[精品]机械综合设计课程设计粒状巧克力糖包装机的设计(完整版).doc

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1、精品机械综合设计课程设计粒状巧克力糖包装机的设计（完整版）(文档可以直接使用，也可根据实际需要修改使用,可编辑 欢迎下载）机械综合设计课程题目：粒状巧克力糖包装机的设计学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 09机械1班 姓 名： 学 号： 2012年10月10日目 录一、 设计任务书1二、 粒状巧克力糖包装机的工艺确定3三、 粒状巧克力糖包装机的总体布局7四、 粒状巧克力糖包装机的传动系统9五、 粒状巧克力糖包装机的工作循环图10六、 粒状巧克力糖包装机的齿轮设计15七、 粒状巧克力糖包装机的机械手设计17八、 粒状巧克力糖包装机的凸轮设计18九、 粒状巧克力糖包

2、装机的槽轮设计21十、 设计小结22十一、参考文献22一、设计任务书1、粒状巧克力糖被加工对象是粒状巧克力糖，如图1所示。H=15mm，=25mm， =20mm。图1 产品形状2、包装材料巧克力糖包装采用厚度0.008mm75X75的银色铝箔卷筒纸。3、机器的生产率自动机的正常生产率为86件/ min。4、包装质量要求要求巧克力糖包装后外形美观、挺括、铝箔纸无明显损伤、撕裂、褶皱（如图2所示）。5、对自动机的基本要求机械机构简单，工作可靠、稳定，操作方便、安全，维修容易，造价低, 大批量生产。 7、设计工作量： 设计说明书一份。 图2 包装产品最后形状 二、粒状巧克力糖包装机的工艺确定1产品特

3、征粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤。因此，考虑机械动作时应适合它的特点，以保证产品的加工质量。产品夹紧力要适当；在进出料时避免碰撞而损伤产品；包装速度应适中，过快会引起冲击而可能损伤产品等。包装工艺首要的是解决坯件的上料问题。显然，像巧克力糖之类的产品，使用一般料斗上料方法是不适宜的。如果采用料仓式上料方法，则需要人工定时放料，每分钟放80粒糖也够紧张的。如果将自动机的进料系统直接与巧克力糖浇注成形机的出口相衔接，则比较容易解决巧克力糖的自动上料问题。2包装材料食品包装材料应十分注重卫生。粒状巧克力糖包装纸采用厚度为0.008mm的金色铝箔纸，它的特点是薄而脆，抗拉力较小，

4、容易撕裂，也容易褶皱。因此，在设计供纸部件时对速度应十分注意。一般包装的速度越高，纸张的拉力就越大。根据经验，一般送纸速度应小于500mm/s。选择供纸机结构时，主要依据下列两点：1）采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。2）纸张送出时的空间位置时垂直置放的还是水平置放的。将纸片水平置放对包装工艺有利。但卷筒纸水平输送，只能采用间歇式剪切供纸方法。3包装工艺方案拟定图3 包装工序分解图图3为最初的巧克力糖包装工艺图.根据人工包装动作顺序,针对产品包装质量要求,该机包装工艺如下:1) 将75mm75mm铝箔纸覆盖在巧克力糖小端正上方,如图3(a)所示。 2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行

5、如图3(b)所示. 3)将余下的铝箔纸分成两半,先后向大端中央折去,迫使包装纸紧贴巧克力糖,如图3(c),(d)所示.4.巧克力糖包装工艺的实验根据初拟的包装工艺方案,进行工艺实验.图5为钳糖机械手及巧克力糖包装简图. 图4 钳糖机械手及巧克力糖包装1-转轴 2-转盘 3-弹簧 4-接糖杆 5-钳糖机械手(共6组)6-糖块 7-顶糖杆 8-铝箔纸 9-环行托板 10-折边器如上图所示,机械手设计上是具有弹性的锥形模腔,这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化,I 不存在拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。工艺实验的过程如下:当钳糖机械手转至装糖未位置时,接糖杆4向下运动,顶糖杆

6、7向上推糖块6和包装纸8,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入机械手5,迫使铝箔纸成型如图4(b)所示,接着折边器10向左折边,成图4(c)状,然后转盘2带机械手5作顺时针方向转动,途径环行托板9,使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺如图4(d)所示.由于包装纸表面还不够光滑,有时还发生褶皱现象,需要进一步改进.经过实验,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上,达到预期的外观包装质量要求.因此增设了一个带有锥形毛刷圈（软性尼龙丝），在定糖过程中，先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈，然后再进入机械手成形，结果使包装纸光滑、平整、美观，完全达

7、到包装质量要求。图5是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。图5 巧克力糖包装成型机构1-左抄板纸 2-钳糖机械手 3-接糖杆 4-右抄板纸5-锥形尼龙丝圈 6-铝箔纸 7-糖块 8-顶糖杆另外，考虑自动机工作的可靠性，在成品出料口增设拨糖杆，确保机械手中的糖块落入输送带上。这样的工艺方案就此确定。三、粒状巧克力糖包装机的总体布局1.机型选择由于大批量生产，所以选择全自动机型。根据前述工艺过程，选择回转式工艺路线的多工位自动机型。根据工艺路线分析，实际上需要两个工位，一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用六槽槽轮机构作工件步进传送。2.自动机的执行机构根据巧克力糖包装工艺，确

8、定自动机由下列执行机构组成：1) 送糖机构；2) 供纸机构；3) 接糖和顶糖机构；4) 抄纸机构；图6 钳糖机械手及进出糖块机构1-输送带 2-糖块 3-托盘4-钳糖机构 5-钳糖机械手6-弹簧 7-托板8-机械手9-机械手开合凸轮 10-输料带I-进料,成型,折边工位 II-出糖工位5) 拨糖机构；6) 钳糖机械手的开合机7) 转盘步进传动机 下面是主要执行机构的结构和工作原理。图6为钳糖机械手、进出糖机构结构图。送糖盘4与机械手作同步间歇回转，逐一将糖块送至包装工位。 机械手的开合动作，由固定的凸轮8控制，凸轮8的廓线是由两个半径不同的圆弧组成，当从动滚子在大半径弧上，机械手就张开；从动滚

9、子在小半径弧上，机械手靠弹簧6闭合。图7为接糖和顶糖机构示意图。接糖杆和顶糖杆的运动，不仅具有时间上的顺序关系，而且具有空间上的相互干涉关系，因此它们的运动循环必须遵循空间同步化的原则设计，并在结构上应予以重视。 接糖杆和顶糖杆夹住糖块和包装纸同步上升时，夹紧力不能太大，以免损伤糖块。同时应使夹紧力保持稳定，因此在接糖杆的头部采用如橡皮类的弹性件。3.包装机总体布置 图7 接糖和顶糖杆机构 1-圆柱凸轮 2-接糖杆 3-糖块4-顶糖杆 5-平面槽凸轮 图8 总体布置图 四、粒状巧克力糖包装机的传动系统粒状巧克力糖包装机是专用自动机，根据自动机传动系统设计的一般原则和巧克力糖包装工艺的具体要求，

10、拟定如图9所示的传动系统。图9 粒状巧克力糖包装机传动系统1-电动机 2-带式无级变速机构 3-链轮幅 4-盘车手轮5-顶糖杆凸轮 6-剪纸导凸轮 7-拨糖杆凸轮 8-抄纸板凸轮9-接糖杆凸轮 10-钳糖机械手 11-拨糖杆 12-槽轮机构13-接糖杆 14-顶躺杆 15-送糖盘 16-齿轮副17-供纸部件链轮 18-输送带链轮 19-螺旋齿轮副 20-分配轴如图所示，电动机转速为1440r/min，功率为0.4kW,分配转速为70130r/min，总降速比，采用平带、链轮两级降速，其中，。而无级变速的锥轮直径。螺旋齿轮副1、2、3的传动比,直齿标准齿轮副的传动比i=1.67。五、粒状巧克力糖

11、包装机的工作循环图1.分析各执行机构的运动循环图1) 确定各机构的运动循环。已知86件/mn，则分配轴的转速为 n=86(r/min)分配轴每转的时间就是该机的工作循环，即等于各个执行机构的运动循环，所以60/n=60/86=0.69（s）2) 确定各机构运动循环的组成区段。拨糖机、送料辊轮和机械手转位都是间歇运动机构，它们的运动循环由两个区段组成：拨糖机、送料辊轮和机械手转位等三个机构的转位运动时间；拨糖机、送料辊轮和机械手转位等三个机构的的停歇时间。因此，应有 (5.1)相应的分配轴转角为 (5.2)剪刀机构8的运动循环可分为三个区段：剪刀机构的剪切工作行程时间；剪刀机构的返回行程时间；剪

12、刀机构在初始位置的停留时间。因此，应有 (5.3)相应的分配轴转角为 (5.4)顶糖杆机构5的运动循环的组成区段为：顶糖杆机构的顶糖工作行程时间；顶糖杆机构在工作位置的停留时间 顶糖杆机构的返回行程时间；顶糖杆机构在初始位置的停留时间。因此，应有 (5.5)相应的分配轴转角为 (5.6)活动折纸板机构6的运动循环也可以分为四个区段：活动折纸板机构的折纸工作行程时间；活动折纸板机构在工作位置的停留实际；活动折纸板机构的返回行程时间；活动折纸板机构在初始位置的停留时间；因此，应有 (5.7)相应的分配轴转角为 (5.8)3) 确定各机构运动循环内各区段的时间及分配轴转角由于粒状巧克力自动包装机的工

13、作循环是从送料开始的，因此以送料辊轮机构的工作起点为基准进行同步化设计，拨糖盘和机械手转位两个机构与之相同。a.送料辊轮机构运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取送料时间s，则停歇时间为s，相应的分配轴转角为 =360=3601/5/0.69104.34 =360=3602/5/0.69208.69b剪刀机构8运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取剪切工作行程时间s，则相应的分配轴转角分别为： 3603602/45/0.6921.13初定s，则s，则相应的分配轴转角分别为： 3603604/45/0.6942.27 36036013/27/0.69251.20c.顶

14、糖杆机构5运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取工作位置停留时间s，则相应的分配轴转角为： 360 3602/135/0.697.72初定s，s，则s，相应的分配轴转角分别为： 3603604/135/0.6915.45 36036014/135/0.6954.10 36036053/135/0.69204.82d活动折纸板机构6运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取折纸工作行程时间s，则相应的分配轴转角为： 3603604/65/0.6932.10初定s，s，则s，相应的分配轴转角分别为： 3603602/65/0.6916.05 36036031/195/0.6

15、982.94 36036068/195/0.69181.932.各执行机构运动循环的时间同步化设计1) 确定粒状巧克力自动包装机最短的工作循环。 (5.9) （s）2) 确定粒状巧克力自动包装机的工作循环。令上述三对同步点的错移量分别为t1、t2和t3，若取 t1=t2=t3=1/195（s）则其在分配轴上相应的转角为 粒状巧克力自动包装机的工作循环应为3.绘制粒状巧克力自动包装机的工作循环(如图10) (图10) (图11)4.修正自动包装机的工作循环图实际上,粒状巧克力自动包装机要求每转生产一个产品,即要求,因此应对图进行修正,即按比例或用其他分析方法,求出循环图截短后各动区段的分配轴转角

16、若将修正前各机构运动循环各区段对应的分配轴转角按比例放大,则有式中, -修正后各机构运动循环各区段对应的分配轴转角.根据修正后的分配轴转角绘制的粒状巧克力自动包装机的工作循环图,如图11所示.六、粒状巧克力糖包装机的齿轮设计1斜齿轮副1、2、3的设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算结果 1选齿轮精度等级级72.材料选择45#钢3.选择齿数ZZ1=28Z2=128个28284.选取螺旋角一般取（8-20）度12度125.齿宽系数d0.66.选取模数查标准模数系列表mm27.计算齿轮的分度圆直径dmm57.2557.258.计算齿轮宽度Bb = dd1圆整后取：B1 =57.250.6

17、=35B2 =57.250.6=35mm35352标准直齿齿轮副16的设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果 1.选齿轮精度等级级72.材料选择45#钢3.选择齿数ZZ1=32Z2=1.6732个32544.齿宽系数d0.55.选取模数查标准模数系列表mm26.计算齿轮的分度圆直径dmm641087.计算齿轮宽度Bb = dd1圆整后取：B1 = 32B2 = 54mm3254七、粒状巧克力糖包装机的机械手设计钳糖机械手及送糖盘的设计计算表项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果A1A1 1=30R5R5=（ R1R2）/2 =（

18、515）10A2取A2=A130T1取 T1=60度60r1r1=（100200）150T2T1= T2=60度60r2取 r2= r1-（3050）11011= 1=25rr=（3050）5022= 2=20R1R1=（80120）10033= 2-(510)15R2R2= R1-（1030）8044 =3=15R3R3= R4- 1100R取 2R= 112.5R4R4=（100200）130HH= h+(410)=20八、粒状巧克力糖包装机的凸轮设计1顶糠杆槽凸轮5 R=（4070）50H=（50100）80推程h=H-R302拨糠杆偏心凸轮7 R=（4070）50H=（50100）87

19、推程h=H-R373剪纸刀平面凸轮6 、抄纸板平面凸轮8剪纸刀平面凸轮6参数序号凸轮运动角推杆的运动规律10120等速上升h= 602120180推杆远休3180270正弦加速度下降h= 604270360推杆近休偏心距e = 25基圆半径r0 = 50抄纸板平面凸轮8参数序号凸轮运动角推杆的运动规律10120等速上升h= 502120180推杆远休3180270正弦加速度下降h=504270360推杆近休偏心距e = 20基圆半径r0 =404接糖杆圆柱凸轮9 R=（50150）60推程h=（50120）100九、粒状巧克力糖包装机的槽轮设计项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果项目计算（

20、或选择）依据计算（或确定）结果T1取T1=30度30度dd=(1530)20T2取T2=90度90度d1d12L(1-sinT1)-d-2(36)20LL=（100200）150hh=L(sinT1+cosT1-1)+d/2+(36)80DD= 2LcosT1=259.8260RR=Lsin(180/z)75z取z=66d2d22(L-h)20十、参考资料1 濮良贵，纪名刚。机械设计。北京：高等教育出版社，2001。2 孙桓，陈作模。机械原理。北京：高等教育出版社，2000。3 尚久浩。自动机械设计。北京：中国轻工业出版社，2006。4 汤瑞。轻工机械设计。上海：同济大学出版社，1994。5

21、邹慧君。机械系统设计。上海：上海科学技术出版社，1996。6 成大先。机械设计手册。北京：化学工业出版社，1993。7 吴宗泽。高等机械设计。北京：清华大学出版社，1991。百科1正文规范为了做到层次分明、脉络清晰，常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段，一个逻辑段可包含几个小逻辑段，一个小逻辑段可包含一个或几个自然段，使正文形成若干层次。论文的层次不宜过多，一般 不超过五级。1参考文献的规范及其作用为了反映文章的科学依据、作者尊重他人研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，正文之后一般应列出参考文献表引文应以原始文献和第一手资料为原则。所有引用别人的观点或文字，无论曾否

22、发表，无论是纸质或电子版，都必须注明出处或加以注释。凡转引文献资料，应如实说明。对已有学术成果的介绍、评论、引用和注释，应力求客观、公允、准确。伪注、伪造、篡改文献和数据等，均属学术不端行为致谢一项科研成果或技术创新,往往不是独自一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助.因此,在许多论文的末尾都列有致谢。主要对论文完成期间得到的帮助表示感谢，这是学术界谦逊和有礼貌的一种表现。(1)文参考文献不编序号,仅在文末按其重要程度或参考的先后顺序排列.(2)文后参考文献不注页码.本文来自 renrendoc (3)文后参考文献的著录项目及次序与注释基本相同1) 著录参考文献可以反映论文

23、作者的科学态度和论文具有真实、广泛的科学依据，也反映出该论文的起点和深度。2) 著录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。3) 著录参考文献能起索引作用。4) 著录参考文献有利于节省论文篇幅。5) 著录参考文献有助于科技情报人员进行情报研究和文摘计量学研究。序号主要责任者文献题名文献类型标识出版地：出版者，出版年1 周振甫周易译注M北京:中华书局19852 陈送五四前后东西方文化问题论战文选C北京:中国社会科学出版社,19853 陈桐生中国史官文化与史记D西安:陕西师范大学文学研究所,1992年4 白永秀,刘敢,任保平西安金融、人才、技术三大要素市场培育与发展研究R西安:陕西师

24、范大学西北经济研究中心,1998序号主要责任者文献题名J刊名，年，卷(期)5 何龄修读顾城南明史J中国史研究，1998(3)序号析出文献主要责任者析出文献题名 A原文献主要责任者(任选) 原文献题名C出版地：出版者，出版年6 瞿秋白现代文明的问题与社会主义A罗荣渠从西化到现代化C北京：北京大学出版社，1990序号主要责任者文献题名N报纸名，出版日期(版次)7 谢希德创造学习的新思路 N人民日报，1998-12-25(10)e国际、国家标准序号标准编号，标准名称S英文（例子）：本文来自 renrendoc 01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An In

25、teractive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Te

26、chnology, Sept-Oct, 1995.本文来自 renrendoc 文献标识码（WM） Document code 置分类号之后。A理论与应用研究学术论文（包括综述报告）B实用性技术成果报告（科技）、理论学习与社会实践总结（社科）C业务指导与技术管理性文章（包括领导讲话、特约评论等）D一般动态性信息（通讯、报道、会议活动、专访等）E文件、资料（包括历史资料、统计资料、机构、人物、书刊、知识介绍等）1，发表论文的过程。投稿-审稿-用稿通知-办理相关费用-出刊-邮递样刊一般作者先了解期刊，选定期刊后，找到投稿方式，部分期刊要求书面形式投稿。大部分是采用电子稿件形式。2.发表论文审核时间本文来自 renrendoc 一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。3.期刊的级别问题。国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。