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印刷标记对准机构设计【6张图纸】【优秀】

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摘要

　　　包装机械是包装工业的一大门类产品，在包装行业内占有举足轻重的地位，开发潜力巨大，有着很大的发展空间。咖啡粉枕式包装机是实现咖啡粉销售包装的主要机械工具。包装机械工具的使用不仅体现了现代生产的发展方向，同时也是提高经济效益的重要途径。进入21世纪，包装机械除继续增加新品种外，在产品的技术水平、内在质量和性能等方面都有了很大进步，这一切都与包装机械的设计有着密切的联系。在商品流通中人们对小袋商品的包装提出了越来越高的要求,不仅要求包装美观、便于运输、储存、使用方便和产品保质,而且要求包装袋内的商品计量准确,误差小。

　　　本设计的内容为咖啡粉枕式包装机，主要应用CAD绘图软件进行咖啡粉包装机参数化的设计,具体任务是进行总体设计、横封切断装置设计。需要解决的问题主要有:根据包装袋的形状、尺寸、袋内咖啡粉的体积、封边方式的要求完成包装袋封口位置、装料位置；成形器、纵封棍等部件先后位置的确定。

　　　本课题的设计意义及价值：所设计的设备应能满足咖啡粉包装要求，保证包装膜对正，便于调整，结构简单、运转平稳，工作可靠，便于维修。

关键词：包装机械；咖啡粉包装机； CAD；

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 本课题的研究内容和目的1

1.1.1 本课题的研究目的1

1.1.2 本课题研究的主要内容1

1.2 国内外的发展概况1

1.2.1 包装机械的介绍1

1.2.2 包装机的国内外研究情况2

1.3 自动化生产线技术概述3

1.3.1 自动生产线的发展历程3

1.3.2 自动化技术的发展趋势4

2咖啡粉枕式包装机总体设计6

2.1 电动机的选择6

2.2 计算传动装置运动和动力参数7

2.3 传动装置的总传动比及分配各级传动比的计算8

2.3.1拟定传动方案8

2.3.2 选择电动机9

2.3.3传动装置总传动比的计算及其分配计算10

3 传动装置设计12

3.1 蜗轮蜗杆设计12

3.1.1 模数m和压力角α12

3.1.2 蜗杆标准直径d112

3.1.3 按接触疲劳强度计算14

3.2 链传动设计18

3.3 直齿圆柱齿轮的设计20

3.3.1 按齿面接触疲劳强度设计计算20

3.3.2 按齿根弯曲疲劳强度设计计算21

3.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计计算23

3.4轴的结构设计24

3.4.1 轴的最小直径估算24

3.4.2 各轴段直径和长度的确定25

3.4.3 轴承的选择25

3.4.4 滚动轴承的密封25

4 横封切断装置设计26

4.1横封机构的选择及分析26

4.1.1横封机构的选择及分析26

4.2 包装机封合位置误差的产生及补偿方法27

4.3封合温度的影响27

4.3.1横封机构的影响27

4.3.2 误差的补偿27

6结论与展望29

致谢30

参考文献31

1 绪论

1.1 本课题的研究内容和目的

1.1.1 本课题的研究目的

枕式包装机是用于包装产品，使产品增长其保质期，增加产品美观度的一种机械本包装机是针对固型物的包装而设计的，适合于包装各类固态有规则的物

体，如食品类的饼干、面包、月饼、糖果等，以及日用品、工业零件等，对于散

状物或个体分离的物体，则须将被包物先置于盒内，或将之绑束成一体，使之形

成一个整体后，才可在本机上包装，至于其它非固态的被包物亦须准此要领。

随着我国经济的日益发展壮大，包装工业也以年均18%的速度快速发展，但与发达国家相比，无论在产品品种、技术水平和产品质量方面都有很大差距。在我国包装工业快速发展的进程中，大量技术含量高的成套设备仍依靠进口。我国包装机械对国外高端技术的过度依赖已成为严重制约我国包装工业持续、稳定发展的隐忧。鉴于以上原因，且包装行业又属于配套行业，涉及国民经济的许多领域，

特别是食品行业与饮料行业，更是有赖于包装行业的技术进步、配套服务，因此，我们不能再忽视包装机械落后状况对我国包装行业整体发展的负面影响。

1.1.2 本课题研究的主要内容

　　　为保证封袋的外观总体质量和包装密封要求、提高生产效率，设计一台枕式包装机。分析包装过程各动作的先后顺序和各动作之间的相互关系,依照咖啡粉包装袋的包装要求，确定咖啡粉包装机设计配置型式及结构方案。

　　　本课题主要进行包装机的设计。包装机械由动力机、传动部分和执行部分组成。为了便于掌握和研究包装机械的工作原理与结构性能，通常又将包装机械分成下列八个组成要素。

　　　(1)被包装物品的计量与供送系统

　　　被包装物品的计量与供送系统是指将包装物品进行计量、整理、排列，并输送至预定工位的装置系统。有的还完成被包装物品的成型、分割。

　　　(2)主传送系统

　　　主传送系统是指将被包装物品和包装材料由一个包装工位顺次传送到下一个包装工位的装置系统。

　　　(3)包装执行机构

　　　包装执行机构是指直接进行裹包、充填、封口、贴标、捆扎和容器成型等包装操作机构。

　　　(4)成品输出机构

　　　成品输出机构是指将包装成品从包装机上卸下、定向排列并输出的机构。有的机器的成品输出由主传送系统完成或靠成品自重卸下。

　　　(5)动力机与传动系统 2咖啡粉枕式包装机总体设计

咖啡粉枕式包装机的包装原理：咖啡粉枕式包装机整体是由几个机构组成，主要有：料盘装置，横封装置，竖封装置，走袋装置，料卷装置，电机等通过一定的传动关系组成[4]。塑料薄膜卷在料卷装置上通过成型器成型形成卷筒状然后通过竖封装置热封，再通过牵引机构向前走袋，在走袋的过程中料盘装置把计量好的咖啡粉通过料斗注入竖封好的袋中，最后通过横封机构横封切断，包装完成。根据包装机的要求，在包装过程中要确保各个装置之间运动协调。

传动方案要满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率、使用维护便利、工艺和经济性好等要求。

经过分析与比较,决定采用如下运动方式：电动机带动V带轮转动,经过蜗杆蜗轮减速带动凸轮轴转动，然后一部分动力通过用同步带轴，同步带轴通过一对齿轮把动力传给料盘轴。用蜗杆蜗轮减速是因为它的传动比大可以一次将转速降到需要的大小，使结构简单；用一根轴同时带动横封机构、竖封机构、走带机构既能使结构简单又能保证三者之间同时协调的工作；用同步带传动既能保证准确的传动比又能实现较大中心距的传动。整个机构结构紧凑，传动平稳，冲击小。

2.1 电动机的选择

　　　电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。

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内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目印刷标记对准机构 2、专题二、课题来源及选题依据本课题来源于生产实际，按照公司的要求，印刷标记对准机构的设计，并能满足生产实际的需求。本课题紧密结合生产实际的课题，对学生了解和掌握包装机提高工程设计和解决实际问题的能力具有很重要的意义。通过设计这台机器，可以让学生掌握相关的知识及技能，传授给学生整体的设计方法、设计理念，对提高学生的综合分析问题和解决问题的能力及社会竞争力有积极的作用。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：通过该设计使学生熟悉机械设计的一般思路；使学生掌握机械设计的方法和技巧；通过设计巩固机械制图、机械设计课程的基础知识；完成主要部件的参数计算；完成标准件的选用；完成零、部件图6张以上，完成包装机总装图1张。四、接受任务学生：机械91 班姓名五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年11月12日I无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：印刷标记对准机构信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2012年11月20日课题来源课题来源于轻工机械厂生产咖啡粉，为包装咖啡粉设计一台咖啡粉枕式包装机。为保证封袋的外观总体质量和包装密封要求、提高生产效率，设计一台枕式包装机。分析包装过程各动作的先后顺序和各动作之间的相互关系，依照咖啡粉包装袋的包装要，确定咖啡粉包装机设计配置型式及结构方案。本课题主要进行包装机的设计。包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。目前我国大多数据技术较为先进的包装机械的研发还处在仿制阶级，独立开发的能力还十分有限。为此，不少国外大企业将自己的技术和部件引入中国，在本土加工,从而降低了成本，与本土产品展开了激烈的竞争。包装链高度自动化的大部分包装工作，特别是较复杂的包装物品的排列、装配等工作基本上是人工操作，难以保证包装的统一和稳定，可能造成对被包装产品的污染。因此，提高整个包装链的自动化水平和质量水平，是非常重要的。真正的现代化包装机械的每个机械手均应由电脑控制，并具有对材质及厚度的高分辨能力。业内人士认为，未来包装业将配合产业自动化趋势，在技术发展上朝着机械功能多元化，结构设计标准化、模组化，控制智能化，结构高精度化等几个方向发展。机械功能多元化已趋向精致化和多元化方向发展，单品种大批量的产品越来越少，而多品种小批量的产品日益成为主流。在大环境的变化趋势下，多元化、具有多种切换功能，能适应多种包材和模具更换的包装机才能够适应市场的需求。例如，在一台泡罩包装机上既能进行“铝塑”包装又能进行“铝铝”包装，且要求切换简单，所需更换的模具少。而目前，更换模具的时间一般在12个小时，如此长的时间无法适应多品种小批量的生产要求。结构设计标准模块化对于传统的工业设计来说，如果想要推出一个新机型，需要进行大量繁重的工作，还要靠新设备收回高昂的设计成本，从而拉高了新机型的价格。未来的设计应采用标准化、模块化的设计理念，能够充分利用原有机型的模块化设计，可以在短时间内将之转换成新机型，把新机型的价格控制在比较合理的范围内。科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义枕式包装机是用于包装产品，使产品增长其保质期，增加产品美观度的一种机械本包装机是针对固型物的包装而设计的，适合于包装各类固态有规则的物体，如食品类的饼干、面包、月饼、糖果等，以及日用品、工业零件等，对于散状物或个体分离的物体，则须将被包物先置于盒内，或将之绑束成一体，使之形成一个整体后，才可在本机上包装，至于其它非固态的被包物亦须准此要领。随着我国经济的日益发展壮大，包装工业也以年均18%的速度快速发展，但与发达国家相比，无论在产品品种、技术水平和产品质量方面都有很大差距。在我国包装工业快速发展的进程中，大量技术含量高的成套设备仍依靠进口。我国包装机械对国外高端技术的过度依赖已成为严重制约我国包装工业持续、稳定发展的隐忧。鉴于以上原因，且包装行业又属于配套行业，涉及国民经济的许多领域（2）JPEG压缩的研究状况及其发展前景。（2）应用前景本课题紧密结合生产实际的课题，对学生了解和掌握包装机提高工程设计和解决实际问题的能力具有很重要的意义。通过设计这台机器，可以让学生掌握相关的知识及技能，传授给学生整体的设计方法、设计理念，对提高学生的综合分析问题和解决问题的能力及社会竞争力有积极的作用。研究内容设计一种用于咖啡粉包装机，原理方案的功能实现，总体方案的设计，结构形式，结构参数，工作参数的设计要求如下：1. 阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献5000字左右，语句通顺、流畅、准确；2了解印刷色标对准机构的工作原理3根据加工产品具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案4绘制整套零件图，装配图，各零件的精度配合6. 撰写论文，要求符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明。上机时数不少于200小时，整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性，计算方法、计算的程序、计算结果、结论要正确。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析本课题是咖啡粉枕式包装机及其计量装置的设计，需要解决的问题主要有:根据包装袋的形状、尺寸、袋内咖啡的体积、封边方式的要求完成包装袋封口位置、装料位置及计量装置形式的选择；卷筒、光电检测器、成形器、牵引棍、纵封棍等部件先后位置的确定;横封头及加料装置的设计;不等速机构、无级变速机构的设计及位置布置;差动机构的设计;误差补偿机构对各个部分误差进行补偿。实验方案分析封袋的封装要求以及封袋总体尺寸确定包装的总体工艺方案。包装过程：片状包装纸由卷筒引出，经光电检测器再由成形器成形和牵引辊，纵封辊制成包装。已充填包装物的包装袋上下整形输出，经输送带送到横封头横封并切断排出成品。传动部分是：主电机将运动传入横封传动轴，再经不等速机构带动横封头传动，不等速机构是用来调整横封头的封切瞬时速度，使之与包装袋移动速度同步的。调节无级变速差动机构可以得到所需袋长。工艺方案确定后，根据封袋的大小及咖啡的多少来确定各个部分的尺寸，保证各个部件之间工作连续可靠，包装机总体结构的紧凑，本装置用容积计量装置对粉式装料咖啡进行计量。为保证封袋两侧大小相等，故在机构中有成形器和牵引棍。为保证包装纸的运动速度与横封速度的同步，故用光电传感器对其进行检测并用超越电机动作使之运动或制动停止达到对速度误差进行补偿的目的。为了避免包装过程中得到的袋长误差，故有调节无级变速差动机构可以对得到的袋长加以调整。所设计的设备应能满足咖啡粉包装要求，保证包装膜对正，便于调整，结构简单、运转平稳，工作可靠，便于维修。研究计划及预期成果研究计划：2009年10月12日-2009年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2010年1月11日-2010年3月5日：填写毕业实习报告。2010年3月8日-2010年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。2010年3月15日-2010年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2010年3月22日-2010年4月11日：图纸设计。2010年4月12日-2010年4月25日：计算设计。2010年4月26日-2010年5月21日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：明确对准机构预期达到的性能指标和工作路线。总体方案的设计，可行性的分析。对准机构的初步设计，总体结构的设计，各部件的参数设计。分析验证,优化设计。完成二维图和三维图的绘制。完成三维总装图的动态展示。完成设计说明书。特色或创新之处本课题是经过对包装要求和条件的分析，选择型号为Y802-4的电机，选择了v带和蜗杆蜗轮机构作为减速机构，运用了齿轮传动和同步带传动并且对齿轮、轴、带轮、蜗杆蜗轮进行了设计校核，所设计的包装机横封、竖封、走带都是用凸轮机构，主要针对用塑料袋包装的食品。其计量装置采用容积计量主要是针对咖啡粉一类粉状食品设计的。计量用的量杯可以根据包装食品体积的不同做相应大小的内径。料盘采用回转式圆盘，四周均匀分布四个量杯，其回转一周可以完成四个计量动作。横向封切装置采用了结构简单的凸轮机构，能够快速的完成一个行程，为保证封袋两侧大小相等，故在机构中有成形器和牵引棍。为保证包装纸的运动速度与横封速度的同步，故用光电传感器对其进行检测并用超越电机动作使之运动或制动停止达到对速度误差进行补偿的目的。为了避免包装过程中得到的袋长误差，故有调节无级变速差动机构可以对得到的袋长加以调整，从而提高了封切效率。已具备的条件和尚需解决的问题1.进行执行机构方案的设计与分析和各执行机构协调关系的处理；2.成型器.横封.纵封.切断等机构的设计；3.具体零件图、装配图的绘制。指导教师意见指导教师签名：2012年 11 月 30日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：印刷标记对准机构印刷标记对准机构信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）印刷标记对准机构是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 91 学号： 0923023 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日II摘摘要要包装机械是包装工业的一大门类产品，在包装行业内占有举足轻重的地位，开发潜力巨大，有着很大的发展空间。咖啡粉枕式包装机是实现咖啡粉销售包装的主要机械工具。包装机械工具的使用不仅体现了现代生产的发展方向，同时也是提高经济效益的重要途径。进入21世纪，包装机械除继续增加新品种外，在产品的技术水平、内在质量和性能等方面都有了很大进步，这一切都与包装机械的设计有着密切的联系。在商品流通中人们对小袋商品的包装提出了越来越高的要求,不仅要求包装美观、便于运输、储存、使用方便和产品保质,而且要求包装袋内的商品计量准确,误差小。本设计的内容为咖啡粉枕式包装机，主要应用CAD绘图软件进行咖啡粉包装机参数化的设计,具体任务是进行总体设计、横封切断装置设计。需要解决的问题主要有:根据包装袋的形状、尺寸、袋内咖啡粉的体积、封边方式的要求完成包装袋封口位置、装料位置；成形器、纵封棍等部件先后位置的确定。本课题的设计意义及价值：所设计的设备应能满足咖啡粉包装要求，保证包装膜对正，便于调整，结构简单、运转平稳，工作可靠，便于维修。关键词关键词：包装机械；咖啡粉包装机； CAD；IIIAbstractThe packaging machinery is a door products in the packaging industry occupies a pivotal position in the packaging industry, tremendous potential for development, with much room for development. The coffee powder pillow packaging machine sales of coffee powder packaging machine tools. The use of packaging machinery and tools not only reflects the direction of development of modern production, but also an important way of improving economic efficiency. The 21st century, packaging machinery in addition to continue to add new varieties have a lot of progress in terms of technological level of products, the inherent quality and performance, all these are closely linked 2 and the design of the packaging machinery. People pouch packaging of goods in the circulation of commodities, the ever-increasing demands, not only require the packaging beautiful, easy to transport, storage, easy to use, and product shelf life, but also require accurate measurement of goods in the packaging bag, and the error is small. The design pillow packing machine for coffee powder, the main application CAD mapping software for parametric design of the coffee powder packaging machine, the specific task of the overall design, the metering device and the horizontal seal cut-off device design. Need to be resolved to complete the sealing of the bags: bags of shapes, sizes, bags of coffee powder size, edge banding pattern of the loading position and form of metering device selection; shaper, pulling the stick, vertical seal sticks and other components has to determine the location. Design significance and value of the subject: the design of equipment should be able to meet the packaging requirements of the coffee powder to ensure that packaging films are easy to adjust, simple structure, stable operation, reliable, easy to repair.Key words: Packing Machinery; Coffee powder packaging machine; CADIV目目录录摘要.IIIAbstract .IV目录 .V1 绪论.11.1 本课题的研究内容和目的.11.1.1 本课题的研究目的.11.1.2 本课题研究的主要内容.11.2 国内外的发展概况.11.2.1 包装机械的介绍.11.2.2 包装机的国内外研究情况.21.3 自动化生产线技术概述.31.3.1 自动生产线的发展历程.31.3.2 自动化技术的发展趋势.42 咖啡粉枕式包装机总体设计.62.1 电动机的选择.62.2 计算传动装置运动和动力参数.72.3 传动装置的总传动比及分配各级传动比的计算.82.3.1 拟定传动方案.82.3.2 选择电动机.92.3.3 传动装置总传动比的计算及其分配计算.103 传动装置设计.123.1 蜗轮蜗杆设计.123.1.1 模数 m 和压力角 .123.1.2 蜗杆标准直径 d1.123.1.3 按接触疲劳强度计算.143.2 链传动设计.183.3 直齿圆柱齿轮的设计.203.3.1 按齿面接触疲劳强度设计计算.203.3.2 按齿根弯曲疲劳强度设计计算.213.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计计算.233.4 轴的结构设计.243.4.1 轴的最小直径估算.243.4.2 各轴段直径和长度的确定.253.4.3 轴承的选择.253.4.4 滚动轴承的密封.25V4 横封切断装置设计.264.1 横封机构的选择及分析.264.1.1 横封机构的选择及分析.264.2 包装机封合位置误差的产生及补偿方法.274.3 封合温度的影响.274.3.1 横封机构的影响.274.3.2 误差的补偿.276 结论与展望.29致谢.30参考文献.31无锡太湖学院学士学位论文01 绪论绪论1.1 本课题的研究内容和本课题的研究内容和目的目的1.1.1 本课题的研究目的本课题的研究目的枕式包装机是用于包装产品，使产品增长其保质期，增加产品美观度的一种机械本包装机是针对固型物的包装而设计的，适合于包装各类固态有规则的物体，如食品类的饼干、面包、月饼、糖果等，以及日用品、工业零件等，对于散状物或个体分离的物体，则须将被包物先置于盒内，或将之绑束成一体，使之形成一个整体后，才可在本机上包装，至于其它非固态的被包物亦须准此要领。随着我国经济的日益发展壮大，包装工业也以年均 18%的速度快速发展，但与发达国家相比，无论在产品品种、技术水平和产品质量方面都有很大差距。在我国包装工业快速发展的进程中，大量技术含量高的成套设备仍依靠进口。我国包装机械对国外高端技术的过度依赖已成为严重制约我国包装工业持续、稳定发展的隐忧。鉴于以上原因，且包装行业又属于配套行业，涉及国民经济的许多领域，特别是食品行业与饮料行业，更是有赖于包装行业的技术进步、配套服务，因此，我们不能再忽视包装机械落后状况对我国包装行业整体发展的负面影响。 1.1.2 本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容为保证封袋的外观总体质量和包装密封要求、提高生产效率，设计一台枕式包装机。分析包装过程各动作的先后顺序和各动作之间的相互关系,依照咖啡粉包装袋的包装要求，确定咖啡粉包装机设计配置型式及结构方案。本课题主要进行包装机的设计。包装机械由动力机、传动部分和执行部分组成。为了便于掌握和研究包装机械的工作原理与结构性能，通常又将包装机械分成下列八个组成要素。 (1)被包装物品的计量与供送系统被包装物品的计量与供送系统是指将包装物品进行计量、整理、排列，并输送至预定工位的装置系统。有的还完成被包装物品的成型、分割。(2)主传送系统主传送系统是指将被包装物品和包装材料由一个包装工位顺次传送到下一个包装工位的装置系统。(3)包装执行机构包装执行机构是指直接进行裹包、充填、封口、贴标、捆扎和容器成型等包装操作机构。(4)成品输出机构成品输出机构是指将包装成品从包装机上卸下、定向排列并输出的机构。有的机器的成品输出由主传送系统完成或靠成品自重卸下。(5)动力机与传动系统印刷标记对准机构1动力机与传动系统是指将动力机的动力与运动传递给执行机构和控制元件使之实现预定动作的装置系统。通常由机、电、光、液、气等多种形式的传动、操作、控制以及辅助等装置组成。 (6)控制系统控制系统由各种自动和手动控制装置等组成，是现代包装机的重要组成部分，包括包装过程及其参数的控制，包装质量，故障及安全的控制等。1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况1.2.1 包装机械的介绍包装机械的介绍包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。目前我国大多数据技术较为先进的包装机械的研发还处在仿制阶级，独立开发的能力还十分有限。为此，不少国外大企业将自己的技术和部件引入中国，在本土加工,从而降低了成本，与本土产品展开了激烈的竞争。包装链高度自动化的大部分包装工作，特别是较复杂的包装物品的排列、装配等工作基本上是人工操作，难以保证包装的统一和稳定，可能造成对被包装产品的污染。因此，提高整个包装链的自动化水平和质量水平，是非常重要的。真正的现代化包装机械的每个机械手均应由电脑控制，并具有对材质及厚度的高分辨能力。业内人士认为，未来包装业将配合产业自动化趋势，在技术发展上朝着机械功能多元化，结构设计标准化、模组化，控制智能化，结构高精度化等几个方向发展。机械功能多元化已趋向精致化和多元化方向发展，单品种大批量的产品越来越少，而多品种小批量的产品日益成为主流。在大环境的变化趋势下，多元化、具有多种切换功能，能适应多种包材和模具更换的包装机才能够适应市场的需求。例如，在一台泡罩包装机上既能进行“铝塑”包装又能进行“铝铝”包装，且要求切换简单，所需更换的模具少。而目前，更换模具的时间一般在 12 个小时，如此长的时间无法适应多品种小批量的生产要求。结构设计标准模块化对于传统的工业设计来说，如果想要推出一个新机型，需要进行大量繁重的工作，还要靠新设备收回高昂的设计成本，从而拉高了新机型的价格。未来的设计应采用标准化、模块化的设计理念，能够充分利用原有机型的模块化设计，可以在短时间内将之转换成新机型，把新机型的价格控制在比较合理的范围内。1.2.2 包装机的国内外研究情况包装机的国内外研究情况我国包装的发展进程以及现况：上个世纪80年代之前，我国的包装还不是独立的工业体系，分散于各个工业部门。作为包装工业主要组成部分的包装机械，分属于不同制造业。上个世纪90年代中国包装技术协会报国家经贸委批准，国家民政部备案，成立了中国包装技术协会机械工业分会，挂靠机械工业部。和机械工业部包装食品机械行业办无锡太湖学院学士学位论文2公室，两块牌子一套机构，承担包装机械和机械产品包装组织行业、指导行业、服务行业的职能。1998年5月至2000年10月，国家机械工业部、局相继撤消后，中国包装联合会机械工业分会独立的承担包装机械和机械产品包装的行业工作。根据国家计委1986年委托机械工业部会同轻工、商业、农业、医药、航空、航天、兵器、船舶等部门进行行业调查的产品分类目录有12类：1)充填机械；2)封口机械；3)贴标机械；4)容器成型机械；5)收缩包装机械；6)裹包机械；7)捆扎打包机械；8)集合装箱机械；9)包装容器制造机械；10)包装材料制造机械；11)包装装潢印刷机械；12)包装相关机械(计量、传递、输送、容器清洗、干燥等)。国际总体状况：包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用。国外的包装机械近些年有了新特点，主要是：一是生产高效率，生产线高度自动化，生产规模大型化，以获得最佳劳动生产率和经济效益；二是资源的高利用率，高度的综合利用和发展循环经济；三是产品高度重视节能，重视降低成本；四是高新技术实用化，提高生产效率，产品上水平、上档次；五是科研成果商品化，使包装机械产品向知识密集化、技术综合化、产品智能化等方面发展。在这样的新形势下，我国的包装机械产品由于品种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争。特别是我国近五年来，加快发展农产品深加工建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮。如我国近年对农产品深加工总投资达到320多亿元，加工和包装设备80以上靠进口。由此可见，我国在“十一五”期间包装机械的供需矛盾十分激烈。发展重点为：(1)瓦楞纸板生产线、制箱(盒)、印刷成套设备；(2)环保型包装机械；(3)医药包装机械和包装材料；(4)啤酒、饮料灌装生产线；(5)袋成型、充填、封口设备；(6)无菌包装设备；(7)捆扎包装、集装设备；(8)制罐设备；(9)烟草加工及包装设备；(10)在线或离线检测设备等。对机电产品包装，重点推进“专业定点、资质认证、统一标准、国际接轨、扩大出口”的试点工作。按照专业化、标准化、市场化的要求，以及建设节约型社会的要求，推进节材代木工作，推广应用“单板层积材”为代表的人造板材，开发研制农秸干包装板材，为扩大机电产品出口、为农民增收、为改善我国生态环境和发展循环经济服务。1.31.3 自动化生产线技术概述自动化生产线技术概述1.3.1 自动生产线的发展历程自动生产线的发展历程自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统，简称自动线。采用自动线进行生产的产品应有足够大的产量;产品设计和工艺应先进、稳定、可靠，并在较长时间内保持基本不变。在大批、大量生产中采用自动线能提高劳动生产率，稳印刷标记对准机构3定和提高产品质量，改善劳动条件，缩减生产占地面积，降低生产成本，缩短生产周期，保证生产均衡性，有显著的经济效益。机械制造业中有铸造、锻造、冲压、热处理、焊接、切削加工和机械装配等自动线，也有包括不同性质的工序，如毛坯制造、加工、装配、检验和包装等的综合自动线。自动线中设备的联结方式有刚性联接和柔性联接两种。在刚性联接自动线中，工序之间没有储料装置，工件的加工和传送过程有严格的节奏性。当某一台设备发生故障而停歇时，会引起全线停工。因此，对刚性联接自动线中各种设备的工作可靠性要求高。在柔性联接自动线中，各工序(或工段)之间设有储料装置，各工序节拍不必严格一致，某一台设备短暂停歇时，可以由储料装置在一定时间内起调剂平衡的作用，因而不会影响其他设备正常工作。综合自动线、装配自动线和较长的组合机床自动线常采用柔性联接。自动线的控制系统主要用于保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环和联锁要求正常工作，并设有故障寻检装置和信号装置。为适应自动线的调试和正常运行的要求，控制系统有三种工作状态:调整、半自动和自动。在调整状态时可手动操作和调整，实现单台设备的各个动作;在半自动状态时可实现单台设备的单循环工作;在自动状态时自动线能连续工作。控制系统有“预停”控制机能，自动线在正常工作情况下需要停车时，能在完成一个工作循环、各机床的有关运动部件都回到原始位置后刁停车。自动线的其他辅助设备是根据工艺需要和自动化程度设置的，如清洗机工件自动检验装置、自动换刀装置、自动捧屑系统和集中冷却系统等。为提高自动线的生产率，必须保证自动线的工作可靠性。影响自动线工作可靠性的主要因素是加工质量的稳定性和设备工作可靠性。自动线的发展方向主要是提高生产率和增大多用性、灵活性。为适应多品种生产的需要，将发展能快速调整的可调自动线。1.3.2 自动化技术的发展趋势自动化技术的发展趋势由于自动生产线所涉及的技术领域广泛，所以它的发展、完善是与各种相关技术的进步及互相渗透紧密相连的。因而我们研究自动生产线的发展概况就必须与整个支持自动生产线的相关技术的发展联系起来。首先，是自动化技术的惊人进步。六十年代，以集成电路为中心的微电子技术的出现与发展引起了工业上一场新的革命。随着集成电路集成度的提高，在应用方面，相继开拓了许多新的领域，特别是应用于计算机上，使计算机的处理、运算能力大大提高，体积、功能、重量大大减小，成本急剧下降。同时由于可靠性的大幅度提高而使其应用得到迅速普及。计算机技术的发展也开始与机械制造业相结合。在应用于自动化生产线方面，微电子技术越来越多地代替了自动生产线中原来由机械方式组成的控制部分，使自动生产线具有检测、记忆、运算、比较判断、反馈控制及显示等一系列功能，从而使自动生产线开始进入了升级换代的发展时期。其次，是大规模集成电路时代的到来。进入大规模集成电路时代，使微机开始作为无锡太湖学院学士学位论文4商品出现。同时，在这一时期，机械技术也发生了变化，自动生产线在结构设计上改变了传统的设计方法，向着缩小体积、减轻重量、提高刚性、实现标准化、系列化和提高系统整体可靠性的方向发展。自动生产线所使用的材料也从以钢铁为主发展到也使用一些非金属复合材料等。第三，是可编程控制器的出现。它是一种以顺序控制为主，回路调节为辅的工业控制机。不仅能完成逻辑判断、定时、计数、记忆和算术运算等功能，而且能大规模地控制开关量和模拟量，克服了小型机用于开关控制系统所存在的编程复杂、非标准外部接口的配套复杂、机器资源未能充分利用而导致功能过剩、造价高昂、对工程现场环境适应性差等缺点。由于可编程序控制器具有一系列优点，因而替代了许多传统的顺序控制器，如继电器控制逻辑、二极管矩阵逻辑以及变换线的数字逻辑等，开始广泛应用于自动生产线的控制。第四，是机器人技术的飞速发展。由于微机的出现，机器人内装的控制器被计算机代替而产生了第二代的工业机器人，机器人技术由通用型走向专业化，出现了喷涂用、电焊用、点焊用等各具特色的商品化工业机械手和机器人，在自动生产线中的装卸工件、定位夹紧、工件在工序间的输送、加工余料的排除，加工操作、包装等部分得到广泛使用。现在正在研制的第三代智能机器人不但具有运动操作技能，而且还有视觉、听觉、触觉等感觉的辨别能力。具有判断、决策能力。能掌握自然语言的自动装置也正在逐渐应用到自动生产线中。第五，是传感技术的形成。传感技术随着材料科学的发展和固体物理效应的不断出现，形成并建立了一个完整的独立科学体系传感器工程学。在应用上出现了带微处理器的“智能传感器”，它在自动生产线的生产中监视着各种复杂的自动控制程序，发挥着极其重要的作用。第六，是液压和气压传动技术的飞速发展。特别是气动技术，由于使用的是取之不尽的空气作为介质，具有传动反应快、动作迅速、气动元件制作容易、成本低和便于集中供应和长距离输送等优点，而引起人们的普遍重视。气动技术己经发展到一个独立的技术领域。在各行业，特别是电子行业的自动生产线中得到迅速发展和广泛地应用。印刷标记对准机构52 2 咖啡粉枕式包装机总体设计咖啡粉枕式包装机总体设计咖啡粉枕式包装机的包装原理：咖啡粉枕式包装机整体是由几个机构组成，主要有：料盘装置，横封装置，竖封装置，走袋装置，料卷装置，电机等通过一定的传动关系组成4。塑料薄膜卷在料卷装置上通过成型器成型形成卷筒状然后通过竖封装置热封，再通过牵引机构向前走袋，在走袋的过程中料盘装置把计量好的咖啡粉通过料斗注入竖封好的袋中，最后通过横封机构横封切断，包装完成。根据包装机的要求，在包装过程中要确保各个装置之间运动协调。传动方案要满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率、使用维护便利、工艺和经济性好等要求。经过分析与比较,决定采用如下运动方式：电动机带动 V 带轮转动,经过蜗杆蜗轮减速带动凸轮轴转动，然后一部分动力通过用同步带轴，同步带轴通过一对齿轮把动力传给料盘轴。用蜗杆蜗轮减速是因为它的传动比大可以一次将转速降到需要的大小，使结构简单；用一根轴同时带动横封机构、竖封机构、走带机构既能使结构简单又能保证三者之间同时协调的工作；用同步带传动既能保证准确的传动比又能实现较大中心距的传动。整个机构结构紧凑，传动平稳，冲击小。2.12.1 电动机的选择电动机的选择电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。传动效率的计算：（1）由于传动装置较为复杂，取保险效率0.6340.980.990.980.970.80.95272272锥齿轮轴承齿轮链轮蜗杆带V（2）式中 0.95带,0.99轴承,0.98齿轮，0.8蜗轮，0.970.98链轮锥齿轮，确定电机的输出功率 P：由于料盘的转速很慢P 80100)时才进行轮齿弯曲疲劳强度计算。对于开式传2z动，则按蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度进行设计。3.1.3 按接触疲劳强度计算按接触疲劳强度计算1、选择蜗杆传动类型根据 GB/T10085-1988 推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。2、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮心用灰铸铁HT100制造。按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度惊醒设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。所以传动中心距 322HEZZKTa 21T矩确定作用在蜗轮上的转，则，估取效率按0.82z1 mmmmTN.179540N.300.705109.55nP109.5562262确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数；由文献1表11-5选取使用系数1K；由于转速不高，冲击不大，取动载系数，则1AK1 . 1vK 1.11.111KKKKAv EZ3 确定弹性影响系数。蜗轮和钢蜗杆配件，故因选用的是铸锡磷青铜MPa160ZE Z确定接触系数4印刷标记对准机构15先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距 a 的比值，从文献1图 11-18 中查得1d35. 01ad。9 . 2Z H确定许用接触应力51145HRC，可从表杆螺旋齿面硬度青铜，金属膜制造，蜗根据蜗轮材料为铸锡磷268MPa7-H应力中查得蜗轮的基本许用应力循环次数 7h2105.43000030160L60jnN寿命系数 0.8134105.410K877HN则 218MPa268MPa0.8314KHNHH（6）计算中心距 96.359mmmm2182.91601795401.1a32取中心距a=100mm，因i=20，故从文献1表11-2中取模数m=4mm，蜗杆分度圆直径d1=40mm。这时，故从文献1图11-18中可查得接触系数，因为4 . 01ad74. 2Z，所以以上结果可用。ZZ无锡太湖学院学士学位论文16图 3-1 蜗轮蜗轮蜗杆的主要参数与几何尺寸（1）蜗杆尺寸 =2, m=4mm1z分度圆直径=40mm1d齿顶直径 1112(46.42 4)48aaddhmm 齿根直径 112(46.42 1.2 4)30.4ffddhmm 导程角右旋 638111 轴向齿距1412.56xpmmm蜗杆轴向齿厚6.28mmsn蜗轮尺寸根据查文献1表 11-2 得蜗轮齿数；变位系数,100, 21mmaZ412Z5 . 02x分度圆直径mmmm164414mzd22齿顶圆直径172mmmm421642hdda22a2齿根圆直径154.4mmmm41.22-1642h-ddf22f2印刷标记对准机构17咽喉母圆半径14mmmm17221-100d21-ara2g2校核齿根弯曲疲劳强度 FF212FYYmdd1.53KTa2当量齿数43.4811.31cos41coszz332v2根据，从文献1图 11-19 中可查得齿形系数。48.43, 5 . 022vzx87. 22aFY螺旋角系数0.919214011.31-1140-1Y许用弯曲应力 FNFFK从文献1表 11-8 中查得由 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力。MPaF56寿命系数 0.644105.410K976FN 36.086MPa0.644MPa56F 31.138MPa0.9192MPa2.874164401795401.11.53F 求，所以弯曲强度满足要因为FF验算效率 vtantan0.96有关。与相对滑动速度，已知svvvfarctanf11.31 1.782m/s311000cos11.60600401000cos60nd11s无锡太湖学院学士学位论文18从文献1表 11-18 中用插值法查得；代入公式得，928. 1,037. 0vvf8 . 085. 0不用重算。精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从 GB/T10089-1988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择 8 级精度，侧隙种类为 f，标注为 8f GB/T10089-1988。然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度，此处从略。8、润滑方式根据其具体的功用，采用喷油润滑。9、蜗轮蜗杆的结构设计蜗杆：车制蜗轮：采用齿圈压配式结构3.2 链传动设计链传动设计链传动是属于带有中间挠性机构件的啮合传动。它是由链条和主、从动连轮所组成的。链轮上有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来运动和动力。与属于摩擦传动的带传动相比：链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因不需要像带那样张的很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧促。同时链传动能在高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉，再较远距离传动时，其结构比齿轮传动简便的多。链轮是链传动的主要部件，链轮齿形已标准化，链轮的设计主要是确定其结构及尺寸，选择材料和热处理的方法。本设计选用滚子链，已知电动机驱动减速器，然后经链传动到主分配轴，主动链轮转速为30r/min，传动比为2，载荷平稳，中心线垂直。1. 选择链轮齿数，1Z2Z为减小链传动尺寸，选取主动链轮齿数=17，从动轮齿数=172=34，取为38.1Z2Z2 确定计算功率caP由文献1表96查得工作情况系数=1，由图9-13查得主动链轮齿数系数=1.55AKzK单排链则计算功率为=P=1x1.55x0.490w=0.76kwcaPAKzK选择链条型号和节距印刷标记对准机构19根据链轮转速，及功率，由文献1图911，选链号为08A单排链，min/30rn caP再由文献1表91查得链节距 p=12.7mm。滚子链的规格和参数如下：链号：08A-160 销轴直径：3.98mm2d 节距 p：12.7mm 内链板高度：12.07mm 滚子外径：7.92mm 内链节内宽=7.85mm1d1b计算链节数和中心距一般初选中心距为30-50个节距，中心距过短，单位时间内链条的绕转次数增多，链条屈伸次数和应力循环增多，加剧链的磨损，若中心距过大，松边垂度过大，传动时松边颤动。考虑本次设计，传动功率很小，链条受力不大，而且整机工作时间短，应力循环次数小，为减小整机尺寸，初取中心距，则链节数为mma3200节6 .8322221202100ZZapZZpaLP取=84节。PL查文献1表9-7的到中心距计算系数23938. 01f则链传动最大中心距为：mm，取为345mm。53.343)(2211zzLpfap5、计算链速v，确定润滑方式smsmpznv/154. 0/600007 .12173010006011由v=0.154m/s，查文献1图9-14可知，应采用定期人工润滑，每班注油一次。 6、计算压轴力作用在轴上的压轴力的确定eFPPFKF 有效圆周力：NvPFe9 .821000按水平布置压轴力系数，故05. 1FPK=87.045NeFPPFKF 7、链轮的基本参数和尺寸设计链轮的材料应能保证轮齿具有足够的耐摩性和强度，由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，所受冲击也较严重，小链轮一般采用较好的材料.无锡太湖学院学士学位论文20查表两链轮选用材料是 20#钢，热处理方法是渗碳、淬火、回火：计算滚子链轮主要尺寸如下：分度圆直径：d=P/sin(180o/Z)小链轮分度圆： mm2.169小d大链轮分度圆：mm79.153大d齿顶圆直径： 1max25. 1dpdda mm75.161mm07.77aa大小dd 1min)17/6 . 11 (dpdda mm37.157mm7 .72aa大小dd齿根圆直径： 1dddf mm87.145mm20.61ff大小dd齿侧凸缘直径： 76. 004. 1171802hpctgdg mm95.139mm62.54gg大小dd计算滚子链链轮轴向齿廓尺寸如下：齿宽：bf1=0.93b1=0.93 7.81=7.27mm3.3 直齿圆柱齿轮的设计直齿圆柱齿轮的设计由纵封横封机构可知，机构主动轴和从动轴之间是靠一对传动比为 1 的直齿圆柱齿轮传动的，纵封机构传递功率较大，先按照纵封机构功率设计齿轮。已知要传动比为 1，转速为 15r/min。为保证纵封和横封轮的尺寸相近性，要求满足纵封同样每转一圈封两袋长，即为 260mm。所以纵封轮直径为 d=260/3.14 81mm。同样可知，此值也是圆柱齿轮的分度圆直径，即 d=81mm直齿圆柱齿轮的设计步骤如下：（1）用直齿圆柱齿轮传动；（2）包装机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095-88）；印刷标记对准机构21（3）材料齿数选择齿轮 1 选 45 钢（调质），硬度为 240HBS，齿数 29齿轮 2 选 45 钢（调质），硬度为 240HBS，齿数 29 两齿轮参数相同，所以下列计算式不许比较。3.3.1 按齿面接触疲劳强度设计计算按齿面接触疲劳强度设计计算由设计下列计算公式进行计算，即：2131132. 2HEdttZuuTKd（1）确定公式内的计算数值 1）试选载荷系数Kt=1.3 2）计算齿轮1传递的转矩m311.97N150.4909550nP9550111T 3）由表10-7选取齿宽齿数1d 4）由文献1表106查得材料的弹性影响系数ZE=189.821MPa 5）由文献1图1021d，按齿面硬度查知齿轮1的接触疲劳强度为 aHMP550lim齿轮2的接触疲劳强度为 aHMP550lim 6）计算应力循环系数 7h11102.73000011560jL60nN 7）由文献1图1019查知接触疲劳寿命系数=1.14HNK 8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，由文献1式1012得：627MPa550MPa1.141lim1F1SKNH计算有关参数 1）计算齿轮直径d1t代入中得：2H无锡太湖学院学士学位论文22mm87. 97627189.81213119701.32.32132. 2323211HEdttZuuTKd 2）计算圆周速度 ssmndvt0.063m/1000601587. 9710006011 3）计算齿宽 mm87. 97mm87. 971db1td 4）计算齿宽与齿告之比模数 mmmmzdmtt75. 22987.791 齿高 mmmmmht19. 675. 225. 225. 2 90.1219. 687.79hb 5）计算载荷系数根据 =0.054m/s,7级精度，由文献1图10-8查得动载系数；12. 1VK 由文献1表10-3查得直齿轮；1FHKK 由文献1表10-2查得使用系数；1AK 由文献1表10-4用插值法查得7级精度，齿轮相对支撑对称布置时；159. 1HK 由，得90.12hb159. 1HK09. 1FK 1.2981.15911.121KKKKKHHvA 6）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径， mmmmKKddtt83.793 . 1298. 187.793311 7）计算模数 mmmmzdm75. 22983.7913.3.2 按齿根弯曲疲劳强度设计计算按齿根弯曲疲劳强度设计计算由文献1式105得弯曲强度的计算公式为：印刷标记对准机构23 FS132d1FY Y2KTmZ（1）确定公式中的各计算数值1）由文献1图1020d查得：齿轮1的弯曲疲劳强度极限： =380； 1FEaMP齿轮2的弯曲疲劳强度极限： =380； 2FEaMP2）由文献1图1018查得弯曲疲劳寿命系数， =1.1421FNFNKK3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式1012得433.2MPa380MPa1.14E1N11SKFFF433.2MPa380MPa1.14E2N22SKFFF4）计算载荷系数KK=11.1211.09=1.22FFKKKKVA5）查取齿形系数由文献1表105得， =2.53， =2.531FaY2FaY6）查取应力校正系数由文献1表105得， = =1.621SaY2SaY7）计算齿轮1，2的下列值 = = 0.0095 111FSFYY 222FSFYY433.262. 153. 28）设计计算=2.05 FS132d1FY Y2KTmZmm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数2.05并就近圆整为标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径d=79.83mm，算出齿轮齿数无锡太湖学院学士学位论文24 取为329.315 . 283.791mdz这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，满足了对纸带牵引的线速度要求和每转一周封两个袋长的要求。几何尺寸计算：（1）分度圆直径 =zm=322.5mm=80mm1d2d（2）计算中心距=802/ )(21ddamm（3）计算齿轮宽度mm08mm081d1db3.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计计算按齿根弯曲疲劳强度设计计算由文献1式105得弯曲强度的计算公式为： FS132d1FY Y2KTmZ（1）确定公式中的各计算数值1）由文献1图1020d查得：齿轮1的弯曲疲劳强度极限： =380； 1FEaMP齿轮2的弯曲疲劳强度极限： =380； 2FEaMP2）由文献1图1018查得弯曲疲劳寿命系数， =1.1421FNFNKK3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式1012得433.2MPa380MPa1.14E1N11SKFFF433.2MPa380MPa1.14E2N22SKFFF4）计算载荷系数KK=11.1211.09=1.22FFKKKKVA5）查取齿形系数由文献1表105得， =2.53， =2.531FaY2FaY印刷标记对准机构256）查取应力校正系数由文献1表105得， = =1.621SaY2SaY7）计算齿轮1，2的下列值 = = 0.0095 111FSFYY 222FSFYY433.262. 153. 28）设计计算=2.05 FS132d1FY Y2KTmZmm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数2.05并就近圆整为标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径d=79.83mm，算出齿轮齿数取为329.315 . 283.791mdz这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，满足了对纸带牵引的线速度要求和每转一周封两个袋长的要求。几何尺寸计算：（1）分度圆直径 =zm=322.5mm=80mm1d2d（2）计算中心距=802/ )(21ddamm（3）计算齿轮宽度mm08mm081d1db3.4 轴的结构设计轴的结构设计轴的结构设计就是要确定轴的合理外形和结构，以及包括各轴段长度、直径及其它细小尺寸在内的全部结构尺寸。轴的结构主要取决以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴的毛坯种类；轴上作用力的大小和分布情况；轴上零件的布置及固定方式；轴承类型及位置；轴的加工工艺以及其它一些要求。由于影响因素很多，且其结构形式又因具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式，设计具有较大的灵活性和多样性6。但是，不论具体情况如何，轴的结构一般应满足以下几个方面的要求：无锡太湖学院学士学位论文26（1）轴和轴上零件要有准确的工作位置；（2）轴上零件应便于装拆和调整；（3）轴应具有良好的制造工艺性；（4）轴的受力合理，有利于提高强度和刚度；（5）节省材料，减轻重量；（6）形状及尺寸有利于减小应力集中。3.4.1 轴的最小直径估算轴的最小直径估算轴在结构设计时，一般已知装配简图、轴的转速、传递的功率及传动零件的类型和尺寸等。转轴受弯扭组合作用，在轴的结构设计前，其长度、跨距、支反力及其作用点的位置等都未知，尚无法确定轴上弯矩的大小和分布情况，因此也无法按弯扭组合来确定转轴上各段的直径。为此应先按扭转强度条件估算转轴上仅受转矩作用。d=3Pnmin0A =，查文献1表 15-3，取决于轴的材料和受载情况。0A 32 . 09550000T当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的削弱：d100mm 时，单键槽增大 3，双键槽增大 7；d100mm 时，单键槽增大 57，双键槽增大1015。最后对 d 进行圆整。查表C=103 (当所受弯距较小或只受转距、载荷较平稳，无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只作单向旋转；反之，T取小值，C取较大值。)料盘的实际功率很小，扭矩约等于零，取P=0.531kw,n=7.5r/minmmmmd61.425 . 7531. 01033min最小直径处有键槽，增大 5%取整mind=45mm 3.4.2 各轴段直径和长度的确定各轴段直径和长度的确定轴的结构如图 2-1 所示：图 2-1 料盘轴（1）段轴头的长度，此处要装料盘、联结盘、法兰，取。mmL991印刷标记对准机构27（2）确定2d、4d选择滚动轴承型号,取1d 查文献3表6-7，选用型mmdd6042号为30212的圆锥滚子轴承，其内径d=60mm,外径D=110mm,宽度B=22mm。（3）段直径3d，为方便安装，3d应略大于2d，取3d=70mm。段长度3L，根据料盘总体结构取3L=389mm。（4）段轴头的长度，此处要装大锥齿轮，取=55mm。2L由上可知，轴最小直径为12mm；轴、轴、轴、轴最小直径为20mm。 3.4.3 轴承的选择轴承的选择选择滚动轴承的类型，一般从载荷的大小、方向和性质入手。在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承承载能力大，适用于载荷较大或有冲击的场合。当承受纯径向载荷时，通常选用径向接触轴承或深沟球轴承；当承受纯轴向载荷时，通常选用推力轴承；当承受较大径向载荷和一定轴向载荷时，可选用角接触球轴承7。根据轴的应用场合可知，轴主要受到径向力和轴向力。查询常用滚动轴承的性能和特点，选择圆锥滚子轴承。应用场合：适用于刚性较大跨距不大的轴及须在工作中调整游隙的场合。 3.4.4 滚动轴承的密封滚动轴承的密封（1）接触式密封通过轴承盖内部放置的密封件与传动轴表面的直接接触而起密封作用。密封元件主要用毛毡、橡胶圈、皮碗等软性材料，也有用减磨性好的硬质材料如石墨、青铜、耐磨铸铁等。（2）非接触式密封接触式密封必然在接触处产生摩擦，非接触式密封则可以避免此类缺点，故非接触式密封常用于速度较高的场合。由于转速大于5r/min 选择非接触密封。无锡太湖学院学士学位论文284 横封切断装置设计横封切断装置设计横封是枕式包装的一道重要工序,它通常位于纵封工序的后面,作用是使物料经过纵封的袋子横向密封并切断。经过这一工序,出来的便是成品。横封器通常安装在一对对滚的轴上,两轴对滚时,被加热的封切器压向两块包装物中间的间隙,包装材料于是被热封;由于封切器的中间安装了一把切刀,使得包装材料被热封的同时也被切断,成为独立的包装物。枕式自动包装机中横封动作是由横封机构来完成。4.1 横封机构的选择及分析横封机构的选择及分析4.1.1 横封机构的选择及分析横封机构的选择及分析根据上节对横封工艺动作的分析,能实现横封回转式封切的不等速机构有多种,如转动导杆机构、偏心链轮机构、差速器等等。转动导杆机构结构简单、零件数量少、调整方便,实现的不等速运动规律变化较平缓且包装袋长与偏心距的成正比,所以采用转动凸轮机构较为合适, 使封切器圆周上任一点的线速度与包装袋移动的速度相等，以便与包装袋同步运动。但由于封切器在一周中完成热封、切割的动作时间短，大多数时间用于空转，如果让空程时也作匀速转动，则会造成浪费，所以设计横封传动机构时，应使其处于非匀速转动的状态，即热封和切断时转得慢，空程时转得快。印刷标记对准机构29图 3-5 横封切断装置4.2 包装机封合位置误差的产生及补偿方法包装机封合位置误差的产生及补偿方法根据包装物料的使用要求,包装袋有光标要求和无光标要求两种。对物料的使用方法及其用量需要特别说明的,要保留商标及说明区的完整。为了达到这一目的,在封合包装袋过程中,必须有光标限制其封合范围,既要求切口位置准确,又要求外形美观。由此产生了封合位置误差。封合位置误差的产生温度和湿度的变化,印制光标时的人为操作误差,封装袋时的结构因素,都会导致塑料袋在封合过程中不能按预定的要求进行。4.3 封合温度的影响封合温度的影响当封合温度超过110时,塑料出现过软。随着温度的升高,纵封辊封合处已无法将塑料压合运动,甚至无法将塑料袋正常送到横封辊，V切在行进中,将包装不停地封合并运送到横封位置。V切不变,由于过热,导致封合处的塑料焦糊封合点的速不相同,在某一点上的位置出现怠速。甚至纵出现停歇。塑料袋的不等速运进,完全扰乱了包装机的正常工作秩序,靠速度补偿,无法修正光标之间的位置差。4.3.1 横封机构的影响横封机构的影响横封机构的影响也不能忽视。封合位置的误差,许多情况下是由于横封传动的不准确造成的。为了满足包装不同规格的袋,有些包装机设置了偏心链轮机构,尽可能地使一种型无锡太湖学院学士学位论文30号的包装机能够包装多种规格的封装袋。能否封装多种规格的袋,关键是在横封辊上找到与纵封辊相同的一点速度相同由于制造和操作本身存误差,十分精确地满足速度相同是很困难的。4.3.2 误差的补偿误差的补偿（1）初始位置补偿减少初始位置误差,是控制累积误差的主要措施。通常,这要由设备本身的结构来保证。确定包装袋光标与运行机构的正确关系,使之按着预定的工作方式完成基本功能运作,其过程如下:拉出包装袋,使袋上的光标墨点对准横封辊,之后用于转动横封辊,让两个等径的最高点压住光标然后使光电头对准包装袋上任一点的光标。随后将增减速凸轮置于常开常闭的位置。这三点符合运动的初始要求。（2）运动过程中误差补偿由于存在诸多的人为因素,即使原始位置正确也难免出现一些随机误差。这些误差的存在,仅靠原始位置补偿是无法做到

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