毕业设计（论文）-自动帐篷卷包机卷包机构设计

题目： 自动帐篷卷包机卷包机构设计 作者： 二级学院： 专业班级： 指导教师： 职称： 年 月 日自动帐篷卷包机卷包机构设计全套图纸加扣3012250582摘 要自动帐篷卷包机是帐篷生产企业帐篷进入包装打包的一道重要的工序，经过卷包后帐篷装入专门的包装装置里，最后进入运输及销售环节，帐篷卷包机是完成帐篷卷包工序的专用设备。到目前为止市面上还没有此类的机器，因为多是制造加包装的人工流水线作业。若能够设计出自动卷包帐篷的机器并成功运作便可以大大减少手工劳动强度，提高工作效率，同时也提高了经济效益。自动帐篷卷包机的整体由三个部分构成：输送机构、卷包机构、包装机构。该机器的工作过程为：先将帐篷折叠成方形的放置于传送带上，由传送带将帐篷输送至卷包机构，再经转杆不断旋转将帐篷卷包成筒，同时由于卷包成筒的帐篷直径不断变大，由于卷包机构上导轨的存在从而使卷绕电机整体部分一起上升，能够正常进行卷包。当卷包机构完成卷绕时，卷包机构的气缸就开始运作，将卷包机构向外退出，气缸推板起到阻隔作用继而将卷包成型的帐篷留于捆卷机上。卷包机构由五部分组成：电机、气缸、转杆、导轨、紧固机构。卷包机构是整台机器最关键的部分，这个机构的良好运行关系到自动帐篷卷最后是否能够正常卷包成形。关键词：帐篷卷包机，卷包机构，设计目录第一章 概论11.1引言11.2产品简介21.3自动帐篷卷包机的特点21.3.1效率高21.3.2适用范围广21.4自动卷帐篷包装机的需求及发展概况31.5卷包机构的结构和作用3第二章 自动帐篷卷包机的总体方案的设计42.1方案设计的主要内容42.2本设计中主要的已知条件及要求42.3方案确定4第三章 卷包机的总体结构设计63.1 总体结构设计63.1.1确定结构形式63.1.2 主要结构、作用及其工作原理63.1.3总体结构的设计要点7第四章 卷包机构的结构设计84.1总体结构布置84.1.1确定结构形式84.1.2主要结构、作用及其工作原理84.1.3总体结构的设计要点8第五章 主要零部件的设计105.1光杆105.1.1光杆的作用及结构105.1.2光杆的材料的选择及尺寸105.1.3光杆的主要技术要求105.2 转杆115.2.1 转杆的作用与结构115.2.2 转杆的材料以及尺寸115.2.3 转杆的主要技术要求115.3 轴承座125.3.1轴承座的作用与结构125.3.2轴承座的材料选用及尺寸确定125.3.3轴承座的主要技术要求125.4 电机固定板135.4.1电机固定板的作用与结构135.4.2电机固定板的材料选择与尺寸确定135.4.3电机固定板的主要技术要求135.5光杆螺母固定板145.5.1光杆螺母固定板的主要作用与结构145.5.2光杆螺母固定板的材料选择与尺寸要求145.5.3光杆螺母固定板的只要技术要求14参考文献15致谢16 17第一章 概论1.1引言随着经济的发展，人们的物质生活条件得到了进一步的提高，不仅限于衣食住行。更加追求精神上的满足。而户外旅行既能亲近自然陶冶情操，改善现在压力过大的现状也能锻炼自身体魄，消除亚健康状态，有如此多的好处自然得到很多人的青睐。说起户外运动不可缺少的东西就是帐篷。帐篷是一种可移动的建筑。骨架由帐杆、营绳来组成并固定，骨架外铺的是外帐，可以遮挡视线以及风雨。帐篷可以很方便地搭建、拆除和运输。有些帐篷是不固定的，直接扎在野外，有些则拴在地面的桩子上。最初使用帐篷的是游牧民族，现在帐篷主要用于露营。现代帐篷要求帐布采用不易燃的材料。目前驴友越来与多，帐篷的销量也越来越好，生产帐篷的厂家也越来越多，但是那些生产出来的帐篷在包装阶段大多厂家都是采用人工包装，这不仅费时费力，且过度的把资源浪费在这一阶段，这无疑提高了帐篷的成本，如果采用机器自动卷帐篷，便节省了这一阶段的工作量，能够把更多的人力资源投入到生产帐篷中，提高产量。随着自动化水平在制造行业的不断提高，应用范围正在拓展。包装行业中自动化操作正在改变着包装过程的动作方式的包装容器及材料的加工方法。实现自动控制的包装系统能够极大的提高生产效率和产品质量，显著的消除包装工序及印刷贴标等造成的误差，有效的减轻职工的劳动强度并降低能源和资源的消耗。目前在国内没有厂家生产关于这方面的机器，那么也就是说自动卷帐篷机在国内市场是空白的，那么就意味着这一块有很多的利益。市场空白就更加有利于自动卷帐篷机的未来发展，如果我们能够研发出这种机器就可以为很多厂家合作，解决他们这一块的问题。那么我们之所以要做自动卷帐篷机是因为目前随着人们的生活水平的提高，越来越多的人会进行野外活动，这样帐篷就会越来越畅销。就会有更多生产帐篷的厂家如春笋般冒出，那样他们就会因为市场竞争就需要加大产量生产出更多的帐篷供给市场。那样就会在某一些阶段节省工时来提高产量，目前最有可能实现的就是在包装阶段，自动卷帐篷机就可以为他们提供这些功能。因此如果能够详细的了解研究这一方面的知识，不管未来从事什么，只要是有关机械包装这一类的，就能运用打这一方面的知识来进行发展。1.2产品简介自动帐篷卷包机目前研制要人机合作这一阶段，若是完全机器代人还需一段距离，这一个产品的整体流程如下：由人将帐篷折叠成长方形，放置在输送带上，由输送带运送至卷包机构进行卷包，卷包机构完成卷包后利用气缸的，将卷包机构向外退出，得到卷包成筒的帐篷，继而由包装机构包装。那么自动帐篷卷包机由三大部分组成：输送机构：承担帐篷的输送工作，是整个装置的第一部分。卷包机构：这个部分是整个装置最为关键的部分，卷绕也是人工打包帐篷中最为费时费力的一个阶段，所以这个部分至少节省了帐篷打包的一半的时间。包装机构：最后的包装部分，帐篷卷绕好不进行包装就会在运送的过程中被挤压变形，变得不美观，因此这个部分也需要细心的工人进行包装。1.3自动帐篷卷包机的特点1.3.1效率高与传统的人工卷包帐篷相比，这个机器的出现无疑至少节省的一半的人力和时间，目前帐篷的生产就包装这一阶段的流水线就需要三个人，一人折叠一人卷包一人包装，若是采用这个机器，可以省去卷包的部分，人工会疲劳效率低成本高，机器只要给它正常维护，效率高成本低。1.3.2适用范围广这个机器不单单只能卷包帐篷，也能卷包其他一切布质等柔软的物品。而且它不需要任何特殊的环境，只需正常的室温干燥有电源的空间就能进行卷包。而且机器简单易操作，多工人的要求不高。1.4自动卷帐篷包装机的需求及发展概况目前为止国内暂时还没有此类的机器出现，且社会生产、生活方式和文明程度的逐渐提高，户外旅游逐渐增多，帐篷的需求也随之提高，因此此类机器的发展前景是非常美好的。随着后人对此类机器加以改进，在以后将会成为帐篷生产环节不可缺少的一部分。1.5卷包机构的结构和作用卷包机构大致分为5个部分：（1）电机（2）转杆（3)导轨（4）气缸（5）紧固机构。其中电机带动转杆，转杆不断旋转使得帐篷缠绕与转杆上逐渐形成筒形，同时由于帐篷直径不断变大使得导轨上连接转杆电机部分的整体光杆不断升高从而使得卷包能够继续进行。最后由气缸将转杆及电机整体推出，通过气缸推板的阻隔，得以将卷绕完成的帐篷留于捆卷机上，是整个机器最为关键的部分。第二章 自动帐篷卷包机的总体方案的设计2.1方案设计的主要内容结构设计是以此方案设计为基础的，有存在一个或多个较为严重问题的方案设计，在自动帐篷卷包机设计制造生产完成后，很难纠正的，自动帐篷卷包机方案设计对机器运行可靠性、经济性及制造的成本高低、外形尺寸和重量的大小、安装维护的简便性有直接的关系，方案设计的合理与不合理，对整个设计是有很大影响的。凭借自动帐篷卷包机的电机功率、卷包速率、输送带的带速等要求，所完成的方案设计包括以下内容：输送带材质和带速的选择、输送带电机的选择、输送机构与卷绕机构的链接问题、卷包的速率范围的选择、气缸的弹出问题以及最后的包装机构。2.2本设计中主要的已知条件及要求设计一台自动帐篷卷包机（包括输送带、侧板、输送带电机、支架、卷包机、导轨、气缸、包装机）主要参数如下：卷包速度：120/h 帐篷宽度0.4m，帐篷长度1.5m驱动类型：调速电机 控制方式：电气动控制2.3方案确定根据已知条件，确定本设计的自动帐篷卷包机的方案如下：型式选择：将输送机构、卷包机构、包装机构呈“一”字形排列，它具有结构紧凑，占地面积小，外表美观等特点。输送带的传动方式：将电机和滚筒用传动链相连，两个滚筒之间也用传动链相连接，一个滚筒滚动带动另一个滚动，电机带动滚筒，输送带将两个滚筒包裹在内，滚筒运动的同时也使输送带运动。气缸的作用方式：当卷包机构完成卷包后，气缸带动卷包机构弹出，留下帐篷于台面。导轨的作用方式：卷包机构将帐篷卷到一定程度，由于帐篷的加厚，导轨由于连接光杆电机整体且可以随意上下移动，便在卷包过程中不至于使帐篷卷至圆锥形，并且由于有配重的存在也会使帐篷卷包得更加紧实。转杆的工作方式：帐篷由传送带送至转杆处，转杆不断旋转使帐篷得以卷绕成形。第三章 卷包机的总体结构设计3.1 总体结构设计图3-2 自动帐篷卷包机结构展示图3.1.1确定结构形式 根据第二章确定的结构型式，以及工厂的实际情况与需求，总体结构如图3-1所示。3.1.2 主要结构、作用及其工作原理图3-2 自动帐篷卷包机1-输送机构 2-过渡板 3-卷绕机构 4-止推板 5-螺栓M10X256-螺母M10 7-配重板 8-工作台板 9-捆卷机结构设计是以方案设计为基础的，有存在一个或多个较为严重问题的方案设计，在自动帐篷卷包机设计制造生产完成后，很难纠正的，自动帐篷卷包机方案设计对机器运行可靠性、经济性及制造的成本高低、外形尺寸和重量的大小、安装维护的简便性有直接的关系，方案设计的合理与不合理，对整个设计有很大影响。凭借自动帐篷卷包机的电机功率、卷包速率、送料带的带速等要求，所完成的方案设计包括以下内容：送料带材质和带速的选择、送料带电机的选择、输送机构与卷绕机构的联接问题、卷包的速率范围的选择、导轨的上升、气缸的弹出问题以及最后的捆卷机构。 由图3-2可以明白整个机器的工作方式：帐篷开始由1-输送机构进行输送经过过渡板，然后进入卷绕机构进行卷绕，卷绕完毕则气缸开始运作，将卷绕机构向外退出，而帐篷被止推板留于工作台面之上，由捆卷机继续进行包装。3.1.3总体结构的设计要点（1）输送机构与卷绕机构之间的水平高度需大致齐平，以便卷包的正常进行。（2）传送带的速率与转杆的转速需相配合，避免出现拖拽或是堆积现象。 （3）整体结构需按照工厂需求设计，通过帐篷的尺寸材质来确定总体结构与细节。第四章 卷包机构的结构设计4.1总体结构布置4.1.1确定结构形式根据第二章的结构形式以及从帐篷尺寸分析可以得出如下图所示结构的卷绕结构较为合适。图4-1 卷包装置结构图4.1.2主要结构、作用及其工作原理该卷包机构以转杆为主体部分附以导轨与气缸部分，卷包机构的工作原理是以转杆的回转运动使得帐篷卷绕得以成筒形，且随卷绕直径的不断变大侧边导轨连接转杆及电机的整体光杆升高使之有足够的空间继续进行卷包。卷包完成后再利用气缸活塞将卷绕部分送出，通过气缸推板的阻隔，从而于捆卷机上留下卷包成形的帐篷，便完成了全部的卷包工作。4.1.3总体结构的设计要点（1）转杆的转速需要与传送带运输速率一致避免卷包时产生拖拉或是余留过多影响卷包。（2）光杆需有一定配重试转杆拥有一定的压紧力使得卷包过程可以顺利进行不会产生卷包完成后帐篷过于宽松的问题，能够使下一部的包装也能够正常进行。（3）气缸于市面简单选用，长度应足够转杆完全退出方便帐篷继续余留。（4）通过卷帐篷时的扭矩及转速可以确定使用160W的调速电机。第五章 主要零部件的设计5.1光杆 图5-1光杆5.1.1光杆的作用及结构 光杆连接电机，电机连接转杆形成一个整个卷绕部分。当卷包工作进行时，帐篷厚度增加转杆与电机升高而光杆被导轨固定傻瓜下移动保持卷绕机构的稳定。光杆的另一头连接配重块从而提供转杆对帐篷的压紧力。5.1.2光杆的材料的选择及尺寸 为使光杆强度足够并能够在导轨中顺利上下移动，材料选择镀铬车制光杆。且为了整体结构稳定需选用两根光杆。 光杆主体杆身截面直径为20mm,与上端穿过光杆固定板直径设计为200mm，并使用螺母固定，则螺纹设计为M16。同理配重块固定也使用螺母固定,螺纹为M14。5.1.3光杆的主要技术要求1.光杆需要与导轨相配合，并且要使光杆活动自如。因此对光杆的配合面应作镀铬处理。从而保证表面粗糙度达到要求。2.光杆的长度较长，应保证其在总长度的方向弯曲读小于0.2mm。3.去毛刺，锐角倒角。5.2 转杆图5-2 转杆5.2.1 转杆的作用与结构 显然可见转杆是帐篷卷绕的中心轴，且使用两根转杆形成叉形利于帐篷的卷绕。为方便结构的设计便选用较大的圆柱销改进作为转杆。是卷包机构最为基本的一个部分。5.2.2 转杆的材料以及尺寸 为保证转杆的刚度，一般选用45号钢。通过帐篷的大小尺寸将转杆的长度设计为475mm，直径为20mm。5.2.3 转杆的主要技术要求1.转杆与转杆座之间应是过盈配合。2.转杆的表面应作镀铬处理，从而保证其粗糙度能够是转杆从卷好的帐篷之中顺利退出而不至于损坏帐篷。5.3 轴承座图5-3 轴承座5.3.1轴承座的作用与结构 轴承座用于气缸下方的光杆。当气缸将卷包机构退出时，与气缸前安装连接的滑块则起到了限位作用。为使光杆能够流畅滑动则需要横向轴承的支持，那么自然也就需要轴承座对轴承起到外支撑。5.3.2轴承座的材料选用及尺寸确定采用直径110mm圆钢进行加工，由轴承的大小可确定其轴承孔的大小为680.02mm，并留四个9的圆孔用于螺栓固定。5.3.3轴承座的主要技术要求1.轴承座上的两个680.02mm的作用是用来安装轴承，所以应保证同轴度不大于0.04mm。且表面粗糙度为Ra1.6。2.需进行热处理，硬度为40-44HRC。3.进行去毛刺，锐边到钝处理。5.4 电机固定板图5-4 电机固定板5.4.1电机固定板的作用与结构电机固定板的作用固定电机，但是同时也需要连接光杆固定板。故需设计成方形偏上方中心位置留有电机穿过的圆孔，下方则开三个孔用于同光杆固定板螺栓连接。5.4.2电机固定板的材料选择与尺寸确定 Q235-A 普通碳素结构钢韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的热加工性。材料选用Q235-A。其整体通过选用的电机来设计成153.5110mm的方形，转杆一侧圆孔直径为80mm，周围留有4个M8的圆孔用于固定转杆。电机一侧圆孔直径为68mm。5.4.3电机固定板的主要技术要求1.该零件中68+0.054mm孔与80mm孔之间的同轴度应不大于0.04mm。2.电机固定板的体积较大且裸露在外需使用镀锌处理从而增加美观程度。3.需锐边倒角，去毛刺处理。5.5光杆螺母固定板图5-5 光杆螺母固定板5.5.1光杆螺母固定板的主要作用与结构 光杆螺母固定板是导轨最基础的部分，与气缸推板相连接。滑块安装于光杆螺母固定板上，是光杆可以自由的上下移动。5.5.2光杆螺母固定板的材料选择与尺寸要求 光杆螺母固定板于整个机器中相比体积较大，且需的韧性和塑性较好，并要有一定的伸长率和良好的热加工性。因而选用Q235-A。整体结构大致为230 130mm厚度为12mm的方形。四周留有4个直径为11的圆孔用于连接至气缸推板。而与导轨连接的另一侧由于导轨上滑块数量为两个则需设计均布8个直径为9mm圆孔用于螺栓连接。5.5.3光杆螺母固定板的只要技术要求1.固定板上与导轨相配合的孔位需根据导轨上的孔位来进行配钻，从而确保孔位的正确无误。2.该零件整体需进行镀锌处理，有效改善钢基体的机械性能，且得到很强的抗腐蚀性。同时也使得表面光亮美观。3.对于锐角需进行倒锐处理且锐边也需倒棱。参考文献1 机械设计手册编委会，机械设计手册新版1 2 3 5卷北京机械工业出版社，2004版2 陈立德. 机械设