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湖南文理一种巧克力糖果包装机的设计带机械图,湖南,文理,一种,巧克力,糖果,装机,设计,机械
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一种巧克力糖果包装机的设计湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业设计题 目：一种巧克力糖果包装机的设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 完成时间： 目 录中文摘要及关键词I英文摘要及关键词II第1章 绪论11.1包装机械11.1.1包装的分类及作用11.1.2包装机械的组成21.1.3包装机械的特点21.2 国外包装机械概述31.3 国内包装机发展现状及趋势41.4 我国包装技术与国外先进包装技术的差距61.5 包装机发展方向71.6 本课题研究的内容81.7 研究的目的和意义8第2章 巧克力糖果自动包装机总体设计102.1方案图的确定102.2巧克力糖果自动包装机设计的工作原理11第3章 机械传动部分的选型计算123.1 电机的选型计算123.2 齿轮传动的设计计算143.3 轴承的设计计算163.4 轴的设计173.4.1轴的最小直径估算173.4.2确定各轴段尺寸183.4.3 轴上零件的定位与固定193.5 键的强度计算223.6 弹簧的设计计算233.7 定量供料装置的设计263.8制袋成型器的设计26第4章 各重要组成部分的强度校核284.1 机架强度的校核与计算284.2 齿轮强度的校核计算294.3 轴承强度的校核30总 结32参考文献34致 谢3533中文摘要及关键词摘 要：本文是关于巧克力糖果自动包装机机构设计的设计，首先对巧克力糖果自动包装机机构设计作了简单的概述；接着分析了巧克力糖果自动包装机机构设计的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的巧克力糖果自动包装机机构设计各主要零部件进行了校核。最后简单的说明了巧克力糖果自动包装机机构设计的安装与维护。目前，巧克力糖果自动包装机机构设计正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展。在巧克力糖果自动包装机机构设计的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造巧克力糖果自动包装机机构设计过程中存在着很多不足。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。 外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。对于巧克力糖果自动包装机机构设计的设计，通过对比对照，对传统的巧克力糖果自动包装机机构设计的结构进行了改进和优化，使得此种类型的巧克力糖果自动包装机机构设计的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。关键词：巧克力糖果自动包装机；设计；传统；参考英文摘要及关键词Abstract: This article is about the design of chocolate candy automatic packaging machine mechanism design, first made a brief overview of the design of chocolate candy automatic packaging machines institutions; then analyzes the principle of selection and calculation methods chocolate candy automatic packaging machine mechanism design; then according to these designs selection criteria and calculation method selection according to design requirements of a given parameter; then design the major components were checked for chocolate candy automatic packaging machine of the selected mechanism. Finally, a brief description of the installation and maintenance of automatic packaging machines chocolate candy mechanism design. At present, chocolate candy packaging machine automatic mechanism design is moving in the direction of long-distance, high speed, low friction. Chocolate candy automatic packaging machine design agency design, manufacture and application, China with foreign advanced level still lags far behind the domestic design and manufacture there are many deficiencies chocolate candy automatic packaging machine mechanism design process. With the diversification of consumer needs, especially the development of supermarkets, packaging highlight the increasingly important role. Required to complete the packaging machinery and equipment, the largest demand in the packaging industry. Is a certain amount of packaging, the packaging of the product after loading the CD to the packaging structure of the box. For chocolate candy automatic packaging machine designed mechanism design, by comparing a control, structure of a conventional chocolate candy automatic packaging machine designed mechanism has been improved and optimized, so that this type of mechanism chocolate candy automatic packaging machine designed to use a wider range , more flexible, and there is some reference value for the future selection of design work. Key words：chocolate candy automatic packaging machines; design; tradition; reference第1章 绪论1.1包装机械包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。1.1.1包装的分类及作用包装的分类方法很多，按包装产品的流通领域分类，有工业产品包装和商业产品包装，按产品包装的结构形式分类，有内包装和外包装；还可以按包装材料或包装容器的品种类别分类以及按包装对象即包装物品的名称分类等等。其中按包装的结构形式分类比较有意义，内包装是一种基本的包装结构形式，它包括直接包装和中间包装。直接包装是用包装材料或容器直接裹包产品或装载的包装形式；包装材料或容器与被包装物品间保持着直接触，是最小的包装单元。直接包装时，必须根据被包装物品的物理性能，按包装要求，选择包装材料或容器，制定包装工艺，选择或设计包装机械设备。中间包装是以一定数量的直接包装品经组合后再作一次包装的包装形式。如物品装颗粒或装袋后的装盒包装；卷烟小包包装后的条包包装；牙膏类物品的装管封尾后的装盒包装等。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，内包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。 外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。包装箱现在多用瓦楞纸板箱。内包装的主要目的，在于促进销售，并为消费者提供使用上的方便，在包装设计中，除保证包装内容物质和量的要求外，还需重视包装装潢的重要作用。外包装的主要目的，是为流通储运提供保障，要求包装坚固牢实。包装是对被包装物所采取的一种保护性措施，包装的主要目的在于保护产品的使用价值。因此，包装中还要顾及到物品在流通中的运输、装卸、存贮保管和销售的方便；此外，包装的装潢还起到美化、宣传和推销的作用。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节。1.1.2包装机械的组成被包装物品供送系统主传送系统成品输出系统控制系统传动系统辅助装置动力机机身包装材料供送系统包装操作执行系统图1.1包装机械的组成和特点1.1.3包装机械的特点（1）大多数包装机械结构和机构复杂，运动速度快且动作配合要求高。（2）用于和药品的包装机要便于清洗，符合药品和的卫生和安全要求。 （3）包装执行机构的工作力一般都较小，所以包装机的电机功率较小。 （4）包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。（5）包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在包装机的设计中应注意标准化、通用性及多功能性。（6）包装机械的自动化程度高，大部分已采用PC、单片机控制，实现了智能化。 （7）包装机械实现了包装生产的专业化，大幅度地提高生产效率。（8）包装机械化降低了劳动强度，改善劳动条件，保护环境，节约原材料，降低产品成本。（9）保证了包装产品的卫生和安全，提高了产品包装质量，增强市场销售的竞争力。（10）延长产品的保质期，方便产品的流通。产品采用包装机，可减少包装场地面积，节约基建投资 。1.2 国外包装机械概述包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品1。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2。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3。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4。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。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5，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6。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7。日本包装机械大部分用于食品包装领域8。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9。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10。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11。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12。 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13。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14。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15。1.3 国内包装机发展现状及趋势我国包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。包装机械作为一种产品，它的含义不仅仅是产品本身的物质意义，而是包括形式产品、隐形产品及延伸产品3层含义。形式产品是指包装机本身的具体形态和基本功能；隐形产品是指包装机给用户提供的实际效用；延伸产品是指包装机的质量保证、使用指导和售后服务等。所以包装机的设计应该包括：市场调研、原理图设计、结构设计、施工图设计、使用说明书编写及售后服务预案等。新型包装机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计人员不了解包装机械的这一发展趋势。如果说以前我国包装机械设计是仿制、学习阶段，那么现在我们应该有创新设计的意识。我国包装机械工业起步较晚, 很长时间都没有形成一个独立的行业。20 世纪80 年代初, 我国政府发布的机械产品目录中还没有包装机械这一门类。70 年代中期以前, 我国商品包装的技术装备相当落后。大多数食品企业都采用作坊式生产、手工包装和散装销售, 仅有糖果、烟草等几个领域使用机械包装。目前, 我国从事包装食品机械生产的县以上企业约有3300 多家, 其中合资企业120 余家, 从业人员55 万人, 科研单位130 余个, 产品品种达3000 多种。产品的技术水平和自动化程度都有很大提高, 许多产品已由单一机械型向机电一体化型转变, 电器控制由普通电器向可编程和计算机控制转变, 并由提供单机向提供成套生产线转变,该行业已成为我国机械工业14 个大行业之一。预计到2005 年, 包装和食品机械年产值达到440 亿元左右, 产品品种达到4000 多种, 基本满足我国食品工业和包装工业的需要。 改革开放以来, 我国包装机械行业的发展取得了很大进步, 但与世界先进水平相比, 还存在较大差距。主要表现在我国包装机械产品控制水平较低, 高新技术应用少, 新材料、新工艺推广慢, 大约只有5% 的产品能达到发达国家20 世纪90 年代初期水平, 总体水平比发达国家落后20 年左右。随着包装机械行业发展, 应重视各种新技术、新材料、新工艺在包装机械上的应用, 如光纤技术、生物工程技术、机电一体化技术、人工智能技术和纳米技术等。要加快在包装机械生产企业中推广计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助生产工艺技术(CA PP) 及计算机集成制造系统(C IM S) ,上述技术的推广应用, 可使产品开发技术准备及制造周期缩短30% 左右。同时可以完成高速机构的运动学和动力学优化设计和精密加工, 使得包装机结构紧凑、造价低、运动平稳、使用寿命长。目前, 国内包装机械产品系列化水平低, 品种少, 缺门产品多, 包装机对包装物的适应性较差。采用模块化设计思想, 可将计量装置、制袋成形器、物料输送、包装材料输送、热封装置和打码装置等设计成多种标准模块, 通过标准模块的合理组合, 以适应不同物料特性、不同材料种类和不同包装容量的要求。逐步加大包装机标准件与外购部件的比例, 突出包装机械的特殊制造功能, 促进包装机械生产在一定范围内实现标准化、通用化和系列化。同时引进国际上承认的标准来规范企业的生产行为也是提高包装机械产品标准化水平的重要途径。国产高水平高速度的包装机, 为了保证其主机质量和可靠性, 不得不花高价购买进口电器元件和气动元件。这就说明要提高国产包装机械的质量, 必须重视基础件的研制以及配套件的技术水平的提高, 研制与包装机配套的高水平的真空泵、真空阀、灌装高速电磁阀、传感器、变频电机及电器控制元件, 开发各种在线或离线的检测设备,以进行重量检测、异物检测、金属检测和真空度检测等, 提高整体技术水平。我国包装业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的，其起步于20世纪70年代末，刚起步时年产值仅七、八千万元，产品品种仅100 余种，技术水平也较低。在20纪80年代中期至20世纪年代中期十余年的时间里，才得到快速发展，年增长率达到20%30% ，到1999年底和包装机械达40 大类，品种达1700种，到2000年产值增加到300亿元，且技术水平也上了个台阶，开始出现了规模化、自动化趋势，传动复杂、技术含量高的设备也开始出现，许多包装机械如液体灌装机等设备已开始成套出口。我国包装行业的发展趋势主要有如下几个方面：(1)制袋充填封口包装机械大多数是小包装机械，在这一范围内已较好地解决了颗粒、膏体和粉状的包装的问题。(2)无菌包装机械无菌包装是将经过消毒的在无菌环境装入消毒的容器中，可最大限度地保持的天然风味、品质和营养，确保产品质量等优点。无菌包装机主要分为无菌袋式大包装和无菌袋式小包装。无菌袋式大包装一般在原料产地用于果蔬浓缩汁包装。而无菌袋式小包装通常用于饮料品，供市场零售。无菌袋式小包装又分为杯式、盒式、袋式成型充填密封小包装三种类型。由于无菌包装机械制造工艺和技术比较复杂，我国以前一直依靠进口。当然，近年来，我国一些企业努力，在这方面取得了很大的进展，如上海轻工装备（集团）公司研制的屋顶盒式纸盒无菌包装机。(3)啤酒灌装成套设备随着国内啤酒行业向规模化集约化经营方向发展，啤酒灌装成套设备要重点发展年产5万吨以上的大型灌装成套设备，适度发展10万吨以上的大型灌装成套设备。目前我国广州轻工机械厂已能生产4万颗粒/小时、6万每小时的啤酒灌装成套设备。包装业在生产自动化趋势的影响下 ，呈现高度自动化的包装链、机械功能要求多元化、结构设计标准模块化、控制功能智能化要求、装重安全方便环保等特点。今后朝着高速、低耗、计量精确、自动检测、多功能、全自动大型化成套设备发展。其他还有真空包装机械和中空容器加工机械。包装机械和机械产品包装是中国包装工业的重要组成部分，在国民经济发展中具有举足轻重的地位和作用。没有现代化的包装机械，就没有现代化的包装工业；没有与国际市场接轨的机电产品包装，也就不能参与国际交流与合作。1.4 我国包装技术与国外先进包装技术的差距虽然我们包装技术与机械在近年来取得骄人的成绩，但同国外比较，技术上仍存在二十年的差距，其具体表现在：1）产品品种单调，成套设备少到2000年为止,国外包装机械达2300余种，且大多配套生产；国内包装机械只有1700余种，且多以单机为主。2）技术水平低主要表现在产品可靠性差，技术更新速度慢，新技术、新工艺、新料材应用少，单机多，成套机少，技术含量低的产品多，高技术含量的产品少，智能化的设备还处于研制阶段。3）产品质量低主要表现在稳定性可靠性差，造型落后，外观粗糙，且大多数产品还无可靠标准。4）开发能力不足主要表现是我们还在仿制、测绘或稍加国产化的改进，更谈不上系统的开发研究。1.5 包装机发展方向目前，国外包装和机械水平高的国家主要是美国、德国、日本、意大利和英国。而德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位，2002年德国包装机械产值达34亿欧元，其产量的77 %为出口产品。最近几年，这些国家包装和机械设备发展呈现出新的趋势。德国包装机械设计的新趋势德国与美国、日本、意大利均为世界包装机械大国。在包装机械设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。德国包装机械的设计是依据市场调研及市场分析结果进行的，其，目标是努力为客户，尤其是为大型企业服务。为满足客户要求，德国包装机械制造厂商和设计部门采取了诸多措施： (1)工艺流程自动化程度越来越高，以提高生产率和设备的柔性及灵活性。采用机械手完成复杂的动作。操作时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑指令完成规定动作，确保包装的质量。 (2)提高生产效率，降低生产成本，最大限度地满足生产要求。德国包装机械以饮料、啤酒灌装机械和包装机械见长，具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。其饮料灌装速度高达12万颗粒/h，小袋包装机的包装速度高达900袋min。 (3)使产品机械和包装机械一体化。许多产品要求生产之后直接进行包装，以提高生产效率。如德国生产的巧克力生产及包装设备，就是由一个系统控制完成的。两者一体化，关键是要解决好在生产能力上相互匹配的问题。 (4)适应产制品变化，具有良好的柔性和灵活性。由于市场的激烈竞争，产品更新换代的周期越来越短。如化妆品生产三年一变，甚至一个季度一变，生产量又都很大，因此要求包装机械具有良好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性的要求。(5)普遍使用计算机仿真设计技术。随着新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计普遍采用了计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。包装机械设计不仅要重视其能力和效率，还要注重其经济性。所谓经济性不完全是机械设备本身的成本，更重要的是运转成本，因为设备折旧费只占成本的68，其他的就是运转成本。1.6 本课题研究的内容 本次设计主要针对巧克力糖果自动包装机机构设计进行设计，从巧克力糖果自动包装机机构设计的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： 1.2.1、到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集出各类巧克力糖果自动包装机机构设计的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。 1.2.2、分析巧克力糖果自动包装机机构设计的结构与参数 1.2.3、确定设计总体方案1.2.4、确定具体设计方案。1.2.5、巧克力糖果自动包装机机构设计的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。1.2.6、说明书的整理1.7 研究的目的和意义 本论文主要研究运用对巧克力糖果自动包装机机构设计进行设计。通过对巧克力糖果自动包装机机构设计进行设计，来了解巧克力糖果自动包装机机构设计的结构组成、工作原理以及以后的发展趋势和现状。该课题来自于棒料加工型机械公司的生产实际，通过设计出巧克力糖果自动包装机机构设计，从而来掌握巧克力糖果自动包装机机构设计的整个设计生产流程，培养工程意识。 我国生产的巧克力糖果自动包装机机构设计结构简陋，包装效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的巧克力糖果自动包装机机构设计的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，巧克力糖果自动包装机机构设计的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的巧克力糖果自动包装机机构设计势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了巧克力糖果自动包装机机构设计的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了巧克力糖果自动包装机机构设计总的指导思想，从而得出了该巧克力糖果自动包装机机构设计的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。 通过设计巧克力糖果自动包装机机构设计，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用三维绘图软件，二维绘图软件对机械设备进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。 相信此种巧克力糖果自动包装机机构设计的出现将会大大提高巧克力糖果的包装能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。第2章 巧克力糖果自动包装机总体设计2.1方案图的确定本次设计的题目是巧克力糖果自动包装机机构设计的设计，该装置是通过人工将需要包装的巧克力糖果导入到料斗里面，通过气动球阀控制巧克力糖果的定量流出，巧克力糖果会随着制袋器自动掉入到塑料薄膜里面，而塑料薄膜经过下膜装置后就自动诚为袋子的形状了，这样巧克力糖果就自动掉入到袋子里面，然后经过热封装置把条状的装有巧克力糖果的包装袋密封成一个一个袋子，最后通过剪切装置把单个的袋子剪断，然后顺着落料斜槽落到指定的位置。经过分析和研究，制定的巧克力糖果自动包装装的方案布局图如下图所示1.3所示：2.1 巧克力糖果自动包装的方案布局图2.2巧克力糖果自动包装机设计的工作原理该巧克力糖果自动包装机机构设计的工作原理为：通过人工将需要包装的巧克力糖果导入到料斗里面，通过气动球阀控制巧克力糖果的定量流出，巧克力糖果会随着制袋器自动掉入到塑料薄膜里面，而塑料薄膜经过下膜装置后就自动诚为袋子的形状了，这样巧克力糖果就自动掉入到袋子里面，然后经过热封装置把条状的装有巧克力糖果的包装袋密封成一个一个袋子，最后通过剪切装置把单个的袋子剪断，然后顺着落料斜槽落到指定的位置。第3章 机械传动部分的选型计算3.1 电机的选型计算已知整个巧克力糖果自动包装机机构设计的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，巧克力糖果移动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:(1) 确定运行时间本次设计加速时间 (2) 确定转速负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 (3) 负载转矩(4) 电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。根据以上得出数据，我们选用电机型号为92BL-4015H1-LK-B，此电机厂家为机电产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下：根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为92BL-4015H1-LK-B，电机额定功率为0.4KW，额定转矩为2.6N.m，最大转矩为5.2N.m，额定转速为 3000r/min。电机大致图如下图1.4所示：图1.4 电机大致图3.2 齿轮传动的设计计算 3.2.1按接触疲劳强度设计计算1初步计算（1）材料选择 因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用40Cr(调质），硬度241HB286HB，平均取为280HB，大齿轮用45钢（调质），硬度229HB286HB,平均取为240HB。选齿轮精度为7级。（2）节锥角的计算（3.11）（3.12） （3.13）由文献2表可知，（3.14）式中，齿顶高系数，。取小齿轮齿数， （3.15）取大齿轮齿数。 3.2.2有关参数修正 根据工作条件的要求，大端模数为 （3.16） 齿轮分度圆的直径 mm （3.17） mm （3.18）锥距 mm（3.19） 3.2.3弯曲疲劳强度校核计算齿顶高 mm（3.20）齿顶圆直径mm（3.21）mm（3.22）齿根高mm（3.23） 齿轮基圆直径 mm（3.24） mm （3.25）（7）齿宽由文献2表可知， mm（3.26）（8）节圆周速度 m/s（3.27）3.3 轴承的设计计算3.3.1滚动轴承的选择滚动轴承为双列圆锥滚子轴承350324B，由文献2表得KN，KN，。3.3.2寿命验算 轴承所受支反力合力N（4.1）对于双列圆锥滚子轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N由文献2表得， ， N（4.2）按轴承B的受力大小验算h（4.3）h=年 由于巧克力糖果自动包装机机构设计的运转平稳，必须选择较大寿命的轴承，轴承能达到所计算的寿命。 经审核后，此轴承合格。3.4 轴的设计轴作为机器的一个关键组成部分，其为各类传动部件的安装，传动的扭矩和旋转运动围绕轴进行，而且经过轴承和机架连接。为了满足定位轴上的紧固件和容易加工和装配的轴类零件和拆卸，通常轴设计成阶梯轴。轴系的零件是由轴和它上边的零部件构成一个装配体系，研究轴的过程中不仅要研究轴体自己的数据，还要将系统里的全部零部件融合在一起。 因为用于振动的传递的轴体不仅要传送扭矩，还得经受住弯矩，是以本人研究的阶梯性轴是转动轴。因为确定了小带轮的参数，相应的大带轮随之确定。接下来的工作就是计算轴体的直径了。轴体的研究需要凭借扭转强度来调整弯曲的强度，因为可用作轴的原料比较多，所以必须得明确轴的应用环境，还有规定诸如刚度，强度以及别的机构机能。可以使用热处理这种方法，当然也要琢磨怎样使加工简单并且花费较少，用研究计算所得的数据以确定轴体的用料，故采取45号钢当成轴体的原料，它需要40MPa的切应力。然后需要做正火或者调质处理来确保它的力学性能。3.4.1轴的最小直径估算轴的结构设计时，一般已知装配图、轴的转速、传递的功率及传动零件的类型和尺寸等。转轴受弯扭组合作用，在轴的结构设计前，其长度、跨距、支反力及其作用点的位置等都未知，尚无法确定轴上弯矩的大小和分布情况，因此也无法按弯扭组合来确定转轴上各段的直径。为此应先按扭转强度条件估算转轴上仅受转矩轴径。d=105 (3-3)当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的削弱：d100mm时，单键槽增大3，双键槽增大7；d100mm时，单键槽增大57，双键槽增大1015。最后对d进行圆整。查表C=105 (当所受弯距较小或只受转距、载荷较平稳，无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只作单向旋转；反之，取小值，C取较大值。)D105=24.68mm3.4.2确定各轴段尺寸轴的结构设计就是要确定轴的合理外形和结构，以及包括各轴段长度、直径及其他细小尺寸在内的全部结构尺寸。轴的结构主要取决以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴的毛坯种类；轴上作用力的大小和分布情况；轴上零件的布置及固定方式；轴承类型及位置；轴的加工工艺以及其他一些要求。由于影响因素很多，且其结构形式又因具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式，设计具有较大的灵活性和多样性。但是，不论具体情况人如何，轴的结构一般应满足以下几个方面的要求：a. 轴和轴上零件要有准确的工作位置；b. 轴上零件应便于装拆和调整；c. 轴应具有良好的制造工艺性；d. 轴的受力合理，有利于提高强度和刚度；e. 节省材料，减轻重量；f. 形状及尺寸有利于减小应力集中。A.各轴段的直径阶梯轴各轴段直径的变化应遵循下列原则：a.配合性质不同的表面（包括配合表面与非配合表面），直径应有所不同；b.加工精度、粗糙度不同的表面，一般直径亦应有所不同；c.应便于轴上零件的装拆。B.通常从初步估算的轴段最小直径d开始，考虑轴上配合零部件的标准尺寸、结构特点和定位、固定、装拆、受力情况等对轴结构的要求，一次确定轴段的直径。具体操作时还应注意以下几个方面问题：a.与轴承配合的轴颈，其直径必须符合滚动轴承内径的标准系列。b.轴上螺纹部分必须符合螺纹标准。c.轴肩定位是轴上零件最方便可靠的定位方法。轴肩分定位轴肩和非定位轴肩，定位轴肩通常用于轴向力较大的场合。d.定位轴肩是为加工和装配方便而设置的，其高度没有严格的规定。与轴上传动零件配合的轴头直径，应尽可能圆整成标准直径尺寸系列。f.非配合的轴身直径，可不取标准值，但一般应取成整数。C.各轴段的长度决定于轴上零件的宽度和零件固定的可靠性，设计时应注意以下几点：a.轴颈的长度通常于轴承的宽度相同。b.轴头的长度取决于与其相配合的传动轮毂的宽度。c.轴身长度的确定应考虑轴上各零件之间的相互位置关系和拆装工艺要求，各零件间的间距查参考文献。3.4.3 轴上零件的定位与固定A.常用的轴向定位和固定方法两类a.利用轴本身的组成部分，如轴肩、轴环、圆锥面等；b.采用附件，如套筒、锁紧挡圈、圆螺母和止动垫圈、紧定螺钉等。B.轴上零件的周向定位与固定为了传递运动与转矩，轴上零件必须有可靠的周向定位。该设计中的主动轴上齿轮用平键做周向定位。轴承内圈靠它与轴之间的过盈配合来实现周向定位。常用轴上零件周向固定的方法有键连接、花键连接、型面连接、销连接、弹性环连接、过盈连接等。紧钉螺钉也可以做周向定位。，但只用在传力不大之处。（3）计算支承反力根据长度关系把轴受力图简化：水平面支反力 竖直面支反力（4）画弯矩图水平面：垂直面：合成弯矩（5）画转矩图转矩图如图：（6）许用应力由，查表9-4得，则折合系数为：（7）画当量弯矩图当量转矩当量弯矩在大带轮中间截面处（8）校核轴径大带轮所在的截面对应的当量弯矩最大，且有较大应力集中，故危险截面为大带轮所在中间截面。该截面抗扭截面模量为则故轴的尺寸满足要求。3.5 键的强度计算校核主传轴上的键A1268，键的受力如图4-1所示，该键的主要失效形式为工作面的压溃，按工作面上的挤压力进行强度校核计算。图3-1键受力图式中 T传递的转距，单位； K键与轮毂的接触高度，k=h/2，h为键的高度8，单位为mm； d轴的直径48，单位为 mm； l键的工作长度，单位为mm。A型键l=L-b。查文献4表12.1中选取 所以键的强度足够。3.6 弹簧的设计计算a.选择弹簧的材料并确定许用应力选用A组优质碳素弹簧钢丝，试选钢丝直径d=5mm，查文献5表15.5取=1000MPa，由文献5表15.4查得I类弹簧的许用剪切应力=0.3=300MPab.计算弹簧钢丝直径d选择C，计算曲度系数K参照文献5表15.8取C=9由文献5式(15.5)，k=；K=1.1由文献式5（15.7）dmm；选d=5mmc.确定工作圈数n:初选弹簧刚度K由文献5式（15.1），=4.25N/mm初算，=200/4.25=47mm确定切变模量G查文献5表15.4得G=81500Mpa确定工作圈数n N=12.954；取n=13确定弹簧钢度K=4.429N/mm确定=44.54mmd.计算弹簧几何尺寸弹簧内径DD=D-d=48-5=43mm弹簧外径DD=D+d=53mm总圈数n=n+n=13+2=15节距p=13.6自由高度HH=n+2d=197螺旋升角=arctg(t/3.14159/D2) rad =5.512弹簧丝展开长度L L=3.14159Dn/cos()=2272.488 mme.验算稳定性B=H/D=197/48=4.105.3；稳定性满足要求。f.绘制弹簧零件工作图计算=500计算， =464.6N计算， =/ K=464.6/4.429=104.9mm计算， =-h=44.54-40=5.4计算， =/=22.97N详图见下图所示：图3-3 弹簧技术要求1 旋向：右旋2 有效圈数n=133 总圈数n1=154 展开长度L=2272.4885 热处理硬度45HRC图3-4 受力图3.7 定量供料装置的设计对于不同的包装物品有不同的计量方式，对于糖果这样颗粒状的物品用转盘式的供料装置比较合理。采用可调容积的转盘，这样提高其多功能性。根据要求，包装速度为40颗分钟，将转盘做四个量杯，在各个量杯底部都有一个活动底盖，当转到其位置时通过开盖销拨开，使糖坏掉入加料筒里。同时也有闭盖销推动活动底盖，不让糖果掉下来。3.8制袋成型器的设计在自动制袋包装机中，卷筒薄膜由舒展平坦输送到卷折成各种袋型的全过程中，制袋成型器起了一个关键的作用，它对包装的形式、尺寸及质量有直接的影响。因些正确选择成型器是非常重要的。常用的制袋成型器主要有以下几种：翻领成型器、三角板成型器、象鼻成型器、U型板成型器以及缺口导板成型器等。正确设计和制造成型器的关键点为：a.尽量减少薄膜通过成型器所受的阻力，使薄膜不产生纵向或横向的拉伸变形以及皱折等。b.确保薄膜自然贴合、无拉伸、无腾空地通过成型器，自然卷合，正确成型。c.结构简单可靠，制造方便，调试容易。可热封薄膜包装制袋的形式很多，因此制袋成形器也有各种不同型式，主要有以下几种：图3-4常用成型器示意图1.三角形 2.U形 3. 象鼻式 4.缺口导板式搭接式和对接式包装袋，一般采用 “翻领”立式成形器制袋。成卷薄膜经导辊，由商标光电定位装置检测后，进人翻领式成形器卷成圆筒状，纵向封接器进行纵向缝封接，由横向封接器封接前一袋的上部封口和下一个袋子的下部封口。一般由横向封接器的上下运动配合张合，实现薄膜的向下牵引，高速包装机也有利于辊式纵封器加牵引器，完成薄膜的牵引。所以本课题用的就是翻领成型器。第4章 各重要组成部分的强度校核4.1 机架强度的校核与计算 机架的选择根据整个巧克力糖果自动包装机机构设计的总重量来定，方管机架受力分析得出，由分析得出底架在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上物体所给的压力。见下图： 即物料和底架上面的所有零部件等等给的压力为G=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N;根据方管承载力计算公式：M=Pac/L （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力（弹性抗拉强度/安全系数）。M=Pac/L=11960xL，本次设计初定L为1200mm则M=13456N.M，初定方管为40x40x5。计算W得出折算后位270Mpa查的普通碳素结构钢Q235A的抗拉强度为375500Mpa，由于270Mpa远远小于375Mpa，所以初定方管满足要求。以下图1.5即为巧克力糖果自动包装机机构设计机架的零件图：图1.5 巧克力糖果自动包装机机构设计机架的零件图4.2 齿轮强度的校核计算 由于驱动巧克力糖果自动包装机机构设计的主动齿轮和从动齿轮材料均选用45,调质处理。查得：则：(1)验算齿面接触疲劳强度载荷系数，取K=1.5 查得： 接触应力为：(2)验算齿根弯曲疲劳强度取 K=1.5查表：许用弯曲应力：弯曲疲劳强度的最小安全系数，取则：由上述计算可知，均满足要求。4.3 轴承强度的校核 本次巧克力糖果自动包装机机构设计的设计选取的轴承是深沟球轴承，具体的滚动轴承的选取过程如下：（1）滚动轴承的选择滚动轴承为深沟球轴承6205，KN，KN，。（2）寿命验算轴承所受支反力合力N;对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 ，N;得 ； N；按轴承B的受力大小验算:h;h=年;所以此轴承合格。总 结本次毕业设计的题目是巧克力糖果自动包装机机构设计的设计，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于巧克力糖果自动包装机机构设计的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是巧克力糖果自动包装机机构设计的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。通过本次设计,让我学习到了许多知识，特别是对传动机构的应用方面，是我收获最大的地方。本次的设计的传动机构包含了齿轮传动机构这一最典型的机构，通过查找与它相关的设计资料，到计算带动筒体转动所需要在输出扭矩从而对齿轮机构进行设计，包括传动齿轮的选型，例如齿数，模数的确定以及之后的强度校核部分的设计，都花费了我好多精力。同时，也让我学到了好多知识。 在相关的实际问题的讨论中，我的导师总是孜孜不倦的引导着我，帮助着我。每周一次的进度检查和问题讨论，促使我在正确的道路上大步前进，不仅工作的按时保质保量的完成得到了保证，我本人的研究能力，工作的态度也得到了充分的锻炼和提高。这些宝贵的品质影响着我，毫无
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