文档包括:
说明书一份。50页。23300字左右。
任务书一份。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。
外文翻译一份。
图纸共5张，如下所示
A0-定量给料机.dwg
A0-总装图.dwg
A1-带式输送机.dwg
A1-螺旋送料机.dwg
A2-螺旋片.dwg
毕 业设 计论 文任 务 书
一、题目及专题：
1、题目 圆柱型产品填充粉末料的自动机设计
2、专题
二、课题来源及选题依据
随着国内各大企业的发展，包装机械的国内市场不断壮大，粉末包装机也加快了步伐，成为一种常用的先进设备，促进我国商品经济的发展，对人们的生活影响重大。最近几年随着包装技术的提升，粉末包装机的质量稳步提升，再上新台阶，对商品起到保护的作用。
我国粉末包装机在市场中占有重要地位，但是暂时还没有完全取代过去的一些传统的设备，主要还是因为思想先进但是技术落后，一些陈旧的设备在很大程度上制约着包装机械的进步，很多企业已经在尝试研发新的粉末包装机，但是并没有从根本上改变设备的性能，无非是外型上发生了变化，内部还是原来的材料和装备，这种做法根本无法改变发展现状，想发展就必须彻底改变 。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
① 研究粉末颗粒中的某一粒子在螺杆下料过程中的运动轨迹，通过数学方程描述其运动轨迹。
② 建立数学模型，数学模型主要描述粒子在运动过程中的速度变化和加速度变化。
③ 根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析，通过效率分布曲线确定出较好的螺旋升角及螺杆转速范围。
④ 掌握总体传动方案的设计。
⑤ 将粉末颗粒物料假设为流体，研究螺杆充填的机理。
摘 要
螺杆式粉末定量包装机的结构简单，不需要称重装置，充填效率高，应用十分广泛。螺杆式粉末定量包装机中的主要研究对象时螺杆，其主要原理为通过控制螺杆的旋转圈数或旋转时间来控制被充填物料的重量。
本文结合粉末颗粒物料的运动物理性质，首先运用单质点法对粉末颗粒的下料过程利用数学表达式进行了描述，确定单个粒子的下料轨迹方程，并分析了粉末颗粒在xyz三个方向的速度及加速度的变化。研究了运动中的粉末颗粒的受力情况，以及粉末颗粒的受力与螺杆的几何参数关系。其次分析计算阿基米德螺杆旋转时每个螺杆导程所包含物料容积的公式，阿基米德螺杆的轴向剖面是一个梯形，将整个梯形剖面分成两个三角形与一个矩形，利用积分方法分别求出它们的容积相加后即得整个螺杆导程内所包含粉末物料的容积。再次对螺杆充填的理论功率与实际功率做了分析，得到螺杆充填效率的表达式。为了得到较高的螺杆充填效率，综合考虑螺杆的几何参数和螺杆转速之间的关系。
关键词： 螺杆式；定量包装机；颗粒物料
Abstract
The powder quantitative packaging machine is simple, do not need weighing device and, with high filling efficiency,the application has been used widespread.
The screw play an important role in powder quantitative packaging machine. The main principle is that it can control the filling material weight by controlling the lap or rotating time. Based on the basic physics of powder materials properties.Firstly,use the mathematical method to descript the powder particles blanking process, determine the trajectory equation of the single particle materials and analyses powder particles velocity in three directions, that is xyz velocity and acceleration of change.Studied the movement of powder particles between the stress of powder particles and the screw geometry parameter relation. Secondly,analysis and calculate the volume of the Archimedes screw Archimedes screw axial profile is a whole trapezoidal profile trapezoid, will be divided into two triangles and a rectangular,using integral method respectively and ask out their volume, and then adding them, the whole screw palpitation’s volume will be get. Thirdly, analysis the theory of power and actual power,getting auger filling efficiency of expression. In order to get a higher auger filling efficiency,need consider the relationship between the screw speed the screw geometric parameters.
Key words: Screw; Quantitative packaging machine; Particulate material
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 录 V
1 绪论 1
1.1课题的研究内容和意义 1
1.2国内外的发展概况 1
1.3课题研究目的和意义 3
1.4 课题研究的主要内容 3
2 粉末充填机总体设计方案 5
2.1 引言 5
2.2 粉末灌装工艺过程及可行性分析 5
2.2.1工艺分析 5
2.2.2总体布局 5
2.3 总体传动系统 6
2.3.1上料系统 6
2.3.2计量充填系统 6
2.3.3输送系统 9
2.3.4自动控制系统 9
2.4 粉末物料的基本性质 9
2.5 同心旋转形成的涡旋机理 9
2.5.1涡旋的定义 9
2.5.2螺杆旋转形成的涡旋机理 9
2.6 本章小结 10
3 粉末颗粒下料的运动分析 11
3.1 引言 11
3.2 粉末颗粒运动轨迹方程 11
3.2.1 研究方法 11
3.2.2 速度分析 12
3.2.3 轨迹方程 14
3.3 粉末颗粒受力分析 15
3.4 容积计算 17
3.4.1 研究方法 17
3.4.2 展开高度 18
3.4.3 三角形区域的容积 19
3.4.4 矩形区域的容积 20
3.5 本章小结 21
4 螺旋输送机结构设计 22
4.1 螺旋输送机的简介 22
4.2 旋输送机总体结构设计 22
4.2.1 电机的选择 23
4.2.2 输送机的螺旋直径和螺旋轴的转轴 24
4.2.3 螺旋输送机的功率计算和驱动装置的型号选择 25
4.2.4螺旋叶片的表面展开尺寸 26
4.3 驱动端装置设计 26
4.3.1 驱动端轴的最小直径的确定 26
4.3.2 驱动轴的结构设计 27
4.4 中间轴承装置 27
4.5 尾端装置的设计 28
4.5.1计算轴的最小直径 28
4.5.2 尾端轴的结构设计 28
4.6 驱动装置和尾端装置轴的校核 29
4.6.1 驱动装置的受力分析 29
4.6.2 前端轴的校核 30
4.6.3 尾端轴的校核 31
5带式输送机结构简介 32
5.1带式输送机的应用 32
5.2带式输送机的工作原理 32
5.3传动形式与驱动装置 33
5.3.1 传动形式的选择 33
5.3.2 驱动装置的选择 33
6 结论与展望 35
6.1总结 35
6.2问题与展望 35
致 谢 37
参考文献 38
课题来源
自拟
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）
（1）课题科学意义
我国在定量包装设备的发展方面相对滞后，虽然自动定量充填包装技术在我国发展了将近二十年，从八十年代开始，发展壮大，在定量充填的某些技术方面上发展比较成熟，但是国内的定量充填设备生产企业大部分以小规模为主，产品设备的设计和自主研发环节非常的薄弱。定量包装行业在过去长期处于一种生产效率低下、关键技术不高的状况，相当一部分企业的经验模式仍然是照搬照抄国外先进技术，以此降低生产成本。还有很多家庭作坊式的小企业依然依赖一套图纸生存，从不投资研发，这种单纯的追求降低成本的发展模式，导致同行业之间互相抄袭，没有自主知识产权，严重破坏国内市场秩序。
因此，我们当前的任务比较艰巨，需要加大科研开发的力度，努力采用自动化控制技术和实现机电一体化作业，提高机器零件的加工工艺水平，尽量保证定量充填包装商品的准确度，加强包装新材料的研发和应用，保证被包装商品的卫生安全，注意减少对自然环境的破坏，注意包装材料的二次利用，开发出运行可靠、定量精确、生产效率高的自动定量充填机，改变整个定量包装机械行业的低水平发展，满足我国广大的市场需求，积极拓展更加广阔的国际市场。
（2）粉末填充机的研究状况及其发展前景
我国粉末包装机在市场中占有重要地位，但是暂时还没有完全取代过去的一些传统的设备，主要还是因为思想先进但是技术落后，一些陈旧的设备在很大程度上制约着包装机械的进步，很多企业已经在尝试研发新的粉末包装机，但是并没有从根本上改变设备的性能。改革开放以来,随着大量成套设备的引进及国际间经济技术交流活动的开展, 我国科技工作者对我国粉体包装机械给予了足够的重视。现在我国已经能自行设计制造出多种大、中、小型粉体包装机械。除了各种自动计量充填机外，自动制袋、自动上袋、封口或缝口、印字，集装等机械也造出了样机。有的小袋自动包装机质量很好，不仅能满足国内市场需要，而宜还能出口，在国际上受到了好评。有的包装机的技术性能已赶上当代国际先进水平。但总的来看，在这一领域我国与发达国家的差距还较大。
研究内容
① 研究粉末颗粒中的某一粒子在螺杆下料过程中的运动轨迹，通过数学方程描述其运动轨迹。
② 建立数学模型，数学模型主要描述粒子在运动过程中的速度变化和加速度变化。
③ 根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析，通过效率分布曲线确定出较好的螺旋升角及螺杆转速范围。
④ 将粉末颗粒物料假设为流体，研究螺杆充填的机理。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
（1）技术路线
首先研究粉末颗粒中的某一粒子在螺杆下料过程中的运动轨迹，通过数学方程描述其运动轨迹，建立数学模型，数学模型主要描述粒子在运动过程中的速度变化和加速度变化。其次根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析，通过效率分布曲线确定出较好的螺旋升角及螺杆转速范围。
（2）研究方法
① 根据螺杆的运动轨迹方程及受力情况，对螺杆充填的效率进行分析。
② 对实验数据进行分析处理，为粉末填充机的工作机构动力学模型、进行仿真与分析作了必要的准备。
（3）可行性分析
通过数学方程描述其运动轨迹，建立数学模型的方法运用成熟，因此是可行的。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年11月16日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料
2012年11月20日-2013年1月20日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2013年1月25日-2013年2月10日：填写毕业实习报告。
2013年2月20日-2013年3月10日：按照要求修改毕业设计开题报告。
2013年3月19日-2013年3月30日：根据开题报告完成任务书。
2013年4月1日-2013年4月30日：完成总装图及零件图的绘制。
2013年4月30日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：
我国市场前景广阔，产品质量性能逐渐满足要求，因此产品的发展必须由单纯的追求技术上的完善，转向产品外观质量的提高，放到与技术改进放到同等重要的位置，通过本课题的研究，产品必定以合理的色彩以及人性化的结构方式提高自己的附加值，吸引到更多地客户，加大自己产品的市场占有率，提高在行业中的竞争力。本文中对充填过程分析所使用的另外一个重要方法是流体力学法，因此了解粉末颗粒物料的基本性质对充填过程的分析还是有很大帮助的。
特色或创新之处
① 本课题采用实体建模的方式对设计结构进行强度分析。
② 利用积分法对结构进行强度、刚度分析，其结构比常规的解析法更准确、可靠。
已具备的条件和尚需解决的问题
① 实验方案思路已经非常明确，已经具备建立仿真模型的能力。
② 传动系统的研究还不够完善。
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