牙膏灌装装置---封口系统结构设计.doc

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1、牙膏灌装装置-封口系统结构设计学 院：专 业：姓 名：指导老师：工业自动化学院机械工程 李梓康学 号：职 称：160406102750秦雪梅 副教授 中国珠海二一四年五月 诚信承诺书本人郑重承诺：我所呈交的毕业论文牙膏灌装装置-封口系统结构设计是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，论文使用的数据真实可靠。承诺人签名： 日期： 年 月 日目录一、绪论41.1研究的意义51.2 国内外的发展概况及存在的问题61.3本设计应解决的主要问题8二、牙膏灌装装置封口系统结构设计方案92.1牙膏灌装装置封口系统结构设计流程92.2封口装置工作原

2、理92.3方案选择102.4总体传动设计112.5总体机构的布置11三、传动系统的参数计算123.1 电机的选择123.2 计算运动参数133.3 各轴功率分配133.4 各传动轴的参数计算13四、主要零部件的结构设计154.1 横封轴工作原理及结构设计154.2 链轮设计164.3 齿轮的设计194.4 横封装置的三维显示21五、其他零部件的结构设计225.1 切断装置的设计22六、灌装机的保养及注意236.1 各部件的润滑236.2 封口机的密封24七、结论与展望25参考文献26谢 辞27牙膏灌装装置-封口系统结构设计摘 要牙膏灌装装置即是完成对牙膏外包装进行灌装膏体内容物以及封口一系列流

3、程的动作，且本文是针对已填装膏体内容物后的封口操作的设计。液体或者浓稠通过灌装注入包装内的装置叫做灌装机或灌装设备。用于将液体材料填充到包装容器中的设备称为填充机或填充设备。 可以根据自重将液体物料倒入用于盛装油，酒，果汁，牛奶，酱油，油墨，糖浆，农药等的包装容器中。其工作的主要流程为，从获取到的已填装膏体待封口的材料，此时由横向封口装置，前后两个横封轮在对封口处挤压而过，横封轮内带有加热装置，在热力、压力的作用下完成封口操作。之后再经由切断装置对多余的尾料进行切断，使之分离为完整的牙膏体。这期间也涉及到横封机构和切断机构的协同工作，涉及到封口过程中对组件间的密封问题、润滑问题。本文主要对牙膏

4、灌装过程的封口系统进行了设计，包括其封口过程的原理、结构等做了一系列的分析以及说明，并参照、综合了市面上的一系列封口设计方案的已有方案上进行设计或者改进，并得出一套方案并进行相关的力学相关的计算，在Autocad、SolidWorks等绘图分析软件下进行了绘制相应图纸。关键词：牙膏灌装、cad、封口、热封Toothpaste filling device-sealing system structure designAbstractToothpaste filling device is to complete the series of actions of filling the past

5、e content and sealing the toothpaste outer packaging, and this article is designed for the sealing operation after the paste content has been filled. The device for filling liquid materials into the packaging container is called a filling machine or filling equipment. The equipment used to fill the

6、liquid material into the packaging container is called a filling machine or filling equipment. Liquid materials can be poured into packaging containers for oil, wine, juice, milk, soy sauce, ink, syrup, pesticides, etc. according to their own weight. Some tomato paste, minced meat, toothpaste, balsa

7、m, etc. require external pressure to fill the packaging container. According to whether carbon dioxide is dissolved, low-viscosity liquid materials are divided into gas-filled type and gas-free type. For liquid materials containing gas, substances that do not contain alcohol (such as carbonated drin

8、ks, cola, and mineral water) are usually called soft drinks, and substances that contain alcohol (such as beer, sparkling wine, and champagne) are called hard drinks.The main process of its work is that the material obtained from the filled paste to be sealed is now squeezed by the horizontal sealin

9、g device and the front and rear horizontal sealing wheels at the sealing position. The device completes the sealing operation under the action of heat and pressure. After that, the excess tail material is cut through the cutting device to separate it into a complete toothpaste. During this period, i

10、t also involved the cooperative work of the horizontal sealing mechanism and the cutting mechanism, and involved the sealing and lubrication problems between the components during the sealing process.This article mainly designs the sealing system of the toothpaste filling process, including a series

11、 of analysis and description including the principle and structure of the sealing process, and designs on the basis of a series of sealing design solutions on the market , Designed a set of relatively feasible schemes and made related calculations, and made corresponding engineering drawings under d

12、rawing analysis software such as Autocad and SolidWorks. As the basic engineering drawing software, Autocad can make the plane structure of the machine simple and clear, and is one of the common and used drawing software.Keywords: Toothpaste filling, cad, sealing, heat sealing一、绪论自上世纪末以来，随着机械化生产在国内的

13、推进普及，生产制造以及运输流程的日益现代化、社会化，产品的生产流通过程对机械化包装的要求越来越高，机械化包装技术正在以崭新的技术崛起，正是因为以此为背景，国内的上下游产业链对包装工艺的要求也愈加重视。在现今中国的国家标准对现代的包装技术给出了以下定义“容器，材料和辅助材料的统称，根据特定的技术方法使用，以在分配过程中保护产品，促进运输并促进销售。”。然而包装的相关技术在国外的生产过程中，其实已有一套相对已经比较成熟的的技术要求与指标。包装工程早已涉及各行各业，对人民生活实践的方方面面早已渗透、对生产、生活都带来了深刻的影响。未经包装就直接出售的商品已经非常稀少，并且倘若一个产品如果在包装设计上

14、的失误往往导致的结果是，一件品质优秀的产品往往得不到一个好的销售量。因此，在现代的生产化进程不可逆的今日，如果没有现代化的包装技术那么对于现代的商品的生产和销售来说可以说是困难的。可没有基础科学技术以及工程实践、工业技术的综合发展，也不会出现包装技术。迄今，某些国家在科技发展相对进步，在食品、医药、纺织、化工、电子、军工之类的工业生产部门里，形成了由原材料处理在不同程度上、中间环节加工三基本环节中构成的连续化的包装、生产加工过程的自动化。让包装的产品能顺利地进入流通领域，专门的自动化仓库以及集装箱运输也是不可或缺的一部分。在这方面，由于种种原因，欧洲国家的起步要早于中国，然而20多年的发展后的

15、今天，中国的包装机械已成为国内机械行业的十大产业之一，对中国包装业界作出了巨大的贡献。它满足了国内市场的基本需求，填补了中国在这一领域的空白，甚至出口到国外。 但是，总体而言，中国包装机械的进出口量仍远远落后于发达国家，品种少，配套产品少，精度高，产品规模大仍然是国内市场不可忽视的问题。而且，中国的此类产品主要是为模仿国外产品而缺乏自主创新产品。 组件的整体质量不如国外，这导致包装产品的质量不如国外。根据欧美的自由市场所启示的是，机械化地将商品包装、自动化，尤其是具有一定程度的灵活性的包装线自动化，这不单是现代化生产方向所需要的，更是能获得巨大经济收益。纵观过往，世界上一众国家从手工包装时代进

16、入自动化的包装的过程中间，我觉得有一些优点，它是显而易见的：1、 改善劳动环境的条件，对环境友好对于一部分带有刺激、剧毒性或者在低温、潮湿、易燃易爆以及那些需要保存在暗光条件以防遇光分解的商品，这些类型的商品对于实现包装的自动化有着更大的需求。至于对那些需要进行长期、重复、频繁的以及其他笨重的包装工作来说，如能实现机械自动化的包装条件，则能大大减少、降低体力劳动的强度，对生产人员的健康有保障，也同时保证了生产的效率。实现自动化、机械化的包装工艺，将可以大大改善操作的条件，避免产品污染、对环境产生污染。2、 减少材料浪费、节约原料、降低生产成本对于相当一部分的产品来说，例如像带有粉末、液体物料，

17、这种类型的的物料在手工化的包装流程中，比较容易发生气泡、飞溅之类的场景。特别类似于奶粉这种对食品安全要求比较高的商品，若是进行手工的包装作业，很容易对物料污染以至于让成品达不到适当的生产要求，最终只会增加生产成本，降低生产效率。3、 提高产品质量、丰富商品包装花色品种、加强在同类产品中的市场竞争力在工业生产的包装流程逐渐走进机械化和自动化的二十一世纪，现代工业流水线的包装工程已经远远超过二十年前的那种靠简单训练工人仅靠模仿而能做出来的水准，甚至可以说在绝大部分的场合，机械化的包装已经远远超过了人工所能做到的水平，不论是究其样式的多样化程度亦或者质地、精度等各种技术指标。更随着商品的逐渐迭代的过

18、程的，机械自动化的包装优势会越来越突出，这各方面优势越来越受到老百姓的认可。除此之外，在另一方面，用机械手代替人手所带来的的更能最大限度操作人员在与产品在直接接触、劳动的过程中产生的可能的感染，从而能保证食品、药品、高精度器件的清洁卫生以及相关金属制品的防锈防腐蚀。4、 巨大提高生产效率、加速产品的不断更新机械化、自动化包装的生产能力在生产效率的角度上往往比手工生产提高几十甚至上百倍，从这个角度上来说，自动化的包装技术的出现将会更好地适应市场的实际需要，从整个社会的角度出发来看，为社会创造更多的财富。1.1 研究的意义包装工艺得文化源远流长。一直来说影响着人类社会、经济领域得人类社会的实践过程

19、与发展社会文明的进步是一项不可或缺的用途，其经济重要性主要表现为面类。一，自然经济时代，包装节省产品使用价值积累财富与发展和扩大社会生产大有重要的经济意义。包装文化创建后，需要为物料创建保存包装文化以其特殊徽标宣告人类社会的生产只能满足生存的需要在关键阶段，这是原材料的最少供应剩余和需求超出限制消费剩余的已保存项目将填充到已保存项目中积累产品使用价值和社会财富的新时间期间。马克思说：“事物的使用就是做事和使用价值，这取决于事物的实质和宝贵的社会财富的物质内容。”从某种意义上说，社会进步的程度完全取决于生产后的消费和生产。生产率。 “如果饿了，就饿了，吃饱了，就放弃了。”商品的自然属性被破坏，社

20、会财富不会增长，社会发展的空间也很大。因此，包装文化的产生和发展保持了商品的自然属性和社会财富的物质含量，促进了社会财富的积累，物质化，为社会生产的进一步发展和扩大提供了条件。提供前提。马科斯先生曾经指出：“自人类社会以来的时间中，就有了客观的生产力。”而所谓的生产率的客观方面是指人类以外存在的客观物质生产条件，即由劳动对象和劳动数据之类的物质因素形成的生产率。它们是生产力的要素，而物质生产力是人类使用包装文化保存人类劳动成果的实质能力。这里需要注意的另一点是，包装文化对劳动力的保存不仅增加了社会财富的数量，而且还导致了物质生产率的质的飞跃。例如，保存和选择适合繁殖后代的动物，保存和选择用于种

21、植作物的改良品种，以及劳动力数据的变化和创新将促进生产的快速发展。简而言之，没有包装文化的发展，没有各种物质成果的安全保存和保存，没有社会物质信息的积累，社会生产力就没有进步，今天的社会生产量如此之大。可以看出，包装文化在维护社会商品使用价值，促进社会财富积累，促进社会生产发展和扩大方面发挥着积极作用。随着生活水平和生活质量的迅速提高，公众对健康生活的认识也在逐步提高。伴随着这种对健康生活认识的加深，更多的家庭对食品、日用品的包装形式也日益提出多样化的需求，然而在市场需求潜力如此巨大的时刻。我国国产的食品封口机却达不到足够的自动化水平以及智能化水平，以至于无法满足中国巨大的市场需求。在大学的机

22、械工程专业经过了四年的学习后，运用自身所学的机械制图、机械设计、机械原理、包装设计等一系列学科相关的知识后。通过制定整机的设计方案，通过结构设计，零部件图的绘制进行设计的实践。同时结合已有的膏体包装、液体包装技术，对已有的膏体封口机进行一定得改良设计，令改良后的牙膏封口机实现更灵活的配置，更灵活的生产。1.2国内外的发展概况及存在的问题包装作为商品必须进入流通领域的最后工序，起到美化和保护的作用。为了满足减轻劳动强度和提高生产率的要求，适合大规模生产的包装和封口机应运而生。1852年，美国沃利发明了第一台纸袋机。此时，纸制品机械的时代开始了。在此之后的的近几十上百年中，纸制品机械得到了不断的发

23、展和完善，并逐步形成了现代化的包装机。从真正的意义上说，包装机械最早于1940年代中期应用于食品和香烟行业，并成为现代包装行业的先驱。在1950年代，光电池技术、电开关在包装、封口机中得到了比较广泛的运用，并实现了包装机的低级自动化。 1970年代，计算机的应用进一步控制了包装过程，从而提高了独立生产线和装配线之间的生产效率。随着第三次工业革命的进行，自1980年代以来，包装机械行业采用了更多的高科技，极大地提高了包装机械和包装生产线的自动化，效率和质量。密封包装行业的当前发展表现出以下特征：1.高生产率。从刚刚发明的每分钟几件到现在的每分钟数百件，包装机仅经历了几十年，客户希望获得更高的生产

24、率。 2.自动化程度； 3.单机多功能。它可以在一台机器上完成多种功能，以扩展应用范围。目前，封口机的设计要求必须满足更新的要求。这意味着，当包装和封口产品发生变化时，对包装和封口机的更改应尽可能小，甚至不动，这需要包装机的灵活性和柔性以及结构的模块化。中国的包装机械技术始于本世纪的70年代左右，并在1980年代后期迅速发展。它已发展成为机械行业十大专业之一。但是目前，我国的自动化包装机械的发展阶段仍处于试验和模仿，自主创新能力较弱。这仍然是由于行业基础薄弱以及技术和科学研究实力不足所致的。包装机械行业的前景：西方国家，世界包装机械行业的发展历史相对较短，科学技术水平相对较高，通常始于本世纪初

25、，并在1950年代迅速发展。随着社会的积极推动和强有力的合作，将建立与包装材料，包装印刷，包装机械等生产部门相对应的科研，设计，信息，教育，学术，管理等生产部门的组织结构。它是一个逐步建立并形成一个独立而完整的组织的包装行业体系，在整个国民经济中占有重要地位。根据最近的统计，这些国家包装业的总产值约占国民经济总产值的2，包装机械所占比例很小，但发展迅速。 。美国包装行业发展相对较快，具有完整的类别，坚实的基础和较高的水平。就包装机械制造业而言，其实力非常强大，其多样性和总产值居世界首位。随着中国工业的现代化和期权市场的活跃崛起，目标是与自动化一起开发包装，并需要包装机械来广泛应用电子和其他技术

26、。第二次世界大战结束后，日本包装工业总体上开始发展。他擅长介绍，模仿，创新和操作，因此他只是十多年的基础。今天，日本已经建立了独立的包装行业体系。德国包装机械行业也非常发达。当前，世界上有一些最大的包装机制造商。它的包装机械行业仅次于美国，但其年度总出口值却领先于其他国家。此外，像意大利，法国，瑞典，瑞士等国家一样，该国的具体条件也被严格整合，以根据该模型实现专业生产，并最大程度地发挥各自的利益。开发新的高性能包装机也很重要。加强实力竞争。例如，德国药品，葡萄酒和日用化学包装机都得到了国际认可。在中国，中国也有悠久的包装历史。我们的工人特别为防腐蚀包装的发展做出了巨大贡献，耐冲击包装和礼品包装

27、具有传统的民族特色，并且今天仍然存在。但是，包装工作是在中国后期开始的，在解放前，只有一些啤酒厂，苏打水厂，罐头厂和烟草厂有一些包装机械。在1950年代，开始引入模仿并形成小规模生产能力。在70年代左右，主要是贸易促进使整个行业发展成为自己的系统。中国技术协会成立于1980年，包装总部诞生了。从那时起，我们在中国举办了包装展览和学术研讨会，出版了中国第一本包装年鉴以及其他包装书籍和期刊。所有这些标志着中国包装历史的新纪元。近年来，中国政府采取了一系列特别良好的政策，过去，有一个好的计划来重建多余的机器，尤其是旧机械，以逐步提高中国机械包装的生产质量。采用吸引研发的方法使人们开心是整个机械工业的

28、良好融合，取得了很好的效果。迄今为止，无数的机械包装制造研发公司，科学与教育，设计实验室和生产部门已经遍布全国。一些新开发的机器已开始出口到海外。中华人民共和国教育部还透露，它将把机械包装技术专业纳入国家高等教育教材中，以为正规培训本科包装专家创造特别良好的条件。今后，我们将从系统工程的角度通过分工促进食品，农产品和副产品的规划和发展，同时掌握包装材料加工和成型机，包装检测设备以及包装机基本零件的生产状况。我们将通过充分利用当前的情况，对用于产品开发的零件进行序列化，通用化和标准化，来加快包装机和新一代的步伐。但是，总体而言，我的包装行业与国际先进水平之间仍然存在明显差距，这是国内经济中相对薄

29、弱的环节。要尽快改变这种外观。1.3本设计应解决的主要问题本毕业设计着力于解决的问题在于如何在平稳的进给过程的有序的给待封口的膏体材料进行封口操作，在书籍、期刊中寻找过往的学籍资料途中，关于膏体的灌装封口的资料相对较少，而在这能寻找到的资料里面，很多的都已经是几十年前的老旧资料，里面关于灌装装置的封口系统有很多理论性的以及工程性的理论都已经显得稍稍落后，亦或者是面向工厂生产的大型生产线，复杂的机械结构对着重于建立初步设计的本科生来说不太友好。所以，最后在设计能力、规模、通用性的方面进行了多方考虑，最后进行了如下的设计。包装机械化的实现和现代包装业的建立被证明不仅是与该国长期计划相关的重大事件，

30、而且是四个重大现代化项目成功的重要组成部分。包装机的主要特点和发展方向：包装机为相关行业完成所需产品的包装过程提供了必要的技术设备。因此，为了定期了解包装机的生产和开发并制定相应的政策，您需要了解它们的特定特征。当我上大学时，它很安静。在过去的几年中，我不仅了解了自己的需求，而且还提高了自己的能力。但是，最后，我所学到的大部分只是这本书的理论知识，显然与现实相去甚远。通过这个毕业项目，您将能够将理论知识与现实相结合来发展自己的思维能力，这也将是对知识的全面应用。为您的未来职业打下良好的基础。从细节开始，然后继续进行错误纠正。该主题解决的主要问题是填充阀的材料选择，数据集成，所需零件的选择，工程

31、图设计和3D工程图放置。一步一步做，不要害怕犯错误。可以在老师的指导下成功完成。加工零件的尺寸精度不仅满足图纸要求，而且不仅是毕业设计，而且是生命的宝贵财富。通过这种设计探索四年的专业知识对于未来生活的发展也至关重要。独立思考，努力工作。通过这个毕业项目，您需要创建一个很好的摘要。这对于未来的发展非常重要。作为参考，我希望您可以成功地从该设计中毕业，获得学位并在您的学生生活中画出圆满的结局，从而确定您的设计计划。毕业设计也是四年制大学教育中最重要的部分。在这个毕业项目中，我想灵活而系统地利用所学到的知识，提高分析和解决问题的能力，并发展认真的学习风格。他的工作态度勤奋，细致，严格。同时，参考相

32、关的国家技术信息和文献，从中学习，收集和组织更多有价值的信息，同时熟悉如何使用新技术和新工艺维护相似产品的利益。我会的在新材料以及新材料方面的大胆创新，往往会弥补同类产品的不足，使它们更精简，更精致，最优化，更有用，并获得更高的经济利润。二、牙膏灌装装置封口系统结构设计方案2.1 牙膏灌装装置封口系统结构设计流程从整个牙膏灌装生产线的角度来说，牵涉到的各个工序繁多，本毕业设计主要集中于封口系统的结构设计方面。封口装置的设计中，一般分为两类：立式装置与卧式装置。出于本毕业设计的设计目标主要为小规模生产所出发考虑，因为选择的方案立式装置，立式装置可以显著减少占地面积。牙膏的灌装、封口流程如下图：膏

33、体包装材料 填充膏体 横封机构 切断机构 产品图2.1 牙膏立式灌装、封口装置工作流程以本流程图为依据，并进行之后的结构设计以及计算。牙膏的封口速度要求在40-70支/min。假定牙膏外包装的长 X 宽为：15 cm * 3 cm。2.2 封口装置工作原理图2.2 横封型牙膏封口工序-原理图1- 横封滚轮装置 2-切断装置牙膏灌装后进行封口过程的基本工作原理如图2.2首先，3-灌装完毕的牙膏沿流水线上方引导至封口装置处等待封口，此时，1-横封滚轮通过其内部的加热装置预热封口横封滚轮，待封口牙膏自左向右通过流水线时，前后两处的横封滚轮从牙膏容器的末端挤压而过，然后通过2-切断装置对尾部多余的尾料

34、进行切除，得到封口完成的4-成品牙膏。灌装牙膏横向封口装置切断装置成品牙膏图2.3 牙膏生产工艺路线图工艺流程图上图所示。2.3 方案选择文中对牙膏封口装置所做的整体机体设计，待选择的方案如下表所示表2.4 方案选择装 置123横向封尾装置凸轮机构周转结构曲柄滑块切断装置凸轮机构周转结构曲柄滑块1.凸轮机构（通过机体外置凸轮来传递动力）可实现高速化、结构紧凑且可靠性高。运动过程平稳、工作曲线圆滑，但拆卸比较复杂，再者凸轮的形状计算比较复杂。由于凸轮机构较为容易受到磨损，在工作过程中所受的接触应力较大。需要经常维护其运行状态，尤其是凸轮的润滑情况和凸轮的材料选择对其使用寿命的影响比较大。如要选择

35、凸轮机构作为传动部件，要进行一定得限制接触应力的措施，还要对凸轮表面进行一系列的化学热处理以及要应对低载跑合的措施来提高凸轮的表面强度。而且一旦确定了确切的尺寸，后期若想变更方案的难度较大。所以综合数方面的情况以考虑，在横向封尾装置中，使用凸轮机构是一个不太理想的选择。2.周转结构（通过链轮与主轴传递动力）在传递环节时，可获得很大的传动比，因此周转结构可获得较远距离的传动，在低负载或是高负载时可以实现变速要求，并且其从动轴的回转方向可以改变。模具针对性强，缺点则为所针对的加工产品较为单一，对工作环境的要求较为严格，除了一些少数低速以及低精度的场景外，一般都需要安置在箱罩中进行防尘防污垢处理，另

36、外润滑问题也是一个工作期间需要花费较多精力关注的问题。制造过程以及安装过程涉及到比较高的精度问题，这无疑也是提高了成本。3.曲柄滑块（横向与纵向占据空间较大）曲柄滑块机构具有运动副是作为低副而存在，各个元件之间的接触为面接触。构成低副的两个元件的几何形状较为规则，结构简单明了，加工过程方便易于制造、耐磨损，负载上也可承受较大的载荷，但对于结构设计计算的要求较高。且低副处存在较大缝隙，导致传动的精度较低。运动方向单一，整体来说的运动平稳度。综上所对比的三种设计方案而言，从所选结构控制、结构设计的难易程度以及装配、拆卸的方便程度上权衡。在满足使用条件要求的前提下。横向封口装置所选择的是周转结构、而

37、对于切断装置所选择的是凸轮机构的设计方案。2.4 总体传动设计图2.5 封口装置传动系统示意图如图2.5所示，电动机系统工作时通过转动输出了动力，蜗轮蜗杆装置减速器通过带传动传递动力，主轴在其作用下被带动，主轴传递力所采用链传动分别使图2.5所示的横向封口装置、带动凸轮转动。分别对待封口的牙膏进行封口处理、以及切断多余材料的操作，横向封口装置进行横封，最后偏心轮转动，推动切割系统切断尾料，完成这个封口过程。2.5 总体机构的布置横向封口装置在本次设计中选择的是立式放置的形式，在此处使用立式放置的目的，可以从装置体积上尽可能缩小占地面积，也提高了空间利用率，结构清晰明了。结构从上至下，从图2.1

38、与图2.5可知分别为：横向封口封口装置、切断装置切断刀图2.6 装配示意图如图2.6所示为封口机构的整体装配图，以三个轴为划分三个功能区的主要标志。布置在其上方的横封轴所在的为横封机构，中间的主轴向着上下两个结构传递动力。其下方则为切断机构。下面将针对各个部分进行设计。三、传动系统的参数计算3.1 电机的选择因为本设计的初设条件是在整体倾向于小规模生产，并且对于机器的体积设计以及工作量的需求都不算大，在参照所整体各组件所需要的扭矩的需求后。故选择功率、体积都较小的电机，参考市场上的Y系列三相电机而言，所选电机的型号以及参数如下图4-1所示。表3-1 电机相关参数型号额定功率额定电流效率转速功率

39、因数厂家Y80M1-40.55kW1.5A73%1300r/min0.77电机3.2 计算运动参数机器的初定包装速度要求为30-60袋/min，现在假定牙膏尾部材料长为L = 30 - 40mm，设横封器的转速为，横封装置压辊半径为R，横向供料速度应为n = 30 60次/min则有如下计算：LM nM = 2M R若初定R为 0.05m，则有M = 7.7 r/min同理可得最小转速为：m = 2.9 r/min封口装置传动效率为：其中，齿轮传动的传动效率为97.5%，链传动的传动效率为96.4%，减速器传动的传动效率为80%，带传动的传动效率为96.3%从公式4-4中可计算得到：= 97.

40、5% 96.3% 80% = 0.72由传动效率可计得传动比 I = n电 / = 72 %由此可以设定减速器传动比为24，分配传动比于齿轮总传动为1，链轮的总传动为3，带传动的传动比为1。3.3 各轴功率分配整个横封系统共有两个传动结构需要分配功率，一个是横向封口装置，另一个则是切断装置。由于横向封口装置需要的功率相对于切断装置相对较小，所以初定分配给横封装置的功率占总功率的40%，剩下的60%功率分配给切断装置:P横封系统 = P主轴 40% = 308.3W 0.4 = 123.32 WP切断系统 = P主轴 60% = 308.3W 0.6 = 184.98 W3.4 各传动轴的参数计

41、算对于各个传动轴的功率及其转矩的计算:电动机轴（0轴） = 18.0 mm 设计主轴的过程中因为键槽会对主轴的强度会有一定影响，所以，设计过程中应该根据轴上的键槽个数适量增大主轴的直径以保证主轴的机构强度要求，并且为轴工作时一些其他情况留出一部分冗余量的条件下，轴的最短直径选为22.0mm图3.2 主轴对于本结构的具体场景中，主轴的作用位置是与减速器关于联轴器连接，因此选择联轴器的标准件的复合最小轴直径为d = 22mm。所以所选择的最小直径设定为： dmin = 22mmP0 = P电 电 = 0.55kW 0.73 = 401.5 Wn0 = 1300 r / minT0 = 9550 P

42、0 /n0 = 2.94 N m蜗轮蜗杆减速器所在主轴（I轴）功率计算:P1 = P0 减 带则P1 = 401.5 W 0.8 0.96 = 308.3 Wn1 = n0 / i减 则n1 = 1300 / 24 = 54 r/min T1 = 9550 P1 / n1 则T1 = 9550 0.308 / 54 = 54.5 Nm横封机构所在轴（II轴）功率计算:P2 = P1 链 则P2 = 308.3 0.96 = 296 W初定其传动比i13 = 2n2 = n1 / i12 = 29 r/minT2 = 9550 P2 / n2则T2 = 9550 0.296 / 29 = 97.

43、5 NmP2 = P1 链则P2 = 308.3 0.96 = 296 W切断机构所在（III轴）功率计算：P3 = P1链齿 则P3 = 308.3 0.96 0.97 = 287.1 W初定i13=0.5则n3 =n1 / (i13 i齿) = 29 r/minT3 = 9550 P3 / n3 则 T3 = 9550 0.287 / 29 = 95 Nm四、横封系统结构设计4.1 横封轴工作设计 图4.1 横封机构1 螺母 2 横封轮 3 加热热封装置 4传动齿轮5 链轮如图4.1所示的横封系统结构示意图，主轴把传递来的动力通过5 链轮传递给横封辊所在轴上，从而带动4 齿轮转动，位于待封

44、口材料两侧的横封辊紧贴拉动包装材料与此同时2 加热装置开始工作，当横封轮压过包装材料后，在热力的作用下同时完成封口的工作，横封棍通过1 螺母同轴进行连接，从而使得轴带动横封辊同时转动。接着对轴的直径计算公式可得： = 25.9 mm 设计轴的过程中因为键槽会对主轴的强度会有一定影响，所以，设计过程中应该根据轴上的键槽个数适量增大轴的直径以保证主轴的机构强度要求，再综合考虑其工作情况留出一定得冗余量，所以轴的最小直径为30.0mm所以，横封装置所在轴的最小直径为30.0mm。其三维视图如下所示图4.2 横封轴4.2 各组的链轮设计从整个横封装置的角度来说：i)先确定链轮的齿数初定其速度v = 0

45、.7 2.9 m/s，通过查表后可得选取小链轮齿数z1=21ii)再确定链的节距和链轮的型号通过查表后可知小链轮的轮齿系数为KZ = 0.74，工作情况系数 KA = 1.5，得到多排链系数为KP = 1.2，综合可得功率：P0 = P KA KZ / KP = 308.3 1.5 0.74 / 1.2 = 285 W根据n、P0的数据，再从书上查表可确定，链号为16A，链节距p = 25.4 mmiii) 验算链轮速度V = (PZ1 n) / (60 1000) = 2.84 m/s2.84m/s的速度位于0.7 2.9m/s之间，所以符合要求。iv)确定链的中心距和链的条数a.初定中心距

46、根据公式a1 = 30 50P，则可取a1 = 30P，可得链条长度的链节数目Lp1 = 75，取Lp = 108b.确定中心距a = a1+（L1 Lp1）P / 2 = 20.6 mmv)计算链的尺寸a.小链轮尺寸图为小链轮（横封装置轴）Z=42图为小链轮(切断装置轴)Z=21通过查表后可知，参数对于滚子链可知08A内链滚子外径d1=15.8mm，内链节内宽b1=15.7mm，内链的高度等于h2=24.1mm。分度圆直径：d = p/sin（180/z1） = 85mm齿顶圆直径：damax = 1.25p + d d1 = 85.2mdamin = d + （1-1.6/z1） p d1 = 81mmdamin = d = damax ，可得取da = 84mm齿根圆直径：df = d