全自动书本打包机的送书装置设计【4张图纸】【优秀】
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全自动书本打包机的送书装置设计
32页-11000字数+说明书+开题报告+任务书+外文翻译+4张CAD图纸
任务书doc
全自动书本打包机的送书装置设计开题报告doc
全自动书本打包机的送书装置设计论文doc
原创性声明doc
外文翻译--论药品包装机械概念设计doc
摘要doc
目录和封面doc
装配图dwg
轴dwg
轴承座dwg
轴承端盖dwg
目录
1 绪论 1
11 选题的依据及背景1
12 课题的目的及意义2
13 国内外的研究现状2
14 本文主要设计内容5
15 总的设计图5
2 总体方案设计6
21 总设计流程图6
22 送书装置的工作原理及技术要求6
23 送书装置机构的方案分析7
24 本章小结7
3 送书装置的主要零件的设计8
31 驱动电动的选择8
32 送书机架的机构方案分析17
33 滚筒的选择18
34 本章小结18
4 送书装置的结构建模与装配20
41各零部件的三维建模与装配20
42 送书装置的三维实体装配图24
43 本章小结25
5 结论及建议26
51 全文工作总结26
52 建议26
参考文献28
致谢29
摘要：本课题是根据工厂打包书本和自动输送问题我设计的自动打包机的送书装置，该全自动输送装置是利用电机带动滚筒转动，使皮带循环前进，推移书本已达到送书的目的具有机构简单、操作方便、维修容易、便于运输等优点。目前所有生产线的书本都是由人工打包装箱，以目前的打包方式使整个生产现场显的凌乱，从而影响了整理，整顿，清扫，节约，安全等制度。这个装置目前在新华书店和各大书店都有广泛使用！为此做了以下研究内容：
（1）介绍了自动打包机送书装置的研究背景，意义及其目的，通过对参考文献进行详细的分析，阐述了驱动电机，皮带，滚筒等相关内容：
（2）在技术路线中，论述了轴的选择和滚筒的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算，二个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍，
（3）绘制了主要零件的工作图和总的装配图
（4）给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给我自己的设计带来了方便。
关键词： 电机 滚筒 皮带 打包机
全自动书本打包机/某型号的送书装置设计
II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：
全自动书本打包机是一种集书摞自动搬运、输送、书摞包装纸自动折纸、书摞自动裹
包和自动捆扎等多种功能于一体的图书自动打包系统。其中之一的送书装置，是实现图书
自动捆包的重要功能单元之一，其工作过程可表述为：由主控装置发出电信号指令至送书
机构，送书驱动电机驱使其输出辊子端运动，运动经输送皮带带动置于其上的书摞运动，
使书摞沿输送皮带的传动方向实现书摞自动输送。
其主要技术参数如下：
（1）生产率：10摞∕分钟（240摞∕小时）；
（2）四种书本捆扎规格：小32开： 、小16开：；
大32开： 、大16开：；
（3）皮带输送机电机功率3000W；（推荐选用变频器控制电机）
- 内容简介：
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毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：全自动书本打包机/某型号的送书装置设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 全自动书本打包机是一种集书摞自动搬运、输送、书摞包装纸自动折纸、书摞自动裹包和自动捆扎等多种功能于一体的图书自动打包系统。其中之一的送书装置，是实现图书 自动捆包的重要功能单元之一，其工作过程可表述为：由主控装置发出电信号指令至送书机构，送书驱动电机驱使其输出辊子端运动，运动经输送皮带带动置于其上的书摞运动，使书摞沿输送皮带的传动方向实现书摞自动输送。其主要技术参数如下：（1）生产率：10摞分钟（240摞小时）；（2）四种书本捆扎规格：小32开： 、小16开：； 大32开： 、大16开：；（3）皮带输送机电机功率3000W；（推荐选用变频器控制电机）III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：（1）查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告 4周（2）拟定送书装置总体方案并进行方案分析 1周（3）进行主要零部件的设计与计算 2周（4）设计送书装置的总体装配图 3周（5）绘制主要零件工作图 2周（6）撰写毕业论文 3周（7）毕业设计审查、毕业答辩 2周 、主 要参考资料：1 陈守强.机械装备导论M.西安：西安电子科技大学出版社，2008.092 李斌.剖析SDB-I型平装书籍打包机J.印刷技术，2007（02）：51-523 王暄.曹辉.马永华编著.电机拖动及其控制技术M. 北京：中国电力出版社, 20104 王中刚,张秀亲. 机械设计实践M . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20035 成大先. 机械设计手册全卷M. 北京：化学工业出版社，19996 A.W. Roberts. The influence of granular vortex motion on the volumetric performance ofenclosed screw conveyorsJ. Powder Technology 1041999（104）：56677 Seiichirou SUZUK . A study on the dynamic behaviors of an automatic washing machine. 2001 Korea ADAMS User Conference, 2001：1-6 航空工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0881054 班学生（签名）： 日期： 自 2012 年 月 日 至 2012 年 月 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)： 系（室） 主任（签名）： 附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。1、 送书机构，101、送书驱动电机，102、驱动电机安装箱体，103、输送辊子，104、送书框架，105、输送皮带，106、挡书板附图 送书机构示意图毕业设计（论文）开题报告题 目 全自动书本打包机/某型号的送书装置设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 0 8 8 1 0 5 4 11学 生 姓 名 高武指 导 教 师 贺 红 林填表日期：2 0 1 2 年 2 月 21 日南昌航空大学科技学院本科毕业论文开题报告一、选题的来源、依据、目的及意义：课题来源：江西新华分发集团公司委托的研发项目“书本打包机的研制”。选题依据：在物流中转战每天都会出版和运输数量庞大的图书，并且品种繁多，书本包装的规格也各不相同，长期以来书本搬运都是人工搬运，其工作强度极大，搬运质量不佳，耗费大量的人力及物力，且生产效率低下，针对上述送书装置中存在的实际问题为了改善这一现状，缩短图书的送书周期、提高图书物流供应链效率、降低操作者的劳动强度，为简化送书过程。根据我国图书出版业和图书物流中转站庞大的图书包装配送需求，针对当前图书物流供应链在其包装、装卸、搬运等活动普遍采用人工操作方式的技术现状，为缩短图书的包装配送周期、提高图书物流供应链效率、降低操作者的劳动强度。本课题将致力研制书摞自动搬运系统，将在对该系统进行深入的工作原理分析与求解、以及对装置中零部件的选择应用。故研究此种送书装置。在未真正生产出真实的产品以前就进行仿真模拟，提前知道送书装置的性能，防止装置存在的缺陷，提出改进意见。选题的目的及意义：本课题将致力研制书摞自动搬运系统，即书本滚筒输送机装置。根据现代设计方法和企业实际需求出发，应用虚拟样机技术设计并优化书本自动运输装置具有一定的理论和实际意义，对丰富辊子输送机的结构形式具有一定的实际参照价值。二、国内外研究现状（文献综述）：打包机通常是指直接将单个或数个包装物用绳、钢带、塑料带捆紧扎牢以便于运输、保管和装卸的一种包装作业。20世纪60年代初期，随着聚丙烯材料的出现，国外成功研制了聚丙烯塑料带打包机，在许多领域，特别是轻工研制捆紧力克随机调节的打包机，提高自动打包机在带宽、捆包规格、工作台高度、捆扎能力等环节的适应性等。我国的自动打包机从20世纪80年代中期开始发展，最初在书籍、报刊发行部门获得推广，近年来发展异常迅速，已广泛应用于轻工、食品、外贸、百货、印刷、医药、化工、邮电、纺织等行业。目前某些生产打包机的厂家通过采用国际标准和吸收国外先进技术特点，在标准水平、设计制造技术和产品质量方面都有了较大的提高，比如永创机械的全自动无人化打包机，在质量上达到国外同类设备的先进水平，可自动定位、捆扎、转位，以进行十字型、井字型等花样捆扎，采用微机控制，已实现无人操作的自动捆扎生产线。随着工业科技的不断发展，机械生产也在不断地创新、演变逐渐取代了传统的手工生产模式。近几年来，人们对产品的包装要求越来越高，包装行业也得到了迅速的发展，例如全自动打包机就很大一部分代替了手工包装，为大型企业、中小规模企业实现了包装自动化，操作人员只要一次性将几百个袋子放在设备的取袋部，全自动打包机会自动的取袋、列印日期、开袋、给计量装置信号计量并落料、封口、输出。操作人员亦可依据产品包装需求增设开门急停、自动投卡、异常排出等细节功能，包装全过程无需人工作业，有效的为公司提高了生产效率，节约了人工费用及管理费用 ，大幅降低了成本。 全自动打包机适用范围极其广泛，可用于纸塑复合、塑塑复合、铝塑复合、PE复合等，包材损耗低，使用的是预制好的包装袋，封口品质好，还可以一机多用，只需根据不同的物料配套不同的计量装置能实现颗粒、粉末、块状、液体、软罐头、玩具 、五金件等产品的全自动包装。我国的自动打包机从20世纪80年代中期开始发展，最初在书籍、报刊发行部门获得推广，近年来发展异常迅速，已广泛应用于轻工、食品、外贸、百货、印刷、医药、化工、邮电、纺织等行业。 1、国内打包机现状相对于过国外的缺点 （1）、自动化程度较低：随着生活水平的提高，打包机在市场中的作用越来越高，未来打包机的发展会越来越好，以后各行各业都会出现包装的影子。但是在国内的打包机行业中，单台机器比较多，能够集成各项功能的机器比较少，并且在技术、材料、工艺上的创新比较少。一些食品加工企业为了改善现状，提高食品质量及生产率，基本上都从国外引进生产效率高、包装精度高、技术先进的包装机械，会导致一部分的国外品牌占领国内市场，因此国内包装行业的技术水平急需提高。 （2）、性能和科研实力比不上国际打包机：国外包装行业的制造、计量、技术性能等方面都占有一定的领导地位，各种配套设施、可靠性、自动化程度都较好，主要表现在工艺流程的自动化、生产效率高，能够满足交货期短和降低工艺流程成本的要求；设备具有更高的灵活性、柔性。主要体现在生产的供货的灵活性、构造的灵活性，以适应产品的更新换代需要；利用仿真技术、计算机提供成套设备，故障率较低，可以进行远程诊断服务；对环境污染较少，主要包括废弃物、粉尘、噪音等各方的污染。 总的来说，国内的打包机相对于国外来说还是有很大的差距，这种差距不仅表现在技术含量上，而且表现在设计理念和材料的使用上，简单的说，国内打包机创新不足，而且科研实力较差，随着时间的推进，国内打包机如果还在原地踏步的话，终究会被国外的打包机取代，任重而道远啊。 2、国外包装机械的发展现状德国的包装机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。该国生产的啤酒、饮料灌装成套设备生产速度快、自动化程度高、可靠性好。主要体现在：工艺流程的自动化、生产效率高，满足了交货期短和降低工艺流程成本的要求；设备具有更高的柔性和灵活性。主要体现在生产的灵活性、构造的灵活性和供货的灵活性，以适应产品更新换代的需要；利用计算机和仿真技术提供成套设备，故障率低，可以进行远程诊断服务；对环境污染少，主要包括噪音、粉尘和废弃物的污染。意大利生产的包装机械中，40%是食品包装机械，如糖果包装机、软管旋盖机、浆糊贴标机等。吹瓶机吹塑机产品的特点是外观考究、性能优良、价格便宜。意大利包装机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产，并能保证很好地完成设计、生产、试验，实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。日本的食品包装机械，虽然以中小单机为主，但设备体积小、精度高、易于安装、操作方便、自动化程度也较高。 随着世界科技的发展，发达国家已经把核能技术、微电子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。新的合金材料、塑料软管生产线材料、复合材料、无机非金属材料等新材料也得到了推广应用，食品包装机械的集成化、智能化、网络化、柔性化将成为未来发展的主流。包装机械行业面对市场的需求和如何赶上甚至超越发达国家的包装机械，及如何加大自主创新的步伐，力争在短时间内开发出一批具有自主知识产权和国际先进水平的产品，是摆在我国包装机械企业面前的紧迫任务。打包机的发展趋势，打包机的未来发展趋势在向全自动化、高级化和多样化等方面延伸。主要表现为研制用于各种用途的打包机，例如压缩打包机;研制代替钢带的重型带、聚酯带等;研制适应台式打包机的泡沫带、软带等。提高单机的自动化程度使包装件从输送装置送进后，打包机能自动定位、捆扎、转位，并以十字形、井字形等花样捆扎;采用微机控制以实现无人操作的自动捆扎生产线。国外的自动打包机已向40道/分钟至60道/分钟的目标发展;研制捆紧力克随机调节的打包机，提高自动打包机在带宽、捆包规格、工作台高度、捆扎能力等环节的适应性等。未来的包装机械将配合产业自动化趋势，促进包装设备总体水平提高。如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载控制等新型智能设备已经普遍应用到包装机械设备中，使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。三、 研究的主要内容： 1、毕业设计内容（1）、驱动电机的选择。 （2）、输送装置总体结构方案分析及主要零部件设计。 （3）、各零部件三维数字建模和装配。 （4）、绘制输送机工作循环图以及主要零部件工程图和装配图。2、工艺要求的数据（1）、书摞尺寸：宽度130140mm；长度180220mm；高度180220mm。（2）、生产率：10摞分钟（240摞小时）；皮带输送机电机功率1500W。四、研究方案：思想路线：首先，了解本论题的研究状况，形成文献综述和开题报告。其次，进一步搜集阅读资料并研读文本，做好相关的记录，形成论题提纲。第三，深入研究，写成初稿。最后，反复修改，完成定稿。根据设计的尺寸和送书装置完成送书装置的主要零部件的三维图和二维图查阅与设计送书装置相关的资料拟定送书装置总体方案并进行方案分析主要零部件（电机.轴承。输送辊子）设计结合全部的资料和要求选择合适的设计方案，优化送书装置的结构进行主要零部件的尺寸的计算设计送书装置的总体装配图其它辅助零部件的设计首先，从图书馆或者网络上查找与毕业设计课题相关的资料书籍，根据设计要求拟定送书装置的总体方案并对该方案进行分析。然后对拟定的方案中的装置主要零部件进行设计，主要的零部件包括驱动电机、输送棍子、轴承，除了主要零部件还有其余的辅助零部件也需要设计。依据拟定的总体方案与设计的零部件优化整个送书装置，送书装置确定好以后对装置中的主要零部件进行尺寸的计算并画出整个送书装置的总体装配图。最后完成装置的零部件的三维实物图与二维的工程图。研究方法： 运用文献分析法、综合分析法、实验法等进行研究。利用UG和AutoCAD绘图软件。五、目标及工作进度 （1）目标：设计并制造出结构简单新颖，操作方便，节省时间、人力、物力，工作效率较高的输送装置。 （2）工作进度：【1】2012年 2月25日-2012年3月3日：查找与设计课题相关的资料，整理好外文资料。【2】2012年3月4日-2012年3月10日：将撰写完毕的开题报告的初稿交于老师审阅并修改。【3】2012年3月11日-2012年3月24日：将老师审阅完毕的开题报告整理装订好。【4】2012年3月25日-2012年4月7日：拟定送书装置总体方案并进行方案分析。【5】2012年4月8日-2012年4月14日：进行主要零部件的设计与计算。【6】2012年4月15日-2012年5月5日：绘制送书装置的总体装配图及主要零部件工作图。【7】2012年5月6日到答辩之前撰写毕业论文并准备毕业答辩。六、参考文献【1】刘安俊.机械设计课程设计【M】，北京：高等教育出版社，2010.01【2】李斌.剖析SDB-I型平装书记打包机【J】.印刷技术，2007.09【3】王暄.曹辉.马永华编著.电机拖动及其控制技术【M】.北京：中国电力出社.2012.09【4】陈守强.机械装备导论【M】.西安：西安电子科技大学出版社。2008.09【5】成大先.机械设计手册全卷【M】.北京：化学工业出版社,2010.01【6】陈永常.现代印刷技术【M】.北京：化学工业出版社，2003，16-269.【7】金银河. 实用印刷技术丛书-印后加工【M】.北京：化学工业出版社，2001， 24-200【8】A.W. Roberts. The influence of granular vortex motion on the volumetric performance of enclosed screw conveyors【J】. Powder Technology 1041999（104）：5667 【9】 Seiichirou SUZUK . A study on the dynamic behaviors of an automatic washing machine 【J】. 2001 Korea ADAMS User Conference, 2001：1-6七、指导教师意见： 签名： 年 月 日 八、开题审查小组意见：教研室主任或组长签名： 年 月 日 说明：本表另行装订成册。南昌航空大学科技学院学士学位论文目录1 绪论 .11.1 选题的依据及背景.11.2 课题的目的及意义.2 1.3 国内外的研究现状.2 1.4 本文主要设计内容.51.5 总的设计图.52 总体方案设计.62.1 总设计流程图.62.2 送书装置的工作原理及技术要求.62.3 送书装置机构的方案分析.72.4 本章小结.73 送书装置的主要零件的设计.83.1 驱动电动的选择.83.2 送书机架的机构方案分析.173.3 滚筒的选择.183.4 本章小结.184 送书装置的结构建模与装配.204.1各零部件的三维建模与装配.20 4.2 送书装置的三维实体装配图.24 4.3 本章小结.255 结论及建议.26 5.1 全文工作总结.26 5.2 建议.26参考文献.28致谢.29摘要：本课题是根据工厂打包书本和自动输送问题我设计的自动打包机的送书装置，该全自动输送装置是利用电机带动滚筒转动，使皮带循环前进，推移书本已达到送书的目的.具有机构简单、操作方便、维修容易、便于运输等优点。目前所有生产线的书本都是由人工打包装箱，以目前的打包方式使整个生产现场显的凌乱，从而影响了整理，整顿，清扫，节约，安全等制度。这个装置目前在新华书店和各大书店都有广泛使用！为此做了以下研究内容：（1）介绍了自动打包机送书装置的研究背景，意义及其目的，通过对参考文献进行详细的分析，阐述了驱动电机，皮带，滚筒等相关内容：（2）在技术路线中，论述了轴的选择和滚筒的选择及其基本参数的选择和几何尺寸的计算，二个主要强度的验算等在这次设计中所需要考虑的一些技术问题做了介绍，（3）绘制了主要零件的工作图和总的装配图（4）给出了一些参考文献，可以用来查阅相关的资料，给我自己的设计带来了方便。关键词： 电机 滚筒 皮带 打包机Abstract: This topic is based on the factory packaging, books and design of automatic transmission problems I send device of automatic baler, the automatic transmission device is to use motor-driven rollers rotating, belt loops, over the book has reached the purpose of sending books. with simple, convenient operation, easy maintenance, easy to transport and so on. All production lines now books are all constructed to package, to packaging of the whole production field of messy, thus affecting the finishing, straightening out, cleaning, saving, safety system. This device is currently using Xinhua Bookstore and bookstore are in General! Do the following content:(1) introduces an automatic machine to send device of background, significance and purpose, through detailed analysis of reference describing drive motor, belts, rollers and other related content:(2) in the technical route, discusses choice of shaft and drum selection and calculation of basic parameters and geometric dimensions, two key strength checking computation of some technical issues to be considered in the design made a presentation,(3) the mapping of a major part of the work and General Assembly(4) references are given, can be used to access related information, easy to bring to my own design.Keywords: Motor rollers belt 1 绪论1.1 选题的依据及背景在物流中转战每天都会出版和运输数量庞大的图书，并且品种繁多，书本包装的规格也各不相同，长期以来书本搬运都是人工搬运，其工作强度极大，搬运质量不佳，耗费大量的人力及物力，且生产效率低下，针对上述送书装置中存在的实际问题为了改善这一现状，缩短图书的送书周期、提高图书物流供应链效率、降低操作者的劳动强度，为简化送书过程。根据我国图书出版业和图书物流中转站庞大的图书包装配送需求，针对当前图书物流供应链在其包装、装卸、搬运等活动普遍采用人工操作方式的技术现状，为缩短图书的包装配送周期、提高图书物流供应链效率、降低操作者的劳动强度。本课题将致力研制书摞自动搬运系统，将在对该系统进行深入的工作原理分析与求解、以及对装置中零部件的选择应用。故研究此种送书装置。在未真正生产出真实的产品以前就进行仿真模拟，提前知道送书装置的性能，防止装置存在的缺陷，提出改进意见。1.2 选题的目的及其意义 课题将致力研制书摞自动搬运系统，即书本滚筒输送机装置。根据现代设计方法和企业实际需求出发，应用虚拟样机技术设计并优化书本自动运输装置具有一定的理论和实际意义，对丰富辊子输送机的结构形式具有一定的实际参照价值。1.3 国内外主要现状打包机通常是指直接将单个或数个包装物用绳、钢带、塑料带捆紧扎牢以便于运输、保管和装卸的一种包装作业。20世纪60年代初期，随着聚丙烯材料的出现，国外成功研制了聚丙烯塑料带打包机，在许多领域，特别是轻工研制捆紧力克随机调节的打包机，提高自动打包机在带宽、捆包规格、工作台高度、捆扎能力等环节的适应性等。我国的自动打包机从20世纪80年代中期开始发展，最初在书籍、报刊发行部门获得推广，近年来发展异常迅速，已广泛应用于轻工、食品、外贸、百货、印刷、医药、化工、邮电、纺织等行业。目前某些生产打包机的厂家通过采用国际标准和吸收国外先进技术特点，在标准水平、设计制造技术和产品质量方面都有了较大的提高，比如永创机械的全自动无人化打包机，在质量上达到国外同类设备的先进水平，可自动定位、捆扎、转位，以进行十字型、井字型等花样捆扎，采用微机控制，已实现无人操作的自动捆扎生产线。随着工业科技的不断发展，机械生产也在不断地创新、演变逐渐取代了传统的手工生产模式。近几年来，人们对产品的包装要求越来越高，包装行业也得到了迅速的发展，例如全自动打包机就很大一部分代替了手工包装，为大型企业、中小规模企业实现了包装自动化，操作人员只要一次性将几百个袋子放在设备的取袋部，全自动打包机会自动的取袋、列印日期、开袋、给计量装置信号计量并落料、封口、输出。操作人员亦可依据产品包装需求增设开门急停、自动投卡、异常排出等细节功能，包装全过程无需人工作业，有效的为公司提高了生产效率，节约了人工费用及管理费用 ，大幅降低了成本。 全自动打包机适用范围极其广泛，可用于纸塑复合、塑塑复合、铝塑复合、PE复合等，包材损耗低，使用的是预制好的包装袋，封口品质好，还可以一机多用，只需根据不同的物料配套不同的计量装置能实现颗粒、粉末、块状、液体、软罐头、玩具 、五金件等产品的全自动包装。我国的自动打包机从20世纪80年代中期开始发展，最初在书籍、报刊发行部门获得推广，近年来发展异常迅速，已广泛应用于轻工、食品、外贸、百货、印刷、医药、化工、邮电、纺织等行业。 1、国内打包机现状相对于过国外的缺点（1）自动化程度较低：随着生活水平的提高，打包机在市场中的作用越来越高，未来打包机的发展会越来越好，以后各行各业都会出现包装的影子。但是在国内的打包机行业中，单台机器比较多，能够集成各项功能的机器比较少，并且在技术、材料、工艺上的创新比较少。一些食品加工企业为了改善现状，提高食品质量及生产率，基本上都从国外引进生产效率高、包装精度高、技术先进的包装机械，会导致一部分的国外品牌占领国内市场，因此国内包装行业的技术水平急需提高。 （2）性能和科研实力比不上国际打包机：国外包装行业的制造、计量、技术性能等方面都占有一定的领导地位，各种配套设施、可靠性、自动化程度都较好，主要表现在工艺流程的自动化、生产效率高，能够满足交货期短和降低工艺流程成本的要求；设备具有更高的灵活性、柔性。主要体现在生产的供货的灵活性、构造的灵活性，以适应产品的更新换代需要；利用仿真技术、计算机提供成套设备，故障率较低，可以进行远程诊断服务；对环境污染较少，主要包括废弃物、粉尘、噪音等各方的污染。总的来说，国内的打包机相对于国外来说还是有很大的差距，这种差距不仅表现在技术含量上，而且表现在设计理念和材料的使用上，简单的说，国内打包机创新不足，而且科研实力较差，随着时间的推进，国内打包机如果还在原地踏步的话，终究会被国外的打包机取代，任重而道远啊。2、国外包装机械的发展现状德国的包装机械在计量、制造、技术性能方面均属世界一流。该国生产的啤酒、饮料灌装成套设备生产速度快、自动化程度高、可靠性好。主要体现在：工艺流程的自动化、生产效率高，满足了交货期短和降低工艺流程成本的要求；设备具有更高的柔性和灵活性。主要体现在生产的灵活性、构造的灵活性和供货的灵活性，以适应产品更新换代的需要；利用计算机和仿真技术提供成套设备，故障率低，可以进行远程诊断服务；对环境污染少，主要包括噪音、粉尘和废弃物的污染。意大利生产的包装机械中，40%是食品包装机械，如糖果包装机、软管旋盖机、浆糊贴标机等。吹瓶机吹塑机产品的特点是外观考究、性能优良、价格便宜。意大利包装机械行业的最大优势就在于可以按照用户的要求进行设计和生产，并能保证很好地完成设计、生产、试验，实现监督、检验、组装、调整和用户需求分析等。日本的食品包装机械，虽然以中小单机为主，但设备体积小、精度高、易于安装、操作方便、自动化程度也较高。 随着世界科技的发展，发达国家已经把核能技术、微电子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械制造技术中。新的合金材料、塑料软管生产线材料、复合材料、无机非金属材料等新材料也得到了推广应用，食品包装机械的集成化、智能化、网络化、柔性化将成为未来发展的主流。包装机械行业面对市场的需求和如何赶上甚至超越发达国家的包装机械，及如何加大自主创新的步伐，力争在短时间内开发出一批具有自主知识产权和国际先进水平的产品，是摆在我国包装机械企业面前的紧迫任务。打包机的发展趋势，打包机的未来发展趋势在向全自动化、高级化和多样化等方面延伸。主要表现为研制用于各种用途的打包机，例如压缩打包机;研制代替钢带的重型带、聚酯带等;研制适应台式打包机的泡沫带、软带等。提高单机的自动化程度使包装件从输送装置送进后，打包机能自动定位、捆扎、转位，并以十字形、井字形等花样捆扎;采用微机控制以实现无人操作的自动捆扎生产线。国外的自动打包机已向40道/分钟至60道/分钟的目标发展;研制捆紧力克随机调节的打包机，提高自动打包机在带宽、捆包规格、工作台高度、捆扎能力等环节的适应性等。未来的包装机械将配合产业自动化趋势，促进包装设备总体水平提高。如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载控制等新型智能设备已经普遍应用到包装机械设备中，使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。 随着我国经济快速发展和科学技术的不断进步，包装机械的竞争必将日益加剧，包装机械在技术发展方向上正朝着以下五个方向发展：（1）基于虚拟样机技术的现代化设计和分析方法。虚拟样机技术（Virtual Prototyping Technology）是一项新生的工程技术。它采用计算机仿真与虚拟技术，在计算机上通过CAD/CAM/CAE等技术把产品的资料集成到一个可视化的环境中，实现产品的仿真、分析。（2）机械功能多元化。工商业产品在已趋向精致化及多元化的环境变化下，多元化、弹性化且具有多种切换功能和包装机械方面适应市场需求。（3）结构设计标准化、模组化。充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型，提高产品的市场反应速度。（4）控制智能化。未来包装机械必须具备多功能化、调整及操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为包装机械控制器发展的新趋势。（5）结构运动高精度化。结构设计和结构运动控制等关系到包装机械性能的优劣，可通过马达、编码器及数字控制（NC）、动力负载控制（PLC）等高精密控制器来实现。并适度地做产品延伸。包装机械发展涉及到众多行业，中国的包装机械企业应调动各方力量攻下更多技术课题，使我国包装机械装备走向世界先进行列。为了赶超发达国家在包装机械领域的垄断地位，我们必须着力研究新方法、新技术应用于包装机械行业。在这种趋势下，结合虚拟样机技术对包装机结构系统进行静动力学综合分析和包装动力学分析显得尤为重要，对增强产品性能以及缩减产品设计周期有着重要的作用。1.4 本文主要研究内容（1）、驱动电机的选择。 （2）、输送装置总体结构方案分析及主要零部件设计。 （3）、各零部件三维数字建模和装配。 （4）、绘制输送机工作循环图以及主要零部件工程图和装配图。1.5 总的设计总图1、 送书机构，101、送书驱动电机，102、驱动电机安装箱体，103、输送辊子，104、送书框架，105、输送皮带，106、挡书板图1 送书机构示意图2. 总体方案设计2.1 总设计流程图根据设计的尺寸和送书装置完成送书装置的主要零部件的三维图和二维图查阅与设计送书装置相关的资料拟定送书装置总体方案并进行方案分析主要零部件（电机.轴承。输送辊子）设计结合全部的资料和要求选择合适的设计方案，优化送书装置的结构进行主要零部件的尺寸的计算设计送书装置的总体装配图其它辅助零部件的设计图2 设计方案总体框图2.2 送书装置的工作原理及技术要求2.2.1 送书机构原理 所述送书机构由送书驱动电机、电机箱、输送辊、送书框架、输送皮带和挡书板组成；输送辊、送书框架及电机箱依次固定连接为一体且呈“Z”型，电机箱内装有驱动电机，并固定安置于地面，输送皮带环绕在输送辊和驱动电机上，送书框架安装有输送辊，且输送辊的中心轴线均相互平行，输送辊轴的两端安装于送书框架的两侧水平轴孔中，送书机构的上端头与推书机构的连接处设有一挡书板，挡书板固定安装于送书框架上部的端头，送书框架的下端头固定有驱动电机安装箱体，驱动电机安装箱体的一侧与主控装置的一侧连接，送书机构受控于主控装置。送书机构示意图见图所示，该送书机机构简单且工作可靠，送书推力大，工作效率高。2.2.2 技术要求（1）生产率：10摞分钟（240摞小时）；（2）四种书本捆扎规格：小32开：185mm130mm、小16开：260mm185mm 大32开：210mm148mm、大16开：290mm210mm(3) 皮带输送机电机功率3000W2.3 送书装置的机构方案分析 首先，从图书馆或者网络上查找与毕业设计课题相关的资料书籍，根据设计要求拟定送书装置的总体方案并对该方案进行分析。然后对拟定的方案中的装置主要零部件进行设计，主要的零部件包括驱动电机、输送棍子、轴承，除了主要零部件还有其余的辅助零部件也需要设计。依据拟定的总体方案与设计的零部件优化整个送书装置，送书装置确定好以后对装置中的主要零部件进行尺寸的计算并画出整个送书装置的总体装配图。最后完成装置的零部件的三维实物图与二维的工程图。2.4 本章小结 通过本章内容的研究可以确定本课题研究的方案及其路线！拟定好最终的送书装置总体方案。总体方案的确定就可以为下面个零部件设计做好准备！ 3. 送书装置的主要零件的设计3.1 驱动电动的选择3.1.1电动机的选择(1)电动机类型的选择电动机的类型根据动力源和工作条件,选用Y系列三相异步电动机。(2)电动机功率的选择根据已知条件计算出工作机滚筒的转速为：Nw=60000/3.14300=63.694 r/min工作机所需要的有效功率为:Pd=2600/1000=2.6 kW为了计算电动机的所需功率，先要确定从电动机到工作机之间的总效率。设为弹性联轴器效率为0.99，为滚动轴承传动效率为0.99，为齿轮传动（8级）的效率为0.97，为滚筒的效率为0.96。则传动装置的总效率为:a=0.990.990.970.96=0.851电动机所需的功率为:在机械传动中常用同步转速为1500r/min和1000r/min的两种电动机，根据电动机所需功率和同步转速查得电动机技术数据及计算总传动比如表11所示。表31电动机技术数据及计算总传动比方 案型 号额定功率(kW)转速 (r/min)质量N参考价格(元)总传动比同步满载1Y112M-44.015001440470230.00125.652Y132M1-64.01000960730350.0083.77对以上两种方案进行相关计算，选择方案1较合适且方案1电动机质量最小，价格便宜。选用方案1电动机型号Y112M-4 3.1.2 装置运动及动力参数计算(1)传动装置总传动比和分配各级传动比根据电动机的满载转速和滚筒转速可算出传动装置总传动比为：双级圆柱齿轮减速器分配到各级传动比为：高速级的传动比为：低速级的传动比为：=2.61/5.52=4.1(2)传动装置的运动和动力参数计算：a) 各轴的转速计算：b) 各轴的输入功率计算：c)各轴的输入转矩计算：根据公式计算转矩T=20.260.99=20.06 NmT=20.065.520.990.97=106.34 NmT=106.344.100.990.67=418.69 NmT=418.690.990.99=410.36Nm由以上数据得各轴运动及动力参数见表13。13 各轴运动及动力参数轴号转速n/(r/min)功率P/kW转矩T/N.mm传动比11400.0003.02420.065.522260.8702.904106.344.10363.6942.789418.691.00463.6942.733410.36轴是组成机械的主要零件，它支撑其他回转件并传递转矩，同时它又通过轴承和机架连接。所有轴上零件都围绕轴心做回转运动，形成一个以轴为基准的组合体轴系部件。3.1.3 轴的结构设计（1） 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢调质处理。按扭转强度法估算轴的直径, 设计公式：选取d=25.88mm高速轴：取A =116mm中间轴：取A =25.007mm低速轴：取A=107=37.714mm3.1.4 确定轴的结构与尺寸（1）轴的选取及计算1. 因为轴通过联轴器与电动机的轴径28mm，查联轴器标准，选联轴器为弹性柱销联轴器。标准型号HL2，与联轴器相联的轴径选取为25mm。2. 零件的轴向定位需用定位轴间。H0.07d。为了加工装配方便而设置非定位轴肩，一般为23mm。（2）轴的设计根据前述所算的最小的轴径为25.88mm。1)中间轴的各参数如下：转矩T=106.34Nm 转速N=260.87r/min 功率P=2.904kW2)中间轴上的各力：低速级小齿轮：Ft1=3319NFr1=1235NFa1=747N高速级大齿：Ft2=851NFr2=318N Fa2=198N 3）轴的计算简图图3.14 轴的载荷分析图（3）校核轴的强度：由上述可知，危险截面在C截面处。按第三强度理论求出弯矩M 图，由公式M =Pad/LM=155.275轴为45号钢，查表可知 = 60 Mpa由公式可得：F1=F2所以中间轴满足强度要求。3.1.5 滚动轴承的选择及计算轴承是支承轴的零件，其功用有两个：支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；减轻转轴与支承之间的摩擦和磨损。与滑动轴承相比，滚动轴承具有启动灵活、摩擦阻力小、效率高、润滑简便及易于互换等优点，所以应用广泛。它的缺点是抗冲击能力差，高速时有噪声，工作寿命也不及液体摩擦滑动轴承。3.1.6 轴承的选择与结构设计:由于转速较高，轴向力又比较小，故选用深沟球轴承。下面以高速级轴为例初选轴承型号为6207，具体结构图如下。 图3.15 轴承结构图a)高速轴轴承的校核：Fa/Fr=198/318=0.623e查表利用插值法得： e=0.204，则有e则有X=0.56，利用插值法：Y=2.16 由公式P= (X+Y)可得由公式 h12000h 所以满足要求。即高速级选用6207型号的轴承b)中间轴轴承的校核:中间轴选择6208:， 高速级大齿轮： 低速级小齿轮： 所以利用插值法得e=0.227Fa/Fr=549/917=0.59e所以选用X=0.56，Y=1.93由公式得：P=(X+Y) =1.2(0.56 917+1.93 549)=1887.708N由公式h12000h 所以满足要求。即中间轴选用6208型号的轴承c)低速轴轴承的校核：初选低速级选用7209AC型号的轴承正装，求得：=1768N =2506NFa=Fa-Fa=747-198=549NS=0.68=0.681768=1202.24NS=0.68=0.68-2506=1704.08NFa+S=549+1704.48=2253.08S 故1被压缩，2被放松。求轴向载荷： A =Fa+S=2253.08NA=S=1704.08求当量动载荷P,PA /R =2253.08/1768=1.27e X =0.41Y =0.87A /R =1704.08/2506=0.68=e X =1 Y =0P =(X R +Y A )=1.2(0.41 1768+0.87 2253.08)=3222.1NP =(X R +Y A ) =1.2(1 2506)=3007.2N由公式12000h所以满足要求。即低速级选用7209AC型号的轴承3.1.7 V带的传动设计 外传动带选为 普通V带传动 1.确定计算功率：1）由表5-9查得工作情况系数 2）由公式 2.选择V带型号 查文献选A型V带。3.确定带轮直径 （1）参考文献选取小带轮直径 （电机中心高符合要求）（2）验算带速 由公式 （3）从动带轮直径 查表 取（4）传动比 i （5）从动轮转速4.确定中心距和带长Ld（1）按公式初选中心距 取（2）按公式求带的计算基础准长度L0取带的基准长度Ld=2000mm(3) 按公式计算中心距:a (4) 按公式确定中心距调整范围 5.验算小带轮包角1 由公式 6.确定V带根数Z (1) 由文献查得dd1=112 n1=800r/min及n1=980r/min时，单根V带的额定功率分呷为1.00Kw和1.18Kw，用线性插值法求n1=980r/min时的额定功率P0值。 (2) 由文献查得P0=0.11Kw (3) 由文献查得查得包角系数 (4) 由表查得长度系数KL=1.03 (5) 计算V带根数Z，由公式 取Z=5根 7计算单根V带初拉力F0，由公式 q由文献查知 8计算对轴的压力FQ，由公式得 3.1.8 选择联轴器的类型根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被联接两部件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。具体选择时可考虑以下几点：1) 所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振功能的要求。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器。2) 联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动轴，应选用平衡精度高的联轴器，例如膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的滑块联轴器等。3) 两轴相对位移的大小和方向。当安装调整后，难以保持两轴严格精确对中，或工作过程中两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。例如当径向位移较大时，可选滑块联轴器，角位移较大或相交两轴的联接可选用万向联轴器等。4) 联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需润滑的联轴器此较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境。含有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化。5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足便用性能的前提下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器(例如弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、梅花形弹性联轴器等)，由于具有良好的综合能力，广泛适用于一般的中、小功率传动。经过分析联轴器的结构为图3.18 联轴器3.2 送书机架的机构方案分析在机器（或仪器）中支承或容纳零部件的零件称为机架，是机座、床身、壳体、箱体及基础平台的统称。机架是各种机器中重要的零件之一。3.2.1 机架设计的原理 机架多数处于复杂的受载状态，外形结构复杂，因而机架的设计应针对具体情况进行分析，以便满足不同的要求。一般而言，机架的设计主要应保证刚度、强度及稳定性，同时，还应满足形状简单，便于制造、截面形状合理和肋板布置恰当的要求。（1）刚度 评定大多数机架工作能力的主要准则是刚度，例如金属切削机床及其它要求精确运转的机器机架，以满足刚度条件为主。（2）强度强度是评定重载机架工作性能的基本准则。如锻压机床、冲剪机床等机器，以满足强度条件为主。（3）稳定性机架受压结构及受压弯结构都存在失稳问题。有些构件制成薄壁腹式也存在局部失稳。稳定性是保证机架正常工作的基本条件，必须加以校核。（4）形状简单，便于制造 机架结构设计应合理，工艺性良好，便于铸造、焊接和机架的加工。（5）便于在机架上安装附件 机架的结构力求便于安装与调整，方便处理和更换零部件。（6）良好的耐磨性 有导轨的机架，要求导轨面受力合理、耐磨性良好，以保证机架有足够的使用寿命。另外，在满足强度和刚度的前提下，机架还应满足重量轻、成本低、抗振性好、噪声小、温度场分布合理、热变形对精度影响小和造型好的要求。3.2.2 送书机构原理 所述送书机构由送书驱动电机、电机箱、输送辊、送书框架、输送皮带和挡书板组成；输送辊、送书框架及电机箱依次固定连接为一体且呈“Z”型，电机箱内装有驱动电机，并固定安置于地面，输送皮带环绕在输送辊和驱动电机上，送书框架安装有输送辊，且输送辊的中心轴线均相互平行，输送辊轴的两端安装于送书框架的两侧水平轴孔中，送书机构的上端头与推书机构的连接处设有一挡书板，挡书板固定安装于送书框架上部的端头，送书框架的下端头固定有驱动电机安装箱体，驱动电机安装箱体的一侧与主控装置的一侧连接，送书机构受控于主控装置。送书机构示意图见图所示，该送书机机构简单且工作可靠，送书推力大，工作效率高。3.3 滚筒辊子的选择3.3.1 滚筒的长度选择 不同宽度的货物应选适合宽度的滚筒，一般情况下采用“输送物+50mm”。 3.3.2 滚筒的壁厚及轴径选择 按照输送物的重量平均分配到接触的滚筒上，计算出每支滚筒的所需承重，从而确定滚筒的壁厚及轴径。 3.3.3 滚筒材料及表面处理 根据输送环境的不同，确定滚筒所采用的材质和表面处理（碳钢镀锌、不锈钢、发黑还是包胶）。 3.3.4 选择滚筒的安装方式 根据整体输送机的具体要求，选择滚筒的安装方式: 弹簧压入式, 内牙轴式, 全扁榫式, 通轴销孔式等。 3.4 本章小结 本章研究的主要内容就是送书机架的设计,送书机架主要包括送书皮带,滚筒,工作台，驱动电机。而其中驱动电机的设计尤为重要，也是最复杂的一样设计。电机设计好了那整个送书装置的设计就完了一半！而通过本章的研究，送书机架的设计都已经完成！下面要研究的就是呈现送书装置的结构建模已经装配图。 4. 送书装置的结构建模与装配 首先创建各个零部件的三维实体模型，然后通过定义各个零部件之间的装配配合关系完成整个装配体实体模型的建立。装配过程中仿真功能的要求。 4.1各零部件的三维建模与装配 4.1.1 驱动电机 电机的结构，由定子、转子、联轴器和端盖、轴承、 轴承端盖、风扇组 成图4.1 驱动电机三维模型示意图联轴器：用于减速电机与传动轴之间的连接，这里选用的是电磁离合器，可以控制传动轴与直接驱动电机之间的离合，从而实现转台的无驱动自由运动状态。如图3-3所示。 图4.2 联轴器三维模型示意图中心旋转轴：也称传动轴，连接连接块与驱动电机，起传递力和力矩以及支撑轴上零件的作用。如图3-4所示。图4.3 中心旋转轴三维模型示意图连接块：固定和支撑被测件负载。连接块由滑块、导轨、丝杠、盖板和架体组成。被测件固定在连接块上的滑块上，滑块的凸形体与连接块的燕尾槽导轨相连接，通过丝杠的调节可以在一定的范围内调节被测件的相对位置，且可以满足不同形状体积的产品试验。如图3-5所示。 （a） 滑块三维模型示意图 （b）导轨三维模型示意图(c) 丝杠三维模型示意图轴承座：固定和支撑轴承。横滚模拟仿真转台采用一个深沟球轴承和一个调心球轴承配对使用，它们相对应的轴承、轴承座和轴承端盖的装配图分别如图3-6所示。 (a) 角接触球7218AC三维模型示意图 （b）深沟球6214三维模型示意图 （c）角接触球轴承座装配图 （d）深沟球轴承座装配图图4.4转台轴承支座三维模型示意图4.1.2 送书机架 送书机架由输送辊、送书框架、输送皮带和挡书板组成；输送辊送书框架及电机箱依次固定连接为一体且呈“Z”型完成书本运输的主要结构 图4.5 送书机架的三维模型示意图4.1.3 工作台: 工作台由四根支架，二块挡板和一块桌面构成。工作台用于放送书机架 图4.6 工作台的三维模型示意图4.1.4 辊子 图4.7 辊子的三维模型示意图4.2 送书装置的三维实体装配图 图4.8 送书装置的三维实体装配图4.3 本章小结 通过本章的三维模型的示意图更能清楚的知道我们设计的送书装置的最后的设计产品是什么形状!更能清楚知道设计的装置的缺陷及其不足。 5. 结论及建议 5.1 全文工作总结本设计将设计内容与CAD紧密结合在一起，根据传统打包机的工作特点和结构形式，提出自动打包机送书装置的具体设计要求以及主要工作状态，进行自动打包机送书装置总体方案的设计，确定其主要组成部分，并对各部分所涉及的零部件进行详细设计和计算。首先确定设计的几个主要部分：驱动电机型号的选择及校核，送书机架
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