粒状巧克力糖包装机的传动系统设计【9张图纸】【优秀】
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粒状
巧克力
糖包
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设计
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粒状巧克力糖包装机的传动系统设计
25页 6700字数+说明书+开题报告+任务书+文献综述+外文翻译+9张CAD图纸
任务书.doc
单螺旋齿轮轴.dwg
外文翻译--包装机.doc
大带轮.dwg
大带轮轴.dwg
封面打印.doc
小带轮.dwg
小链轮.dwg
总装配图.dwg
摘要.doc
文献综述.doc
竖直凸轮轴.dwg
粒状巧克力糖包装机的传动系统设计开题报告.doc
粒状巧克力糖包装机的传动系统设计说明书.doc
螺旋双齿轮轴.dwg
诚信承诺书.doc
链轮.dwg
目 录
1绪 论1
2粒状巧克力糖包装机的工艺确定1
2.1产品特征1
2.2包装材料1
2.3包装工艺方案拟定2
2.4巧克力糖包装工艺的实验2
3粒状巧克力糖包装机的总体布局3
3.1机型选择3
3.2自动机的执行机构3
3.3包装机总体布置4
4粒状巧克力糖包装机的传动系统5
5粒状巧克力糖包装机的电机选择5
5.1电动机类型和结构的选择5
5.2电动机容量选择6
5.3确定电动机转速6
5.4分配各级传动装置传动比7
6 V带传动设计7
6.1确定设计功率7
6.2选择带的型号7
6.3确定带轮的基准直径7
6.4验算带的速度7
6.5确定中心距a和V带基准长度Ld8
6.6计算小轮包角8
6.7确定V带根数Z8
6.8确定初拉力9
6.9计算作用在轴上的压力FQ9
6.10带轮结构设计10
7链传动设计11
7.1选择链轮齿数11
7.2确定计算功率11
7.3确定链节距p11
7.4初定中心距a0，取定链节数Lp11
7.5确定链长和中心距12
7.6求作用在轴上的力12
7.7确定润滑方式12
7.8链轮的设计12
8螺旋齿轮设计13
8.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数13
8.2按齿面接触强度设计14
8.2.1确定公式内各计算数值14
8.2.2计算14
8.2.3几何尺寸计算15
9轴设计16
10凸轮和槽轮设计17
结 论21
参考文献22
致 谢23
毕业设计（论文）主要内容和要求：
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。
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；V带传动设计；螺旋齿轮设计；槽轮设计；凸轮等设计。
- 内容简介：
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目 录1绪 论12粒状巧克力糖包装机的工艺确定12.1产品特征12.2包装材料12.3包装工艺方案拟定22.4巧克力糖包装工艺的实验23粒状巧克力糖包装机的总体布局33.1机型选择33.2自动机的执行机构33.3包装机总体布置44粒状巧克力糖包装机的传动系统55粒状巧克力糖包装机的电机选择55.1电动机类型和结构的选择55.2电动机容量选择65.3确定电动机转速65.4分配各级传动装置传动比76 V带传动设计76.1确定设计功率76.2选择带的型号76.3确定带轮的基准直径76.4验算带的速度76.5确定中心距a和V带基准长度Ld86.6计算小轮包角86.7确定V带根数Z86.8确定初拉力96.9计算作用在轴上的压力FQ96.10带轮结构设计107链传动设计117.1选择链轮齿数117.2确定计算功率117.3确定链节距p117.4初定中心距a0，取定链节数Lp117.5确定链长和中心距127.6求作用在轴上的力127.7确定润滑方式127.8链轮的设计128螺旋齿轮设计138.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数138.2按齿面接触强度设计148.2.1确定公式内各计算数值148.2.2计算148.2.3几何尺寸计算159轴设计1610凸轮和槽轮设计17结 论21参考文献22致 谢23中国地质大学长城学院2012届毕业设计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；V带传动设计；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2.1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。2.2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。2.3包装工艺方案拟定图2-1 包装工序分解图图2-1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.2.4巧克力糖包装工艺的实验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2-3为钳糖机械手及巧克力糖包装简图. 图2-2 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.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2-3是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。图2-3 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3.1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。自动机采用四槽槽轮机构作工件步进传送。3.2自动机的执行机构图3-1 钳糖机械手及进出糖块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；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3-1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。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3-2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。3.3包装机总体布置 图3-1 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 图3-3 总体布置图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。1716图4-1 粒状巧克力糖包装机传动系统简图 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-顶糖杆 15-送糖盘 16-螺旋齿轮副 17-分配轴5粒状巧克力糖包装机的电机选择5.1电动机类型和结构的选择由机械设计2选择Y系列三相异步电动机，此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. 5.2电动机容量选择由机械设计2根据已知条件，电动机工作所需要的有效功率为： 公式（5-1） 式中Fw1600N Vw 120r/min w 轴承的效率0.98b V带传动效率0.98g 齿轮传动效率0.97l 链轮传动效率0.96由电动机至运输带的传动总效率为： 公式（5-2）则：所以：电机所需的工作功率： 公式（5-3）代入数值: =0.40.88=0.46(kw)因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略大于P0即可，选Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为0.55KW。5.3确定电动机转速取螺旋圆斜柱齿轮传动一级传动比范围.取V带传动比,链轮的传动比,则总传动比例的范围.故电动机转速的可选范围为n=120 r/min=(216)120 r/min =2401920r/min则符合这一范围的同步转速有：750r/min、1000 r/min、1500 r/min三种。根据容量和转速，由机械设计2查出适用的电动机型号为Y801-4额定功率0.55kw，额定转速1390r/min。根据电机转速转速得总的传动比:=1500/120=12.55.4分配各级传动装置传动比 由机械设计2查，确定带轮的传动比，链轮的传动比，齿轮传动比表5-1 各轴数据参数 参数电动机轴1轴2轴3轴转速/（r/min）1390348174116功率P/kW0.550.5390.5070.482转矩T/(Nm)3.7814.7927.8339.686 V带传动设计6.1确定设计功率 由机械设计2查得工作情况系数，则。6.2选择带的型号V带型号根据设计功率Pd 和小带轮转速n1确定，查机械设计2可选取Z型带。6.3确定带轮的基准直径和由机械设计2查， V带带轮最小基准直径，知z型带=50mm,选取小带轮基准直径： =63mm；因此，大带轮基准直径： =463mm=252mm。选取大带轮基准直径=250mm。6.4验算带的速度由带的速度公式： 公式（6-1）代入数值: =3.14x63x1390/(60x1000) =4.6m/s式中:n为电动机转速；D为小带轮基准直径。即v=4.6m/s906.7确定V带根数Z由机械设计2查得 公式（6-5）确定式中各值：为包角修正系数，考虑包角对传动能力的影响，由参考文献查得；为带长修正系数，考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；为V带基本额定功率，由机械设计2单根V带所能传递的功率为=0.28kW；计算功率增量=0.03。 公式（6-6）代入数值: z=0.605/(0.28+0.03)x093x1.14=1.84所以，选取V带根数z=2。6.8确定初拉力单根普通V带初拉力计算公式： 公式（6-7）式中 Pd 为设计功率； 为V带速度； z为带的根数； 为包角修正系数； m为普通V带每米长度质量，由参考文献查得m=0.1kg/m。所以6.9计算作用在轴上的压力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： 公式（6-8）式中， 为初拉力； z为带的根数；为小轮包角。所以6.10带轮结构设计图6-1 小带轮图6-2 大带轮7链传动设计7.1选择链轮齿数链传动速比： 。由机械设计2查表得：小链轮齿数；大链轮齿数，合适。7.2确定计算功率已知链传动工作平稳，电动机拖动，由表选KA=1.0，单排链则计算功率为: 公式（7-1）7.3确定链节距p 首先确定系数。由机械设计2查得小链轮齿数系数。选单排链，。所需传递的额定功率为： 公式（7-2）选择滚子链型号为10A，链节距p=15.875mm。7.4初定中心距a0，取定链节数Lp初定中心距=(3050)p： 公式（7-3）取640mm； 公式（7-4）带入数值得111.9节；由机械设计2取链节数为112节。7.5确定链长和中心距 链长L=Lp p/1000=11215.875/1000=1.778m中心距： 公式（7-5）取a=653mm，a550mm，符合设计要求。7.6求作用在轴上的力链速： 公式（7-6）工作拉力： F=1000P/v=10000.539/1.7=317N；由机械设计2查得，工作平稳，取压轴力系数=1.15。轴上的压力: =1.15317N=365N7.7确定润滑方式由机械设计2根据P、v查表，知可采用油脂润滑。7.8链轮的设计图7-1 小链轮图7-2大链轮8螺旋齿轮设计8.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数8.1.1高速级选用直齿圆柱齿轮传动；8.1.2运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；8.1.3材料选择选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45 (调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS；8.1.4初选小齿轮齿数Z1=40，大齿轮齿数=1.524=60，取；Z2=608.1.5选取螺旋角=45度8.2按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算 公式（8-1）8.2.1确定公式内各计算数值1) 试选载荷系数Kt=1.6。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ZE=189.8MPa5)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lim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳极限lim2=550MPa。6)由机械设计2查得计算应力循环次数(设每年工作300天) 公式（8-2） 公式（8-3）7) 由机械设计2查得，取接触疲劳寿命系数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9)区域系数10)端面齿和度8.2.2计算1)试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得 2)计算圆周速度3)计算齿宽b 公式（8-4）4)计算齿宽与齿高比b/h模数： 齿高： 5)计算纵向重合度 公式（8-5） 6)计算载荷系数K由机械设计2查得使用系数KA=1；根据7级精度，由机械设计2查得,动载系数KV=1.11；查表故载荷系数 公式（8-6）7)按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，有 公式（8-7）8)计算模数取模数为取小齿数为40，则大齿数为60。8.2.3几何尺寸计算1)计算大小齿轮的分度圆直径2)计算中心距，圆整取中心距为43mm。3)按圆整后的中心距修正螺旋角 公式（8-8）4)计算齿轮宽度 圆整后取B2=35mm, B1=40 mm。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=112mm 公式（8-9）初定轴的直径为20mm，其余尺寸根据各零件相应确定。图9-1 大带轮轴图9-2 单螺旋齿轮轴图9-3 凸轮轴图9-4 双螺旋齿轮轴10凸轮和槽轮设计 表10-1 顶糖杆槽凸轮5参数R=（4070）50H=（50100）80推程h=H-R30图10-1 顶糖杆槽凸轮5表10-2 拨糖杆偏心凸轮参数R=（4070）50H=（50100）87推程h=H-R37图10-2 拨糖杆偏心凸轮表10-3 剪纸刀平面凸轮6参数序号凸轮运动角推杆的运动规律10120等速上升h= 602120180推杆远休3180270正弦加速度下降h= 604270360推杆近休偏心距e = 25基圆半径r0 = 50表10-4 抄纸板平面凸轮8参数序号凸轮运动角推杆的运动规律10120等速上升h= 502120180推杆远休3180270正弦加速度下降h=504270360推杆近休偏心距e = 20基圆半径r0 =40图10-3 剪纸刀平面凸轮及抄纸板平面凸轮表10-5 接糖杆圆柱凸轮参数R=（50150）60推程h=（50120）100图10-4 接糖杆圆柱凸轮图105 槽轮 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。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
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