毕业设计（论文）-直线式不干胶贴标机结构设计（含全套CAD图纸） .doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要 包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，在现代工业生产中发挥着相当重要的作用。贴标机械是包装机械的重要组成部分，高质量的贴标会使产品在众多竞争中更具有优势。本文对包装机械及其国内外发展概况进行了介绍，同时对贴标机械的发展概况和现存的典型贴标机械工作原理进行了阐述，介绍了一些新型贴标机械。本文设计的直线式不干胶贴标机，通过圆盘式上料机构完成自动上料，由分瓶机构将圆瓶等距分开以便贴标，输送机构通过板式输送带将圆瓶传输到贴标位置，由送标机构与滚贴机构配合完成贴标功能。本文对直线式不干胶贴标机的总体结构进行了设计，对各部分机构进行了详细的运动设计和动力设计，对一些关键传动部件进行了校核与安全性分析。关键词：包装机械；贴标；不干胶贴标机；总体结构；校核全套完整版cad图纸等，联系153893706abstractpackaging machine is the ultimate guarantee that could carry out the mechanized and automatic packing, so the packaging machines play an important role in the production. labeler is an important part of the packing machine, and high molar of labeling will make the product have more advantage. the development of packing machine was totally described in the paper; meanwhile, it set forth the development of labeler and the methods of labeling. some new types of labelers were also introduced in the paper.the labeler which the paper designed included five segments: the mechanism of submitting stuff, the mechanism of transportation, bottle distributing mechanism and so on. the frame of collectivity was designed in the paper; meanwhile, the design of locomotion and power were processed. in addition, the security about the key transmission parts was checked and analyzed in the paper.key words: packing machine；labeling；glue labeler；total structure；checkingii目 录摘要abstract 第1章 绪论1 1.1国内外贴标机械的发展概况 11.2贴标机概述 2 1.2.1 典型贴标原理简介2 1.2.2常用贴标机类型31.3 贴标机应用现状及发展趋势4第2章 贴标机的结构设计62.1直线式不干胶贴标机的设计要求62.2直线式不干胶贴标机的原理设计6 2.2.1直线式不干胶贴标机工作原理设计6 2.2.2上料机构原理设计6 2.2.3分瓶机构原理设计72.2.4 输送机构原理设计82.2.5 滚标机构原理设计92.2.6 收标送标机构原理设计9 2.3直线式不干胶贴标机的运动设计10 2.3.1上料机构的运动设计10 2.3.2分瓶机构的运动设计11 2.3.3 输送机构的运动设计11 2.3.4 标签滚贴机构的运动设计11 2.3.5 收标送标机构的运动设计122.4直线式不干胶贴标机的动力设计13 2.4.1上料机构动力设计13 2.4.2分瓶机构动力设计132.4.3 输送机构动力设计14 2.4.4滚贴机构和送标机构动力设计142.5 经济性分析142.6 本章小结15第 3 章 典型零件的设计计算163.1 滚标机构传动系统设计16 3.1.1 平带传动的设计计算16 3.1.2 带传动的特点及应用范围183.2 滚贴主传动轴设计19 3.2.1轴设计的主要内容 材料选择 结构设计193.3 输送传动轴的设计计算及连轴器的选择213.4 本章小结23第 4 章 典型零件的强度校核计算244.1滚贴主传动轴强度校核24 4.1.1 滚标主传动轴受力分析24 4.1.2 按弯扭合成应力校核轴的强度26 4.1.3轴的安全系数校核26 4.2 轴承寿命校核28 4.2.1轴承类型的选择28 4.2.2 轴承寿命计算29 4.3 本章小结30第 5 章 不干胶贴标技术的应用及实例分析32结论32参考文献 33致谢35第1章 绪 论1.1 国内外贴标机械的发展概况包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证。在现代工业生产中起着相当重要的作用。现代工业生产，如食品、轻工、医药、化工、电子和国防等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和产品包装，包装是工业生产中相当重要的环节。包装机械对包装工业的现代化是不可缺少的支撑。1、能够大幅度地提高生产效率；2、降低劳动强度，改善劳动条件；3、保护环境，节约原材料，降低产品成本、有利于被包装产品的卫生，提高产品包装质量，增强市场销售的竞争力；4、延长产品的保质期，方便产品的流通；5、可减少包装场地面积，节约基建投资。包装机械的分类见图1.1图1.1 包装机械的分类世界包装工业的历史大体上起始于本世纪初叶 经过50多年的发展，国外包装机械工业已经形成了独立完整的体系，成为机械制造的一个重要分支。美国是世界上包装机械发展历史比较悠久的国家，包装机械的品种和数量均居世界领先地位。日本是包装机械的后起之秀。它是第二次世界大战结束后才发展起来的，但是发展速度很快，60年代至70年代，包装机械工业的产值每年平均增长20。70年代初期达到世界先进水平，成为第二包装大国，包装机械的平均年产量为60万台(套)，其年增长率为10。发展速度快的原因是日本善于引进、仿制、创新和经营。 此外，意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国家的包装机械工业也各有优势，它们都在不断研究包装机械。从当今世界新技术革命的发展趋势来看，包装材料、包装工艺、包装机械将会取得一系列新的突破，将会带动更多的产业部门和科技单位进入包装行业。为了满足贴标行业发展的需要，近年来，我国许多有关部门集中了一定的力量，共同开发贴标机械。在引进国外先进设备和技术的基础上，仿制、改进和自行研制了很多贴标机械。我国近几年的贴标机械在设备的制造质量、性能和技术水平上都有了较大的进步，开发能力有所提高，速度有所加快，已经涌现出一批贴标机械的专业化制造企业；计算机等新技术应用已经开始普及，从而表明：我国的贴标机械已经有了初步的发展，并已经形成了一个独立的机械门类，以良好的开端进入了一个新的发展阶段。但是，我国的贴标机械的基础薄弱、水平低、质量差、品种少和不配套等落后状况还没有根本改变，远不能适应发展的需要，与世界先进国家还有很大差距。我国的贴标机械大概落后世界先进水平20-30年左右，这些情况表明，亟待我们继续努力，开创我国贴标机械发展的新局面2。1.2贴标机概述采用粘结剂将标签贴在包装件或产品上的机器叫贴标机械。多数液态和部分粒状瓶装产品都是采用这种机器粘贴标签。标签对商品有装潢作用，同时便于商品的销售与管理。标签上的商标、商品的规格及主要参数、使用说明与商品介绍，是现代包装不可缺少的组成部分。贴标机是包(灌)装生产线上一台重要的设备，也是一台技术含量较高，结构较复杂的机器，被广泛地应用于食品、医药等与人们日常生活关系密切的行业中。无论是早期的简单贴标机械，还是后来的复杂贴标机械，以及现在的微电子控制的全自动化贴标机械，它的发展进步都在不断的影响着整个社会。1.2.1典型贴标机简介1、cal200型贴标机特征： 可将标签自动地贴在圆形容器上，如塑料瓶、玻璃瓶等。贴标位置的误差在1毫米内。操作简单，性能好，产量高材料： 纸标签 用途： 装食品、化妆品和洗涤剂的瓶子 对象物：纸标签圆形容器 标签尺寸与容器尺寸：标签长30一240毫米，容器宽50一120毫米，高120一250毫米，容肤直径30一70毫米附属装置：打印字码装置生产能力：70一140件/分 耗电量：1.15千瓦 净重：500公斤 占地面积：长2250毫米，宽900毫米2、lab-3型贴标机特征：能自动在标签上涂粘合剂，然后将标签贴在瓶罐或塑料容器的表面上 材料：纸标签 用途：装洗涤剂或其他产品的瓶子 对象物：长型瓶、塑料容器标签尺寸与容器尺寸：标签最小为2525毫米，最大为80120毫米附属装置：打印字码装置 生产能力：40一1200件/分耗电量：0.4千瓦 净重；450公斤 占地面积：长2470毫米，宽700毫米 3、带封口胶条装置贴标机 特征：将标签自动贴于圆筒形容器的盖子上，并将胶条封口 材料：纸标签 聚氯乙烯胶条 用途：墨水罐、装点心用的容器等对象物：圆筒形容器 标签尺寸与容器尺寸：标签最大长度为200毫米 最大宽度为80毫米 容器最大直径为150毫米 最大高度为150毫米附属装置：打印字码装置生产能力：30一60件/分耗电量：1.2千瓦净重：700公斤占地面积：长2390毫米，宽870毫米 1.2.2常用贴标机的类型标签的材质、形状很多，被贴标对象的类型、品种也很多，贴标要求也不尽相同。例如，有的只需贴一张身标；有的要求贴双标；有的则要求贴三个标签(身标、肩标、颈标)，有的只要求贴封口标签；另外生产率的要求也不同。为满足不同条件下的贴标需求，贴标机有多种多样，不同类型品种的贴标机，存在着贴标工艺和有关装置结构上的差别，当然也存在着共性。 贴标机按自动化程度可分为半自动贴标机和全自动贴标机；按容器的运行方向可分为立式贴标机和卧式贴标机；按标签的种类可分为片式标签贴标机、卷筒状标签贴标机、热粘性标签贴标机和感压性标签贴标机及收缩简形标签贴标机；按容器的运动形式可分为直线式贴标机和转盘式贴标机，按贴标机结构可分为龙门式贴标机、真空转鼓式贴标 机、多标盒转鼓贴标机、拨杆贴标机、旋转型贴标机；按贴标工艺特征可分为压撩式贴标机、弯压式贴标机、搓短式贴标机、刷抚式贴标机等。此外，还可以按照包装容器的材料(镀锡罐、玻璃瓶罐、纸质盒罐)、形状(圆形、异形)，贴标面的形状以及粘结剂的种类等进行分类3。1.3贴标机的应用现状及发展趋势贴标机就是在包装件或产品上加上标签的机器。标签上的商标、主要参数、使用说明和产品介绍，是现代包装不可缺少的，而且设计精美的标签还有助于提升公司形象，促进产品的销售。 十八世纪出现了简单的手动贴标工具，到现在己有二百年的历史。工业革命推动了工业技术的进步，各行各业的竞争使人们对商品的包装、装潢提出了更高的要求。从早期的贴单一标发展到贴双标、环身标、肩标、颈标，挂标，以及其它能够增加商品美感的装演形式，原来简单手动贴标形式已远不能满足生产的需要，一些功能齐全、产量高、自动化程度高的贴标机问世了，并且飞速发展。自动贴标机具有以下特点: (1) 一般结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求，对零件的刚度要求和表面质量等都有较高的要求； (2) 用于食品和药品的包装机要便于清洗，与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经化学处理的无毒材料制成； (3) 进行包装作业时的工艺力一般都较小； (4) 一般都采用无级变速装置，以便灵活调整速度、调节生产能力； (5) 特殊类型的专业机械，种类多，生产数量有限。目前，主要的自动贴标技术有三种: (1)“吸贴法”(或“气吸法”) 这是最普通的贴标技术。当标签纸离开传送带后，分布到真空垫上，真空垫连接到一个机械装置的末端。当这个机械装置伸展到标签与包装件相接触后，就收缩回去，此时就将标签贴附到包装件上。这种技术可靠地实现正确地贴标，且精度高，这种方法对于产品包装件的高度有一定变化的顶部贴标，或对于难于搬动的包装件侧面贴标是非常适用的，但是它的贴标速度较慢。 (2)“吹贴法”(或“射流法”) 这种技术的某些运作方式是与上述吸贴法相似的，就是将标签放置到真空表面垫上固定，直到贴附动作开始为止。但在本方法中真空表面是保持不动的，标签固定和定位在一个“真空栅”上，“真空栅”为一个上面具有几百个小孔的平面，这些小孔是用来维持形成“空气射流”的。由这些“空气射流”吹出一股压缩空气，压力很强，使真空栅上标签移动，让它贴附到被包装物品上。这是一项稍具复杂性的技术，它具有较高的精度和可靠性。 (3)“擦贴法”(或“刷贴法”) 第三种贴标方法称为同步贴标法，也可称作“擦贴法”、“刷贴法”或“接触粘贴法”。在贴标时，当标签的前缘部分粘附到包装上后，产品就马上带走标签。在这一种贴标机中，只有当包装件通过速度与标签分配速度一致时，这种方法才能成功。这是一项需要维持连续作业的技术。此外，为使标签的贴附满足完整恰当的要求，像刷子或滚筒那样的第二套装置也是不可缺少的。随着各种贴标技术的深入发展，贴标机正向着以下几个发展方向:1、高生产率、高可靠性、高精度、好的柔性和灵活性，注重成套性和配套性；2、自动化程度不断提高，过去的手工半手工的复杂作业，己被半自动或自动的贴标机所取代，且逐渐向控制智能化的方向发展；3、先进的机电技术和新元件被综合应用于贴标机中，并通过采用先进的设计方法提高产品设计质量，缩短制造周期。 贴标机作为包装生产线的一个重要组成部分，直接影响到包装质量，因此要努力提高贴标质量，根据贴标要求从设计、制造、装配、调试等方面综合考虑，以较低的成本满足贴标机的功能要求。第2章 贴标机的结构设计2.1直线式不干胶贴标机的设计要求直线式不干胶贴标机的设计要求 ： 标签宽度：3050mm； 标签长度：60120mm；瓶子高度：80120mm；瓶子直径：3060mm；贴标速度：60100个/分钟。本文所设计的直线式圆瓶不干胶贴标机结构比较复杂，动作较多，自动化程度较高，相对较为先进，只要各部分速度相匹配，便可以达到相当好的贴标效果。同时，如果贴标要求有所调整，收标送标机构和滚贴机构等相关部件会自动选择贴标速度，以达到预期的贴标效果。此外，本文所设计的贴标机可以作为一台单独的机器加以使用，同时，也可作为生产流水线的一部分。2.2直线式不干胶贴标机的原理设计2.2.1直线式不干胶贴标机工作原理设计本文所设计的直线式不干胶贴标机包括六大部分：即上料机构，分瓶机构，输送机构，滚贴机构，收标送标机构和下料机构。它的具体工作过程如图2.1所示，上料机构的转盘接收上台机器传送来的瓶子，并将瓶子通过分瓶轮传送到输送机构，同时对上料盘上的瓶子起到缓冲作用。上料盘送出的瓶子在分瓶机构的作用下，被分隔成一定的间距，同时在输送机构输送链板的带动下继续向前运动。当瓶子随输送机构运动到剥标板位置时，由收标送标收标机构传送来的标签在剥标板处与标签带分离，完成标签与瓶子的初步粘合，而胶带则由收标送标机构回收。瓶子粘上标签以后直接进入滚贴机构，在滚贴带和滚贴板的挤压作用下，完成标签与瓶子完全粘合，实现贴标功能。完成贴标的瓶子由传送机构输送到下料机构，下料机构可以和生产流水线下一机器相连接，以达到连续作业的目的。 图2.1 直线式不干胶贴标机工作原理图2.2.2上料机构原理设计上料机构工作原理如图2.2所示，电机带动上料盘转动，瓶子随着上料盘的转动而前进，瓶子在分瓶板的作用下，由于离心力，将沿着上料盘边缘前进，同时，由于瓶子之间的互相推挤，瓶子将沿护栏进入输送机构。护栏在上料过程中可以防止瓶子摔倒，起到了安全辅助作用。本设计所设计的贴标机上料机构是独立的，如果要将其和生产线连接，只需在辅助盘上 开一进瓶口即可。同时，进瓶轨道应 图2.2 上料机构原理设计图比上料盘位置稍高，以便于进料。2.2.3分瓶机构原理设计分瓶机构是把进入输送带的瓶子分成一定的间距，以便于进行贴标，它将进入输送带的瓶子按贴标要求等间距分开，在分瓶过程中，必须保证分瓶后待贴瓶的传输速度和收标送标速度及滚贴机构的滚贴速度相匹配，否则贴标质量将受到严重影响，甚至不能进行正常工作。分瓶机构的工作原理如图2.3所示。分瓶轮外径和护栏间距略小于瓶子直径，而分瓶口和护栏间距则略大于瓶子直径。在分瓶轮转动过程中，瓶子受到分瓶轮的阻碍，只有当分瓶口和护栏相互平行时，分瓶口才能带动一个瓶子前进，如此反复，瓶子在贴标前被分成一定间距。本设计所设计的分瓶轮有两个分瓶口，可以提高分瓶效率。 图2.3 分瓶机构工作原理图2.2.4输送机构原理设计如图2.4所示，本贴标机的输送机构采用平顶链，输送用平顶链的连接采用实心柱销，输送链轮则根据所选平顶链的标准从标准中选取。图2.4 板式输送带结构图2.2.5滚贴机构原理设计如图2.5所示，在揭标板处，标签与送标带分离，同时和瓶子完成初步粘合，之后标签随瓶子在输送机构的作用下继续向前运动，滚贴带和滚贴板的间距恰好等于瓶子直径，随着瓶子向前运动，标签在滚贴带的摩擦和挤压之下完成和瓶子的完全捏合。在这一滚贴捏合过程中，是由滚贴带的紧边完成滚贴的，故主动轮为右侧滚贴轮。由于长期滚贴，可能造成滚贴带松弛，所以本文所设计的贴标机在滚贴从动端安装了张紧机构，以保证高效的贴标。图2.5 滚贴机构工作原理图2.2.6 收标送标机构原理设计收标送标机构是不干胶贴标机的关键部件之一，它负责收送标签。如图2.6所示，标签放在送标盘上，随着驱动轮的转动，经过一系列辅助环节标签被拉动，并沿图示路线运动，在揭标板最前端，由于标签带的急回运动，标签与标签带分离，随着驱动轮的继续转动，标签带被回收，可以进一步利用。图2.6 收标送标机构工作原理图成卷的标签装在送标盘上。一组牵引用及中间辊用来拉标并满足标签的张力要求，摆动板是弹性安装的，所以在启动拉卷时能减少冲击力并使卷幅张力保持恒定。导向辊使卷筒定位。驱动轮向标签施加拉力，使标签前进。2.3 直线式不干胶贴标机的运动设计如图2.1所示，贴标速度是由分瓶机构的分瓶速度决定的，上料机构的速度必然要大于分瓶机构的分瓶速度，之后输送机构按贴标要求速度将瓶子送到滚贴机构，同时，收标送标机构以与其相匹配的供标速度送出标签，滚贴机构根据瓶子在输送带内的运动时间，至少在该时间内完成一圈滚贴，最后瓶子由下料盘下料。下面将对各部分分别进行运动设计。2.3.1上料机构的运动设计设计上料盘直径为600mm。如图2.7所示，由于每分钟最多可以滚贴100个瓶子，若设计瓶子直径为60mm,则上料盘转一圈可以传送的瓶子数应为 个 （2.1）则上料盘的最高转速为n=100/31=3.2r/min。由于每分钟最少可以贴标60瓶，如果瓶子直径为30mm，则上料盘转速为约为1r/min。考虑到实际情况下存在打滑，n值应该为计算转速的五倍左右，所以上料盘转速应为5r/min6r/min。上料盘是由电机经过弹性柱销联轴器直接带动的，所以电机输出最高转速至少为20r/min。图2.7 上料机构运动简图2.3.2分瓶机构的运动设计如图2-8所示，设计分瓶轮直径为200mm，由于分瓶轮和电机经由弹性联轴器相连，而设计要求的贴标转速为60100瓶/分钟。本文所设计的分瓶轮有两个缺口，所以分瓶轮转速应为3050r/min。图2.8 分瓶机构运动简图2.3.3输送机构的运动设计在输送机构的运动过程中，由于输送机构采用板式链传动，瓶子在板链上以一定的速度运动，经过分瓶机构把瓶子分成等距离的间距，以便于贴标。标签在标签带上则是连续分布的，收标送标是间断的，瓶子与收标送标送来的标签经过滚贴机构进行滚压，滚压过程中速度不宜过大以保证贴标质量。考虑到这些因素，本设计设计的机构由于输送机构必须和送标机构同步，所以输送机构速度应为4.88m/min，由于输送机构是由主输送轴转动带动链传动，设计输送轴直径为20mm。2.3.4标签滚贴机构的运动设计如图2.9所示，设计滚贴轮直径为80mm，滚贴带有效滚贴长度为300mm。瓶子在输送带上的传输速度为4.88m/min,由此可得瓶子在有效滚贴长度内的运动时间。如果待贴瓶的直径为80mm，也就是滚贴带必须在0.0375min的时间内运行不小于30mm的距离，则，考虑皮带打滑，取皮带的实际转速为1.2v=1.20.8=0.96m/min。故而带轮转速应为： （2.2）图2.9 滚贴机构简图由于电机是通过弹性柱销联轴器和传动轴相连，但为保证滚贴质量，电机输出最高转速取6v=144r/min。同理可得，最低转速应为86.4r/min。2.3.5收标送标机构的运动设计在收标送标的过程中，由于相邻两待贴瓶的贴标有一定的时间差，而为了节省标签带，标签在标签带上则是连续分布的，所以收标送标是间断的，考虑到这些因素，本设计设计的机构如图2.10所示，驱动轮是由电机带离合器驱动的，而驱动轮和收标轮靠皮带连接。当传感元件检测到有待贴瓶时，系统发出信号，驱动电磁离合器工作，驱动轮转动，同时带动收标盘收标。而当传感元件检测到本次贴标结束时，电磁离合器分离，驱动轮停止转动，由此完成间歇供标收标5。由于输送机构必须和送标机构同步，所以送标机构速度也应为4.88，由于收标送标机构是由驱动轮驱动，设计驱动轮直径为64mm，则转速应为150250。图2.10 收标送标系统传动原理图2.4 直线式不干胶贴标机的动力设计2.4.1上料机构动力设计假设上料盘可承载200个瓶子，每个待贴瓶重量计为300g，则上料盘所要承受的压力为n=3000.29.8=588n,取上料盘和待贴瓶之间的静摩擦系数=0.4，则上料盘所受摩擦力为，由此可以得到上料盘所受摩擦力矩为。忽略摩擦干扰，则电机输出功率即和该力矩平衡，由 (2.3)根据设计转速和功率，电机选择tyv4-150型微型特种减速电机，该电机输出转速在3500r/min，可配置电子无级调速及电磁、制动、阻尼等，可底脚或端面安装及适应多种交、直流电压，可以满足设计要求。同时，该系列电机的功率范围在6750w,调速范围在901400r/min，与贴标机械较匹配，所以本设计各部分全部采用这种电机。 此类电机图片如下图所示 图2.11 电机2.4.2 分瓶机构动力设计假设每个待贴瓶质量为300g,同时考虑分瓶轮附件的作用，其作用力约为50n，取待贴瓶和输送轨道间的摩擦系数为0.4，则摩擦力，由此可得分瓶轮传动轴所受力矩至少为，安全系数取为2.5，故而电机输出功率应为根据设计转速和功率，电机选择tyv4-150型微型特种减速电机，该电机输出转速在3500r/min，可以满足设计要求。电机输出功率为150w，取传动效率系数为0.95，则分瓶轮实际功率应为p=1500.95=142.5w。可满足要求。2.4.3 输送机构动力设计设计输送带总长为1700mm，则输送带上将有至少30个瓶子，考虑到下料，以60个计算，设每个输送瓶重300g，则输送瓶总重为g=600.39.8=176.4n，则输送待贴瓶需施加的驱动力应为。同时考虑到输送链板的作用，设其驱动力为100n，则输送带轮传动轴所受力矩应为，故而可得输送带功率应为根据设计转速和功率，同时考虑到安全系数，电机选择tyv4-150型微型特种减速电机，该电机输出转速在3500r/min，可以满足设计要求。电机输出功率为150w，取传动效率系数为0.95，则分瓶轮实际功率应为p=1500.95=142.5w。可以满足输送要求。2.4.4 滚贴机构和送标机构动力设计根据设计转速，同时参考同类贴标机标签滚贴机构，滚贴电机选择tyv4-100型微型特种减速电机，该电机输出转速在3500r/min，可以满足设计要求。电机输出功率为100w，取传动效率系数为0.90，则滚贴轮实际功率应为p=1000.9=90w。根据设计转速，同时参考同类贴标机送标机构，收标送标系统驱动电机选择tyv-150型微型特种减速电机，该电机输出转速在3500r/min，电机输出功率为150w，取传动效率系数为0.85，则滚贴轮实际功率应为p=1500.85=127.5。可以满足设计要求。同时，该系列电机的功率范围在6750w,调速范围在901400r/min，与设计的其它部分调速范围相匹配。2.5 经济性分析本文设计的直线式不干胶贴标机原理简单、结构新颖、自动化程度高、制造成本较低、容易操作。如果在包装生产线上使用该贴标机，可以大大提高贴标效率，减小劳动强度。 2.6 本章小结本章对贴标机进行了工作原理和总体结构方案的设计，采用直线式贴标原理实现了设计任务要求。同时，完成了贴标机关键部分：上料机构，分瓶机构，输送带机构，滚贴机构以及收标送标机构的运动和动力设计。在此基础之上，结合设计要求，选择了合适的电机。第3章 典型零件的设计计算 3.1滚标机构传动系统设计 此传动系统采用带传动，带传动多为摩擦型、啮合型仅有同步带传动一种。按传动带的截面形状不同摩擦型带传动可分为平带（矩形截面）传动。v带（阶梯截面）传动。多楔带（多楔形截面）传动和圆带（圆形截面）传动。平带传动靠带的底面与带轮的表面之间的摩擦力（属于面摩擦）传递动力，平带的厚度小，挠性好，带轮也容易制造。带的磨损较轻，效率较高在高速工况或传动中心距较大以及由于传递轴转向或位置原因，需要交叉或半交叉传动等场合原因应用较多。此不干胶贴标机滚标传动机构采用平带传动，能更好的满足设计要求。 3.1.1平带传动的设计计算如下：(1) 滚贴轮直径 根据滚标结构的实际应用 设计滚贴轮直径d=80mm.(2) 验算带速 由公式 =得 (3.1) 式中： n带轮转速 单位(r/min)； d滚贴轮直径 单位(mm)。n=24r/min d=80mm. =30m/s因此 =0.10m/s30m/s 因此带的速度合格(3) 计算中心距 根据 (3.2) = 且 由于根据滚贴结构的安装张紧机构考虑， 取 （4）确定传送带的长度 开口传动 交叉传动 半交叉传动 本设计采用开口传动 根据公式 =2=711.2mm 圆整 取l=750mm（5）小带轮包角 开口传动 交叉传动 半交叉传动 本设计采用开口传动 根据公式 =因此滚贴轮上的包角合适（6）曲挠次数 y(1/s) 由式 可知 其中 m带轮数 610 因此 y=（7）带厚 应满足 = 参考文献资料9得取胶帆布层数z=4，得=4.8（8）带的截面积a 由式 知 式中 工况系数； 胶带单位截面积所能传递的基本额定功率； 包角修正系数； 传动布置系数。参考文献资料10得=1.2 查文献资料10得=1.00 =0.9于是： a=（9） 带宽b 根据所设计的标签的尺寸 取 b=50mm（10）作用在轴上的力q 由公式 得 =39.24n 带轮的设计 采用实心轮 确定轮缘宽度b=63mm 轮缘厚度 =0.005d+3=3.4mm3.1.2带传动的特点及应用范围带传动采用挠性带为中间元件，来传递主、从动轮间的运动和转矩，与齿轮传动相比，其优点是：（1）易于实现两轴中心距较大的传动；（2）带富有弹性，能缓冲吸振，因而传动平稳无噪声；（3）结构简单，制造、安装、维护方便，成本低；（4）摩擦型带传动过载时，带会在带轮上打滑，可防止其他机件损坏，起过载保护作用。其缺点有: （1）外廓尺寸大，不紧凑；（2）传动效率低，平带传动一般为0.95，v带传动一般为0.92；（3）带的寿命较短，一般仅2000-3000h；（4）摩擦型带传动因带与带轮间存在相对滑动，而不能保证准确的传动比 工程中的带传动以摩擦型带传动应用较多,尤以v带传动应用最广。这类带传动多用于传递效率不大 带速适中（530/s）、传动比不要求精确而传动距离较大的场合，且在多级减速传动装置中常将其配置于高速级。 与摩擦型带传动相比，同步带传动具有传动比恒定、传动效率高、结构紧凑的特点，主要用于小功率、传动比要求精确的场合，如电影放映机、绘图机、打印机等精密机械中。3.2滚贴主传动轴设计3.2.1轴设计的主要内容 材料选择 结构设计（1）轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等各方面的要求，合理的确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件的装配困难等。因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。而对刚度要求高的轴和受力大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止放生共振而破坏。（2）轴的材料选择 轴的材料首先应有足够的强度、对应力集中、敏感性低、还需要足够的刚度、耐磨性、耐腐蚀性要求、并具有良好的加工性能，且价格低廉、易于获得。 轴的常用材料主要是碳钢和合金钢，其次是球墨铸铁和高强度铸铁。 碳钢有足够高的强度、对应力集中的敏感性低、便于进行各种处理及机械加工、价格低廉，应用最广，一般机械中的轴多用30-50优质中碳钢制造。尤以45钢最多。受载较小或不重要的轴，可用q235、q255、q275等普通碳素结构钢制造。 而滚贴结构的好坏将直接影响到贴标效果，滚贴主传动轴尤其重要，对其强度、 硬度等机械性能要求较高， 选用45钢以满足设计要求，并进行调质处理，毛胚直径。机械性能 ， ，硬度217-255hbs 等效系数，。初步确定轴的最小尺寸先按公式：初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表轴常用的几种材料的及a0值。a0取值为126103，这里我们取a0=112，p=0.1kw n=144r/min于是得：=112=9.91mm 由于考虑到键槽的削弱作用，轴径应增大7%-10% 原整取d=16mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处住的直径d为了使所选的轴直径d 与连轴器的孔径相适应，因此需同时选取连轴器型号。连轴器的计算转矩,查表即可,考虑到电动机的转距变化很小,t=0.1kw 于是由（gb5014-1985）查表或手册选弹性柱销联轴器hl1，轴孔直径16mm .半联轴器与轴配合的毂孔长度为42mm。 （3） 轴的结构设计 1）确定轴上零件的转配方案轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着决定性的作用.轴的结构形式与轴上零件的位置及装配方案有关，确定装配方案有关，确定装配方案就是定出轴上主要零件的装配方向、顺序及相互关系、本轴设计采用轴肩、轴环等对轴上零件进行轴向定位和固定.周向固定方法的选择则是根据传递转据的大小和性质对中精度要求及加工的难易等原因来决定.本设计采用普通平键联接对带轮和半联轴器进行周向固定.2）确定各轴段的直径和长度(1)轴段1的直径与联轴器的孔径相同 故其1的直径d1=16mm. l1=42mm(2)轴段2上装有滚动轴承，其直径的长度应等于轴承内径 初选轴承7205b b=15mm取d3=25mm采用套筒对轴承轴向定位，取套筒长10mm. 因此可得l3=15+10=25mm(3)轴承端盖总宽度为20mm（由轴承端盖设计而定）轴承端盖外端面与半联轴器右端面之间的距离为20mm. 故轴段2的长度l2=20+20=40mm.d2=20mm(4)轴段4为定位带轮的轴环其轴肩高度h=4mm. 故d其长度l4=2h=8mm(5)轴段5上安装有带轮，考虑到带轮的装拆方便 取该段直径d5=30mm.其长度比带轮轮毂宽度63mm小3mm.故l5=60mm(6)轴段6的直径与其上安装的轴承内径相等.由于同一根轴上的轴承一般选用相同型号故d6=25mm, 取其长度l6=30mm至此，已初步确定了轴的各段直径和长度.3) 轴上零件的周向定位带轮、半连轴器与轴的周向定位均采用平键连接，为了保证带轮与轴配合会有良好的对中性.故选择带轮轮毂与轴的配合为h7/n6,同样半连轴器与轴的配合为h7/k6.滚动轴承与轴的周向定位是过度配合来保证的.此处选轴径尺寸公差为m6.4) 确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为5) 确定轴的加工精度、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及技术要求等6) 绘制轴的工作图（见零件图）3.3输送传动轴的设计计算及连轴器的选择1、输送传动轴的设计(1) 轴的材料选择轴是组成机械的重要零件之一，用来安装各种传动零件。应用于轴的材料种类很多，主要根据周的使用条件，对轴的强度、刚度和其它机械性能等的要求，采用的热处理方式，同时考虑加工工艺，并力求经济合理，通过设计计算来选择轴的材料。本设计中的轴属于传动轴，选用45钢(2) 计算轴最小直径尺寸 根据表轴常用的几种材料的及a0值。a0取值为126103，这里我们取a0=112，p=0.1425kw n=106r/min于是得 = =12.36mm 由于考虑到键槽的削弱作用及输送结构要求 取=20mm.轴的结构如下图所示图3.1 输送传动轴2、联轴器的选择联轴器可分为刚性联轴器、挠性联轴器、安全联轴器、非机械式联轴器等.此处选择弹性柱销联轴器，它的特点和应用场合如下： 弹性柱销联轴器是具有微量补偿两轴相对偏移能力，结构简单，更换弹性元件简单允许有轴向窜动。适于频繁起动或正反转常变换场合。但可靠性较低，不宜用于可靠性要求高的传动，如起重机构。安装精度过低的轴系亦不宜采用。选择联轴器型号 即在所选类型中确定型号 应满足 式中： t使用联轴器的轴所传递转矩； n使用联轴器的周的转速(r/min)； 联轴器的额定转矩； k载荷系数。 查表得ka=1.3 因此联轴器计算转矩 =1.312.79=16.627查设计手册 选型号hl1型联轴器。3.4本章小结 本章主要完成了对不干胶贴标机的主要零件设计，采用直线式不干胶贴标原理完成了设计要求，进行了滚标轴的结构设计，滚标带传动系统的设计，输送主轴的设计以及联轴器的选择。 第4章 典型零件的强度校核计算滚标机构是贴标机构的核心部分之一，滚贴机构的好坏将直接影响到贴标效果。本章对滚标机构主传动轴以及其上的主要零部件进行校核。如图4.1所示，滚贴带轮最高转速为v=144r/min，为保证滚贴质量，以此对滚贴主传动轴各零部件进行强度校核。 图4.1 滚贴机构运动简图4.1滚贴主传动轴强度校核4.1.1滚贴主传动轴受力分析（1） 滚贴主传动轴受力分析 如图4.2所示。 根据 (4.1)式中 t转矩 ()；p功率 ()；n转速 ()。 (4.2) ( 4.3)图4.2 滚贴机构主传动轴受力分析（2） 计算支撑轴承处支撑反力在水平面上 (4.4) (4.5)在垂直面上 (4.6)轴承的总支承反力 从轴的结构图以及弯矩和转矩图中可以看出截面a-a是轴的危险截面.a-a截面处 总弯矩 t=66304.1.2按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险