关 键 词：

大红 15 ml 颗粒 装机 传动 机构 设计 CAD

资源描述：

大红鹰15ml颗粒包装机传动机构设计(带CAD图）,大红,15,ml,颗粒,装机,传动,机构,设计,CAD

内容简介：

分类号密级宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)15ml颗粒包装机传动机构设计所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班级xx机自x班姓名学号指导老师2017年3月31日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）15ml颗粒包装机传动机构设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。承诺人（签名）：(手签)(手签)2017年3月31日摘要本课题是15ml颗粒包装机传动机构设计，完成颗粒袋状包装机的成袋、纵封、横封和切断传达机构结构设计，要求计量范围1-15ml，包装速度30-60包/分钟，制袋尺寸：宽:50-75mm长:50-75mm。完成总体结构设计及零部件结构设计、计算校核，提交装配图和主要零件图。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，内包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。包装箱现在多用瓦楞纸板箱。内包装的主要目的，在于促进销售，并为消费者提供使用上的方便，在包装设计中，除保证包装内容物质和量的要求外，还需重视包装装潢的重要作用。外包装的主要目的，是为流通储运提供保障，要求包装坚固牢实。成型充填封口包装机是能够完成包装容器的成型，充填，封口的机器。而立式袋成型充填封口包装机是包装机械中应用最广泛，批量最大的机型之一，其特点是被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为颗粒包装形式的液体立式成型充填封口包装机，选用万能颗粒成型器，机械无级调速装置，高频加热式横封器，纵封器，牵拉滚轮通过传动，执行机构实现包装机的包装参数要求。关键词颗粒，包装机，机械无级调速装置25AbstractThistopicisthedesignoftransmissionmechanismofpackagingmachine15mlparticles,particlebagpackagingmachineintoabag,longitudinalsealing,transversesealingandcutoffthetransmissionmechanismstructuredesign,therequirementsofmeasurementrange1-15ml,packingspeed30-60bag/min,bagsize:mmlength:50-75mmwidth:50-75.Completetheoverallstructuredesignandpartsstructuredesign,calculationandcheck,submittheassemblydrawingandthemainpartdrawing.Withthediversificationofconsumerdemand,especiallyinthedevelopmentofsupermarkets,thepackagingisbecomingincreasinglyimportant.Themachineryandequipmentneededtocompletethepackagingisthelargestinthepackagingindustry.Theouterpackingisacertainamountof,afterthepackagingoftheproducttothepackagingboxpackagingstructure.Corrugatedboxesarenowusedinpackingboxes.Themainpurposeofpackaging,istopromotesales,andprovideconvenienceforconsumersinthepackagingdesign,inadditiontoensurethepackingmaterialcontentsandquantityrequirements,alsoneedtopayattentiontoanimportantroleofpackaging.Themainpurposeofpackagingistoprovideprotectionforthecirculation,storage,packingstrongstrong.Theutilitymodelrelatestoaformingfillingsealingpackagingmachine,whichcancompletetheforming,fillingandsealingofthepackagingcontainer.Theverticalbagforming-filling-sealingpackagingmachineiswidelyusedinpackagingmachinery,oneofthebiggestmassmodels,whichischaracterizedbyfeedingtubepackagingmaterialsisarrangedinthebaginsidethebagandfillingmaterialfromtoptobottomalongtheverticaldirection.Thedesignofthepackagingmachineforliquidverticalmolding-fillingandsealingpackagingmachinepackagingintheformofparticles,usinguniversalparticleformingdevice,mechanicalsteplessspeedregulatingdevice,high-frequencyheatingtypetransversesealingdevice,verticalsealingdevice,tractionrollerthroughthetransmission,theexecutivemechanismforpackingparameterrequirementofpackagingmachine.Keywords:particle,packagingmachine,mechanicalsteplessspeedregulatingdevice目录摘要IAbstractII目录III1绪论11.1包装机械11.1.1包装的分类及作用11.1.2包装机械的组成21.1.3包装机械的特点21.2国外包装机械概述31.3国内包装机发展现状及趋势41.4我国包装技术与国外先进包装技术的差距61.5包装机发展方向61.6本设计的内容与目标72设计方案及其计算92.1颗粒成型器的设计92.2薄膜牵拉机构设计112.3布局图122.4无级调速装置132.5高频加热式横封器142.6数据计算142.6.1主轴转速计算152.6.2选择电动机162.6.3蜗轮减速器的设计172.6.4锥齿轮的计算212.6.5齿型带设计242.6.6双联滑移齿轮设计26结论30致谢31参考文献321 绪论1绪论1.1包装机械包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。1.1.1包装的分类及作用包装的分类方法很多，按包装产品的流通领域分类，有工业产品包装和商业产品包装，按产品包装的结构形式分类，有内包装和外包装；还可以按包装材料或包装容器的品种类别分类以及按包装对象即包装物品的名称分类等等。其中按包装的结构形式分类比较有意义，内包装是一种基本的包装结构形式，它包括直接包装和中间包装。直接包装是用包装材料或容器直接裹包产品或装载的包装形式；包装材料或容器与被包装物品间保持着直接触，是最小的包装单元。直接包装时，必须根据被包装物品的物理性能，按包装要求，选择包装材料或容器，制定包装工艺，选择或设计包装机械设备。中间包装是以一定数量的直接包装品经组合后再作一次包装的包装形式。如物品装颗粒或装袋后的装盒包装；卷烟小包包装后的条包包装；牙膏类物品的装管封尾后的装盒包装等。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，内包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。包装箱现在多用瓦楞纸板箱。内包装的主要目的，在于促进销售，并为消费者提供使用上的方便，在包装设计中，除保证包装内容物质和量的要求外，还需重视包装装潢的重要作用。外包装的主要目的，是为流通储运提供保障，要求包装坚固牢实。包装是对被包装物所采取的一种保护性措施，包装的主要目的在于保护产品的使用价值。因此，包装中还要顾及到物品在流通中的运输、装卸、存贮保管和销售的方便；此外，包装的装潢还起到美化、宣传和推销的作用。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节。1.1.2包装机械的组成被包装物品供送系统主传送系统成品输出系统控制系统传动系统辅助装置动力机机身包装材料供送系统包装操作执行系统图1.1包装机械的组成和特点1.1.3包装机械的特点（1）大多数包装机械结构和机构复杂，运动速度快且动作配合要求高。（2）用于和药品的包装机要便于清洗，符合药品和的卫生和安全要求。（3）包装执行机构的工作力一般都较小，所以包装机的电机功率较小。（4）包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。（5）包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在包装机的设计中应注意标准化、通用性及多功能性。（6）包装机械的自动化程度高，大部分已采用PC、单片机控制，实现了智能化。（7）包装机械实现了包装生产的专业化，大幅度地提高生产效率。（8）包装机械化降低了劳动强度，降低产品成本。1.2国外包装机械概述包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品1。美国是世界上包装机械发展国家10年的悠久历史，美国一直保持着世界包装机械生产国和消费国。日本的包装机械制造，品种齐全的包装机械，产品，近500组，有超过700点的细节。具有包装机体积小，精度高，易于安装，高自动化。出口的比例高，如德国和意大利近80070,瑞士超过90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地10。在计量，制造，技术性能和领导，特别是啤酒，饮料灌装设备具有高速，齐全，自动化程度高的德国包装印刷，可靠性好，享誉世界德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利包装机械用于食品工业，具有性能优良，外形美观，经济实惠的计划。在这样的环境下，我包装机械产品由于品种少、可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争13。加工和包装设备80%以上靠进口。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求15。1.3国内包装机发展现状及趋势我国包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中快速发展。我国包装业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的，其起步于20世纪70年代末，刚起步时年产值仅七、八千万元，产品品种仅100余种，技术水平也较低。在20纪80年代中期至20世纪年代中期十余年的时间里，才得到快速发展，年增长率达到20%30%，到1999年底和包装机械达40大类，品种达1700种，到2000年产值增加到300亿元，且技术水平也上了个台阶，开始出现了规模化、自动化趋势，传动复杂、技术含量高的设备也开始出现，许多包装机械如液体灌装机等设备已开始成套出口。我国包装行业的发展趋势主要有如下几个方面：(1)制袋充填封口包装机械大多数是小包装机械，在这一范围内已较好地解决了颗粒、膏体和粉状的包装的问题。(2)无菌包装机械无菌包装是将经过消毒的在无菌环境装入消毒的容器中，可最大限度地保持的天然自然风味，品质和营养，保证了产品的价值。由于无菌包装机械制造工艺和复杂的技术，中国一直在前面。事实上，近年来，一些中国公司在他们的努力，这个伟大的进步，如上海轻工装备（集团）公司研制的屋顶盒式纸盒无菌包装机。(3)啤酒灌装成套设备随着国内啤酒行业向规模化集约化经营方向发展，啤酒灌装成套设备要重点发展年产5万吨以上的大型灌装成套设备，适度发展10万吨以上的大型灌装成套设备。目前我国广州轻工机械厂已能生产4万颗粒/小时、6万每小时的啤酒灌装成套设备。包装业在生产自动化趋势的影响下，呈现高度自动化的包装链、机械功能要求多元化、结构设计标准模块化、控制功能智能化要求、装重安全方便环保等特点。今后朝着高速、低耗、计量精确、自动检测、多功能、全自动大型化成套设备发展。其他还有真空包装机械和中空容器加工机械。包装机械和机械产品包装是中国包装工业的重要组成部分，在国民经济发展中具有举足轻重的地位和作用。没有现代化的包装机械，就没有现代化的包装工业；没有与国际市场接轨的机电产品包装，也就不能参与国际交流与合作。1.4我国包装技术与国外先进包装技术的差距虽然我们包装技术与机械在近年来取得骄人的成绩，但同国外比较，技术上仍存在二十年的差距，其具体表现在：1）产品品种单调，成套设备少到2000年为止,国外包装机械达2300余种，且大多配套生产；国内包装机械只有1700余种，且多以单机为主。2）技术水平低主要表现在产品可靠性差，技术更新速度慢，新技术、新工艺、新料材应用少，单机多，成套机少，技术含量低的产品多，高技术含量的产品少，智能化的设备还处于研制阶段。3）产品质量低主要表现在稳定性可靠性差，造型落后，外观粗糙，且大多数产品还无可靠标准。4）开发能力不足主要表现是我们还在仿制、测绘或稍加国产化的改进，更谈不上系统的开发研究。1.5包装机发展方向(1)工艺流程自动化程度越来越高，提高生产率，提高设备的柔性以及灵活性。(2)降低生产成本，最大限度地满足生产要求。(3)使产品机械和包装机械一体化。(4)适应产制品变化，具有良好的柔性和灵活性。(5)普遍使用计算机仿真设计技术。1.6本设计的内容与目标本设计的内容是在分析研究包装机的功能的基础上，重点讨论设计包装机的传动路线方案和重要机构。并且通过仿真实验来检验机构设计。本设计讨论的具体内容是：1）电机到主传动轴的传动方案和传动比的分配；2）主传动轴上主传动输送带、圆柱齿轮的传动功率的分配以及传动比的分配。以实现颗粒的传输以及颗粒的推送等动作间的协调。3）设计送料机构的结构，并理论上分送料机构的设计可行性。本设计的目标旨在通过了解包装机的功能来研究包装机中特定动作的实现，通过研究间歇机构来为包装机的应用提供较高的理论参考价值和应用价值。2 设计方案及其计算2设计方案及其计算2.1颗粒成型器的设计袋成型器：图2.1袋成型器A图2.1袋成型器B万能枕袋成型器是一种可以根据产品尺寸，随意改变包装袋宽度和高度的多用制袋器。他适应于需要包装多种规格产品的枕型包装机包装袋的宽度需要改变时，先将螺钉2和5松开，然后对照标尺10，旋动调节手轮3，当两制袋侧板6往返移动到要求的位置后，螺钉2和5应该重新拧紧。包装袋的高度需要改变时，先将螺帽9松动，然后旋动调节螺帽12，两制袋翼片8即由螺杆11带动，绕着在侧板4上的支点转动到要求的位置，再将螺帽9重新拧紧即可。制袋尺寸：宽:50-75mm长:50-75mm。2.2薄膜牵拉机构设计1-支撑板；2-卷筒；3-支架图2.2薄腊牵拉机构供膜驱动机构由电机驱动，使薄膜卷转动，薄膜在张紧辊，调整辊的作用下连续正确的送至成型器及充填筒外，薄膜经过万能枕型器自动卷成枕形，包围在充填管外面，纵封机构纵封枕型缝。接着由滚轮牵拉机构牵拉枕型薄膜，接着经横封器，底部封口器从前后封合，制成袋子的底封。液料经液压泵仍通过充填管填入，同时将袋子拉下。装料，拉袋结束后顶部横封器就开始封接，制出袋子的顶封和下一个袋子的底封。封接器中间装有一把切断刀，在每次封接的同时，从封口的中部位切断袋子，然后前后封口器分开袋子落下，封口器空行程返回。2.3布局图1，蜗轮减速器2，主轴3，双联滑移齿轮4，卷筒支架5，万能颗粒成型器6，纵封机构7，锥齿轮8，横封机构9，链式无级变速器10，电动机图2.3布局图被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为颗粒包装形式的液体立式成型充填封口包装机，选用万能颗粒成型器，机械无级调速装置，高频加热式横封器，纵封器，牵拉滚轮通过传动，执行机构实现包装机的包装参数要求。2.4无级调速装置1弧面链轮；2箱体；3箱板；4整板；5连板；6压环；7特殊螺钉；8轴承盖；9轴；10轴塞；11调整定位板；12轴盖；13箱盖；14调节丝杠；15轴承塞；16手轮；17法蓝；18垫；19弹簧板；20指针；21指示盘钉；22法蓝盘；23螺母轴；24调节丝杠；25支杆；图2.4无级调速装置本机采用机械式无级调速装置，根据实际需要包装速度可以在1520袋/min范围内任意调节，上图为链变速器的结构图。两对有60个齿槽的弧面链轮1用导向键分装在两根平行轴9上；滑片链套在两对链轮上并用弹簧加压的压脚机构28将其压紧在链轮上以产生一定的预紧力并可抑制运行中链的横向跳动。调速时，通过手轮16转动具有左、右螺纹的丝杠24，经螺母、杠杆架29使一根轴上的两链轮合拢(分离)的同时，另一根轴上的两链轮分离(合拢)，改变了链与两个链轮的工作圆半径，实现变速。其传动比范围为24。2.5高频加热式横封器1，3封合电极2，弹性夹板4，加热切刀图2.5高频加热式横封器上图所示为高频加热式横封器的截面图。它左右两只电极，即封合电极。其间通入高频电流进行加热。在电极两外侧各配置一对弹性夹板，以利于减少电极合拢时的刚性冲击和对封口缝的拉力。电极表面胶粘着环氧板及聚四氟乙烯编织物作为耐热，绝缘，防粘材料，与薄膜偶尔被热穿时可以防止高频加热切刀与封合电极直接接触而产生的电火花现象。2.6数据计算设计参数包装物料为颗粒，计量范围1-15ml，包装速度30-60包/分钟，见主传动示意图，设电动机的转速为，无级调速装置输出轴的转速为，主轴的转速为，二轴的转速为，带动纵封滚轮转动的轴的转速为，无级调速装置的传动比为，蜗轮减速器的传动比为，主轴与二轴之间齿轮的传动比为。其中：；为两横封凸轮之间的间隔时间，（；为两凸轮之间的夹角，该设计中，即）故纵封滚轮的角速度；线速度（为纵封滚轮的半径）包装袋的袋长由上式可以看出：包装袋的袋长取决于和，牵拉滚轮的半径在设计的过程中是个定值，所以要想改变包装袋的袋长尺寸必须改变传动比。该设计采用一对双联滑移齿轮来改变的值。2.6.1主轴转速计算该包装机时采用间歇纵封机构实现纵封，牵拉滚轮实现连续牵拉，横封装置连续工作实现对包装袋的横封和切断，所以包装机工作的时候其包装速度取决横封机构横封的间隔时间，间隔时间越长每分钟包装的袋子就越少，又知横封器的间隔时间又与主轴的转速有关，主轴转速越高，横封机构横封之间的间隔时间就越短。由设计参数知包装速度30-60包/分钟，即横封器的间隔时间为34s/袋。主轴旋转一周包装机完成1次包装，所以主轴的转速为7.510r/min。图2.7主传动示意图1， 蜗轮减速器2，凸轮3，双联滑移齿轮4，凸轮5，锥齿轮6，牵拉滚轮7，链式无级变速器8，电动机2.6.2选择电动机电动机一般由专业工厂按标准系列成批大量生产，在机械设计中应该根据工作载荷，工作要求，工作环境，安装要求及尺寸，重量有无特殊限制等条件从产品目录中选择电动机的类型和结构型式，容量和转速，并确定其具体的型号。生产单位一般采用三相交流电源，如果没有特殊要求通常采用Y系列三相交流异步电动机。电动机的容量主要根据运行时发热条件决定，额定功率是连续运转下电动机的发热不超过许用温度的最大功率，满载转速是指负荷相当于额定功率时的电机转速，同一类型的电动机按额定功率和转速的不同具有一定的型号，对于长期连续运行的机械，要求所选的电动机的额定功率应该大于等于电动机所需要的功率，通常不必校验发热和启动力矩。电动机工作要求的功率Pw应该由机器工作阻力和运动参数计算求得，设计过程中按进行计算，该包装机的主轴转速为7.510r/min。通过上式可以知道所需电动机的非常小，根据设计资料选取Y90S6三相异步交流电动机，其额定功率为1.5KW，满载转速为720。2.6.3蜗轮减速器的设计图2.8蜗轮减速器1-蜗杆；2-蜗轮因为所选的电动机的满载转速为720，而主轴的转速为7.510r/min，调速范围很大，所以选择传动比比较大的蜗杆传动实现调速。电动机输出轴与无级调速装置相联，选用链式无级调速装置，其传动比为24。蜗杆传动的单级传动比为1040，选取传动比为40进行计算。则此时无级调速装置的传动比为2.33.0，在所选取的无级调速装置的传动比范围之内，所以满足要求。电动机驱动，电动机的型号为Y90S6，额定功率为0.75KW，满载转速为910r/min。则蜗杆轴输入功率P=1.5*0.99=1.48KW；蜗轮轴的转速为10r/min，载荷平稳，单向连续运转，预期使用寿命为16000h。1选择蜗杆，蜗轮材料，确定许用应力。选择材料：由于是自动生产线上的传送机构，较为重要，选择蜗杆的材料为40Cr，表面淬火，硬度为4550HRC；蜗轮齿圈的材料为ZCuSn10Pb1，金属模铸造。确定许用应力：应力循环次数查表10-4（参考机械设计教材，以下计算过程中所查的图，表未注明的与此相同）得：；2选择,根据传动比，参考10-2节的推荐，取241.42，取41，则实际传动比20.5；3 按齿面接触疲劳强度设计由表10-7查得：；由于较低，估计，取；因载荷平稳，通过跑合可以改善偏载程度，取；载荷系数；当时，取=123002由表10-6查得，将以上数值代入接触疲劳强度设计公式，求得按疲劳强度要求，查表10-1选出，中心距，不是标准中推荐的中心距，如取推荐的中心距，蜗轮变位系数，本设计不采用变位，取。4 验算初设参数蜗轮圆周速度原估计选值相符。滑动速度，选用锡青铜为蜗轮材料适合。蜗杆传动效率，根据，查表10-8得，传动效率，初选与之相符。5热平衡计算：计算所需箱体散热面积A取环境温度，润滑油工作温度，散热系数（通风条件好）。所需散热面积=1.5根据箱体草图，计算箱体面积，如不满足散热要求，应求取散热措施。6验算齿根弯曲疲劳强度蜗轮当量齿数，由图9-19查得时的齿形系数，弯曲强度满足。7蜗杆，蜗轮几何尺寸计算蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径：蜗杆齿宽蜗轮喉圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗轮咽喉母圆直径蜗轮齿宽（取）选蜗轮轮齿端面为锥面结构，见表10-3蜗轮轮缘高度：取为切去顶圆齿尖，蜗轮顶圆直径：为了不损伤齿宽取2.6.4锥齿轮的计算图2.9锥齿轮1-主轴；2-锥齿轮取主轴的转速设计传动比为的双联滑移齿轮，则对应的；该设计中，纵封滚轮的转动是通过一对锥齿轮传动从主轴上得到，传递功率，锥齿轮的转速为14.34r/min，传动比，载荷稳定，使用寿命为18000h；1 选择齿轮材料，热处理因是开式齿轮传动，选用软齿面齿轮，参考表9-1，选用45号钢。小齿轮调质，齿面硬度为220230HBS；大齿轮正火，齿面硬度为190200HBS。2选择齿轮精度等级，齿数，齿宽系数选用8级精度，开式齿轮传动，推荐，选择，；锥齿轮推荐齿宽系数，因齿轮悬臂布置，取。3确定相关参数，当量齿数：；当量齿轮端面重合度；4按齿根弯曲疲劳强度设计开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损，按弯曲疲劳强度设计，通过增大模数考虑磨损的影响。由式9-35：确定式中各项数值：因载荷平稳，转速不高，可以初选载荷系数；由式9-13，由图9-19，9-20，按，查取，由式9-12，；由图9-21，查得,；由表9-8，选；由图9-22c，按小齿轮齿面硬度均值225HBS，在M线上查取；同理，由图9-22b，查取；齿轮单向传动；取，设计齿轮的模数。将确定的数值代入设计式，求得：修正：由表9-5，查取；由图9-7，按，精度等级为9级查取值，；由图9-10，查取，图中；由表9-6，查取；因是开式齿轮传动，考虑磨损影响，将模数加大，即：；由表9-1，选取锥齿轮大端标准模数。5确定锥齿轮传动主要几何参数；取齿宽；2.6.5齿型带设计图2.10齿型带1-锥齿轮；2-齿型带；3二轴所选的电动机的型号为Y906，额定功率P1.5KW，转速720r/min,传动比；1确定设计功率，由表7-7查；2选择齿型带型号选用普通齿型带，根据和，由图7-8选取用型齿型带3选择带轮直径，由表7-4查，型V带，应使。考虑小带轮转速不是很高，结构尺寸又没有特别的限制，所以选取；验算带速：；带速在之间，也不过低，选择合适。；查考表7-8给出的带轮基准直径系列，故取；转速误差；4确定中心距和带长设计条件中没有限制中心距，故初选中心距，由式7-18得：；初选；带长：查表7-3，取；中心距；的调整范围：；5验算小带轮的包角由公式7-5，得：，合适。2.6.6双联滑移齿轮设计图2.11双联滑移齿轮1-双联滑移齿轮；2-主轴；3-二轴在该设计中，主轴与二轴之间采用双联滑移齿轮啮合，通过操纵机构拨动齿轮之间的啮合关系从而改变二轴的转速，用以实现对包装机包装袋长的改变，在上面的数据计算过程中我们知道两对齿轮之间的传动比分别为1.3和1.9，对应的二轴的转速为；，功率0.52以下是对双联滑移齿轮设计的数据计算和校核：1 选择齿轮材料和热处理，精度等级，齿轮齿数考虑到传递功率较小，并且要求结构紧凑，使用寿命长，由表9-3选大小齿轮材料用40MnB钢，齿面硬度48-55HRC。精度等级8级，参考机械制造装备设计教材中有关双联滑移齿轮的设计，查表选取两对齿轮的齿数和；第1对齿轮齿数：；。第2对齿轮齿数：；2对闭式硬齿面齿轮传动，承载能力一般取决于齿面弯曲强度，故先按弯曲强度设计，验算接触强度，由式9-15：确定式中各项数值：；根据相关资料，查得，；插图9-19，9-20查得；根据式9-12，齿轮工作应力循环次数：；，；由图9-21查得：，；由表9-8查得：；由图9-22d，按齿面硬度均值51HRC，在M线上查得：则；取设计齿轮模数。将确定的各项数值代入设计公式，求得：；修正：；同理求得；由图9-7查得；由图9-10查得；由表9-6查得；则；，则；由表9-1，选取第一系列的标准模数；齿轮的主要几何尺寸：第1对齿轮：，；取，；第2对齿轮：，；取，；3校核齿面接触疲劳强度由表9-7查得；由图9-14查得；由图9-13查得；由图9-15，按不允许出现点蚀，查得,；由图9-16e，按齿面硬度均值51HRC，在MQ和M线中间查出；由表9-8，选取；，；将确定的各项数值代入接触强度校核公式，得：第1对齿轮：；第2对齿轮：；所以两对齿轮的接触强度满足要求。结论本设计是对包装机械进行的一次有效的理论讨论。通过对包装机各级传动比的分配研究计算，了解了包装机运动及送料这一完整的过程。这为进一步了解包装的其他功能和发展要求打下了一定的基础。对包装机进行有效的理论分析，不仅有一定的使用价值，更有较高的理论参考价值，这有利于我们技术人员消化吸收国外先进技术，缩小与发达国家包装业的差距。在设计中，我通过分析研究包装机的功能和各级传动比，提出了设计槽轮机构来实现包装机的有效间歇动作来完成包装机的功能要求。在送料机构的设计，采用转鼓计数装置配合槽轮进行计数。我着重讨论了电机到主传动带的传动链以及设计了机构传动路线和其它的机械结构，以及送料机构的机构实现。致谢毕业设计是对大学所学知识与能力的综合应用和检测，是每一个合格的大学生的必经过程，也是一个重要的实践性教学环节。本次毕业设计，不仅培养了我们正确的设计思想；也同时让我们掌握了工程设计的一般程序和方法，以及锻炼了我们综合运用知识能力。在本次设计过程中，我们大量阅读了各种技术资料及设计手册，认真探讨了机械领域内的各种基本问题。因此，本次设计不仅加强了对自己所学专业课程的理解和认识，而且也对自己的知识面进行了拓宽。此外，本次设计在绘图的过程中，使用了AUTOCAD二维软件，并同时进行了手工绘图，这些都不同程度地使我们学到了更多的知识，进一步提高了我们绘图识图的能力。在本次毕业设计中，我得到老师的耐心指导，细心教诲，并在设计过程中及时的给我解答疑难，让我在本次毕业设计中得到了自己能力上的长进和知识上的飞跃，这对我的将来都会有深远的影响。并且，在设计过程中还有其他老师和同学的热忱帮助，在此表示由衷的感谢！由于本人知识有限，实际经验更加不足，因此我的设计还存在着很多的不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激！参考文献参考文献1雷伏元主编.自动包装机原理M.天津科学技术出版社,1986.2西北工业大学机械原理及机械零件教研室编,孙恒,陈作模主编.机械原理M.第六版.北京:高等教育出版社,2001.3机械设计手册联合编写组编.机械设计手册M.第二版.北京:化学工业出版社,1987.4机械工程师手册第二版编辑委员会编.机械工程师手册M.第二版.北京:机械工业出版社,2000.5孟宪源,姜琪编著.机构构型与应用M.北京:机械工业出版社,2004.6高德主编.包装机设计M.北京:化学工业出版社,2005.7傅继盈,蒋秀珍主编.机械学原理M.哈尔滨工业大学出版社出版.8刘鸿文主编.材料力学M.第四版.北京:高等教育出版社,2004.9廖念钊等编.互换性与技术测量M.第四版.北京:中国计量出版社,2000.10卜炎主编.机械传动装置设计手册M.上册.北京:机械工业出版社,1998.11吴宗泽,罗圣国主编.机械实际课程设计手册M.第二版.北京:高等教育出版社,1999.12西北工业大学机械原理及机械零件教研室编,濮良贵，纪名刚主编.机械设计M.第七版.北京:高等教育出版社,2001.13包装机械结构参考图册编写组编.包装机械结构参考图册M.上海科学技术出版社,1981.14谭元刚.试述我国包装技术与机械的发展J.山西工业.2004,2.4-5.15汪再文.世界包装机械发展趋势J.中国包装行业.2005,10.19.16黄颖为.机械结构的设计D.东北农业大学硕士论文.2002,2.7-11.17哈尔滨工业大学理论力学教研室编.理论力学M.第六版.北京:高等教育出版社,2002.18陈润洁.全国包装机械标准化工作现状及展望J.19邱竞我国包装机械和包装技术的发展前景J.20王宁侠,王鸿等少齿数渐开线圆柱齿轮机构的研究J.21赵同坤付连芳槽轮间歇机构优化设计J.22李军曾孝宇低副槽机构的研究J.分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)15ml颗粒包装机传动机构设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级xx机自x班姓 名学 号指导老师 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）15ml颗粒包装机传动机构设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： (手签) (手签) 2017 年 3 月 31 日摘 要本课题是15ml颗粒包装机传动机构设计，完成颗粒袋状包装机的成袋、纵封、横封和切断传达机构结构设计，要求计量范围 1-15ml，包装速度 30-60包/分钟，制袋尺寸：宽:50-75 mm 长: 50-75mm 。完成总体结构设计及零部件结构设计、计算校核，提交装配图和主要零件图。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，内包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。 外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。包装箱现在多用瓦楞纸板箱。内包装的主要目的，在于促进销售，并为消费者提供使用上的方便，在包装设计中，除保证包装内容物质和量的要求外，还需重视包装装潢的重要作用。外包装的主要目的，是为流通储运提供保障，要求包装坚固牢实。 成型充填封口包装机是能够完成包装容器的成型，充填，封口的机器。而立式袋成型充填封口包装机是包装机械中应用最广泛，批量最大的机型之一，其特点是被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为颗粒包装形式的液体立式成型充填封口包装机，选用万能颗粒成型器，机械无级调速装置，高频加热式横封器，纵封器，牵拉滚轮通过传动，执行机构实现包装机的包装参数要求。关键词 颗粒，包装机，机械无级调速装置33AbstractThis topic is the design of transmission mechanism of packaging machine 15ml particles, particle bag packaging machine into a bag, longitudinal sealing, transverse sealing and cut off the transmission mechanism structure design, the requirements of measurement range 1-15ml, packing speed 30-60 bag / min, bag size: mm length: 50-75mm width: 50-75. Complete the overall structure design and parts structure design, calculation and check, submit the assembly drawing and the main part drawing.With the diversification of consumer demand, especially in the development of supermarkets, the packaging is becoming increasingly important. The machinery and equipment needed to complete the packaging is the largest in the packaging industry. The outer packing is a certain amount of, after the packaging of the product to the packaging box packaging structure. Corrugated boxes are now used in packing boxes. The main purpose of packaging, is to promote sales, and provide convenience for consumers in the packaging design, in addition to ensure the packing material contents and quantity requirements, also need to pay attention to an important role of packaging. The main purpose of packaging is to provide protection for the circulation, storage, packing strong strong. The utility model relates to a forming filling sealing packaging machine, which can complete the forming, filling and sealing of the packaging container. The vertical bag forming - filling - sealing packaging machine is widely used in packaging machinery, one of the biggest mass models, which is characterized by feeding tube packaging materials is arranged in the bag inside the bag and filling material from top to bottom along the vertical direction. The design of the packaging machine for liquid vertical molding - filling and sealing packaging machine packaging in the form of particles, using universal particle forming device, mechanical stepless speed regulating device, high-frequency heating type transverse sealing device, vertical sealing device, traction roller through the transmission, the executive mechanism for packing parameter requirement of packaging machine.Key words :particle, packaging machine, mechanical stepless speed regulating device目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪 论11.1包装机械11.1.1包装的分类及作用11.1.2包装机械的组成21.1.3包装机械的特点21.2 国外包装机械概述31.3 国内包装机发展现状及趋势41.4 我国包装技术与国外先进包装技术的差距61.5 包装机发展方向61.6 本设计的内容与目标72 设计方案及其计算92.1 颗粒成型器的设计92.2 薄膜牵拉机构设计112.3 布局图122.4 无级调速装置132.5 高频加热式横封器142.6 数据计算142.6.1主轴转速计算152.6.2 选择电动机162.6.3 蜗轮减速器的设计172.6.4 锥齿轮的计算212.6.5 齿型带设计242.6.6 双联滑移齿轮设计26结 论30致 谢31参考文献321 绪论1 绪 论1.1包装机械包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。1.1.1包装的分类及作用包装的分类方法很多，按包装产品的流通领域分类，有工业产品包装和商业产品包装，按产品包装的结构形式分类，有内包装和外包装；还可以按包装材料或包装容器的品种类别分类以及按包装对象即包装物品的名称分类等等。其中按包装的结构形式分类比较有意义，内包装是一种基本的包装结构形式，它包括直接包装和中间包装。直接包装是用包装材料或容器直接裹包产品或装载的包装形式；包装材料或容器与被包装物品间保持着直接触，是最小的包装单元。直接包装时，必须根据被包装物品的物理性能，按包装要求，选择包装材料或容器，制定包装工艺，选择或设计包装机械设备。中间包装是以一定数量的直接包装品经组合后再作一次包装的包装形式。如物品装颗粒或装袋后的装盒包装；卷烟小包包装后的条包包装；牙膏类物品的装管封尾后的装盒包装等。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，内包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。 外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。包装箱现在多用瓦楞纸板箱。内包装的主要目的，在于促进销售，并为消费者提供使用上的方便，在包装设计中，除保证包装内容物质和量的要求外，还需重视包装装潢的重要作用。外包装的主要目的，是为流通储运提供保障，要求包装坚固牢实。包装是对被包装物所采取的一种保护性措施，包装的主要目的在于保护产品的使用价值。因此，包装中还要顾及到物品在流通中的运输、装卸、存贮保管和销售的方便；此外，包装的装潢还起到美化、宣传和推销的作用。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节。1.1.2包装机械的组成被包装物品供送系统主传送系统成品输出系统控制系统传动系统辅助装置动力机机身包装材料供送系统包装操作执行系统图1.1包装机械的组成和特点1.1.3包装机械的特点（1）大多数包装机械结构和机构复杂，运动速度快且动作配合要求高。（2）用于和药品的包装机要便于清洗，符合药品和的卫生和安全要求。 （3）包装执行机构的工作力一般都较小，所以包装机的电机功率较小。 （4）包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。（5）包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在包装机的设计中应注意标准化、通用性及多功能性。（6）包装机械的自动化程度高，大部分已采用PC、单片机控制，实现了智能化。 （7）包装机械实现了包装生产的专业化，大幅度地提高生产效率。（8）包装机械化降低了劳动强度，改善劳动条件，保护环境，节约原材料，降低产品成本。（9）保证了包装产品的卫生和安全，提高了产品包装质量，增强市场销售的竞争力。（10）延长产品的保质期，方便产品的流通。产品采用包装机，可减少包装场地面积，节约基建投资 。1.2 国外包装机械概述包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品1。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用2。国外的包装机械近些年有了新特点，主要有：一是生产高效率；二是资源的高利用率，高度的综合利用和发展循环经济；三是产品高度重视节能，重视降低成本；四是高新技术实用化，提高生产效率，产品上水平、上档次；五是科研成果商品化，使包装机械产品向知识密集化、技术综合化、产品智能化等方面发展3。美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产量均居世界之首4。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制新型机械产品5，以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机械和薄膜包装机占整个市场份额的15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点6。90年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中7。日本包装机械大部分用于食品包装领域8。德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家9。欧洲各国包装机械业的一个共同特点，是出口比例(出口额占产值的比例)都很大，如德国和意大利近80070 ,瑞士超过90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地10。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成11。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占80%左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点12。 在这样的形势下，我国的包装机械产品由于品种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争13。特别是我国近5年来，加快发展农产品深加工，建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮14。如我国近年对农产品深加工总投资达到320多亿元，加工和包装设备80%以上靠进口。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求15。1.3 国内包装机发展现状及趋势我国包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。包装机械作为一种产品，它的含义不仅仅是产品本身的物质意义，而是包括形式产品、隐形产品及延伸产品3层含义。形式产品是指包装机本身的具体形态和基本功能；隐形产品是指包装机给用户提供的实际效用；延伸产品是指包装机的质量保证、使用指导和售后服务等。所以包装机的设计应该包括：市场调研、原理图设计、结构设计、施工图设计、使用说明书编写及售后服务预案等。 包装机械设计的类别主要有：测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为164万颗粒/h，其中灌装机的灌装阀工位数从48个、60个、90个到120个就属于系列化设计。由普通啤酒灌装生产线到纯生啤酒灌装生产线的设计就属于改进、开发性设计。对于中低速运行的包装机，目前我们基本上可以进行自主设计。而高速运行的包装机，特别是一些先进机型，大多是测绘、仿制国外的同类机型，进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是：(1)大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法，如高速包装机械的动力学设计理论和方法等，对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决；(2)产、学、研结合不够紧密，理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用，设计人员缺乏及时的技术培训；(3)整个行业缺乏宏观调控的力度，优势资源不能得到合理的配置与调整。在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法：(1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机；(2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围；(3)设计工作原理图、传动系统图；(4)设计关键零件，部件；(5)设计总装图方案和动作循环图；(6)设计部件图、总装图和零件图；(7)对主要部件中的关键零件进行强度、刚度校核；(8)设计控制原理图、施工图等。而今，国内一些大学的设计软件，可以对包装机中常用机构进行有限元分析和优化设计，其开发的凸轮连杆机构CADCAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际包装机械的设计中应用还不普遍。新型包装机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计人员不了解包装机械的这一发展趋势。如果说以前我国包装机械设计是仿制、学习阶段，那么现在我们应该有创新设计的意识我国包装业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的，其起步于20世纪70年代末，刚起步时年产值仅七、八千万元，产品品种仅100 余种，技术水平也较低。在20纪80年代中期至20世纪年代中期十余年的时间里，才得到快速发展，年增长率达到20%30% ，到1999年底和包装机械达40 大类，品种达1700种，到2000年产值增加到300亿元，且技术水平也上了个台阶，开始出现了规模化、自动化趋势，传动复杂、技术含量高的设备也开始出现，许多包装机械如液体灌装机等设备已开始成套出口。我国包装行业的发展趋势主要有如下几个方面：(1)制袋充填封口包装机械大多数是小包装机械，在这一范围内已较好地解决了颗粒、膏体和粉状的包装的问题。(2)无菌包装机械无菌包装是将经过消毒的在无菌环境装入消毒的容器中，可最大限度地保持的天然风味、品质和营养，确保产品质量等优点。无菌包装机主要分为无菌袋式大包装和无菌袋式小包装。无菌袋式大包装一般在原料产地用于果蔬浓缩汁包装。而无菌袋式小包装通常用于饮料品，供市场零售。无菌袋式小包装又分为杯式、盒式、袋式成型充填密封小包装三种类型。由于无菌包装机械制造工艺和技术比较复杂，我国以前一直依靠进口。当然，近年来，我国一些企业努力，在这方面取得了很大的进展，如上海轻工装备（集团）公司研制的屋顶盒式纸盒无菌包装机。(3)啤酒灌装成套设备随着国内啤酒行业向规模化集约化经营方向发展，啤酒灌装成套设备要重点发展年产5万吨以上的大型灌装成套设备，适度发展10万吨以上的大型灌装成套设备。目前我国广州轻工机械厂已能生产4万颗粒/小时、6万每小时的啤酒灌装成套设备。包装业在生产自动化趋势的影响下 ，呈现高度自动化的包装链、机械功能要求多元化、结构设计标准模块化、控制功能智能化要求、装重安全方便环保等特点。今后朝着高速、低耗、计量精确、自动检测、多功能、全自动大型化成套设备发展。其他还有真空包装机械和中空容器加工机械。包装机械和机械产品包装是中国包装工业的重要组成部分，在国民经济发展中具有举足轻重的地位和作用。没有现代化的包装机械，就没有现代化的包装工业；没有与国际市场接轨的机电产品包装，也就不能参与国际交流与合作。1.4 我国包装技术与国外先进包装技术的差距虽然我们包装技术与机械在近年来取得骄人的成绩，但同国外比较，技术上仍存在二十年的差距，其具体表现在：1）产品品种单调，成套设备少到2000年为止,国外包装机械达2300余种，且大多配套生产；国内包装机械只有1700余种，且多以单机为主。2）技术水平低主要表现在产品可靠性差，技术更新速度慢，新技术、新工艺、新料材应用少，单机多，成套机少，技术含量低的产品多，高技术含量的产品少，智能化的设备还处于研制阶段。3）产品质量低主要表现在稳定性可靠性差，造型落后，外观粗糙，且大多数产品还无可靠标准。4）开发能力不足主要表现是我们还在仿制、测绘或稍加国产化的改进，更谈不上系统的开发研究。1.5 包装机发展方向目前，国外包装和机械水平高的国家主要是美国、德国、日本、意大利和英国。而德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位，2002年德国包装机械产值达34亿欧元，其产量的77 %为出口产品。最近几年，这些国家包装和机械设备发展呈现出新的趋势。德国包装机械设计的新趋势德国与美国、日本、意大利均为世界包装机械大国。在包装机械设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。德国包装机械的设计是依据市场调研及市场分析结果进行的，其，目标是努力为客户，尤其是为大型企业服务。为满足客户要求，德国包装机械制造厂商和设计部门采取了诸多措施： (1)工艺流程自动化程度越来越高，以提高生产率和设备的柔性及灵活性。采用机械手完成复杂的动作。操作时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑指令完成规定动作，确保包装的质量。 (2)提高生产效率，降低生产成本，最大限度地满足生产要求。德国包装机械以饮料、啤酒灌装机械和包装机械见长，具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。其饮料灌装速度高达12万颗粒/h，小袋包装机的包装速度高达900袋min。 (3)使产品机械和包装机械一体化。许多产品要求生产之后直接进行包装，以提高生产效率。如德国生产的巧克力生产及包装设备，就是由一个系统控制完成的。两者一体化，关键是要解决好在生产能力上相互匹配的问题。 (4)适应产制品变化，具有良好的柔性和灵活性。由于市场的激烈竞争，产品更新换代的周期越来越短。如化妆品生产三年一变，甚至一个季度一变，生产量又都很大，因此要求包装机械具有良好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性的要求。(5)普遍使用计算机仿真设计技术。随着新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计普遍采用了计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。包装机械设计不仅要重视其能力和效率，还要注重其经济性。所谓经济性不完全是机械设备本身的成本，更重要的是运转成本，因为设备折旧费只占成本的68，其他的就是运转成本。1.6 本设计的内容与目标 本设计的内容是在分析研究包装机的功能的基础上，重点讨论设计包装机的传动路线方案和重要机构。并且通过仿真实验来检验机构设计。本设计讨论的具体内容是：1）电机到主传动轴的传动方案和传动比的分配；2）主传动轴上主传动输送带、圆柱齿轮的传动功率的分配以及传动比的分配。以实现颗粒的传输以及颗粒的推送等动作间的协调。3）设计送料机构的结构，并理论上分送料机构的设计可行性。本设计的目标旨在通过了解包装机的功能来研究包装机中特定动作的实现，通过研究间歇机构来为包装机的应用提供较高的理论参考价值和应用价值。2 设计方案及其计算2 设计方案及其计算2.1 颗粒成型器的设计袋成型器：图2.1袋成型器A 图2.1袋成型器B万能枕袋成型器是一种可以根据产品尺寸，随意改变包装袋宽度和高度的多用制袋器。他适应于需要包装多种规格产品的枕型包装机包装袋的宽度需要改变时，先将螺钉2和5松开，然后对照标尺10，旋动调节手轮3，当两制袋侧板6往返移动到要求的位置后，螺钉2和5应该重新拧紧。包装袋的高度需要改变时，先将螺帽9松动，然后旋动调节螺帽12，两制袋翼片8即由螺杆11带动，绕着在侧板4上的支点转动到要求的位置，再将螺帽9重新拧紧即可。制袋尺寸：宽:50-75 mm 长: 50-75mm 。2.2 薄膜牵拉机构设计 1-支撑板；2-卷筒；3-支架图2.2 薄腊牵拉机构供膜驱动机构由电机驱动，使薄膜卷转动，薄膜在张紧辊，调整辊的作用下连续正确的送至成型器及充填筒外，薄膜经过万能枕型器自动卷成枕形，包围在充填管外面，纵封机构纵封枕型缝。接着由滚轮牵拉机构牵拉枕型薄膜，接着经横封器，底部封口器从前后封合，制成袋子的底封。液料经液压泵仍通过充填管填入，同时将袋子拉下。装料，拉袋结束后顶部横封器就开始封接，制出袋子的顶封和下一个袋子的底封。封接器中间装有一把切断刀，在每次封接的同时，从封口的中部位切断袋子，然后前后封口器分开袋子落下，封口器空行程返回。2.3 布局图1，蜗轮减速器 2，主轴3，双联滑移齿轮4，卷筒支架 5，万能颗粒成型器 6，纵封机构 7，锥齿轮 8，横封机构 9，链式无级变速器 10，电动机图2.3 布局图被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为颗粒包装形式的液体立式成型充填封口包装机，选用万能颗粒成型器，机械无级调速装置，高频加热式横封器，纵封器，牵拉滚轮通过传动，执行机构实现包装机的包装参数要求。2.4 无级调速装置 1弧面链轮；2箱体；3箱板；4整板；5连板；6压环；7特殊螺钉；8轴承盖；9轴；10轴塞；11调整定位板；12轴盖；13箱盖；14调节丝杠；15轴承塞；16手轮；17法蓝；18垫；19弹簧板；20指针；21指示盘钉；22法蓝盘；23螺母轴；24调节丝杠；25支杆； 图2.4 无级调速装置本机采用机械式无级调速装置，根据实际需要包装速度可以在1520袋/min范围内任意调节，上图为链变速器的结构图。两对有60个齿槽的弧面链轮1用导向键分装在两根平行轴9上；滑片链套在两对链轮上并用弹簧加压的压脚机构28将其压紧在链轮上以产生一定的预紧力并可抑制运行中链的横向跳动。调速时，通过手轮16转动具有左、右螺纹的丝杠24，经螺母、杠杆架29使一根轴上的两链轮合拢(分离)的同时，另一根轴上的两链轮分离(合拢)，改变了链与两个链轮的工作圆半径，实现变速。其传动比范围为24。2.5 高频加热式横封器1，3 封合电极 2，弹性夹板 4，加热切刀图2.5 高频加热式横封器上图所示为高频加热式横封器的截面图。它左右两只电极，即封合电极。其间通入高频电流进行加热。在电极两外侧各配置一对弹性夹板，以利于减少电极合拢时的刚性冲击和对封口缝的拉力。电极表面胶粘着环氧板及聚四氟乙烯编织物作为耐热，绝缘，防粘材料，与薄膜偶尔被热穿时可以防止高频加热切刀与封合电极直接接触而产生的电火花现象。2.6 数据计算设计参数 包装物料为颗粒，计量范围 1-15ml，包装速度 30-60包/分钟，见主传动示意图，设电动机的转速为，无级调速装置输出轴的转速为，主轴的转速为，二轴的转速为，带动纵封滚轮转动的轴的转速为，无级调速装置的传动比为，蜗轮减速器的传动比为，主轴与二轴之间齿轮的传动比为。其中：；为两横封凸轮之间的间隔时间，（；为两凸轮之间的夹角，该设计中，即）故纵封滚轮的角速度；线速度（为纵封滚轮的半径）包装袋的袋长由上式可以看出：包装袋的袋长取决于和，牵拉滚轮的半径 在设计的过程中是个定值，所以要想改变包装袋的袋长尺寸必须改变传动比。该设计采用一对双联滑移齿轮来改变的值。2.6.1主轴转速计算该包装机时采用间歇纵封机构实现纵封，牵拉滚轮实现连续牵拉，横封装置连续工作实现对包装袋的横封和切断，所以包装机工作的时候其包装速度取决横封机构横封的间隔时间，间隔时间越长每分钟包装的袋子就越少，又知横封器的间隔时间又与主轴的转速有关，主轴转速越高，横封机构横封之间的间隔时间就越短。由设计参数知包装速度 30-60包/分钟，即横封器的间隔时间为34s/袋。主轴旋转一周包装机完成1次包装，所以主轴的转速为7.510r/min。图2.7 主传动示意图1， 蜗轮减速器 2，凸轮 3，双联滑移齿轮 4，凸轮 5，锥齿轮 6，牵拉滚轮 7，链式无级变速器8，电动机2.6.2 选择电动机电动机一般由专业工厂按标准系列成批大量生产，在机械设计中应该根据工作载荷，工作要求，工作环境，安装要求及尺寸，重量有无特殊限制等条件从产品目录中选择电动机的类型和结构型式，容量和转速，并确定其具体的型号。生产单位一般采用三相交流电源，如果没有特殊要求通常采用Y系列三相交流异步电动机。电动机的容量主要根据运行时发热条件决定，额定功率是连续运转下电动机的发热不超过许用温度的最大功率，满载转速是指负荷相当于额定功率时的电机转速，同一类型的电动机按额定功率和转速的不同具有一定的型号，对于长期连续运行的机械，要求所选的电动机的额定功率应该大于等于电动机所需要的功率，通常不必校验发热和启动力矩。电动机工作要求的功率Pw应该由机器工作阻力和运动参数计算求得，设计过程中按进行计算，该包装机的主轴转速为7.510r/min。通过上式可以知道所需电动机的非常小，根据设计资料选取Y90S6三相异步交流电动机，其额定功率为1.5KW，满载转速为720。2.6.3 蜗轮减速器的设计 图2.8 蜗轮减速器1-蜗杆；2-蜗轮因为所选的电动机的满载转速为720，而主轴的转速为7.510r/min，调速范围很大，所以选择传动比比较大的蜗杆传动实现调速。电动机输出轴与无级调速装置相联，选用链式无级调速装置，其传动比为24。蜗杆传动的单级传动比为1040，选取传动比为40进行计算。则此时无级调速装置的传动比为2.33.0，在所选取的无级调速装置的传动比范围之内，所以满足要求。电动机驱动，电动机的型号为Y90S6，额定功率为0.75KW，满载转速为910r/min。则蜗杆轴输入功率P=1.5*0.99=1.48 KW；蜗轮轴的转速为10 r/min，载荷平稳，单向连续运转，预期使用寿命为16000h。1 选择蜗杆，蜗轮材料，确定许用应力。选择材料：由于是自动生产线上的传送机构，较为重要，选择蜗杆的材料为40Cr，表面淬火，硬度为4550HRC；蜗轮齿圈的材料为ZCuSn10Pb1，金属模铸造。确定许用应力：应力循环次数查表10-4（参考机械设计教材，以下计算过程中所查的图，表未注明的与此相同）得：；2 选择, 根据传动比，参考10-2节的推荐，取241.42，取41，则实际传动比20.5；3 按齿面接触疲劳强度设计由表10-7查得：；由于较低，估计，取；因载荷平稳，通过跑合可以改善偏载程度，取；载荷系数；当时，取=123002由表10-6查得，将以上数值代入接触疲劳强度设计公式，求得按疲劳强度要求，查表10-1选出，中心距，不是标准中推荐的中心距，如取推荐的中心距，蜗轮变位系数，本设计不采用变位，取。4 验算初设参数蜗轮圆周速度原估计选值相符。滑动速度，选用锡青铜为蜗轮材料适合。蜗杆传动效率，根据，查表10-8得，传动效率，初选与之相符。5 热平衡计算：计算所需箱体散热面积A取环境温度，润滑油工作温度，散热系数（通风条件好）。所需散热面积=1.5根据箱体草图，计算箱体面积，如不满足散热要求，应求取散热措施。6 验算齿根弯曲疲劳强度蜗轮当量齿数，由图9-19查得时的齿形系数，弯曲强度满足。7 蜗杆，蜗轮几何尺寸计算蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径： 蜗杆齿宽蜗轮喉圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗轮咽喉母圆直径蜗轮齿宽（取）选蜗轮轮齿端面为锥面结构，见表10-3蜗轮轮缘高度：取为切去顶圆齿尖，蜗轮顶圆直径：为了不损伤齿宽取2.6.4 锥齿轮的计算 图2.9 锥齿轮 1-主轴；2-锥齿轮取主轴的转速设计传动比为的双联滑移齿轮，则对应的；该设计中，纵封滚轮的转动是通过一对锥齿轮传动从主轴上得到，传递功率，锥齿轮的转速为14.34r/min，传动比，载荷稳定，使用寿命为18000h；1 选择齿轮材料，热处理因是开式齿轮传动，选用软齿面齿轮，参考表9-1，选用45号钢。小齿轮调质，齿面硬度为220230HBS；大齿轮正火，齿面硬度为190200HBS。2 选择齿轮精度等级，齿数，齿宽系数选用8级精度，开式齿轮传动，推荐，选择，；锥齿轮推荐齿宽系数，因齿轮悬臂布置，取。3 确定相关参数，当量齿数：；当量齿轮端面重合度；4 按齿根弯曲疲劳强度设计开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损，按弯曲疲劳强度设计，通过增大模数考虑磨损的影响。由式9-35：确定式中各项数值：