毕业设计（论文）-木板自动包装设备设计（全套图纸三维）.doc

密级： 学号：本科生毕业论文（设计） 木板自动包装设备设计学 院： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要 本文是关于木板自动包装设备的设计，首先对木板自动包装设备作了简单的概述；接着分析了木板自动包装设备的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的木板自动包装设备各主要零部件进行了校核。最后简单的说明了木板自动包装设备的安装与维护。目前，木板自动包装设备正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展。在木板自动包装设备的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造木板自动包装设备过程中存在着很多不足。 对于木板自动包装设备的设计，通过对比对照，对传统的木板自动包装设备的结构进行了改进和优化，使得此种类型的木板自动包装设备的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词：木板自动包装设备；设计；传统；参考全套图纸，加153893706Abstract This graduation design is about the optimum design of the roller conveyor drive first driven roller conveyor has been made a brief overview; then drive roller conveyor has been analyzed the selection principle and the calculation method; and has been calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the given parameters requirements for selection design; then the conveyor main parts has been checked. The conveyor has been a simple description of the installation and maintenance. At present, the driving roller conveyor has been towards long distance, high speed, low friction direction. The driving drum of belt conveyor is designed and manufacture and application, at present our country and the overseas advanced level compared to still have a large gap, domestically driven roller conveyor has been in the design and manufacturing process exists many problems. Driven roller conveyor has been the design, optimization design, has been adopted compared with the control, the drive traditional roller conveyor structure has been improved and optimized, this type of drive roller conveyor has been made more widely, more flexible, and has been for future design and selection have been to have certain reference value.Key words：Driving roller type conveyer optimal; Design; Transport; selection目 录第1章 绪论1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 本课题研究的内容2 1.3 研究的意义4第2章 木板自动包装设备的设计6 2.1木板自动包装设备的方案布局图的确定7 2.2木板自动包装设备的工作原理8 第3章 机械传动部分的选型计算10 3.1电机的选型计算12 3.2链轮传动的设计计算13 3.3带传动的设计计算15 3.4生产能力的设计计算18 3.5平键的选型计算18第4章 各重要组成部分的强度校核19 4.1机架强度的校核与计算22 4.2螺栓强度的校核计算23 4.3轴承强度的校核25 第5章 设计总结27 第6章 木板自动包装机的三维建模29结论31参考文献32致谢33 第一章 绪论 1.1 课题的来源与研究的目的和意义 我国生产的木板自动包装设备结构简陋，包装效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的木板自动包装设备的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，木板自动包装设备的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的木板自动包装设备势在必行！ 相信此种木板自动包装设备的出现将会大大提高木板的包装能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 随着国际标准化（SIO）的实施，世界木板自动包装设备以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础,19世纪80年代，美国的HUGER公司将新开发的木板自动包装设备应用到该公司的子公司-一个生产木板自动包装设备的机械公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国HUGER公司之后，德国的DESTO公司也看到了木板包装机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制木板包装机，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行木板自动包装设备的研发工作。现在国外等著名木板自动包装设备的品牌中，都有木板自动包装设备的销售，全世界木板自动包装设备的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，木板自动包装设备的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此木板自动包装设备是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的木板自动包装设备销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。目前国外特别是美国正在考虑发展木板自动包装设备的功率最大化，产能最优化的问题。自“九五”期间木板自动包装设备的开发和研制已经被列入美国的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合美国机械工业发展的木板自动包装设备。我国从1953年开始生产木板自动包装设备，于1958年自行设计制造包装半径在50、70、90、120、500等木板的木板自动包装设备之后，为了适应木板生产厂家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大直径的木板自动包装设备。为了满足木板生产工业发展需要，我国于1970年研制了大型木板自动包装设备。经运转实践证明效果很好。同年，福建的金明公司更是大量引入外来技术人才，全身心地投入到了木板包装机的研发中，利用丰富的人力资源和设备，研发出了多种可夹持不同直径棒料的包装机，与同年12也投入市场，获得了非常大的经济利润。近几年又研制出PX1400/170木板自动包装设备，其设计能力为1750t/h，实际达到2508t/h，是设计值的1.6倍。目前机械式木板自动包装设备将逐渐被全自动木板自动包装设备所代替。传统的机械式的木板自动包装设备已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的木板自动包装设备来满足市场需求，如是福建金明公司加大人力开发出了五个规格十四种类型的木板自动包装设备，然而我国机械人业所需的木板自动包装设备全部依赖进口，这使得国产机械人配备木板自动包装设备后，成本增加很大，而装备自行开发生产木板自动包装设备，其成本提高不大，说明木板自动包装设备的市场前景令人乐观。传统的木板自动包装设备的产品图如下图1.1图1.2所示：图1 图2 1.2 本课题研究的内容 本次设计主要针对木板自动包装设备进行设计，从木板自动包装设备的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： 1.2.1、到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类木板自动包装设备的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。 1.2.2、分析木板自动包装设备的结构与参数 1.2.3、确定设计总体方案 1.2.4、确定具体设计方案。 1.2.5、木板自动包装设备的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。 1.2.6、说明书的整理 1.3 研究的目的和意义 本论文主要研究运用SolidWorks对木板自动包装设备进行设计。通过对木板自动包装设备进行设计，来了解木板自动包装设备的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。该课题来自于棒料加工型机械公司的生产实际，通过设计出木板自动包装设备，从而来掌握木板自动包装设备的整个设计生产流程，培养工程意识。 我国生产的木板自动包装设备结构简陋，包装效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的木板自动包装设备的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，木板自动包装设备的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的木板自动包装设备势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了木板自动包装设备的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了木板自动包装设备总的指导思想，从而得出了该木板自动包装设备的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。 通过设计木板自动包装设备，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用三维绘图软件，二维绘图软件对机械设备进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。 相信此种木板自动包装设备的出现将会大大提高木板的包装能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。第2章 木板自动包装设备的设计 2.1木板自动包装设备的方案布局图的确定本次设计的题目是木板自动包装设备的设计，该装置是通过人工放置木板在木板自动包装设备的上木板装置中，当整个装置开动后，木板会随着链传动输送线一下移动到覆膜机构上面，当光电传感器感应到了木板的到来，就会通过PLC控制附覆膜电机运转从而通过覆膜机构对木板进行薄膜的覆盖，接着包装好的木板随着链传动机构移动进入到上胶带装置，由上胶带装置对木板进行打包包装，接着进入切断机构，在该机构的作用下，包装好的木板会自动被切成一包包，随后顺着附加设备例如滚筒输送线到指定的待装运的地方等待装运。经过分析和研究，制定的木板自动包装装的方案布局图如下图所示1.3所示：1.3 木板自动包装装的方案布局图 2.2木板自动包装设备的工作原理该木板自动包装设备的工作原理为：通过人工放置木板在木板自动包装设备的上木板装置中，当整个装置开动后，木板会随着链传动输送线一下移动到覆膜机构上面，当光电传感器感应到了木板的到来，就会通过PLC控制附覆膜电机运转从而通过覆膜机构对木板进行薄膜的覆盖，接着包装好的木板随着链传动机构移动进入到上胶带装置，由上胶带装置对木板进行打包包装，接着进入切断机构，在该机构的作用下，包装好的木板会自动被切成一包包，随后顺着附加设备例如滚筒输送线到指定的待装运的地方等待装运。第3章 机械传动部分的选型计算 3.1 电机的选型计算已知整个木板自动包装设备的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，木板移动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:(1) 确定运行时间本次设计加速时间 (2) 确定转速负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 (3) 负载转矩(4) 电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。 根据以上得出数据，我们选用电机型号为92BL-4015H1-LK-B，此电机厂家为机电产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为92BL-4015H1-LK-B，电机额定功率为0.4KW，额定转矩为2.6N.m，最大转矩为5.2N.m，额定转速为 3000r/min。电机大致图如下图1.4所示： 图1.4 电机大致图 3.2 链轮传动的设计计算已知p=3.7KW，小链轮的转速n1=720r/min，传动比i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距a=500600mm范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于35o，小链轮孔径。计算：（1）小链轮齿数z1 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整数z1=23i12233445566z1312727252523232121171715优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有25齿。（2）大链轮齿数z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整z2=65（3）实际传动比i=（4）设计功率工况系数，查表5.4-3，（5）单排链条传递功率，查表5.4-4和5.4-5，齿数系数，排数系数=1=8.13kw（6）链节距p根据，n1=720r/min，查图5.4-1功率曲线和n1确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为10A，节距p=15.875mm，（7）验算小链轮轴直径查5.4-7链轮中心孔最大许用直径（8）初定中心距为优，无张紧轮时取i440.2z1（i+1）p0.33z1(i-1)p（9）确定链条节数=115.3取（10）链条长度（11）计算（理论）中心距当时， 当时，根据，查表5.4-9，若有必要可使用插值。(12)实际中心距a，一般(13)链速(14)有效圆周率(15)作用在轴上的力F 水平或倾斜的传动 接近垂直的传动工况系数，见表5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N(16)润滑方式。(17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997 1表示排数，116表示节数(18)链轮的几何尺寸 滚子直径 p=15.875mm 1）分度圆直径 小链轮，大链轮2）齿顶圆， 对于三圆弧-直线齿形小链轮齿顶圆=124.072mm，取整124mm大链轮齿顶圆=336.773mm，取整337mm3）齿根圆直径小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm4)节距多变形以上的齿高=0.2715.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形）5)最大齿根距奇数齿偶数齿小链轮=106.153mm大链轮=318.328mm6)轴凸缘直径小链轮=99.045mm大链轮=311.746mm7)轮毂厚度h，孔的直径d150K3.24.86.49.5 小链轮=14.232，取整14mm 大链轮=22.7858，取整数22mm8)轮毂长度l l=3.3h小链轮l=3.314=46.2mm，取整46mm大链轮l=3.322=72.6mm，取整72mm9)轮毂直径，小链轮=68mm大链轮=104mm10)齿宽单排单排=0.959.4=8.93mm11)齿侧半径12)倒角宽 ，取2.1mm13)倒角深h=0.5p=0.515.875=7.9375mm14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mm(19)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差项 目极限偏差孔径H8齿顶圆h11齿根圆直径极限偏差h11齿宽h14量柱测量距极限偏差h11小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm，小链轮量柱测量距大链轮量柱测量距2)径向圆跳动小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144端面跳动=min0.0009df+0.008,1.14 3.3 带传动的设计计算1设计功率 其中：工作情况系数 电动机的功率 查传动件设计与实用数据速查一书中的表1-19 可知： 2选定带型因为计算功率和电动机上小带轮的转速是一样的，所以查传动件设计与实用数据速查一书中图1-4，V带可以选择的型号为A型。为小带轮转速，为1440r/min。3 传动比 由传动比标准系列， 取1.76 4 小带轮基准直径 根据查传动件设计与实用数据速查一书中图1-4工作点所在区域，小带轮直径在75-100mm之间，可选小带轮直径100mm。 5 大带轮基准直径（mm） 忽略弹性滑动影响因素，大带轮直径 通过查传动件设计与实用数据速查一书，选取标准值=180mm6 带速v 7 初定轴间距 8 所需带的基准长度 886mm 查传动件设计与实用数据速查一书中表1-2，选择与计算带长相近长度，取900mm，即带型为A900。9 实际轴间距 10 小带轮包角 = = 11单根V带的基本额定功率 根据带型号、和普通V带取1.32kw-基本额定功率；-带轮基圆直径；-带轮转速；12 时单根V带型额定功率增量根据带型号、和取0.15kw13 V带的根数ZZ =14 单根V带的预紧力 = =134（N）mV带每米长的质量（kg/m） 查传动件设计与实用数据速查一书中表1-1，可知A型带单位长度的质量。15作用在轴上的力 -作用在轴上的力 考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5倍16带轮的结构和尺寸 带轮的强度应该足够，结构工艺性也应该较好，质量应该均匀分布，并尽量避免由于铸造产生的过大的应力。轮槽工作表面应该较为光滑（表面粗糙度）以减轻V带的磨损,带轮的材料选择为HT200。查传动件设计与实用数据速查一书，根据带轮的基准直径确定轮辐及主动带轮各个结构的参数，主动带轮的结构参数如表2-3，其它相关尺寸可以根据相应的经验公式计算求得4。 表2-3带轮的结构参数 单位（mm）带的型号A12111381510116主动带轮的厚度： 公式： 即 ： 3.4生产能力的设计计算 生产率由下式计算：式中：Qmin-自动包装机最小设计生产率，t/h。W-日平均产量0.5-自动包装机有效开机率。则Qmin=W/24X0.5-2500/24X0.4=2000t/h。那么年产量=2000X3600=7200000t/year。3.5 平键的选型 平键作为机械零件的一种，在机械设备的组装过程中有着相当重要的意义，特别是在对于轴和孔配合的场所，应用尤为重要，起到传递转矩的作用。键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的bh根据径来确定。轴和带轮的联接，d=70mm, 选用B2012，B1811和B128的普通A型平键，键长分别为140，60。第4章 各重要组成部分的强度校核 4.1 机架强度的校核与计算 机架的选择根据整个木板自动包装设备的总重量来定，方管机架受力分析得出，由分析得出底架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即物料和底架上面的所有零部件等等给的压力为G=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N; 根据方管承载力计算公式：M=Pac/L （仅用于截面) f=M/W材料