機械設計專業(yè)畢業(yè)論文-標準顆粒巧克力糖果包裝機設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　標準顆粒巧克力糖果包裝機設計</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨

2、立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計題目： 標準顆粒巧克力糖果包裝機設計

3、 </p><p><b>　　1．課題意義及目標</b></p><p>　　對巧克力糖包裝機功能進行了深入分析，根據(jù)各個部分的功能的需求，對其基本機構進行了初步的分析。</p><p>　　設計精確的供紙機構，紙張輸送準確，可以根據(jù)高度自由調節(jié)。</p><p>　　使用軟

4、件對包裝機系統(tǒng)的關鍵部分進行了繪圖，準確地描了元件和裝配件的關鍵尺寸。確定各相關零件運動是否協(xié)調，解決了許多本需要在制造原型機后才能解決的問題</p><p><b>　　2．主要任務</b></p><p>　　1）了解機械產(chǎn)品的設計方法。</p><p>　　2）完成糖果包裝機的設計。</p><p>　　3）完成相

5、應的工程圖。</p><p>　　4）撰寫畢業(yè)設計說明書。結構完整，層次分明，語言順暢；避免錯別字和錯誤標點符號；格式符合機械工程系學位論文格式的統(tǒng)一要求。</p><p><b>　　3．主要參考資料</b></p><p>　　[1]潘駿，段福斌，楊文華，吳立軍.機械設計基礎[M].南京大學出版社，2007:15-157. <

6、;/p><p>　　[2]尚久浩.自動機械設計[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2006:25-220.</p><p>　　[3]湯瑞.輕工機械設計[M].上海：同濟大學出版社，1994:104-123.</p><p>　　[4]趙淮.包裝機械選用手冊[M].北京：化工工業(yè)出版社，1986:46-57. </p><p>　　[5]徐

7、書浩.包裝機械運動仿真系統(tǒng)的研究[N].包裝工程,2002-5-23（4）.</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　標準顆粒巧克力糖果包裝機設計</p><p>　　摘 要：標準顆粒巧克力糖果包裝

8、機設計是典型的機械系統(tǒng)設計。本設計主要是針對圓柱狀巧克力糖的包裝設計。主要內容有：總體方案的設計、扭結手機構的設計與傳動系統(tǒng)部分的設計。扭結手是本設計的重點之一，它主要完成對糖果的封閉包裝的工作，是糖果包裝工藝中最后一步，也是最重要的一步。在本次設計中，有許多執(zhí)行機構，所以動力是必不可少的，因而傳動系統(tǒng)部分也就顯得尤為重要了，主要采用了帶傳動和齒輪傳動來實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的調節(jié)。如在工序盤轉位功能中，糖鉗手旋轉到位后，必須有一定的停留時間，從

9、而為接糖、頂糖等功能的實現(xiàn)提供必要的動作執(zhí)行時間。機械系統(tǒng)是機械的重要組成部分。機械系統(tǒng)的設計更是機械設計中極其重要的一個環(huán)節(jié)，設計的正確合理與否，對提高機械的質量和性能，降低制造成本與維護費用等影響很大，應該認真對待。</p><p>　　關鍵詞： 糖果包裝機,扭結手,機械系統(tǒng)設計</p><p>　　Standard particle chocolate candy packing m

10、achine design</p><p>　　Abstract：Standard particle chocolate candy packaging machine design is a typical mechanical system design. This design mainly for cylindrical chocolate candy packaging design. Main con

11、tents are: the overall scheme design, kink hand design and transmission system design. Kink hand is one of the focus of this design, is the last step of candy packaging process, also is the most important step. In this d

12、esign, there are a number of actuators. So power is essential, it mainly uses the belt drive and</p><p>　　Keywords: Candy packing machine , Kink hand, Mechanical system design</p><p><b>　　

13、目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題設計的背景以及意義1</p><p>　　1.2雙扭結糖果包裝機械的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢1</p><p>　　2 糖果包裝機總體設計方案2</p><p>　　2.1對包裝機功能、應用范圍

14、及生產(chǎn)能力的分析2</p><p>　　2.2糖果包裝機的工藝流程2</p><p>　　2.3對各執(zhí)行構件的運動要求2</p><p>　　2.4各機構的實現(xiàn)形式5</p><p>　　2.5糖果包裝機工作循環(huán)圖9</p><p>　　3 傳動系統(tǒng)部分的設計計算14</p><p>

15、;　　3.1電動機的選擇14</p><p>　　3.2帶傳動的設計計算14</p><p>　　3.3齒輪傳動的設計計算16</p><p>　　3.4軸的設計計算20</p><p>　　4 執(zhí)行機構的設計23</p><p>　　4.1開閉鉗機構桿的設計23</p><p>　

16、　4.2折紙機構桿的設計25</p><p>　　4.3夾持裝置的設計27</p><p>　　4.4凸輪的設計30</p><p><b>　　5 結論33</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　致謝35

17、</b></p><p><b>　　1 緒論 </b></p><p>　　1.1 課題設計的背景以及意義</p><p>　　伴隨著市場經(jīng)濟的日益發(fā)展，以及人民生活水平地不斷提高，包裝機械工業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是在食品工業(yè)中應用最為廣泛最為深入。一款好的產(chǎn)品要想有好的市場，引起消費者的注意，首當其沖是其精美的包裝設計，要想有好的

18、包裝設計，自然而然就需要一套自動化的包裝生產(chǎn)線，保證產(chǎn)品包裝質量正成為提高其市場競爭力的關鍵因素之一。</p><p>　　本次畢業(yè)設計的任務是標準粒狀巧克力糖果包裝機的設計。這是一個比較典型的關于機械系統(tǒng)方面的設計。經(jīng)過一段時間的查閱資料，最后確定了總體設計方案。此次課題對于提高生產(chǎn)效率，降低機器故障以及節(jié)約成本等方面有著重要的意義。</p><p>　　1.2 雙扭結糖果包裝機械的現(xiàn)

19、狀以及發(fā)展趨勢</p><p>　　從引進發(fā)達國家先進的糖果包裝設備，學習他們的設計理念和制造經(jīng)驗，到改造并仿制他們的設備，再到最后創(chuàng)造開發(fā)出屬于我們自己的新技術、新設備，在這一段相當漫長的時間內，我國的糖果包裝設備方面取得了長久的發(fā)展。隨著科技日趨進步以及激烈的商業(yè)競爭，對包裝機的生產(chǎn)速度，自動化程度帶來了更高的要求?？傮w上看，我國的糖果包裝機械發(fā)展較快，但由于起步較晚，整體水平還是比其他發(fā)達國家落后，自己研發(fā)

20、的糖果包裝機性能不穩(wěn)定，甚至質量不過關，工作過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，導致包裝出來的產(chǎn)品不美觀，自動化成都也不高，全程需要一名甚至多名操作人員來監(jiān)管，不能有效地提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　在未來雙扭結糖果包裝機將朝著機械功能多元化、結構設計標準化、控制智能化、結構高精度化的方向發(fā)展。走技術創(chuàng)新的道路，在包裝形式、設計以及理念上力求創(chuàng)新，使包裝機向著高速自動化、一機多功能化的方向發(fā)展，是我國糖果包裝機械行業(yè)趕超世

21、界先進水平的必經(jīng)之路。</p><p>　　2 糖果包裝機總體設計方案</p><p>　　2.1 對包裝機功能、應用范圍及生產(chǎn)能力的分析</p><p>　　本包裝機主要用來包裝已成型的的顆粒狀巧克力糖果，采用雙端扭結的包裹方式，糖果形狀以圓柱形為主，長度為30mm，直徑Φ為15mm。</p><p>　　包裝材料：內襯紙為淀粉紙，外包

22、裝為玻璃紙。</p><p>　　生產(chǎn)能力：120粒/分鐘</p><p>　　2.2 糖果包裝機的工藝流程</p><p>　　糖果從傳送帶上被送入工序盤指定位置上，隨著工序盤的轉動，包裝紙將糖果裹包成筒狀，然后糖塊兩端多余的部分被機械手扭結完成糖果封閉包裝。最后由打糖桿打出，糖果整個包裝過程結束。</p><p>　　圖2.1 糖果包

23、裝機工藝流程圖 </p><p>　　2.3 對各執(zhí)行構件的運動要求</p><p>　　圖2.2 工藝路線示意圖 </p><p>　　內襯紙 2-外包裝紙 3-拉紙輥 4-剪紙刀 5-糖塊 6-推糖桿 </p><p>　　7-傳送帶 8、13-折紙板 9-接糖桿 10-工序盤 11-糖鉗手 12-打糖桿

24、 </p><p>　　糖果包裝工藝路線概況如下：工序盤10逆時針轉動，內襯紙1和外包裝紙2經(jīng)過拉紙輥輸送到指定位置，在工序Ⅰ位置，接糖桿9和頂糖桿6將糖塊5和包裝紙夾緊放入糖鉗手，糖塊被包成“U”形，活動折紙板8將包裝紙向上折，隨著工序盤的轉動，糖塊被固定折紙板包成筒狀，在Ⅳ位置安裝扭結機械手完成糖塊的封閉包裝，糖塊在Ⅵ位置輸出。 </p><p>　　根據(jù)上圖中的工藝路線，大

25、致可確定以下幾個執(zhí)行機構，分別為：</p><p>　　（1）傳送帶送糖機構</p><p>　　巧克力糖塊經(jīng)整理以后被整齊輸送到工位Ⅰ位置，在此需要配置整理糖塊機構，它的運動形式與所要選擇的機構有關系，一般有孔盤式理糖、振動料斗式理糖和轉盤式理糖等。第一種是孔盤作間歇運動時，糖果在慣性作用下落入孔槽，然后直接送入糖鉗手進行包裝，此裝置可以省去傳送帶，但是不適合圓柱類糖果的整理。第二種比較

26、簡單，但是它適用于球類糖塊的整理。第三種裝置中理糖盤勻速轉動，糖果從錐面轉盤上落入儲糖槽，并由傳送帶輸送到包裝工位。第三種方案滿足本次包裝機設計的要求，因此選第三種。</p><p>　　（2）包裝紙供送機構</p><p>　　包裝時需要將內襯淀粉紙1與外包裝玻璃紙2以相同速度送到工位Ⅰ位置，并且無間斷，同時還需要按照糖果的長度來選取合適的長度將其剪斷，由拉紙輥3和剪紙刀4來完成此動作。

27、</p><p>　　圖2.3 供紙機構原理圖 </p><p>　　1、3-供紙輥 2-固定銷 4-導向輥 5-拉紙輥</p><p>　　6-剪紙刀 7-糖塊 8-推糖桿 9-接糖桿</p><p>　　從上圖中可知，內襯紙和外包裝紙經(jīng)導向輥4后，由拉紙輥5拉下并送到指定位置，當接糖桿與推糖桿將包裝紙和糖果一起夾住時，包裝紙被剪斷。&l

28、t;/p><p><b>　　(3)主傳送機構</b></p><p>　　從圖2.2可知，為了將包裝紙和糖塊從Ⅰ位置輸送到Ⅵ位置，就需要配置一個工序盤10。在工序盤上安裝六對糖鉗手11，能夠夾著包裝紙和糖塊作轉位運動。為了能夠使整個流程順暢進行，也就是包裝紙和糖塊在Ⅰ位置進入工序盤，在Ⅵ位置離開工序盤，每對糖鉗手在Ⅰ位置和Ⅵ位置分別作張開和閉合運動。工序盤采用槽輪機構來

29、驅動，如此以來就能將其布置在同一根軸上以提高傳動精度和簡化傳送系統(tǒng)。</p><p>　?。?）接糖桿與頂糖桿機構</p><p>　　從圖2.2可知，采用接糖桿9和推糖桿6將包裝紙和糖塊夾緊后送到Ⅰ位置，二者的運動不僅在時間上有先后順序關系，在空間上也有相互干涉關系，所以設計它們的運動遵循空間同步化的原則，除此之外，它們同步運動時的夾緊力不能太大，防止損傷糖塊，可以在桿的頭部采用有彈性的

30、材料制作。</p><p><b>　?。?）折紙機構</b></p><p>　　從圖2.2可知，包裝紙從Ⅰ位置到Ⅱ位置時被折成“U”形，在Ⅰ位置的時候，折紙板8將包裝紙向上折成“σ”形，隨著工序盤的轉動，從Ⅰ位置到Ⅱ位置時，包裝紙被折紙板13折疊形成筒狀。折紙板13為固定折紙板，與機架相固定，折紙板8作上下往復運動。</p><p><

31、;b>　　（6）扭結機械手</b></p><p>　　當糖塊被包裝成筒狀后，需要將兩端多余的部分扭結以完成糖塊的封閉包裝，需在Ⅴ位置配置倆個扭結機械手，同時作旋轉、閉合和軸向移動三種配合運動。</p><p><b>　?。?）打糖桿機構</b></p><p>　　在Ⅵ位置配置打糖桿12，將包裝好的糖果打出。</p&

32、gt;<p>　　2.4各機構的實現(xiàn)形式</p><p>　　(1)糖鉗手機構 </p><p>　　圖2.4 糖鉗手開合機構 </p><

33、;p><b>　　1-活動鉗手凸輪</b></p><p>　　如圖2.4所示，為了能夠讓糖鉗手在Ⅰ、Ⅵ位置作張開和閉合運動，采用曲柄搖桿與凸輪組合機構來驅動，活動糖鉗手由凸輪驅動，固定糖鉗手與工序盤固定。</p><p><b>　?。?）接糖桿機構</b></p><p>　　圖2.5 接糖桿機構圖 </

34、p><p>　　1-接糖桿2-糖塊 </p><p>　　如圖2.5所示，接糖桿機構采用曲柄搖桿和滑塊組合的機構來驅動，使接糖桿作往復運動。</p><p><b>　　（3）頂糖桿機構</b></p><p>　　如圖2.6所示，頂糖桿機構采用曲柄搖桿與弧度型機構組合來驅動頂糖桿作往復運動。曲柄搖桿推動扇形齒輪擺動，然后扇

35、形齒輪與頂糖桿齒條嚙合，從而帶頂糖桿的來回擺動。 </p><p>　　圖2.6 頂糖桿機構圖 </p><p>　　1-糖塊2-頂糖塊3-扇形齒輪</p><p>　?。?）折紙機構

36、 </p><p>　　圖2.7 折紙機構機構簡圖 </p><p>　　1-包裝紙2-

37、糖塊3-折紙桿 </p><p>　　折紙機構采用曲柄搖桿來帶動折紙板作往復運動，將折紙板與機構中的一個桿作為一個整體，曲柄搖桿帶動這個桿上下擺動，從而帶動折紙板上下擺動。 </p><p>　　（5）扭結手

38、 </p><p>　　圖2.8 扭結機械手結構示意圖 </p><p>　　1-動力輸入軸2、3、6、7-齒輪4-扭結手5-齒輪齒條

39、 </p><p>　　8、9-撥輪10-擺桿11-槽輪 </p><p>　　扭結機械手是糖果包裝機的一個重要組成部分。它主要是由扭結手、齒輪、槽輪、擺桿、撥輪等部分組成。為了完成糖果包裝的任務，扭結機械手在工作過程中要完成旋轉、閉合以及

40、軸向移動三種運動。動力由軸1輸入，經(jīng)過齒輪2、3、6、7傳動后，帶動扭結手完成扭結旋轉；輸入軸1的運動，經(jīng)過齒輪2、3的傳動，帶動槽凸輪11轉動，通過擺桿10帶動撥輪8，齒輪齒條5，完成扭結手的閉合運動；輸入軸1的運動，經(jīng)過齒輪2、3的傳動，帶動槽凸輪11轉動，通過擺桿10，帶動撥輪9完成扭結手的軸向移動。齒輪3的齒數(shù)為60，齒輪6的齒數(shù)為24，齒數(shù)比為2.5，可以使扭結手閉合一次的同時，旋轉兩圈半。按照糖果包裝機的運動規(guī)律，工序盤攜帶

41、糖塊及包裝紙旋轉到扭結工位，扭結手執(zhí)行旋轉、閉合和軸向移動動作完成扭結工序。 </p><p><b>　?。?）打糖桿機構</b></p><p>　　打糖機構采用曲柄搖桿來驅動打糖桿作往復運動。如下圖所示：

42、

43、

44、 </p><p>　　圖2.9 打糖桿機構簡圖 </p><p><b>　　1-打糖桿</b></p><p>　　2.5 糖果包裝機工作循環(huán)圖</p><p>　　包裝機的運動循環(huán)圖又稱為工作循環(huán)圖。它是用來描述包裝機各執(zhí)行機構之間的有序的、互相制約并互相配合協(xié)調的的運動關系的示意圖。因此，在

45、畫示意圖之前必須進行各執(zhí)行機構的協(xié)調設計，并滿足以下幾點要求：執(zhí)行機構中的構件動作應該滿足工藝的要求。執(zhí)行機構要按照一定的順序來進行，要保證各執(zhí)行動作時間同步、空間同步，不應產(chǎn)生空間干涉；一個機構執(zhí)行動作的完成到另一個執(zhí)行機構動作的開始之間須有一定的間隔；為保證生產(chǎn)率各執(zhí)行機構動作時間要盡量重合，循環(huán)周期盡可能短。</p><p>　?。?）糖果包裝機工作循環(huán)時間</p><p>　　包裝

46、機工作循環(huán)公式為： （式2.1） </p><p>　　式中： 為工作循環(huán)時間， 為理論生產(chǎn)率，此處為120粒/min </p><p>　　即 。

47、 </p><p>　?。?）劃分各執(zhí)行機構循環(huán)組成區(qū)段 </p><p>　?、偎图垯C構分為兩個區(qū)段： 表示送紙機構供紙， 表示送紙機構間歇 </p><p>　　此時

48、有： (式2.2) </p><p>　　分配軸轉角為： (式2.3) </p><p>　?、谇屑垯C構分三個區(qū)段： 表示剪紙刀的工作行程， 表示剪紙刀返

49、回行程， 表示剪紙刀在初始位置停歇時間 </p><p>　　此時有： (式2.4) </p><p>　　分配軸轉角為：

50、 (式2.5) </p><p>　　③頂糖、接糖機構分為四個區(qū)段： 表示工作行程時間， 表示在工作位置停歇， 表示工作返回行程， 表示在初始位置停歇 </p><p>　　此時有：

51、(式2.6) </p><p>　　分配軸轉角為： (式2.7)</p><p>　　④活動折紙機構分為三個區(qū)段： 表示工作行程時間， 表示工作返回行程， 表示在初始位置停歇

52、 </p><p>　　此時有： (式2.8) </p><p>　　分配軸轉角為： (式2.9) </p><p>　　⑤工序盤分成兩個區(qū)段： 表示

53、工序盤轉動， 表示工序盤停歇 </p><p>　　此時有： （式2.10） </p><p>　　分配軸轉角為： （式2.11）

54、 </p><p>　?、夼そY機械手軸向移動分為四個區(qū)段： 表示向包裝位置移動， 表示在包裝位置停歇， 表示返回初始位置， 表示在初始位置停歇 </p><p>　　此時有： （式2.12） </p&g

55、t;<p>　　分配軸轉角為： （式2.13） </p><p>　?、吲そY手開合機構分為四個區(qū)段： 表示扭結手從開到閉， 表示扭結手閉合后間歇， 表示扭結手從閉合到開啟， 表示在初始位置停歇 </p><p>　　此時有：

56、 （式2.14） </p><p>　　分配軸轉角為： （式2.15） </p><p>　?、啻蛱菞U機構分為三個區(qū)段： 表示從初始位置向打糖位置移動， 表示從打糖位置到初始位置， 表示在初始位置停歇

57、 </p><p>　　此時有： （式2.16） 分配軸轉角為： （式2.17） </p><p&

58、gt;　?。?）確定各執(zhí)行機構循環(huán)組成區(qū)段的時間和分配軸轉角 </p><p>　　分配軸轉角公式為： （式2.18） </p><p>　　①頂糖、接糖機構循環(huán)各區(qū)段時間和分配軸轉角

59、 </p><p>　　取在初始位置停歇的時間 為主要工藝時間，取 ，分配軸轉角為 =90°，取 </p><p>　　則 </p><p>　?、谒图垯C構各區(qū)段時間和分

60、配軸轉角 </p><p><b>　　取 </b></p><p>　　則 </p><p>　?、矍屑垯C

61、構各區(qū)段時間和分配軸轉角 </p><p><b>　　取 </b></p><p>　　則 </p><p>　　④活動折紙板各區(qū)段時間和分配軸轉角

62、 </p><p><b>　　取 </b></p><p>　　則 </p><p>　?、莨ば虮P各區(qū)段時間和分配軸轉角

63、 </p><p><b>　　取 s，</b></p><p>　　則 </p><p>　?、夼そY手軸向移動區(qū)段時間和分配軸轉角

64、 </p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　⑦扭結手開合機構各區(qū)段時間和分配軸轉角</p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　則 &

65、lt;/b></p><p>　　⑧打糖機構各區(qū)段時間和分配軸轉角</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　則 </p><p>　?。?）繪制工作循環(huán)圖</p><p>　　根據(jù)以上計算結果繪制糖果包裝機工作循環(huán)圖如下：

66、 </p><p>　　圖2.10 包裝機工作循環(huán)圖</p><p>　　3 傳動系統(tǒng)部分的設計計算</p><p>　　3.1 電動機的選擇</p><p>　　本糖果包裝機動力選用交流380v，包裝機械中通常選用的電動機轉速為1400r/min,由于整個載荷較小，所以選擇Y11

67、2M-4型三相異步電動機，電壓為380v,功率為0.4KW,額定轉速為1440r/min，根據(jù)電動機轉速及效率來確定各級傳動比。從電動機到分配軸采用兩級降速，第一級傳動采用皮帶傳動，第二級傳動用齒輪傳動?？倐鲃颖葹?00/1440-150/1440=1/14.4-1/9.6，帶傳動比為2.84-5.76，齒輪傳動比為2.5。</p><p>　　3.2 帶傳動的設計計算</p><p>

68、<b>　　（1）確定計算功率</b></p><p>　　計算功率 是根據(jù)傳送的功率P和帶的工作條件而確定的。</p><p><b>　?。ㄊ?.1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　表示計算功率，單位為KW，

69、 表示工作情況系數(shù)，因為載荷較小，所以取 =1.0， </p><p>　　P表示所需傳遞的額定功率，單位為KW</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　?。?）選擇三角帶的帶型</p>&

70、lt;p>　　三角帶的帶型決定了帶的截面，如果過大，減少帶根數(shù)的同時，會增大傳動時的彎曲應力，降低帶的壽命。如果過小，減小了彎曲應力，但使其傳遞的功率也降低。因此，正確選擇帶型顯得尤為重要。</p><p>　　根據(jù)計算功率 和小帶輪轉速n=1440r/min，選用Z型帶。</p><p>　　（3）確定大小帶輪直徑 </p><p>　　大帶輪直徑

71、 （式3.2）</p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　小帶輪最小直徑為50mm,最大直徑為80mm,符合要求。</p><p><b>　?。?）驗算帶速v</b></p><p><b>　?。ㄊ?.3）

72、</b></p><p><b>　　式中： </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p>　　由上述結果知，帶輪直徑確定后，帶速就確定了，傳遞相同的功率，v越小，傳遞的圓周力就越大，帶速不宜過高或者過低，一般應使v=5-25m/s，v=6.03m/s在合理范圍之內。</p>

73、<p><b>　?。?）確定中心距 </b></p><p>　　中心距大，可以增加帶輪的包角，減少單位時間內帶的循環(huán)次數(shù)，有利于提高帶的壽命，但是中心距過大，則會加劇帶的波動，降低帶傳動的平穩(wěn)性，同時增大帶傳動的整體尺寸。中心距過小，則有相反的利弊。一般初選帶傳動的中心距為： （式3.4）</p><p><b>　　

74、初選中心距 </b></p><p>　　計算相應帶長： （式3.5）</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)得 </b></p><p><b>　　取基準長度 </b></p><p>　　計算實際中心距：

75、 （式3.6）</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)得 </b></p><p>　　(6)驗算小帶輪上的包角 </p><p>　　小帶輪上的包角 小于大帶輪上的包角 ，小帶輪上的總摩擦力相應地小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動的工作能力，使</p><p><b>

76、;　?。ㄊ?.7）</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　因為 ，所以包角符合要求。</p><p><b>　?。?）確定帶的根數(shù)</b></p><p><b>　　（式3.8）</b></p><p>　

77、　式中： 表示單根三角帶所能傳遞的最大功率，由 ，V=6.03m/s知 </p><p>　　表示當傳動比不等于1時，單根三角帶額定功率的增量，此處為0.04</p><p>　　表示包角不等于180°時的修正系數(shù)，取 </p><p>　　表示當帶長不等于試驗規(guī)定的特定帶長時的修正系數(shù)，取 </p><p><b>　　

78、則 ，取Z=1</b></p><p>　　（8）確定帶的初拉力 </p><p><b>　?。ㄊ?.9）</b></p><p>　　式中：q表示三角帶每米的重量（N/m），取q=0.06N/m</p><p><b>　　則 </b></p><p>　?。?/p>

79、9）計算帶傳動的壓軸力</p><p><b>　?。ㄊ?.10）</b></p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)得 </b></p><p>　　3.3 齒輪傳動的設計計算</p><p>　　已知其輸入功率為 ，分配軸轉速為300r/min,齒數(shù)比u=3.2，小齒輪轉速 ,壽命15年（每年按30

80、0天，每天按兩班制計算）</p><p>　?。?）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　本包裝機選用直齒圓柱齒輪，由于為一般工作機器，速度不高，所以選用7級精度，小齒輪材料選用 (調質)，硬度為280HBS，大齒輪材料選用45鋼（調質），硬度為240HBS，二者材料硬度相差為40HBS。</p><p><b>　　取小齒輪的齒數(shù)為 &

81、lt;/b></p><p>　　齒數(shù)公式為 （式3.11）</p><p>　　則大齒輪齒數(shù)為76.8，取 。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強度計算</p><p>　?、俳佑|疲勞強度計算公式</p><p>

82、　?。ㄊ?.12） </p><p>　　式中：K表示載荷系數(shù)，取K=1.3</p><p>　　表示小齒輪傳遞的轉矩，單位為 </p><p><b>　　表示齒寬系數(shù)，取 </b></p><p>　　表示彈性影響系數(shù)，取 </p><p&

83、gt;　　根據(jù)齒面硬度得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ，</p><p>　　大齒輪的接觸疲勞強度極限 。</p><p>　?、邶X輪的工作應力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　?。ㄊ?.13）</b></p><p>　　式中：j為齒輪每轉一圈時，同一齒面嚙合的次數(shù)，取j=1</p><p>　　

84、表示齒輪的工作壽命，單位為小時</p><p>　?、圻x取接觸疲勞壽命系數(shù) </p><p>　?、芙佑|疲勞許用應力公式</p><p><b>　?。ㄊ?.14）</b></p><p>　　式中：S表示疲勞強度安全系數(shù)，為1</p><p>　　為考慮應力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)</p>

85、<p><b>　　表示齒輪的疲勞極限</b></p><p><b>　　根據(jù)上式有： </b></p><p>　?、萦嬎阈↓X輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值</p><p><b>　?。ㄊ?.15）</b></p><p><b>　　代入得 &

86、lt;/b></p><p><b>　?、抻嬎銏A周速度</b></p><p><b>　?、哂嬎泯X寬b</b></p><p><b>　?。ㄊ?.16）</b></p><p><b>　　代入得 </b></p><p&g

87、t;　?、嘤嬎泯X寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù) （式3.17）</p><p>　　齒高 （式3.18）</p><p><b>　　齒寬與齒高之比 </b></p><p><b>　?、嵊嬎爿d荷系數(shù)</b>

88、;</p><p>　　載荷系數(shù) （式3.19）</p><p><b>　　使用系數(shù) ，</b></p><p>　　由V=1.124m/s，7級精度得動載荷系數(shù) ，</p><p>　　因為是直齒輪，所以 ，</p><

89、;p>　　用插值法得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時， ，</p><p><b>　　代入公式得 </b></p><p>　?、飧鶕?jù)實際載荷系數(shù)校正分度圓直徑</p><p><b>　?。ㄊ?.20）</b></p><p><b>　　計算模數(shù)</b><

90、/p><p><b>　?。ㄊ?.21）</b></p><p>　　(3)按齒根彎曲強度計算</p><p>　　彎曲強度計算公式為 （式3.22）</p><p>　　式內各數(shù)值計算如下：</p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù) ，</p><p>　　小齒

91、輪彎曲疲勞強度極限 ，大齒輪的疲勞強度極限 ，</p><p><b>　　彎曲疲勞許用應力 </b></p><p><b>　　載荷系數(shù) </b></p><p><b>　　齒形系數(shù) </b></p><p><b>　　應力校正系數(shù) </b><

92、;/p><p><b>　　小齒輪 </b></p><p>　　大齒輪 =0.01644 大齒輪較大，選大齒輪</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入式3.22得</p><p>　　從計算情況來看，根據(jù)齒面接觸強度計算的模數(shù)大于根據(jù)齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，彎曲強度決定的承載能力與齒輪模數(shù)m有關，齒面接觸疲勞強度決定的承載

93、能力與齒輪直徑有關，因此取0.9054就近圓整為標準直徑m=1.2mm。</p><p><b>　　根據(jù)分度圓直徑 ，</b></p><p>　　得小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) </p><p><b>　　分度圓直徑 </b></p><p><b>　　中心距 </b>&l

94、t;/p><p><b>　　齒輪寬度 ，取 </b></p><p>　　從以上計算結果得這對傳動齒輪的分度圓直徑 </p><p><b>　　厚度 ，</b></p><p><b>　　模數(shù) ，</b></p><p><b>　　齒數(shù) 。

95、</b></p><p>　　3.4 軸的設計計算</p><p>　　在此取分配軸為研究對象</p><p>　?。?）材料的選擇：選用45號鋼進行調質處理，查取 , </p><p>　?。?）根據(jù)設計公式來進行設計計算：即：</p><p><b>　　（式3.23） </b>

96、;</p><p>　　即軸的最小直徑為19.5mm，由于軸上面有兩個鍵槽安裝齒輪，4組銷孔用來安裝圓柱偏心輪，故直徑應增加 ，即 ，圓整后取得軸的最細部分的直徑大于25mm。</p><p>　?。?）擬定于軸上各零件的裝配方案</p><p>　　第一段軸用來安裝套筒跟軸承，取直徑為30mm</p><p>　　第二段軸用來安裝齒輪，直徑

97、為35mm</p><p>　　第三段軸用來安裝圓柱偏心輪，直徑為40mm</p><p>　　第四段軸用來安裝齒輪，直徑為35mm</p><p>　　第五段軸用來安裝軸承和套筒，直徑為30mm</p><p>　?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　第一段安裝套筒跟軸承，軸承寬度是2

98、3mm，再加上其他零件，取長度為50mm。</p><p>　　第二段用于安裝一個雙齒零件，它的一個齒與減速器齒輪嚙合，另一個齒與驅動工序盤間歇轉動的齒輪相嚙合。這段長度應該略小于兩齒的寬度之和，取70mm。</p><p>　　第三段用于安裝圓柱偏心輪，長度與三個圓柱偏心輪的安裝位置及軸的安裝空間位置有關，圓柱偏心輪安裝位置應盡量安裝在這一段的偏中位置，取這段長度為500mm。</

99、p><p>　　第四段用于安裝齒輪，這個齒輪將動力傳遞給扭結機構和供紙機構。這段長度略小于齒輪的寬度，為40mm。</p><p>　　第五段用于安裝套筒和軸承，長度與第一段相同，長度為50mm。</p><p><b>　?。?）軸的校核</b></p><p>　　設計計算時取電動機動力傳遞到分配軸時功率仍為0.45KW

100、。轉速 第二段軸上與減速器嚙合齒輪1直徑 ，與撥盤嚙合齒輪2直徑 ，軸第四段上齒輪3直徑 ，軸第三段直徑 ，分配軸將20%功率傳遞給撥盤，將25%功率傳遞給圓柱偏心輪，將55%功率傳遞給其他部件。</p><p>　　齒輪1對軸的轉矩： </p><p>　　作用在齒輪1上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力： </b></p

101、><p>　　分配軸傳遞給撥盤的功率為 </p><p>　　齒輪2對軸的轉矩：： </p><p>　　作用在齒輪2上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力： </b></p><p>　　分配軸傳遞給齒輪3的功率 </p><p>　　齒輪3對軸的轉矩：： <

102、;/p><p>　　作用在齒輪3上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力： </b></p><p>　　取4個圓柱偏心輪共同作用在軸的中心位置，傳遞的功率為25%，則</p><p>　　偏心輪對軸的轉矩： </p><p>　　偏心輪對齒輪的圓周力： </p><p&

103、gt;<b>　　徑向力： </b></p><p>　　水平面的支承力近似計算：</p><p><b>　　垂直面的支承力：</b></p><p><b>　　考慮最不利情況，</b></p><p>　　（6）計算危險截面處軸的直徑：</p><p&

104、gt;　　因為材料選擇45號鋼調質，許用彎曲應力 ，則</p><p>　　由于設計該段軸的直徑為40mm，所以該軸是安全的。</p><p>　?。?）其他軸的設計：</p><p>　　根據(jù)上述軸的設計方法，來確定軸的轉速以及傳遞功率，軸中每段的長度以及其他一些條件確定后再進行設計。因為分配軸傳遞的功率最大，軸上的零件比較復雜，所以軸的工作環(huán)境也是惡劣的。根據(jù)前

105、面所計算的分配軸的最細部分的直徑作為參考，其他負載較大一點的軸的直徑一般選擇35mm左右，低負載的選擇20mm左右基本能滿足設計需求。</p><p>　　4 執(zhí)行機構的設計</p><p>　　4.1 開閉鉗機構桿的設計</p><p>　　圖4.1為控制糖果裹包機上工序盤的糖鉗作開閉運動的執(zhí)行機構。曲柄 為主動件，通過開鉗凸輪1驅動活動糖鉗2作開閉運動。對曲

106、柄搖桿機構的運動要求是：曲柄 沿逆時針每轉一圈，搖桿 完成一次往復擺動，總行程 。與搖桿逆時針擺動30°相應的曲柄轉角為 (這時曲柄與搖桿轉向相同，)而與搖桿順時針擺動30°相應的曲柄轉角為170°(這時曲柄與搖桿轉向相反)。這樣，極位角 </p><p>　　在確定機構亦局和曲柄轉向時應盡量使 為正值。 這可按給定搖桿總擺角和極位角，由此設計曲柄搖桿機構。</p>

107、<p>　　（a）機構簡圖 （b）運動要求示意圖</p><p>　　圖4-1 開鉗機構</p><p>　　1—開鉗凸輪；2—活動鉗手</p><p>　　參見圖4.2所示，幾何法求解步驟如下：</p><p>　　1)作線段AD，表示固定桿長度。</p><p>　　

108、2)求中心曲線 和 ：畫 和 線，分別使</p><p>　　, ，得 和 兩線的交點 ， 和 兩線的交點 。分別以 和 為圓心， 和 ( )為半徑作圓弧 和 。</p><p>　　3)求鉸銷 的外極限位置和內極限位置 ，在 和 上，分別取 、 點，使 D= 。連接 D、 和 A、 ,則 D、 分別為搖桿的外極限和內極限位置，且 ， 。</p>&l

109、t;p>　　4)求曲柄搖桿機構：在A 線上取 點，使 .則A D為所求曲柄搖桿機構的外極限位置，且 ， ， ， 。</p><p>　　圖4.2 開鉗機構的幾何求解圖</p><p>　　由圖4.2可知，令 為外極限位置的連桿與固定桿的夾角，則a、b、c、d存在

110、（式4.1） (式4.2)</p><p><b>　?。ㄊ?.3）</b></p><p>　　計算時，選取適當?shù)?值，再計算 、 和 值，然后確定四個桿件中的任何一個桿長（如d），其他三個桿件即可計算出。取 ， ，則 ，即控制糖鉗開閉的圓柱偏心輪的偏心距為28.5mm，其他兩桿長度 ， 。</p><p>　　4.2 折紙機構桿的設計

111、</p><p>　　折紙機構如圖4.3 (a)所示，折紙板為1從開始折紙到折紙終了的擺角 ，曲柄AB傳角 。AD之間的距離為240mm，據(jù)此，設計曲柄搖桿機構 各桿長。</p><p>　　圖4.3(b)所示為該折紙機構示意圖。當折紙終了時，因折紙板已到達最高位置，故此時曲柄搖桿機構應處于外極限位置 ，這樣，當折紙板由開始折紙位置運動到折紙終了位置,要求搖桿CD由位置 運動到位置 ,其轉

112、角 ,而對于曲柄AB，若是沿順時針轉動，則轉角 ，而當其沿逆時針轉動時，則轉角 。但是，不管曲柄轉向如和折紙工序所要求的曲柄與搖桿的一對相應角移量 （或 ）都處于外極限位置之前。因此，這可按給定的曲柄與搖桿在外極限位置前的一對相應角移量，設計曲柄搖桿機構各桿長。</p><p>　　(a) (b)</p><p>

113、;　　圖4.3 折紙機構</p><p>　　1—折紙板；2—紙；3—糖塊</p><p>　　用幾何法求解。如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4 折紙機構的幾何求解圖</p><p>　　1)作線段AD，它表示固定桿長度，A、D分別為曲柄和搖桿的支點。</p><p>　　2)求相對極點R：假定搖桿位于

114、固定桿的上方，則過A、D兩點分別作AL和DK線使 ， ，所得AL的延長線與DK線的交點R，即為所求的相對極點。</p><p>　　3)求搖桿的外極限位置 :在AD上方的適當位置選取一點 ，作為餃銷c的外極限位置。連接 、 ，則 為搖桿的外極限位置，而 為曲柄與連桿的長度之和。</p><p>　　4)求曲柄搖桿機構的外極限位置及桿長：鉸銷B的外極限位置 必在 直線上。</p>

115、<p>　　過相對極點R作RN線，使 ，則RN與 兩線的交點即為所求 點。這樣，所求曲柄搖桿機構的外極限位置為 。</p><p>　　用a、b、c、d分別表示曲柄、連桿、搖桿及固定桿的長度，即 、 、 、 。</p><p>　　同樣，可仿照推搪機構桿件求解，如圖所示，求得各桿實長為 ，即控制折紙的偏心輪的偏心距為25mm。 ， 。 ， ，適用。</p>&l

116、t;p>　　4.3夾持裝置的設計</p><p>　　圖4.5 夾持裝置</p><p><b>　?。?）設計要求</b></p><p>　　①確定足夠的夾緊力 ，在確定夾緊力時，要考慮工件的重量，與此同時，為了保證夾持牢固，工件在傳送過程中產(chǎn)生的振動和慣性力也應該被考慮。</p><p>　?、谝幸欢ǖ拈_

117、閉角a，手指的開閉角應能適應工件尺寸變化范圍及手部的運動路線。</p><p>　?、郾ＷC工件正確定位。為手指和工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)工件形狀而選擇相應的手指形狀來定位。</p><p>　?、芙Y構要緊湊，使之重量輕，動作靈活。</p><p><b>　?。?）夾緊力 計算</b></p><p>　　機械手

118、工作時，為保證手指能夠可靠的把工件夾牢所必需的夾緊力 可按下式計算： （式4.4）</p><p>　　式中： 表示安全系數(shù)，取 ，</p><p>　　表示工作情況系數(shù)， ，</p><p>　　表示工作方位系數(shù)， ，摩擦系數(shù)f=0.3，</p><p>　　G表示巧克力糖的質

119、量，為0.098N。</p><p><b>　?。?）彈簧力 計算</b></p><p>　　彈簧是一種彈性元件，它能夠在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。彈簧在各類機械中的應用十分廣泛，主要用于：</p><p>　　①控制機構的運動，如制動器、離合器中的控制彈簧，內燃機汽缸的閥門彈簧等； </p><p>　　②減振

120、和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等； </p><p>　?、蹆Υ婕拜敵瞿芰?，如鐘表彈簧； </p><p>　?、軠y量力的大小，如測力器和彈簧稱中的彈簧等；</p><p>　?。?） 選擇圓柱螺旋拉伸彈簧： </p><p>　　彈簧按照所承受的載荷不同可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭曲彈簧、和彎曲彈簧等四種。在這