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机械综合设计课程设计-粒状巧克力糖包装机的设计.doc

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机械综合设计课程设计-粒状巧克力糖包装机的设计.doc

机械综合设计课程题目粒状巧克力糖包装机的设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级09机械1班姓名学号2012年10月10日目录1一、设计任务书1二、粒状巧克力糖包装机的工艺确定3三、粒状巧克力糖包装机的总体布局7四、粒状巧克力糖包装机的传动系统9五、粒状巧克力糖包装机的工作循环图10六、粒状巧克力糖包装机的齿轮设计15七、粒状巧克力糖包装机的机械手设计17八、粒状巧克力糖包装机的凸轮设计18九、粒状巧克力糖包装机的槽轮设计21十、设计小结22十一、参考文献22一、设计任务书21、粒状巧克力糖被加工对象是粒状巧克力糖,如图1所示。H15mm,125mm,220mm。2、包装材料巧克力糖包装采用厚度0.008mm75X75的银色铝箔卷筒纸。3、机器的生产率自动机的正常生产率为86件/min。4、包装质量要求要求巧克力糖包装后外形美观、挺括、铝箔纸无明显损伤、撕裂、褶皱(如图2所示)。5、对自动机的基本要求机械机构简单,工作可靠、稳定,操作方便、安全,维修容易,造价低,大批量生产。7、设计工作量设计说明书一份。二、粒状巧克力糖包装机的工艺确定图1产品形状图2包装产品最后形状31.产品特征粒装巧克力糖呈圆台形,轮廓清楚,但质地疏松,容易碰伤。因此,考虑机械动作时应适合它的特点,以保证产品的加工质量。产品夹紧力要适当在进出料时避免碰撞而损伤产品包装速度应适中,过快会引起冲击而可能损伤产品等。包装工艺首要的是解决坯件的上料问题。显然,像巧克力糖之类的产品,使用一般料斗上料方法是不适宜的。如果采用料仓式上料方法,则需要人工定时放料,每分钟放80粒糖也够紧张的。如果将自动机的进料系统直接与巧克力糖浇注成形机的出口相衔接,则比较容易解决巧克力糖的自动上料问题。2.包装材料食品包装材料应十分注重卫生。粒状巧克力糖包装纸采用厚度为0.008mm的金色铝箔纸,它的特点是薄而脆,抗拉力较小,容易撕裂,也容易褶皱。因此,在设计供纸部件时对速度应十分注意。一般包装的速度越高,纸张的拉力就越大。根据经验,一般送纸速度应小于500mm/s。选择供纸机结构时,主要依据下列两点1)采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。2)纸张送出时的空间位置时垂直置放的还是水平置放的。将纸片水平置放对包装工艺有利。但卷筒纸水平输送,只能采用间歇式剪切供纸方法。3.包装工艺方案拟定图3包装工序分解图图3为最初的巧克力糖包装工艺图.根据人工包装动作顺序,针对产品包装质量要求,该机包装工艺如下1将75mm75mm铝箔纸覆盖在巧克力糖小端正上方,如图3a所示。2使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图3b所示.3将余下的铝箔纸分成两半,先后向大端中央折去,迫使包装纸紧贴巧克力糖,如图3c,d所示.4.巧克力糖包装工艺的实验根据初拟的包装工艺方案,进行工艺实验.图5为钳糖机械手及巧克力糖包装简图.4图4钳糖机械手及巧克力糖包装1转轴2转盘3弹簧4接糖杆5钳糖机械手共6组6糖块7顶糖杆8铝箔纸9环行托板10折边器如上图所示,机械手设计上是具有弹性的锥形模腔,这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化,I不存在拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。工艺实验的过程如下当钳糖机械手转至装糖未位置时,接糖杆4向下运动,顶糖杆7向上推糖块6和包装纸8,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入机械手5,迫使铝箔纸成型如图4b所示,接着折边器10向左折边,成图4c状,然后转盘2带机械手5作顺时针方向转动,途径环行托板9,使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺如图4d所示.由于包装纸表面还不够光滑,有时还发生褶皱现象,需要进一步改进.经过实验,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上,达到预期的外观包装质量要求.因此增设了一个带有锥形毛刷圈(软性尼龙丝),在定糖过程中,先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈,然后再进入机械手成形,结果使包装纸光滑、平整、美观,完全达到包装质量要求。图5是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。图5巧克力糖包装成型机构1左抄板纸2钳糖机械手3接糖杆4右抄板纸5锥形尼龙丝圈6铝箔纸7糖块8顶糖杆另外,考虑自动机工作的可靠性,在成品出料口增设拨糖杆,确保机械手中的糖块落入5输送带上。这样的工艺方案就此确定。三、粒状巧克力糖包装机的总体布局1.机型选择由于大批量生产,所以选择全自动机型。根据前述工艺过程,选择回转式工艺路线的多工位自动机型。根据工艺路线分析,实际上需要两个工位,一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用六槽槽轮机构作工件步进传送。2.自动机的执行机构根据巧克力糖包装工艺,确定自动机由下列执行机构组成1送糖机构2供纸机构3接糖和顶糖机构4抄纸机构5拨糖机构6钳糖机械手的开合机7转盘步进传动机下面是主要执行机构的结构和工作原理。图6为钳糖机械手、进出糖机构结构图。送糖盘4与机械手作同步间歇回转,逐一将糖块送至包装工位Ⅰ。机械手的开合动作,由固定的凸轮8控制,凸轮8的廓线是由两个半径不同的圆弧组成,当从动滚子在大半径弧上,机械手就张开从动滚子在小半径弧上,机械手靠弹簧6闭合。图7为接糖和顶糖机构示意图。接糖杆和顶糖杆的运动,不仅具有时间上的顺序关系,而且具有空间上的相互干涉关系,因此它们的运动循环必须遵循空间同步化的原则设计,并在结构上应予以重视。接糖杆和顶糖杆夹住糖块和包装纸同步上升时,夹紧力不能太大,以免损伤糖块。同时应使夹紧力保持稳定,因此在接糖杆的头部采用如橡皮类的弹性件。3.包装机总体布置图6钳糖机械手及进出糖块机构1输送带2糖块3托盘4钳糖机构5钳糖机械手6弹簧7托板8机械手9机械手开合凸轮10输料带I进料,成型,折边工位II出糖工位6图8总体布置图四、粒状巧克力糖包装机的传动系统粒状巧克力糖包装机是专用自动机,根据自动机传动系统设计的一般原则和巧克力糖包装工艺的具体要求,拟定如图9所示的传动系统。图9粒状巧克力糖包装机传动系统1电动机2带式无级变速机构3链轮幅4盘车手轮5顶糖杆凸轮6剪纸导凸轮7拨糖杆凸轮8抄纸板凸轮9接糖杆凸轮10钳糖机械手11拨糖杆12槽轮机构13接糖杆14顶躺杆15送糖盘16齿轮副17供纸部件链轮18输送带链轮19螺旋齿轮副20分配轴图7接糖和顶糖杆机构1圆柱凸轮2接糖杆3糖块4顶糖杆5平面槽凸轮

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