包装机推包机构设计【13张图/22000字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。45页。22000字左右。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。

图纸共13张，如下所示
A0-包装机推包机构.dwg
A1-减速器.dwg
A2-凸轮机构.dwg
A2-肋板.dwg
A3-减速器箱盖.dwg
A3-凸轮.dwg
A4-减速器轴承端盖.dwg
A4-减速器轴承端盖２.dwg
A4-凸轮机构箱盖.dwg
A4-滚子推杆.dwg
A4-轴.dwg
A4-齿轮.dwg
A4-齿轮轴.dwg

毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目　 包装机推包机构设计 　　
2、专题　 　
二、课题来源及选题依据
经过考虑现在包装机械的现状及发展趋势后, 为了更好地实现包装机械的自动化控制，改进推包机构的设计以提高生产效率而给定的。 
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
1、方案设计，并确定传动系统中各机构的运动尺寸和各构件尺寸。 
2、机械部分设计。确定电动机的功率与转速、对部分构件如齿轮进行强度计算，并确定其尺寸。 
3、进行推包及结构设计，绘制其装配图。 
4、工作过程3D演示。 
5、单片机检测下一个工件是否到位时，为防止一些干扰，要求感光板低电平20毫秒后，才确认下一工件已经到位。 
6、设计说明书一份。 
摘 要
包装机是一个产品生产和外包的机器的统称，其主要功能是包装各种产品，而包装机推包机构则是给包装机提供包装产品的机构，其主要功能就是从生产线将产品输送到包装机的相应入口，推包机构的运动是一个按一定轨迹的循环往复运动。它推送物品到达指定包装工作台，该机构取代了传统的人工移动物品，改善了工作效率低的缺点。
本文所设计的推包机构，有回程一体的全自动化功能，其主要设计思路来自于对传统工艺的分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合。综合利用凸轮的往复运动,齿轮的传动运动，以及减速器的定值调速比的设定。再利用Auto Cad软件强大绘图功能,和Word的编辑功能,把设计方案图文并茂,栩栩如生的展现出来。在本系统中,用激光感应被包装工件并通过单片机对推包机构进行控制。激光测得被推物体确认到达后,由感光板上发出脉冲,通过89C51单片机及步进电动机驱动芯片ULN2803对步进电动机进行控制。同时被包装工件的件数由LED显示器显示。对推包机构则采用偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合机构相结合。其中，偏置滑块机构控制推头的水平方向上运动，凸轮机构则控制推头垂直方向的运动。在本设计中，在推头回程过程中不影响下一个工件的到来，从而总体来讲提高了效率。

关键词：包装机；推包机构；减速机；齿轮

Abstract
Packing machine is a machine of a production and outsourcing collectively, Its main function is the packaging of various products, However, the packaging machine push package body is the institutions of packaging products, packaging machine, Its main function is to transport products from the production line to the corresponding entry of the packaging machine, the agency's movement is a movement of the cycle by a certain trajectory. The agency push items arrived at the designated packing table, the agency replaces the traditional manual movable objects inefficiency.
I designed the push package institution push package, return one of the fully automated,its main design ideas comes from the decomposition of traditional technology,then designed follow the corresponding function body parts, contrast, selected, and optimized. The use of the cam reciprocates, the movement of the gear drive, and the set value of the speed ratio of the reducer. The use of the powerful drawing features Auto Cad software and Word editing features, design illustrated, lifelike. In this system, laser sensor packaging workpiece to push package institutions controlled by the microcontroller. Laser test object to be driven to confirm arrival, photosensitive plate pulses, stepper motor controlled by the 89C51 microcontroller and stepper motor driver chip ULN2803. The same time, the number of pieces of packaging workpiece by the LED display shows. Push institutions using the combined mechanism of the the bias slider mechanism and disc-shaped cam mechanism, among them, the bias slider mechanism controls the pusher in the horizontal direction movement,and the cam mechanism controls the pusher in the vertical direction movement. In this design,in the return process it does not affect the arrival of the next workpiece, and thus in general, to improve efficiency.

Key words: packing machine; push institution; reducer;gear

目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
1 绪论 1
1.1 本课题的研究内容和意义 1
1.2 国内外的发展概况 2
1.3 本课题应达到的要求 3
2 机械部分的设计 4
2.1 方案的选择 4
2.2 凸轮及杆的设计 6
2.2.1 设计要求及计算 7
2.2.2 校核各杆的压杆稳定性 9
2.2.3 校核各杆的强度 9
2.2.4 校核凸轮的强度 9
2.3 减速器概述 10
2.4 电动机的选择 11
2.4.1 初步确定负载推力 11
2.4.2 电动机选择步骤 12
2.4.3 确定传动装置的总传动比及其分配 14
2.4.4 计算传动装置的运动及动力参数 14
2.5 齿轮的设计 14
2.5.1 齿轮传动特点与分类 14
2.5.2 齿轮传动的主要参数与基本要求 14
2.5.3 齿轮组的设计与强度校核 15
2.6 轴的设计 19
2.6.1 轴的分类 19
2.6.2 轴的材料 19
2.6.3 轴的结构设计 20
2.6.4 低速轴的设计与计算 21
2.6.5 高速轴的设计与计算 25
2.6.6 选择和校验键联接 26
2.7 轴承的选用 26
2.7.1 轴承种类的选择 26
2.7.2 深沟球轴承结构 26
2.8 联轴器的选择 27
2.8.1 联轴器的功用 27
2.8.2 联轴器的类型特点 27
2.8.3 联轴器的选用 28
2.8.4 联轴器材料 28
3 控制部分的设计 29
3.1 控制系统的功能与设计要求 29
3.2 系统总体方案的设计 29
3.3 控制原理图 32
4 结论与展望 33
4.1 结论 33
4.2 不足之处及未来展望 33
致 谢 34
参考文献 35

课题来源
随着科技的发展，包装机的更新换代，也迫使推包机构的革新，输送产品的过程不可轻视，推包机构的运用影响到包装机的效率和质量，因此设计者在设计推包机的同时大多也提供了推包机构的设计，另外也有人专门为各种设备设计推包机构。包装在当今社会相当流行，对于任何产品出厂的最后一步大多是包装，因此包装机的推包机构也是很有市场的。

科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
科学意义：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。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。迄今,一些科学技术发达的国家,在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门,已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程,有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。大量事实表明,实现包装的机械化和自动化,尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线,不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可以获得巨大的经济效益。
国内外研究概况及发展水平：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。目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一体的高新技术产品不断涌现生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势这也是我国包装机械业的发展方向对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是应求精求专。美国、日本、意大利的包装机械生产企业大部分规模不大，但专业化程度很高。我国目前产品结构中以低技术含量为主的状况，应该淘汰一批低效高耗的、低档次、低附加值的、劳动密集型的产品。
应用前景：综合考虑不足，资源没有充分利用。我国包装机械设计存在着混乱现象，许多机械设计人员对电机拖动同步技术、伺服传动技术不了解，可用简单的电器设备解决的问题却用复杂的机械装置来实现，有的虽然采用了同步电机等装置来控制机构运行，但选取不当。这些情况不仅造成了资源的极大浪费，而且使设计的机械的性能低下。

研究内容
1、方案设计。并确定传动系统中各机构的运动尺寸和各构件尺寸。 
2、机械部分设计。确定电动机的功率与转速、对部分构件如齿轮进行强度计算，并确定其尺寸。 
3、进行推包及结构设计。绘制其装配图。

拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
研究方法:图解法
技术路线：偏执滑块机构与盘形凸轮机构组合
可行性分析: 在设计过程中利用机械原理的基本理论关系式和其他数学算式，用图解的方法将设计结果确定出来，这样可以清晰的以线图的形式表现在图纸上，一目了然，具有直观、定性简单、检查解析的正确性方便等特点，因此在该设计中我们采用了图解法。图解法的优势就是在解决简单的机械分析与综合是比较方便，比如可以通过量一些尺寸进而分析运动的合理性和可行性，从而避免一些不必要的繁琐的计算，该方法能够培养我们的工程图算能力。本设计主要利用偏置滑块结构与凸轮机构的组合机构。偏置滑块机构与往复移动凸轮机构相组合。在这个方案中，我们的设计思路是利用偏置滑块结构来实现较大的往复直线运动，而且这个过程中具有急回特性，同时利用往复移动来实现推头的小行程低头运动的要求，所以需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。

研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月07日-2012年11月30日：
教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。
2012年12月01日-2012年12月18日：
完成开题报告，对包装机的推包机构做大体上的结构设计。
2012年12月19日-2012年12月31日：对包装机设计数据做出具体计算。
2013年01月01日-2013年02月30日：用CAD画出相关图片。
2013年03月01日-2013年04月30日：用CAD画出装配图和零件图。
2013年05月01日-2013年06月31日：写论文，修改论文。
预期成果：
1.方案的确定及优化。
2.完成机械部分的设计，包括凸轮、杆、电机、齿轮、轴和轴承的设计。
3.完成机械整体结构的设计。
4.完成控制系统的设计。

特色或创新之处
凸轮是槽型的凸轮，这样不但能够让从动件与凸轮之间的连接更加紧凑，而且因为采用了滚动从动件，能使减轻凸轮对它的冲击，从而提高了承载能力。而采用的偏置滑块机构能够实现滑块具有急回特性，使其回程速度高于工作行程速度，以便缩短空回程的时间，提高工作效率。
已具备的条件和尚需解决的问题
已具备的条件：
有充足的图书资源，可以查找相关手册。
凸轮结构的设计，在机械原理一书中已学习过。
已初步确定方案，对于结构设计已有详细的步骤。
尚需解决的问题：
控制部分也是相当重要的环节，还需要详细研习，才能完成设计