粒状巧克力糖包装机的传动系统设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 1 绪 论 . 粒状巧克力糖包装机的工艺确定 .品特征 .装材料 .装工艺方案拟定 .克力糖包装工艺的实验 . 粒状巧克力糖包装机的总体布局 .型选择 .动机的执行机构 .装机总体布置 . 粒状巧克力糖包装机的传动系统 . 粒状巧克力糖包装机的电机选择 .动机类型和结构的选择 .动机容量选择 .定电动机转速 .配各级传动装置传动比 . 10 6 V 带传动设计 . 10 定设计功率 . 10 择带的型号 . 10 定带轮的基准直径 . 10 算带的速度 . 11 定中心距 a 和 V 带基准长度 . 11 算小轮包角 . 11 定 V 带根数 Z . 12 定初拉力 . 12 算作用在轴上的压力 . 12 轮结构设 计 . 13 7 链传动设计 . 14 择链轮齿数 . 14 定计算功率 . 14 定链节距 p . 14 定中心距 定链节数 . 14 定链长和中心距 . 15 作用在轴上的力 . 15 定润滑方式 . 15 轮的设计 . 15 8 螺旋齿轮设计 . 16 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 16 齿面接触强度设计 . 17 定公式内各计算数值 . 17 算 . 18 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 何尺寸计算 . 19 9 轴设计 . 19 10 凸轮和槽轮设计 . 20 结 论 . 24 参考文献 . 25 致 谢 . 26 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 1 1 绪 论 粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤 ,且生产批量很大，畅销国内外，手工包装质量存在包装质量不均。上料时需要人工定时放料，每分钟放 80粒糖，工人劳动强度大，远远不能适应市场的需要，因此改进粒装巧克力糖包装机 传动系统 ，提高生产率，提高质量，是迫切需要解决的。本论文 主要工作是完成粒状巧克力包装机传动系统的设计，确定包装机工作循环图，设计动力的传递方式和方法，实现转速的传递，完成包装机的传动，提高生产力，减少工人工作量。 具体内容有 总体设计的初步构思；电动机的选择； 设计；螺旋齿轮设计；槽轮设计；凸轮等设计。 2 粒状巧克力糖包装机的工艺确定 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 2 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 3 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 4 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。 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 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。 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 5 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。 图 2装工序分解图 图 2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 7575如图 2-1(a)所示。 2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图 2-1(b)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 2-1(c),(d)所示 . 由于条件限制实验无法 实现，以下为自动机械设计 1相关内容 根据初拟的包装工艺方案 ,进行工艺实验 . 图 2 图 2糖机械手及巧克力糖包装 1 2 3 4 5共 6 组 ) 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 6 6 7 8 9 10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 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 2-2(b)所示 ,接着折边器 10向左折边 ,成图 2-2(c)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 2-2(d)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 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 2 图 2克力糖包装成型机构 1 2 3 45 6 7 8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输送带上。这 样的工艺方案就此确定。 3 粒状巧克力糖包装机的总体布局 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，实际上需要两个工中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 7 位，一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用四槽槽轮机构作工件步进传送。 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 3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。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 3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。 图 3总体布置图 1 2 34 56 79 10成型 ,折边工位 图 3接糖和顶糖杆机构 1 2 3 4 5图 3糖机械手及进出糖块机构 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 8 4 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，如图 9所示安排传动系统。 图 4粒状巧克力糖包装机传动系统简图 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 1213 14 15 16 175 粒状巧克力糖包装机的电机选择 16 17 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 9 由机械设计 2选择 系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械 . 由机械设计 2根据已知条件，电动机工作所需要的有效功率为： 公式（ 5 式中 1600N 120r/ w 轴承的效率 b g 齿轮传动效率 l 链轮传动效率 电动机至运输带的传动总效率为： 2总公式（ 5 则： 总所以：电机所需的工作功率： 总0公式（ 5 代入数值 : 0p=因载荷平稳，电动机额定功率 需略大于 电动机的额定功率为 取螺旋圆斜柱齿轮传动一级传动比范围 21带传动比 42轮的传动比21则总传动比例的范围 162故电动机转速的可选范围为 n=wa 120 r/(216) 120 r/2401920r/符合这一范围的同步转速有： 750r/1000 r/1500 r/ 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 10 根据容量和转速，由机械设计 2查出适用的电动机型号 为 定转速 1390r/ 根据电机转速转速得总的传动比 : mm =1500/120 = 由机械设计 2查，确定带轮的传动比 4轮的传动比 1.2轮传动比 5.1轴数据参数 参数 电动机轴 1轴 2轴 3 轴 转速 /（ r/ 1390 348 174 116 功率 P/矩 T/(Nm) 由机械设计 2查得工作情况系数 1.1 0 。 d 和小带轮转速 定，查机械设计 2可选取 械设计 2查， 0取小带轮基准直径：13此，大带轮基准直径：12 dd =4 6352取大带轮基准直径250 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 11 由带的速度公式： 31060/)( 公式（ 6 代入数值 : =60=s 式中 : 即 v=带根数 Z 由机械设计 2查得 z)( 00 公式（ 6 确定式中各值： 虑包角 180 对传动能力的影响，由参考文献查得 k； 虑带长不为特定带长时对使用寿命的影响，由参考文献查得 14.1 0带基本额定功率，由机械 设计 2单根 算功率增量0p= ld ( 00 公式（ 6 代入数值 : z=(以，选取 z=2。 单根普通 20 ) 00 d 公式（ 6 式中 设计功率； 为 带每米长度质量，由参考文献查得 m=m。 所以 用在轴上的压力 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 13 压力等于松边和紧边拉力的向量和，如果不考虑带两边的拉力差，可以近似为按带两边所受初拉力的合力来计算： 2s o 0 = 公式（ 6 式中， 0 1 为小轮包角。 所以 NS 16)2157(5522 图 6带轮 图 6带轮 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 14 7 链传动设计 数 链传动速比： i 。由机械设计 2查表得： 小链轮齿数 191 z ； 大链轮齿数 1202 z ，合适。 已知链传动工作平稳，电动机拖动，由表选 32.1单排链则计算功率为 : 公式（ 7 p 首先确定系数,。 由机械设计 2查得小链轮齿数系数 lz 单排链， 0.1需传递的额定功率为： 公式（ 7 选择滚子链型号为 10A，链节距 p= 定链节数 定中心距0a=(3050)p： 030(0 公式（ 7 取 640 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 15 02122100 )2(22 p 公式（ 7 带入数值得 ； 由机械设计 2取链节数为 112节。 链长 L=Lp p/1000=112 000=心距： )(2 211 p 公式（ 7 2)4019(1 1 228 7 9 1 取 a=653a550合设计要求。 链速： 31 公式（ 7 工作拉力： F=1000P/v=1000 17N； 由机械设计 2查得，工作平稳，取压轴力系数 轴上的压力 : K=317N=365N 由机械设计 2根据 P、 ，知可采用油脂润滑。 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 16 8 螺旋齿轮设计 度等级、材料及齿数 度不高，故选用 7级精度； 图 7图 7链轮 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 17 选择小齿轮材料为 40质 )，硬度为 280齿轮材料为 45 (调质 )，硬度为 240者材料硬度差为 40 1=40，大齿轮齿数 112 =24=60，取； 0 45 度 由设计计算公式进行试算 3 21 )(12 公式（ 8 1)试选载荷系数 2)小齿轮传递的转矩 3)由机械设计 2查得，选取齿宽系数 d=1。 4)由机械设计 2查得 材料的弹性影响系数锻钢 5)由机械设计 2查得 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 00齿轮的接触疲劳极限 50 6)由 机械设计 2查得 计算应力循环次数 (设每年工作 300天 ) 911 公式（ 8 99112 公式（ 8 7) 由机械设计 2查得， 取接触疲劳寿命系数 1 K 8)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，安全系数 S=1,则 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 18 M 40 1l i M 2l i 9)区域系数 Z 10)端面齿和度 1 1)试算小齿轮分度圆直径 计算公式得 t (1 2)计算圆周速度 31 t 3)计算齿宽 b 公式（ 8 4)计算齿宽与齿高比 b/h 模数： 齿高： 算纵向重合度a a 8 6)计算载荷系数 K 由机械设计 2查得 使用系数 ；根据 7级精度， 由机械设计 2查得 ,动载系数 表 公式（ 8 7)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，有 311 =8 8)计算模数 1m 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 19 5c o o .05c 取小齿数为 40，则大齿数为 60。 1)计算大小齿轮的分度圆直径 o s o o s o 2)计算中心距 ( 21 圆整取中心距为 43 3)按圆整后的中心距修正螺旋角 45432 r c c o (a r c c o s 221 a n 公式（ 8 4)计算齿轮 宽度 db d 圆整后取 50 9 轴设计 由机械设计 2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理，查取0A=112 30m i n 公式（ 8 初定轴的直径为 20余尺寸根据各零件相应确定。 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 20 10凸轮和槽轮设计 图 9带轮轴 图 9螺旋齿轮轴 图 9轮轴 图 9螺旋齿轮轴 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 21 表 10糖杆槽凸轮 5参数 R=（ 4070） 50 H=（ 50100） 80 推程 h=0 表 10糖杆偏心凸轮参数 R=（ 4070） 50 H=（ 50100） 87 推程 h=7 图 10糖杆槽凸轮 5 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 22 表 10纸刀平面凸轮 6参数 序号 凸轮运动角 推杆的运动规律 1 0 120 等速上升 h= 60 2 120 180 推杆远休 3 180 270 正弦加速度下降 h= 60 4 270 360 推杆近休 偏心距 e = 25 基圆半径 50 表 10纸板平面凸轮 8参数 序 号 凸轮运动角 推杆的运动规律 1 0 120 等速上升 h= 50 2 120 180 推杆远休 3 180 270 正弦加速度下降 h=50 4 270 360 推杆近休 偏心距 e = 20 基圆半径 40 图 10糖杆偏心凸轮 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 23 表 10糖杆圆柱凸轮参数 R=（ 50150） 60 推程 h=（ 50120） 100 图 10纸刀平面凸轮及抄纸板平面凸轮 图 10糖杆圆柱凸轮 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 24 结 论 粒状巧克力糖包装机的传动系统已经完成，该传动装置有三级减速，有带轮传动，链轮传动，螺旋齿轮传动并通过与凸轮槽轮的配合，将电机工作 转速转化为设计要求的转速，该传动有一亮点，就是螺旋齿轮传动，该传动将水平转动转化为竖直方向的转动，减少了零件的尺寸。通过竖直轴与凸轮，槽轮的配合，凸轮轴转动带动顶糖杆，接糖杆同时与槽轮轴带动的有间歇机构的送料盘，机械手巧妙的配合完成了巧克力糖的包装，实现人工包装效果。但该论文也有一些缺陷，就是整体比较大，比较笨重，望今后的同学能够有待改进。 图 10 5 槽轮 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 25 参考文献 1 尚久浩主编 . 自动机械设计 . 北京：中国轻工业出版社， 1987,176254. 2 濮良贵 , 纪名刚 . 机械设计 . 西北工业大学教研室， 1988,143235. 3 尚久浩主编 . 机械原理 . 西北工业大学教研室， 1988,151207. 4 汤瑞 . 自动机械设计 . 上海：同济大学出版社， 1994. 5 邹