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摘 要
藥品包裝機為高科技、高智能、高競爭的集機電于一體的產(chǎn)品，高技術成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應用。紙盒包裝機分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平與打批號等功能。
本設計的主要設計內容為藥品裝盒機的上料裝置設計、藥板裝盒裝置設計。完成的主要工作有：
1. 綜述了藥品裝盒機的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。
2. 確定了總體方案、包裝工藝，物料的運動方式采用垂直與水平相結合的方式，從而縮短了機器的尺寸。
3. 設計了紙盒上料機構，利用負壓吸盤對紙盒進行分離、輸送，吸盤由凸輪機構驅動，上下移動。
4. 設計了藥板上料機構，通過槽輪機構驅動齒形帶對藥板進行定量輸送。
5. 設計了裝盒機構，將藥板、說明書裝入紙盒內，同時完成紙盒的折疊封合。
本設計充分考慮了機械動力學分析，使機械運行平穩(wěn)。設計過程參考了各類包裝機械設計的長處，同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設計。本機器包裝能力為50～120盒/分。
本機總體上具有較高的性價比，具有很強的競爭力和很好的發(fā)展前景。
關鍵詞：裝盒機；上料；藥品；包裝機
Abstract
Medicines and chemical reagents package machinery belongs to a high technology, the integration of machinery with electronics product, high technology achievement city that high intelligence, height compete for are applied in package machinery product. Paper box package machinery may be that the box opens, paper box transfers, breaks tongue, functions such as inserting tongue, flattening and putting a batch number up mark poison board under paper folding, deducing paper feed.
Main part designing that originally expects that the device designs that , the medicine board dress box device designs that on designing that content is that medicines and chemical reagents is packed in box machine's. Main part being completed works having: (1).Have summed up medicines and chemical reagents packing development of box machine course, present situation and development strategy. (2). Have ascertained the overall plan , package handicraft, the material motion way adopt the perpendicularity comparing with level to look at and appraise the way being tied in wedlock , the dimension having shortened a machine thereby. (3). The organization having designed that paper box fixes material, makes use of the negative pressure acetabulum to carry out separation , transportation on paper box , the acetabulum drives , moves about from cam organization. (4). Expect that organization, conveys by the fact that sheave organization drives jugged as well as carrying out a quantify on medicine board on the board having designed medicine. (5). Organization having designed the dress box, board , specifications put medicine into the paper box inner , the enfoldment accomplishing paper box at the same time seals off the small side door. The operation designing that having considered a mechanical kinetics sufficiently analyses, uses machinery originally is stable. Other machinery merit having designed that process has consulted package machinery design of all kinds strong point, drawing lessons at the same time has accomplished medicines and chemical reagents installing box machine design. The machine package ability is allotted for 50 ~ 120 boxes. This machine has higher nature price ratio as a whole, has very strong competition and the very good development prospect.
Key words：Pack box machine；Fix material；Medicines and chemical reagents；Packer
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目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 國外包裝機械概述 1
1.2 我國包裝機械現(xiàn)狀 2
1.3 藥品包裝機發(fā)展所面臨的問題 3
1.4 我國藥品包裝機的發(fā)展方向 4
第2章 設計任務簡介 6
2.1 設計題目 6
2.2 主要組成部分 6
2.3 畢業(yè)設計主要內容及基本參數(shù) 6
2.4 設計任務 6
2.5 功能 7
第 3 章 方案設計 8
3.1 總體方案設計 8
3.2 執(zhí)行機構方案設計 8
3.2.1 紙盒上料機構設計 8
3.2.2 藥板上料機構設計 9
3.2.3 裝盒裝置設計 10
第 4 章 設計計算 13
4.1 圓錐齒輪傳動設計計算 13
4.1.1 選擇齒輪材料精度等級 13
4.1.2 按齒面接觸疲勞強度設計 13
4.1.3 校核齒根彎曲疲勞強度 15
4.2 主軸的設計計算 17
4.2.1 選擇軸的材料 17
4.2.2 按扭矩初步估算軸端直徑 17
4.2.3 初選滾動軸承 18
4.2.4 對軸進行分析 18
4.2.4.1 求垂直面內的支反力 18
4.2.4.2 求水平面內的支反力 18
4.2.4.3 合成彎矩 18
4.2.4.4 當量彎矩 19
4.2.5 校核軸靜強度 19
4.2.6 校核軸的疲勞強度 20
4.2.6.1 判斷軸的危險剖面 20
4.2.6.2 校核I剖面疲勞強度 20
4.2.6.3 校核IV剖面的疲勞強度 21
4.3 滾動軸承設計計算 22
4.4 鍵連接選擇和驗算 23
第 5 章 結構設計 24
5.1 紙盒上料機構方案設計 24
5.1.1 凸輪機構設計計算 24
5.1.2 氣閥結構設計 24
5.1.3 擋爪機構設計 25
5.2 藥板上料機構方案設計 26
5.2.1 槽輪機構設計 26
5.2.2 齒輪齒條機構設計計算 28
5.2.2.1 齒輪設計 28
4.2.2.2 齒條設計 28
5.3 裝盒裝置方案設計 29
5.3.1 撥桿設計 29
5.3.2 蓋盒裝置設計 29
第 6 章 循環(huán)圖設計 31
6.1 機構循環(huán)圖 31
6.2 機器循環(huán)圖 32
結論 33
參考文獻 34
致謝 36
第1章 緒 論
1.1 國外包裝機械概述
包裝機械是集各方面機械工藝為具有高科技、高競爭為一體的產(chǎn)品。同時還具有發(fā)展速度和更新速度比較快等特點。在包裝機械產(chǎn)品上世界上大部分高等科學技術都能得到體現(xiàn)。
包裝機械產(chǎn)品在國外近這些年出現(xiàn)了新的特點，主要特點有產(chǎn)品的生產(chǎn)效率大幅度提高，由于對資源的綜合利用和循環(huán)利用產(chǎn)品對資源的利用率大幅度提高，由于現(xiàn)在國際對能源的重視國外產(chǎn)品也正在向節(jié)能低消耗降低成本方向發(fā)展。隨著國際上各方面科學技術水平的提高國外包裝機械也在逐步更新在保障產(chǎn)品的質量和品質的基礎上力求大幅度提高效率使得包裝機械大大提高了一個檔次，最后就是科技成果的商品化，使得科技成果在的商業(yè)價值在包裝機械得到體現(xiàn)，使科技作為產(chǎn)品創(chuàng)造價值。
美國意大利德國和日本在世界上都是包裝機械行業(yè)的強國。在包裝機械的發(fā)展歷史上美國是世界最早的一批涉及該項目的國家，早就形成了自己獨立完整包裝機械技術體系，其產(chǎn)品品種與產(chǎn)量都是穩(wěn)居世界首位。這些年來，美國在世界包裝機械行業(yè)中始終保持著消費大國和生產(chǎn)大國的地位，美國所生產(chǎn)的產(chǎn)品都是具有精、前、尖等特點，他們的產(chǎn)品都是使機械和計算機相互結合，實現(xiàn)包裝機械高智能化高自動化據(jù)世界前沿的先進產(chǎn)品，尤其是成型機械，填充機械和封口機械三種增長速度最快，裹包與薄膜包裝機械占其整個市場的15%，其中紙盒封盒機的占有率為第二位。自上個世紀八九十年代以來，美國的包裝機械業(yè)行業(yè)內都是保持穩(wěn)定發(fā)展。[1]
日本包裝機械廠商大部分都是中型企業(yè)和小型企業(yè)，然而包裝機械品種卻很齊全，產(chǎn)品的品種將近500多種，規(guī)格也將近700個。日本包裝機械的中型化和小型化具有設備體積小、精密度較高、容易安裝、操作比較方便、自動化水平也比較先進等優(yōu)點。九十年代以來，日本已經(jīng)在包裝機械中運用了變頻，光電的追蹤，無觸點開關，、動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示等高科技技術。日本的包裝機械大多都是運用在食品包裝行業(yè)。
德國、法國、瑞士、英國和意大利等國，在世界上都是很注重包裝機械發(fā)展的國家。歐洲各國的包裝機械行業(yè)有一個共同的特點，出口的比例都比較大，比如意大利與德國將近70% 在瑞士也超過80%，由于荷蘭在歐洲是非常重要貿(mào)易轉運地，在荷蘭的出口甚至還大于其產(chǎn)值。
德國包裝機械行業(yè)在計量精度、制造水平、先進技術等方面居世界前列，尤其是飲料和啤酒裝罐設備都具有精度高、可靠性能好、高效率、自動化程度較高等特點，享譽全球的一些大型公司所生產(chǎn)包裝機械產(chǎn)品都是具有機、電、儀和計算機控制系統(tǒng)于一體的特點，一般都具有光電感應、光標控制、防靜電裝置。其中大型包裝機械不僅所包裝容積較大，并且還能單機完成稱重、制袋、填充、封口等工序。德國的包裝機械行業(yè)多年以來一直都是處于較快增長狀態(tài)，出口比例也占70%左右，德國在世界上是出口包裝機械最大的國家。[2]
意大利在世界上是繼美國、日本、德國之后世界上最大包裝機械的生產(chǎn)國，在機械出口方面意大利還是僅次德國的第二大口國。意大利包裝機械大多都用于食品行業(yè)，其設備外觀優(yōu)美、性能良好、價格偏低等特點。
在這樣國際形勢下，我國包裝機械大部分都是種類少、科技水平低、產(chǎn)品性能差等特點，所以我國的企業(yè)面臨著來自國際市場激烈競爭。特別是在近5年，加快速度發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深度加工，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟體系與加強科技創(chuàng)新力度，就引起了國外技術的引進高潮。比如這些年來我國對農(nóng)產(chǎn)品加工設備的總投入達到了310多億，加工與包裝設備大部分都靠在國外進口。包裝設備作為一種專業(yè)性較強機械，除了和那些普通設備一樣都要求外觀緊湊、運轉性能平穩(wěn)、還有就是外觀美觀、傳動裝置的精度高、產(chǎn)品生產(chǎn)效率高等要求來很好的來完成自身各種功能，充分適應市場需求。[3]
1.2 我國包裝機械現(xiàn)狀
由于在國內人民的消費食品中大多來源都是農(nóng)業(yè)所提供自然產(chǎn)品，每年都會因為缺少必要食品加工設備使得食品不能被直接的加工，保鮮，貯藏從而造成損失以達到幾十億，未得到深加工與綜合利用所造成的資源損失也非常巨大.所以我國市場對食品加工機械的需求量很大。[4]
我國的包裝機械發(fā)展較晚，現(xiàn)在正處于起步階段，雖然自八、九十年代開始我國包裝機械有了比較快的發(fā)展，同時還參考了國內外先進的包裝機械用過消化吸收自主研制開發(fā)，大大的提高了技術水平，但是和國外一些先進國家相比我國的大部分產(chǎn)品的技術含量還是比較低。成熟產(chǎn)品的技術容易被模仿與抄襲，產(chǎn)品的差異比較低，造成了低水平重復，大大阻礙了我國對包裝機技術的創(chuàng)新與發(fā)展。在包裝機械的技術方面我國的特點：
1. 種類少，速率低
在國內一般藥板裝盒機根據(jù)所包裝的物料不同與產(chǎn)量多少，大多都在60-130盒/分之間，一般情況下都為單列包裝封盒的形式大多為三面封，四面封與背封式。
2.精度較低
由于技術落后結構適應能力差計量系統(tǒng)落后精度差，如果充填物料由較大變化時，國內的精度大多都在52%～53%之間，然而在國外一些先進機器精度大多都<1%。
3.可靠性較低
在我國某些企業(yè)為了快速在初期利用產(chǎn)品賺錢，從而低價促銷在機器里安裝一些廉價質量低劣的電子元件和一些劣質材料，再加上技術水平較低不按裝配與加工工藝流程操作，不能有針對性的對產(chǎn)品合理的改造，從而使產(chǎn)品質量下降不可靠。
4.自動化水平與智能化水平較低
近些年來，我國在包裝機械上采用了PLC和一些具有智能控制的儀表，但是大部分包裝機械還是采用水平較低的控制系統(tǒng)現(xiàn)在還不具有帶有存儲數(shù)據(jù)，采集信息，適用能力強等功能的機器。[5]
我國包裝機械發(fā)展開始于二十一世紀七十年代，到八十年代末與九十年代初達到了快速發(fā)展，構成一大批含有高科技水平、自主研發(fā)能力、裝配條件與高規(guī)模的骨干企業(yè)，這些廠商一般都在華北、江浙、東北等地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，到2001年年底，全國的食品機械企業(yè)約有3000家，科技企業(yè)將近百余家，科技研發(fā)人員將近萬人，職工將近60萬。食品機械的快速發(fā)展促進者我國食品機械水平的快速提高，一些新的科研技術也逐漸應用在包裝機械設備，比如:冷藏技術、壓力技術、微波技術、分離技術、保鮮技術、粉碎造粒技術、包裝殺菌技術等。我國的食品包裝機械設備大約50%都落后于發(fā)達國家30年，能到達發(fā)達國家二十世紀九十年代產(chǎn)品大約50%，到達世界先進水平的只有20%，我們國內科技技術都有大幅度的提高，但是和一些發(fā)達國家相比，仍然有很大程度的差距。近些年來我國食品包裝機械出口有了比較大的增長，一般為果蔬包裝設備、飲料包裝設備、糕點包裝設備為主,主要出售于美洲、亞洲一些國家。
這些年來藥品包裝機行業(yè)每年都以12%-13%平均速度增長，高于國民經(jīng)濟的增長速度，銷售的總額由1995年160億增到2001年300億，產(chǎn)品的品種由1995年280種增長到2001年3800種。產(chǎn)品的水平進入新層次，開始呈現(xiàn)成套化、規(guī)?；⒆詣踊厔?，傳動比較復雜、科技含量比較高的機械逐漸出現(xiàn)。表明我國包裝機械產(chǎn)品已經(jīng)滿足國內的需求，并且逐漸向東南亞和第三世界的國家出口，我國2001年的進出口總金額為28.38億，其中出口總金額為13.9億美元，比2000年同期增加了22.3%在出口包裝機械產(chǎn)品中食品的加工機、封裝、烤箱、貼標簽、紙塑鋁的復合罐裝等設備出口比較多，食品機械比如釀酒、制糖、液體的食品灌裝機械等機械已經(jīng)成套出口。
1.3 藥品包裝機發(fā)展所面臨的問題
在產(chǎn)品質量上，從某種程度上來說，藥品裝盒機是包裝機械中比較復雜機械，藥品包裝機種包含電、機、光還融合了其它機械技術，但是現(xiàn)藥品包裝機械行業(yè)在我國無論先前總體結構設計水準還是以后的產(chǎn)品加工裝配水準，都和一些西方發(fā)達國家有著很大的差距，因此在國際上還是在國內市場我國藥品包裝行業(yè)都沒有競爭力。
對于包裝機械的適應性能方面，國內生產(chǎn)的藥品包裝機具有結構功能較單一，適用能力比較低，對需要包裝的藥品要求比較高大部分只是適用于一種或者兩種藥品，然而我國有眾多的藥品生產(chǎn)廠商，大部分廠商所生產(chǎn)的藥品種類有所不同，即使是一個相同企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品種類和數(shù)量也不相同，因此國內生產(chǎn)的設備是不具備這些要求的。但是在國外藥品包裝機生產(chǎn)企業(yè)就非常注重此類問題，他們生產(chǎn)的設備也基本滿足市場多變的要求。
國內設備在可靠性能方面和進口的自動包裝機相比也是具有較大的差距，國產(chǎn)的藥品包裝機故障發(fā)生率比較高，所以許多企業(yè)就必須買很多國產(chǎn)包裝機，避免機器故障對生產(chǎn)所帶來的損失。
大部分國產(chǎn)藥品包裝機的運行速率處于中低檔水準而且自動化的水平比較低，所以國產(chǎn)的設備的生產(chǎn)效率就大大落后于高檔的同類產(chǎn)品，因此產(chǎn)品的成本被大大的提高了，企業(yè)的利潤也有所降低無形中造成了不必要的浪費。目前在國內藥品自動包裝機基本都有適用包裝產(chǎn)品單一，對盒的尺寸要求較嚴格，生產(chǎn)速率低等問題還需要很多地方需要改進。[6]
1.4 我國藥品包裝機的發(fā)展方向
首先需要加大科技投入，提高企業(yè)創(chuàng)新能力，大力開發(fā)新產(chǎn)品，同時要積極引進國外那些已經(jīng)成熟技術，爭取開發(fā)一些在國際上比較先進性設備。每個企業(yè)都要增加企業(yè)科技研發(fā)能力，提高產(chǎn)品生產(chǎn)檔次，在今后我國醫(yī)藥企業(yè)的壟斷趨勢將會比較明顯，他們所采購將會趨近集團化，這對于企業(yè)所生產(chǎn)的設備來說是個比較嚴峻的考驗，這樣要求那些企業(yè)把他們眼光放的長遠，要實行敢創(chuàng)新，用于開拓的發(fā)展策略。要獨立研發(fā)核心技術研發(fā)新產(chǎn)品。
我國在加入WTO后，伴隨著我國市場進一步的開放，國內大部分企業(yè)將要面臨來自國外企業(yè)的強大競爭，但是我國企業(yè)要勇敢的面對競爭，不僅僅要在國內市場參加競爭還要積極開拓國際市場。這些對我國的企業(yè)提供了更開闊的發(fā)展空間同時也需要更高的要求。因此我國的企業(yè)應立足于國內，放眼于國際，積極參加競爭，這樣才能讓自己得到更好的發(fā)展。[17]
其次還要加強和其他企業(yè)聯(lián)系，企業(yè)要根據(jù)用戶要求的不同來設計出客戶要求的產(chǎn)品，實現(xiàn)個性化服務，從而讓企業(yè)和客戶之間建立互動，使得雙方都能受益。保持和其他企業(yè)之間的互動關系，可以使得藥品包裝機企業(yè)更快更準的了解到市場的動向，能夠及時的做出調整來滿足市場的需求，對于企業(yè)的發(fā)展是有極大地好處。
最后國家還應該比如加大調控，加大對我國市場引導作用，加大對市場管理，協(xié)調好各個企業(yè)存在的競爭，防止那些不正當競爭行為。并且國家還應該加強行業(yè)內的投入力度，扶持一些比較有競爭力的企業(yè)，從資金和技術方面上都應給子支持，從而設計出一些高端的產(chǎn)品。藥品包裝機的生產(chǎn)過程是比較系統(tǒng)工程，在生產(chǎn)和設計方面都要投入大量人力物力和財力，在短期內很難見效益，很多企業(yè)獨自無力去做，在這種狀況下，還需要國家的協(xié)調和組織，集中人力和物力進行科技攻關，研發(fā)新產(chǎn)品 。
伴隨我國市場的規(guī)模日益增大，產(chǎn)品的種類也日益增多，藥品企業(yè)也在不斷增加，產(chǎn)品的自動化水平也在多不斷進步，市場對于藥品包裝機的需求漸漸也在增加，市場的前景十分寬廣。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計在“十五”期間我國醫(yī)藥工業(yè)的總產(chǎn)值年均增長率將近近20%，其中藥品所占貢獻約為其中一半，因此在我國藥品包裝行業(yè)潛力巨大。相信伴隨著醫(yī)療體制改革，醫(yī)藥市場日益興盛，藥品產(chǎn)量逐年增加，我國藥品包裝機的發(fā)展將會是跨越式發(fā)展。[21]
俗話說“健康乃生命的本錢”，隨著生活水平的提高，人們越來越重視健康，藥品包裝的衛(wèi)生化更受到人們的關注。為了滿足人們的需要，我們設計藥品裝盒機。
第2章 設計任務簡介
2.1 設計題目
藥品包裝機上料和裝盒裝置設計
藥品包裝機為高科技、高智能、高競爭的集機電于一體的產(chǎn)品，高技術成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應用。紙盒包裝機分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平與打批號等功能。
本設計充分考慮了機械動力學分析，使機械運行平穩(wěn)。設計過程參考了各類包裝機械設計的長處，同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設計。
2.2 主要組成部分
(1)傳動系統(tǒng)
(2)紙盒上料裝置
(3)藥板上料裝置
(4)裝盒裝置
2.3 畢業(yè)設計主要內容及基本參數(shù)
本設計的題目為藥品裝盒機上料、裝盒裝置設計。主要用于完成紙盒、藥板的上料及裝盒工作。本設計需要完成紙盒、藥板的上料及裝盒裝置設計。
基本參數(shù)為：
① 紙）規(guī)簽（說明書格：最大300mm×210mm，最小80mm×100mm；
② 紙盒規(guī)格：長=100mm；寬=65 mm；高=20mm；
③ 包裝物（藥板）規(guī)格：長=80mm，寬=58 mm。
基本要求為：包裝能力：50～120盒/分，1～2板/盒；
2.4 設計任務
① 總體方案設計、傳動系統(tǒng)設計與計算；
② 紙盒上料機構結構設計和計算，完成相應部裝圖；
③ 藥板上料機構結構設計，完成相應的部裝圖；
④ 裝盒裝置結構設計、計算，完成總裝圖；
⑤ 部分零件圖設計；
⑥ 設計說明書一份，字數(shù)為1~2萬；
⑦ 外文翻譯字數(shù)在4000漢字以上；
⑧ 圖紙合計為3張零號圖，利用計算機繪圖。
2.5功能
本設計適用于藥品的藥板裝盒，本設計中包含了紙盒上料機構、藥板上料機構和裝盒機構，能將自動的完成將藥板、說明書裝入紙盒內，同時完成紙盒的折疊封合。
第 3 章 方案設計
3.1 總體方案設計
本課題設計的包裝機為立式藥品包裝機。本機器總體尺寸為1500×1444×750。立式包裝機不僅節(jié)省了空間，而且外觀比較美觀。為了節(jié)省機器空間，本包裝機選用了YCJ電動機，及電動機和減速器直聯(lián)。機座號為160，電動機的功率為3，輸出軸轉速為58，輸出轉矩為452，電動機代號為100。
3.2 執(zhí)行機構方案設計
總體工藝路線：
紙盒上料──藥板上料──折紙上料──裝盒
本設計主要設計內容為紙盒上料機構設計、藥板上料機構設計、裝盒機構設計三部分的方案設計。
3.2.1 紙盒上料機構設計
紙盒上料主要由凸輪Ⅰ轉動帶動附有吸嘴軸Ⅰ上下運動完成上料的。軸Ⅰ上帶有撥桿，在將紙盒吸下的過程中，撥桿壓住連桿1上的小軸，這時彈簧處于拉伸狀態(tài)，連桿2向上運動，使連桿3帶動擋片擋住上面的紙盒，從而保證只有一個盒被吸下。在盒被放下的過程中，擋片逐漸壓在盒上，防止盒蹦起來。當負壓真空裝置向上運動時，連桿2在彈簧的作用下向下運動，使連桿3帶動擋片向上翻。如此往復運動完成吸盒的過程。當盒被放下時，停止吸氣，盒被支撐起來，傳送裝置將盒傳送到下一道工序。原理圖如圖2-1所示。
當動軸Ⅰ被凸輪帶動向上運動時，為了避免軸Ⅰ旋轉，所以設計了一個導向桿，能使軸Ⅰ只沿著導向桿方向運動。吸取紙盒是由于負壓真空吸氣過程完成的。當軸Ⅰ被凸輪Ⅰ帶動向上運動，吸嘴到達頂端位置時，吸嘴開始吸氣，紙盒被吸下來，吸嘴向下運動到達低端時，則停止吸氣，紙盒被曲柄搖桿機構移走。由于吸氣還是斷氣是由氣閥來控制的，所以當凸輪Ⅱ處在最大升程時，軸Ⅱ則被壓下去，氣路就會被堵死，從而實現(xiàn)斷氣；當凸輪Ⅱ旋轉時，彈簧被壓縮軸Ⅱ被帶動向上運動，氣路連通，實現(xiàn)吸氣過程。由于軸Ⅱ上有圓槽，所以也可以在軸上打個通孔。假如軸Ⅱ上有通孔，那要求的安裝精度將會比較高，因為需要保證通孔中心線與氣道中心線完全重合，這樣才能得到最大吸氣程度。但是在軸Ⅱ上做個圓槽就能避免這個問題，無論怎樣接觸，氣道一直會打通。
彈簧
1ⅠⅠ
凸輪
擋片
工作臺
撥桿
吸嘴
連桿1
連桿2
連桿3
圖2-1 紙盒上料原理圖
3.2.2 藥板上料機構設計
藥板是由齒形帶傳送到指定的位置 ，經(jīng)滑槽傳動到工作架上，推藥板機構將會把說明書和藥板推送到紙盒里。藥板的傳送速度和間歇時間是由槽輪來控制。推藥板的機構由齒輪齒條帶動。推藥板原理圖如圖2-2所示。
工作架
推桿
齒條
齒輪Ⅰ
凸輪
軸Ⅰ
齒輪Ⅱ
軸Ⅲ
齒輪Ⅲ
圖2-2 推藥板原理圖
藥板厚度比較薄，如果推桿是簡單平頭，那么推送藥板的時候很容易被推空或者藥板被推偏。為了防止這種情況的發(fā)生，因此推桿的示意圖如圖2-3所示。
圖2-3 推桿示意圖
圖2-4為傳送帶示意圖。本設計中傳送帶帶輪是由鏈輪軸傳動的，而鏈輪軸是被槽輪帶動的，因此實現(xiàn)了間歇運動。但是在此處通過傳感器和伺服電機也可以實現(xiàn)。當傳感器安裝在指定位置，傳感器發(fā)送信號被伺服電機接收后伺服電機就開始工作，因此帶動帶輪藥板就會被傳送到指定位置。要想要被準確的傳送到工作架上滑槽的角度就要合理?；劢嵌仁怯啥啻卧囼烌炞C得來的，滑槽底邊要非常的圓滑，這樣不僅節(jié)省時間藥板可以以最快的時間被傳動到指定位置，而且還不會被卡在滑槽上。
藥板
帶
圖2-4 傳送帶示意圖
3.2.3 裝盒裝置設計
裝盒裝置是由曲柄搖桿機構帶動的，經(jīng)由固定裝置和撥桿完成裝盒過程。
裝盒工序共分三道，分別為：
A.裝載說明書和裝藥板
B.打印生產(chǎn)日期日期
C.蓋紙盒蓋折疊封合
圖2-5為紙盒示意圖。
當推盒裝置推走紙盒后6將會被撥桿Ⅰ蓋上，從而傳送裝置就會把紙盒傳動到A工序等待裝盒。撥桿機構示意圖為如圖2-6所示。紙盒被傳動到工序A后保持不動，從而說明書和藥板就會被齒輪齒條機構推進紙盒內，傳送裝機從而將紙盒傳送到工序B。在傳送過程中，撥桿Ⅱ將會把2蓋上固定小軸Ⅰ將4蓋上。成型器被凸輪帶動上下運動，完成日期打印過程。打印日期完成后，紙盒就會被傳到工序C處。在紙盒的傳送過程中，3會被小軸Ⅱ蓋上。當經(jīng)過固定裝置后盒蓋將會被分別上翻和下壓折1和折5過程也同時被完成。如圖2-7所示為固定裝置的示意圖。固定裝置Ⅰ完成的是1的折疊和盒蓋的下壓過程，固定裝置Ⅱ完成的是5折疊和盒蓋上翻過程。當?shù)竭_C工序時蓋盒蓋過程將會由一個旋轉的裝置來完成。
1
2
3
4
6
5
圖2-5 紙盒結構示意圖
撥桿
軸
圖2-6 撥桿示意圖
固定裝置Ⅰ
固定裝置Ⅱ
圖2-7 固定裝置示意圖
紙盒傳送裝置是由曲柄搖桿機構來帶動能實現(xiàn)四邊形運動。當紙盒被吸嘴吸下來時，傳送裝置作向上運動，輔助把盒撐起來。傳送裝置從而向前運動，當完成裝盒、蓋盒蓋過程后，傳送裝置將向下運動，然后再往回運動，進行下一次動作。該機構的設計為純機械設計，因此要嚴格要求與其他動作時間和空間的同步化，因此在設計方面要求的精度很高。圖2-8所示為紙盒傳送裝置示意圖。
連桿
紙盒
送盒架
圖2-8 紙盒傳送裝置
第 4 章 設計計算
由于本設計的結構較為復雜，傳動和執(zhí)行機構的部件較多，因此本設計只對部分重要零件進行設計計算。
4.1 圓錐齒輪傳動設計計算
4.1.1 選擇齒輪材料精度等級
齒輪材料要選用45鋼，調質處理，硬度取為217～255HB,本設計采用的是直齒錐齒輪傳動。
4.1.2 按齒面接觸疲勞強度設計
由式可得小齒輪分度圓直徑為：
載荷系數(shù)為：
由式可得
區(qū)域系數(shù)為：
由表可查得：
材料彈性影響系數(shù)為：
齒寬系數(shù)為：
小齒輪的傳遞轉矩：
應力循環(huán)系數(shù)為：
由圖可得壽命因數(shù),
最小安全因數(shù)，工作硬化因數(shù)為，
尺寸因數(shù)，潤滑油膜影響因數(shù)
由圖可得接觸疲勞極限
，
由式可得許用接觸應力為
取小齒輪齒數(shù)為
大齒輪齒數(shù)為
模數(shù)為：
取得標準模數(shù)為
平均分度圓直徑為：
圓周速度為：
由表可取使得系數(shù)
由圖可得動載系數(shù)為
錐距為：
齒寬為：
取得，齒寬系數(shù):
由圖可得齒間載荷分配系數(shù) ，
取的齒向載荷分布系數(shù)為，
安全
因此接觸疲勞強度合理。
4.1.3 校核齒根彎曲疲勞強度
由式可得齒根應力
取當量齒數(shù),
由圖可得齒形系數(shù)為
,
由圖可得應力校正系數(shù)為
，
由圖可得齒根彎曲疲勞極限為
,
由圖可得載荷作用齒頂時的應力修正系數(shù)為，
由式可得尺寸系數(shù)為
可取得試驗齒輪盈利修正系數(shù)為，
彎曲強度最小安全系數(shù)為
由式可得許用齒根應力為:
齒根應力為
安全
安全
4.2 主軸的設計計算
本設計中藥板上料機構中的主軸Ⅲ起重要作用，因此對其進行設計。
4.2.1 選擇軸的材料
在本設計中軸材料選為45號鋼，調質處理。
4.2.2 按扭矩初步估算軸端直徑
由表可得，
由表可得，
考慮到軸端有一個鍵槽
=18.77+3﹪=20mm
因此該段軸長
4.2.3 初選滾動軸承
為了裝拆和調整方便，因此選用了深溝球軸承。根據(jù)軸承大概安裝位置和軸端的尺寸可選深溝球軸承6204。
4.2.4 對軸進行分析
帶對軸的壓軸力為
4.2.4.1 求垂直面內的支反力
，
,
4.2.4.2 求水平面內的支反力
求A，B，D三點的水平面內彎矩
4.2.4.3合成彎矩
4.2.4.4 當量彎矩
取
4.2.5 校核軸靜強度
由當量彎矩可得出B點彎矩最大，但是該處直徑比卻較小，因此應檢驗B點強度。
由表、表和式可得
== 27.25mm
合理
因為E點彎矩比較大，但是直徑卻最小因此還需要驗證E點的靜強度。
E點的當量彎矩為
==16.0mm
考慮到鍵槽的影響需加大.
因此E點的剖面強度也足夠。
4.2.6 校核軸的疲勞強度
4.2.6.1 判斷軸的危險剖面
I-Ⅳ剖面均存在應力集中源，因此均有可能是危險剖面。其中的I、Ⅱ、Ⅲ均為過渡圓角所引起的應力集中但Ⅳ剖面合成彎矩值較大，所以只需要驗證I、Ⅳ剖面疲勞強度。
4.2.6.2 校核I剖面疲勞強度
I剖面由鍵槽所引起應力集中系數(shù)由附表可查得
由附表可查得：,
由附表可查得：
I剖面扭剪應力、應力副和平均應力為：
由附表可查得,由表可查得
取[S]=1.8，S＞[S] I剖面安全。
4.2.6.3 校核IV剖面的疲勞強度
由附表可查得
由附表可查得
由附表可查得
安全
4.3 滾動軸承設計計算
本設計選用軸承6204AC，基本額定動載荷C=25.2KN，基本額定靜載荷C0=29.5kw,e=0.68。
由前面D的計算可知，該處對軸承水平支反力分別為
,
垂直支反力分別為：,
合成支反力：
,
,
軸承受到輕度載荷沖擊，支反力A有彎矩，則取
, ，
計算軸承B壽命
預期壽命為 10年 ---壽命足夠
4.4 鍵連接選擇和驗算
鏈輪是裝在主軸的軸端，需要用鍵來傳遞轉矩和周向定位。由前面的設計和計算可得知軸材料為45號鋼，鏈輪的材料為45號鋼，軸和鏈輪的配合直徑為15mm，輪轂的長為25mm。選用最常用圓頭（A型）平鍵，因為它對中性好、結構簡單、裝拆方便。鍵截面的尺寸是由鍵所在的軸段直徑 d的標準選定，鍵長度是由輪轂寬度來確定，查表可得,。普通平鍵的主要失效形式是鍵，軸與輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。因為鏈輪的材料為45號鋼的許用擠壓應力可由表查得 。
第 5 章 結構設計
5.1 紙盒上料機構方案設計
5.1.1 凸輪機構設計計算
凸輪機構在本設計中采用的力封閉式，做雙停歇運動，由表可查得改進等速 。由結構選定凸輪行的程為100mm，最大壓力角選用=30°，推程運動角為，由表可得基圓的半徑為。
推桿推程的位移如下表。
，
表4-1 推桿推程位移
δ/(°)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
s/mm
0
12.5
25
37.5
50
62.5
75
87.5
100
式:
，，由計算得出推桿的回程位移，如表所示。
表4-2 推桿回程位移
δ/(°)
0
15
30
45
60
75
90
s/mm
100
83.042
66.085
49.128
32.171
15.214
0
根據(jù)作圖法畫出凸輪理論廓線與實際廓線。
5.1.2 氣閥結構設計
當帶吸嘴的軸到達了最高位置時，氣閥接通開始吸氣，當軸到達最低位置時，氣閥被堵死停止吸氣。氣閥結構如圖4-1所示。如果軸Ⅱ上有個通孔，確保氣道和通孔的中心線重合這樣就能得到最大的吸氣程度。那么這樣需要的安裝精度較高，所以在本設計中軸Ⅱ加工一個圓槽，就會保證氣道一直打通。
當在凸輪的作用下軸Ⅱ作上下運動時將會轉動，為了避免這種問題，設計了一個導桿機構。軸Ⅱ在彈簧作用下，凸輪回程時候也能回到初始位置，而在導向桿作用下，能沿直線運動，不能發(fā)生旋轉。
軸Ⅰ
導向桿
氣道
凸輪
軸Ⅱ
彈簧
管
圖4-1 氣閥結構圖
5.1.3 擋爪機構設計
托紙盒架上有擋爪，當紙盒被吸嘴吸下來時，擋爪繞著軸Ⅱ作向下轉動，紙盒被吸嘴吸走時，擋爪會在拉伸彈簧作用下回到初始位置。這樣可以防止紙盒被吸下來過程中被損壞。擋爪的結構如圖4-2所示。
機架
軸Ⅰ
軸Ⅱ
彈簧
圖4-2 擋爪結構圖
5.2 藥板上料機構方案設計
5.2.1 槽輪機構設計
藥板在傳送帶的作用下被傳送到工作架上，而傳送帶是由槽輪帶動的，根據(jù)結構初定槽輪槽數(shù)，中心距，圓銷半徑。
槽輪在每次轉位時主動件轉角，
其槽間角:
，
主從動件圓銷的中心半徑:
和比值:
，
槽輪的外圓半徑:
槽輪槽深:
主動件的輪轂直徑:
鎖止弧的半徑:
，
則取
鎖止凸弧的張角:
槽輪結構如圖4-3所示。槽輪
撥銷
軸Ⅲ和軸承
軸Ⅰ
軸Ⅱ
鎖止弧
圖4-3 槽輪結構圖
5.2.2 齒輪齒條機構設計計算
5.2.2.1 齒輪設計
齒數(shù) 模數(shù) 則
壓力角為 變位系數(shù) 齒頂隙系數(shù)
齒頂高:
齒根高
齒頂圓直徑:
4.2.2.2 齒條設計
齒條總長 ，
齒輪齒條結構如圖4-4所示。
圖4-4齒輪齒條機構
導向桿
推桿
齒條
螺釘
軸
齒輪
5.3 裝盒裝置方案設計
5.3.1 撥桿設計
當推盒裝置把紙盒推走后，撥桿會將紙盒舌頭蓋上，然后紙盒會隨著傳送裝置被傳送到其指定的工序等待裝盒。撥桿結構如圖4-5所示。
內六角螺釘
工作臺
推力軸承
軸
緊定螺釘
摩擦輪
撥桿
圖4-5 撥桿結構圖
5.3.2 蓋盒裝置設計
當盒蓋上翻與下壓過程被完成紙盒被傳送到其指定工序時，一個旋轉裝置會完成蓋盒蓋過程。旋轉裝置的結構如圖4-6所示。
圖4-6 旋轉裝置結構圖
第 6 章 循環(huán)圖設計
6.1 機構循環(huán)圖
（1）吸盒機構
0
120
180
270
360
Φ
（2） 送盒機構
0
90
270
360
Φ
（3） 推藥板機構
29
0
210
360
Φ
6.2 機器循環(huán)圖
吸盒機構
送盒機構
推藥板機構
0
0
0
120
180
240
270
360
360
90
△Φ1
△Φ2
290
360
210
29
Φ(°)
Φ(°)
Φ(°)
其中，。
結 論
藥品包裝機為高科技、高智能、高競爭的集機電于一體的產(chǎn)品，高技術成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應用。紙盒包裝機分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平與打批號等功能。因此在設計的過程中還應該具有設備的潤滑、設備的安全運行、工作衛(wèi)生功能。雖然我國在近十幾年來藥品裝盒機械得到了快速的發(fā)展，但是所存在問題仍然不少。在我國制藥設備行業(yè)中藥自動化裝盒機制造廠商之中，技術和質量比較高的生產(chǎn)商卻寥寥無幾，并且大部分都處在半自動和中低速水準，和國外先進國同種類產(chǎn)品相比，無論設備的發(fā)展水平、科技含量還是推廣方面都存在差距。在市場的分配中，國內的藥品包裝機械只在中檔和低檔市場上稍占優(yōu)勢，然而高檔市場大部分被國外的產(chǎn)品占據(jù)。
本設計的主要設計內容為藥品裝盒機的上料裝置設計、藥板裝盒裝置設計。完成的主要工作有：
1. 綜述了藥品裝盒機的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。我國早期的藥品生產(chǎn)裝盒主要是采用手工裝盒，后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術的進步，逐漸采用機械化裝盒。我國最早使用的裝盒機主要是從國外進口的。
2. 確定了總體方案、包裝工藝，物料的運動方式采用垂直與水平相結合的方
式，從而縮短了機器的尺寸。
3. 設計了紙盒上料機構，利用負壓吸盤對紙盒進行分離、輸送，吸盤由凸輪
機構驅動，上下移動。
4. 設計了藥板上料機構，通過槽輪機構驅動齒形帶對藥板進行定量輸送。
5. 設計了裝盒機構，將藥板、說明書裝入紙盒內，同時完成紙盒的折疊封合。
本設計充分考慮了機械動力學分析，使機械運行平穩(wěn)。設計過程參考了各類包裝機械設計的長處，同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設計。本機器包裝能力為50～120盒/分。
本機總體上具有較高的性價比，具有很強的競爭力和很好的發(fā)展前景。此外包裝機械也可以有一些附加功能，如在包裝盒中加入藥勺、量杯等工具，以便于用戶使用。在設備種類開發(fā)研制方面還能設計比較先進機械，如無菌包裝機械、保鮮包裝機械等。還可以開發(fā)藥品包裝前處理成套設備和后處理配套設備。但由于經(jīng)驗不足，本設計也存在不足之處，有些地方考慮不夠周到，這些問題都有待進一步解決。
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致 謝
整個畢業(yè)實習和畢業(yè)設計過程中，在我的論文選題、調研、草案、定案和總結等方面都得到王世剛和徐元龍老師精心幫助和指導，在此表示感謝！感謝機械學院的所有老師四年來的培養(yǎng)和教育。
首先要感謝王世剛和徐元龍老師，在整個設計過程中給了我細心詳盡指導，經(jīng)常用個人休息時間來為