产品包装卧式取袋机的设计

1、 上海电视大学 毕业设计（论文、作业） 毕业设计（论文、作业）题目： 产品包装卧式取袋机地设计 浦东新区电大 分校（站、点）： 机电一体化年级、专业： 专科教育层次： 学生姓名： 陈宇峰 077041612 号： 学 指导教师： 祝桥 ：成完日期 目 录 摘要1 一、前言1 （一）化工包装机械介绍及发展趋势1 （二）现代设计理论、方法在包装机械中地应用1 二、方案设计2 （一）方案分析2 （二）方案选择5 （三）取袋方案5 三、结构设计6 （一）动力部分6 1. 小车直动气缸选用7 2. 转动部分直动气缸选用8 3. 摆动气缸选用10 （二）小车部分10 1. 齿轮轴地设计10 2. 车轮轴地

2、设计12 3. 轴承轴地设计14 4. 齿轮、齿条地设计14 5. 导轨与车轮地设计15 6. 吸盘架地设计16 7. 轴承地选用17 8. 安全销地设计18 （三）转动部分18 1. 主轴地设计18 2. 吸盘架地设计19 3. 轴承地设计19 （四）设备组装与调试20 1. 小车装配20 2. 转动机构地装配20 3. 密封与润滑22 4. 控制系统地设计23 四、总结24 参考文献：24 致谢25 摘 要 现有地化工产品装袋缝包机自动化程度比较低,需要人工取袋、张袋及缝包前整理袋口.若全面提升自动化程度,投入使用后可减少操作人员、提高工作效率,每年可为企业节约大量人工成本.本设计为全自动

3、装袋缝包机地转动取袋模块.该模块包括了以下两大部分：（1）小车部分地设计；(2)转动机构地设计.小车部分用于拖动吸盘架水平与旋转运动,使纸袋从袋仓中取出并水平放置.转动机构用于把小车吸取地包装袋放置到流水线上. 关键词： 取袋机, 袋仓,真空吸盘,气缸 一、前言 （一）化工包装机械介绍及发展趋势 包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程地机械.包装机械有多种分类方法,按功能可分为单功能包装机和多功能包装机；按使用目地可分为内包装机和外包装机；按包装品种又可分为专用包装机和通用包装机；按自动化水平分为半自动机和全自动机等. 如今,主要地包装机械有：成型 -充填 -封口包装机、液体灌装机、装

4、盒机、常压灌装机、压力灌装机以及真空灌装机. 包装机械地发展趋势走向机械功能多元化,结构设计标准化、模组化,控制智能化,结构1 运动高精度化. （二）现代设计理论、方法在包装机械中地应用现代设计原则是传统设计原则地扩充和完善可归纳为：功能满足原则；质量保障原. 则；工艺优良原则；经济合理原则；社会使用原则并能够帮助人们获得经济效益更高,极大地影响到常规地产品设计方法现代设计理论,现代设计地特点为：以计算机技术为核.它也将给包装机械地设计,带来深刻地革命地产品,2 以设计理论为指导；现代设计是以理论指导为主、经验为辅地一种设计.心,在虚拟设计中.包装机械设计中地虚拟设计技术：它代表了一种全新地制

5、造体系和模式以用户地需(Virtual Products Development),产品开发是基于数字化地虚拟产品开发方式保证了产品开发地效率并将用户需求转化为最终产品地各种功能特征求为第一驱动,.VPD3 .,和质量提高了企业地快速响应和市场开拓能力包装机械设计中地模块化应用：就是在对一定范围内地不同功能或相同功能不同性通过模块地选能、不同规格地产品进行功能分析地基础上,划分并设计出一系列功能模块,故模块化设计有以下特点：产品适应可以构成不同产品择和组合,以满足市场地不同需求. 性好,可缩短设计和试制周期、产品性能稳定可靠 ,维修方便、降低了成本.模块化设计就单个部件来说仍是以传统机械设计方

6、法为基础地,而从总体上来说则是对传统机械设计方法4 地进一步发展和完善.用于完成包装袋相对与整个产品包装流水线而言即为一模块,本设计包装取袋机设计,在设计中可以按具有相对地独立性,.在整个设计过程中,地抓取以及协助包装袋开口地功能但同时还需要考虑与其他相关模块照自己地想法进行设计而不需过多考虑其他模块地设计,. ,如各模块之间尺寸配合是否可实现等之间一些关系二、方案设计 （一）方案分析 本设计地最终目地为包装纸袋需水平放置在流水线上,并张开袋口.而纸袋在袋仓中地放置有竖直放置和水平放置两种,因此,相应地,该转动取袋机及其袋仓地设计可采取两种方案：立式和卧式. （1）立式：如纸袋水平放置于袋仓中

7、,方案如图2-1,使用一带有悬臂梁地转动机构,由一直动气缸控制吸盘支架地竖直运动,用于抓取和放置包装袋,同时为包装过程中纸袋地开口提供一定地帮助；由一转动气缸控制梁地转动,把纸袋从袋仓转移到包装橡胶地流水线上. 摆动气缸 直动气缸 立图2-1 式方案案式立方 动机构地运阶第一向段：直动缸气吸到动下运,直 盘接触纸袋；阶二第住段：当吸吸盘向气缸,后袋纸 上运动；阶三第运段：摆动缸气 动,机械臂旋转90度后停； 第四阶段：直动气缸再次向下运动,把纸袋放在流水线上； 第五阶段：直动气缸向上运动,把袋口张开,一定时间后吸盘放开,继续向上,一直到原位； 第六阶段：摆动气缸逆向运动,回到原位.循环结束.

8、（2）卧式：如纸袋竖直放置在袋仓中,同样需要使用上述转动机构完成纸袋位置上地转移；但是由于最终需要使纸袋水平放置在流水线上,因此还需要一机构完成纸袋从竖直到水平地转动,该机构地设计（如图2-2）. 该机构需要完成先平动取出纸袋,再转动使纸袋水平,然后再回到原位,完成一个循环.为了减少成本,在此机构中将只使用一个实现平动地气缸,因此,此机构地特点为：只使用一个平动气缸而完成平动和转动两种动作.以下将结合图纸简单介绍该机构地结构. 气缸与一条齿条相连,气缸可带动齿条运动.齿条可以在小车地导轨上做直线运动.在齿轮下部开有一个三角形地槽,在（如图2-1）位置时,一个固定在小车上地安全销嵌在该槽中.此时

9、,如气缸运动,小车和齿条将相对静止.在小车地两侧安装有两块档块.当小车与左边地档块接触时,且气缸向左运动,此时安全销受力从槽中退出,则齿条单独向左平动,小车基本不动. 此外在小车上安装有一对齿轮副,其中一个齿轮和齿条相啮合,另一个齿轮安装有一带有吸盘地机械臂.当小车与齿条相对运动时,齿轮转动,则机械臂转动；反之则不动. 卧式方案机构地运动.初始位置如图2-2. 第一阶段：当吸盘吸取包装袋之后,活塞向左运动,此时齿条和小车相对静止,则齿轮不动,即机械臂不转动,而整个机构一起向左平移使包装袋从袋仓中取出（如图2-3）. 第二阶段：当小车和档块接触时,活塞继续向左移动.此时安全销受力退出,则小车不动

10、,只有齿条运动,这样,齿条可以带动齿轮转动,则机械臂转动,方向为逆时针（如图2-4）. 第三阶段：齿条与左边地档块接触,活塞停止运动,此时包装袋处在水平位置（这可以通过调节档块位置得到）,在停顿地时间内,另一机构抓取包装袋转移到流水线上. 第四阶段：停顿时间结束后,活塞开始向右运动,此时地过程与第二阶段类似,方向相反,此时机械臂顺时针转动.直到安全销再次嵌入槽中. 直到小车与右边地档块接触,第五阶段：活塞继续向右运动,运动为第一阶段地逆过程. 此时机械臂回到原位,一次循环结束位置 齿轮齿条传动 直动气安全销 定位用挡块 卧式方案小车部分初始位置图2-2 图2-3 卧式方案小车部分终止位置 2-

11、4 卧式方案小车部分中间位置图 （二）方案选择. ,以下将对该两种方案做一定地比较、分析这两个方案各有利弊 立式方案地特点： ,造价低廉； 结构简单1）因此自动化,纸袋地数目很有限,需要不断人工加入纸袋2） 由于纸袋水平放置时, 程度低；同时频繁地开关电源,因此工作效率降低 3） 由于添加纸袋需要整个流水线停顿. 将降低电机等动力设备地寿命 卧式方案地特点： 增加了设备地成本；结构于前者相比较复杂,1） 降低了工人添置纸袋地频,自动化程度高） ,袋仓放置纸袋地能力可提高数倍2 率；则 纸袋直立放置时,纸袋从袋仓后端补充进去,不会影响整个流水线地工作,）3. 同时对于设备地维护也较好工作效率得以

12、提高,决但效率高.但效率低；后者复杂,前者简单、经济,这两种方案各有利弊综上所述,由于该设备可以在相当长是否可以获得最大地利益.定使用何种方案地关键是实际生产中,同时对设备地投入也可,地时间里工作,因此对于该设备地工作效率、寿命地要求相对较高本设计地方案所以结合实际生产中追求高效率、长周期、降低人工成本地目标,.相应较大. 选取确定为卧式取袋方案 （三）取袋方案用传统地抓取方法无法取得满意地质地软它质量较轻由于包装袋不同于一般地物品, 效果,在本设计中,将采用真空吸盘技术,用于抓取包装袋. 真空吸附装置是依靠真空源产生地真空吸力来对物体进行起吊、搬运及夹持地一种省力机械.和机械、电磁起吊装置相

13、比,具有以下特点：结构简单、成本低；安装方便、操作容易；维修费用少；不损伤工件；吸附、放开工件迅速；工件材料地种类不限；最大吸附力有限；难以得到准确地位置精度. 由于本设计中对于吸附力和位置精度地要求并不高,因此在本设计中采取该技术. 发空与真2-5 吸图盘 生器分可不同构吸盘按结地普通型吸特,殊型普为通型和平光滑附表面用盘一般来吸为是型殊特地工件而吸盘整门专用特了满足殊应场合而象本设计对抓取地中.设计地即为纸袋,通吸盘用因此使普；直型为可.吸盘按形状分平琴风和深凹型带平直肋；型. 容易变形由于抓取对象为纸袋型等.,因此选择平直带肋型由于冲击力对与纸袋.吸盘地安装方式分为螺纹连接（无缓冲能力）

14、和带缓冲体地连接因UPVC.,没有什么影响因此只需要使用一般地螺纹连接即可由于吸盘架使用管作为材料,. ）吸盘与真空发生器地连接见（图此可直接把吸盘和真空发生器一起安装在管接口中,2-5 三、结构设计按照. 确定卧式取袋方案后在整体机械结构设计中以环保、高效、长周期、低成本为原则 动力、小车、转动、装配调试四个部分来进行零部件结构设计. （一）动力部分气动技术以空气）是“气动技术”或“气压传动与控制”地简称,气动（PNEUMATIC是实现各种进行能量传递或信号传递地工程技术,以压缩空气为工作介质,压缩机为动力源5气动技术在越,.当前随着工业机械化和自动化地发展生产控制,自动控制地重要手段之一

15、.,在包装机械中地使用也相当广泛来越多地领域得到应用气动元件与液压元件但其发展却相当快.,与电动、液压相比气动技术地起步比较晚,气动元件地使用将越随着气动设备地进一步革新1,到如今地年代地709：11：产值比从气动元件地发展动向可归纳为：高质量、高精,.来越广泛纵观世界气动行业地发展趋势. 度、高速度、低工耗、小型化、轻量化、无给油化、机电气一体化 液压方式和气动方式当今使用最广泛地动力设备有：电动机,. 气动方式与其他动力相比地相比较,优点如下：气动装置结构简单、轻便、安装维护简单.压力等级与液压相比较低,所以使用安全.工作介质是取之不尽地空气,空气本身不花钱,排气处理简单,不污染环境,成本

16、低.如果气压传动中,由于密封不良而泄漏,空气可直接进入大气中而不会造成污染空气本身粘度小,损失小,允许管道中流动速度快,因此压缩空气便于集中供应,一个工厂或车间设立一个压缩机工作站,就可以供给许多台设备使用,这使得在采用气动装置时非常方便.输出压力及工作速度地调节非常容易.气缸动作速度比液压和电气方式速度快.可靠性高,使用寿命长.利用空气地可压缩性,可储存能量,实现集中供气.对冲击负载和过负载有较强地适应能力.气动控制还具有防火、防爆、耐潮地能力.但气动方式同样存在缺点：于由空气地可压缩性,气缸地动作速度容易受负载地变化而变化,气缸在低速运动时,由于摩擦力占推力地比例较大,气缸地低速稳定性不如

17、液压缸,气缸地输出力比液压缸小. 本设计之所以选择气动作为唯一地动力输出方式,出于以下三个原因：（1）在本设计中,对于动力设备力与稳定性要求不高,气动设备地缺点不是很明显；（2）设计中使用了吸盘,需要提供供气设备,这样,使用气动方式中所需地供气设备可以共同使用,成本不会增加过多；（3）此外,由于取袋机工作时地转速不高,如使用电动机,将不得不配备大型变速装置；如使用液压方式,不仅容易造成污染,同时成本也较高,而气动方式可避免这些问题地产生.综上所述,在本设计中,选择气动方式应是最理想地. 1. 小车直动气缸选用 （1）确定气缸地负载状态、负载力,参考表设计手册.3-9 负载状态为水平滚动,F=W

18、 取摩擦因数=0.4；W估算为30kg； F=0.4×30×9.8=117.6N （2）负载运动为动载荷,气缸运动速度在50-500mm/s,参考表设计手册.3-10,取=0.5； （3）取气缸地使用压力为0.5Mpa （4）该气缸为双作用气缸,因此预选d/D=0.4； 缸径计算：=F/F0,F0=117.6/0.5=235.2N ?2pD D=24.5mm F0= 4?22p?dD D=29.1mm F0= 4缸径D取32mm （5）预选气缸行程l l=l+l=35+200=235mm 转直 取行程l为250mm （6）选择气缸地品种 在本设计中,对于气缸地要求不是太高,

19、且需要双作用气缸,因此选用MB系列气缸.前面计算所得,预选择MB系列缸径32mm地气缸,采用气缓冲. （7）验算缓冲能力 由负载率=0.5,气缸行程l=250mm和气缸动作时间t=1,由设计手册.3-24得： 推力时理论基准速度u500mm/s；拉力时u550 mm/s； 00气缸最大速度u和理论基准速度u0之比 0.97 推m0.9； 拉由设计手册.3-25查得： u485 mm/s, 推mu495 mm/s； 拉m查MB系列气缓冲特性曲线图,不满足要求,缸径增大一号,取40mm,重复这一过程,符合要求. （8）安装方式选择 气缸地安装方式分为基本型（不带安装件）、角座型、法兰型、耳环型 在

20、本设计中,该气缸水平放置,输出端与齿条向啮合,且前端无空间,因此,可选择后角座安装或耳环型,但水平安装时,只有后角座安装,可能不稳定,因此选用耳环型安装. （9）确定充（放）气回路中地各种气动元件 根据对缓冲能力地验算确定地缸径D以及理论基准速度u,查设计手册.3-31得： 02 3.8mm；气缸地充（放）气回路地合成有效面积S确定气缸地充（放）气回路地元件组.3-17,地值,通过设计手册查表由所选地S 合： ；01电磁换向阀VQZ1251 01；消声器AN110 ；?6×管接头R1/8 08；速度控制阀AS2201F02 ；配管T0604 2. 转动部分直动气缸选用 1（）确定气缸

21、地负载状态、负载力 负载状态为提升,F=W=10×9.8=98N； （2）载运动为动载荷,气缸运动速度在50-500mm/s,因此取=0.5； （3）取气缸地使用压力为0.5Mpa （4）该气缸为双作用气缸,因此预选d/D=0.4； 缸径计算： =F/F0,F0=98/0.5=196N ?2pD D=22.3mm F0= 4?22p?dD D=26.6mm F0= 4缸径D取32mm （5）预选气缸行程l 气缸行程尺寸由包装袋地开口高度决定,因此l定为250mm （6）选择气缸地品种 本设计对于气缸地要求不是太高,且需要双作用气缸,因此选用MB系列气缸.由前面计算所得,预选择MB系列

22、缸径32mm地气缸,采用气缓冲. （7）验算缓冲能力 由负载率=0.5,气缸行程l=250mm和气缸动作时间t=0.5s,查设计手册得： 推力时理论基准速度u500mm/s；拉力时u550 mm/s； 00气缸最大速度u和理论基准速度u0之比 0.97 推m0.9； 拉从而求得u485 mm/s,u495 mm/s； 拉m推m查MB系列气缓冲特性曲线图,满足要求. （8）安装方式选择 在本设计中,气缸竖直向下安装在一作为梁地槽钢上,因此,选择前法兰型安装较合理. （9）确定充（放）气回路中地各种气动元件 根据对缓冲能力地验算确定地缸径D以及理论基准速度u,查设计手册.3-31得： 02 ；气缸

23、地充（放）气回路地合成有效面积S<2mm确定气缸地充（放）气回路地元件组通过设计手册查表地值由所选地S,.3-17, 合： 电磁换向阀VQZ125101； 消声器AN11001； 管接头?6×R1/8； 速度控制阀AS1301FM506； 配管T0604； 3. 摆动气缸选用 （1） 由摆动气缸所受力矩预选缸地尺寸 2 m0.075kg·转动惯量J22 12.57rad/s/（90t）=m /=9.4N·=0.1,对惯性负载,选则理论输出力矩M=J0.3-40,根据理论输出力矩地要求,由设计手册表,要求摆动角90°所需时间为0.5秒0.5Mpa 缸

24、径63mm.取气缸地使用压力为选择CRA1系列齿轮齿条式摆动气缸, ）验算摆动气缸地缓冲能力,确定摆动气缸地品种规格（2满足转动动能知,2/2=1.48N·m,由设计手册表.3-40）负载地转动动能Ed=J（t. 要求 （二）小车部分 .小车部分为本模块中地水平运动机构,起到从袋仓取出包装袋运行到流水线固定位置地作用 齿轮轴地设计1. 不考虑小车上地轴所受转距情转速较低,因此,由于本设计中,小车部件所用功率较小6. ,进行轴地设计计算和校核仅通过对轴地弯矩及各部件地之间地装配要求况,（1）轴地工作要求：该轴随齿条地往复运动,做低速往复地转动,转动角速度为 =2×80

25、6;/（360°t）=2.8rad/s * 得查设计手册表6-1-1,45（2）轴材料地选择：选择轴地材料为钢,调质处理b=650Mpa, a=360Mpa, =270Mpa, -1=155Mpa. -1（3）轴地结构设计 齿轮轴几何尺寸初步设计如图3-1（a）所示. 与齿轮安装部分开键槽,用键连接,以保证齿轮与轴无相对转动,齿轮轴向地固定采用轴肩和挡圈；轴与小车支架地连接使用滚动轴承连接,轴承地固定通过轴肩和套筒得以实现；轴与梁需要保持相对静止,因此使用键连接,梁地固定由套筒和轴端挡圈来完成. 齿轮轴几何尺寸及其受力分析3-1 图（4）计算支承反力和弯矩 轴地受力图如图3-1所示

26、1） 支承反力（见图3-1b） 已知轴承受重力G=1.4N,吸盘架等对轴地压力为F2=58.8N 最后可以求得：F1=（G+F2×2）/2=59.5N 2） 弯矩 （见图3-1c） MD=MB=F2×l1=58.8×0.0325=-1.91N·m m ·0.0795-58.8×0.112=4.73-6.58=-1.85 N×MC=F1×l1-F2×（l1+l2）=59.5 ）轴地疲劳强度校核（5 弯矩最大处进行校核选取危险截面与轴径最小处部分中, 所以由设计手册表6-1-21得实心轴因为该轴为转轴,M68

27、?21.d 30?p?11.91?2168. =3270=4.15mm d0<d=10mm,所以符合要求. 2. 车轮轴地设计 车轮轴地结构尺寸见图3-2（a）所示. （1） 轴地工作要求 此车轮轴为固定心轴,在小车运转过程中不会转动,因此也只需分析其抗弯能力即可. （2） 材料选择 由于要求相似,因此使用相同材料. （3）轴地结构设计 该轴与车轮轴承连接,轴承地轴向固定由套筒和轴端挡圈来完成；轴与支架地连接由于需要考虑安装,因此设计为两边不对称地样式,一端用轴肩和套筒固定,而另一端地外侧用套桶顶住,内侧无须加以限制,因为两侧支架为一焊接件,其相对位置已确定,因此无需限制,如两侧都用轴肩

28、顶住,该支架将无法安装到车轮上. 车轮轴几何尺寸及其受力分析图3-2 （4）计算支承反力和弯矩 1） 支承反力 已知重力G约为6N,载荷为147N,则F2=73.5N 可以得到F1=（147+6）/2= 76.5N 2） 弯矩 MA=ME=F1×l1=76.5×0.011=0.84N·M MB=MD=F1×l2=76.5×0.22=1.68 N·m MC=F2×l3-F1×（l3+l2） =73.5×0.093-76.5×0.115 =6.83-8.80 m =-1.93N· 5）轴地

29、疲劳强度校核（. ,弯矩最大处进行校核选取危险截面与轴径最小处部分中17mm d为该截面地直径 6-1-21得该轴为固定心轴,由设计手册表M68.d?21 30?P1.93?21.68 =3270=4.18mm . 所以符合要求 d0<d, 轴承轴地设计3. 轴承轴在本设计中是用于固定一滚动轴承,因此对其强度要求也不高.轴承轴也为一固定心轴,只受轻微地载荷,其大小远小于以上两轴,其直径尺寸由所选轴承决定,取最小处半径为11mm,应能够满足强度要求,不再进行校核. 4. 齿轮、齿条地设计 在本设计中,将选用外啮合标准渐开线圆柱齿轮 预选参数：齿数比u 1：1 齿数z 20 模数m 2.5

30、压力角 20° * 1 齿顶高系数ha 铸铁具有以下特点：价钱便宜、耐磨性好、可以制造复杂,（1）材料选择：选择铸铁材料对于齿轮地要,形状地大型齿轮、有较好地铸造和切削工艺性、承载能力低.由于本设计中. 因此选用灰铸铁材料制造冲击小,求不高,载荷不大, 2）几何尺寸计算：（20=50mm d d1=mz1=2.5×分度圆直径*2.5=3.75mm 2.5+ 0.5×m+x1m=1齿顶高ha ha1=ha×*m=2.5mm ha2= ha*m=0.75m=1.875mm hfhf1=齿根高（-x1ha+c） *m=1.25m=3.125mm +c） hf2

31、= （hah h1=ha1+hf1=5.625mm 全齿高h2=ha2+hf2=5.625mm da1 da1=d+2ha=mz+2m=55mm 齿顶圆直径df1 df1=d-2hf1=mz-2.5m=43.75mm 齿根圆直径=46.98mm cos基圆直径db db1=d1·m=7.85mm ×齿距p p=HH=d1/2+x1m=25+1.25=26.25mm 齿轮中心到齿条基准线距离db1arccos=31.24° 齿顶圆压力角a1= da1?*?x4h?1?1a?tantanz? 重合度=? 11a?22sin? =（0.608+3.11）/2 =0.6m

32、m （3）齿轮强度校核 由于本设计中齿轮所要传动地力较小,齿轮、齿条完全能够承受,因此不做校核. （4）传动距离地确定 80?r2=34.9mm 齿轮需要转动角度为80°,则转动距离l= 360?由于齿数比u定为1,因此齿条所要移动地距离同样为34.9mm 5. 导轨与车轮地设计 导轨：小车地运动需要保证与气缸地传动方向一致,不允许出现横向偏移地现象；另一方面,由于气缸只在水平方向运动,不会产生竖直方向地力,因此无须对小车在竖直平面内加以限制.综上所述,采用三角-平面导轨,具体结构如图3-3所示. 图3-3 导轨底座 该导轨由角钢和槽钢组成,其底部有一支架用于固定,同时调整导轨地高度

33、.导轨与其底部支架地固定是通过导轨与支架中若干个焊接在支架上地小块,用螺栓连接得以实现地. 该导轨地优点在于： （1）限制了水平方向自由度,使小车只能沿导轨方向运动,不会发生侧向偏移,安全性高； （2）导轨地材料采用了使用广泛地型钢,无需再进行设计与制造,节约成本； （3）由于导轨与支架采用螺栓连接,相对独立,导轨地高度可以通过改变支架地高度进行调整,因此其柔性较好,可以随工作要求地改变进行相应地变化而无须重新制造；此外,也便于更换或维修. 车轮：与导轨相对应,车轮地形状也分为两种平面轮和槽型轮.它们地轮形分别对应槽钢与角钢.其形状如图3-4 所示. 平面轮地外表面与普通车轮相同,槽型轮地外表

34、面如图所示,车轮只有外面一部分与槽钢接触,这种结构地优点在于减小了摩擦接触面,从而减小了摩擦力. 为了减小车轮与车轴地摩擦,在车轮地内表面需要安装滚动轴承.因此,对于其内表面地粗糙度有一定地要求,粗糙度定为1.6. 3-4 车轮图 6. 吸盘架地设计 1）吸盘架地结构设计（个吸4且对于纸袋地开口有一定地要求,原计划使用吸盘数：由于包装袋地尺寸较大, 个吸盘因此改用6,盘无法满足要求考虑到吸盘地直径大小以及纸袋地边缝等因×960420, 吸盘相对位置：纸袋地尺寸为300. 680×素,吸盘地对角位置定为搬运装卸便,管道材料尺寸地确定：材料选择为UPVC,该种材料地优点在于：质

35、量较轻,较其他管材为低,其粗糙系数仅0.009,流体阻力小壁面光滑节省人工；流动阻力小利,耐水压强度、耐外压强度、耐冲击强度等都非管径可缩小；机械强度大在相同地流量下, 常高,适用于各种条件下地配管工程. 管道地公称直径选为15,则管道外径为20,连接元件外径为27.吸盘架具体结构尺寸见3-5, 图 盘架3-5 小车吸图 地安装2）吸盘与吸盘架（要安装吸盘在吸盘架上需装有带螺纹及真空发生器处,安吸盘及真空用于安装地管接口,. 发生器生器先使用吸盘与真空发空发生器上然后在真螺栓相连,端安装带内外螺纹地连接部件. ,与真空发生器连接其上端为外螺纹,与管接口连接；下端为内螺纹 7. 轴承地选用.,齿

36、轮轴轴承以及用于固定齿条地轴承小车部分所用轴承有：车轮与车轴连接用轴承因此该轴承地尺寸且齿条运动速度较低,其中固定齿条地轴承,只是用于减少齿条地自由度,因此选用由于该轴承只需承受径向力,12地轴承.由齿条地几何尺寸决定,在此,选用内径为因此使用双面,代号为,61901-2FS,由于轴承地密封无法通过安装轴承套等完成深沟球轴承. 带有密封地轴承个轴承；由2车轮用轴承地选用和校核：为保证车轮与轴配合地稳定,每个车轮配有；轴承受径向载荷约为17mm因此选用深沟球轴承；轴径d取为于车轮轴基本只受径向力,. 小时要求寿命取为5000,转速n为1.33r/min,73.5N（在车轮轴地校核中以计算得到）f

37、ffdhmPC?* ）根据式（7-2-1 ffTn=1 fh=2.15,fn=1.494,fm=1,fd=1,f查表得；T1?1.21573.5=105.70N C=× 1495?1.P0r=Fr=73.5N S0=1 C0=S0P0 =73.5N 型轴承因此选6003-FS,7-2-77查表可知,6003-FS型轴承能满足要求轴承基齿轮轴轴承地选用和校核：该轴承用于保证齿轮轴与小车车体间地相对转动,要求58.8N,；轴承受径向载荷约为取为因此选择深沟球轴承；轴径本承受径向力,d10mm5000. 寿命取为 fffdmhPC? 根据式（7-2-1） ffTn查表得；fh=2.15,f

38、n=1.494,fm=1,fd=1,f=1 T2.15?1?1×58.8=84.56N C= 1.495?1查表7-2-14： P0r=Fr=58.8N 查表7-2-16： S0=1 C0=S0P0 =58.8N 查表7-2-77可知,61900-FS型轴承能满足要求,因此选61900-FS型轴承. 8. 安全销地设计 在本设计中,使用一个直动气缸满足直动和转动两个过程地关键之一就是使用安全销,限制齿条和小车之间地相对运动距离.由于无法找到需要地安全销,因此需自行设计. 其具体形状见图3-6所示, 安全销图3-6 组成：四个部分销该安全由下端直径略,之后,为圆柱形（1）销头 顶部为球

39、形. 以保证安装后销头不会完全大,弹出上端, 盖地内部攻有螺纹,以便和底座连接（2）盖. 使销头上端可露出,开有小孔 ）弹簧（3底4（）底座 底座上端攻有与盖,螺纹相应地外螺纹. ,用于销地安装定位部开有螺纹小孔然后,并使销头从盖顶端地孔中伸出组合安装时,先将销头和弹簧按次序,反向装入盖中. 最后通过底座上地螺孔与小车支架连接将盖拧入底座上, （三）转动部分放置到流水线地传送带上并使它张转动部分为将垂直放置地包装袋旋转运动到水平位置, . 开袋口地机构 1. 主轴地设计 转动角速度为,）轴地工作要求：该轴随摆动气缸地转动做往复地转动,（1=3.14rad/s ）°t90°/

40、（360×=2* 查表6-1-1得调质处理）轴材料地选择：选择轴地材料为（245钢,=155MPa =270Mpa,b=650Mpa,a=360Mpa,-1-1. 3-73（）轴地结构设计：主轴几何尺寸初步设计如图所示 3-7 图 主轴轴主直最大地,即可,取12.5其长度为548mm,该部分不与其他部件接触,其表面粗糙度要求不高径为90mm,取,因此对其粗糙度有严格要求在其两侧加工有直径为80mm各一段,用于安装滚动轴承用于和摆动气缸地,1.6,轴承地固定依靠轴肩和套筒上下端盖来实现；在轴地上端开有键槽因此也需要一定地表面,60mm,用于安装在支架地套筒上,其直径为50mm,其下端直

41、径为连接3.2. 粗糙度取精度, ）轴地校核（4且各轴受载远大于前文所设计地轴,由于设计尺寸地要求,本轴地最小直径达到50mm, . ,因此不再进行校核荷基本相同,完全能够满足条件 2. 吸盘架地设计但由于要和气缸直接安管道地材料等参数都相同,其吸盘位置,与小车地吸盘架相同 3-8所示因此其结构仍有不同,如图装在一起, 3-8 转动部分吸盘架图 3. 轴承地设计能要求为保证套承地功该轴共采用相对转动.筒和主轴之间地方地轴承承受载两个轴承,其中上只设计与,设计中荷较大,因此在本下方地使用和上,校核上方地轴承. 承即可方相同型号地轴使求为80mm,要该轴承内径30r/min. n为小时用寿命为50

42、00,转速轴承80mm,.轴径为因此选择角接触球轴承轴承需要承受径向与轴向两个方向上地力,所以由70N,取为径向力Fr约为且两轴承采用背对背配置,10N,Fa/Fr=7>0.68,Fa受轴向力P=0.67Fr+1.41Fa=105.4N 表7-2-58查得：fffdhmPC? ）7-2-1根据式（ ffTn=1 查表得：fh=1.036,fn=1.494,fm=1,fd=1,fT 1.036?1?1×C=105.4=73.04N 1?1.495 ：查表7-2-16S0=1 C0=S0P0 =105.4N . 符合要求轴承,查表7-2-61：取7216C （四）设备组装与调试 小

43、车装配1. 导轨及其支架地安装） （1以确保导轨与支架间无,5个 首先将导轨与支架上地小块用螺纹连接,该小块每侧各有. .其次将支架用地脚螺钉固定在地面上即可相对运动 2）轴、齿条等地连接（小车中地零使用一焊接件作为小车地支架,为了把每根轴及齿条连接在一起,在设计中, 各轴都只能从一侧伸入支架上预先开因此,.由于支架地两端都以固定,件都固定在该支架上 设地孔中从轴地两侧分别安装套筒车轮轴：将车轮轴从左侧伸入支架上所开设地相应地孔中,. 最后用轴端挡圈将车轮固定住然后将已安装好滚动轴承地车轮安装上去用于固定,.,其中,且留有一定空间,然后将齿轮、轴承盖按次序装入齿轮轴：先将轴从一端伸入,将轴承从

44、两侧装.并在一端用挡圈固定之后,将轴完全伸入支架另一端齿轮用键连接在轴上,将齿条在预定位置上.,用轴端挡圈固定入,并用套筒加以固定.把两根梁用键连接安装上去. 与齿轮啮合用轴然后同上,将轴承安装进去用挡圈加以固定,轴承支承轴：同样先伸入一段距离. 端挡圈轴向固定 3）吸盘架地安装（. ,然后用螺栓加以固定即可 将吸盘架和梁在预定位置上用夹子夹住 气缸地安装4） （. 气缸地后支座用一角钢连接在导轨支架上 最后将气缸安装在预先攻有螺纹地齿条中, 转动机构地装配2. 1（）底座地安装. 底座用地脚螺钉连接即可 2）主轴与套筒地安装（把套筒下端盖、轴承按思绪装入轴里；完成定, 首先将主轴插入底座所焊

45、接地套筒中用螺栓将套筒和主,定位后用一个圆柱销限制主轴和底座地轴向运动,.然后安装套筒,位后. ,轴通过套筒端盖加以固定 3（）摆动气缸地安装 使用前法兰法安装,输出轴和主轴用键连接,再用螺栓通过套筒上端盖保证其轴向相对主轴静止. （4）梁地安装 梁与套筒用螺栓连接即可. （5）直动气缸与吸盘架地安装 直动气缸直接与梁用螺栓连接,气缸输出轴与一焊接件连接,该焊接件与吸盘架用卡簧固定.这样,吸盘架就可以随着气缸地运动而运动. 最后,用一带螺纹地固定杆将吸盘架和梁连接在一起,以防止吸盘架地转动. 图4-1 转动部分装配图 4-2 小车部分装配图图 3. 密封与润滑 1）润滑（设备地转,在本设计中采

46、用采用脂润滑.本设计中润滑分为油润滑、脂润滑和固体润滑,如润滑脂靠人工涂抹在摩擦表面,因此选用间歇无压润滑,速,温度等都不高载荷也较小. 齿轮齿条啮合处、车轮轴和车轮等存在摩擦地表面上因,查表10-2-16（机械设计手册）润滑剂地选择：由于设备对润滑地要求不高,. 地轻载荷,它适用于中小型滚动轴承设备温度不高于55,2此选用钙基润滑脂号 2（）密封 在本设计中,主要是轴承地密封. 由于在设计中,小车处于一个敞开地环境,无法使用密封材料进行密封,因此选用带密封轴承来达到密封地效果. 在转动部分中,轴承可以通过套筒上下端盖密封,在端盖中使用毛毡密封即可. 4.控制系统地设计 在本设计中每个气缸地运动都有一定地行程和时间上地要求,而且各个气缸和真空系统之间也有密切地联系,通常以一个设备地位置来决定另一个设备是否运动,如何运动.因此需要对控制系统进行合理地设计. （1）方案选择 方案一：使用传感器 传感器在控制领域中使用相当广泛.如在本设计中,在档块中安装接触传感器,当小车与档块接触时,可以向气缸发出信号,使气缸改变运动方式,也可以命令真空发生器运做,使真空吸盘吸附包装袋.在气