螺杆型粉料分装机的结构及三维设计【图纸丢失，只有论文】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕   业   设   计  论文题目： 螺杆型粉料分装机的结构及三维设计  专         业：机电一体化工程  学生姓 名：  指导教 师：  2009 年  月  日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 螺杆型粉料分装机的结构及三维设计  摘  要  粉料分装机主要用于各种粉类物料的定量分装，尤其是在医用药粉的分装上应用广泛，装量小要求精度高。  本文介绍了各种粉料分装机的工作原理和发展前景，并对所设计的螺杆型粉料分装机的工作原理进行了介绍，对分装机进行了整体结构的设计与计算。  本分装机整体机构主要包括：分装头部件和主传动机构。分装头部件中有 两个运动：螺杆旋转下料和搅拌器的转动，分别通过步进电机和一个永磁式低速电机来驱动，两电机通过控制面板来控制启动与停止。主传动系统通过主电机来驱动，经过一标准减速器，再经由一个间歇运动变速器产生间歇运动，最后经过一系列的齿轮传动将运动传递到输送带、分瓶拨轮机构和滚塞机构带动相应部件的运动。两个部分的运动之间是相互协调的，通过控制面版来控制。最后运用 件对分装头部件进行了三维造型设计，并制作了分装头部件的爆炸视图和简单的动画模拟，同时对分装头的运动进行了简单的模拟。  关键词： 粉料；分装机；螺 杆；间歇运动机构  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 D he is in of in in it is in is is of of to of is in is by a a DC to a a is to At a of is to of is by D of   文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目    录  前言 1 1 综述 2 料分装机简介   2 内发展现状   2 墨粉分装机   2 排气流式粉剂分装装置   6 进电机螺杆粉针剂分装 机   8 2 分装机的整体设计   10 流式分装机与螺杆式分装机   10 料分装机的计量方式   10 装机整体方案的确定   11 装机的工作过程   13 3 分装头机构的设计 14 装头的整体机构 14 装螺杆的设计及步进电机的选择 16 杆的设计 16 进电机的选择 17 装头传动部件的设计 19 接轴套的设计 19 的设计及校核 19 接器的设计 22 动齿轮的设计 23 拌器的尺寸及外形设计 26 承的选择   27 轴器的选择   29 4 传动系统及减速装置的设计 29 电机的选择 29 准减速器的选择 30 完全齿轮变速装置的设计 30 动齿轮的设计及校核 31 的设计及校核 33 速器的轴承的选择及校核 38 轮及带轮轴的设计 39 轮的机构设计及平带的选择   39 轮轴的设计 40 轮轴上轴承的选择 41 承座的设计 41 动系统中两种锥齿轮的设计及校核 42 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴端锥齿轮的设计及校核 42 速箱与间歇运动变速器之间锥齿轮的设计校核 44 他主要传动轴的结构设计 45 5 机架的设计 48 架的常用材料 48 造机架常用材料 48 接机架常用材料 48 金属机架常用材料 48 架的结构设计 49 6 三维造型设计 50 能介绍 51 模 51 配体的组建   54 炸视图的建立   55 画模拟   56 总结 57 参考文献  致谢  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 前言  分装机的应用非常广泛，从食品分装加工到药剂分装加工，还有建筑材料的分装加工，到处都有分装机的影子。分装机在日常的生产 生活中扮演着重要的角色。  分装机作为粉针剂生产中最为关键的设备将不断受到业内人士的关注，其之所以受关注是因为分装机还没能像其它制剂设备那样得到快速发展，同时粉针剂在药品市场所占份额的潜在性也同样受到关注。从国内外的分装机发展趋势来看，螺杆型粉料分装机的发展前景广阔。  本文设计的螺杆型粉料分装机主要由 分瓶拨轮机构、分装瓶输送机构、螺旋下料分装机构、上料机构、搅拌机构、滚塞机构、内部传动系统及控制系统、机壳等部分组成。其中主要设计的部分是螺旋下料机构、搅拌机构、内部传动系统以及分装瓶输送机构，其他组成部分不做详 细机构设计。  本螺杆型粉料分装机主要有以下特点：  （ 1）  螺杆下料中用的螺杆采用的是变螺距螺杆，能够有效的防止因为分装粉料的物理特性不同而导致粉料的堵塞或者是粉料的下滑，终导致分装装量的不稳定，而使分装无法正常经行。  （ 2）  本螺杆型粉料分装机分装螺杆的外侧套有搅拌装置，能够在需要的时候对分装粉料进行搅拌，防止分装粉料由于长时间的静滞而产生结块，影响分装装量的稳定。并且由于搅拌装置的特殊设置，将会使得分装机能够对各种物理特性的粉料进行分装。  （ 3）  本分装机的分装动力采用步进电机驱动，并采用 （ 4）  在内部 传动系统中，为了使得滚塞机构、送瓶机构、分瓶拨轮机构、分装机构能够保持时间上的一致，采用了一个间歇结构结从主电机中传出的主运动经由这个机构机构的转换使得滚赛机构、送瓶机构、分瓶拨轮机构各自以一定的间歇规律进行运转，再通过控制面板控制分装进行的时间间隔，从而整体上保证了分装的顺利进行。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1综述  料分装机简介  分装机从整体结构上来分，主要有气流式分装机和螺杆式螺旋下料分装机。从其应用对象上来分又有液体分装机、粉料分装机和大颗粒分装机。 各种分装机的工作原理和结构都有其不同之处。  气流式分装机，原理 是利用真空吸取定量容积粉剂，再通过净化干燥压缩空气将粉剂吹入抗生素瓶内。螺杆式分装机，原理是通过控制螺杆的转速，来量取定量粉剂再分装到抗生素瓶内。  粉料分装机的计量方式主要分三种：体积定量、称重定量和螺杆旋转定量方式。  内发展现状  国内的分装机主要是采用自动双头螺杆分装机， 对国产自动双头螺杆式分装机而言，目前为止大致可分为 3 个技术时期：第 1 代为螺杆装量由步进电机与集成电路控制的技术；第2 代为螺杆装量由步进电机与 制的技术；第 3 代为螺杆装量由伺服电机与 制的技术。控制技术方面已经非常成熟， 只是在针对不同性质的粉料分装时，对螺杆的要求不同，因此在很多分装机上都是在分装不同的粉料时换不同螺距的分装螺杆，采用不同规格的螺杆、粉杯、下料嘴组合，来完成对不同性质的粉料的分装。  墨粉分装机  本机是复印机墨粉分装的专用设备，是全部采用国产件的新型产品，本机操作方便、工作稳定、功能齐全计量准确、价格低廉，包装速度和秤重范围可调，适用面广，在墨粉分装过程中实现连续工作无粉尘，包装准确，并且适于各种容器的墨粉包装，是目前国内各中小型墨粉厂分装工序实现文明生产的首选产品有广泛的推广使用价 值。  1）总体结构  目前，复印机墨粉分装机国内尚无厂家生产，依据墨粉特性，墨粉分装机的设计关键在于解决：  本机倾斜电磁振荡送料器及粉尘回收装置的设计确保了分装计量准确和连续工作无粉尘。 反复实验，运转良好，达到了设计要求。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 图 1仓组件         图 1墨粉分装机总装图  1粉尘回收装置   2计量装置    4料仓支撑    5料仓    6调节器    7振荡器    8主机  2）整机 结构   该机为落地式，如图 示，主要由五个部分组成。 I 粉仓部分， I 输送通道， I 计量部分， 粉尘回收装置， v 电器控制部分。   粉仓部分  根据墨粉的特性，为防止下料过程中粉尘飞扬，粉仓密封性能好，容易拆卸，见图 1   使墨粉通过粉仓进入振荡系统，根据生产厂家的需要，可另加墨粉输送装置，实现上粉工作机械化。   振荡输送通道如图 示：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 整机结构中墨粉的输送通道是墨粉分装的关键部件。根据墨粉流动时易堆图 1荡输送通道        积的特点，在粉仓的下面设计一个倾斜的带振荡的输送通道。粉仓与振荡器之间采用软连接方式，墨粉从粉仓通过软联接流下后沿倾斜振荡的输送通道进入料斗。工作时，定量包装秤发出信号，振荡器开始工作，根据进料快慢的要求，振荡频率可调。此结构的设计目的是针对墨粉流动时易堆积的特点，利用  此结构能使机器正常工作，解决了出料口堆积这一技术难点。   计量部分  为确保机器的计量精度我们选择了上海衡器厂生产的定量包装秤， 此秤计量精度高，带有记忆，同时能设定九种不同重量的规格。根据我们采用的包装容器，我们设计并制造了各种容器定位装置和容器与下料口的接口装置，保证了各种不同容器墨粉包装的需要，计量精度达到 2 ，如图 1示。  图 1量装置         粉尘回收装置  粉尘回收装置在墨粉回收过程中很重要，因其墨粉颗粒细小，比重小，工作时粉尘易飞扬  ，这不仅污染了环境，也危害操作人员的身体健康，这个问题是多年来国内分装机械未能很好解决的技术难点，针对这些 情况，经过实验，设计了独特的粉尘回收装置。其结构如图买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 11示：  主要结构是：将墨粉出口的上部做一倒喇叭型的夹层，夹层的外部有一负压管道，主机箱体里有一回收箱，箱内有三级沉降槽。工作时，接通电源，主机开始工作，同时，回收风机也开始工作。  图 1尘回收装置           图 1 粉尘回收装置（局部放大图）   电器控制部分  首先按所需包装量对定量包装秤进行设定，为包装准确 ， 首先设 定快进料，后进行慢进料。接通电源，风机启动，触动脚踏开关，开始快进料过程，固整继电器的 J 常闭触点闭合，供给振荡器线圈交变电流，电磁铁吸合后使振荡器产生振荡，实现快进料，完成设定的快进料量以后，固整继电器 J：的常闭触点闭合，供给振荡器的电流减少，振荡频率减慢，实现慢进料，慢进料量达到设定的进料量后，全部进料过程就完成了。  3）墨粉分装机的工作原理  将包装容器放在定置包装秤上，按动起动键，主机开始工作，粉仓里墨粉通过软轴进入买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 带振荡器的输送通道，通过下料口的粉尘回收装置和衔接装置，直接进入包装容器。当墨粉重置达到 设定要求时，定置包装秤发出信号 ， 主机停止工作，操作人员将容器拿走，定量包装秤自动回零。然后，开始下一个包装周期。  该分装机填补了国内墨粉分装机的空白， 而其 整机全部国产化，使我国复印行业的墨粉分装能力接近国外先进水平。  该 分 装机的技术特点：   粉尘的回收装置对墨粉进行回收，解决了粉尘污染问题 ；   利用倾斜的带振荡的输送通道来解决下料口堆积这一技术难题。  目前，国内虽然有各种各样的包装机械 ， 但还没有适合于复印机墨粉的包装机，据调查，全国有上百家复印机墨粉厂和墨粉分装厂，有相当一部分中小型墨粉生产厂和分装厂均采用手工分装，对操作人员身体危害很大。所以，该机器研制成功投产后，能满 足墨粉生产厂家和墨粉分装厂家的需求，同时也适用于其他粉体的分装。本机价格低廉，售价只有进口机的1/3。 这样，一部分中小型墨粉厂在经济上能够承受 ； 而且计置准确，连续工作无粉尘。 因 此该 机器得到专家的肯定。  排气流式粉剂分装装置  本产品涉及医药、食品、化工行业中精细粉剂的分装装置 ， 是一种双排气流式分装装置。包括输送部件、进瓶拔轮和双排气流式分装头。它们装在机架上，进瓶拔轮两邻拔齿节圆的弦长与双排气流式分装头的轴向亮相邻分装空的孔距相等 ，进瓶拔轮的安装轴与双排气流式分装头的安装轴垂直，两轴心的水平举例等于进瓶拔轮分度圆半径。它 的结构简单、性能可靠。工效高、价格低，是适合我国国情的一种好的分装粉剂的装置。结构如图 1b 图所示  1）该分装装置包括：运输部件 5、进瓶拔轮 6 和双排气流式分头 2，它们在机架 7 上，其特征在于进瓶拔轮 6 为二进一停间歇式，进瓶拔轮 6 两相邻齿节圆的弦长与双排气流式分装头 2 的轴向两相邻分装孔的孔距 相 等，进瓶拔轮 6 的安装轴与双排气流式分装头 2 的安装轴垂直、两轴心的水平距离等于进瓶拔轮 6 分度圆半径、进瓶拔轮 6 上平面与双排气流 式分装头 2轴心线的高度大于双排气流式分装头 2的半径小于双排气流式分装头 2的半径加瓶高。  2）根据 1所述的双排气流分装装置，其特征在于所述双排气流式分装头 2 与间歇式驱动机构 3 相连，间歇式驱动机构 3 下方设有高度支撑调节部件 4，高度支撑调节部件 4 装在机架 7上，进瓶拔轮 6与第二间歇式驱动机构 8相连。  3）根据 2所述的双排气流式粉剂分装装置，其特征在于所述间歇式驱动机构 3为分度凸轮机构或间歇分割器，第二间歇式驱动机构 8为分度凸轮机构或间歇分割器。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 本产品涉及一种粉剂的分装装置，具体涉及一种双排气流式粉剂的分装装置。主 要在医药行业、食品行业、化工行业中分装粉剂的设备中配套使用。  目前国内用于粉剂的分装装置大多为螺杆容积式，其不足之处事可能造成第 二次污染，气流式的也有，大多为单体式，结构过于简单、工效较低，国外大多采用双排气流式，采用间歇式两拔轮双排分装，工作可靠，但结构十分复杂、价格极高，不适应我国国情。  （ a）  （ b）  图 1流式分装机  1. 料斗    3. 间歇式驱动机构    4. 高度调节支撑部件   5. 输送部件    6. 进瓶拔轮    7. 机架    8. 第二间歇式驱动机构  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 进电机螺杆粉针剂分装机  本装置涉及制药分装机，特别适用于粉针剂分装机。  步进电机螺杆粉针剂分装机械事制药工业自动化流水线中的主要设备之一。目前应用的分装机有齿轮单头螺杆分装机或气流式分装机，他们均以传统的机械方式来控制粉 针剂的装量精度。以应用较广的齿轮式单头螺杆分装机为例，由于机械齿轮传动中不可避免的间隙和惯性，使装量误差高达 7% 以上，药粉容易散落在外，造成损耗。每分钟分装瓶数仅达 60瓶左右，加上调节装量大 小必须停机用人力进行，更进一步地影响了分装效率。  该类型分装机的动作是这样实现的：它由送粉 盒、螺旋送料口、空瓶输入和成品输出系统、瓶塞震动给料器及真空吸盘、拨瓶盘和导向凸轮、机壳、电源、分装头所组成。在分装头的上方设有一个步进电机，步进电机与分装头的下粉轴相连接。  步进电机轴插入下粉轴端部的开口螺纹孔内，然后通过螺母紧固，并经下粉轴下端的吊轴与装粉螺杆连在一起。步进电机受控制系统设定的脉冲数控制。当步进电机驱动时，带动装粉螺杆旋转。由于步进电机事将输入电脉冲变换成角位移的控制电机，一角位移与输入脉冲数成严格的正比例。输入脉冲停止时，步进电机能立即锁定，这样它就没有积累误差，因而精确地控制了装粉螺 杆的旋转度数，从而保证了粉针剂的装量精度。  本 机器由于采用了步进电机与分装头的连接，消除了已有齿轮传动中不可避免的间隙和惯性，使得粉针剂装量精度从 7% 提高到 3% 。分装速度从每分钟 60瓶提高到了 120瓶，减少了药料的损耗。链霉素，氨苄青霉素优品率从原来 70%提高到 且减轻了劳动强度。  以下将结合附图及实施例对本机器的分装头结构作进一步说明。  图 1本机器的机构示意图，图 1分装头结构图。  图 1装机示意图  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 1装头结构图  参照图 1装头上方有一个步进电机 1，步 进电机 1与分装头的下粉轴 2相连接。将步进电机插入下粉轴端部的开口螺纹轴孔内，然后拧紧螺母固紧。下粉轴尾端有一个吊紧螺栓 4，吊紧螺栓外有吊轴 3， 吊轴的上部内孔与下粉轴以锥度相套，下内孔底部紧靠在吊紧螺栓肩胛上，孔内套有装粉螺杆 7 并通过螺钉固紧。当步进电机受控制系统驱动时，带动装粉螺杆旋转。吊轴外有料筒 5，它可以用不绣钢制成。漏斗 6与料筒 5通过螺钉相连，下粉嘴 8与漏斗下端通过螺钉相接。  这种结构的分装头能够以较高精度完成一些药粉的分装，但是对另一些物理性质不一样的材料来说，分装起来就有了一定的困难，需要更换下料 螺杆和喷嘴，来保证分装的正常进行。因此该分装头还有一定的不足。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 2 分装机的整体设计  流式分装机与螺杆式分装机  从原理上分装机可以分为螺杆型分装机和气流式分装机 1：  1）气流式分装机，原理是利用真空吸取定量容积粉剂，再通过净化干燥压缩空气将粉剂吹入抗生素瓶内。特点：在粉腔中形成的粉末块直径幅度较大，装填速度亦较快，装量精度能满足药典要求。缺点：分装时形成的粉尘较大，设备清洗灭菌较麻烦，能耗较大（工作时要耗费真空和干燥压缩空气），每年设备运行和维护费用较高。  2）螺杆式分装机，原理是 通过控制螺杆的转速，来量取定量粉剂再分装到抗生素瓶内。特点：控制每次分装螺杆的转数就可实施精确的装量，相对装量易控制，又易装拆清洗，使用中不会产生 “ 喷粉 ” 现象。另外，螺杆式分装机结构简单、维护方便、运行成本低。不完善之处：对原始粉剂状态有一定要求，当分装不爽滑性粉剂时，必须通过改变出粉口等结构来确定装量精度。螺杆式分装机是国内应用最广的机型。对国产自动双头螺杆式分装机而言，目前为止大致 3个技术时期：第  1代为螺杆装量由步进电机与集成电路控制的技术；第 2代为螺杆装量由步进电机与 制的技术；第 3 代为近期的 螺杆装量由伺服电机与 制的技术。  料分装机的计量方式  目前，国内粉料分装机的计量方式主要分三种：体积定量、称重定量和螺杆旋转定量装置 2。  1）体积定量：该定量装置主要是通过设定容器的体积来定量的，虽然包装速度较快，500 克重的小包装每分钟能达 40包左右，但其定量精度低，特别事有些物料受到气候的影响，其物理性能的变化，同样的体积，定量变化大，需要经常调整体积大小来达到计量要求。  2）称重定量：该定量装置计量准确度高，可根据所需每包重量标准来进行计量，但由于下料对秤的冲击，必须先初定量，然后再 由细定量来补上，包装速度低，每 500 克包装只能 20包左右。  3）螺杆旋转定量：螺杆旋转定量下料对物料本身的流动性有不同的要求，当粉状流动性较好的物料时，物料的止休角较小，因此对应的要用较小螺距的 下料螺杆，否则会导致粉料的下滑，使得装量不准；当粉料的流动性不好时，物料的止休角较大，即该物料具有较大的粘性，不易分装，因此这时候要用较大螺距的螺杆，以避免粉料由于粘性过大而致使发生滞留，影响分装。螺杆旋转定量的分装效率比体积定量和称重定量的同时分装，效率会更高。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 装机的整体方案确定  通过对各种类型的分装机的 机构进行分析，并对常用分装机的计量方式进行了比较，最终选定了针对瓶装粉料的螺杆型螺旋定量下料分装机来经行研究，从而省去了称量部分的设计，简化了机构，减少了制造成本。采用步进电机驱动下料螺杆的驱动转数，精确定量分装。同时，对下料螺杆的制造精度要求有所提高。  图 2装机的整体结构              本螺杆型分 装机的机构如图 2主要由以下几部分组成：螺旋下料  分装 机构、分瓶拨轮机构、分装瓶输送机构、上料机构、滚塞机构、内部传动 系统及控制系统及机壳部分。  1）螺旋下料分装机构  螺旋下料机构采用步进电机来控制其转动。通过对步进电机转角的控制来实现对装量的控制。螺杆的结构是设计的关键，这里将螺杆设计成为变螺距的螺杆，这对于分装一些流动性较差和具有黏附性的粉料是具有很好的效果。能在确保装量精度的前提下，确保分装的效率。  2）分装瓶输送机构  问题主要是解决输送机构与分装机构之间在时间上的配合。在这里，分瓶拨轮机构与输送机构采用一个电机。运动从主电机中出来通过齿轮间歇机构，转换 成间歇的转动，然后再买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 将运动传递到分瓶拨轮机构和输送机构。从而解决了两个机构的运动配合问题。  3）分瓶拨轮机构   分瓶拨轮机构可以利用不完全齿轮的传动或者是采用凸轮间歇运动机构来完成。这里采用不完全齿轮的传动来完成动作。不完全齿轮为主动齿轮，通过它与一个完整齿轮的啮合来完成间歇的进瓶运动。在以后的设计中，再根据螺旋下料装瓶的速度，再考虑分装瓶传送机构的传送速度，来选定不完全齿轮的传动比。  4）搅拌机构  为了防止料斗中的粉料长时间的沉积二造成粉料的结块，在螺杆的外侧固定一个搅拌器，使得在螺旋装料的时候，能够搅拌 粉料，防止粉料的结块。再加上螺杆的变螺距设计，能够很好的完成精确定量分装。搅拌装置的动力可以通过皮带传动从步进电机控制螺杆转动的运动中传递出来，也可以再加一个伺服电机单独来控制粉料的搅拌过程。  通过对搅拌装置的特殊设计，在搅拌的时候控制电机的正反转可以对分装药粉产生向上或向下的作用力：当分装流动性较好的药粉时，搅拌器对药粉会产生一个向上的推力使得药粉不易往下滑动，防止药粉由于过于爽滑而致使下滑失控影响装量；当分装流动性不好的药粉时，通过电机反转会使得搅拌器对分装药粉产生一个向下的推力，是药粉有向下的运动趋势 ，在一定程度上能都减少因为药粉的年度稍大而使得下料螺杆发生堵塞的情形。  5）上料机构  上料机构也是采用螺杆型机构。该上料机构要求精度不高，而且要求传动平稳，上料的速度要求也不是太高，因此采用螺杆型上料机构，电机放置在底端。  6）内部传动机构和控制系统  本螺杆型粉料分装机采用一个步进电机控制分装螺杆的转动，用一个伺服电机控制分瓶拨轮、输送机构及滚塞机构的转动，再用一个电机来控制来控制上料机构的螺杆转动。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 装机的工作过程  分装机的主要结构是下料部分。通过控制面板用步进电机来控制下料螺杆的旋 转来控制药粉的下料量，该分装机能够满足各种装量的要求，只需对每次装粉时的步进电机的转数进行更改即可。  步进电机的运动通过联轴器传递到轴 2，轴 2 与螺杆通过一个轴套进行联结。因为螺杆在下料的时候受力很小，可以忽略，因此在螺杆与轴套以及轴 2 与轴套的联结方式选择时选择螺钉联结，不需要承受太大的力，结构如图 2 图 2螺杆的示意图  主电机的运动经过一个变速器之后将运动传递到分瓶拨轮机构、滚塞机构和主输送带。变速器中含有不完全齿轮，从变速器中传递出来的运动是间歇运动，可以通过调整变速器中不完全齿轮的不 完全度来调整间歇的时间间隔，从而可以完成不同的分装工作效率。拨轮机构、滚塞机构和输送带的运动是一致的，运动的时候都运动，停止的时候都静止，在静止的时间里正好是分装螺杆工作的时间。  拨轮机构、滚塞机构和输送带的运动与螺杆的运动是通过在控制面板上设置相应的选项来控制的。必须确保运动的协调才能完成分装。  搅拌装置在整个分装机的工作过程中都是运动的，可以通过控制面板来控制搅拌装置的转停。上料机构在料斗内的药粉量小于总容积的 1/3 时开始上料，在药粉量达到总容积的 2/3时停止上料。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 3 分装头机构的设计  装头的整体结构  如图 3示，该图为分装头部件内部的结构。其主要组成构件有下料螺杆、搅拌器、步进电机带动轴、连接轴套 一对齿轮啮合、搅拌电机带动轴、套杯，还有三组轴承 。  图 3装头机构示意图         8. 搅拌主齿轮     需要确定尺寸的主要机构有图中的 1号零件步进电动机带动的轴 1；轴承 2；轴 3；轴承4；轴套 5；螺杆 6；齿轮 7；齿轮 8；轴承 9；套杯 10。  步进 电机带动右边轴 1 进行转动，轴 1 与下料螺杆 6 之间通过连接轴套 5 进行连接， 轴套 5 与轴 1 和下料螺杆 6 之间通过螺钉来紧固。左边轴 3 的转动通过搅拌电机来带动，轴 3带动齿轮 8 转动，齿轮 8 与齿轮 7 啮合，齿轮 7 带动套杯 10 的转动，套杯再通过螺纹连接在套杯底部的连机器来带动搅拌器的运动。两电机带动的轴的转动互不干涉，能在搅拌轴转动的同时进行搅拌。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 因为螺杆下料机构中的部件受力都不大，因此有些部件不需要从受力角度来设计，只需在取尺寸的时候稍微取大一点，即可满足机构中的零件的受力要求。  设计各零件的尺寸选择从螺杆开始。   装螺杆的设计及步进电机的选择  杆的尺寸确定  螺杆的尺寸有长度、直径和螺距三个参数 3。  参照现有的螺杆型粉料分装机，可取螺杆的长度取 150径以粉杯的孔径而定，而粉杯漏管直径为 10杆直径常用的有 这里取  至于螺杆的螺距的选择，要考虑所分装的粉料的具体物理性质，要考虑到粉料的休止角与粉料的流动性。可以设计两种螺杆，对于休止角大于 30 的粉料流动性较差，可以设计一种螺杆，课选择  、 0 、  的螺杆，喷嘴可选择 8 7当粉料的休止角小于 30 ，粉料的流动性较好，可选择  、  、  的螺杆，喷嘴可选 6 5了确保分装装量的稳定可以在不同粉体的情况下，可配用不同规格的螺杆、粉杯和下料嘴。  这里所讨论的关于粉料的休止角和粉料的流动性的问题，如果螺距太大，就会导致在螺旋下料的时候把不住粉料，使得装量不均匀；如果螺距太小，就会导致粉料的堵塞，使得分装无法连续进行。本机中的螺杆设计采取变螺距设计，头部用小螺距能够有效的防止粉料的洒落，保证分装的精度和装量稳定，头部以上的螺杆采用较大的螺距能够 很好的保证粉料的下料速度，即使是分装粘性较大的粉料时也能很好的保证粉料的往下输送，从而使得分装机不论在分装流动性好的还是流动性差的粉料时都会很好的完成分装。  如图 3示，右端的螺杆采取变螺距式，即一段螺纹上头部的螺纹取较小的值再往左的螺距取较大值，本螺杆中头部一圈半的螺纹取螺距为 6下的螺纹取螺距为 8杆的各段尺寸如图 3  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 图 3杆的结构  进电机的选择  因为步进电机在带动分装螺杆进行下料运转的时候，所受的载荷很小，轴向的阻力很小，周向的阻力矩也很小，可以忽略，因此 在选择步进电机时只需考虑步进电机的步矩角和脉冲频率即可。  螺杆的结构如图 3，头部螺纹与尾部螺纹的螺距不一样，在计算时只需按照头部螺纹计算即可。根据设计要求，头部螺纹螺距为 6纹厚度设计为 为螺纹所受的粉料的阻力微小可忽略不计，因此螺纹厚度设计完全可以满足使用要求。  图 3螺杆的螺距  首先计算螺杆每旋转一圈的下料量如图 3=径 d=杆可以近似看做是由一个直径为 圆柱体按一个矩形沿螺旋线扫描切除而得来的，因此可将螺杆旋转一周 的下料量体积转化为求取该矩形扫描一周的所构成的立体的体积。  图 3杆尺寸  该矩形的尺寸如图 3a）所示 ：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 （ a）                         （ b）  图 3杆等效空间  如图 3b）所示的平行六面体可以看做是螺杆的螺旋旋转空间其体积计算如下；   V=  一个中间直径2 1 m V=瓶分装量规定为 2分装一瓶药粉的时候螺杆所需要旋转的圈数   n=需要旋转的角度 360每次分装所需的脉冲数 f=A 为步进电机的步矩角  暂选步进电机的步矩角为 3 则每分钟所需的步进电机的脉冲数 f=据本台分装机的设计指标每分钟的分装瓶数为 40 瓶，考虑分装瓶的传送时间，在此确定平均每瓶的分装时间中，螺杆下料时间为 送带传送分装瓶至分装位置的时间为 1s，根据所需的脉冲数，选择空载启动频率在 2 为步进电机带动的螺杆在旋转的时候所受的阻力很小，因此可以忽略转矩的影响，只根据步矩角和空载启动频率来选取电机即可。  因此选择步进电机型号如表 3  表 3进电机的型号及参数 4 型号  相数  步矩角  电压 /V 静态电流/A 静态力矩/载启动频率  脉冲 /s 外形尺寸  45 3/0 3 1300 3000 总长  机壳外壳  轴径  43 45 10 装头传动部件的设计  接轴套的设计  轴套尺寸如图 3  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 该轴套起连接作用，轴套与轴的固定是采用螺钉连接，图中 过查机械设计手册确定，选用  73 1985  型号的螺钉来进行固定。因为轴套只 受螺杆转动时的转矩作用，轴套承受的转矩作用力很小，故不作校核。与轴和下料螺杆的配合空的精度等级选  图 3轴套  的设计及校核  1）轴 1的设计及校核  轴 1的主要尺寸如图 3 图 3 轴 1的尺寸  轴的左端键槽是用来与联轴器相连接的，通过联轴器与步进电机的输出轴相连接。左端 15轴段是用安装轴承的，右端通过轴肩来定位轴承，左端通过分装头的外壳来固定。右端 15轴段也是用来放置轴承的，轴承也是采用轴肩定位，轴承右端通过特质的连接器来固定。轴右端 14的轴段跟连接轴套配 合，采用过盈配合，在通过螺钉来进行紧固连接，使该轴能带动轴套转动。  该轴上端连联轴器与步进电机输出轴相连，下端通过轴套与螺杆相连，受力不大，因此设计尺寸稍微比螺杆尺寸大一些即可保证所需要的强度设计要求，因此本轴不需要进行强度校核，按照设计尺寸，在满足使用要求的要求条件下，不会发生失效。轴的精度等级选   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 2）搅拌轴的设计及校核  搅拌轴通过联轴器与搅拌电机相连，轴于联轴器之间通过键来连接，因此轴的右端应该有一个键槽，如图 3示，与联轴器的轴向的定位应该需要一个轴肩，因此如图 3细轴段通过一轴肩过 渡，第三段轴处为放置轴承段，这段轴需要较高的制造精度，因此长度不易太长，保留足够的长度来安装轴承即可，以免增加制造成本。轴承的轴向定位也需要一轴肩，另外轴上需要安装 一齿轮，因此也需要以轴肩来定位。轴的另一端要安装一个轴承，轴承对称布置，也需要一轴肩，因此确定轴的结构及尺寸如图 3示：  图 3 2 的结构  该轴的受力也很小，只是受搅拌器的搅拌阻力距，而搅拌器所受的阻力距不好计算，在此不考虑搅拌器的阻力距，因此轴 2所受的载荷很小，不再需要进行受力校核。  该轴上的两处键的尺寸确定如下：  本轴上的键均采用平 键连接。该轴 1 上有两处键槽，一个轴与齿轮配合时使用的键，一个是步进电机与轴 1 通过联轴器的配合。根据轴的直径大小，查机械设计手册可以得到所需要的各种键的型号及尺寸。  两键连接处键型号尺寸的选择如下：  根据轴径 30 查得键的公称尺寸为 b=10h=8的长度根据轴段的长度 l=24定选择键的长度为 L=20据轴径 10 查得键的公称尺寸为 b=4h=4的长度根据轴段的长度 l=25定选择键的长度为 L=20 3）套杯的设计  此处的轴套当作一个轴来使用，用轴套来传递转动。 因为轴套的内部是螺杆转动的传动系统，故在此把设以轴套的结构，同轴的来传递两个互不干涉的转动，达到搅拌和下料同步的目的。轴套的结构如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 3杯  该套杯右端通过轴承来放在底板的一个孔上，如图 3示。因此右端需要一个轴肩来定位轴承。套杯要跟齿轮配合，通过键来连接进行周向定位，因此需要一键槽，如图 3示，齿轮的轴向定位需要轴肩，套杯左端的轴承通过一轴套顶在轴肩上来定位。套杯内部要放置下料螺杆的传动系统，因此