dòng)是物品由一個(gè)工位轉(zhuǎn)移另一個(gè)工位做間歇步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，是主要包裝操作的可在物品靜止時(shí)完成的。一般適用執(zhí)行的機(jī)構(gòu)比較多機(jī)器，但慣性力和沖擊現(xiàn)象是不利于提高生產(chǎn)率的。連續(xù)運(yùn)動(dòng)物品和傳送系統(tǒng)均做連續(xù)的等速運(yùn)動(dòng)。包裝機(jī)進(jìn)行工作之時(shí)，各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)并行工作，這樣既能夠提高生產(chǎn)率的，縮短生產(chǎn)周期的，也能減小機(jī)器的空間。根據(jù)分析，本設(shè)計(jì)是采用間歇式運(yùn)動(dòng)的 [6]。3.單頭型和多頭型浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)5特指連續(xù)運(yùn)動(dòng)的多工位包裝機(jī)完成同一包裝的操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)目。每一物品包裝的操作都依次經(jīng)過所有的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，稱為單頭連續(xù)運(yùn)動(dòng)；完成同一包裝操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)有多個(gè)稱為多頭連續(xù)運(yùn)動(dòng)的多工位包裝機(jī)。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的種類較多時(shí)，為減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)目，應(yīng)宜于選用單頭型 [7]。綜上分析，本課題的研究的包裝機(jī)應(yīng)采用多工位的、單頭間歇運(yùn)動(dòng)型。2.1.3 主要構(gòu)成及工作原理1.主要構(gòu)成顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)是由動(dòng)力系統(tǒng)（電機(jī) 1） 、傳動(dòng)系統(tǒng)（分配軸 7、傳動(dòng)軸） 、執(zhí)行系統(tǒng)（空氣凈化器 2、傳袋裝置 3、L 型熱封裝置 5、成型裝置 6、傳送裝置 8、計(jì)量裝置 10、細(xì)供料裝置 11、粗供料裝置 12）和控制系統(tǒng)組成的。2.工作原理工作時(shí)，是由供料裝置 11、12 把物料（粉粒、顆粒等）送入顆粒制袋-充填- 封口包裝機(jī)料倉(cāng)后，計(jì)量裝置 10 將完成定量物料送入到制袋成型裝置 6，同時(shí)通過包裝材料經(jīng)薄膜傳送裝置 8 引入成型器的卷繞成筒狀， L 型熱封裝置 5 在完成縱向封口和包裝袋頂封下的一個(gè)袋底面封口的，成為兩道焊縫。由于下料的通道被包裝袋裹住后，縱封封合就可直接袋內(nèi)填充物料，隨之拉袋裝置 3 移動(dòng)一個(gè)工位完成頂封的封口，用切刀切斷并完成包裝工序，見圖 2-1[8]。1-電機(jī) 2-空氣凈化器 3-傳袋裝置 4-除靜電裝置 5- L 型熱封裝置 6-成型裝置 7-分配軸 8-傳送裝置 9-薄膜 10-計(jì)量裝置 11-細(xì)供料裝置 12-粗供料裝置圖 2-1 粉粒制袋-充填- 封口包裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖2.1.4 工作循環(huán)圖編制包裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是多樣的，使其能夠自動(dòng)可靠完成包裝的操作，每個(gè)執(zhí)行機(jī)浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)6構(gòu)都必需按給定規(guī)律運(yùn)動(dòng)，且它們之間動(dòng)作必須協(xié)調(diào)配合的，按一定程序依次完成的。為了保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作能夠按工作的要求取得密切配合，盡量縮短運(yùn)動(dòng)的循環(huán)周期時(shí)間，完成包裝的并提高生產(chǎn)率的，所以要編制工作循環(huán)圖的。2.1.4.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作配合本機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要為包裝材料的傳送裝置 8，傳袋裝置 3，計(jì)量裝置 10， L 型熱封裝置 5，見圖 2-1。包裝材料的傳送裝置：間歇運(yùn)動(dòng)，卷筒包裝材料，通過輸送輥、壓紙輥及牽引輥勻速輸送一個(gè)包裝袋長(zhǎng)度后，停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)再充填、封口。傳袋裝置：間歇運(yùn)動(dòng)，當(dāng)包裝材料的傳送裝置輸送一個(gè)袋長(zhǎng)之后，由滾輪傳送包裝材料到下移一個(gè)袋距后停止運(yùn)動(dòng)。計(jì)量裝置：連續(xù)運(yùn)動(dòng)，送料，粗計(jì)量和細(xì)計(jì)量同步工作，在包裝材料完成封口，物料的充填完全。封口裝置：間歇運(yùn)動(dòng)，包裝材料和物料輸送時(shí)，在開狀態(tài)停止時(shí)，完成一個(gè)袋輸送后，封口裝置的勻速運(yùn)動(dòng)完成封口時(shí)，在封口期間的停留時(shí)間，包裝袋切斷，勻速運(yùn)動(dòng)回到原位。各執(zhí)行構(gòu)件之間動(dòng)作應(yīng)該相互協(xié)調(diào)的，運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)盡量重疊，便于縮短運(yùn)動(dòng)的周期，提高生產(chǎn)率的 [9]。2.1.4.2 執(zhí)行構(gòu)件的行程時(shí)間與速度對(duì)于各個(gè)包裝操作工藝時(shí)間和許用速度、加速度，當(dāng)前缺少確切數(shù)據(jù)。一般認(rèn)為這種間歇送紙?jiān)S用速度可取 0.5m／s，執(zhí)行構(gòu)件平均運(yùn)動(dòng)速度達(dá) 0.45-0.5m／s；如果速度的過高，機(jī)器工作不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)故障，包裝質(zhì)量下降。參照這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間 [10]。在包裝機(jī)中，對(duì)于具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說，完成一個(gè)包裝件全部工作運(yùn)動(dòng)及空程運(yùn)動(dòng)（包括停止）時(shí)間是該執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期，簡(jiǎn)稱為運(yùn)動(dòng)周期 。dT通常包括三部分組成：（2-dsxpT??2）sT—工作運(yùn)動(dòng)時(shí)間；x—空程運(yùn)動(dòng)時(shí)間； p—停止時(shí)間。本研究分配軸 7 旋轉(zhuǎn)一圈為運(yùn)動(dòng)周期。根據(jù)本機(jī)適用范圍和要求，生產(chǎn)能力 55～80 袋/分，袋長(zhǎng) 50～120mm 。1.分配軸當(dāng)生產(chǎn)能力 55 袋/分時(shí)，旋轉(zhuǎn)一圈工作時(shí)間 60/55=1.1s；當(dāng)生產(chǎn)能力 80 袋/分時(shí)，旋轉(zhuǎn)一圈工作時(shí)間 60/80=0.75s。2.薄膜傳送裝置間歇傳送，工作時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，傳送速度 O.5m／s，當(dāng)薄膜前進(jìn) 50mm 時(shí)，需要時(shí)間0.05/0.5=0.1s；薄膜前進(jìn) 120mm 時(shí)，需要時(shí)間 0.12/0.5=0.24s。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)73.拉袋裝置間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，取運(yùn)動(dòng)平均速度 0.5m/s，當(dāng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)周長(zhǎng) 50mm 時(shí)，需要時(shí)間0.05/0.5=0.1s；當(dāng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)周長(zhǎng)為 120mm 時(shí)，需要時(shí)間 0.12/0.5=0.24s；傳袋軸工作，離合器通電，所以需要時(shí)間 0.1s～0.24s；制動(dòng)器通電時(shí)間為分配軸旋轉(zhuǎn)時(shí)間和離合器通電之差0.65s～ 0.86s。4.計(jì)量裝置連續(xù)運(yùn)動(dòng)，物料在計(jì)量料斗行程為 130mm，計(jì)量料斗內(nèi)開始下料到封口處行程為370mm，由重力向下填充，則（2-1 ）20.13.6st sg???.7.28t考慮下料過程中受到摩擦，所以物料在稱重階段流動(dòng)時(shí)為 0.2s，充填階段流動(dòng)時(shí)間0.3s。5.封口裝置在進(jìn)行封口運(yùn)動(dòng)時(shí)，行程 35mm，速度 0.15m/s，需要時(shí)間為 0.035/0.15=0.23s2.1.4.3 繪制工作循環(huán)圖根據(jù)初步擬定運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)作配合，繪制了工作循環(huán)圖。對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)，將執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)同時(shí)間關(guān)系轉(zhuǎn)換為同分配軸轉(zhuǎn)角關(guān)系。本研究選取直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)的循環(huán)圖，取水平軸則表示一個(gè)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)周期，各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在此周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀況分別為表示出來的。在圖中直線表示運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，水平直線則表示靜止，連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)。如圖 2-2 所示，由粉粒制袋-充填- 封口包裝機(jī)分配軸是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)周期是為分配軸旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)間。表示了一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期為 1.1s 內(nèi)，袋長(zhǎng) 120mm 時(shí)，各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及工作程序。各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)間轉(zhuǎn)換成分配軸的所對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度的。計(jì)量裝置，稱重斗下料需藥分配軸旋轉(zhuǎn) 60°（0.2s） ，進(jìn)行稱重需要分配軸旋轉(zhuǎn) 90°；打開料斗在進(jìn)行充填下料需要分配軸旋轉(zhuǎn) 90°(0.3s),關(guān)上料斗需要分配軸旋轉(zhuǎn) 90°。在計(jì)量裝置的完料后，對(duì)應(yīng)分配軸旋轉(zhuǎn) 180°，要包裝封口裝置也已進(jìn)行封合。橫封裝置及縱封裝置運(yùn)動(dòng)是同步，其進(jìn)程需要分配軸旋轉(zhuǎn) 70°，封口時(shí)間分配軸旋轉(zhuǎn)130°，回程時(shí)間為 70°。橫封裝置進(jìn)行封口分配軸旋轉(zhuǎn) 160°，在 160°～290°時(shí)，進(jìn)行封合工作時(shí)，在 290°時(shí)，完成了切斷工作。拉袋裝置，在橫封裝置在完成切斷后，進(jìn)行拉袋動(dòng)作時(shí)，需要分配軸旋轉(zhuǎn) 84°（袋長(zhǎng)140mm） ，為 290°～374° 。包裝材料供送時(shí)，工作時(shí)間需要分配軸旋轉(zhuǎn) 84°，在拉袋裝置工作之前動(dòng)作時(shí)，工作時(shí)間 206°～290°。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)8圖2-2 工作循環(huán)圖2.2 動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括安排動(dòng)力機(jī)、變速和調(diào)速裝置、傳動(dòng)裝置、操縱和控制裝置和輔助裝置的位置。（1）采用電動(dòng)機(jī)、減速器組合驅(qū)動(dòng)裝置，通過齒輪及皮帶輪進(jìn)行動(dòng)力傳送；（2）采用齒輪減速電動(dòng)機(jī)，在通過齒輪將及皮帶輪進(jìn)行動(dòng)力的傳送通過努力比對(duì)及成本估計(jì)，采用第二種方案。第二種方案不僅降低成本，同時(shí)也降低對(duì)空間要求。通過類比的調(diào)查法，確定本包裝機(jī)應(yīng)選擇 JY2B-4 單相異步電動(dòng)機(jī)。額定功率0.55KW，額定轉(zhuǎn)速 1400R/MIN，電壓 220V，最大轉(zhuǎn)矩 3.75N·m。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)9第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)是將電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過分配軸，傳遞給拉袋裝置及熱封裝置等。根據(jù)包裝工藝，工作循環(huán)的過程可知，主要裝置傳動(dòng)要求如下：1.物料充填周期和包裝袋尺寸相適應(yīng)。充填周期在要求滿足最大包裝袋的尺寸，下料時(shí)，物料充填速度要和供送材料速度一致。2.保證包裝袋切斷時(shí)，物料充填要進(jìn)行下一個(gè)周期。3.橫封裝置在兩袋之間中間位置的熱封并切斷。需要適當(dāng)調(diào)整運(yùn)動(dòng)的周期，以符合包裝袋的尺寸和計(jì)量改變。4.包裝材料牽引輥和傳袋裝置滾輪運(yùn)動(dòng)要在保證材料在整個(gè)工作的循環(huán)過程中有適宜的張緊力，并且運(yùn)動(dòng)的速度要和包裝袋長(zhǎng)度相適應(yīng) [11]。3.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 3-1 a 所示分配軸傳動(dòng)圖，電動(dòng)機(jī) 1 通過帶傳動(dòng)蝸輪蝸桿減速器 2，減速器通過分配軸 8 動(dòng)力輸出。分配軸上裝空氣凈化器凸輪 3、4 ，驅(qū)動(dòng)傳袋軸偏心盤 5，熱封凸輪6、7，偏心盤 5 還驅(qū)動(dòng)傳袋裝置 9 間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖 3-1b 所示為傳袋軸的傳動(dòng)圖，傳袋軸 7 通過分配軸上偏心盤 5 驅(qū)動(dòng)，通過離合器 1 和制動(dòng)器 2 控制，傳袋軸上裝有齒輪 3，齒輪 3 與齒輪 4 嚙合，帶動(dòng)傳袋滾輪 5 運(yùn)動(dòng)。a 分配軸傳動(dòng)圖 b 傳袋軸傳動(dòng)圖1-電動(dòng)機(jī) 2-減速器 3、4- 空氣凈化器凸輪 5-偏心盤 1-電磁制動(dòng)器 2-電磁離合器 3-大齒輪6、7-熱封凸輪 8-分配軸 9-傳袋裝置 4、5- 傳袋輪 6-小齒輪 7-傳動(dòng)軸圖3-1 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)103.2 分配軸轉(zhuǎn)速確定要求包裝機(jī)生產(chǎn)能力 55～80 袋/ 分鐘，確定分配軸 8 轉(zhuǎn)速可在 55～80 r/min 范圍內(nèi)作無級(jí)的調(diào)解。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1400r/min，總傳動(dòng)比 i ：i=1400/(55～80)＝17.5～25.5電動(dòng)機(jī)到分配軸降速比應(yīng)能在 17.5～25.5 范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)。為此采用兩級(jí)降速，第一級(jí)用寬三角帶的無級(jí)變速，第二級(jí)是采用蝸輪蝸桿降速。電機(jī)與減速器傳動(dòng)比 1i1:=4i??減電 機(jī)蝸輪減速箱傳動(dòng)比 2250減減速箱與主軸間傳動(dòng)比 3i311:Z:2:i減主軸轉(zhuǎn)速及傳動(dòng)帶上的線速度1232=40i40.57/minr?????軸/(6).7/(61)0.36.63/Vdn ss??每分鐘 30 袋，那么袋子間距離： ./2L3.3 電機(jī)到主輸送帶裝置的傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.3.1 第一級(jí)傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)1）確定帶計(jì)算功率 caP由表 8-6[1]查得帶工作情況系數(shù)為 ，故1.AK?(3-1) 809cw?2） 選取窄 V 帶的帶型根據(jù) 、 由圖 8-9 確定是選用 SPZ 型。ca1n3） 確定帶輪基準(zhǔn)的直徑由表 8-3 和表 8-7 取主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑為 。163dm?根據(jù)式（8-15） ，2121dni??，從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑為 。2(3-2)214635di??根據(jù)表 8-7，取 。m50按式 111/(6)/(0).14630/(1)4.68/pdVdnn ms????????(3-3)2124.8/0ps所以帶速度合適。4） 確定窄 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度及傳動(dòng)中心距浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)11根據(jù) ，初步確定中心距為 。120120.7()()dda???04am?根據(jù)下式計(jì)算所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ?? 221'0210 563()402=16.9m4dddLa???? ??????? ??? ?（ ）（ ）(3-4) 由表 8-2 選帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 。dLm則按式（8-21）計(jì)算實(shí)際中心距 a(3-5)'014036.942.2da m??????圓整取 45） 驗(yàn)算主動(dòng)輪上包角 1?由式（8-6）得 00 0021 2563857.87.15.324da?????????(3-6)主動(dòng)輪上包角合適。6）計(jì)算窄 V 帶根數(shù) Z由 ??0caLPK????(3-7)又 、 、 ,查表 8-5a 及表 8-6b 得14/minnr163d4i?0.2kwP查表 8-8 得 包角的系數(shù) ，查表 8-2 得長(zhǎng)度的系數(shù) ，則.9??12.70pm???.18.2435.9Z??取 Z=1 根。7） 計(jì)算預(yù)緊力 0F由2.51capqvvzK?????????(3-8)查表 8-4 得 ，故.6/qkgm20.8.50.64183.049N? ?????????? ???? ?8） 計(jì)算作用軸上的壓軸力為(3-9)010 .2sin23.7sin5.pFZ??3.3.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速箱的計(jì)算蝸桿所在軸為Ⅰ： , ，傳動(dòng)比為17/mir18.96172.8dpw????，50i?浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)12傳動(dòng)不反向，工作載荷穩(wěn)定，設(shè)計(jì)壽命為 。120hL?3.3.2.1 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型根據(jù) GB/T10085—1988 推薦，采用漸開線式蝸桿（ ZI） 。3.3.2.2 選擇材料考慮到本設(shè)計(jì)中蝸桿傳動(dòng)傳遞功率不大，速度比較低，蝸桿用 45 鋼。因希望效率較高些賴磨性好，蝸桿螺旋齒面需要淬火，硬度為 45—55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，輪芯用灰鑄鐵HT100 制造。3.3.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) [14]根據(jù)閉齒蝸輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再較核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式（2-12） ，傳動(dòng)中心距 ??232EHZaKT?????????(3-10)1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩按 ，取效率 ，則Z?0.8?(3-11)36622 172.80.9.51959405PT Nmn??????2）確定載荷系數(shù) K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷的分布不均系數(shù)為 ；選使用系數(shù)為 ；1K? 1.5AK?由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取重載荷系數(shù)為 ；則.0V?(3-12)1.52ABV??3）確定彈性影響系數(shù) EZ因選用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P 蝸輪與鋼蝸桿相配， 。 1260EZMPa4）確定接觸系數(shù) ?假使蝸桿分度圓直徑 和傳動(dòng)中心距 a 比值 ，從圖 11-18 中可查得1d1.35d?。2.9Z??5）確定許用接觸應(yīng)力 ??H?根據(jù)蝸輪材料鑄錫磷青銅 ZCuSu10P,金屬模鍛造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，可從表11-7 中查得蝸輪基本許用應(yīng)力 。則應(yīng)力環(huán)次數(shù)為 (3-13)727014506012621.085hNjnL?????壽命系數(shù)為 87.HK?浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)13則 ??'1268HNHKMPa????6）計(jì)算中心距 230.9.946.3am????????取中心距 ，因 ，故可模數(shù) ，蝸桿分度圓直徑為 。80m5i .5130dm?這時(shí) 從圖 11-18 中可查得接觸系數(shù) 。因?yàn)?，上述計(jì)算結(jié)果1/.375da?'Z??'Z??可用。3.3.2.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸1）蝸桿 軸向齒距 ；直徑系數(shù) ；齒頂直徑 ，7.854aPm??12q?1235adm??齒根圓直徑 ；12fd?分度圓導(dǎo)程角 ；蝸桿軸向齒厚 。0''rctn9Zq?????? 0.56.8as?2）蝸輪蝸輪齒數(shù) ；變位系數(shù) ；251?122.daxm???驗(yàn)算傳動(dòng)比 ，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為 。1zi 502.%?蝸輪分度圓直徑 2.17.dzm??蝸輪喉圓直徑 2523.5aah??蝸輪齒根圓直徑 2.1ff??蝸輪咽喉母圓半徑 2218032.57gardm??3.3.2.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度??21.53aFFFKTYdm????(3-14)當(dāng)量齒數(shù) (3-15)??2351.cosVzr?根據(jù) 20.5x??， 21.Vz，從圖中可查得齒形系數(shù) 2.7aFY?。螺旋角系數(shù) (3-16)004.61.9Y????浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)14許用彎曲應(yīng)力 ??'FFNK??A從表 11-8 中查得由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力 。??'56FMPa??壽命系數(shù) 69710.893.FNK?????5.0FPa?而實(shí)際彎曲強(qiáng)度 1.3247.9648.507.F M???彎曲強(qiáng)度滿足條件。3.3.2.6 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定由蝸輪蝸桿傳動(dòng)情況，選用 8 級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f。則 1）蝸桿軸向齒距極限偏差為 ，蝸桿軸向齒距累計(jì)公差為0.14pxfm??，蝸桿齒行公差為 。0.25pxLfm?2f2） 蝸輪齒距累積公差為 ，蝸輪齒圓徑向跳動(dòng)公差為 ，蝸.6pF0.5rFm?輪齒形公差為 ，蝸輪齒距極限偏差為 。2.014f 0.2ptf?3.3.2.7 傳動(dòng)效率的計(jì)算滑行速度 (3-17)3110''371./cos6cos459Vdnsr????故采用下置蝸桿。此時(shí)查得 ，總效率 (3-18)023'V???123tan2Vr?????3.3.2.8 蝸輪蝸桿最小軸徑的確定1）蝸桿 選擇軸的材料為 45 鋼，由于蝸桿小，所以做成齒輪軸Ⅰ。此時(shí) ，則??40TMPa??由公式 ??6339.5102TPdn???(3-19)66333372.8106.504T m????取 。2min5d?2）蝸輪 浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)15同樣選軸的材料為 45 鋼，軸Ⅱ傳遞的功率 1P80.968Pw?????帶 蝸 桿軸 承由公式（1）得 6339.511.5024dm??取軸Ⅱ最小直徑為 。2min?3.3.3 第三級(jí)鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算由設(shè)計(jì)條件可知傳動(dòng)比 ，輸入的功率為 ，轉(zhuǎn)速 ，載荷平穩(wěn)。1i 2.5?14/inr則可進(jìn)行如下設(shè)計(jì)1）選擇鏈輪齒數(shù) ，1z2假定鏈輪轉(zhuǎn)速為 0.6—3 m/s ，由選取小鏈輪齒數(shù) ；從動(dòng)輪齒數(shù) 。120z20z?2）計(jì)算功率 caP由表 9—9[15]查得工作情況系數(shù) ，故1AK?89caPW確定鏈條鏈節(jié)數(shù) pL初定中心距 ,則鏈節(jié)數(shù)為03a?(3-20)[15]02211080pzza??????????節(jié)3）確定鏈條的節(jié)距 p由圖 9—13[1]按小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)時(shí)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表 9—10 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) ； ；選取1.08=59zK???????0.26=941PLK???????單排鏈，由表 9—11 查得多排鏈系數(shù) ，故得所需傳遞的功率為.p08901.054.cazLpPW???根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速 ，及 ，可選鏈號(hào)為 08A 單排鏈。同時(shí)也證實(shí)14/minr9原估計(jì)鏈的工作額定功率在曲線頂點(diǎn)左側(cè)是正確的。此時(shí)查得鏈節(jié)距 。12.70pm4）確定鏈長(zhǎng) L 及中心距 a 8012.7.pLP???浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)16??221211.70882454 4ppzzzPaLL m?? ??????????? ????????????????????? ?(3-21)中心距減小量 (04)(0.2.)5.9~17aa??A～ ～實(shí)際中心距 '5891732～ ～取 12.7pm5）驗(yàn)算鏈速 4206/6061nzVms???6）驗(yàn)算小鏈輪轂孔由表查得鏈輪轂孔的最大許用直徑為 ，大于蝸輪軸徑為max3kd,故合適。2min5d?7）作用在軸上的壓軸力 1.548705pFN??有效圓周力 (3-22).9014836ePV?按水平布置取壓軸力系數(shù) ，故.pFK15483705??3.3.4 主傳送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.4.1 主傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 [14]由前述可知，選取 08A 型滾子鏈。 。2.Pm選擇鏈輪的齒數(shù) 50i?選取鏈輪的齒數(shù) =36。'7z計(jì)算功率 caP工作情況系數(shù)為 ，輸入功率1.AK210.689.51.2W?????鏈其中 為輸入主軸的功率分配給主傳動(dòng)鏈的分配比?故 2.05.ca W??3）確定鏈條鏈節(jié)數(shù) pL初定中心距 ，則鏈節(jié)數(shù)為01'07210362pzp????節(jié)為了能均勻的分配三角擋板，故選取 。4pL節(jié)4）確定鏈長(zhǎng) L 及中心距 a 201.7=35pm??浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)17221211895.44ppzzzPaLLm?? ??????????? ?????????????????? ?中心距減小量 (04)(0.2.4)2.60~.a??A～ ～實(shí)際中心距'1295.6.19.8.a??～ ～取 1292mm5） 驗(yàn)算鏈速 7432.706/60161nzpVms???6）選取輪轂孔 kd由表可查的輪轂許用最大直徑 ，以及參考第二傳動(dòng)鏈的輪轂許用最大直徑 ，maxd maxd擬選擇此段軸徑 。35k?7） 作用在軸上的壓軸力pFeK又主傳動(dòng)帶的輸入功率 (1290)?有效圓周力 .5148067ePNV???主按水平布置取壓軸力系數(shù)為 ，故.pF23.3.4.2 計(jì)算主傳送帶的牽引力 F[15]假設(shè)回程鏈條有支托的水平式輸送裝置，則(3-23)[16]??1.523mcgWLff???式中 F——輸送鏈條的牽引力，N；L——物品輸送的水平長(zhǎng)度，m；——每米長(zhǎng)度上的輸送鏈質(zhì)量，kg；?W——輸送機(jī)每米長(zhǎng)度上的輸送物品質(zhì)量，kg；——物體與滑臺(tái)表面間摩擦系數(shù)；mf——鏈條與導(dǎo)軌間摩擦系數(shù)；c3 ——為鏈條數(shù)。在本設(shè)計(jì)中袋子由鏈條本身傳送，所以選 ；由于 08A 滾子鏈單排每0.4mcf?米質(zhì)量 ，則 ；在開始確定袋間距時(shí) ,取0.6/qkg?0.6/qkg?H1P27m?，式中 L 由上可知 。=4/ '785a在設(shè)計(jì)中送料機(jī)構(gòu)給一個(gè)瓶子灌料時(shí)，輸送帶上有 10 個(gè)待灌瓶子。這樣它們所需要的鏈長(zhǎng)為 故符合設(shè)計(jì)條件。'12.71?(29)???? ?.53.41.0.231.90.459.3mcFgWffg N???????浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)183.3.4.3 驗(yàn)算主鏈條輸送裝置的功率由精確計(jì)算鏈條運(yùn)輸物品時(shí)所遇阻力相當(dāng)困難，故采用經(jīng)驗(yàn)方法來計(jì)算。用下式估算輸送鏈輪功率。(3-24)[6] NFVK?主 軸式中 ——主傳動(dòng)帶的功率，W；N主 軸F ——鏈條牽引力，N；V ——牽引鏈條的速度， m/s；K ——系數(shù)，有潤(rùn)滑的鏈條取 K=1.15，無潤(rùn)滑的鏈條取 K=1.20。59.430167.5.2FVKW???主 軸式（2）中的輸入功率 P??鏈主 軸其中 ——為輸入主軸的功率分配給主傳動(dòng)鏈的分配比?根據(jù)設(shè)計(jì)我取 ；鏈條傳動(dòng)效率 。0.6=kg/m此時(shí)實(shí)際能輸入功率為 ，所以滿足設(shè)計(jì)條件。.890.651.2N???‘主 軸由設(shè)計(jì)條件可知傳動(dòng)比 ，輸入的功率為 ，轉(zhuǎn)速 ，載荷平穩(wěn)。則1iTn7 r/i可進(jìn)行如下設(shè)計(jì)1）選擇鏈輪齒數(shù) 12,z假定鏈輪轉(zhuǎn)速為 0.6—3 m/s ，由表 9—8 選取小鏈輪齒數(shù) =20；從動(dòng)輪齒數(shù)1z=20。2z2）計(jì)算功率 caP由表 9—9[1]查得工作情況系數(shù) ，故1AK?=89caPW確定鏈條鏈節(jié)數(shù) pL初定中心距 ,則鏈節(jié)數(shù)為03a?(3-25)[16]02211080pazzPa??????????節(jié)3）確定鏈條的節(jié)距 p由圖 9—13[1]小鏈輪轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈工作功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由表 9—10 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) ； ；選取單排1.0859zK???????0.26941PLK???????鏈，由表 9—11 查得多排鏈系數(shù) ，故得所需傳遞功率為.p08901.054.cazLpPW?根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速 ，及 ，可選鏈號(hào)為 08A 單排鏈。同時(shí)也證實(shí)17/minr?9?原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線頂點(diǎn)的左側(cè)是正確。此時(shí)查得鏈節(jié)距 。12.7pm?4）確定鏈長(zhǎng) L 及中心距 a浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)1914201.7.6606nzpVm?????2121210882454 4ppzzPaLL m?? ??????????? ???????????????????? ?(3-26)中心距減小量 (04)(0)5.9~17aa??A～ ～實(shí)際中心距 '589132～ 7～取 DM5）驗(yàn)算鏈速 142066061nzpVm???6）驗(yàn)算小鏈輪轂孔由表查得鏈輪轂孔的最大許用直徑 ，大于蝸輪的軸徑 ,max3kd2min5d?故合適。7）作用在軸上壓軸力 1.548705pFN??有效圓周力 (3-27) [16].90136ePV?按水平布置取壓軸力系數(shù) ，故.pFK1548705??3.4 主傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)3.4.1 軸力的計(jì)算分析1).求輸入軸上功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩1P1n1T若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)功率（包括軸承效率在內(nèi)） ，則0.97??10186128dd W???A11.95953547T NmnA2)求作用在齒輪上力因已知大齒輪分度圓直徑為 14602dmZ???而 1235798.4tTFN浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)20tantan20380.4=397.coscos6'4tFN?????t.t8'“15.06a ?3)初步確定軸的最小直徑初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。取 ，30912.TA??????其中 為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，于是得T?????1330min0.72815.63mPdA???輸入軸最小直徑顯然是安裝錐齒輪處軸直徑。為使軸直徑與前面所設(shè)計(jì)帶輪相配合，這里需確定其 d 并調(diào)整，為了滿足強(qiáng)度的要求，這里取 。d3.4.2 校核軸的強(qiáng)度首先根據(jù)軸結(jié)構(gòu)圖作出軸計(jì)算簡(jiǎn)圖圖 3-2 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖從軸結(jié)構(gòu)圖，彎矩和扭矩中可以看出截面 D 是軸危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出截面 D 處 、HM浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)21及 M 值列于下表D表 3-3 截面 D 的負(fù)荷載荷 水平面 H 垂直面 V支反力 F ，1376NHA?207NBF?，12NVAF?1032NB?彎矩 M ，.9DmA345.9VDMm總彎矩 2.H?扭矩 T 15由彎矩合成應(yīng)力來校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常校核軸上承受最大彎矩和扭矩截面（既危險(xiǎn)截面 D）強(qiáng)度。根據(jù)上表中的數(shù)值，并取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力0.6??222213()36.(0.594).51DcaMTMPaW?????已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查得為 。故 ，1[]6?? 1[]ca???故安全。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)22第四章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)是包裝機(jī)制袋、充填、封口等功能的關(guān)鍵，由空氣凈化裝置 2 與 L 型熱封裝置 5、供料裝置 11、12、計(jì)量裝置 10、供送裝置 8、制袋裝置 6、傳袋裝置 3 構(gòu)成，如圖2-2 所示。本章將完成執(zhí)行系統(tǒng)中橫封裝置、計(jì)量裝置、制袋裝置設(shè)計(jì)及其他裝置理論研究。4.1 熱封裝置熱封裝置是顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)中的最重要的機(jī)構(gòu)。熱封裝置作用是利用加熱元件的配合相應(yīng)運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)包裝袋橫向（頂部或底部）與縱向封口。包裝封口是包裝工藝中不可缺少工序。封口好壞將直接影響其包裝產(chǎn)品外觀質(zhì)量與保質(zhì)期。故包裝的質(zhì)量在很大程度取決于封口的質(zhì)量。故熱封裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)是最為重要的。4.1.1 驅(qū)動(dòng)形式、封口形式的選擇1.驅(qū)動(dòng)形式 [16]常用橫封機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)式、機(jī)械式與機(jī)械氣缸組合式三種。氣動(dòng)式的需要兩個(gè)以上專門氣缸與供氣系統(tǒng)；機(jī)械氣缸的組合式是經(jīng)多個(gè)典型機(jī)構(gòu)（如多桿組合機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪擺桿機(jī)構(gòu)與曲柄擺桿機(jī)構(gòu)等）與氣缸的組合而成，由氣動(dòng)元件成本過高，并且中、小型廠家無氣源條件和一些藥品包裝需在無菌、無塵條件下生產(chǎn)，壓縮空氣排放影響產(chǎn)品的質(zhì)量。常用機(jī)械式橫封機(jī)構(gòu)是多桿機(jī)構(gòu)和成組齒輪擺桿的機(jī)構(gòu)，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造安裝調(diào)試比較困難及工作可靠性較低等問題。本設(shè)計(jì)采用凸輪擺桿式間歇橫封裝置，該裝置在廣泛吸收了各種間歇橫封機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化得到的一種創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。2.封口形式考慮顆粒制袋-充填-封口包裝機(jī)采用包裝材料為聚乙烯/ 尼龍、紙/聚乙烯、聚酯/鋁箔/聚乙烯、聚酯/聚丙烯等材料，所以封口形式采用熱板加熱方式。包裝材料一般用鋁塑復(fù)合材料。4.1.2 熱封裝置的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的熱封裝置采用的是 L 型熱封，見圖 4-1。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)231-支架 2-導(dǎo)套 3-導(dǎo)桿 4-封塊軸 5-熱封塊 6-切斷刀 7-調(diào)壓彈簧 8-熱封支架9-球型鉸鏈 10-旋轉(zhuǎn)軸 11-機(jī)架 12-擺臂 13-復(fù)位彈簧 14-滾輪圖4-1 L型封裝置裝配圖工作時(shí)，熱封裝置是由分配軸驅(qū)動(dòng)，分配軸的共軛凸輪控制裝置開合運(yùn)動(dòng)，通過擺臂12、旋轉(zhuǎn)軸 10、球形鉸鏈 9、傳動(dòng)熱封支架 8 在導(dǎo)軌上作平行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng) L 型熱封塊 5接觸后，熱封支架則開始?jí)嚎s調(diào)壓彈簧 7，產(chǎn)生熱封壓力。切斷刀 6 和熱封支架通過螺栓成剛性連接，熱封支架于平行內(nèi)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)壓縮調(diào)壓彈簧時(shí)，刀和熱封塊做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成切袋工作，橫封裝置工作流程見圖 4-2。圖4-2 橫封裝置工作流程圖4.2 凸輪的研究設(shè)計(jì)熱封裝置凸輪是保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成封合關(guān)鍵，凸輪在分配軸驅(qū)動(dòng)下，每旋轉(zhuǎn)一周，完成一個(gè)包裝袋封口。圖 4-3 是凸輪運(yùn)動(dòng)的規(guī)律圖，結(jié)合圖 2-2 工作循環(huán)圖的分析，當(dāng)凸輪處于近休止時(shí)（0° ~ 90°） ，熱封裝置處在外極限位置；在凸輪推程時(shí)（ 90 °~ 160 °） ，熱封裝置則進(jìn)行合運(yùn)動(dòng)；凸輪處在遠(yuǎn)休止時(shí)（160 °~ 290°） ，橫封裝置處在封口狀態(tài)；凸輪回程時(shí)（ 290° ~ 360°） ，熱封裝置則完成開運(yùn)動(dòng)，完成了一次封口。浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)24圖4-3 橫封凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律示意圖浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系畢業(yè)設(shè)計(jì)25第五章 其他零件的選用5.1 切斷裝置選用圖 5-1 所示鋸齒刀的切斷裝置。鋸齒刀固定在左熱封塊的中間，在右熱封塊對(duì)應(yīng)部位開有一道凹槽。在熱封時(shí)，鋸齒刀則穿透薄膜插入凹槽，上下兩袋則切斷分離。該鋸齒刀齒距為 3~6mm，齒尖角 60°，每個(gè)齒齒側(cè)均磨成刃口。1-左熱封塊 2-鋸齒刀 3-右熱封塊圖 5-1 鋸齒刀切斷示意圖5.2 供送裝置供送裝置是顆粉粒制袋-充填 -封口包裝機(jī)重要組件，工作是否可靠，直接影響了制袋及包裝產(chǎn)品質(zhì)量。供送裝置是主要完成將包裝的材料送入成型器制袋，且要保證包裝袋的供送及時(shí)，在封切時(shí)圖案完整功能?，F(xiàn)代包裝機(jī)械大多數(shù)采用卷筒材料，和預(yù)先裁切的平張材料相比，卷筒材料更適宜包裝機(jī)連續(xù)化、高速化和自動(dòng)化。卷筒材料供送方式，有間歇供送與連續(xù)供送兩種。按切斷位置，有定長(zhǎng)切斷與定位切斷。定長(zhǎng)切斷，適用沒有印刷圖案的(如玻璃紙、鋁箔等)和有圖案但不需要定位的(如一般的糖果包裝商標(biāo)紙)卷筒材料。隨著商品的包裝裝潢水平與要求的提高，往往于卷筒材料上預(yù)先印刷精美的圖案，在供送切斷過程中始終保持著圖案完整，使圖案和物品保持了準(zhǔn)確相對(duì)位置。這就要求在指定位置切斷，即定位切斷。根據(jù)包裝材料選擇和整機(jī)的結(jié)構(gòu)，本研究則采用間歇式定長(zhǎng)切斷的供送方式。5.3 制袋成型裝置 [18]制袋成型器使塑料薄膜材料卷折成各種袋型專用裝置，對(duì)包裝形式、尺寸及產(chǎn)品質(zhì)量等均有直接的影響。通過對(duì)制袋成型器改進(jìn)使其能夠適應(yīng)于不同包裝材料寬度。主要類型及成型原理常用制袋成型器有翻領(lǐng)成型器、象鼻成型器、三角板成型器、u 形板成型器與缺口導(dǎo)板成型器五種，其中，三角板式成型器形狀最簡(jiǎn)單，而翻領(lǐng)成形器形狀最復(fù)雜且最具理論特色，設(shè)計(jì)與制造也相當(dāng)?shù)穆闊?。但翻領(lǐng)成型器結(jié)構(gòu)的尺寸緊湊，充填操作方便，都優(yōu)于其他四種成型器，故在包裝機(jī)中被廣泛采用。翻領(lǐng)成型器外表面為領(lǐng)狀而內(nèi)表面為管形內(nèi)、外工作曲面組合而成的。薄膜沿翻領(lǐng)外表面翻折沿管內(nèi)壁下降。當(dāng)其強(qiáng)制在通過該成型器后，其縱縫相互搭接和對(duì)接而形成筒狀。因?yàn)橐恢怀尚推髦贿m用一種袋寬，故當(dāng)袋寬變化時(shí)則需要另行更換。