摘 要顆粒狀糖果包裝機(jī)設(shè)計(jì)是典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它不僅包括機(jī)構(gòu)的尺寸、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，還包括了傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圓臺(tái)柱狀巧克力糖的鋁箔紙包裝。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有：設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包裝機(jī)主要實(shí)現(xiàn)巧克力糖的輸入、折邊、抄底邊、等等功能，直到最后由輸送帶輸出。整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)中，機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)的是夾糖、折邊、轉(zhuǎn)送等重要功能，因此對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，作為一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，動(dòng)力是必不可少的，當(dāng)然對(duì)動(dòng)力的傳遞系統(tǒng)也就顯得尤其重要了。系統(tǒng)功能中要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手轉(zhuǎn)位、送糖盤(pán)轉(zhuǎn)位、供紙、剪紙、抄紙、接糖、頂糖及撥糖等功能，它們都需要不同大小的動(dòng)力，這就需要傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。如在機(jī)械手的轉(zhuǎn)位功能中，為實(shí)現(xiàn)間歇的轉(zhuǎn)位功能就得通過(guò)傳動(dòng)鏈中的槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)要保證機(jī)械手在轉(zhuǎn)到位后， 有一定的停留時(shí)間，從而為頂糖、接糖及撥糖功能的實(shí)現(xiàn)提供必要的機(jī)械動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間。設(shè)計(jì)好的包裝機(jī)機(jī)構(gòu)正常的生產(chǎn)率為 120r/min。關(guān)鍵詞：包裝機(jī)； 巧克力糖包裝； 機(jī)械手。ABSTRAVTGranular candy packaging machine design is typical of mechanical systems design, it is not only the organization's size, strength design, including the design of the mechanical transmission system. This design is for round cylindrical chocolate aluminum foil paper packaging. Design: the design and powertrain design. The packaging machine input chocolate hem, side of the bargain-hunting, and more, until the last output by the conveyor belt. Implementation of the entire system functions, the robot to achieve the folder sugar, folding, transfer function, so the transmission system design, as an action execution system, power is essential, of course, it appears the power delivery system particularly important. The system functions to achieve the robot turn to send the transfer of the sugar dish, for paper, paper cutting, papermaking, then sugar, sugar top and reversal of sugar, and other functions, they all require different amounts of power, which requires the adjustment of the transmission system. Manipulator translocation function to achieve intermittent transfer function have to drive chain sheave institutions to achieve, the agency you want to ensure that robot go to the bit, there is a certain residence time, and thus to the top of sugar. then sugar and reversal of sugar functions provide the necessary mechanical action execution time. Designed packaging machine institutions normal production rate of 120r/min.Keywords: packing machine; chocolate packaging; mechanical hand.目 錄1 緒 論 .12 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的工藝確定 .12.1 產(chǎn)品特征 12.2 包裝材料 12.3 包裝工藝方案擬定 22.4 巧克力糖包裝工藝的實(shí)驗(yàn) 23 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的總體布局 .33.1 機(jī)型選擇 33.2 自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 33.3 包裝機(jī) 總體布置 44 粒狀巧克力糖 包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) .55 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的電機(jī)選擇 .55.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇 55.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇 65.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 65.4 分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 76 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .76.1 確定設(shè)計(jì)功率 76.2 選擇帶的型號(hào) 76.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 76.4 驗(yàn)算帶的速度 76.5 確定中心距 a 和 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld86.6 計(jì)算小輪包角 86.7 確定 V 帶根數(shù) Z.86.8 確定初拉力 96.9 計(jì)算作用在軸上的壓力 FQ96.10 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 107 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 117.1 選擇鏈輪齒數(shù) .117.2 確定計(jì)算功率 .117.3 確定鏈節(jié)距 p117.4 初定中心距 a0，取定鏈節(jié)數(shù) Lp 117.5 確定鏈長(zhǎng)和中心距 .127.6 求作用在軸上的力 .127.7 確定潤(rùn)滑方式 .127.8 鏈輪的設(shè)計(jì) .128 螺旋齒輪設(shè)計(jì) 138.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .138.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .148.2.1 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 148.2.2 計(jì)算 148.2.3 幾何尺寸計(jì)算 159 軸設(shè)計(jì) 1610 凸輪和槽輪設(shè)計(jì) .17結(jié) 論 .21參考文獻(xiàn) .22致 謝 .23中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒 論粒裝巧克力糖呈圓臺(tái)形，輪廓清楚，但質(zhì)地疏松，容易碰傷,且生產(chǎn)批量很大，暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外，手工包裝質(zhì)量存在包裝質(zhì)量不均。上料時(shí)需要人工定時(shí)放料，每分鐘放 80 粒糖，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)市場(chǎng)的需要，因此改進(jìn)粒裝巧克力糖包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，是迫切需要解決的。本論文主要工作是完成粒狀巧克力包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確定包裝機(jī)工作循環(huán)圖，設(shè)計(jì)動(dòng)力的傳遞方式和方法，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的傳遞，完成包裝機(jī)的傳動(dòng)，提高生產(chǎn)力，減少工人工作量。具體內(nèi)容有總體設(shè)計(jì)的初步構(gòu)思；電動(dòng)機(jī)的選擇；V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；螺旋齒輪設(shè)計(jì)；槽輪設(shè)計(jì)；凸輪等設(shè)計(jì)。2 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的工藝確定2.1 產(chǎn)品特征粒裝巧克力糖呈圓臺(tái)形，輪廓清楚，但質(zhì)地疏松，容易碰傷。因此，考慮機(jī)械動(dòng)作時(shí)應(yīng)適合它的特點(diǎn)，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。產(chǎn)品夾緊力要適當(dāng)；在進(jìn)出料時(shí)避免碰撞而損傷產(chǎn)品；包裝速度應(yīng)適中，過(guò)快會(huì)引起沖擊而可能損傷產(chǎn)品等。包裝工藝首要的是解決坯件的上料問(wèn)題。顯然，像巧克力糖之類(lèi)的產(chǎn)品，使用一般料斗上料方法是不適宜的。如果采用料倉(cāng)式上料方法，則需要人工定時(shí)放料，每分鐘放 80 粒糖也夠緊張的。如果將自動(dòng)機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)直接與巧克力糖澆注成形機(jī)的出口相銜接，則比較容易解決巧克力糖的自動(dòng)上料問(wèn)題。2.2 包裝材料食品包裝材料應(yīng)十分注重衛(wèi)生。粒狀巧克力糖包裝紙采用厚度為 0.008mm 的金色鋁箔紙，它的特點(diǎn)是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂，也容易褶皺。因此，在設(shè)計(jì)供紙部件時(shí)對(duì)速度應(yīng)十分注意。一中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2般包裝的速度越高，紙張的拉力就越大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般送紙速度應(yīng)小于 500mm/s。選擇供紙機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，主要依據(jù)下列兩點(diǎn)：1）采用紙片供料或是采用卷筒紙供料。本機(jī)采用卷筒紙。2）紙張送出時(shí)的空間位置時(shí)垂直置放的還是水平置放的。將紙片水平置放對(duì)包裝工藝有利。但卷筒紙水平輸送，只能采用間歇式剪切供紙方法。2.3 包裝工藝方案擬定圖 2-1 包裝工序分解圖圖 2-1 為最初的巧克力糖包裝工藝圖.根據(jù)人工包裝動(dòng)作順序,針對(duì)產(chǎn)品包裝質(zhì)量要求,該機(jī)包裝工藝如下:1) 將 75mm×75mm 鋁箔紙覆蓋在巧克力糖小端正上方,如圖 2-1(a)所示。2) 使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng)迫成行如圖 2-1(b)所示.3)將余下的鋁箔紙分成兩半,先后向大端中央折去,迫使包裝紙緊貼巧克力糖,如圖 2-1(c),(d)所示.2.4 巧克力糖包裝工藝的實(shí)驗(yàn)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)3由于條件限制實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，以下為《自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)》 [1]相關(guān)內(nèi)容根據(jù)初擬的包裝工藝方案,進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn).圖 2-3 為鉗糖機(jī)械手及巧克力糖包裝簡(jiǎn)圖.圖 2-2 鉗糖機(jī)械手及巧克力糖包裝1-轉(zhuǎn)軸 2-轉(zhuǎn)盤(pán) 3-彈簧 4-接糖桿 5-鉗糖機(jī)械手(共 6 組)6-糖塊 7-頂糖桿 8-鋁箔紙 9-環(huán)行托板 10-折邊器如上圖所示,機(jī)械手設(shè)計(jì)上是具有彈性的錐形模腔,這樣能適應(yīng)巧克力糖外形尺寸的變化,I 不存在拉破鋁箔紙的現(xiàn)象.在機(jī)械手下面有圓環(huán)形托板,以防止糖塊下落。工藝實(shí)驗(yàn)的過(guò)程如下:當(dāng)鉗糖機(jī)械手轉(zhuǎn)至裝糖未位置時(shí),接糖桿 4 向下運(yùn)動(dòng),頂糖桿 7 向上推糖塊 6 和包裝紙 8,使糖塊和鋁箔紙夾在頂糖桿和接糖桿之間,然后它們同步上升,進(jìn)入機(jī)械手 5,迫使鋁箔紙成型如圖 2-2(b)所示,接著折邊器 10 向左折邊,成圖 2-2(c)狀,然后轉(zhuǎn)盤(pán) 2 帶機(jī)械手 5 作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),途徑環(huán)行托板 9,使鋁箔紙全部覆蓋在糖塊的大端面上,完成全部包裝工藝如圖 2-2(d)所示.由于包裝紙表面還不夠光滑,有時(shí)還發(fā)生褶皺現(xiàn)象,需要進(jìn)一步改進(jìn).經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鋁箔紙只要用柔軟之物輕輕一抹,就很光滑平整地緊貼在糖塊表面上,達(dá)到預(yù)期的外觀包裝質(zhì)量要求.因此增設(shè)了一個(gè)帶有錐形毛刷圈（軟性尼龍絲），在定糖過(guò)程中，先讓糖塊和鋁箔紙通過(guò)毛刷圈，然后再進(jìn)入機(jī)械手成形，結(jié)果使包裝紙光滑、平整、美觀，完全達(dá)到包裝質(zhì)量要求。圖 2-3 是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的巧克力糖包裝成型機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 2-3 巧克力糖包裝成型機(jī)構(gòu)1-左抄板紙 2-鉗糖機(jī)械手 3-接糖桿 4-右抄板紙5-錐形尼龍絲圈 6-鋁箔紙 7-糖塊 8-頂糖桿另外，考慮自動(dòng)機(jī)工作的可靠性，在成品出料口增設(shè)撥糖桿，確保機(jī)械手中的糖塊落入輸送帶上。這樣的工藝方案就此確定。3 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的總體布局3.1 機(jī)型選擇由于大批量生產(chǎn)，所以選擇全自動(dòng)機(jī)型。根據(jù)前述工藝過(guò)程，選擇回轉(zhuǎn)式工藝路線的多工位自動(dòng)機(jī)型。根據(jù)工藝路線分析，實(shí)際上需要兩個(gè)工位，一個(gè)是進(jìn)料、成型、折邊工位另一個(gè)是出料工位。自動(dòng)機(jī)采用四槽槽輪機(jī)構(gòu)作工件步進(jìn)傳送。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)53.2 自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)巧克力糖包裝工藝，確定自動(dòng)機(jī)由下列執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成：1) 送糖機(jī)構(gòu)；2) 供紙機(jī)構(gòu)；3) 接糖和頂糖機(jī)構(gòu)；4) 抄紙機(jī)構(gòu)；5) 撥糖機(jī)構(gòu)；6) 鉗糖機(jī)械手的開(kāi)合機(jī)7) 轉(zhuǎn)盤(pán)步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)下面是主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖 3-1 為鉗糖機(jī)械手、進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。送糖盤(pán) 4 與機(jī)械手作同步間歇回轉(zhuǎn)，逐一將糖塊送至包裝工位Ⅰ。機(jī)械手的開(kāi)合動(dòng)作，由固定的凸輪 8 控制，凸輪 8 的廓線是由兩個(gè)半徑不同的圓弧組成，當(dāng)從動(dòng)滾子在大半徑弧上，機(jī)械手就張開(kāi)；從動(dòng)滾子在小半徑弧上，機(jī)械手靠彈簧 6 閉合。圖 3-2 為接糖和頂糖機(jī)構(gòu)示意圖。接糖桿和頂糖桿的運(yùn)動(dòng)，不僅具有時(shí)間上的順序關(guān)系，而且具有空間上的相互干涉關(guān)系，因此它們的運(yùn)動(dòng)循環(huán)必須遵循空間同步化的原則設(shè)計(jì)，并在結(jié)構(gòu)上應(yīng)予以重視。接糖桿和頂糖桿夾住糖塊和包裝紙同步上升時(shí)，夾緊力不能太大，以免損傷糖塊。同時(shí)應(yīng)使夾緊力保持穩(wěn)定，因此在接糖桿的頭部采用如橡皮類(lèi)的彈性件。3.3 包裝機(jī)總體布置 1-輸送帶 2-糖塊 3-托盤(pán)4-鉗糖機(jī)構(gòu) 5-鉗糖機(jī)械手6-彈簧 7-托板 8-機(jī)械手9-機(jī)械手開(kāi)合凸輪 10-輸料帶I-進(jìn)料,成型,折邊工位 II-出糖工位圖 3-1 鉗糖機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 3-3 總體布置圖4 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)粒狀巧克力糖包裝機(jī)是專(zhuān)用自動(dòng)機(jī)，根據(jù)自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則和巧克力糖包裝工藝的具體要求，如圖 9 所示安排傳動(dòng)系統(tǒng)。圖 3-1 接糖和頂糖桿機(jī)構(gòu) 1-圓柱凸輪 2-接糖桿 3-糖塊 4-頂糖桿 5-平面槽凸輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖 4-1 粒狀巧克力糖包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1-電動(dòng)機(jī) 2-帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 3-鏈輪幅 4-盤(pán)車(chē)手輪 5-頂糖桿凸輪 6-剪紙導(dǎo)凸輪 7-撥糖桿凸輪 8-抄紙板凸輪9-接糖桿凸輪 10-鉗糖機(jī)械手 11-撥糖桿 12-槽輪機(jī)構(gòu)13-接糖桿 14-頂糖桿 15-送糖盤(pán) 16-螺旋齒輪副 17-分配軸5 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的電機(jī)選擇5.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]選擇 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械. 1617中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)85.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]根據(jù)已知條件，電動(dòng)機(jī)工作所需要的有效功率為：kwVFPw4.013???公式（5-1） 式中 Fw＝1600N Vw ＝120r/min ηw —軸承的效率 0.98ηb —V 帶傳動(dòng)效率 0.98ηg —齒輪傳動(dòng)效率 0.97ηl —鏈輪傳動(dòng)效率 0.96由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：公式（5-lgwb?2?總2）則： 8.096.7098.02??總?所以：電機(jī)所需的工作功率：公式（5-總?wP?03）代入數(shù)值: =0.4／0.88=0.46(kw)0p因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 Pm 只需略大于 P0 即可，選 Y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為 0.55KW。5.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)9取螺旋圓斜柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)傳動(dòng)比范圍 .取 V 帶傳動(dòng)比 ,鏈輪的傳動(dòng)比2~1?gi 4~2?bi,則總傳動(dòng)比例的范圍 .故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為2~1?li 62ain= ×120 r/minwan?=(2~16)×120 r/min=240~1920r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750r/min、1000 r/min、1500 r/min 三種。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y801-4 額定功率 0.55kw，額定轉(zhuǎn)速 1390r/min。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速得總的傳動(dòng)比: mni?=1500/120=12.55.4 分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查，確定帶輪的傳動(dòng)比 ，鏈輪的傳動(dòng)比 ，齒輪傳動(dòng)比4?bi 1.2?li 5.1?gi表 5-1 各軸數(shù)據(jù)參數(shù)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 1 軸 2 軸 3 軸轉(zhuǎn)速/（r/min）1390 348 174 116功率 P/kW 0.55 0.539 0.507 0.482中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)10轉(zhuǎn)矩 T/(N?m) 3.78 14.79 27.83 39.686 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)6.1 確定設(shè)計(jì)功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得工作情況系數(shù) ，則 。1.?ak kwpkad 6051??6.2 選擇帶的型號(hào)V 帶型號(hào)根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pd 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1 確定，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]可選取 Z 型帶。6.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 和1d2由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查， V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 ，知 z 型帶 =50mm,選取小帶輪基準(zhǔn)直mindmind徑： =63mm；因此，大帶輪基準(zhǔn)直徑： =4×63mm=252mm。選取大帶輪基準(zhǔn)直徑1d 12??=250mm。26.4 驗(yàn)算帶的速度由帶的速度公式：公式（6-3106/)(??DNV?1）代入數(shù)值: =3.14x63x1390/(60x1000)=4.6m/s中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11式中: n 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；D 為小帶輪基準(zhǔn)直徑。即 v=4.6m/s90?1?6.7 確定 V 帶根數(shù) Z由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得公式（6-5）LdKpPz?)(0???確定式中各值：為包角修正系數(shù)，考慮包角 對(duì)傳動(dòng)能力的影響，由參考文獻(xiàn)查得 ；?k18?? 93.0??k為帶長(zhǎng)修正系數(shù)，考慮帶長(zhǎng)不為特定帶長(zhǎng)時(shí)對(duì)使用壽命的影響，由參考文獻(xiàn)查得 ；l 14l為 V 帶基本額定功率，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]單根 V 帶所能傳遞的功率為 =0.28kW；計(jì)算功率增量0p 0p=0.03。?公式（6-ldkpz?)(0???6）代入數(shù)值:z=0.605/[(0.28+0.03)x093x1.14]=1.84中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)13所以，選取 V 帶根數(shù) z=2。6.8 確定初拉力 0F單根普通 V 帶初拉力計(jì)算公式：公式（6-20)5.2(mvKvzPFd????7）式中 Pd 為設(shè)計(jì)功率；υ 為 V 帶速度；z 為帶的根數(shù)；為包角修正系數(shù)；?km 為普通 V 帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量，由參考文獻(xiàn)查得 m=0.1kg/m。所以 NF 4.52.06.2.593.0)(650 ??????6.9 計(jì)算作用在軸上的壓力壓力等于松邊和緊邊拉力的向量和，如果不考慮帶兩邊的拉力差，可以近似為按帶兩邊所受初拉力的合力來(lái)計(jì)算：2sinzco210αβFZFQ=公式（6-8）式中， 為初拉力；0F中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)14z 為帶的根數(shù)；為小輪包角。1?所以 NSinFQ216)57(2????6.10 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 6-1 小帶輪圖 6-2 大帶輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)157 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)7.1 選擇鏈輪齒數(shù)鏈傳動(dòng)速比： 。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查表得：1.2?i小鏈輪齒數(shù) ；91z大鏈輪齒數(shù) ， ，合適。40.2??i 12?z7.2 確定計(jì)算功率已知鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由表選 KA=1.0， ，單排鏈則計(jì)算功率為: 32.1?zk公式（7-wpkzac 7059.321??1）7.3 確定鏈節(jié)距 p 首先確定系數(shù) 。plzk,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 。選單排鏈， 。所需傳遞的09.1;34.?lzk0.1?pk額定功率為： 公式kwKpPLZc 7.6019.3450 ???（7-2）選擇滾子鏈型號(hào)為 10A，鏈節(jié)距 p=15.875mm。7.4 初定中心距 a0，取定鏈節(jié)數(shù) Lp中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)16初定中心距 =(30~50)p：0a公式（7-3）75.93~2.46)50~3(0?pa取 640mm；公式（7-4）0212100 )(2apzzpLp ????帶入數(shù)值得 111.9 節(jié)；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]取鏈節(jié)數(shù)為 112 節(jié)。7.5 確定鏈長(zhǎng)和中心距鏈長(zhǎng) L=Lp p/1000=112×15.875/1000=1.778m中心距：公式（7-5）)](2[211zLpfa???m7.652409875.49.0??取 a=653mm，a550mm，符合設(shè)計(jì)要求。7.6 求作用在軸上的力鏈速： smpnzv /7.10685.193470631 ????公式（7-6）中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)17工作拉力： F=1000P/v=1000×0.539/1.7=317N；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得，工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù) =1.15。QK軸上的壓力: = =1.15×317N=365NQFK7.7 確定潤(rùn)滑方式由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]根據(jù) P、v 查表，知可采用油脂潤(rùn)滑。7.8 鏈輪的設(shè)計(jì)圖 7-1 小鏈輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)188 螺旋齒輪設(shè)計(jì)8.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)8.1.1 高速級(jí)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；8.1.2 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度；8.1.3 材料選擇選擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 (調(diào)質(zhì))，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS；8.1.4 初選小齒輪齒數(shù) Z1=40，大齒輪齒數(shù)=1.5×24=60，取；Z 2=6012iZ??圖 7-2 大鏈輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)198.1.5 選取螺旋角 β=45 度8.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算公式（8-1）3 21 )][(12HEdtt ZiTk???????8.2.1 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1)試選載荷系數(shù) Kt=1.6。2)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNnpT????162405.93)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得，選取齒寬系數(shù) Φd=1。4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得材料的彈性影響系數(shù)鍛鋼 ZE=189.8MPa125)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 σlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞極限 σlim2=550MPa。6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(設(shè)每年工作 300 天)公式（8-2）91 108.523014960 ????hjLnN公式（8-99128iN3）7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得，取接觸疲勞壽命系數(shù) 05.1,9.021?HNHNK中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)208)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1,則 MpaSKHN540][1lim1??H.2][li229)區(qū)域系數(shù) 9.1?HZ10)端面齒和度 5.0,2?8.2.2 計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑 d1t，由計(jì)算公式得mdt 57.30)2.5189(.1624.131 ?????2)計(jì)算圓周速度 67.01649.3106?????ndvt3)計(jì)算齒寬 b 公式（8-4）mdbt 57.30.1?4)計(jì)算齒寬與齒高比 b/h模數(shù)： zmtnt 54.04cos.cos1????齒高： mht 2.1.502..2.173?hb5)計(jì)算縱向重合度 ??中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)21公式（8-3.145tan0138.tan138.0????????zd5） 6)計(jì)算載荷系數(shù) K由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得使用系數(shù) KA=1；根據(jù) 7 級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得,動(dòng)載系數(shù)KV=1.11；查表 4.1,35.1,42. ?????? HFHKk故載荷系數(shù)公式（8-6）21.????HVA7)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，有 58.36.1257.30331 ≈×=ttKd公式（8-7）8)計(jì)算模數(shù) 1m59.04cos58.3cos11 ???zd取模數(shù)為 6.0?n 57.396.0cos1??dz取小齒數(shù)為 40，則大齒數(shù)為 60。8.2.3 幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 46.35cos.041????nmzd8.1.621?n2)計(jì)算中心距中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)22，4.25cos2)(1????nmza圓整取中心距為 43mm。3)按圓整后的中心距修正螺旋角公式（8-45326.01arcos2)(arcos1 ????mzn?8）4)計(jì)算齒輪寬度 40.3.1???db?圓整后取 B2=35mm, B1=40 mm。9 軸設(shè)計(jì)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查取 =1120Amm 公式（8-96.123485.01230min ???pAd9）初定軸的直徑為 20mm，其余尺寸根據(jù)各零件相應(yīng)確定。圖 9-1 大帶輪軸中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2310 凸輪和槽輪設(shè)計(jì)表 10-1 頂糖桿槽凸輪 5 參數(shù)R=（40~70） 50H=（50~100） 80推程 h=H-R 30圖 9-2 單螺旋齒輪軸圖 9-3 凸輪軸圖 9-4 雙螺旋齒輪軸中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)24表 10-2 撥糖桿偏心凸輪參數(shù)R=（40~70） 50H=（50~100） 87推程 h=H-R 37圖 10-1 頂糖桿槽凸輪 5中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)25表 10-3 剪紙刀平面凸輪 6 參數(shù)序號(hào) 凸輪運(yùn)動(dòng)角 δ 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 0°~120° 等速上升 h= 602 120°~180° 推桿遠(yuǎn)休3 180°~270° 正弦加速度下降 h= 604 270°~360° 推桿近休偏心距 e = 25 基圓半徑 r0 = 50表 10-4 抄紙板平面凸輪 8 參數(shù)序號(hào) 凸輪運(yùn)動(dòng)角 δ 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 0°~120° 等速上升 h= 50圖 10-2 撥糖桿偏心凸輪本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信承諾書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目粒狀巧克力糖包裝機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè) 機(jī)制 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 職稱(chēng) 助教所在系別 工程技術(shù)系誠(chéng)信承諾本人慎重承諾和聲明：我承諾在畢業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，在本人的畢業(yè)論文中不剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果，不篡改研究數(shù)據(jù)，如有違規(guī)行為發(fā)生，我愿承擔(dān)一切責(zé)任，接受學(xué)校的處理。學(xué)生（簽名）： 2012 年 5 月 3 日摘 要顆粒狀糖果包裝機(jī)設(shè)計(jì)是典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它不僅包括機(jī)構(gòu)的尺寸、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，還包括了傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圓臺(tái)柱狀巧克力糖的鋁箔紙包裝。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有：設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包裝機(jī)主要實(shí)現(xiàn)巧克力糖的輸入、折邊、抄底邊、等等功能，直到最后由輸送帶輸出。整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)中，機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)的是夾糖、折邊、轉(zhuǎn)送等重要功能，因此對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，作為一個(gè)動(dòng)作執(zhí)行系統(tǒng)，動(dòng)力是必不可少的，當(dāng)然對(duì)動(dòng)力的傳遞系統(tǒng)也就顯得尤其重要了。系統(tǒng)功能中要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手轉(zhuǎn)位、送糖盤(pán)轉(zhuǎn)位、供紙、剪紙、抄紙、接糖、頂糖及撥糖等功能，它們都需要不同大小的動(dòng)力，這就需要傳動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。如在機(jī)械手的轉(zhuǎn)位功能中，為實(shí)現(xiàn)間歇的轉(zhuǎn)位功能就得通過(guò)傳動(dòng)鏈中的槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)要保證機(jī)械手在轉(zhuǎn)到位后， 有一定的停留時(shí)間，從而為頂糖、接糖及撥糖功能的實(shí)現(xiàn)提供必要的機(jī)械動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間。設(shè)計(jì)好的包裝機(jī)機(jī)構(gòu)正常的生產(chǎn)率為 120r/min。關(guān)鍵詞：包裝機(jī)； 巧克力糖包裝； 機(jī)械手。ABSTRAVTGranular candy packaging machine design is typical of mechanical systems design, it is not only the organization's size, strength design, including the design of the mechanical transmission system. This design is for round cylindrical chocolate aluminum foil paper packaging. Design: the design and powertrain design. The packaging machine input chocolate hem, side of the bargain-hunting, and more, until the last output by the conveyor belt. Implementation of the entire system functions, the robot to achieve the folder sugar, folding, transfer function, so the transmission system design, as an action execution system, power is essential, of course, it appears the power delivery system particularly important. The system functions to achieve the robot turn to send the transfer of the sugar dish, for paper, paper cutting, papermaking, then sugar, sugar top and reversal of sugar, and other functions, they all require different amounts of power, which requires the adjustment of the transmission system. Manipulator translocation function to achieve intermittent transfer function have to drive chain sheave institutions to achieve, the agency you want to ensure that robot go to the bit, there is a certain residence time, and thus to the top of sugar. then sugar and reversal of sugar functions provide the necessary mechanical action execution time. Designed packaging machine institutions normal production rate of 120r/min.Keywords: packing machine; chocolate packaging; mechanical hand.目 錄1 緒 論 .12 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的工藝確定 .12.1 產(chǎn)品特征 12.2 包裝材料 12.3 包裝工藝方案擬定 22.4 巧克力糖包裝工藝的實(shí)驗(yàn) 23 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的總體布局 .33.1 機(jī)型選擇 33.2 自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 33.3 包裝機(jī) 總體布置 44 粒狀巧克力糖 包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) .55 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的電機(jī)選擇 .55.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇 55.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇 65.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 65.4 分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 76 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .76.1 確定設(shè)計(jì)功率 76.2 選擇帶的型號(hào) 76.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 76.4 驗(yàn)算帶的速度 76.5 確定中心距 a 和 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld86.6 計(jì)算小輪包角 86.7 確定 V 帶根數(shù) Z.86.8 確定初拉力 96.9 計(jì)算作用在軸上的壓力 FQ96.10 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 107 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 117.1 選擇鏈輪齒數(shù) .117.2 確定計(jì)算功率 .117.3 確定鏈節(jié)距 p117.4 初定中心距 a0，取定鏈節(jié)數(shù) Lp 117.5 確定鏈長(zhǎng)和中心距 .127.6 求作用在軸上的力 .127.7 確定潤(rùn)滑方式 .127.8 鏈輪的設(shè)計(jì) .128 螺旋齒輪設(shè)計(jì) 138.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .138.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .148.2.1 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 148.2.2 計(jì)算 148.2.3 幾何尺寸計(jì)算 159 軸設(shè)計(jì) 1610 凸輪和槽輪設(shè)計(jì) .17結(jié) 論 .21參考文獻(xiàn) .22致 謝 .23中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒 論粒裝巧克力糖呈圓臺(tái)形，輪廓清楚，但質(zhì)地疏松，容易碰傷,且生產(chǎn)批量很大，暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外，手工包裝質(zhì)量存在包裝質(zhì)量不均。上料時(shí)需要人工定時(shí)放料，每分鐘放 80 粒糖，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)市場(chǎng)的需要，因此改進(jìn)粒裝巧克力糖包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，提高生產(chǎn)率，提高質(zhì)量，是迫切需要解決的。本論文主要工作是完成粒狀巧克力包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確定包裝機(jī)工作循環(huán)圖，設(shè)計(jì)動(dòng)力的傳遞方式和方法，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的傳遞，完成包裝機(jī)的傳動(dòng)，提高生產(chǎn)力，減少工人工作量。具體內(nèi)容有總體設(shè)計(jì)的初步構(gòu)思；電動(dòng)機(jī)的選擇；V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)；螺旋齒輪設(shè)計(jì)；槽輪設(shè)計(jì)；凸輪等設(shè)計(jì)。2 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的工藝確定2.1 產(chǎn)品特征粒裝巧克力糖呈圓臺(tái)形，輪廓清楚，但質(zhì)地疏松，容易碰傷。因此，考慮機(jī)械動(dòng)作時(shí)應(yīng)適合它的特點(diǎn)，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。產(chǎn)品夾緊力要適當(dāng)；在進(jìn)出料時(shí)避免碰撞而損傷產(chǎn)品；包裝速度應(yīng)適中，過(guò)快會(huì)引起沖擊而可能損傷產(chǎn)品等。包裝工藝首要的是解決坯件的上料問(wèn)題。顯然，像巧克力糖之類(lèi)的產(chǎn)品，使用一般料斗上料方法是不適宜的。如果采用料倉(cāng)式上料方法，則需要人工定時(shí)放料，每分鐘放 80 粒糖也夠緊張的。如果將自動(dòng)機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)直接與巧克力糖澆注成形機(jī)的出口相銜接，則比較容易解決巧克力糖的自動(dòng)上料問(wèn)題。2.2 包裝材料食品包裝材料應(yīng)十分注重衛(wèi)生。粒狀巧克力糖包裝紙采用厚度為 0.008mm 的金色鋁箔紙，它的特點(diǎn)是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂，也容易褶皺。因此，在設(shè)計(jì)供紙部件時(shí)對(duì)速度應(yīng)十分注意。一中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2般包裝的速度越高，紙張的拉力就越大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般送紙速度應(yīng)小于 500mm/s。選擇供紙機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，主要依據(jù)下列兩點(diǎn)：1）采用紙片供料或是采用卷筒紙供料。本機(jī)采用卷筒紙。2）紙張送出時(shí)的空間位置時(shí)垂直置放的還是水平置放的。將紙片水平置放對(duì)包裝工藝有利。但卷筒紙水平輸送，只能采用間歇式剪切供紙方法。2.3 包裝工藝方案擬定圖 2-1 包裝工序分解圖圖 2-1 為最初的巧克力糖包裝工藝圖.根據(jù)人工包裝動(dòng)作順序,針對(duì)產(chǎn)品包裝質(zhì)量要求,該機(jī)包裝工藝如下:1) 將 75mm×75mm 鋁箔紙覆蓋在巧克力糖小端正上方,如圖 2-1(a)所示。2) 使鋁箔紙沿糖塊錐面強(qiáng)迫成行如圖 2-1(b)所示.3)將余下的鋁箔紙分成兩半,先后向大端中央折去,迫使包裝紙緊貼巧克力糖,如圖 2-1(c),(d)所示.2.4 巧克力糖包裝工藝的實(shí)驗(yàn)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)3由于條件限制實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，以下為《自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)》 [1]相關(guān)內(nèi)容根據(jù)初擬的包裝工藝方案,進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn).圖 2-3 為鉗糖機(jī)械手及巧克力糖包裝簡(jiǎn)圖.圖 2-2 鉗糖機(jī)械手及巧克力糖包裝1-轉(zhuǎn)軸 2-轉(zhuǎn)盤(pán) 3-彈簧 4-接糖桿 5-鉗糖機(jī)械手(共 6 組)6-糖塊 7-頂糖桿 8-鋁箔紙 9-環(huán)行托板 10-折邊器如上圖所示,機(jī)械手設(shè)計(jì)上是具有彈性的錐形模腔,這樣能適應(yīng)巧克力糖外形尺寸的變化,I 不存在拉破鋁箔紙的現(xiàn)象.在機(jī)械手下面有圓環(huán)形托板,以防止糖塊下落。工藝實(shí)驗(yàn)的過(guò)程如下:當(dāng)鉗糖機(jī)械手轉(zhuǎn)至裝糖未位置時(shí),接糖桿 4 向下運(yùn)動(dòng),頂糖桿 7 向上推糖塊 6 和包裝紙 8,使糖塊和鋁箔紙夾在頂糖桿和接糖桿之間,然后它們同步上升,進(jìn)入機(jī)械手 5,迫使鋁箔紙成型如圖 2-2(b)所示,接著折邊器 10 向左折邊,成圖 2-2(c)狀,然后轉(zhuǎn)盤(pán) 2 帶機(jī)械手 5 作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),途徑環(huán)行托板 9,使鋁箔紙全部覆蓋在糖塊的大端面上,完成全部包裝工藝如圖 2-2(d)所示.由于包裝紙表面還不夠光滑,有時(shí)還發(fā)生褶皺現(xiàn)象,需要進(jìn)一步改進(jìn).經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鋁箔紙只要用柔軟之物輕輕一抹,就很光滑平整地緊貼在糖塊表面上,達(dá)到預(yù)期的外觀包裝質(zhì)量要求.因此增設(shè)了一個(gè)帶有錐形毛刷圈（軟性尼龍絲），在定糖過(guò)程中，先讓糖塊和鋁箔紙通過(guò)毛刷圈，然后再進(jìn)入機(jī)械手成形，結(jié)果使包裝紙光滑、平整、美觀，完全達(dá)到包裝質(zhì)量要求。圖 2-3 是經(jīng)過(guò)改進(jìn)后的巧克力糖包裝成型機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 2-3 巧克力糖包裝成型機(jī)構(gòu)1-左抄板紙 2-鉗糖機(jī)械手 3-接糖桿 4-右抄板紙5-錐形尼龍絲圈 6-鋁箔紙 7-糖塊 8-頂糖桿另外，考慮自動(dòng)機(jī)工作的可靠性，在成品出料口增設(shè)撥糖桿，確保機(jī)械手中的糖塊落入輸送帶上。這樣的工藝方案就此確定。3 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的總體布局3.1 機(jī)型選擇由于大批量生產(chǎn)，所以選擇全自動(dòng)機(jī)型。根據(jù)前述工藝過(guò)程，選擇回轉(zhuǎn)式工藝路線的多工位自動(dòng)機(jī)型。根據(jù)工藝路線分析，實(shí)際上需要兩個(gè)工位，一個(gè)是進(jìn)料、成型、折邊工位另一個(gè)是出料工位。自動(dòng)機(jī)采用四槽槽輪機(jī)構(gòu)作工件步進(jìn)傳送。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)53.2 自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)巧克力糖包裝工藝，確定自動(dòng)機(jī)由下列執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成：1) 送糖機(jī)構(gòu)；2) 供紙機(jī)構(gòu)；3) 接糖和頂糖機(jī)構(gòu)；4) 抄紙機(jī)構(gòu)；5) 撥糖機(jī)構(gòu)；6) 鉗糖機(jī)械手的開(kāi)合機(jī)7) 轉(zhuǎn)盤(pán)步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)下面是主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。圖 3-1 為鉗糖機(jī)械手、進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。送糖盤(pán) 4 與機(jī)械手作同步間歇回轉(zhuǎn)，逐一將糖塊送至包裝工位Ⅰ。機(jī)械手的開(kāi)合動(dòng)作，由固定的凸輪 8 控制，凸輪 8 的廓線是由兩個(gè)半徑不同的圓弧組成，當(dāng)從動(dòng)滾子在大半徑弧上，機(jī)械手就張開(kāi)；從動(dòng)滾子在小半徑弧上，機(jī)械手靠彈簧 6 閉合。圖 3-2 為接糖和頂糖機(jī)構(gòu)示意圖。接糖桿和頂糖桿的運(yùn)動(dòng)，不僅具有時(shí)間上的順序關(guān)系，而且具有空間上的相互干涉關(guān)系，因此它們的運(yùn)動(dòng)循環(huán)必須遵循空間同步化的原則設(shè)計(jì)，并在結(jié)構(gòu)上應(yīng)予以重視。接糖桿和頂糖桿夾住糖塊和包裝紙同步上升時(shí)，夾緊力不能太大，以免損傷糖塊。同時(shí)應(yīng)使夾緊力保持穩(wěn)定，因此在接糖桿的頭部采用如橡皮類(lèi)的彈性件。3.3 包裝機(jī)總體布置 1-輸送帶 2-糖塊 3-托盤(pán)4-鉗糖機(jī)構(gòu) 5-鉗糖機(jī)械手6-彈簧 7-托板 8-機(jī)械手9-機(jī)械手開(kāi)合凸輪 10-輸料帶I-進(jìn)料,成型,折邊工位 II-出糖工位圖 3-1 鉗糖機(jī)械手及進(jìn)出糖塊機(jī)構(gòu)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 3-3 總體布置圖4 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)粒狀巧克力糖包裝機(jī)是專(zhuān)用自動(dòng)機(jī)，根據(jù)自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則和巧克力糖包裝工藝的具體要求，如圖 9 所示安排傳動(dòng)系統(tǒng)。圖 3-1 接糖和頂糖桿機(jī)構(gòu) 1-圓柱凸輪 2-接糖桿 3-糖塊 4-頂糖桿 5-平面槽凸輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)7圖 4-1 粒狀巧克力糖包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖1-電動(dòng)機(jī) 2-帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 3-鏈輪幅 4-盤(pán)車(chē)手輪 5-頂糖桿凸輪 6-剪紙導(dǎo)凸輪 7-撥糖桿凸輪 8-抄紙板凸輪9-接糖桿凸輪 10-鉗糖機(jī)械手 11-撥糖桿 12-槽輪機(jī)構(gòu)13-接糖桿 14-頂糖桿 15-送糖盤(pán) 16-螺旋齒輪副 17-分配軸5 粒狀巧克力糖包裝機(jī)的電機(jī)選擇5.1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)的選擇由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]選擇 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械. 1617中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)85.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]根據(jù)已知條件，電動(dòng)機(jī)工作所需要的有效功率為：kwVFPw4.013???公式（5-1） 式中 Fw＝1600N Vw ＝120r/min ηw —軸承的效率 0.98ηb —V 帶傳動(dòng)效率 0.98ηg —齒輪傳動(dòng)效率 0.97ηl —鏈輪傳動(dòng)效率 0.96由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為：公式（5-lgwb?2?總2）則： 8.096.7098.02??總?所以：電機(jī)所需的工作功率：公式（5-總?wP?03）代入數(shù)值: =0.4／0.88=0.46(kw)0p因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 Pm 只需略大于 P0 即可，選 Y 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為 0.55KW。5.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)9取螺旋圓斜柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)傳動(dòng)比范圍 .取 V 帶傳動(dòng)比 ,鏈輪的傳動(dòng)比2~1?gi 4~2?bi,則總傳動(dòng)比例的范圍 .故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為2~1?li 62ain= ×120 r/minwan?=(2~16)×120 r/min=240~1920r/min則符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有：750r/min、1000 r/min、1500 r/min 三種。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查出適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y801-4 額定功率 0.55kw，額定轉(zhuǎn)速 1390r/min。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速得總的傳動(dòng)比: mni?=1500/120=12.55.4 分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查，確定帶輪的傳動(dòng)比 ，鏈輪的傳動(dòng)比 ，齒輪傳動(dòng)比4?bi 1.2?li 5.1?gi表 5-1 各軸數(shù)據(jù)參數(shù)參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 1 軸 2 軸 3 軸轉(zhuǎn)速/（r/min）1390 348 174 116功率 P/kW 0.55 0.539 0.507 0.482中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)10轉(zhuǎn)矩 T/(N?m) 3.78 14.79 27.83 39.686 V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)6.1 確定設(shè)計(jì)功率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得工作情況系數(shù) ，則 。1.?ak kwpkad 6051??6.2 選擇帶的型號(hào)V 帶型號(hào)根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pd 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1 確定，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]可選取 Z 型帶。6.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 和1d2由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查， V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 ，知 z 型帶 =50mm,選取小帶輪基準(zhǔn)直mindmind徑： =63mm；因此，大帶輪基準(zhǔn)直徑： =4×63mm=252mm。選取大帶輪基準(zhǔn)直徑1d 12??=250mm。26.4 驗(yàn)算帶的速度由帶的速度公式：公式（6-3106/)(??DNV?1）代入數(shù)值: =3.14x63x1390/(60x1000)=4.6m/s中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)11式中: n 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；D 為小帶輪基準(zhǔn)直徑。即 v=4.6m/s90?1?6.7 確定 V 帶根數(shù) Z由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得公式（6-5）LdKpPz?)(0???確定式中各值：為包角修正系數(shù)，考慮包角 對(duì)傳動(dòng)能力的影響，由參考文獻(xiàn)查得 ；?k18?? 93.0??k為帶長(zhǎng)修正系數(shù)，考慮帶長(zhǎng)不為特定帶長(zhǎng)時(shí)對(duì)使用壽命的影響，由參考文獻(xiàn)查得 ；l 14l為 V 帶基本額定功率，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]單根 V 帶所能傳遞的功率為 =0.28kW；計(jì)算功率增量0p 0p=0.03。?公式（6-ldkpz?)(0???6）代入數(shù)值:z=0.605/[(0.28+0.03)x093x1.14]=1.84中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)13所以，選取 V 帶根數(shù) z=2。6.8 確定初拉力 0F單根普通 V 帶初拉力計(jì)算公式：公式（6-20)5.2(mvKvzPFd????7）式中 Pd 為設(shè)計(jì)功率；υ 為 V 帶速度；z 為帶的根數(shù)；為包角修正系數(shù)；?km 為普通 V 帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量，由參考文獻(xiàn)查得 m=0.1kg/m。所以 NF 4.52.06.2.593.0)(650 ??????6.9 計(jì)算作用在軸上的壓力壓力等于松邊和緊邊拉力的向量和，如果不考慮帶兩邊的拉力差，可以近似為按帶兩邊所受初拉力的合力來(lái)計(jì)算：2sinzco210αβFZFQ=公式（6-8）式中， 為初拉力；0F中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)14z 為帶的根數(shù)；為小輪包角。1?所以 NSinFQ216)57(2????6.10 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 6-1 小帶輪圖 6-2 大帶輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)157 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)7.1 選擇鏈輪齒數(shù)鏈傳動(dòng)速比： 。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查表得：1.2?i小鏈輪齒數(shù) ；91z大鏈輪齒數(shù) ， ，合適。40.2??i 12?z7.2 確定計(jì)算功率已知鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，由表選 KA=1.0， ，單排鏈則計(jì)算功率為: 32.1?zk公式（7-wpkzac 7059.321??1）7.3 確定鏈節(jié)距 p 首先確定系數(shù) 。plzk,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 。選單排鏈， 。所需傳遞的09.1;34.?lzk0.1?pk額定功率為： 公式kwKpPLZc 7.6019.3450 ???（7-2）選擇滾子鏈型號(hào)為 10A，鏈節(jié)距 p=15.875mm。7.4 初定中心距 a0，取定鏈節(jié)數(shù) Lp中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)16初定中心距 =(30~50)p：0a公式（7-3）75.93~2.46)50~3(0?pa取 640mm；公式（7-4）0212100 )(2apzzpLp ????帶入數(shù)值得 111.9 節(jié)；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]取鏈節(jié)數(shù)為 112 節(jié)。7.5 確定鏈長(zhǎng)和中心距鏈長(zhǎng) L=Lp p/1000=112×15.875/1000=1.778m中心距：公式（7-5）)](2[211zLpfa???m7.652409875.49.0??取 a=653mm，a550mm，符合設(shè)計(jì)要求。7.6 求作用在軸上的力鏈速： smpnzv /7.10685.193470631 ????公式（7-6）中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)17工作拉力： F=1000P/v=1000×0.539/1.7=317N；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得，工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù) =1.15。QK軸上的壓力: = =1.15×317N=365NQFK7.7 確定潤(rùn)滑方式由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]根據(jù) P、v 查表，知可采用油脂潤(rùn)滑。7.8 鏈輪的設(shè)計(jì)圖 7-1 小鏈輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)188 螺旋齒輪設(shè)計(jì)8.1 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)8.1.1 高速級(jí)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；8.1.2 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度；8.1.3 材料選擇選擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 (調(diào)質(zhì))，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS；8.1.4 初選小齒輪齒數(shù) Z1=40，大齒輪齒數(shù)=1.5×24=60，??；Z 2=6012iZ??圖 7-2 大鏈輪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)198.1.5 選取螺旋角 β=45 度8.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算公式（8-1）3 21 )][(12HEdtt ZiTk???????8.2.1 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1)試選載荷系數(shù) Kt=1.6。2)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNnpT????162405.93)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得，選取齒寬系數(shù) Φd=1。4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得材料的彈性影響系數(shù)鍛鋼 ZE=189.8MPa125)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 σlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞極限 σlim2=550MPa。6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(設(shè)每年工作 300 天)公式（8-2）91 108.523014960 ????hjLnN公式（8-99128iN3）7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得，取接觸疲勞壽命系數(shù) 05.1,9.021?HNHNK中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)208)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1﹪，安全系數(shù) S=1,則 MpaSKHN540][1lim1??H.2][li229)區(qū)域系數(shù) 9.1?HZ10)端面齒和度 5.0,2?8.2.2 計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑 d1t，由計(jì)算公式得mdt 57.30)2.5189(.1624.131 ?????2)計(jì)算圓周速度 67.01649.3106?????ndvt3)計(jì)算齒寬 b 公式（8-4）mdbt 57.30.1?4)計(jì)算齒寬與齒高比 b/h模數(shù)： zmtnt 54.04cos.cos1????齒高： mht 2.1.502..2.173?hb5)計(jì)算縱向重合度 ??中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)21公式（8-3.145tan0138.tan138.0????????zd5） 6)計(jì)算載荷系數(shù) K由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得使用系數(shù) KA=1；根據(jù) 7 級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]查得,動(dòng)載系數(shù)KV=1.11；查表 4.1,35.1,42. ?????? HFHKk故載荷系數(shù)公式（8-6）21.????HVA7)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，有 58.36.1257.30331 ≈×=ttKd公式（8-7）8)計(jì)算模數(shù) 1m59.04cos58.3cos11 ???zd取模數(shù)為 6.0?n 57.396.0cos1??dz取小齒數(shù)為 40，則大齒數(shù)為 60。8.2.3 幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 46.35cos.041????nmzd8.1.621?n2)計(jì)算中心距中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)22，4.25cos2)(1????nmza圓整取中心距為 43mm。3)按圓整后的中心距修正螺旋角公式（8-45326.01arcos2)(arcos1 ????mzn?8）4)計(jì)算齒輪寬度 40.3.1???db?圓整后取 B2=35mm, B1=40 mm。9 軸設(shè)計(jì)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 [2]初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查取 =1120Amm 公式（8-96.123485.01230min ???pAd9）初定軸的直徑為 20mm，其余尺寸根據(jù)各零件相應(yīng)確定。圖 9-1 大帶輪軸中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)2310 凸輪和槽輪設(shè)計(jì)表 10-1 頂糖桿槽凸輪 5 參數(shù)R=（40~70） 50H=（50~100） 80推程 h=H-R 30圖 9-2 單螺旋齒輪軸圖 9-3 凸輪軸圖 9-4 雙螺旋齒輪軸中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)24表 10-2 撥糖桿偏心凸輪參數(shù)R=（40~70） 50H=（50~100） 87推程 h=H-R 37圖 10-1 頂糖桿槽凸輪 5中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)25表 10-3 剪紙刀平面凸輪 6 參數(shù)序號(hào) 凸輪運(yùn)動(dòng)角 δ 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 0°~120° 等速上升 h= 602 120°~180° 推桿遠(yuǎn)休3 180°~270° 正弦加速度下降 h= 604 270°~360° 推桿近休偏心距 e = 25 基圓半徑 r0 = 50表 10-4 抄紙板平面凸輪 8 參數(shù)序號(hào) 凸輪運(yùn)動(dòng)角 δ 推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律1 0°~120° 等速上升 h= 50圖 10-2 撥糖桿偏心凸輪