粒状巧克力糖包装机传动系统的设计【9张图纸】【机械毕业优秀】
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目 录
1绪 论1
2粒状巧克力糖包装机的工艺确定1
2.1产品特征1
2.2包装材料1
2.3包装工艺方案拟定2
2.4巧克力糖包装工艺的实验2
3粒状巧克力糖包装机的总体布局3
3.1机型选择3
3.2自动机的执行机构3
3.3包装机总体布置4
4粒状巧克力糖包装机的传动系统5
5粒状巧克力糖包装机的电机选择5
5.1电动机类型和结构的选择5
5.2电动机容量选择6
5.3确定电动机转速6
5.4分配各级传动装置传动比7
6 V带传动设计7
6.1确定设计功率7
6.2选择带的型号7
6.3确定带轮的基准直径7
6.4验算带的速度7
6.5确定中心距a和V带基准长度Ld8
6.6计算小轮包角8
6.7确定V带根数Z8
6.8确定初拉力9
6.9计算作用在轴上的压力FQ9
6.10带轮结构设计10
7链传动设计11
7.1选择链轮齿数11
7.2确定计算功率11
7.3确定链节距p11
7.4初定中心距a0，取定链节数Lp11
7.5确定链长和中心距12
7.6求作用在轴上的力12
7.7确定润滑方式12
7.8链轮的设计12
8螺旋齿轮设计13
8.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数13
8.2按齿面接触强度设计14
8.2.1确定公式内各计算数值14
8.2.2计算14
8.2.3几何尺寸计算15
9轴设计16
10凸轮和槽轮设计17
结 论21
参考文献22
致 谢23
- 内容简介：
-
中国地质大学长城学院 本 科 毕 业 设 计 题目 粒状巧克力糖包装机的传动系统 设计 系 别 工程技术系 专 业 机械制造设计及其自动化 学生姓名 董 帅 学 号 05208336 指导教师 牛博英 职 称 助 教 2012 年 4 月 25 日 nts 中国地质大学长城学院毕业设计开题报告 学生姓名 董帅 学号 05208336 专业班级 机制 3 班 指导教师 牛博英 职称 助教 单 位 中国地质大学长城学院 课题性质 设计 论文 课题来源 科研 教学 生产 其它 毕业设计（论文）题目 粒状巧克力糖包装机传动系统的设计 一、研究目的及意义 粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤 ,且生产批量很大，畅销国内外，手工包装质量存在包装质量不均。上料时需 要人工定时放料，每分钟放 80 粒糖，工人劳动强度大，远远不能适应市场的需要，因此提出粒装巧克力糖包装机 装机传动系统的设计，提高生产率，提高质量。 二、研究现状 中国包装机形成行业仅 20 年，基础相对薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。预测到 2010 年，国内行业总产值可达到 1300亿元 (现价 )，而市场需求可能达到 2000 亿元。如何能够尽快的赶上并且抓住这个巨大的市场是我们迫切需要解决的问题。 我国包装机行业的发展现状 我国包装机起步于上个世纪 70 年代末，年产值只有 七八千万元，产品品种仅有 100 多种。近 5 年来食品和包装机行业每年以 11% 12%的平均增长速度发展，高于同期国民经济增长速度，销售总额由 1994 年的 150 亿元增加到 2000 年的 300 亿元，产品品种由 1994 年的 270 种发展到 2000 年的 3700 种。产品水平上了新台阶，开始出现规模化、成套化、自动化的趋势，传动复杂、技术含量高的设备开始出现。可以说我国的机械生产已满足了国内的基本需求，并开始向东南亚及第三世界国家出口，如我国 2000 年的进出口总额为 27.37亿美元，其中出口额为 12.9 亿美元，比 1999 年提高 了 22.2%。在出口的机械品种中以食品(乳品、糕点、肉类、水果 )加工机、烤箱、封装、贴标签机、纸塑铝复合罐生产设备等机械出口较多，食品机械如制糖、饮料、包装机等设备已开始成套出口。世界包装机的发展现状 近十余年来，国际包装界十分重视提高包装机械及整个包装系统的通用能力和多功能集成能力，为市场开拓日新月异的多样化商品提供及时灵活应变的生产手段。同时基于合理简化包装和优势包装工艺方法的实际需要，不断探索，明显地加快了自身技术革新的步伐。尤其是与现代自动机床同步发展相呼应，逐步明确。要想建立多样化、通用化、多功能集成化的包装机械新体系，首先必须着重解决组合化和机电一体化的大问题，无疑这是今后的重要发展方向。 随着我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高，食品包装机械包装技术的前景十分乐观。近年来，国家加大了对食品和药品质量和安全的监督力度，对食品的生产加工包装nts 技术都提出了新的要求。一批食品生产企业先后投入资金进行包装设备的技术改造和生产技术的创新，在一定程度上提升了我国食品行业的水平和市场竞争力。尽管我国食品包装机械包装技术的水平有了提高，但是我国的食品包装机械包装技术与发达国家的相比在竞争中还是明显处于弱势。我国 包装机械行业 30%左右的企业存在低水平的重复建设。这种状况不但浪费了有限的资金、人力等重要资源，还造成了包装机械市场的无序混乱，阻碍了行业的健康发展，制约了我国中小食品机械包装机械的升级换代和包装技术的创新。 我国的食品包装机械多以单机为主，科技含量和自动化程度低，在新技术、新工艺、新材料方面应用的少，满足不了我国当前食品企业发展的要求。一些食品企业为了技术改造，不得不花费大量的资金从国外引进一些技术先进的、生产效率高、包装精度高的成套食品包装生产线，导致很大一部分国内的市场份额被国外品牌所占领。我国 的食品包装机械发展空间依然广阔，食品包装机械包装技术的水平有待迫切开发的需要。 国产食品包装机械与国际的主要差距 1、生产效率低、能耗高、稳定性和可靠性差，产品造型落后，外观粗糙，基础件和配套件寿命低，国产的气动件和电器元件质量差。比如河南星火包装机械有限公司就在参照国外先进包装机技术的基础上，进行改造和创新产品，星火牌系列的灌装机上的气动部分均采用德国 FESTO 和台湾 AirTac 的气动元件。 2、控制技术应用得少。比如远距离遥控技术、步进电机技术、信息处理技术等。专家指出，世界上德 国、意大利、美国和日本的包装机械水平处于领先地位。其中，在美国成型、充填、封口三种机械设备的技术更新很快。如美国液体灌装设备公司 (EJF)生产的液体灌装机，一台设备可以实现重力灌装、压力灌装以及正压移动泵式灌装。就是说，任何黏度的液体，只要通过微机控制来改变灌装方式就可以实现。近几年来，这种技术在国内出现了，比如江苏群杰包装机械厂、广州澳特包装机公司等等。 外国包装机械的发展现状 德国： 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： 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、茶叶包装机、灌装机等。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。 nts 三、主要内容和要求 主要工作是完成粒状巧克力包装机传动系统的设计，确定包装机工作循环图，设计动力的传递方式和方法，实现转速的传递，完成包装机的传动。 四、整个设计具体时间安排 12 月 11 日 12 月 20 日 查阅资料准备开题报告 12 月 21 日 12 月 23 日 外文翻译 12 月 24 日 12 月 27 日 研究总体运动循环 12 月 28 日 12 月 31 日 进行总体设计的初步构思 1 月 4 日 1 月 11 日 电动机的选择 1 月 30 日 2 月 14 日 V 带传动设计 2 月 15 日 3 月 9 日 锥齿轮设计 3 月 10 日 3 月 31 日 槽轮设计 4 月 1 日 4 月 22 日 轴的设计 4 月 23 日 4 月 30 日 评阅、毕业答辩 五、预期结果 除了完成设计所要求的：了解现在 粒状巧克力糖包装机 发展概况，及使用过程中出现的缺陷，根据使用缺陷改进其结构，并确定结构参数，对改进的结构进行校核，并绘制装配图和零件图。还要对自 己四年的学习做一个总结和复习。 六、参考文献 1 尚久浩主编 . 自动机械设计 .北京：中国轻工业出版社， 1987,176254. 2 濮良贵纪名刚 .机械设计 . 西北工业大学教研室， 1988,143235. 3 尚久浩主编 .机械原理 . 西北工业大学教研室， 1988,151207. 4 汤瑞 . 自动机械设计 . 上海：同济大学出版社， 1994. 5 邹慧君 . 机械系统设计 . 上海：上海科学技术出版社， 1996. 6 成大先 . 机械设计手册 . 北京：化学 工业出版社， 1993. 7 吴宗泽 . 高等机械设计 . 北京：清华大学出版社， 1991. nts 指导教师意见： 指导教师签名 ： 年 月 日 教研室意见： 审查结 果： 同 意 不 同 意 教研室 主任签名： 年 月 日 nts摘 要 颗粒状糖果包装机设计是典型的机械系统设计，它不仅包括机构的尺寸、强度设计，还包括了传动机械系统设计。本设计主要是针对圆台柱状巧克力糖的铝箔纸包装。设计主要内容有：设计方案设计和传动系统设计。包装机主要实现巧克力糖的输入、折边、抄底边、等等功能，直到最后由输送带输出。整个系统功能实现中，机械手要实现的是夹糖、折边、转送等重要功能，因此对传动系统设计，作为一个动作执行系统，动力是必不可少的，当然对动力的传递系统也就显得尤其重要了。系统功能中要实现机械手转位、送糖盘转位、供纸、剪纸、抄纸、接糖、顶糖及拨 糖等功能，它们都需要不同大小的动力，这就需要传动系统的调节。如在机械手的转位功能中，为实现间歇的转位功能就得通过传动链中的槽轮机构来实现，该机构要保证机械手在转到位后， 有一定的停留时间，从而为顶糖、接糖及拨糖功能的实现提供必要的机械动作执行时间。设计好的包装机机构正常的生产率为 120r/min。 关键词 ： 包装机； 巧克力糖包装； 机械手。 ntsABSTRAVT Granular candy packaging machine design is typical of mechanical systems design, it is not only the organizations size, strength design, including the design of the mechanical transmission system. This design is for round cylindrical chocolate aluminum foil paper packaging. Design: the design and powertrain design. The packaging machine input chocolate hem, side of the bargain-hunting, and more, until the last output by the conveyor belt. Implementation of the entire system functions, the robot to achieve the folder sugar, folding, transfer function, so the transmission system design, as an action execution system, power is essential, of course, it appears the power delivery system particularly important. The system functions to achieve the robot turn to send the transfer of the sugar dish, for paper, paper cutting, papermaking, then sugar, sugar top and reversal of sugar, and other functions, they all require different amounts of power, which requires the adjustment of the transmission system. Manipulator translocation function to achieve intermittent transfer function have to drive chain sheave institutions to achieve, the agency you want to ensure that robot go to the bit, there is a certain residence time, and thus to the top of sugar. then sugar and reversal of sugar functions provide the necessary mechanical action execution time. Designed packaging machine institutions normal production rate of 120r/min. Keywords: packing machine; chocolate packaging; mechanical hand. nts中国地质大学长城学院 本科毕业设计 文献综述 系 别： 工程技术系 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 董 帅 学 号： 05208336 2012 年 1 月 15 日 nts 文献综述 前言： 粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤 ,且生产批量很大，畅销国内外，手工包装质量存在包装质量不均。上料时需要人工定时放料 ，每分钟放 80 粒糖，工人劳动强度大，远远不能适应市场的需要，因此提出粒装巧克力糖包装机 传动系统的 设计，提高生产率，提高质量。 研究现状： 中国包装机形成行业仅 20 年，基础相对薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。预测到 2010 年，国内行业总产值可达到 1300 亿元 (现价 )，而市场需求可能达到 2000 亿元。如何能够尽快的赶上并且抓住这个巨大的市场是我们迫切需要解决的问题。 我国包装机行业的发展现状： 我国包装机起步于上个世纪 70 年代末，年产值只有七八千万元，产品品种仅有 100 多种。近 5 年来食品和包装机行业每年以 11% 12%的平均增长速度发展，高于同期国民经济增长速度，销售总额由1994 年的 150 亿元增加到 2000 年的 300 亿元，产品品种由 1994 年的 270 种发展到 2000 年的 3700 种。产品水平上了新台阶，开始出现规模化、成套化、自动化的趋势，传动复杂、技术含量高的设备开始出现。可以说我国的机械生产已满足了国内的基本需求，并开始向东南亚及第三世界国家出口，如我国2000 年的进出口总额为 27.37 亿美元，其中出口额为 12.9 亿美元，比 1999 年提高了 22.2%。在出口的机 械品种中以食品 (乳品、糕点、肉类、水果 )加工机、烤箱、封装、贴标签机、纸塑铝复合罐生产设备等机械出口较多，食品机械如制糖、饮料、包装机等设备已开始成套出口。世界包装机的发展现状 近十余年来，国际包装界十分重视提高包装机械及整个包装系统的通用能力和多功能集成能力，为市场开拓日新月异的多样化商品提供及时灵活应变的生产手段。同时基于合理简化包装和优势包装工艺方法的实际需要，不断探索，明显地加快了自身技术革新的步伐。尤其是与现代自动机床同步发展相呼应，逐步明确。要想建立多样化、通用化、多功能集成化的包装机械新体系 ，首先必须着重解决组合化和机电一体化的大问题，无疑这是今后的重要发展方向。 随着我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高，食品包装机械包装技术的前景十分乐观。近年来，国家加大了对食品和药品质量和安全的监督力度，对食品的生产加工包装技术都提出了新的要求。一批食品生产企业先后投入资金进行包装设备的技术改造和生产技术的创新，在一定程度上提升了我国食品行业的水平和市场竞争力。尽管我国食品包装机械包装技术的水平有了提高，但是我国的食品包装机械包装技术与发达国家的相比在竞争中还是明显处于弱势。我国包装机械行业 30%左右的企业存在低水平的重复建设。这种状况不但浪费了有限的资金、人力等重要资源，还造 成了包装机械市场的无序混乱，阻碍了行业的健康发展，制约了我国中小食品机械包装机械的升级换代和包装技术的创新。 我国的食品包装机械多以单机为主，科技含量和自动化程度低，在新技术、新工艺、新材料方面应用的少，满足不了我国当前食品企业发展的要求。一些食品企业为了技术改造，不得不花费大量的资金从国外引进一些技术先进的、生产效率高、包装精度高的成套食品包装生产线，导致很大一部分国内的市场份额被国外品牌所占领。我国的食品包装机械发展空间依然广阔，食品包装机械包装技术的水平有待迫切开发的需要。 nts 设计准备： 阅读设计任 务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过对粒装巧克力糖包装机查阅相关资料，明确课程设计的方法和步骤，初步拟定设计计划。 传动装置的总体设计要求： 主要工作是完成粒状巧克力包装机传动系统的设计，确定包装机工作循环图，设计动力的传递方式和方法，实现转速的传递，完成包装机的传动。 各级传动件的设计： 根据设计的初始条件，确定电机及其总的传动比，各级分配传动比，设计带轮，链轮及齿轮等和各种标准零件的确定，最后完成设计要求，实现机器的正常运转。 nts参考文献 1 尚久浩主编 自动机械设计 北京：中国轻工业出版社， 1987 2 濮良贵 ， 纪名刚 机械设计 西北工业大学教研室， 1988 3 尚久浩主编 机械原理 西北工业大学教研室， 1988 4 汤瑞 自动机械设计 上海：同济大学出版社， 1994 5 邹慧君 机械系统设计 上海：上海科学技术出版社， 1996 6 成大先 机械设计手册 北京：化学工业出版社， 1993 7 吴宗泽 高等机械设计 北京：清华大学出版社， 1991 nts目 录 1 绪 论 .1 2 粒状巧克力糖包装机的工艺确定 .1 2.1 产品特征 .1 2.2 包装材料 .1 2.3 包装工艺方案拟定 .2 2.4 巧克力糖包装工艺的实验 .2 3 粒状巧克力糖包装机的总体布局 .3 3.1 机型选择 .3 3.2 自动机的执行机构 .3 3.3 包装机总体布置 .4 4 粒状巧克力糖包装机的传动系统 .5 5 粒状巧克力糖包装机的电机选择 .5 5.1 电动机类型和结构的选择 .5 5.2 电动机容量选择 .6 5.3 确定电动机转速 .6 5.4 分配各级传动装置传动比 .7 6 V 带传动设计 .7 6.1 确定设计功率 .7 6.2 选择带的型号 .7 6.3 确定带轮的基准直径 .7 6.4 验算带的速度 .7 6.5 确定中心距 a 和 V 带基准长度 Ld .8 6.6 计算小轮包角 .8 6.7 确定 V 带根数 Z .8 6.8 确定初拉力 .9 6.9 计算作用在轴上的压力 FQ .9 6.10 带轮结构设计 . 10 7 链传动设计 . 11 7.1 选择链轮齿数 . 11 7.2 确定计算功率 . 11 7.3 确定链节距 p . 11 7.4 初定中心距 a0，取定链节数 Lp . 11 7.5 确定链长和中心距 . 12 7.6 求作用在轴上的力 . 12 7.7 确定润滑方式 . 12 7.8 链轮的设计 . 12 8 螺旋 齿轮设计 . 13 8.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 13 8.2 按齿面接触强度设计 . 14 8.2.1 确定公式内各计算数值 . 14 8.2.2 计算 . 14 nts8.2.3 几何尺寸计算 . 15 9 轴设计 . 16 10 凸轮 和槽轮 设计 . 17 结 论 . 21 参考文献 . 22 致 谢 . 23 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 1 1 绪 论 粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤 ,且生产批量很大，畅销国内外，手工包装质量存在包装质量不均。上料时需要人工定时放料，每分钟放 80粒糖，工人劳动强度大，远远不能适应市场的需要，因此改进粒装巧克力糖包装机 传动系统 ，提高生产率，提高质量，是迫切需要解决的。本论文 主要工作是完成粒状 巧克力包装机传动系统的设计，确定包装机工作循环图，设计动力的传递方式和方法，实现转速的传递，完成包装机的传动 ，提高生产力，减少工人工作量。 具体内容有 总体设计的初步构思；电动机的选择； V带传动设计； 螺旋 齿轮设计；槽轮设计； 凸轮 等设计。 2 粒状巧克力糖包装机的工艺确定 2.1产品特征 粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤。因此，考虑机械动作时应适合它的特点，以保证产品的加工质量。产品夹紧力要适当；在进出料时避免碰撞而损伤产品；包装速度应适中，过快会引起冲击而可能损伤产品等。 包装工艺首要的是解决 坯件的上料问题。显然，像巧克力糖之类的产品，使用一般料斗上料方法是不适宜的。如果采用料仓式上料方法，则需要人工定时放料，每分钟放 80粒糖也够紧张的。如果将自动机的进料系统直接与巧克力糖浇注成形机的出口相衔接，则比较容易解决巧克力糖的自动上料问题。 2.2包装材料 食品包装材料应十分注重卫生。粒状巧克力糖包装纸采用厚度为 0.008mm的金色铝箔纸，它的特点是薄而脆，抗拉力较小，容易撕裂，也容易褶皱。因此，在设计供纸部件时对速度应十分注意。一般包装的速度越高，纸张的拉力就越大。根据经验，一般送纸速度应小于 500mm/s。 选择供纸机结构时，主要依据下列两点： 1）采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。 2）纸张送出时的空间位置时垂直置放的还是水平置放的。将纸片水平置放对包装工艺有利。但卷筒纸水平输送，只能采用间歇式剪切供纸方法。 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 2 2.3包装工艺方案拟定 图 2-1 包装工序分解图 图 2-1为最初的巧克力糖包装工艺图 .根据人工包装动作顺序 ,针对产品包装质量要求 ,该机包装工艺如下 : 1) 将 75mm 75mm铝箔纸覆盖在巧克力糖小端正上方 ,如图 2-1(a)所示。 2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图 2-1(b)所示 . 3)将余下的铝箔纸分成两半 ,先后向大端中央折去 ,迫使包装纸紧贴巧克力糖 ,如图 2-1(c),(d)所示 . 2.4巧克力糖包装工艺的实验 由于条件限制实验无法 实现， 以下为 自动机械设计 1相关内容 根据初拟的包装工艺方案 ,进行工艺实验 . 图 2-3为钳糖机械手及巧克力糖包装简图 . 图 2-2 钳糖机械手及巧克力糖包装 1-转轴 2-转盘 3-弹簧 4-接糖杆 5-钳糖机械手 (共 6 组 ) 6-糖块 7-顶糖杆 8-铝箔纸 9-环行托板 10-折边器 如上图所示 ,机械手设计上是具有弹性的锥形模腔 ,这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化 ,I 不存在拉破铝箔纸的现象 .在机械手下面有圆环形托板 ,以防止糖块下落。 工艺实验的过程如下 : 当钳糖机械手转至装糖未位置时 ,接糖杆 4向下运动 ,顶糖杆 7向上推糖块 6和包装纸 8,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间 ,然后它们同步上升 ,进入机械手 5,迫使铝箔纸成型如图 2-2(b)所示 ,接着折边器 10向左折边 ,成图 2-2(c)状 ,然后转盘 2带机械手 5作顺时针方向转动 ,途径环行托板 9,使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上 ,完成全部 包装工艺如图 2-2(d)所示 . nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 3 由于包装纸表面还不够光滑 ,有时还发生褶皱现象 ,需要进一步改进 . 经过实验 ,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹 ,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上 ,达到预期的外观包装质量要求 .因此增设了一个带有锥形毛刷圈（软性尼龙丝），在定糖过程中，先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈，然后再进入机械手成形，结果使包装纸光滑、平整、美观，完全达到包装质量要求。 图 2-3是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。 图 2-3 巧克力糖包装成型机构 1-左抄板纸 2-钳糖机械手 3-接糖杆 4-右 抄板纸 5-锥形尼龙丝圈 6-铝箔纸 7-糖块 8-顶糖杆 另外，考虑自动机工作的可靠性，在成品出料口增设 拨糖杆，确保机械手中的糖块落入输送带上。这样的工艺方案就此确定。 3 粒状巧克力糖包装机的总体布局 3.1机型选择 由于大批量生产，所以选择全自动机型。 根据前述工艺过程，选择回转式工艺路线的多工位自动机型。 根据工艺路线分析，实际上需要两 个工位，一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用四 槽槽轮机构作工件步进传送。 3.2自动机的执行机构 根据巧克力糖包装工艺， 确定自动机由下列执行机构组成： 1) 送糖机构； 图 3-1 钳糖机械手及进出糖块机构 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 4 2) 供纸机构； 3) 接糖和顶糖机构； 4) 抄纸机构； 5) 拨糖机构； 6) 钳糖机械手的开合机 7) 转盘步进传动机 下面是主要执行机构的结构和工作原理。 图 3-1为钳糖机械手、进出糖机构结构图。送糖 盘 4 与机械手作同步间歇回转，逐一将糖块送至包装工位。机械手的开合动作，由固定的凸轮 8控制，凸轮 8的廓线是由两个半径不同的圆弧组成，当从动滚子在大半径弧上，机械手就张开；从动滚子在小半径弧上，机械手靠弹簧 6闭合。 图 3-2为接糖和顶糖机构示意图。接糖杆和顶糖杆的运动，不仅具有时间上的顺序关系 ，而且具有空间上的相互干涉关系，因此它们的运动循环必须遵循空间同步化的原则设计，并在结构上应予以重视。 接糖杆和顶糖杆夹住糖块和包装纸同步上升时，夹紧力不能太大，以免损伤糖块。同时应使夹紧力保持稳定，因此在接糖杆的头部采用如橡皮类的弹性件。 3.3包装机总体布置 图 3-3 总体布置图 1-输送带 2-糖块 3-托盘 4-钳糖机构 5-钳糖机械手 6-弹簧 7-托板 8-机械手 9-机械手开合凸轮 10-输料带 I-进料 ,成型 ,折边工位 II-出糖工位 图 3-1 接糖和顶糖杆机构 1-圆柱凸轮 2-接糖杆 3-糖块 4-顶糖杆 5-平面槽凸轮 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 5 4 粒状巧克力糖包装机的传动系统 粒状 巧克力糖包装机是专用自动机，根据 自动机传动系统设计的一般原则和巧克力糖包装工艺的具体要求，如 图 9所示安排 传动系统。 图 4-1 粒状巧克力糖包装机传动系统 简图 1-电动机 2-带式无级变速机构 3-链轮幅 4-盘车手轮 5-顶糖杆凸轮 6-剪纸导凸轮 7-拨糖杆凸轮 8-抄纸板凸轮 9-接糖杆凸轮 10-钳糖机械手 11-拨 糖杆 12-槽轮机构 13-接糖杆 14-顶 糖 杆 15-送糖盘 16-螺旋齿轮副 17-分配轴 5 粒状巧克力糖包装机的电机选择 5.1电动机类型和结构的选择 由 机械设计 2选择 Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉， 维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械 . 16 17 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 6 5.2电动机容量选择 由机械设计 2根据已知条件，电动机工作所需要的有效功率为： kwVFPwwww 4.010 3 公式（ 5-1） 式中 Fw 1600N Vw 120r/min w 轴承的效率 0.98 b V带传动效率 0.98 g 齿轮传动效率 0.97 l 链轮传动效率 0.96 由电动机至运输带的传动总效率为： lgwb 2总公式（ 5-2） 则： 88.096.097.098.098.0 2 总所以：电机所需的工作功率： 总wPP 0公式（ 5-3） 代入数值 : 0p=0.4 0.88=0.46(kw) 因载荷平稳，电动机额定功率 Pm 只 需略大于 P0 即可，选 Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为 0.55KW。 5.3确定电动机转速 取 螺旋 圆斜柱齿轮传动一级传动比范围 21gi.取 V带传动比 42bi,链轮的传动比21li ,则总传动比例的范围 162ai .故电动机转速的可选范围为 n=wa ni 120 r/min =(216) 120 r/min =2401920r/min 则符合这一范围的同步转速有： 750r/min、 1000 r/min、 1500 r/min三种。 根据容量和转速，由 机械设计 2查出适用的电动机型号为 Y801-4额定功率 0.55kw，额定转速 1390r/min。 根据电机转速转速 得总的传动比 : mm nni =1500/120 =12.5 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 7 5.4分配各级传动装置传动比 由 机械设计 2查 ，确定 带轮的传动比 4bi，链轮的传动比 1.2li，齿轮传动比 5.1gi表 5-1 各轴数据参数 参数 电动机轴 1轴 2轴 3轴 转速 /（ r/min） 1390 348 174 116 功率 P/kW 0.55 0.539 0.507 0.482 转矩 T/(Nm) 3.78 14.79 27.83 39.68 6 V 带传动设计 6.1确定设计功率 由机械设计 2查 得工作情况系数 1.1ak，则 kwkwpkpad 6 0 5.055.01.1 。 6.2选择带的型号 V带型号根据设计功率 Pd 和小带轮转速 n1 确定，查 机械设计 2可选取 Z型带。 6.3确定带轮的基准直径1dd和2dd由机械设计 2查 ， V带带轮最小基准直径mindd，知 z型带mindd=50mm,选取小带轮基准直径：1dd=63mm；因此，大带轮基准直径：12 dd did =4 63mm=252mm。选取大带轮基准直径2dd=250mm。 6.4验算带的速度 由带的速度公式： 31060/)( DNV 公式（ 6-1） 代入数值 : =3.14x63x1390/(60x1000) =4.6m/s nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 8 式中 : n为电动机转速； D为小带轮基准直径。 即 v=4.6m/s90 6.7确定 V带根数 Z 由机械设计 2查得 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 9 Ld KKpp Pz)( 00 公式（ 6-5） 确定式中各值： k为包角修正系数，考虑包角 180 对传动能力的影响，由参考文献查得 93.0k； lk为带长修正系数，考虑 带长不为特定带长时对使用寿命的影响，由参考文献查得 14.1lk； 0p为 V带基本额定功率， 由 机械设计 2单根 V带所能传递的功率为0p=0.28kW；计算功率增量0p=0.03。 ld kkpp pz)( 00 公 式（ 6-6） 代入数值 : z=0.605/(0.28+0.03)x093x1.14=1.84 所以，选取 V带根数 z=2。 6.8确定初拉力0F 单根普通 V带初拉力计算公式： 20 )5.2(5 0 0 mvK KvzPF d 公式（ 6-7） 式中 Pd 为设计功率； 为 V带速度； z为带的根数； k为包角修正系数； m为普通 V带每米长度质量，由参考文献查得 m=0.1kg/m。 所以 NF 4.542.52.506.02.5293.0 )93.025(605.05000 6.9计算作用在轴上的压力 压力等于松边和紧边拉力的向量和，如果不考虑带两边的拉力差，可以近似为按带两边所受初拉力的合力来计算： 2s inz22c os2 10 FZFF Q = 公式（ 6-8） 式中， 0F为初拉力； z为带的根数； nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 10 1 为小轮包角。 所以 NS inFQ 216)2157(5522 6.10带轮结构设计 图 6-1 小带轮 图 6-2 大带轮 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 11 7 链传动设计 7.1选择链轮齿数 链传动速比： 1.21 i 。 由 机械设计 2查表 得： 小链轮齿数 191 z ； 大链轮齿数 40191.212 ziz ， 1202 z ，合适。 7.2确定计算功率 已知链传动工作平稳，电动机拖动，由表选 KA=1.0， 32.1zk ，单排链则计算功率为 : kwpkkp zac 7.0539.032.11 公式（ 7-1） 7.3确定链节距 p 首先确定系数plz kkk ,。 由 机械设计 2查得小链轮齿数系数 09.1;34.1 lz kk。选单排链， 0.1pk。所需传递的额定功率为 ： kwKKK ppPLZc 34.1 75.90 公式（ 7-2） 选择滚子链型号为 10A，链节距 p=15.875mm。 7.4初定中心距 a0，取定链节数 Lp 初定中心距0a=(3050)p： 75.7 9 325.4 7 6)5030(0 pa 公式（ 7-3） 取 640mm； 02122100 )2(22 apzzzzpaL p 公式（ 7-4） 带入数值得 111.9 节 ； 由 机械设计 2取链节数为 112节 。 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 12 7.5确定链长和中心距 链长 L=Lp p/1000=112 15.875/1000=1.778m 中心距 ： )(2 211 zzLpfa p 公式（ 7-5） mma 7.652)4019(1122875.1524917.0 取 a=653mm， a550mm，符合设计要求。 7.6求作用在轴上的力 链速 ： smpnzv /7.11060 875.15193471060 331 公式（ 7-6） 工作拉力 ： F=1000P/v=1000 0.539/1.7=317N； 由 机械设计 2查得， 工作平稳，取压轴力系数QK=1.15。 轴上的压力 : QF=QK=1.15 317N=365N 7.7确定润滑方式 由 机械设计 2根据 P、 v查 表 ，知可采用 油脂 润滑。 7.8链轮的设计 图 7-1 小链轮 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 13 8 螺旋 齿轮设计 8.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 8.1.1高速级选用直齿圆柱齿轮传动； 8.1.2运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度； 8.1.3材料选择 选择小齿轮材料为 40Cr(调质 )，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 (调质 )，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS； 8.1.4初选小齿轮齿数 Z1=40，大齿轮齿数 112 ZiZ =1.5 24=60，取； Z2=60 8.1.5选取螺旋角 =45 度 图 7-2大链轮 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 14 8.2按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算 3 21 )(12HEHdtt ZZiiTkd 公式（ 8-1） 8.2.1确定公式内各计算数值 1)试选载荷系数 Kt=1.6。 2)小齿轮传递的转矩 mmNnpT 11 6241055.9 53)由机械设计 2查得 ， 选取齿宽系数 d=1。 4)由 机械设计 2查得 材料的弹性影响系数锻钢 ZE=189.8MPa12 5)由 机械设计 2查得 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 lim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳极限 lim2=550MPa。 6)由 机械设计 2查得 计算应力循环次数 (设每年工作 300天 ) 911 1081.115823 0 014 1 96060 hjLnN 公式（ 8-2） 99112 1021.15.1 1081.1 iNN 公式（ 8-3） 7) 由 机械设计 2查得， 取接触疲劳寿命系数 05.1,9.0 21 HNHN KK 8)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1，安全系数 S=1,则 M p aSK HNH 5 4 0 1lim11 M p aSK HNH 5.5 2 2 2l im22 9)区域系数 9.1HZ 10)端面齿和度 5.0,5.0 21 8.2.2计算 1)试算小齿轮分度圆直径 d1t，由计算公式得 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 15 mmd t 57.30)25.5 3 1 8.1 8 99.1(5.1 15.111 1 1 6 2 46.123 21 2)计算圆周速度 67.01060 41957.301060 331 ndv t 3)计算齿宽 b mmdb td 57.3057.3011 公式（ 8-4） 4)计算齿宽与齿高比 b/h 模数： mmzdm tnt 54.04045co s57.30co s11 齿高： mmmht 25.2 1 1.2522.1 57.30 hb5)计算纵向重合度3.145t an4011 3 8.0t an1 3 8.01 zd公式（ 8-5） 6)计算载荷系数 K 由 机械设计 2查得 使用系数 KA=1；根据 7级精度， 由 机械设计 2查得 ,动载系数 KV=1.11；查表 4.1,35.1,42.1 HHFH KKKk故载荷系数 11.11 HHVA KKKKK 公式（ 8-6） 7)按实际载荷系数校 正所算得的分度圆直径，有 58.336.1 21.257.30 3311 =tt KKdd公式（ 8-7） 8)计算模数 1m 59.040 45co s58.3345co s111 zdm取模数为 6.0nm57.396.0 45c o s11 dz 取小齿数为 40，则大齿数为 60。 8.2.3几何尺寸计算 1)计算大小齿轮的分度圆直径 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 16 46.3445co s 6.040co s11 nmzd 58.5145co s 6.060co s21 nmzd 2)计算中心距 4.4245c o s2 )( 21 nmzza ， 圆整取中心距为 43mm。 3)按圆整后的中心距修正螺旋角 45432 6.010a r c c o s2 )(a r c c o s 221 a mzz n 公式（ 8-8） 4)计算齿轮宽度 40.3440.3411 db d 圆整后取 B2=35mm, B1=40 mm。 9 轴设计 由 机械设计 2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理，查 取0A=112 96.12348539.0112 330m i n npAd mm 公式（ 8-9） 初定轴的直径为 20mm，其余尺寸根据各零件相应确定。 图 9-1 大带轮轴 nts中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计 17 10 凸轮 和槽轮 设计 表 10-1 顶糖杆槽凸轮 5参数 R=（ 4070） 50 H=（ 50100） 80 推程 h=H-R 30 图 9-2 单螺旋齿轮轴 图 9-3 凸轮轴 图 9-4 双螺旋齿轮轴 nts中
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