毕业设计（论文）-糖果包装机扭尾装置设计.doc

糖果包装机扭尾装置设计摘 要本次设计的BZ350A型糖果包装机属于扭结式包裹，是较为传统的一种糖果包装机。它广泛应用于中小型糖果生产企业，自动化程度较高，既可以完成单层或多层纸的包装，也可以包装多种形状的硬糖或软糖，包装方法简单美观，结实牢靠，消费者使用方便。本次我们的毕业设计就是要在对BZ350A型糖果包装机做深入调查研究基础上，对某些结构进行改进设计，。其目的是为了提高生产率，提高自动化程度，改善工作操作条件，更好地满足人们日益增长地物质需求和社会大生产的发展。通过这次毕业设计培养了我们独力地、系统地运用所学的理论知识与实际计技能，提高分析解决机器设计实际问题的能力。AbstractThe design of the BZ350-A candy packaging machine which belongs to the kink type package,is more driving a candy packing machine.It is widely used in small and medium-sized enterprises of candy production,high degree of automation,can complete monolayer or multilayer paper packing,packaging of various shapes can also be hard or soft, packing method is simple in appearance,firm,consumer use.This our graduation project is needs in to be used as in the thorough investigation and study basis to the BZ350-A candy packaging machine, carries on the improvement design to certain structures, Its goal is for enhance the growth rate, enhances the automaticity, the improvement work operating condition, satisfies the people to grow day by day well the material demand and the social big production development.Has raised the theory knowledge and the actual idea skill through this graduation project which we on ones own, systematically utilizes studies, enhances the analysis solution machine design actual problem the ability目录1 绪论11.1 糖果包装机的概述11.2 包装机械化的背景和重要意义21.3 包装机械的主要特点及发展现状41.3.1 主要特点41.3.2 包装机械工业的发展现状51.3 扭结式糖果包装机的发展趋势62 BZ350-A型糖果包装机92.1 BZ350-A型糖果包装机主要特性及工艺流程92.1.1 BZ350型糖果包装机主要技术特性92.1.2工艺流程92.2 BZ350-A型糖果包装机主要组成结构112.2.1传动系统113 扭结装置的设计143.1糖果包装机的机械扭尾手设计143.2电动机的选择183.3皮带的计算和选用183.4皮带轮轴的计算与校核213.5凸轮机构的设计233.7扭尾手主轴的设计283.8弹簧的结构设计294. 总 结31参考文献33致谢34第 页 共 页1 绪论随着我国轻工业生产的高速发展，产品包装已逐步实现自动化和机械化，随之出现了生产率比一般工作机高得多的自动机械，现在糖果包装机有了很大的发展，我国已能生产多种型号的糖果包装机，大、中型糖果厂已实现了糖果的机械化包装，一些工厂还装备有保温、匀条、成型及包装一体化的糖果生产流水线。但是，我国糖果包装机械和世界先进水平相比，差距仍然很大，因此，必须加速提高糖果包装机械化的水平。糖果包装机有一定的优点：1.自动化程度高 糖果包装机一般都是自动包装机，其结构复杂，自动化程度高。它可以使送纸、切纸、抄纸、理糖、裹包及打糖过程自动完成。2.易于调节糖块的形状、大小及包装纸的性能。为使糖果包装机能可靠地工作，糖果包装机都有调节系统和一定范围内的无极变速装置。3.消耗的功率小 糖果包装机的包装对象（糖块）的质量小（一般不超过20g），机器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般电动机功率都在2kW一下。4.卫生要求高 糖果包装机必须保证糖果的卫生质量。直接和糖块接触的构件应符合食品卫生要求，且能迅速地分解和组合，形状简单，便于洗涤。糖果包装机属于食品类产品包装机，按照包装的形式有折叠式包裹、扭结式包裹两大类。这种包装机一般采用卷盘式包装材料，在主机上实现包装材料分切、包裹及封口工序。本设计是在BZ350I型糖果包装机做深入调查研究基础上，对某些结构进行改进设计，特别是对糖果包装机扭结手的设计，对扭结手实现三种运动的结构做了精心设计，提高了机器自动化程度，使机器操作更加容易，也保证了机构运行稳定性，提高了机器的生产率。1.1 糖果包装机的概述糖果包装机属于食品类产品包装机，按照包装的形式有折叠式包裹、扭结式包裹两大类。这种包装机一般采用卷盘式包装材料，在主机上实现包装材料分切、包裹及封口工序。 本节所介绍的BZ350-A型糖果包装机属于扭结式包裹，是较为传统的一种糖果包装机。它广泛应用于中小型糖果生产企业，自动化程度较高，既可以完成单层或多层纸的包装，也可以包装多种形状的硬糖或软糖，包装方法简单美观、结实牢靠，消费者使用方便。1.2 包装机械化的背景和重要意义 目前, 国内糖果产品的包装形式有扭结式包装、枕式包装、折益信封式包装。枕式包装在国际上流行于上个世纪6070年代, 国内从80年代开始流行至今。传统扭结式包装是最老的包装形式, 从发明到现在已有近百年历史。这种包装形式多用于糖果, 它不仅可以通过现代化高速、自动化的包装机来完成, 也可以通过手工操作完成。最初的扭结包装机结构简单，功能单一，操作复杂，只能完成最基本的扭结动作，而且生产效率低下又极不卫生。因此曾一度被枕式包装机的出现所取代。多年以来, 糖果包装一直是以枕式包装独占鳌头，风靡一时。直到现在枕式包装机也较扭结包装机普及,。目前大多数糖果、巧克力生产企业均采用枕式包装。但随着糖果包装行业的迅猛发展，以及各种先进技术的应用，糖果扭结包装这种古老而有年轻的包装形式越来越受到人们的青睐。糖果扭结包装机的结构和功能不断完善, 使这种受人们欢迎的包装形式沉寂了一段时期后又走上了舞台包装是对产品进行定量装载、裹包、封装等工艺过程的总称。包装的作用是对产品进行保护并使之便于运输、仓储与销售。轻工业产品主要是供消费，所以既要实用又要注重包装装潢，以发挥其美化产品、宣传产品和吸引消费者的作用。 随着科学技术的发展，现代化的生产日益趋向商品化、社会化和国际化。其产品已不单纯供应本地区或本国的消费，而是要发展出口创汇，逐步形成外向型的经济。所以产品包装已不可能依靠手工操作，因手工包装不仅在速度、质量、卫生条件和花色品种等方面都无法和机械化包装相比拟，现代化的包装机械已超越简单地模仿人的动作，有许多功能是手工操作根本不能实现的。 现代化生产的产品包装，甚至已不能满足单机操作的机械化和只能适应单一包装品种、规格的包装机。大量的连续化生产要求包装作业也要成为由一系列自动包装机、联动机、输送机、自动储存装置、自动检测装置组合起来的自动包装生产线。如产品为适应市场需要而经常变换包装品种和规格的话，也要求包装机具有稍加调整即可适应新的品种规格产品包装的功能，这就是所谓多用包装机。 小现实的生活中，实现包装机械化不但把生产率大大提高了，而且使更多的工人从繁重、单调的工作中解放出来，同时，包装机械化的实现扩大了生产规模、生产范围、产品品种，大大缩减了生产周期，有利于产品不断更新换代，以满足不断增长的需要。在企业节约成本、提高利润等方面，也显示出越来越大的优越性。近半个多世纪以来，随着生产与流通日益社会化、现代化，产品包装正以崭新的面貌崛起，受到人们普遍重视。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品，选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器，并借助适当的技术手段实施包装作业，以达到规定的数量和质量，同时设法改善外部结构，降低包装成本，从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运，防止产品破损变质，不污染环境，便于识别应用和回收废料，有吸引力，广开销路，不断促进扩大再生产。无论在国内或国外，包装工作已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响，甚至在现代生活中出现了过去难以想象的新情况:未经包装出售的商品变得越来越少了，而且包装上的失败往往会使很好的产品得不到成功的销售。因而不妨这样说，在将来，如果没有现代化的包装就没有商品的生产和销售;可是如果没有先进的工业与科学技术的综合发展，也不可能出现高水平的现代化包装。迄今，一些科学技术发达的国家，在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门，已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程，有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。1)能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方面，大都是手工操作无法胜任和媲美的.随着商品的多样化 ，这一点越来越引起了人们的重视.另外，用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染，从而保证食品药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。2)能改善劳动条件，避免污染危害环境对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性、爆炸、发射性的，以及必须放置在暗室的物品，实现了包装的机械化和自动化，便可大大改善操作条件，避免污染危害环境。至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作，如能实现机械化和自动化，则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高生产效率。3)能节约原材料，减少浪费，降低成本有些粉末、液体物料在手工包装过程中容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若改善机械包装则会大大减轻损伤。4)能提高生产效率，加速产品的不断更新机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，乃是关系到国家长远规划的一件大事，也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容。 大部分扭结裹包产品，如糖果、冰棒、雪糕、巧克力等食品包装都已实现了机械化。但糖果扭结包装机的设计上存在一些问题，其缺陷是限制生产发展的瓶颈。例如：由于包装速度过快，糖块会严重偏移，使糖块超前运动，碰着运动零部件；理糖装置与出糖装置不协调、不同步，从而容易出现卡包漏包现象；包装材料制动力太小，拉伸时容易出现松弛，包装材料因飘动而跑偏；糖果通道间隙大，包装材料难以紧贴糖果。所以此次课题对这方面的研究对于优化糖果扭结包装机的结构、提高生产效率、降低生产成本以及减少机器故障等方面有着重要意义1.3 包装机械的主要特点及发展现状1.3.1 主要特点包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备，以完成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策，有必要深入地了解它的一些特点。（1）包装机械是特殊类型专业机械现代包装不单作为一个独立的工业部门已经取得了惊人的进展，同时也逐步形成为一门崭新的综合性学科，即国际上公认的“包装工程学”。其中包括包装材料学、包装工艺学、包装设计学、包装印刷学、包装动力学、包装机械学、包装检测学、包装管理学、 以及包装标准化等重要分支。反过来，这又为包装工业的健全发展打下坚实的理论与实践基础。（2）在发展专用机种的同时，积极开发通用包装机械包装机械在发展专用机种的同时，为满足现代包装的实际需要正在不断扩大其通用能力，积极开发各种新型的通用包装机。 （3）包装机械日趋联动化、高速化、自动化从八十年代初开始，在某些包装领域里将微机、机械人更多地应用于供料、检测和管理等方面，准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。 现在，依靠机电等综合技术对产品包装实行记忆式自动控制逐渐增多，其主要特点是，将检测出来的信息通域记忆构件或记忆演算，指令远距离执行机构完成所规定的动作，如自动剔除不合格品、无料不送袋、断瓶不充填、缺盒不上标等等。微型电子计算机的迅速普及，使得包装机械的自动化水平发生了巨大变化，尤其是随机处理多品种、多规格的产品更能发挥它的独特功效。1.3.2 包装机械工业的发展现状在世界范围内，包装工业的发展历史比较短些，科学技术发达的欧美各国大体上是在本世纪初叶起步的，及至五十年代步伐才大为加快。由于社会上各方面的积极推动和有力配合，终于逐步地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相适应的科研、设计、情报、教育、学术、管理等组织机构，进而形成了独立完整的包装工业体系，且在整个国民经济中占居着重要地位。现在投产使用的包装机已超过千余种(约半数属于食品包装机械)，同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。根据世界新技术革命的发展趋势，预料包装材料以及与此紧密相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破，并且带动更多的产业部门进入包装行列。美国的包装工业发展较早，门类齐全，基础扎实，水平很高。仅就包装机械制造业而论，实力相当雄厚，其品种与总产值均居世界首位。由于国内已实现了工业现代化，自选市场蓬勃兴起，客观上要求包装机械沿着自动化方向发展，并将电子计算机及其他有关新技术广泛应用于生产过程。日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束以后才开始发展起来的。因善于引进、模仿、创新、经营，仅用十余年时间就奠定了初步基础。如今，日本已建立起独立的包装工业体系，其包装工业总产值约为美国的一半而跃居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂，侧重于开发中小型、半自动的包装机及配套设备，其技术水平好多已进入国际的先进行列。联邦德国的包装机械工业非常发达，现拥有几家堪称世界最大规模的包装机械制造厂，其包装机械工业总产值仅次于美国，但每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。除此之外，荷兰、丹麦、苏联、民主德国、罗马尼亚和加拿大等国，在发展自己的包装工业方面，也都获得了长足的进步，开始引起国际包装界的关注。 中国有着悠久的包装历史。我国古代劳动人民对包装的发展曾做出许多杰出的贡献。特别是防腐包装、防震包装和礼品包装更带有民族的传统特色，一直延续至今。可是中国的现代包装工业起步比较迟缓，解放前只有几个大城市的少数啤酒厂、汽水厂、罐头厂、卷烟厂才配备一些包装机械。到了五十年代末期，开始引进仿造，形成小规模的生产能力近十多年内，中央曾采取一系列有力措施，有计划地改造从前遗留下来的陈旧设备，同时采取引进与研制相结合的办法，逐步提高我国包装机械的生产水平。然而从全局看，我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存在着明显的差距，尚且是国民经济中较为薄弱的一个环节。但是我们相信，只要立足本国，放眼世界，不屈不挠，艰苦奋斗，那么，在不远的将来，建立起中国的独立完整的包装工业体系这一宏大目标，就一定能够实现!1.3.3 扭结式糖果包装机的发展趋势未来扭结式糖果包装机的发展趋势将配合产业自动化、智能化趋势，技术发展将朝着四个方向发展：一是机械功能多元化。工商业产品已趋向精致化及多元化，在大环境变化形势下，多元化、弹性化且具有多种切换功能的糖果包装机种方能适应市场需求。二是结构设计标准化、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。三是控制智能化。目前食品包装机械生产厂家普遍使用PLC动力负载控制器，虽然PLC弹性很大，但仍未具有电脑（含软件）所拥有的强大功能。四是结构高精度化。结构设计及结构运动控制等事关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）等高精密控制器来完成，并适度地做产品延伸，朝高科技产业的包装设备方向研发。糖果包装机械越来越注重开发快速、成本较低的包装设备，未来的发展趋势是设备更小型、更灵活机动、多用途、高效率。此趋势还包括节约时间、降低成本，因此包装机所追求的是组合化、简洁化、可移动的包装设备。要快速缩短国内糖果制造业与发达国家的差距，只有走技术革新之路。而今后国内糖果包装的发展趋势必然会朝包装机的高速自动化、一机多能化及包装设计的特色化方向发展。首先，使用机械的目的在于提高生产率，在包装产品时要求效率非常高，强调的是速度和质量，而更换包装结构却是次要的。在糖果类进行包装时，一般需要高速、自动化的包装机，以追求规模经济的包装成本优化。在这类包装机上，采用了当今最新的技术，如伺服电机、光电追踪、高速摄影等，以达到包装机效能。与糖果包装机连接的传送带的自动转向、整理、急停、加速也被广泛应用。其次，对于非标准化或季节性的产品，包装机应该是灵活的，特点是轻便和小巧。灵活则是为适应不断变化的市场需求而开发的，糖果就有扭结式、枕式、三角式、异形等，这些产品的包装要求能在一套包装设备上完成，而只需在局部控制或操作上稍加变换便可完成不同结构形式的包装。该类型糖果包装机不追求速度，而是寻求个性化的包装和灵活适应性。总体来说，今后我国的糖果包装设备将会向着多功能、高性能、自动化和智能化的方向发展。加入WTO 以后，我国的食品包装机械行业既面临机遇，也将受到挑战。我们将在基本同等的世界市场环境里同国外企业竞争。所有的相关企业应研究适合自身的发展对策，找准有潜力的发展方向，争取与世界同步，并到世界市场上一争高低。只有这样，我国的糖果包装机械才能在激烈的全球竞争中找到立足之地，并最终获得巨大的发展.1.3.4几种典型糖果包装机类 别 名 称 举 例按包装形式分单端扭结式糖果包装机GD2400双端扭结式糖果包装机BBFN150叩头式糖果包装机GD2650按工艺过程连续性分间歇运动多工位糖果BBFN150连续运动多工位糖果BBFN400按包装的工艺方法分冷包型糖果包装机BBFN150热包型糖果包装机乳始糖果包装机2 BZ350-A型糖果包装机2.1 BZ350-A型糖果包装机主要特性及工艺流程2.1.1 BZ350型糖果包装机主要技术特性BZ350型糖果包装机主要技术参数如下：生产能力：200300块min（无级调速）。糖块规格：圆柱形直径13毫米，长度32毫米包装纸规格：衬纸：宽度为30mm的糯米卷筒纸或铝箔塑料复合卷筒纸。商标纸：宽度为90mm的透明卷筒纸。 主电机：0.75kW，额定转速为n= 1390 r/min。理糖电机：0.35 kW，额定转速为n= 1350 r/min。外型尺寸（长宽高）：1530mm970mm1570mm。整机重量：约700kg。 扭结包装机类型的确定:扭结式糖果裹包机有间歇运动和连续运动两种类型。连续运动型一般用于一层纸包装，包装速度较间歇运动型要快。但它如果用两层纸包装糖果时要求内衬纸与外商标纸一样宽，这样会造成内衬纸的很大浪费。间歇运动型既可用于一层纸包装，也可用于两层纸包装，用两层纸时内衬纸和外商标纸可以不一样宽，这样可以节约成本。根据本次课题的设计要求选用间歇运动型包装机。又由于糖果生产批量大，扭结式裹包动作也较多，故选用多工位裹包机。2.1.2工艺流程 (1)图2.1是BZ350A型糖果包装机外形图。整个包装过程为：糖块从振动料斗3被送入理糖盘装置4，理糖盘为一定高速旋转着的螺旋槽被甩到理塘盘的外围，经过初步定向，在出口处，由旋转着的毛刷将竖立活重叠着的糖块刷平且成单层排布，进一步定向后进入输送带被送往下一工序；同时，安装在卷纸上成卷的薄膜纸也由牵引辊被送到供纸位置，由旋转刀实行定长切割，并置于托纸板上；输送带送来的糖块被推送到托纸板上后，安装在工序盘上的钳糖机械手将包装纸和糖块一起夹紧，接着前后冲头相继动作，糖块便由包装纸裹包起来；工序盘转位刀扭结工位停歇，扭结机械手夹住糖果的纵向两边并在驱动机构作用下同向回转约450o ，完成扭结工序。在扭结回转过程中，扭结机械手沿糖果的纵向要有一个微小的进给量，以抵消糖果的纵向尺寸变化，否则，糖纸会被扭破；扭结结束后，工序盘继续转位，糖钳机械手在凸轮的控制下开启，由打糖杆将已经包装好的糖果打下，糖果沿输送槽被送入后续装盒工位。图2.1 BZ350A型糖果包装机外形图1盘车手轮 2扭结部分 3料斗 4理塘盘装置 5离合器手柄 6张紧轮 7开关 8调速轮 9机座 10支架 11工序盘 12薄膜卷 13内衬薄膜卷 14供纸装置 15成品输出装置 (2)包装程序和工艺流程图糖果被理糖机构、推搪机构送到工序盘的指定位置后，内衬纸和外商标纸同时围绕糖块进行裹包动作，将糖块裹包成呈筒状。然后糖块两端伸出包装纸被扭结机械手扭结，糖果被封闭完成裹包，最后糖果被打糖杆打出。整个包装过程结束，下个包装过程开始。图2.2 扭结裹包工艺流程示意图1输送带 2糖块 3前冲头 4辊到 5裹包薄膜 6后冲头7固定抄纸板 8钳糖手 9下抄纸板 10扭结手 11打糖杆2.2 BZ350-A型糖果包装机主要组成结构 BZ350I型糖果包装机主要由传动系统、理糖盘装置、供纸切纸装置、钳糖工序盘、扭结机械手及裹包装置、电器控制装置、缺糖检测装置等组成。2.2.1传动系统(1)主传动系统图2.3是BZ350-A型糖果包装机的主传动系统示意图。图2.3 BZ350-A型糖果包装机的主传动系统主传动系统图如上所示，主电动机经机械式无极变速器、轴将运动传递给分配轴，分配轴将运动平行进行分配，经齿轮、马氏盘将运动传递给轴，带动工序盘间歇转动。另一传动路线为经齿轮传动带动轴、转动，从而带动扭结手完成扭结动作，轴经链传动、齿轮传动带动供纸辊及切刀运动，实线包装纸的供送及切断。分配轴上的偏心轮（1）带动送糖杆送糖；偏心轮（2）带动钳手开合；偏心轮（3）带动活动折纸板完成下折纸；偏心轮（4）带动接糖杆和打糖杆分别完成接糖和打糖动作，包装机正常工作之前，通过转动调试手轮对包装机进行调试。包装机正常工作之前，通过转动调试手轮对包装机进行调试。采用机械式元级调速，生产能力连续可调，能适应不同的包装纸和糖果的变化。由于采用了马氏机构，因此，该机不宜高速。(2)理糖供送传递系统 图2.4 理糖供送机构传动系统图理糖供送机构由一台电动机单独驱动。电动机经带传动将运动传递给到轴，轴进行运动分配。其中一路，经蜗杆、蜗轮传动带动理糖盘转动；另一传动路线为经齿轮传动使轴转动，从而带动轴上的输送带的主动轮回转，完成糖的输送；然后经链传动、螺旋齿轮传动，将运动传递给毛刷。3 扭结装置的设计 3.1糖果包装机的机械扭尾手设计（1）扭尾手在糖果包装机的作用： 机械扭尾手作为糖果包装机的一个工作机构，当糖纸包裹糖成卷筒状之后，由扭尾手抓住卷筒扭结，完成糖果的包装。对扭尾手的动作、运动要求的确定(运动循环图的设计、绘制)图3.1 扭尾手的动作循环图实现动作、运动的要求的方案：初步方案的拟定：、传动机构采用齿轮：为了实现机构的动力的传递以及手臂的旋转扭结采用齿轮，依据要求的传动比1：3选用大小圆柱齿轮配合，如图3.2： 图3.2 大小齿轮配合、为了实现扭尾手的间歇伸出与缩回运动以及手臂的间歇开合运动采用圆柱凸轮机构，如图3.3。 图3.3 圆柱凸轮示意图、为了使配合与凸轮配合实现手臂的缩回运动因此采用弹簧装置。、扭尾手的开合动由齿轮齿条来完成，如图3.4。 图3.4 圆柱齿轮齿条结构（1） 对方案的说明，如图： 图3.5扭结传动系统原理的说明：在设计的的时候凸轮是和大齿轮固结在一起形成圆柱凸轮机构，大齿轮与小齿轮啮合向轴和轴传递动力，同时实现手臂的旋转运动，当凸轮转动时就使的轴在轴套里面滑动，手臂通过齿轮齿条连接，以此，手臂可以实现开合的运动。当凸轮运动时，使轴套移动，实现手臂的前进和缩回.扭结结构的作用是把裹包着糖块的包装纸的两端伸出部分扭结成麻花状，使之与糖块紧紧地贴合在一起。详细工作过程见下章扭结手的设计的介绍。从图3.6所示的三种扭结机械手简图分析，从满足运转要求看(c)方案最佳，(b)方案次之，(a)方案最差。(a)方案中扭手指部夹紧时凸轮会与滚子脱离接触；（b）方案中两凸轮不在一个零件上，因此在此选择(c)方案。图3.6 扭结机械手简图1扭手指部；2齿轮；3轴向位移凸轮；4扭手开闭凸轮糖果经包装纸四面裹包后，两端需扭结封闭。扭结机构由左右对称两部分组成，图3.7为单端扭结手机构的传动示意图：图3.7 扭结手结构示意图1输入轴；2扭结手；3伞齿轮齿条；4、5、6、7、13、14齿轮，8、9拨轮； 10摆杆；11弹簧；12凸轮；15手盘；16调节螺杆它主要由扭结手、槽凸轮、摆杆、拨轮、齿轮及传动轴等组成。为满足包装纸扭结的要求，扭结机构在扭结过程中完成扭结手的转动、轴向移动和扭结手的张开、闭合等三种运动。输入轴1的运动经齿轮4、5、6、7传动后，带动扭结手2实现扭结转动；输入轴1的运动经齿轮4、5带动槽凸轮12转动，经过摆杆10、拨轮8、伞齿轮齿条3带动扭结手的张、合运动；输入轴1的运动经齿轮4、5带动槽凸轮12转动，经过摆杆10、拨轮9实现扭结手的轴向位移运动。扭结手张开和闭合的角度大小与进退距离的协调，由槽凸轮12的曲线保证。齿轮5、齿轮6的齿数分别为60和24，齿数比为2.5，保证扭结手每张、合一次，扭结手旋转2.5圈。根据包装机各执行机构的运动规律及其动作配合要求，当工序盘携带糖块及包装纸旋转至扭结工位时，扭结手进行张合、旋转和轴向位移，完成扭结工序。3.2电动机的选择用电动机具有结构简单、价格便宜、效率高、控制使用方便等优点，所以本设计采用电动机作原动机。电动机在输出同样功率时转速越高，电动机的极数越小，尺寸和重量就越小，价格也越低。从价格方面考虑一般尽量用选用高速电动机，考虑BZ350A糖果包装机的实际情况，选电机的运动参数为：机型Y8024，功率0.75 kw，同步转速1500 r/min，额定频率 50HZ，电压 380V，满载时转速 1390 r/min。3.3皮带的计算和选用本次设计采用机械方法的无级调速方案，在主电机轴上设置有一对分离锥轮，通过调节手轮14来调节带轮的中心距，靠分离锥轮分开或趋近，改变锥轮的接触半径，从而达到调节带轮传动比的要求。因为采用这种调速方法，皮带的磨损很大，所以皮带的耐磨性要很强，并且要经常更换皮带。已知：电机的转速1390r/min，I轴的转速 =(200300)3.2640960r/min，传递功率P1390r/min，传动比i2.21.41.确定计算功率根据已知工作条件查表得工作系数1.0，得 P1.40.751.05 kW2.选取V带型号根据1.05 kW，1390r/min，因要实现无级调速，V带只能选一根普通A带。3.确定带轮基准直径、查表取80mm，且80 mm80 mm ， = =125 mm。大带轮基准直径为当大带轮最大时，=125 mm=175 mm查表取标准值180，则实际传动比I,从动轮实际转动分别是 /180/1251.44 180/802.25从动轮转速误差率为： 100 3 100 5在5以内，为允许值。4.验算带速v 5.8/s 9.1m/s带速在525 m/s范围内。5.确定带的基准长度和实际中心距初定中心距 0.7（）2（） 0.7（125180）2（125180）所以 213.5610，初选400 mm。带基准长度： 2（）2200（125180）1297 mm取标准长度1250mm。则实际中心距400380 mm中心距的变动范围为：-0.0153800.0151250361 mm0.033800.031250418 mm6.校验小带轮包角 18057.318057.318091711207确定V带根数zZ 根据125 mm、1390 r/min，查表，用内插法得 0.22 0.783 kW功率增量查表得1.0275根据传动比i1.44（取最小值）得1.1202，则1.02751390（1） kW0.153 kW查表得带厂修正系数0.93，包角系数0.98，得普通V带根数Z 0.88圆整得z=1 根。8设计结果选用1根A4000GB 1154489V带，中心距380 mm，带轮直径80125 mm（无级调速），180 mm。3.4皮带轮轴的计算与校核1、分配主传动轴的转速范围根据原始资料，该机生产率为200300粒/min，电机选用 Y8024，夹糖盘转一圈能包装6颗糖，则其转速应为（200300）/6=33.350。取n的范围为3350转。主轴经三级传动传到夹糖盘上，从夹糖盘到主轴分别经过星轮与凸轮（传动比为6）、齿轮与双联齿轮（传动比为1），双联齿轮与主轴齿轮（传动比为3.2）。所以夹糖盘与主轴间的总传动比i =63.2=19.2。当n=30时，主轴转速n1=3319.2640 r/min当n=50时，主轴转速n2=5019.2=960 r/min2、按纯扭力对轴估算。电机功率为P=0.75选择轴材料，确定许用应力。减速器属小功率，对材料无特殊要求，故选45#钢并调质，查表得强度极限b=650MPa，抗弯应力-1b=60MPa。按扭力估算直径查表得C=118107，由公式dC =(107118)11.312.1因有键槽所以轴要增大5%左右，因为轴还要承受弯矩,轴的直径预算增加一倍,查表得取轴的标准直径d=22mm3、设计轴的结构并绘制结构草图1）确定各轴上零件位置和固定方式，轴从右边装入，左端用轴环定位，右端用轴肩定位，轴承用轴肩定位，齿轮用销钉固定。2）确定各段轴的直径。轴段1（外伸端）最小。d1=22mm，轴段2要配合轴承，取d2=25mm，轴段3要有轴肩定位齿轮，取d3=28mm，轴段4配合齿轮取 d4=25mm。3）确定各轴长度L1+L2=100，L3=326，L4=16。4）轴前后倒角为245，退刀槽为22。4、按弯扭强度校核轴径。 圆周力Ft=2T1/d1=29.55106 P/(n1d1) =29.551060.75/(64050)=448N 径向力Fr=Fttan=448tan20=163N轴承间长度L=360，齿轮到左轴承L1=255，齿轮到右轴承L2=105，轴承到皮带L3=100。1）画轴的受力图2）水平面内的弯矩支点反力为: F=L2Ft/L=105448/360=131N F=L1Ft/L=255448/360=317NII截面处弯矩为： MHIFHAL1131255=81Nm3）作垂直面内的弯矩图（直齿，不计轴向力），左支点反力为F=Fr=163=48N F= FrF=163-48=115NII截面处弯矩为：MHI = FHA L1=131255=33.4NmII截面左侧弯矩为M = FL1=48255=12240Nmm=12.24NmM= FL2=115105=12.08Nm4）作合成弯矩图及计算，由公式M=M=35.6NmM=35.5Nm5）作转矩图:T=9550=95500.75/640=11.2Nm6）确定当量弯矩,因电机为单向运转,转矩为脉动变化,查表修正系数取0.6Me=36.1Nm确定危险截面及强度校核7）齿轮处既受扭矩又受弯矩,为危险截面=36.11000/0.1283=16.4Mpa查表得60Mpa,满足，故强度足够并有一定裕量。5、修改轴的结构因所设计轴的强度裕度不大，此轴不必再作修改。6、 绘制轴的零件图（BZ350A02-7）。3.5凸轮机构的设计扭结机构中的圆柱凸轮用来控制扭结手的张开与闭合，凸轮的平均圆柱半径为46mm，滚子半径为16mm，滚子中心的轨迹图如图3.8所示，则该凸轮轮廓曲线的展开图可按下所述步骤设计。 图3.8 圆柱凸轮轮廓曲线（1）根据滚子中心在运动时的的位移，画出滚子中心的轨迹展开图。（2）将滚子中心的轨迹分成分成与位移曲线坐标对应的区间和等份，得到一系列的点。过这些点画一系列中心在轨迹线上，半径为16mm的圆弧。（3）连接圆弧的最高点，各点连成光滑曲线，便得到凸轮展开图的理论轮廓曲线。（4）以理论轮廓曲线上诸点为圆心画一系列滚子圆，然后作两条滚子圆的包络线，即得到该凸轮展开图的实际轮廓曲线（图中未画出）。3.6标准直齿圆柱齿轮的设计 (1) 受力分析 已知 T=15Nm=15000Nmm 小齿轮分度圆直径 啮合角 则计算出圆周力 径向力 法向载荷 (2)确定齿轮主要参数1已知齿轮传动比 测出小齿轮齿数 则大齿轮2 小齿轮分度圆直径 模数 则大齿轮 分度圆直径 3 中心距 齿轮宽度 (3) 强度计算1 选定齿轮类型 精度等级 材料和齿数由齿轮传动要求 选用直齿圆柱齿轮 扭尾手工作速度不高 选用7级精度 材料选择 查表选择小齿轮材料为40Cr调质 硬度 280HBS 大齿轮材料45钢 硬度240HBS 两者硬度差 40HBS选小齿轮齿数 大齿轮齿数 2 按齿面接触强度设计 确定公式各计算数值选用载荷系数 选取齿宽系数 查表得材料的弹性影响系数 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳极限 取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1% 安全系数是 则 3 计算 试算小齿轮分度圆直径 代入 中 较小的 值计算模数 齿高 4 计算载荷系数 查表取使用系数 动载系数 对直齿轮 用插值法查的7级精度 小齿轮相对支承非对称布置时 按实际的载荷系数校正所得分度圆直径5 计算模数 4 按齿根弯曲强度设计 1确定公式各计算数值查表得小齿轮的弯曲疲劳极限 大齿轮的弯曲疲劳极限 取弯曲疲劳寿命系数 2 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 3 计算载荷系数 查取齿形系数和应力校正系数分别为 4 计算大小齿轮的 并加以比较 大齿轮数值大5 设计计算按对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数 由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力 可取弯曲强度算的模数并圆整为标准值 则 大齿轮齿数 这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳极限 又满足了齿根弯曲疲劳极限 标准直齿齿轮副的设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果 选齿轮精度等级7级7材料选择小齿轮40Cr调质大齿轮45钢齿宽系数0.5选取模数查标准模数系列表mm1.75计算齿轮的分度圆直径d mm38114计算齿轮宽度Bb = dd1圆整后取：B1 = 10 B2 = 25mm10253.7扭尾手主轴的设计 1 根据实测尺寸做出轴的计算简图进行受力分析。由齿轮受力推出轴的受力如图所示2 计算 由力平衡和力矩平衡得由 得 由 得 计算弯矩M总弯矩载荷 水平面 垂直面支反力 弯矩M总弯矩总弯矩3.8弹簧的结构设计（1）、根据工作条件选择材料并确定许用应力。 因为弹簧在一般的载荷下工作，可以按照第3类弹簧考虑。选用碳素弹簧钢丝c级。并取弹簧的外径D=13mm内径取为d=10mm，所以弹簧钢丝的直径为3mm，选用=1570mp查得=0.8x0.5x=628MP。（2）、根据强度计算弹簧钢丝直径 选取环绕比C=6则，由公式=1.25由公式d=3.22mm. 改用d=3.22mm，查得不变，故不变，取D=13mm，c=4.063计算得k=1.253于是 d=2.65mm 此值与估计的值相近取弹簧的标准直径d=3mm故则D=13mm。 由刚度计算弹簧的圈数n：由公式：=10.7取G=80000Mp则弹簧的圈数n为：n=3.5取n=4圈，此时弹簧的刚度为kF=11.124. 总 结2014年3月，我开始了我的毕业设计工作，时至今日，设计基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。年初，在与导师的交流讨论中我的题目定了下来，是：糖果扭结包装机扭尾装置设计。当选题报告，开题报告定下来的时候，我当时便立刻着手资料的收集工作中，当时面对浩瀚的书海真是有些茫然，不知如何下手。在导师细心的指导和同学的帮助下，终于使我对对扭结包装机的设计方向和方法有了掌握。搜集资料的过程中，我在学校图书馆，超星数字图书管搜集资料，还在网上查找各类相关资料，将这些宝贵的资料全部记录在案，尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于毕业设计说明书的撰写。然后我将收集到的资料仔细整理分类，及时与导师进行沟通。资料查找完毕后，我开始着手论文的写作。在写作过程中我遇到了不少问题。首先我要完成相关机构的设计工作，在设计初期，由于没有设计经验，觉得无从下手，空有很多设计思想，却不知道应该选哪个