全自动颗粒包装机的设计【24张图/13700字】【优秀机械毕业设计论文】
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全自动
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文档包括:
说明书一份，39页，13700字左右。
任务书一份。
外文翻译一份。
图纸共24张，如下所示
A0-总装配图.dwg
A0-纵封传动系统装配图.dwg
A1-11进料局部装备图.dwg
A1-1象鼻成型器零件图.dwg
A1-2滚刀相位调节装置.dwg
A1-2锥齿轮1.dwg
A1-3横封.dwg
A2-2齿轮2.dwg
A2-31横封零件图.dwg
A2-4纵封.dwg
A2-5剪断刀.dwg
A2-6偏心链轮机构.dwg
A3-41纵封棍零件图.dwg
A3-变速轮.dwg
A3-带轮.dwg
A3-链轮.dwg
A3-链轮1.dwg
A3-锥齿轮.dwg
A3-齿轮.dwg
A3-齿轮1.dwg
A3-齿轮3.dwg
A4-11底板.dwg
A4-51剪断刀零件图.dwg
A4-密封环.dwg
全自动颗粒包装机的设计
摘 要
本文主要介绍了一种包装机械—自动颗粒包装机的工作原理及其设计过程，对其传动系统的参数进行计算和传动部件的强度校核，对其整体外观、箱体以及支架进行合理的改进。自动颗粒包装机主要适合于包装食品、茶叶、医药、化工等产品的松散状、无粘性细小颗粒物品的小剂量自动包装。其包装材料为复合材料，在高温下粘合。
本机主要有横封机构、纵封机构、供料机构、剪切机构、传动机构及电器控制系统。在本次设计中，我们的主要任务是对其传动系统的支架、整机的箱体进行改进，使其满足设计要求，以达到所要求的生产效率。
本机的特点是能自动完成制袋，可调量杯计算、充填、打印日期、封合部位打口、记数等功能。本机还采用了无机调整制袋长度机构和智能型商标定位装置。
关键词：工作原理，传动机构，支架
Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT
This article mainly introduces the principle and course of the design of the packing machinery (the type of DXDK40-II), and the author calculates the parameter of the transmission system, collates the drive parts and improves the appearance, the box and the bracket. This machine mainly packs the relaxed, small granule with out glutimesity in food、tea、medicine and chemical industry. The material is composite and agglutinated in high temperature.
This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electricity control system. The main task in this work is to improve the bracket in the transmission system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need.
It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient the position of the mark.
KEY WORDS: the principle of the work， transmission parts，the bracket
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 前言 1
2 自动颗粒包装机工作原理 2
2.1 机械部分 2
2.1.1 无级调速机构 2
2.1.2 间隔齿轮及锥棍无级调整机构 2
2.1.3 偏心链轮机构 3
2.1.4 行星差动轮系 4
2.1.5 可调量杯机构及量杯零件图 5
2.2 电器部分 5
2.3 光电控制的简要说明 5
3 总体方案设计 6
3.1 功能和应用范围 6
3.2 工艺分析 6
3.3 机构造型 7
4 运动参数的计算及传动系统的设计 9
4.1 带传动的计算 9
4.2 链传动设计 10
4.3 剪切部分齿轮传动系统 11
4.4 锥齿轮的设计计算 15
4.5 料盘传动部分 18
4.5.1 I-II 间的传动 18
4.5.2 II-III 之间的传动 21
4.6 隔板的设计、加工以及误差 25
4.7 支架的设计及加工 26
5 机构调整及事故处理方法 29
5.1 机构本身故障 29
5.2 转盘部位故障 29
5.3 注意事项 30
致 谢 32
参 考 文 献 33
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，通过让学生对全自动颗粒包装机的设计，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：
需收集与本课题同类型的塑料薄膜包装机的有关数据和资料。如传动系统、料缸结构、及聚乙烯塑料薄膜的牵引系统、成型与垫封机构（横封与竖封）。1. 生产能力：35袋/分钟；2. 包装容量：5~25ml（连续可条）；
3. 精度 ；4. 包装材料厚度0.08~0.mm，宽度60~140mm。
5. 外形尺寸应尽量小。
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. 设计装配图和部装图。
5．设计零件图。
6．整理并打印设计说明书。
- 内容简介：
-
陕 西 科 技 大 学 毕业设计（论文）任务书 机电工程 学院 机械设计制造及其自动化 专业 机械 03 班级 学生 郭庆 题目： 全自动颗粒包装机的设计 毕业设计（论文）从 2007 年 3 月 6 日起到 2007 年 6 月 15 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，通过让学生对全自动颗粒包装机的设计，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： 需收集与本课题同类型 的塑料薄膜包装机的有关数据和资料。如传动系统、料缸结构、及聚乙烯塑料薄膜的牵引系统、成型与垫封机构（横封与竖封）。 1. 生产能力： 35 袋 /分钟； 2. 包装容量： 525续可条）； 3. 精度 %2 ； 4. 包装材料厚度 度 60140 5. 外形尺寸应尽量小。 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. 设计装配图和部装图。 5设计零件图。 6 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 4 周 毕业实习，收集所 需要的数据及资料 第 5 周 整理资料，经分析比较后，确定设计方案 第 6 7 周 进行参数设计计算 第 8 10 周 进行总体装配图的设计 第 11 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： I 全自动颗粒包装机的设计 摘 要 本文主要介绍了一种包装机械 自动颗粒包装机的工作原理及其设计过程 ，对其传动系统的参数进行计算和传动部件的强度校核，对其整体外观、 箱体以及支架进行合理的改进。自动颗粒包装机主要适合于包装食品、茶叶、医药、化工等产品的松散状、无粘性细小颗粒物品的小剂量自动包装。其包装材料为复合材料，在高温下粘合。 本机主要有横封机构、纵封机构、供料机构、剪切机构、传动机构及电器控制系统。在本次设计中，我们的主要任务是对其传动系统的支架 、 整机的箱体进行改进，使其满足设计要求，以达到 所要求的生产效率。 本机的特点是能自动完成制袋，可调量杯计算、充填、打印日期、封合部位打口、记数等功能。本机还采用了无机调整制袋长度机构和智能型商标定位装置。 关键词： 工作原理 ， 传动机构 ， 支架 of of of in is in is up of of in is to in of to of we It of in It of of of 录 摘 要 I 前言 1 2 自动颗粒包装机工作原理 2 械部分 2 级调速机构 2 隔齿轮及锥棍无级调整机构 2 心链轮机构 3 星差动轮系 4 调量杯机构及量杯零件图 5 器部分 5 电控制的简要说明 5 3 总体方案设计 6 能和应用范围 6 艺分析 6 构造型 7 4 运动参数的计算及传动系统的设计 9 传动的计算 9 传动设计 10 切部分齿轮传动系统 11 齿轮的设计计算 15 盘传动部分 18 的传动 18 间的传动 21 板的设计、加工以及误差 25 架的设计及加工 26 5 机构调整及事故处理方法 29 构本身故障 29 盘部位故障 29 意事项 30 致 谢 32 参 考 文 献 33 全自动颗粒包装机 1 1 前言近半个多世纪以来，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，受到人们的普遍重视 。 现代包装的普遍含义是：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，防止产品破坏变质，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。 中国有着悠久的包装历史。可是中国的现代化包装工业起 步 比较迟缓， 解放前只有几个大城市的啤酒厂、汽水厂、罐头厂、卷烟厂才培植一些包装机械。直到五十年代末期，开始引进仿制，形成小规模的生产能力。自动颗粒包装机实现了对一些无粘性颗粒的包装，本机采用的材料为复合材料，包装材料以纸玻璃纸涤纶膜铝箔等为基纸引为商标，并喷涂要均匀，复卷后外圆平整，不允许有高低不平或两边松紧不一致的现象。 自动颗粒包装机由于功能较少应用范围小，但生产率较高，本次设计的主要对象是包装机的动力系统，介绍了包装机的横封机构、纵封机构和供料机构以及箱体和支架设计，并简单介绍了它的电气控制部分。其机 械部分主要有无级调速机构、偏心链轮机构、行星差动轮系和可调量杯机构。电气部分主要有光电开关、凸轮接近开关控制机构和减速电机。 在包装机械电气自动化中，光电技术越来越起着重要作用。例如，可用来自动检测流水线上包装容器的形状、口径伤痕污垢缺盖，以及箱体的外廓尺寸、排列间距、移动速度、装入个数、封条有无等；还可用像混合物料按色泽逐个自动分选，斗槽内料或液位的自动控制，大型物件多道捆扎的自动定位，卷筒商标纸的自动对位切割，冲料软管的自动定向封口，以及其他类似的情况。毕业设计是工科大学毕业生面临毕业时，一次综合全，面 的设计能力的训练。目前在于培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关课程的理论能力，加强和扩展有关机械设计方面的知识。 通过我们的努力，在经过了毕业实习参观、制定设计方案、选择传动机构、计算零件尺寸及全，面考虑制造工艺、使用及维护要求，在吴春英的指导下，我们完成了这一机器的设计。但难免有不足之处存在，希望各位老师加以指导。 陕西科技大学毕业设计说明书 2 2 自动颗粒包装机工作原理 械部分 （ 1） 包装过程示意图 ： 包装材料（薄膜） 经薄膜成型器成型 进行横封热合打字打撕口装料 切断 进行纵封热合成型 （ 2） 几个主要部件 的简要说明 级调速机构 该机构是用来调整机器包装速度的，其机构简图如图 2示 ： 图 2极调速机构 调整速度时首先松开螺母 2；当顺时针旋转手柄 1 时，动轮 3 外移，主动轮以便动轮 4 在弹簧 5 作用下，使它压紧三角带，从而使三角带向皮带轮外缘移动，实现了增速运动。当翻转手柄 1 时，动轮 3 压紧三角带，迫使三角带克服弹簧 5 的压力，向主动皮带轮小直径方向移动，实现了减速运动。 隔齿轮及锥棍无级调整 机构 间隔齿轮的作用是为改变包装袋长而设置，从传动系统原理图来看它的运动关系是主轴每旋转一转，纵封棍送进薄膜纸前进一个袋长，二横封旋转半周封合一次，因此当改变包装袋长度尺寸时，必须与其相适应的齿轮合，它的特点是：间隔齿轮的齿数，即相当于袋长的尺寸。锥棍无级调速机构与间隔齿轮配合使用，其作用在于调整已定袋长的幅度，这对提高光点跟踪的准确性起到了可靠的保障，调整幅度见表 2 全自动颗粒包装机 3 表 2整幅度表 间隔齿轮齿数（袋长） 锥棍无级调速的袋长幅度（ 55 555 7000 90 偏心链轮机构 如图 2示， 该机器的纵封的作用有两个： 一是进行纵向封合作用，另一是带动包装纸进行送纸，而横封棍的封合是间隔的，按正常的工作要求是在横封进行封合这段时间内，它的线速度应与纵封棍的线速度保证一致，否则会使包装材料受到拉伸而破损或是松弛起皱，以至造成封合不良，为此，本机设置偏心链轮机构，以保证袋长在一定范围内变化时能使横封棍封合时的圆周线速度与纵封棍的圆周线速度相适应，以保证机器的正常工作。 当包装尺寸改变除了更换相适应的间隔齿轮及调整锥棍外，同时还应对偏心轮进行适当 的调整，首先将偏心链轮左边的琐母松开，旋转偏心链轮调节旋钮，使其标签少年宫的数值（即改变后的袋长）对准轴上的刻线，然后将琐母琐紧，即调整完毕。 当所选的袋长处于偏心链轮中心位置尺寸时，（此时袋长为 80时偏心链轮中心与主轴中心重合，同时横封棍的圆周线速度与纵封棍的圆周线速度是一致 图 2心链轮机构 链轮中心与主轴的中心不重合有一定的偏心距，这时由于主轴的转速是等速的，而主轴陕西科技大学毕业设计说明书 4 的中心和偏心链轮有一定的偏心距，这样使同样半 圈时间内偏心链轮左右半圈转过的齿数不同，则使齿数多的半圈线速度就大；齿数少的半圈线速度就低，偏心链左右半圈转过的齿数不同则使齿数多的平圈线速度就大；齿数少的半圈线速度就低，偏心链轮呈现为不等速运动。因此，改变包装袋袋长尺寸后 ， 相应地调整偏心链轮地连心量，即可以实现横封棍与纵封棍 2 着的线速度相适应。 星差动轮系 当在本机器上使用独立商标之保障材料进行工作时，按照成品袋的要求，横封封口的位置正好处于两个商标的中央，可是在工作过程中，由于纵封棍送进的拉伸，加热温度的影响，包装纸的存放条件和时 间等等因素的影响，包装纸在使用时，不能保证横封封合位置处于两个商标的中间，为了补救位置的偏差，必须对纵封棍进行速度的修整，以达到此目的，而行星差动轮系即是这种修整过程中的执行机构。当封合位置正确时，由于减速电机驱动的蜗杆 Z 不动 则 动，主轴的运动通过 中间轮组传到同轴时的 给星轮，行轮一方面自传，另一方面带动系杆齿轮 公转 运动，经系杆齿轮转致纵封主动轴进行反转运动，通过 星轮转速降低后加快，这样两个运动合成输出 的速度就减慢或加快 ，以达到修整的目 的。 图 2星差动轮系 全自动颗粒包装机 5 调量杯机构及量杯零件图 量杯分为内科杯合外科杯，外科杯外形尺寸与下料盘结合。量杯规格分为三种，计量范围 (按容积 ),第一种： 5 10二种： 10 20三种： 20 40据用户产品（即被包装物）计量的大小，可进行上下调节，一般掌握原则是根据用户产品比重来调整量杯的高度，实际调整后的剂量应略小于剂量，其实值以调整转盘中的刮料器与转盘内表明之间距离来补偿，但它们之间的距离不应该过大（即补偿量）过大后会造成剂量不精确；奸细过小会引起刮料器与转 盘相互磨损。 器部分 本机能源采用 容启动单相电机，功率 70W，电压 220V，转速 1400r/线电源由于机器电源插座引进，转动电源开关电源指示灯亮，拨动电机开关启动电机，电机指示灯亮，电机接入事通过电机保险丝。 热封系统是采用电阻丝加热连续封合，纵封棍采用两个环形加热器，每个 250W，100W；横封是两个棒形加热器，每个 250W， 100W 安装在横封棍内，纵封棍内，纵封加热器是锁紧螺母固定在基板上，均可以直接与电源相接。 加热的温度是预先调到的给定的温度，由两台 式温度调节仪分别对纵封及横封进行自动温度控制，即使控制他们各自的继电器，从而使他们的加热器通电或断电。温度调节仪的信号分别来自他们的热敏电阻，将温度的变化转化成电信号的变化进行自动控制。 电控制的简要说明 在自动包装中必须保持商标位置正确，这是对包装质量的基础要求，为此必须使纵封，横封棍速 度与包装商标间隔长度一致，然而包装纸商标实际速度由可能与预计的有误差，此误差积累起来就会使商标位置改变，以致超出允许差，造成废电器部分。 （ 1） 凸轮接近开 关 控制结构 单一的光电控制，只能使伺服电机作一种动作，而 包装机却需要作如下三种动作： a) 纵封速度不需要修正，在光电信号下，伺服电机不动。 b) 纵封棍速度偏低，商标后移，要在光电信号下，纵封棍增速，以实现同步。 c) 纵封棍速度偏高，商标前移。要求在光电信号下，伺服电机反转，纵封棍减速。 在本机主轴上装与由凸轮积极、接近开关 以实现三种动作，本系统采用电感式 开型接近开关精确调节接近开关与凸轮接近距离，再者凸轮接近开关的全过程中，接近开关指示灯应保持常亮，不能是闪动，接近开关与凸轮间距应为 2 3 （ 2） 减速电机采用 9 可逆电机作为执 行机构，为防止主电机停转时，减速电机被开动，而超负荷，所以与主电机采用同移拨动开关，减速电机才能接通电源。 陕西科技大学毕业设计说明书 6 3 总体方案设计 能和应用范围 （ 1） 用途：包装无粘性小颗粒包装袋规格，长 55米，宽 30米。包装速度为 50 /分。 （ 2） 包装材料：主要为复合材料，在高温下粘和，一纸玻璃纸涤纶膜铝箔等为基纸为商标并喷涂高压聚乙烯制成，喷涂均匀。 （ 3） 封合方式：热封 艺分析 （ 1） 确定机器类型 a） 工位 ： 由于生产批量较大，故选用多工位自动包装机。 b） 根据自动机械设计理论 ，找到多个动作的同步点，采用连续型运动形式。 （ 2） 确定工艺路线 a） 包装机的工艺路线 ： 主要有直线型、阶梯型、圆弧型、组合型等，其中直线型又分为立式和卧式两种，本机采用立式直线型工艺要求路线。 b） 包装材料供送 ： 包装材料的供送利用纵封棍的摩擦来完成，这样使机器的结构简单紧凑容易实现自动化。同时提高了生产率，使包装材料供送与封口一次完成。 c） 供料机构 ： 供料机构的计量方式采用容积法计量，散体供送装置，依其主题运动的方式分为旋转式、摆动式、直线往复式和振动式等多种；依其传动方式分为机械式、液压式、气动式和电磁式 等多种。本机运动方式采用旋转式，其传动采用机械式。 d） 主传送 ： 主传送系统主要采用齿轮运动，使其达到生产要求，此外还有由减速电机带动的蜗轮蜗杆减速机构。 e） 横封、纵封机构 ： 本机的纵封器采用连续型棍式纵封器，它的热封机构是做等速相向回转的一对棍筒，它对袋筒兼有施压、牵引及加热封边的作用。在热封期间，热量有滚筒内的电热丝通电后供给常热式辐射加热，使热融型塑料进入两滚筒的热合接触面，相互粘合而形成密合的纵封。其横封采用一种联系横封器结构。热封所需的压力可借助两侧的压缩弹簧加以适当调节。热封时，热封头与连续运动着 的袋筒必须既有同步的线速度，否则，封口部位可能发生起皱或拉长，甚至段裂等不良现 f） 剪切机构 ： 本剪切机构采用棍刀式。切断装置。实际上切割过程具有双重作用，即刃口对塑料薄膜挤压、滚切和撕裂，因此要求滚到速度达预料袋下降速度。 全自动颗粒包装机 7 构造型 （ 1） 包装材料供送机构 为时操作方便，将卷筒纸架设置在机器上方。利用象鼻成型器折弯成型 式充填封口机，平张卷筒薄膜经导棍引至象鼻成型器 （图 3被折弯成圆筒 状，然后借等速回转的纵封棍加压热合并连续向下牵引。物料经计量装置计量后，由加料斗落入已封底的袋筒内。经不等速回转 的横封棍，将该袋筒的上口缝合，再经回转切刀切断后排除机外。 （ 2） 主传动系统 卷筒式复合包装材料经象比成型器折叠后，即由热封装置先后完成分段宗封和底边全封。 （ 3） 传动系统 要求自动颗粒包装机的生产效率达到 50 /分，袋长 55米。因此，设置了间隔齿轮和锥滚无级调速机构，采用两极降速机构，第一节用宽三角带无级变速，第二节用锥滚无级变速。 （ 4） 切断装置 图 3鼻成型器制袋式袋装机 1 2 3 4 5陕西科技大学毕业设计说明书 8 机械式切断包装袋的方法大体上有热切和冷切两种。可根据具体 条件，如包装材料的材质、厚度、材袋的牵引运动形式、切割方法和切口形状等来适当选择。 热切是将薄膜局部加热融化并用热切元件向融化部分施加一定压力而使其分离的一种方法。热切元件多采用电加热刀或电加热丝，常与横封装置组合在一起，使热封与切割同时完成。其中高频加热刀既是一只具有刀口的电极，使用间歇式带装机热切聚氯乙烯薄膜材料。脉冲加热电热丝，既是一跟直径为 圆云电热丝，根据需要可选用间歇或连续通电进行分割，因其表面不能覆盖聚氯乙烯编制物，故分割用圆丝与封口用扁丝往往不安装在同一热封体上。冷切是借助锋利的金属刀 刃使薄膜在横截面上受剪切力而分离料袋的一种方法。冷切工具常用滚刀、镰刀、锯齿刀等。由于机器是连续工作的，所以采用滚刀式，它有两种组合方式，）滚刀与定刀、）慢转滚刀与快转滚刀。前者多用于低速有少切削的场合，因此本机采用第一种组合方式。 （ 5） 确定电动机功率 参阅同类包装机，确定电动机功率为 全自动颗粒包装机 9 4 运动参数的计算及传动系统的设计 传动的计算 取带轮的传动比 i=带论直径 1 71d ， 小带轮转速 1n =1400r/ （ 1） 确定计算功率 查表得工作情况系数 : 所以计算功率 : 1 . 0 5 3 7 0 3 8 8 . 5c a A e P w （ 2） 选取 根据 1n 的值查图确定带型为： 带 （ 3）验算带的速度 11 1 7 1 4 0 0 5 . 2 5 . 56 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn m m mv s s s 所以带的速度合适。 （ 4）确定 根据 : 1 2 0 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d a d d ， 初步确定中心距 0 210a ， 计算所需要的带的基准长度 : 2120 1 202()2 ( )24(1 0 6 . 5 7 1 )2 2 1 0 ( 7 1 1 . 5 7 1 ) 7 0 02 4 2 1 0a d m m m 根据普通 710dL m m 计算实际中心距： 07 1 0 7 0 0( 2 1 0 ) 2 1 522a m m m m （ 5）验算主动轮上 的包角 121 1 0 6 . 5 7 11 8 0 5 7 . 5 1 8 0 5 7 . 5 1 5 8 . 2 1 2 0215dd a o o o o o o 故主动轮上的包角合适。 （ 6）计算 陕西科技大学毕业设计说明书 10 00() K K 由 1 1400 m i ， 1 71d ， 查表得： 0 ， 0 0 P ， ， 。 所以： 0 . 3 8 8 5 1 . 2 5( 0 . 3 0 . 0 2 ) 0 . 9 8 0 . 9 9z 取 1z 根。 （ 7）计算预紧力 20 2 . 55 0 0 ( 1 )q vv z K 查表得 0 m ，故 20 0 . 3 8 8 5 5 2 . 55 0 0 ( 1 ) 0 . 0 6 5 . 2 5 9 . 65 . 2 1 0 . 9 8F N N （ 8）计算作用在轴上的压轴力 10 1 5 8 . 22 s i n 2 1 5 9 . 6 s i n 1 1 8 . 72 2pF z F N N o 传动设计 （ 1）主要参数 输入速 度：1n=60r/轮直径 d=100动比 i=1; 输入功率：1 0 . 3 7 0 . 9 5 0 . 3 5p k w选用类型、材料 ： 链轮的类型为滚子链，材料为 40 号钢经淬火回火处理。 （ 2）选择链轮的齿数1z，2=m/s，1z=2z=19 （ 3）确定计算功率 0 . 3 5c a P k w确定链条节数51a 则链节数为 2 2122 2 1 5 1 8 1 8 1 8 1 8 502 2 3 0 2p p p pL p a p p 确定链条的节距 p 全自动颗粒包装机 11 按链轮的转速估计，链工作功率曲线左侧时，可能出现链板疲劳破坏。由表查得小 链轮齿数系数 1 . 0 8 1 . 0 81 19 11 9 1 9z ，0 . 2 6 0 . 2 650 0 . 8 41 0 0 1 0 0 ； 选取单排链，由表查得多排链系数 ，故得所需传递的功率为 00 . 3 5 0 . 4 1 70 . 9 4 0 . 8 4 1 k K 根据小链轮转速 60 / m 及功率0 链号为 32A 单排链。再查得链节距 ， 5 0 . 8 1 . 5 7 6 2a m m 验算链速 116 0 1 0 0 0 6 0 1 8 5 0 . 8 0 . 9 1 4 4 /6 0 1 0 0n z pV m s 与假设相符 （ 4）演算小链轮毂孔 得 m a x 177 （ 5）作用在轴上的压轴力 F有效圆周力 0 . 3 51 0 0 0 1 0 0 0 3 8 30 . 9 1 4 4e ，故 1 . 0 5 3 8 3 4 0 2 链的型号为： 320 1 50 1切部分齿轮传动系统 取包装袋袋长为 80包装速度为 60 袋 / 分，剪切部分的线速度2 8 0 6 0 / m i nV m m主要参数：功率1 0 . 9 2 0 . 3 5 0 . 3 2 2P k w ；小齿轮转速 1 6 0 / m i ；传动比i= 1）选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选取齿轮类型 、材料 ： 选取直齿圆柱齿轮传动，材料为 度为170241 选取精度 等级 ： 此传动为一般齿轮传动，故取精度等级为 8 级； 齿数 ： 小齿轮： 1 25z ； 大齿轮： 21 1 . 5 2 5 3 8z z i （ 2）按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 陕西科技大学毕业设计说明书 12 2131 12 . 3 2 ( )Et u Zd m 确定公式内的各个计算数值 试选载荷系数 计算小齿轮传递的转矩 541 9 5 . 5 1 0 0 . 3 2 2 / 6 0 5 . 1 2 1 0T N m m 由表选取齿宽系数 由表查得材料的弹性影响系数 1 / 21 4 3 P按齿面硬度中间值 206大小齿轮的接触疲劳强度极限： l i m 1 l i m 2 350 P a 计算应力循环次： 8116 0 6 0 6 0 1 2 8 3 0 0 1 0 1 . 7 2 8 1 0hN n j L 8 7121 . 7 2 8 1 0 1 . 1 5 2 1 0 查表得接触疲劳强度寿命系数： 1 ，2 计算接触疲劳许用 应力 : 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，则 : 1 l i m 11 0 . 9 2 3 5 0 3221H N M P 2 l i m 220 . 9 4 3 5 0 3291H N P 设计计算 a) 试算小齿轮分度圆直径1入 H中较小值， 213124312 . 3 2 ( )1 . 3 5 . 1 2 1 0 1 . 5 1 1 4 3 . 72 . 3 2 7 50 . 2 1 . 5 3 2 2 u 计算圆周速度 V: 11 7 5 6 0 0 . 2 3 66 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn mv s c) 计算齿宽 全自动颗粒包装机 13 1 0 . 2 7 5 1 5d m m 75 325m 2 . 2 5 2 . 2 5 3 6 . 7 5th m m m ， 15 2 7 5 d) 计算载荷系数 K 查表得使用系数 : 1 根据 0 8 mv s ， 8 级精度，查得载荷系数： ，计算式：2 2 31 . 1 5 0 . 1 8 (1 0 . 6 ) 0 . 3 1 1 0 1 . 1 9 1H d 查得 : 载荷系数： 1 1 . 0 1 1 . 2 1 . 1 9 1 1 . 4 4 K K K e) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径为： 3311 1 . 4 47 5 7 7 . 51 . 3d m f) 计算模数 m 117 7 . 5 3 . 1 025dm m （ 3） 按齿根弯曲强度设计 13 212 F a S m a) 确定公式内各个计算数值 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为 12 100F E F E M P a 查得弯曲疲劳寿命系数： 1 ， 2 0 b) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=公式得： 111 0 . 9 1 1 0 0 651 . 4F N F M P 222 0 . 9 2 1 0 0 6 5 . 71 . 4F N F M P c) 计算载荷系数 K 陕西科技大学毕业设计说明书 14 1 1 . 0 1 1 . 2 1 . 1 6 1 . 3 9 K K K d) 查取齿形系数 查得 1 ， 2 e) 应力校正系数 : 1 ， 2 1 2 f) 计算大小齿轮的 F 并加以比较 111 2 . 6 2 1 . 5 9 0 . 0 6 465 222 2 . 2 4 1 . 6 6 2 0 . 0 6 16 5 . 7 所以小齿轮数值大 设计计算 41 332212 2 1 . 3 9 6 . 5 8 1 0 0 . 0 6 4 2 . 8 60 . 8 2 5F a S m 1 比计算结果，由齿面接触强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承受能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承受能力仅与齿轮直径有关，可取由弯曲强度算得的模数 就近圆整为标准值 3接触强度算得的分度圆直径1 由此得， 11 7 4 . 3 2 4 . 73dZ m ，取1 25Z ，2 2 5 1 . 5 3 7 . 5Z ，取2 38Z （ 4）几何尺寸计算 a) 分度圆直径 11 2 5 3 7 5d Z m m m 22 3 8 3 1 1 4d Z m m m b) 计算中心距 12 / 2 7 5 1 1 4 / 2 9 4 . 5a d d m m c) 计算齿轮宽度 1 0 . 2 7 5 1 5db d m m 全自动颗粒包装机 15 （ 5）验算 4112 2 6 . 5 8 1 0 1 7 5 4 . 775 1 1 7 5 4 . 7 1 1 7 1 0 015 m m N m 假设符合 同理以上面算出的大齿轮作为主动齿轮，取传动比为 率 p=可算出3 61Z ， 183d ， 3m 齿轮的设计计算 主要参数：输入功率1 0 . 9 2 0 . 3 5 0 . 3 2 2P k w ；小齿轮转速 1 6 0 / m i ；传动比 u=1 （ 1）选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选取齿轮类型 、材料 ： 工作平稳，速度较低，功率不大，因此齿轮材料选用 硬度为 170241 选取齿轮 精度等级 ： 精度等级取为 8 级； 选取齿轮齿数 ： 选取齿轮齿数 1230； （ 2）按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 211 2 . 2 9 ( )1 0 . 5 R a) 载荷系数 b) 小齿轮传递的转矩 541 9 5 . 5 1 0 0 . 3 2 2 / 6 0 5 . 1 2 1 0T N m m c) R 的值，通常取 1/3R d) 查得材料的弹性影响系数 1 / 21 4 3 P按齿面硬度中间值 206大小齿轮的接触疲劳强度极限： l i m 1 l i m 2 350 P a 算应力循环次： 81 2 16 0 6 0 6 0 1 2 8 3 0 0 1 0 1 . 7 2 8 1 0 n j L 查得 接触疲劳强度寿命系数： 12 0 . 9 2H N H 计算接触疲 劳许用应力 : 陕西科技大学毕业设计说明书 16 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，则 : 1 l i m 112 0 . 9 2 3 5 0 3221H N M P 设计计算 a) 小齿轮分度圆直径 : 24211 21 . 3 5 . 1 2 1 0 1 4 3 . 72 . 9 2 ( ) 2 . 9 2 8 8 . 71 0 . 5 3 2 2111 0 . 5 133 Zd m 1 11 0 . 5 8 8 . 7 1 0 . 5 7 3 . 93m t t Rd d m m b) 计算圆周速度 1 7 3 . 9 6 0 0 . 2 3 36 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn mV s c) 计算载荷系数 K K K K查表得使用系数 : 1 根据 0 3m mV s， 8级精度，查得载荷系数： 由表查得 ， 1 . 5 1 . 5 1 . 1 1 . 6 5 b K 1 0 . 8 1 1 . 6 5 1 . 3 2 K K K d) 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径为： 3311 1 . 3 27 5 8 91 . 3d m ，取 1 90td e) 计算模数 m 1190 330dm m （ 3） 按齿根弯曲强度设计 13 22141 0 . 5 1F a S a) 确定公式内各个计算数值 查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限为 12 100F E F E M P a 全自动颗粒包装机 17 查得弯曲疲劳寿命系数： 12 0 . 9 1F N F b) 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S=公式得： 1112 0 . 9 1 1 0 0 651 . 4F N F M P c) 计算当量齿数 030 42c o s c o s 4 5V d) 查取齿形系数 查得 ： 1 ， 2 e) 应力校正系数 : 1 ， 2 f) 计算 F 121 1 2 2 2 . 3 8 1 . 6 7 0 . 0 6 365F S F Y Y 设计计算 41322 3 214 4 1 . 3 2 5 . 1 2 1 0 0 . 0 6 3 2 . 9 7111 0 . 5 1 1 0 . 5 3 0 1 133F a S m 所以取 m=3, 11 90 303dZ m （ 4）几何尺寸计算 030 42c o s c o s 4 5V 10452 6 3 . 6c o s c o s 4 5dR m m 1 6 3 . 6 2 1 . 23 m m ， B=22 11 0 . 5 9 0 1 0 . 5 7 53m Rd d m m 陕西科技大学毕业设计说明书 18 * 1 3 3h m m , * )( ( 1 0 . 2 5 ) 3 2 . 7 5f mh m 盘传动部分 的传动 主要参数：传动功率1 0 . 9 4 0 . 3 2 2 0 . 3P P k w ；小齿轮转速1 60 / m 传动比 i=2 （ 1） 选取齿轮类型、精度等级、材料及齿数 选取齿轮类型、材料 ： 选取直齿圆柱齿轮传动，材料为 度为 170241 选取齿轮 精度等级 ： 此传动为一般齿轮传动，故取精度等级为 8 级； 选取齿轮齿数 ： 选取小齿轮齿数 ， 1 25z ； 大齿轮齿数 ： 21 2 2 5 5 0z z i ； （ 2） 按齿面接触强度设计 由设计计算 公式进行试算，即 2131 12 . 3 2 ( )Et u Zd m 确定公式内的各个计算数值 试选载荷系数 ： 计算小齿轮传递的转矩 541 9 5 . 5 1 0 0 . 3 / 6 0 5 . 1 8 1 0T N m m 由表选取齿宽系数 ： 由表查得材料的弹性影响系数 ： 1 / 21 4 3 P 按齿面硬度中间值 206大小齿轮的接触疲劳强度极限： l i m 1 l i m 2 350 P a 计算应力循环次： 8116 0 6 0 6 0 1 2 8 3 0 0 1 0 1 . 7 2 8 1 0hN n j L 8 7121 . 7 2 8 1 0 8 . 6 4 1 0 查表得接触疲劳强度寿命系数： 1 ，2 计算接触疲劳许用应力 : 全自动颗粒包装机 19 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，则 : 1 l i m 11 0 . 9 2 3 5 0 3221H N M P 2 l i m 22 0 . 9 5 3 5 0 3 2 3 . 51H N M P （ 3） 设计计算 a）试算小齿轮分度圆直径1入 H中较小值， 213124312 . 3 2 ( )1 . 3 5 . 1 8 1 0 3 1 4 3 . 72 . 3 2 6 60 . 2 2 3 2 2 u 算圆周速度 V 11 6 6 6 0 0 . 2 0 66 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn mv s c）计算齿宽 b 1 0 . 2 6 6 1 3 . 2d m m d）计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 1166 2 . 6 425m 齿高 2 . 2 5 2 . 2 5 2 . 6 4 5 . 9 4th m m m 1 3 9 4e）计算载荷系数 K 查表得使用系数 : 1 根据 0 6 mv s ， 8级精度，查得载荷系数： 直齿轮，假设 / 1 0 0 / b N m m，查得 1 a H 查得 查得 载荷系数： 1 1 . 1 1 . 1 1 . 3 6 1 . 6A 工业机器人在颗粒包装机中的应用 摘要： 机械手是机器人的手臂，它使机器人能弯屈、延伸和旋转，提供这些运动的是机械手的轴，亦是所谓的机械人的自由度机械手的轴使机械手在某一区域内执行任务，我们将这个区域为机器人的工作单元，该区域的大小与机械手的尺寸相对应，。由链、齿轮和滚珠丝杠组成的机械传动链驱动着机器人的各轴。 机器人控制器是工作单元的核心。用于大多数机器人系统中的控制器代表现代电子学的水平，是更复杂的装置，即它们可以使得微处理器操纵的。动力源是给机器人和机械手提供动力的单元。例如，如果机器人的机械手是由液压和 气压驱动的，控制信号便传送到这些装置 。 关键词： 工业机器人， 包装机 工业机器人是在生产环境中用以提高生产效率的工具，它能做常规乏味的装配线工作，或能做那些对于工人说是危险的工作，例如，第一代工业机器人是用来在核电站中 更换核燃料棒，如果人去做这项工作，将会遭受有害放射线的辐射。工业机器人亦能工作在装配线上将小元件装配到一起，如将电子元件安放在电路印制板，这样，工人就能从这项乏味的常规工作中解放出来。机器人也能按程序要求用来拆除炸弹，辅助残疾人，在社会的很多 应用场合下履行职能。 机器人可以认为是将手臂末端的工 具、传感器和手爪移到程序指定位置的一种机器。当机器人到达位置后，它将执行某种任务 。这些任务可以是焊接、密封、机器装料、拆卸以及装配工作。除了编程以及系统的开停之外，一般来说这些工作可以在无人干预下完成。 如下叙述的是 机器人系统基本术语： 1。机器人是一个可编程、多功能的机器手，通过给要完成的不同任务编制各种动作，它可以移动零件、材料、工具以及特殊装置。这个基本定义引导出后续断落的其他定义，从而 描绘出一个完整的机器人系统。 2。预编程位置点是机器人为完成工作而必须跟踪的轨迹。在某些位置点上机器人将停下来做某些 操作，如装配零件、 喷涂油漆或焊接。这些预编程点贮存再机器人的贮存器中，并为后续的连续操作所调用，而且这些预编程点像其他程序数据一样，可在日后随工作需要而变化。 因而， 这正是这种可编程序的特点，一个工业机器人很像一台计算机，数据可在这里储存、后续调用与编辑。 3。机械手是机器人的手臂，它使机器人能弯屈、延伸和旋转，提供这些运动的是机械手的轴，亦是所谓的机械人的自由度。一个机械人能有 316轴，自由度一词总是与机器人轴数相关。 4。工具和手爪不是机器人自身组成 部分，但它们是安装再机器人手臂末端的附件。这些连在机器 人手臂末端的附件可使机器人抬起工件、点焊、刷漆、电弧焊、钻孔、打毛刺以及根据机器人的要求去做各种各样的工作。 5。 机器人系统还可以控制机器人的工作单元，工作单元是机器人执行任务所处的 整体环境，该单元包括控制器、机械手、工作平台、安全保护装置或者传输装置。所有这些为保证机器人完成自己任务 而必须的装置都包括在这一工作单元中。另外，来自外设的信号与机器人通讯，通知机器人何时装配工件、取工件或放工件到传输装置上。 机器人系统有三个基本部件：机械手、控制器和动力源。 机械手做机器人系统中粗重工作。它包括 两个部分：机构和附件，机械手也有联结附件基座， 表示一机器人基座与附件之间的连接情况。 机械手基座通常固定在工作区域的地基上，有时基座也可以移动，在这种情况下安装在导轨或轨道上 ，允许机械手从一个位置移到另外一个位置。 正如前面所提到的那样，附件从机器人基座上延伸出来，附件就是机器人的手臂，它可以是直动型 ，也可以是轴节型手臂，轴节型手臂也是大家所知的关节型手臂。 机械臂使机械手产生各轴的运动。 这些轴连在一个安装基座上，然后 再连到托架上，托架确保机械手停留在某一位置。 在手臂的末端上，连接着手腕，手腕由辅助轴和手 腕凸缘 组成，手腕是让机器人用户在手腕凸缘上安装不同工具来做不同种工作。 机械手的轴使机械手在某一区域内执行任务，我们将这个区域为机器人的工 作单元，该区域的大小与 机械手的尺寸相对应，。随着机器人机械结构尺寸的增加，工作单元的范围也必须相应增加。 机械手的运动由执行元件或驱动系统来控制。执行元件或驱动系统允许各轴在工作单元内运动。驱动系统 可用电气、液压和气压动力，驱动系统所产生的动力经机构转变为机械能，驱动系统与机械传动链相匹配。由链、齿轮和滚珠丝杠组成的机械传动链驱动着机器人的各轴。 机器人控制器 是 工作单元的核心。控制器储存着预编程序供后续调用、控制外设，及于厂内计算机进行通讯 以满足产品经常更新
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