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机械毕业设计全套

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JX03-096@啤酒贴标机的设计（总体和后标部分的设计）,机械毕业设计全套

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毕业设计（论文）任务书 题目： 啤酒贴标机的设计 （ 总体和 后 标 部分的设计） 毕业设计（论文）从 2008 年 2 月 18 日起到 2006 年 6 月 22 日 课题的意义及培养目标： 毕业设计是在校学习课程中一个很重要的环节，通过让学生对 啤酒贴标 机的设计，把学生在校所学的基础知识和专业知识综合地进行应用。使学生在学完全部理论课程和专业课程以后，进一步地巩固和扩大专业知识 ，锻炼学生实际动手能力。培养学生从接到一项设计课题开始到设计出完整的全套图纸及设计说明书为止整个设计步骤的具体操作（收集资料、写开题报告、进行方案比较并确定设计方案、设计总装图、部装图及零件图、撰写设计说明书），为学生毕业后的实际工作能力打下良好的基础。 设计（论文）所需收集的原始数据与资料： 1. 生产能力： 24000 瓶 /小时 ； 2. 适用瓶型：圆 形玻璃瓶，按国家标准 GB652-658-75，瓶颈 D 56 76mm，瓶高 H 160 290mm，瓶口直径 d 13 16mm; 3. 工作制：每年 300 天，每天两班； 4. 生产类型：成批生产。 nts 课题的主要任务（需附有技术指标分析）： 该生主要负责以下几部分工作 ： 1. 通过毕业实习，收集所需要的有关设计数据、资料。 2. 整理所收集的设计数据及资料，经分析比较后确定自己的设计方案。 3. 方案确定后，进行参数设计计算。 4 设计总体装配图。 5. 设计后标部分的部装图。 6 设计 零件图 。 7整理并打印设计说明书 。 设计（论文）进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）： 周 次 设计（论文）任务及要求 第 1 3 周 毕业实习，收集所需要的数据及资料 第 4 周 整理资料，经分析比较后，确定设计方案 第 5 7 周 进行参数设计计算 第 18 12 周 进行部装图的设计 第 13 15 周 进行零件图的设计 第 16 17 周 整理并打印设计说明书 学生签名： 日期： 指导教师： 日期： 教研室主任： 日期： nts 1 1 绪 论 1.1 贴标机的简介 随着科学技术的不断发展，包装机械也在日新月异地变化着。在啤酒的瓶装包装贴标机方面 ,己由原来的单标或双标贴标机发展到现在的多标贴标机，使瓶装啤酒在外观档次上大大提高。 市场对啤酒品质和风味的追求越来越高，啤酒行业对高档次灌装设备也有了迫切的需求。 贴标机械有机架，传动装置系统、标签供给装置系统、贴标对象物（瓶罐包装件）的传送装置系统，涂胶装置，贴标整理装置和检测连锁控制装置等组成。先仅将主要装置分述如下。 标签供送装置 ，贴标原理如下：回转式机械转鼓贴标机，其特点是：利用两个机械转鼓进行取标，传送和贴标工作。带贴标的圆柱身瓶罐类包装件有板链输送机载运供给，经分件供送螺杆传送，分割成要求的等间距而到达回转工作台，此时装在工作台上方的定位压头受凸轮控制下降，加于带贴标瓶罐包装件顶部，使它们在回转工作台上处于确定位置而运行。粘贴标签由取标转鼓和标签的协调运动实现。取标转鼓连续回转，胶涂装置在其标版上涂布适量的粘接胶液，当他转到固定的标签盒前部的标签接触时，取标转鼓将粘取最前方的那张标签，作回转传送，当转到由夹子的贴标转鼓相接处时，夹子将标签从取标转鼓上夹走，夹子受凸轮控制而夹上标签作回 转运动，当与回转工作台上再运来的待贴标瓶罐装件表面相接触时，夹子抬起，松开夹持，标签被粘贴到瓶罐表面上。之后，在回转工作台作回转工作时，定位器在凸轮控制下作自传性运动。转到某一个角度，以便接受刷子和海绵滚轮的磨砺，使标签贴牢实整齐。完成贴标的瓶罐包装件由星型拨轮自回转工作台拨送到板链输送机上排出。 标签传送装置，标签传送装置是自动贴标机的重要组成部分，其功能是与供标装置和涂胶装置等配合，自动表盒采取标签并进行传送，且完成有关涂胶工作，最后把标签粘贴到待贴标对象。 涂胶装置 ， 涂胶装置多种多样，常用的由圆盘式涂 胶装置、辊式涂胶装置、滚子式涂胶装置等 。 贴标整理装置 ， 标签由取标装置粘取传递给贴标转鼓作传送，传送中接受涂胶，最后转移粘贴到包装件上。然而在标签粘付到包装件上的初始阶段内，由于受到标签材质、包装件贴标表面状态及粘合剂初期粘接性能等因素的影响，尚不一定能达到良好的贴合状态，为使所贴标签发挥设计要求功能，起到美化包装的装潢作用，保证搬运过程中标签不脱落，贴标操作中应确保标签按设计要求平整牢靠的贴合到包装件表面。 nts 2 1.2 贴标机的发展现状 随着科学技术的不断发展，包装机械也在日新月异地变化着。在啤酒的瓶装包装 贴标机方面 ,己由原来的单标或双标贴标机发展到现在的多标贴标机，使瓶装啤酒在外观档次上大大提高。 我们认为，如果单靠引进进口贴标机，那也是人家换代或落后的产品，而且完全进口贴标机对任何一个国内啤酒企业也是不现实的。鉴于此，我们通过对国内外贴标机在功能、性能、价格、质量等多方面对比考察，我们决定对我公司所有的原广东轻工业机械集团公司生产的仿西德灌装生产线的贴标机进行更新改造，增加贴标机功能，满足市场需求，同时对引进的意大利生产的贴标机设计不合理的地方进行技术改造。 1.2.1 意大利产贴标机改造 1.对购进的意 大利生产的贴标机，由于该贴标采用了三个标签台来完成头标、身标、颈标、背标、顶帽标的贴标功能，其大转盘槽凸轮设计上是托瓶盘在进瓶与出瓶全过程中，转角次数增加 ,槽凸轮易磨损且贴标效果不理想。在贴标功能不变的前提下，由南海平航机械厂改为两个标签台，槽凸轮选材上采用球墨铸铁，凸轮曲线设计上采用了抛物线过渡设计，使其运行更平稳，贴标效果明显改善，槽凸轮工作面更耐磨，使用寿命延长。 2.将原贴标机的标掌轴、胶辘轴与胶刀轴用同一块顶盖连接在一起，使其运转过程中更稳定，保证了贴标效果的稳定性。同时标掌轴装夹位采用了 便捷式，更换其它瓶子直径和标纸方便、快捷，适用大生产多种品种的要求。 3.将胶刀分为上下两段，用两个汽缸控制，可分别调节上下标的胶水厚度，即减少了胶水用量，又提高了贴标合格率。 1.2.2 国产仿西德贴标机改造 广轻工机械厂引进西德技术生产的 723-15-4-6 型贴标机进行改造，因其只 一个标签台，功能上只能贴颈标和身标，功能有限，为增技改贴标机的贴标功能，南海平航机械厂作了如下改造。 1.增添一个背标标签台，增添了头标装置及标刷，大转盘槽凸轮相应改换。具有贴头标、颈标、身标、背标、顶帽标 的功能，使双标贴标机功能上升为无标贴标机功能，与国际接轨。 2.主标签台标掌轴由 4 件增加为 8 件，数量增倍，标掌转速相应降低，使贴标稳定性更好。由于标掌轴、夹标转鼓、标签盒安装尺寸与西德克朗斯公司 30 8 6型贴标机尺寸相一致，与之具有互换性，扩展了该零配件的使用空间 。 3.该铝件标掌为塑胶表面标掌，该塑胶表面胶辑为全不锈钢胶辘，延长了他们的使nts 3 用寿命， 降低了胶水用量。 4.胶刀分为上下两段，用两个汽缸分别控制，可分别调节上下胶水厚度，提高了贴标合格率，同时可降低胶水用量。 5.电气控制方面采用了变频调速， PLC 程序控制，提高了设备的可靠性与稳定性，且操作箱可显示生产能力和累计产量，便于控制与操作。 6.采用整机不锈钢架无色有机玻璃护罩，适用更安全。 1.2.3 广东轻工贴标机改造 广东轻工业机械集团有限公司在新型 20000 瓶 /时啤酒瓶装生产线的基础上，不断进行技术创新，不断融入九十年代国际啤酒灌装机械装备的先进技术，自行开发研制出具有国际水平的 24000 瓶 /时啤酒瓶装生产线和 BTB18-8-6 四标贴标机。 24000 瓶 /时啤酒瓶装生产线主要设备 包括有卸箱机、洗瓶机、 72 头装瓶压盖机、杀菌机、四标贴标机、装箱机、洗箱机、输瓶系统、输箱系统、瓶盖输送机、 CIP 系统及中央馈电柜等。此外，还可以配套提供卸箱垛机、码箱垛机、塑箱提升机和塑 /纸箱降落机。 鉴定委员会认为，该生产线采用了二次抽真空灌装、新型进出瓶装置、无压力输送系统等多种新技术和变频调速及 PLC 装置等高新技术，为目前国内同规模同类型产品中功能齐全、性能先进、运行平稳可靠、效率高、技术水平高的啤酒瓶装生产线。BTB18-8-6 贴标机采用了双标站的新颖机构，拓宽了贴标机的功能，满足了用户生产高档 酒同时贴三至四种标的要求，还采用了国际上贴标机的某些新技术，为目前国内贴标机中功能最齐全、性能最先进、技术水平最高的双标站贴标机，填补了国内空白。通过现场考察表明，该生产线和贴标机技术先进，各台样机运转平稳、性能可靠、操作方便、自动化程度高，其制造质量达到设计要求。该生产线和贴标机的研制是成功的，均达到九十年代国际水平。 在科技发展日新月异及市场竞争日趋激烈的今天， 我们应当 决心继续坚持改革，进一步提高企业管理水平和技术水平，不断开拓创新，为我国啤酒饮料机械工业的技术进步继续努力奋斗。 综上所述 , 通过对原有贴标机的改造，即完善了贴标机功能，又不用淘汰原有贴标机，减少了固定投资，啤酒瓶外包装档次得到了提高，既经济又实惠。 nts 4 2 典型贴标机械 2.1 直线式贴标机 贴标签机（简称贴标机）的功能在于对贴标对象物按要求圆满的完成粘贴标签的工作。由于贴标加工所用的标签由材质、形式和形状等方面的差别，贴标对象物的类型，品种很多，再者贴标对象物上的贴标要求不尽相同：有的只需贴一张身标，有的要求贴双标，有的要求贴三个标签（身标、颈标、背标），有的只要求贴封口标签，此外，还需要适应不同的生产率的要求等。基于上述各 方面的原因，为满足不同条件下的贴标要求，从而导致包装加工用贴标机多种多样，即便瓶、罐贴标用贴标机也有很多种类型，不同类型品种的贴标机，它们之间存在贴标工艺和有关装置结构上的差别，然而它们之间也存在这共性。据此，就可以对各种各样的贴标机作归纳，集中为直线式和回转式贴标机两大类型的贴标机。 进行贴标时，贴标对象物在贴标机上，自送入到完成贴标 排出运行所经过的轨迹是一条直线或近似为直线者，称直线式贴标机。直线式贴标机安标签形式、取标、送标装置及贴标对象物等进行分类，可以分成很多种类，以下分别做简单介绍。 2.1.1 直线式真空转鼓贴标机 按所用标签形式和贴标对象物的不同，可分为多种型式。 （ 1）圆柱式瓶罐包装件 贴标用直线式真空转鼓贴标机 包括用于叶片式标签的和用于卷盘式标签的两种。 （ 2）非圆柱式瓶罐包装件用直线是真空转鼓贴标机 包括用于叶片标签和卷盘式标签贴标的两种形式。 2.1.2 真空机械手直线式圆柱身瓶罐包装件贴标机 该机特点： 1.该机应用固定式标签盒，标签盒容量较大，不许频繁添标，且加标方便。 2.该机可给圆柱身瓶罐包装件贴整周身标及小半周身标，最大贴标生产能力可达360pcs/min。 2.1.3 门框式直线多功能贴标机 此种贴标机由于配置有定位压头和采用了回转式供送标签装置，因而贴标位置准确，且比其他门式贴标机有较高 生产能力。 nts 5 2.2 回转式贴标机 在回转式贴标机的贴标工作中，贴标对象物有板链输送机与回转工作台交替载运者通过相应的贴标工作区段，接受贴标。包装件在贴标，行经了一条由直线和圆弧组成的轨迹。回转式贴标机也可以按所用的标签形式、机器结构特点、取标方式及贴标对象物等进行分类，可以分成很多种，以下将予以介绍。 2.2.1 回转式真空转鼓贴标机 由于这种类型的贴标机采用真空转鼓结构构 件，具有吸标、传输、贴标等多方面功能，能提高贴标效率和工作可靠性，且可以促成机器结构合理简化。回转式真空转鼓贴标机按所用标签形式和使用的贴标对象物分成多种形式。以下将予以介绍。 （ 1）柱身瓶罐包装件贴标用回转式真空转鼓贴标机 这种型式的贴标机按所用标签形式有分为有用于叶片标签集合于卷盘标签的贴标机。 （ 2）圆柱身瓶罐包装件贴标用回转式真空转鼓贴标机 这种形式的贴标机按所用标签形式可以分为用于叶片式标签和用于卷盘式 标签的两种。 2.2.2 回转式非真空转鼓贴标机 回转式非真空转鼓贴标机，与真空转鼓贴标机的主要 区别在于取标及其传送装置不同。这里介绍两种叶片标签对圆柱身瓶罐包装机贴标的回转式贴标机。 （ 1）、转式机械转鼓贴标机 （ 2）、叉式取标回转式贴标机 这种回转式贴标机，结构简单，能同时进行颈、肩、身的三处贴标，但由于涂胶、取标、传送、贴压工作的往复间断性，使贴标机的工作效率比较低。 nts 6 3 贴标机的主要工作装置 3.1 标签供送装置 贴标机械有机架，传动装置系统、标签供给装置系统、贴标对象物（瓶罐包装件）的传送装置系统，涂胶装置，贴标整理装置和检测连锁控制装置等组成。先仅将主要装置分述如下。 标签 供送装置的功能是提供贴标用标签，装置的结构将随标签的形式的不同而不同。以下对叶片标签的供给装置予以讲述。 叶片标签的标签供给装置有标签盒和取标装置组成。标签盒，按其结构可分为框架式和仓式两种；而按运动特点分，则分为固定式和摇摆式两种。取标装置，按其结构形式可分为摇摆式、转叉式和转鼓式；按取标方式分粘取式和真空吸取式两种。在此，我们根据各方面因素综合考虑，选用框架是供标装置，转鼓粘取式取标装置。 （ 1） 框架固定式供送装置 （ 2） 转鼓粘取式取标装置 贴标原理如下： 回转式非真空贴标机，与真空转鼓贴标机弟弟主要区 别式取标机传送装置不同。这里介绍我们采用的叶片标签对圆柱身瓶罐包装件贴标的回转式贴标机。 回转式机械转鼓贴标机，其特点是：利用两个机械转鼓进行取标，传送和贴标工作。带贴标的圆柱身瓶罐类包装件有板链输送机载运供给，经分件供送螺杆传送，分割成要求的等间距而到达回转工作台，此时装在工作台上方的定位压头受凸轮控制下降，加于带 贴标瓶罐包装件顶部，使它们在回转工作台上处于确定位置而运行。粘贴标签由取标转鼓和标签的协调运动实现。取标转鼓连续回转，胶涂装置在其标版上涂布适量的粘接胶液，当他转到固定的标签盒前部的标签接触时， 取标转鼓将粘取最前方的那张标签，作回转传送，当转到由夹子的贴标转鼓相接处时，夹子将标签从取标转鼓上夹走，夹子受凸轮控制而夹上标签作回转运动，当与回转工作台上再运来的待贴标瓶罐装件表面相接触时，夹子抬起，松开夹持 ，标签被粘贴到瓶罐表面上。之后，在回转工作台作回转工作时，定位器在凸轮控制下作自传性运动。转到某一个角度，以便接受刷子和海绵滚轮的磨砺，使标签贴牢实整齐。完 成贴标的瓶罐包装件由星型拨轮自回转工作台拨送到板链输送机上排出。 3.2 标签传送装置 标签传送装置是自动贴标机的重要组成部分，其功能是与供标装置 和涂胶装置等配合，自动表盒采取标签并进行传送，且完成有关涂胶工作，最后把标签粘贴到待贴标对象。贴标机的标签传送装置一般由取标装置和传送标签装置两部分组成，标签先由取标nts 7 装置自标签盒中采取，再传递给送标装置，最后粘贴到待贴标对象物上。为了满足高效率的贴标要求，我们在取标和松标 全部采用了回转装置，即取标和送标都采用回转运动方式。这样就降低了摆杆式标签传送装置在工作中往复摆动的空行程时间，大大提高了机器的取标和松标效率，取标装置是我们采取回转粘贴法。传送标签我们采用回转机械夹持式。其具体的组合方式很多，我们采用的是 一个粘标转鼓粘取标签，然后再传送给带夹爪的贴标转鼓进行贴标。 3.3 涂胶装置 涂胶装置多种多样，常用的由圆盘式涂胶装置、辊式涂胶装置、滚子式涂胶装置等，在此，我们采用了滚子式涂胶装置。 3.4 贴标整理装置 标签由取标装置粘取传递给贴标 转鼓作传送，传送中接受涂胶，最后转移粘贴到包装件上。然而在标签粘付到包装件上的初始阶段内，由于受到标签材质、包装件贴标表面状态及粘合剂初期粘接性能等因素的影响，尚不一定能达到良好的贴合状态，为使所贴标签发挥设计要求功能，起到美化包装的装潢作用，保证搬运过程中标签不脱落，贴标 操作中应确保标签按设计要求平整牢靠的贴合到包装件表面。为此，在贴标转鼓与包装件相接触滚转标签黏附转移到包装件上后，还需进行贴标整理工作，以便把标签磨砺整齐，贴牢实。贴标整理将用相应的方式以适当的装置完成，其整理方式由滚麽式、按压式、摩贴式等。 3.5 检测连锁控制装置 现代的真空转鼓式贴标机为保障贴标效能和贴标工作的可靠性，以及减少损耗，专门设置了在没有待包装容器及时送达贴标工位时，不供标、不松标，打印装置和涂胶装置不工作的检测连锁控制装置。由机械式电器式两种。机械式检测连锁控制装置可靠性好，但结构及安装、 调整较复杂，工作运动因受惯性影响而反应迟缓；电气式检测连锁控制装置则结构简单、紧凑、反应灵敏，因而得到广泛应用。 3.6 装置的总体设计 传动装置的总体设计的目的是确定传动方案、选定电动机的型号，合理分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为计算各级传动件准备条件。 了解传动装置的组成和不同 传动方案的特点，合理的拟定传动方案。 传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力，并籍以改变运动的形式、速度大小和转矩大小。传动装置一般包括传动件（齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动等）和支撑件（轴、轴承、机体等）两部 分组成。它的重量和成本在机器中占有很大比例，nts 8 其性能和质量对机器的影响很大。因此，合理设计传动方案也具有重要意义。合理的设计方案应保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便成本低廉、传动效效率高和使用维护便利。一种方案满足这些要求往往式困难的，因此要保证重点要求。 主传动链平面示意图 本机的传动主要是传递运动，而不是传递动力，故一般用齿轮和减速机等形成的传动链。 由于各传动之间不仅要传递运动，而且还要考虑正确的传动方向，因此，必须逐个判断齿轮的转动方 向，使该齿轮所带动的执行部件按照正确的方向旋转。若有必要，则需在齿轮之间添加惰轮来调整整个执行件的方向，同时，还应注意到各个部件之间的转动关系，故必须有精确的传动比，保证各部件同步计算。 确定具体的传动系统图，最基本的就是要保证同步的要求，也就是说，应是取标、夹标、供瓶等协调工作，每个执行部件具有相同的线速度，为此，结合传动链平面分布图的运动配合及运转方向，我们将齿轮啮合关系设计成与执行件的运动配合有关系相对应。这样以来传动系统简单、明了 。 在电机的驱动下，减速机带齿轮 Z1 转动，齿轮 Z1 带动工作台的大齿轮 Z4 转动，在工作台齿轮的带动下，与其啮合的齿轮（ Z3.Z5.Z6）转动，（ Z3.Z5）转动的同时带动进瓶星轮和出瓶星轮，是酒瓶能够顺利的作回转运动。在齿轮（ Z1）转动的同时，其轴上固定的万向轴与其一起运动，带动前标的贴标鼓，贴标鼓上的齿轮 （ Z10）便随其一起运动，成为贴前标的动力来源。齿轮（ Z10）与齿轮（ Z11）啮合，（ Z11）与齿轮（ Z12）啮合从而使得贴前标的工作能够顺利的完成；（ Z1）齿轮与齿轮 (Z2)啮合，带动了链轮的传动，通过链传动，带动锥齿轮（ Z13）。锥齿轮（ Z13）与锥齿轮（ Z13）啮合，从 而nts 9 带动分瓶螺杆，实现酒瓶的正常供给。（ Z6）转动的同时，与其同轴的齿轮（ Z9）便成了后标贴标的动力，在齿轮（ Z9）的作用下，与其啮合的齿轮（ Z8）和（ Z7）转动，使得后标贴标工作也能按照给定的速率完成。 为了保证标签顺利的传送，在取标和松标的过程我们都采用了旋转工作台，即取标转鼓和夹标转鼓，但是，由于标签由标签盒供给的时候式直线型供给，因此，我们只好在取标和夹标的过程采用凸轮机构来控制，使整个过程能够按照预定的规律来进行标签的传送好粘贴。 取标的凸轮设计的整个过程是这样的：按照机械原理的凸轮的设计的方法，采 用作图的方法，既就是反转法，在设计之前我们必须先知道一些必要的数据，例如 :凸轮的基园半径，从动件的最大行程，经过一番设计的考虑我们设计的数据如下。 nts 10 4 贴标机的设计计算 4.1 任务分析： 本 机主要使用与规则的圆柱瓶的贴标。本机的难点与重点在于取标、贴标 送瓶三个动作的同步性和协调性。当然，我的主要任务式贴后标部分与传动部分的设计。 工艺流程如下： 设计中遵循一下原则： 1. 保证产品质量。 2. 持高的生产率，尽可能的缩短空程时间。 3. 扩大 机器的使用范围。设计的自动机应尽可能的考虑到同类产品的规格调整范围，满足不同圆柱身瓶的要求，并且尽量使调整方法简便。 4. 充分考虑并设法降低工人的劳动强度和人身安全。 5. 在设计中尽量采用系列化、标准化、通用化的工业要求，采用简单有效的结构和常用的材料以降低产品成本。 在贴标机的设计中，为使机器结构组成中各工作执行装置间的工作运动能准确、协调进行，保障机器有高的工作可靠性，需要进行某些必要的计算。 通常包括贴标机总体工作运动计算，传动系统设计与计算，功率计算，贴标包装件输送装置设计计算，标签传送装置的设计计算及贴标 整理装置的设计计算等。 酒瓶 链道 托瓶 转台 贴后标 刷标 贴前标 出瓶星轮 进瓶星轮 分瓶螺杆 滚标 链道 nts 11 4.2 回转式贴标机的工作原理 贴标机的机构简图如图 1所示。标板 2沿转台周向分布，并随转台一起转动，标板轴下方装有小齿轮 8 和扇形齿轮 4，小齿轮与标板轴采用键连接，扇形齿轮空套在轴上。滚子 3在转台上半径变化的凸轮槽中滚动，带动扇齿轮绕标板轴摆动，扇齿轮与相邻某侧 的标板轴上的小齿轮相啮合，而小齿轮与标板同轴，从而带动标板摆动 。 4.3 取标机构的工作原理 贴标机是啤酒生产线上的一个重要设备，其主要功能是将商标纸均匀地贴在啤酒瓶表面上。其中取标机构最为复杂，且 运动要求很高，是贴标机设计中的难点。取标机构的工作原理如图 1 所示。在取标过程中，转盘 1 绕 O0 点作匀速转动，转盘下方固定安装一盘形凸轮 2，当扇形齿轮 3随转盘 1作公转运动时，凸轮 2的曲线可通过销轴 4控制扇形齿轮 3绕 O1点作自动运动。取标板 5 和齿轮 6固连在一起，随转盘作公转运动，其绕 O2 点的自转运动是由扇形齿轮 3 驱动的。标板 7 上安装有商标纸，在图示位置固定不动。若取标板 5 的复合运动能使取标板沿标板 7在长度 L的范围内作纯滚动，则可圆满地完成取标作业。 1 . 胶 辊 2 . 标 板 3 . 滚 子 4 . 扇 齿 轮 5 . 标 盒 6 . 夹 标转 鼓 7 . 转 台 8 . 小 齿 轮图186 72 0 5431nts 12 1.转盘 2.凸轮 3.扇形齿轮 4.销轴 5.齿轮 6.取标板 7.标板 图 2 取标机构工作原理 因此，贴标机取标机构的设计工作主要为： (1)当转盘回转半径 R、标板长度 L 等参数给定后，求出取标板的半径 r 和偏心 e 的最佳值； (2)求出满足运动要 求的凸轮曲线。 由于上述机构运动关系十分复杂，手工设计只能靠试凑的办法来解决，无法得出最佳设计参数，很难保证整个机构的运行效果。因此本文采用计算机辅助设计的方法，开发出了相应的软件，成功地解决了上述难题。 取标过程运动误差分析 设取标板沿标板作纯滚动，则取标板回转中心 O2的运动轨迹应为摆线，见图 2。 图 2 取标过程运动误差分析 图中 x rt esint (4-1) y r ecost (4-2) 其中， -L 2rtL 2r。然而，取标板回转中心 O2 的实际运动轨迹为圆，因此与运动要求存在 误差。由于机构的对称性，仅研究图示位置 (t0) 的情况，可得 (4-3) (4-4) 4.4 贴标机的工作运动计算 贴标机的工作运动计算，是以所定设计生产能力要求为基础，根据设计方案中选定的贴标机结构类型进行的有关计算。 原始数据 与资料： nts 13 1 贴标：前标、 后标、小标 2 生产能力： 24000 瓶 /小时 3. 适用瓶型：圆形玻璃瓶，按国家标准 QB652-658-75，瓶颈 D=56-76mm，瓶高H=160-290mm，瓶口直 径 d=13-16mm. 3 工作制：每年 300 天，每天两班，每班 8 小时。 4 生产类型：成批量生产。 另外，还有在蓝马啤酒厂实习时收集的资料，在设计过程中作为我们的参考。 nts 14 5 主要零部件的设计计算 5.1 基本尺寸设计 已知：生产率 24000 瓶 /小时，瓶颈 D=56-76mm，瓶高 H=160-290mm，瓶口直径d=13-16mm. 每年 300 天，每天两班，每班 8 小时。 由瓶的直径，确定出托瓶板直径 d=96,其各瓶之间的距离为 48mm， 18 个托瓶板等分圆周后其圆心角为 24度，由托瓶板 直径可得到各段对应的弦长，查零件手册知 即每两个托瓶板所夹的角，由瓶直径知各段所对应的弦长 1 1 0 . 1 3 9 6 0 . 1 3 9 6s ； 1 2 s i n 4 0 . 1 3 9 5l o；比率：111 0 .9 9 3lm s (5-1) 1 4 0 1 8 7 2 0l m m ； 1 1720 7 2 0 . 5 0 3 4zs m mm。 (5-2) 实际尺寸：2 0 .2 7 9 2s m m；1 0 .2 7 8 3s mm； 比率：222 09976lm m (5-3) 2 9 6 1 8 1 7 2 8zl m m ；2 1 7 3 2 . 8 1 6zs m m； 12 1 7 3 2 . 1 6 7 2 0 . 5 0 3 4 2 4 5 2 . 6 6z z zs s s m m ； (5-4) zS为托平台的周长： 2 4 5 2 . 6 6 7823 . 1 4cd m m ； (5-5) 直线式自动贴标机其取送跌送，标签传送和贴标都采用真空转鼓作标签传送装置时，为保障取标件传递和传送工作正确可靠的进行，设计时应使标签盒的摇摆运动与取标转鼓的取标周期运动相适应，且取标转鼓吸标表面与贴标转鼓吸持标签表面间进行递交接触。在贴标转鼓吸持标签传送中，标签接受印码装 置上滚引轮压印字码时，以及涂胶滚往标签上涂抹粘结剂时，相互间不能产生相对滑动，以免出现标签的错动错位或脱落现象。为此，其各外圆柱表面相接触应具有线速度大小相等，方向相同的条件。所以，在设计中，要按贴标真空转鼓上 m个吸标工位均匀的圆弧长对应的倍比值确定其工作回转半径 r ,在据此按等速原则确定工作转速 n 5.2 部分机构设计 1、贴标转鼓直径的确定： nts 15 14 0 0 4 0 07 8 0 2 01 8 6 d （六个工位）； (5-6) 1 2 6 6 . 6 7 2 6 6d m m； 取标转塔直径 d2： 124 0 0 4 0 066dd ； (5-7) 2 266d mm；取2 266d mm（六个工位） 进出瓶星轮直径的确定3d： 34 0 0 4 0 01 8 1 0dd (5-8) 3 422.7d mm；去3 422d mm（十八个工位） 2、各轮转速： 24000 400m i n60 瓶托瓶台的转速： 400 2 2 . 2 2m i n18Q rn m (5-9) 贴表转鼓转速： 1 400 6 6 . 6 6 7 m i n6 rn (5-10) 取标转鼓转速： 2 400 6 6 . 6 7 m i n6 rn (5-11) 进出瓶星轮转速：3 400 40 m i n10 rn (5-12) 分瓶螺杆转速： 4 400 m i nrnQ(5-13) 3.电机选择： 输入功率 3.5p kw ，由最高转速和功率选择电动机 Y160M1 型电机同步转速：700r/min。 额定功率： 4kw。减速器传动比 10.799I 万向连轴节转速与直径：1 6 6 .6 6 7 m i nrn ，0 55d mm； 另一轮转速：0 2 6 .6 6 7 m i nrn ； 传动比： 1 6 6 . 6 6 72 . 4 92 6 . 6 6 7I 。 4.凸轮的设计 nts 16 为了保证标签的顺利取送，我们对标板的粘胶、取标及松标过程用凸轮来控制，该部分工作原理如下： 取标凸轮自转的同时，固定在取标齿轮上的扇形齿轮及圆柱齿轮随其一起转动，公转的同时，扇形齿轮上固定的拔销在槽型凸轮的作用下，按照规定的方向摆动，扇形齿轮的摆动带动与其啮合的圆柱齿轮一起摆动。这样就使得固定在圆柱齿轮轴上的标版到达一定位置的时候发发生预期的摆动。 此次只写出整个凸轮设计的基本原理。 （ 1）将标签的宽度分为 5 等分，由于标版的弧长与标签的宽度相等，因此，将标板也分为 5 等分，并将标 签和标板的对应位置分别表上字母 A、 B、 C、 D 和 a、 b、 c、d. （ 2）由于标板和圆柱齿轮相对固定，固定架自转的同时，扇形齿轮在拔销的作用下摆动，使得圆柱齿轮带动标板自转的同时，保证 Aa、 Bb、 Cc、 Dd 重合。 （ 3） 每次都记下拔销的位置轨迹，用光滑曲线连接就可生成凸轮的理论轮廓曲线，再用滚子包络后就可生成实际轮廓曲线。 同理做出标版粘胶及松标部分的凸轮轮廓线，然后把各个工位之间用圆弧连接，即生成整个凸轮的轮廓曲线。 5.分瓶供送螺杆的设计 1）、输入等速段： 首先确定出入等速段螺距： 0 1 0 0 2s w b p ；002w b p 。 0w 输入等速段螺旋槽外沿的轴向宽度（螺旋槽宽度）； 0b 输入等速螺旋槽的截面宽度（ 35mm 取0 4b mm）； 两相邻瓶罐主题部分的外廓间距； p 瓶罐主体半径。 外螺旋线：应其展开图形为一条斜直线，故相应轴长度 1 01 1H s i；1 01 10mmH S i；1 0.65i ；002 3 0d r m m （螺杆的内直径）。 周向展开长度：11 0 . 6 5 1 8 3 . 8 9L D l D m m ； (5-14) nts 17 11 1 . 2 5 3 5 3 . 6mmL D i D m m 。 (5-15) 螺旋角：0101 60 1 1 . 9 7 1 22 8 2 . 9sa r c t g a r c t gD oo(5-16) 00 . 7 1 . 0 0 . 8 5 1 5 3 8 4 5 . 0 5R r m m 90.1D mm 。 故螺杆的速输入速度： 30106 0 4 0 0 1 0 0 . 46 0 6 0sn mv s (5-17) 2）、变加速段： 此段供应加速度2a由零值正弦函数变化规律增加为某一最大值： 21 2s in mtac t； (5-18) 即相应的供送速度轴向位移： 2 22 2 1 2 1 222 2mmt tV S a d C c o n Ct ； (5-19) 22 22 2 1 2 1 2 2 32 242m mt tH S v d C c o n C t Ct ； (5-20) 2t、2mt分别表示瓶罐移过行程2H和最大行程2mH所需要时间。 下面确定 1c 、 2c 、 3c 由边界条件： 22mtt ； 1ca ； 2aa& ； 2 0t ； 20vv； 2 0H； 3 0c ；2 0 22 mac v t 。 并取22 60it n、 22 60 mm it n式中2i和2mi分别表示变加速段螺旋圈数的任意值和最大值：2 1 2 1 .5mi ； （220 mii取2 0.75i ） 2 0 . 7 56 0 0 . 1 1 2 5400t ；2 0.0225mt ； 则： 2222 0 1 2 22214400 s i n2mmmiiaH s i in i i ； (5-21) 外螺旋线轴向展开长度的任意值和最大值： 22 0 . 7 5 2 8 2 . 9 2 1 2 . 1 7 5L D i m m ； (5-22) 22 1 . 5 2 8 2 . 9 5 6 5 . 8mmL D i m m 。 (5-23) 3）、等加 速度 nts 18 3aa则相应的供送速度及轴相位移； 3 3 3 4tV S a d a t c ； (5-24) 23 3 3 3 4 3 52t aH S v d t c t c ； 33 60it n；3 0.8i 3 0.1875ts；3 1.6mi ； 则外螺旋轴向展开长度：33 2 8 2 . 9 0 . 8 2 2 6 . 3 2l D i m m ；3 4 5 2 .6 4ml m m； 6.齿轮的设计 万向联轴器与直径：01 6 6 . 6 7 / m i n , 5 5n r d m m。 每年 300天，每天两班，另一齿轮转速 n0=26.67r/min. 传动比 I=2.49 选定齿轮类型：直齿圆柱齿轮，大小齿轮的材料均为 40Cr，并经调质处理及表面淬火，齿面硬度为 48-55HRC. 假定小齿轮齿数 z1=28, 大齿轮齿数 z2=iz1=70. （ 1）按齿面接触强度计算， 21131 2412 . 3 2td HE k T ud m mu (5-25) （ 2）确定公式内的各计算数值 1).试选载荷系数 kt=1.3 2).计算小齿轮传递的转矩 551 9 5 . 5 1 0 3 . 5 / 6 6 . 6 7 5 . 0 1 1 0 /T N m m (5-26) 3).齿宽系数 0.5d4).材料的弹性影响系数 188EaZ M P5).按齿面硬度的中间值 52HRC 查的大小齿轮的接触疲劳强度极限为l i m 1 l i m 2 1170HH M P a6).由公式计算应力循环次数 818726 0 1 6 0 6 6 . 6 7 1 2 8 3 0 0 1 0 1 . 9 2 1 01 . 9 2 1 0 / 2 . 5 7 . 6 1 0hN n J LN (5-27) 7).由图表查的接触疲劳寿命系数为120 . 9 5 ; 0 . 9 8H N H NKK8).计算接触疲劳许用应力 nts 19 取失效概率为 010,，安全系数为 S=1，所以 1 l i m 112 l i m 220 . 9 5 1 1 7 0 1 1 1 1 . 510 . 9 8 1 1 7 0 1 1 4 6 . 61H N HNH N HNK M P aSK M P aS 试计算小齿轮分度圆直径 d1t代入 H较小的值 2 251 3311 1 . 3 5 . 0 1 1 0 3 . 5 1 8 82 . 3 2 2 . 3 2 3 6 3 . 5 50 . 5 2 . 5 1 1 1 1 . 5t Etd HKT Zud m mu (5-28)9).圆周速度11 333 . 1 4 6 3 . 5 5 6 6 . 6 7 0 . 2 2 1 /6 0 1 0 6 0 1 0dnv m s (5-29) 10).计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 11/ 6 3 . 5 5 / 2 8 2 . 2 6 9ttm d z 齿高 2 . 2 5 5 . 1th m m m / 3 1 . 7 5 5 / 5 . 1 6 . 2bh 11).计算载荷系数：根据 v=0.221m/s 6 级精度，查的动载荷系数 1.05vk 直齿轮：假设 1 0 0 /AtkF N m mb (5-30) 由表查出： 1 .0HFKK查的使用系数 : 1AK 由表查的 : 1.143HK 由载荷系数： 1 . 0 1 . 0 5 1 1 . 1 4 3 1 . 2A V Hk k K K K (5-31) 12).实际分度圆直径：3311 1 . 26 3 . 5 5 6 1 . 81 . 3ttkddk (5-32) 13).计算模数：116 1 . 8 / 2 8 2 . 2 0 9dm z （ 3） .按齿跟弯曲强度设计： 其设计公式为： 13 2 12 F a s ad Fk T y ym m mZ (5-33) 1） .由机械设计书查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限：12 730F E F E M P a2） .弯曲疲劳寿命系数： 120.950.90FNFNKKnts 20 3） .弯曲疲劳许用应力： S=1.4 1112227 3 0 0 . 9 5 / 1 . 4 4 9 5 . 3 57 3 0 0 . 9 0 / 1 . 4 4 6 9 . 2F N F EFF N F EFK M P aSK M P aS 4） .计算载荷系数： 1 . 0 1 . 0 5 1 . 0 1 . 2 1 . 2 6A V FK K K K K (5-34) 5） .查齿形系数：1 2.55FaY 2 2.24FaY 6） .查应力校正系数：1 1.61SaY 2 1.75SaY 7） .大小齿轮的 11Fa SaFYY(5-35) 并加以比较 2 . 5 5 1 . 6 1 / 4 9 5 . 3 5 0 . 0 0 8 2 8 8 0 7 9F a S aFYY ； 22 2 . 2 4 1 . 7 5 / 4 6 9 . 2 0 . 0 0 8 3 5 4 6 5 6F a S aFYY ； 小齿轮数值大； 8） .设计计算： 5133 2212 2 1 . 2 6 5 . 0 1 1 0 0 . 0 0 8 2 8 8 0 7 9 2 . 9 80 . 5 2 8F a S ad Fk T y ym m mZ (5-36) 由于 m的值主要取决于弯曲强度，所以 m=3 则 1116 1 .8/ 2 0 .6d m mZ d m取 1 21Z 2 2 .5 2 1 5 3Z 11222 1 3 6 35 3 3 1 5 9d Z md Z m 9） .几何尺寸计算： 12 1112dda m m (5-37) 1 0 . 5 6 3 3 1 . 5db d m m 圆整 1 32B2 35B 10） .验算： 5112 2 5 . 0 1 1 0 / 6 3 1 5 9 0 4 . 4 7 61 5 9 0 4 . 4 7 6 / 3 2 4 9 7 . 0 2 1 0 0 /tAtTFNdKF N m mb nts 21 综上所述：该机的主传动齿轮的模数 m=3 1101159532.5d mmzi则托平台的齿轮： 0005 3 2 . 5 1 3 3399Zd m z 进出瓶星轮齿轮 ： 03030340 1 . 52 6 . 6 7133 891 . 5izzi 综上所述： 取标板长度 L 130mm 的贴标机，该贴标机转盘回转半径 R 135mm，扇形齿齿数 Z1 64，齿轮 Z2 18，中心距 a 103 5mm，销轴偏心 h 50mm，销轴偏角 f 9 75，最小半径 r 40mm，最大半径 r 80mm，最小间距 D 38mm，最大间距 D 40mm。应用本文所属计算机辅助设计软件的计算结果为：半径 r 56 11mm，间距为 D 40mm。 nts 22 6 设计说明 6.1 夹标装置 （ 1）标板的边缘和垫条必须与夹标转鼓和标签台的中心线相吻合。 （ 2）调整每一个垫条至正确的间隙。 （ 3）对折商标。将商标放在夹指下正确的位置。转动贴标机，直到商标与 夹 标转鼓、瓶子和托台的中心线一致。 （ 4）托平台的中心线到夹标转鼓的中心线应穿过瓶子的中心线和对折的测试商标纸的中心线。 （ 5）没有必要将对折的测试商标纸的中心线对准商标海绵的中心线。 （ 6）检查商标被贴到瓶子时的设定值，校直夹标转鼓和托瓶台 。 （ 7）垫条表面和夹指之间的间隙为 9 mm。 （ 8）垫条的前接触面、标板的前接触面、夹标转鼓的中心和标签台的中心均处于同一中心线。 6.2 胶辊装置 （ 1）启动胶泵之前，必须打开压缩空气关闭阀。 （ 2）刮胶刀的刀刃必须是笔直的，且无缺口。当贴标机的胶辊的材质为橡胶时 ，在没有浆糊的情况下，晃动刮胶刀时，不可与橡胶浆糊棍相接处。 6.3 传动装置 （ 1）各部件必须保持无磨损状态，当用手晃动标板时，标板的晃动范围应小于 2mm。 （ 2）万象联轴节的磨损是构成断断絮絮贴标的主要因素。用手向前向后转动标板的表面，找出磨损的位置。 nts 23 7 使用说明 在本机的设计过程中，尽量减少机器的专用性，增加其通用性，也是我们的一个设计原则和目标。换而言之，就是使本机在生产过程中不仅能够适应有共同点的各种瓶型的贴标，同时也要使本机能够适应有共同点的各种不同规格，但具有相似形状的瓶型容器。 本 机适用于各种瓶型，各种瓶型有不同的更换套件。 （ 1） 瓶子大小改变，标纸不变，须更换的套件 。 包括进出瓶星轮，中心导板；进瓶螺杆；止瓶星轮。 （ 2） 瓶子大小不变，标纸大小、形状变化。 包括取标板；标签盒；定距套管