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湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计） 中 期 检 查 表 学 院： 工学院 学生姓名 曹佳君 学 号 200941843115 年级专业及班级 2009级机械设计制造及其自动化 (3)班 指导教师姓名 董亮 指导教师职称 副教授 论文（设计）题目 药品包装机结构设计 毕业论文（设计）工作进度 已完成的主要内容 尚需解决的主要问题 1、参考资 料的查阅 2、总体方案的确定 3、纸盒上料机构设计； 4、药板上料机构设计； 1、图纸的绘制 2、设计说明书的编纂 指导教师意见 签名： 年 月 日 检查小组意见 组长签名： 年 月 日 注： 可打印，但意见栏必须相应责任人 亲笔填写。 湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计）开题报告 学生姓名 曹佳君 学 号 200941843115 年级专业及班级 2009 级机械设计制造及其自动化 (3)班 指导教师及职称 董亮 副教授 学 院 工学院 2009 年 1 月 7 日 毕业论文（设计）题目 铸锭供料装置设计 文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于 1000 字） 研究意义 当前金融危机对我国钢铁企业的影响仍在持续，如何提高生产效率是各个企业共同面临的 问题。目前越来越多的钢铁厂采用连铸法 ,其效果日益显著。尤其遇有钢铁供求波动时 ,它在产量、质量、投资和成本等方面具有强大的竞争力。稳定而可靠的专业铸锭供料设备是保证连铸法顺利进行不可缺少的装置。供料装置选配合理与否，涉及整个车间的物流问题，其安装位置的选择和占地面积的大小确定不当，会造成资源的浪费，都会降低产品的竞争力。在全球化的大背景下，竞争愈发激烈，产品竞争力是企业的生存之道。 此毕业设计旨在为采用连铸法的企业提供一种稳定且可靠的专门铸锭出料装置，以提高企业生产的效率，减轻工人的负担，增强铸造生产型企业的 竞争力。其工作过程是利用是双摇杆机构的运动特性，利用液动机构提供动力 ,将加热炉中出料后的铸锭，利用连杆的特殊构形的位置和姿态，运送到升降台上。 国内外研究现状 铸造是各种工业的基础，只要有工业就离不开铸造。铸造制造成本低，工艺灵活性大，可以获得复杂形状和大型的铸件，由于现今对铸造质量、铸造精度、铸造成本和铸造自动化等要求的提高，铸造技术向着精密化、大型化、高质量、自动化和清洁化的方向发展。虽然铸造工艺很重要，但对工人危害也不小，噪音、沙尘、废气、热辐射，都可以对工人的身体长期侵害，例如沙尘，严重影响你 的肺部器官，对你吸收的氧气，会直接进入肺的内部，时间较长的人会直接影响肺部硬化，肺部缺氧；甚至会让人长时间的上不来气。鉴于此，此毕业设计不仅可以提高工厂效率同时还可以减轻工人的作业负担，在那些铸造件比较多的企业，稍加改变优化，都可以采用此铸锭供料装置，其既可保证工作可靠，还可以便于铸造件的装运。 参考文献 1李蓓智主编，先进制造技术 M:高等教育出版社， 2007 2濮良贵，纪名刚主编，机械设计 M：高等教育出版社， 2006 3孙桓，陈作模，葛文杰主编，机械原理 M：高等教育出版社， 2006 4哈尔滨工业大学理论力学教研室编，理论力学 M:高等教育出版社， 2009 5吴宗泽，罗圣国主编，机械设计课程设计手册 M：高等教育出版社， 2006 6张世亮主编，液压与气压传动 M：机械工业出版社， 2006 7董林福主编，液压与气动传动 M:化学工业出版社， 2006 8王积伟主编，液压与气压传动 M：机械工业出版社， 2005 9张利平主编，现代液压技术应用 220 例 M:化学工业出版社， 2004 10 机械工程手册编委会，机械工程手册 M: 机械工业出版社， 2005 11刘鸿文主编，材料力学 M：高等教育出版社， 2010 12侯书林，徐扬主编，机械制造基础 M：高等教育出版社， 2009 13徐学林主编，互换性与测量技术基础 M：湖南大学出版社 14刘平安，张延伟主编， 械设计实例精粹：机械工业出版社， 2008 15朱金波主编， 工业产品设计完全掌握：兵器工业出版社， 2007 注：此表如不够填写，可另加页。 研究方案 （ 研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等） 研究目的： 利用连杆导引运动特性设计一种巧妙的出料装置， 以提高工厂的作业效率，减轻工人负担，保证作业安全。 研究内容： 1、总体方案的确定 包括出料机构的工作过程设计以及液压缸的安装连接方法。 2、执行系统与传动系统的设计计算 包括铸锭供料装置的结构设计与计算，液压缸的选择和计算。 3、重要零件的结构设计说明与强度校核 包括三维实体装配图，动态模拟仿真，液压缸参数校核。 研究方法： 计算机辅助设计 预期成果： 该铸锭出料机构装置可以到达预期的目的与效果 设计图纸不少于三张 设计计算说明书不少于 条件保障： 指导老师的无私 帮助 自己在大学期间的学习与所做课程设计 各项资料的查阅 进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等） 2013年 2月 28日前 熟悉题目要求，查阅文献，收集资料，完成开题报告 2013年 3月 31日前 设计方案拟订，设计计算，草图绘制，撰写初稿，进行中期检查 2013年 4月 30日前 绘制装配图及零件图，撰写设计说明书 2013年 5月 13日前 提交正稿给指导老师评阅，参加学院预审 2013年 5月 26日前 根据评阅人意见进行修改，准备答辩 2013年 5月 50日前 根 据答辩组意见修改，给指导老师复审定稿，按规范要求装订2013年 6月 1日 提交毕业设计所有材料 论证小组意见 组长签名： 20 年 月 日 专业委员会意见 专业委员会主任签名： 20 年 月 日 注： 可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。 1 药品包装机结构设计 学 生：曹佳君 指导老师：董 亮 (湖南农业大学 工学院，长沙 410128) 摘 要 ： 本设计的主要设计内容为药品装盒机的上料装置设计、药板装盒装置设计。确定了总体方案、包装工艺 。 设计了纸盒上料机构，利用负压吸盘对纸盒进行分离、输送，吸盘由凸轮机构驱动，上下移动；设计了药板上料机构，通过槽轮机构驱动齿形带对药板进行定量输送；设计了装盒机构，将药板、说明书装入纸盒内，同时完成纸盒的折叠封合。 关键词 ： 装盒机；上料；药品；包装机； 10128, he of of It of to on by as as a on on at 前言 国外包装机械概述 药品包装 机械属于 高技术、高智能、高竞争的 机电一体化产品， 高技术成果都会 2 在包装机械产品中得到应用 。纸盒包装机械可分为折纸、下纸、药板推送、纸盒打开、纸盒传输、折舌、插舌、压平和打批号等功能 。 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 。 美国 、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产量均居世界之首。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制新型机械产品，以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机械和薄膜包装机占整个市场份额 的 15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90 年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近 500 种，规格有 700 多个 。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点。 90 年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中。日本包装机械大部分用于食品包装领域。德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家。欧洲各国包装机械业的一个共同特点，是出口比例 (出口额占产值的比例 )都很大，如德国和意大利近 80070 ,瑞士超过 90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领 先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口等工序在一台单机上完成。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出口比例占 80%左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能 优良、外观考究、价格便宜的特点。 在这样的形势下，我国的包装机械产品由于品种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争 【 1】 。特别是我国近 5 年来，加快发展农产品深加工，建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮。如我国近年对农产品深加工总投资达到 320 多亿元，加工和包装设备 80%以上靠进口。包装机械作 3 为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求。 国包装机械业发展 的思考和发展战略 首先，要明确我国包装机械业的发展方向预计到 2005年我国包装机械产量将增加到 67万台 (套 )，到 2010 年将增至 93万台 (套 )。但是，靠简单的重复，靠扩大生产数量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备，努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来推动行业的发展。 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。 其次，要进行我国包装机械业的结构调整在 “ 十 二 五 ” 期间乃至 2020年，我国包装机械业要着重进行产业结构、产品结构和组织结构的调整在产业结构调整上要提高生产集中度，促进专业化、系列化生产，提高产品质量和对市场的适应能力；要积极发展和扶持一批拥有名牌产品的重点骨干企业，加快现代企业制度的建立和完善 参与国际 市场竞争，从而加快产业提升在产品结构调整上，要改变目前产品结构中以低技术含量为主的状况，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，学习国外先进技术，开发生产高效低耗的、产销对路的大型成套设备和高新技术产品，开发出 “ 新、奇、特 ” 的包装设备，加速包装机械的更新换代，开拓国际市场 【 2】 。在组织结构调整上，要成立跨部门的企业集团，树立大行业的全局观念，进行组织结构优化组合，实现行业资产优化配置，统一思想，强化管理，形成优势互补、分工合作、共同发展的新格局。 国药品装盒机的发展历程及发展现状 我国早期的药品生产装盒主要是采用手工装盒，后来随着生产的发展和技术的进步，逐渐采用机械化装盒。我国最早使用的装盒机主要是从国外进口的。在七十年代中期由于当时我国包装材料的质量及药盒的加工制作等都达不到机器包装的要求，使得装盒机一直无法正常使用，所以全自动装盒机在我国就一直得不到广泛应用，我国药品生产在很长的一段时间内不得不放弃自动装盒而采用手工操作，效率极低下。 80年代特别是改革开放后，我国的药品生产领域相关技术获得了飞速发展，药品包装材 4 料的质量及药盒的加工制作等方面的技术有了明显的进步，全自动装盒机开始 得到了全面的应用。而此时药品装盒机也改变了国外产品一统天下的局面，国产药品装盒机开始上市并获得了广泛的应用。 按照不同的分类方法，可以将目前我国生产的全自动装盒机分成若干种类。若按包装物料的不同主要有四大系列，可将其分为 B, P, K 装盒， G 型即泡罩板型、针剂型及软膏型全自动装盒机等 ;若从装盒机运行速度上看，有可将其分为 3 类，第 1 类为中低速型，速度约 60 80 盒 / 2 类为中高速型，速度约 80 120 盒 / 3 类为高速型，速度大于 150 盒 /每一种机型各有其优缺点，用途也不尽一致 。目前，国内比较知名的药品装盒机生产厂家有上海龙腾包装机械有限公司、北京双鹤制药装各有限公司、上海万申包装机械公司、上海顾德包装机械有限公司等。但是即使是这些比较知名的生产商，其产品的技术含量与国外同类产品相比较，也有很大的差距。在市场竞争力方面，也只是在中低端市场略有优势。在市场占有率方面，国产药品装盒机的占有率也只有三成左右，其余市场皆被进口产品所瓜分。目前，国内许多规模较大的药品生产厂家仍以采用进口的药品装盒机为主。造成这一现象的主要原因，乃是国产药品装盒机的综合性能达不到制药厂家所需所致，尽管进口药 品装盒机的价格要比国产的高出许多 【 3】 。近年来，除了一些专业生产药品装盒机的厂商以外，国内的一些大学和科研院所也参与到药品装盒机的研制生产。相信依托各个大学和科研院所的科研实力，国产药品装盒机的研制生产在不久的将来会有重大的突破。 品装盒机发展中面临的问题研究及发展方向评估 我国国产药品装盒机虽然在近十几年来获得了快速的发展，但其面临的问题依然不少。在国内制药装备行业中药品自动装盒机的制造商之中，技术含量和质量较高的制造商寥寥无几，且大多停留在半自动或中低速水平，同国外的同类产品相比，无论在装备的发展水平、技术含量和应用推广方面都不尽人意。在市场分配中，国产的药品装盒机只是在中低档市场上略占优势，而高档市场几乎全部被国外产品所占据。现将其面临的问题分析如下： 一、从产品的产品质量性能及应用方面，国产药品装盒机明显不如国外产品，具体表现在以下几个方面： (1)在质量上，从某种意义上说，药品自动装盒机是制药机械中最为复杂的机械，它包括机、电、气、光和其它技术于一体，而目前国内制药装备行业的目前的无论是产品的最初设计水平，还是后来的产品装配加工水平，都与国外同行有着十几年的差距，无法生产出真正有竞 争力的产品。 5 (2)对产品的适应性方面，国产自动药品装盒机的功能比较单一，适应面比较窄，对待装的药品的形状体积等有较严格的规定，一般只适用于一两种药品，但是我国药品生产企业众多，各药企业厂和生产的药品规格品种也都大不相同，同一企业生产的药品规格也各不相同，产量也不同，就给相关工作一定的困难，而国外药品装盒机生产厂商特别注重这方面的问题，他们所生产的设备功能更加灵活多变，适用范围也更广。 (3)在设备的运行可靠性方面，进口自动装盒机也要高出国产一截，国产药品装盒机的故障率较高，因此，许多选择企业不得不购买多台 国产自动装盒机，以免因维修机器而影响正常生产并延误交货期。 (4)在工作效率方面，由于国产药品装盒机的运行速度大多在中低档水平，并且自动化水平较低，生产效率自然不如以生产高档产品著称的国外同类产品，这样就等于无形中增加了企业的成本，降低了企业的利润，造成了极大的浪费。总之，国内目前药品自动装盒机还存在着适应包装物种类单一、纸盒尺寸的变化范围小、生产速度普遍停留在中低速水平等不完善之处 【 4】 。 二、从整个行业的研发生产能力上看，主要表现有以下几个问题： (1)研发力量薄弱，科研经费严重不足，药品装盒机的制作是 一个复杂的系统工程，它包括机、电、气、光和其它技术于一体，需要有雄厚的技术力量，精密的生产工艺等多方面的要求，而目前我国在这方面的投入甚少；行业中的产品生产与基础研究的经费投入比例严重失调，生产厂家只顾眼前利益，不愿投入基金进行基础研究，造成国产的药品装盒机质量含量低下，无法与国外同类产品竞争，并且只能靠低价维持其市场竞争力，无法长期占领市场。 (2)低水平重复太多，应变能力不强，国内的大部分生产厂商规模都很小，大都生产同种类型的设备造成大量 低水平重复生产，在 市场上进行低价恶性竞争，而一旦遇上市场要求变动， 却又无法及时转型，从而被市场所淘汰。 三、 考察近几年来国外的机械发展状况，结合我国目前的药品装盒机的生产实践，我国的药品装盒机生产企业应在以下几个方面寻求突破： (1)加大科研投入，提高创新能力，开发新技术，同时大力引进国外已经成熟的技术原理，开发出具有前瞻性的先进设备。首先各个企业要增强企业的研发能力，提高产品的档次，今后医药企业寡头垄断的趋势会越来越明显，其采购将是集团化的，这对生产供应相关设备的企业而言是个严峻的挑战，这要求有关企业把眼光放远，实行走出去，站得住的发展战略；拥有自己的核心技术，开发出属 于自己的新产品。我国 6 加入 ，随着市场的进一步开放，国内的相关企业必将面临外商的强有力的竞争，国内的企业要敢于参与竞争，不仅在国内市场上参与竞争，更要积极参加国际市场的竞争。这就对国内的相关企业提出了更高的要求和更广阔的市场空间，国内企业应该立足国内，放眼国际，积极参与竞争，只有这样，才能更好地发展自己。 (2)加强与各个制药企业的联系，企业可根据用户的不同要求而设计生产出符合出客户要求的产品，实行个性化的服务，使企业与客户之间形成良好的互动，使双方受益。保持与制药企业之间的良好互动关系，可以使 药品装盒机生产厂商更加清楚地了解市场动向，能够及时满足市场需求，对企业的发展壮大是大有裨益的。 (3)国家加大宏观调控，加强对市场的引导作用，加强对市场的管理，协调好企业之间的竞争行为，防止不正当竞争。同时国家应加大机械行业的投入力度，扶持一批有实力的企业，从基金技术上给子支持，从而生产出更好的产品。药品装盒机的生产是一个系统工程，需要大量的人力物力则力，短期还不能见效益，很多企业都无力去做，在这种情况下，更需要国家出面协调组织，集中人力物力进行科研攻关，组织生产等。 随着我国药品市场规模的日趋增大，产品种 类的日益繁多，药品厂家的不断增多，生产自动化程度的不断提高，市场对药品装盒机的需求也在不断地膨胀，其市场前景十分看好。据统计，我国 “ 十五 ” 期间医药工业实现工业总产值年均递增率接近 20%，其中的药品所占的贡献约占其中的一半，可见其增值潜力巨大。相信随着我国医疗体制的改革，医药市场的兴盛，药品产量的增加，我国药品装盒机的发展必将迎来一个跨越式的发展。 俗话说 “ 健康乃生命的本钱 ” ，随着生活水平的提高，人们越来越重视健康， 药品安全尤甚， 药品包装的卫生化更受到人们的关注。为了满足人们的需要，我们设计药品装盒 机 【 4】 。 业设计题目及基本参数 本 设计的题目为药品装盒机上料、装盒装置设计。本设计主要完成纸盒、药板的上料及装盒装置设计。 基本参数为： 纸签（说明书）规格：最大 30010小 8000 纸盒规格：长 =100 =65 =20 包装物（药板）规格：长 =80 =58 设计要求为：包装能力： 60 盒 /分， 1 板 /盒 ； 7 本设计的设计任务为： 总体方案设计、传动系统设计与计算； 纸盒上料机构结构设计和计算，完成相应部装图； 药板上料机构结构设计，完成相应 的部装图； 装盒装置结构设计、计算，完成总装图； 部分零件图设计 。 2 方案设计 总体方案设计 总体方案的拟订是进行机器设计的关键一步。因为总体方案在很大程度上决定了机器的结构配置和使用性能。因此，应根据粉剂物料的形态要求和特点，按一定的原则、结合一般食品机械常用的设计 ,使用方法、充分考虑各种因素，并经技术经济分析后拟订出先进、合理、经济、可靠的总体方案。 考虑到市场的深入，人们对产品追求多元化、个性化。故产品的包装范围要广、功能要齐全、速度要快。加上我国超市的发展，推动 包装机 的发展，也提出了相适性的功能与适用范围的需求问题。 在工艺分析 中，首先对内装物物件的特性、包装材料和包装过程作详细的分析和研究，并对单功能机的分析，进行扩展其功能，如扩展它的包装尺寸范围、扩展它的包装物件、扩展它的包装材料、扩展它的包装生产力等 【 5】 。这些扩展涉及到的主要部件的分析比较，以便得出可靠的机构。 包装工艺确定以后，要考虑如何实现这种包装动作。因此，要求选择合适的传动、操作和执行机构。这些机构组成若干个部件，这些部件相互位置怎样安排 ?它们又是怎样联系和形成 一个完整的总体 ?这就是包装机总体设计的任务。 包装机的传动与控制机构，可以采用机械式，液压式，或气动式。应根据产品的特点、生产能力、使用者的情况等具体条件以及机器动作的复杂程度而定。 一台包装机由哪些几部分组成，决定于包装工艺的要求。布局形式的选定，最主要根据包装工艺的特点即决定于包装的工艺性。布局形式要便于包装，使机构简化，工人操作和维修方便。 行机构方案设计 总机的工艺路线为： 纸盒上料药板上料折纸上料装盒 本设计主要完成纸盒上料机构、药板上料机构、装盒机构三部分的方案设计。 盒上料机构设计 8 纸盒上料的过程主要由凸轮 带动带有吸嘴的轴 上下运动完成的。轴 上附有拨杆，在将纸盒吸下的过程中，拨杆压住连杆 1 上的小轴，这时弹簧处于拉伸状态，连杆 2 向上运动，使连杆 3 带动挡片挡住上面的纸盒，从而保证只有一个盒被吸下。在盒被放下的过程中，挡片逐渐压在盒上，防止盒蹦起来。当负压真空装置向上运动时，连杆 2 在弹簧的作用下向下运动，使连杆 3 带动挡片向上翻。如此往复运动完成吸盒的过程。当盒被放下时，停止吸气，盒被支撑起来，传送装置将盒传送到下一道工序。原理图如图 1所示。 1 凸轮 2 弹簧 3连杆 1 4连杆 2 5连杆 3 6挡片 7吸嘴 8拨杆 9工作台 10轴 图 1 纸盒上料原理图 凸轮转动带动轴 向上运动时，轴 会发生旋转，为了避免这种情况发生，特设计了导向杆，使轴 只能沿着导向杆的方向运动。吸盒是由负压真空吸气完成的。当凸轮 带动轴 向上运动，吸嘴到达最高位置时，开始吸气，盒被吸下来，当吸嘴到达最 低位置时，停止吸气，盒被曲柄摇杆机构带走。由气阀来控制吸气还是断气，当凸轮 到达最大升程时，轴 被压下去，气路被堵死，实现断气；当凸轮 转动时，压缩弹簧作用带动轴 向上运动，气路被连通，实现吸气。轴 上带有圆槽，也可以在轴上做个通孔。如果轴 上是个通孔，那安装精度要求比较高，因为要保证这个通孔的中心线与气道的中心线完全重合，这样才能达到最大的吸气程度。但是如果在轴 上做个圆槽就避免了这个问题，不管怎样接 触，气道都会打通。 6 7 8 9 10 5 4 3 2 1 9 板上料机构设计 药板由齿形带传送到指定位置 ，经过滑槽到达工作架上，推药 板的机构将药板和说明书推到纸盒里。传送药板的速度及间歇时间由槽轮控制。推药板的机构由齿轮齿条带动。推药 板原理图如图 2所示 。 图 2 推药板原理图 为药板比较薄，如果推杆只是简单的平头，那么推药板时很容易推空或者把药板推偏。为了防止这些情况的发生，故设计了如图 3所示的推杆。 传送带的示意图如图 4 所示。本设计传送带的带轮 是由链轮带轴带动的，而链轮图 3 推杆示意图 1齿轮 2轴 3齿轮 4推杆 5工作架 6齿条 7齿轮 8 凸轮 9轴 1 4 3 2 1 5 6 7 8 9 10 轴是由槽轮带动，从而实现了间歇运动。但此处也可以通过传感器和伺服电机来实现。在指定位置安装传感器，当伺服电机接收到传感器发出的信号后，伺服电机开始工作，从而带动带轮转动，将药板送到指定位置。滑槽的角度要合理，不然药板就不会准确的到达工作架的位置。滑槽的角度是根据多次试验得来的，滑槽的底边要非常圆滑，这样药板不仅不会卡在滑槽上，而且可以节省时间，药板能以最短的时间到达工作位置。 装盒装置设计 装盒装置由曲柄摇杆机构带动，经过固定装置及拨杆，从而完成装盒的过程。 装盒共分四道工序，分别为： 装药板和说明书 打印日期 盖纸盒盖 纸盒示意图如图 5 所示。 5 纸盒结构 1 2 1药板 2带 图 4 带示意图 11 当盒被推盒装置推走后，拨杆 将 6 盖上，随即纸盒随着传送装置被送到指定 杆示意图如图 6所示。 of 达工序 A 后，盒不动，齿轮齿 条机构将药板和说明书一起推进盒内。传送装置将纸盒传送到工序 B。在传送的过程中，通过拨杆 将 2 盖上，通过固定小轴 将 4盖上。日期由凸轮机构完成。凸轮带动成型器上下运动，完成日期的打印过程。完成打印日期后，纸盒被送到工序 C。 在传送过程中，通过固定小轴将 3 盖上。当经过固定装置后分别将盒盖上翻和下压，同时也完成了折 1 和 5 的过程。固定装置示意图如图 7所示。 固定装置 完成盒盖的下压和 1 的折叠过程，固定装置 完成盒盖的上翻和 5 的折叠过程。到达工序 C 时，一个旋转的装置完成盖盒盖的过程 。 2 1拨杆 2轴 图 6 拨杆示意图 1 2 图 7 固定装置示意图 1 固定装置 2 固定装置 12 纸盒的传送装置曲柄摇杆机构带动，能实现上下左右运动，即作平行四边形运动。当纸盒被吸下来时，该传送装置向上运动，辅助将盒撑起来。然后传送装置向前运动，完成装盒和盖盒盖后，传送装置向下运动，然后往回运动，进行下一次动作。该机构设计为纯机械设计，要严格要求与其他动作的时间和空间同步化，因此在设计方面要求很高的精度。纸盒传送装置如图 8所示。 3 本章小结 本章主要是对药品包装机进行了总体设计。对电机进行了选择，对各传动零件进行选材和设计计算，保证传动的准确性。通过立式包装机总体设计方案和总体设计计算绘制总装配图。 3 设计计算 轮传动设计计算 料精度等 级 齿轮 材料 选用 45 钢，调质处理，取硬度为 235 255 齿轮精度等级为 8级 。 由表查得 1d 2213) （ 1） 初选 2 3 1 连杆 2 纸盒 3 送盒架 图 8 纸盒传送装置 13 由表查 得 （ 2） 由表查得： 取 R = 5810 1N =60 2n 0(830010)=08 2N = 1N / 2i =08/08 查 图表 得 12 1 图表 得 1=5902=550表查得 计算许用接触应力 1H= （ 4） 2H= （ 5） 将各结果带入公 式（ 1d 3221) （ 6） =322 5 2 1( 8 1 = 1Z =28， 2Z = 1=8=95 m =11标准模数 m = 1d 18=631 Rm =63( （ 7） 211060= = （ 8） 由表查得 取 14 100100 = （ 9） 由表查得 取 R =2 =2322 9528 = （ 10） = 取 45b R =1 （ 11） 由图表查 得 K= K = AK K = （ 12） H = 22211 H 2 （ 13） =)3323 5 8 1 22 = 2H安全 。 接触疲劳强度足够。 由 F =21 1 ) 1 F （ 14） 1 =2 = 190 = 90 - = 111 zz v =28/= 222 co s zz v 95/ 1 2查图表得 12图表得 1图表得 1220 230170 18015 查图表得 1 表查得 入式 （ 14） 中 1F = 1m 220 =314 （ 15） 2F = 2m 180 =257各数值代入公式 （ 14） ： 1F=21 1 ) 11( 5 8 1 = = / 418=e=X =承承受轻度载荷冲击，支反力 以取 ( R + R )=418+3114N (25) 538=e 1, 0 ， R =538=P 计算轴承 (26) 预期寿命 :10 年 。 8300)= 5 年换一次轴承 键的选择和校核 链轮装在主轴轴端，需用键进行周向定位和传递转矩。由前面设计计算得知：链轮材料为钢，轴的材料为 45 钢，链轮与轴的配合直径为 15轮 45 钢，轮毂长为20择最常用的圆头（ A 型）平键，因为它具有结构简单，对中性好，装拆方便等优点。键的截面尺寸由键所在轴段的直径 d 由标准中选定，键的长度由轮毂的宽度确定，查表得 =55,L =30通平键的主要失效形式是键，轴和轮毂三 个零件中较弱零件的压溃。由于链轮材料是钢，许用挤压应力由表查得 p=100 键的工作长度 l =L 305压面高度 h=h/2=5/2=20 挤压应力p )( 2 = p(27) 故安全。 本章小结 本章主要是对药品包装机进行了总体设计计算。对电机进行了选择，对各传动零件进行选材和设计计算，保证传动的准确性。通过药品包装机总体设计方案和总体设计计算绘制总装配图。 4 结构设计 纸盒上料结构方案设计 凸轮机构设计计算 【 9】 凸轮机构采用力封闭式。运动规律为双停歇运动，由 文献 29表 得改进 等速 m 。由结构初定凸轮行程为 100程运动角 =120，最大压力角m选用 30，由图可算得基圆半径0 推杆推程位移如下表所示。 h =100=120 表 1 推杆推程位移 () 0 15 30 45 60 75 90 105 120 s/ 5 0 5 00 由式 s = 2/)/2s )/(100 h00 /1)/2co s ( a = 2002 /)/2s 2 其中 0=90， h=100计算得推杆回程位移，如下表所示。 表 2 推杆回程位移 () 0 15 30 45 60 75 90 s/00 然后根据作图法画出凸轮的理论廓线和实际廓线。 阀结构设计 当带吸嘴的轴到达最高位置时，气阀通道接通，开始吸气。当轴到达最底位置时，气阀通道被堵死，停止吸气 。气阀的结构图如图 10所示。因为如果轴上是个通孔，只有保证这个通孔的中心线与气道的中心线完全重合，这样才能达到最大的吸气程度。 21 那么安装精度要求就比较高。为了避免这些问题，本设计采用在轴上加工一个圆槽这样不管怎样接触，道都会打通。 当轴在凸轮的作用下作上下运动时，轴会发生转动，为了解决这个问题，本设计设计了导杆机构。轴在弹簧的作用下，在凸轮回程的时候也能回到初始位置，而在导向杆的作用下，能沿着直线运动，不会发生旋转。 0 1 挡爪机构设计 1 气道 2 导向杆 3 轴 4 凸轮 5 轴 6 弹簧 7 管 图 10 气阀结构 图 3 2 1 4 5 6 7 1轴 2轴 3机架 4弹簧 图 11 挡爪结构图 2 1 3 4 22 托纸盒的架上带有挡爪，当盒被吸下来时，挡爪绕轴向下转动，盒被吸走时，挡爪在拉伸弹簧的作用下又回到最初位置。这样防止纸盒在被吸下来的过程中遭到损坏。挡爪结构图如 上 图 11所示。 药板上料机构方案设计 槽轮机构设计 药板由传送带传送到工作架的位置，而传送带的间歇传送是由槽轮带动的。根据结构，初定槽轮的槽数 z =6，中心距 a =150销半径 r =5 槽轮每次转位时主动件的转角 2 = z/21180 =120， 槽间角 2 = 2180 =60，主从动件圆销中心半径 1R = 75R 与a 的比值 = 轮外圆半径 2R = 22 =130轮槽深 h 1 =主动件轮毂直径 12 =140止弧半径 1=70取 0止凸弧张角 = 2360 =240 槽轮结构图如图 12 所示。 2 齿轮齿条设计计算 1 拨销 2轴 3槽轮 4轴 5轴 6锁止弧 图 12 槽轮结构图 3 2 1 4 5 6 23 齿数 z =200 ，模数 m =1，则 d =200力角 =20，变位系数 x =0 ，齿顶隙系数 C 齿顶高 1 齿根高 顶圆直径 2202mm 齿条总长 L =1201 纸盒上料机构方案设计 杆设计 当盒被推盒装置推走后，拨杆将纸盒的舌头盖上，随即纸盒随着传送装置被送到指定工序等待装盒。拨杆结构图如图 13所示。 3 盖盒装置设计 当完成盒盖的上翻和下压的过程后，纸盒被传送到指定工序时，一个旋转的装置1 内六角螺钉 2 拨杆 3 摩擦轮 4 紧定螺钉 5 轴 6 推理轴承 7 工作台 图 13 拨杆结构图 2 1 3 4 5 6 7 24 完成盖盒盖的过程。盖盒装置结构图如图 18所示。 4 循环图结构设计 机构循环图 图 15 吸盒机构循环图 5 of 120 180 270 360 1 拨杆 2 垫片 3 键 4 螺钉 5 螺钉 图 14 旋转装置结构 3 2 1 4 5 25 图 图 16 送盒机构循环图 6 of 17 送药板机构循环图 7 机器循环图 0 90 270 360 29 0 210 360 26 图 18 机器循环图 8 中 1=10， 2=20 本章小结 吸盒机构 送盒机构 推药板机构 0 0 0 120 180 240 270 360 360 90 1 2 290 360 210 29 ( ) ( ) ( ) 27 本章主要进行了三大部分的结构设计，纸盒上料机构、药板上料机构、装盒机构 的总体结构设计，和气阀、挡爪、齿轮齿条、槽轮、拨杆、盖盒等装置进行细化设计，并完成了几大部分的循环机构图，利与使用者对产品生产的了解。 5 结论 药品包装机械属于 高技术、高智能、高竞争的 机电一 体化产品， 高技术成果都会在包装机械产品中得到应用 。纸盒包装机械可分为折纸、下纸、药板推送、纸盒打开、纸盒传输、折舌、插舌、压平和打批号等功能。因此在设计过程中还要考虑机械润滑、机械安全运行、包装卫生等功能。 在进行设计初始阶段时应充分考虑产品的可行性。一方面是市场的考虑，包括产品销售、产品原料、制造费用的考虑；另一方面是产品加工的考虑，包括现有加工能力、加工工艺、加工性能及周边配套行业的考虑。 本设计的主要设计内容为药品装盒机的上料装置设计、药板装盒装置设计。完成的主要工作有：综述；药品装盒机的发展历程，发 展现状及发展战略；确定总体方案、包装工艺