1 前言 隨著我國輕工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，產(chǎn)品包裝已逐步實現(xiàn)自動化和機械化，隨之出現(xiàn)了生產(chǎn)率比一般工作機高得多的自動機械，現(xiàn)在糖果包裝機有了很大的發(fā)展，我國已能生產(chǎn)多種型號的糖果包裝機，大、中型糖果廠已實現(xiàn)了糖果的機械化包裝，一些工廠還裝備有保溫、勻條、成型及包裝一體化的糖果生產(chǎn)流水線。但是，我國糖果包裝機械和世界先進水平相比，差距仍然很大，因此，必須加速提高糖果包裝機械化的水平。 糖果包裝機有一定的優(yōu)點： 糖果包裝機一般都是自動包裝機，其結(jié)構(gòu)復雜，自動化程度高。它可以使送紙、切紙、抄紙、 理糖、裹包及打糖過程自動完成。 小及包裝紙的性能。為使糖果包裝機能可靠地工作，糖果包裝機都有調(diào)節(jié)系統(tǒng)和一定范圍內(nèi)的無極變速裝置。 糖果包裝機的包裝對象（糖塊）的質(zhì)量?。ㄒ话悴怀^ 20g），機器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般電動機功率都在 2 糖果包裝機必須保證糖果的衛(wèi)生質(zhì)量。直接和糖塊接觸 的構(gòu) 件應符合食品衛(wèi)生要求，且能迅速地分解和組合，形狀簡單，便于洗滌。 糖果包裝機屬于食品類產(chǎn)品包裝機，按照包裝的形式有折疊式包裹、 扭結(jié)式包裹兩大類。這種包裝機一般采用卷盤式包裝材料，在主機上實現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。 國內(nèi)糖果包裝形式 目前國內(nèi)糖果包裝形式主要有包裝成型機械扭結(jié)式包裝、枕式包裝、折疊式包裝。 2 1）扭結(jié)式包裝是最古老的包裝形式，這種包裝形式多用于糖果，不僅可以通過高速、自動化的立式包裝機來完成，也可以通過手工操作完成； 2）枕式包裝在國際上流行于上世紀 70 年代，國內(nèi)從 80 年代開始流行。由于立式包裝機比較普及，目前多數(shù)糖果、巧克力生產(chǎn)企業(yè)均采用枕式包裝。 3）而折疊式包裝，多用于巧 克力產(chǎn)品，糖果適宜做成卷包、條包、合裝，這種包裝形式對包裝設(shè)備和包裝材料有較高要求。 本設(shè)計是在 A 型糖果包裝機做深入調(diào)查研究基礎(chǔ)上，對某些結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，特別是對糖果包裝機實現(xiàn)了無級調(diào)速的設(shè)計，對無級調(diào)速的皮帶輪的結(jié)構(gòu)做了精心設(shè)計，提高了機器的適用性，使機器操作更加容易，也保證了機構(gòu)運行穩(wěn)定性，提高了機器的生產(chǎn)率。 扭結(jié)式糖果包裝機的概述及現(xiàn)狀分析 用撓性包裝材料裹包產(chǎn)品，將末端伸出的裹包材料扭結(jié)封閉的機器稱為扭結(jié)式裹包機。其裹包方式由單端和雙端扭結(jié)。 我國糖果包裝六七十年代前主要以手工 作業(yè)為主，這是由我國 的特殊國情決定的，對糖果扭結(jié)包裝機的研究很少。隨著市場需求的不斷擴大和食品丁 改革開放前我國幵始從歐美等發(fā)達國家引進他們的糖果鈕裝機械設(shè)備，并幵始有計劃的 進行仿制和改造，吸收國外糖果包裝機械的設(shè)計理念和制造經(jīng)驗。 到八十年代初已經(jīng)基本完成了對引進的糖果包裝機械裝置的消化吸收制作，并對糖果包裝機開發(fā)出自己的新 技術(shù)、新設(shè)備。九十年代，我國研制出伺服電機驅(qū)動的食品 3 包裝機械，食品包裝機械行 業(yè)實現(xiàn)了由機械裝置為主向電腦程控為主的技術(shù)升級。在這種情況下，我國糖果包 裝機 取得了長久的發(fā)展。伺服電機驅(qū)動的糖果包裝機生產(chǎn)速度更快 ,自動化程度更高，機械性能的柔軟性、系統(tǒng)化程度也迅速提高。中國以糖果包裝機、顆粒充填機、液體灌裝機 等為代表的食品包裝機械以其獨特性贏得了世界市場廣闊的銷售空間。例如上海久豐食 品機械有限公司自行研發(fā)制造的雙扭型糖果包裝機處于世界領(lǐng)先水平，申請專利并取得 國家級鑒定備案。冃前糖果包裝機的研究和幵發(fā)主要是抓住一個核心技術(shù)：計算機技術(shù) 進入食品包裝機械領(lǐng)域。我國已成功地研發(fā)出具有世界領(lǐng)先水品的微電腦程控式扭結(jié)包 裝機，并實現(xiàn)實用化，開始叫眾多國內(nèi)外食品 包裝機械廠家提供該設(shè)備。該機釆用國際 流行的兩端扭結(jié)式包裝，設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)新穎、經(jīng)濟實用，受到廣東、福建、浙江、上海、 山東、四川、河南等地及東南亞地 K 各使用廠家的一致好評。隨著時代的不斷發(fā)展和科 技的不斷進步，中國制造的糖果包裝機械必將走向世界。 本次設(shè)計的 A 型糖果包裝機屬于扭結(jié)式包裹，是較為傳動的一種糖果包裝機。它廣泛應用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動化程度較高，既可以完成單層或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡單美觀，結(jié)實牢靠，消費者使用方面。 另外，本次設(shè)計的主要是采用 機械式傳動控制機構(gòu)，因為糖果包裝機，一般包裝速度均在 140 粒∕ 上，高的可達 1600 粒∕ 德國帕克 ?太克得累斯頓公司生產(chǎn)的 扭結(jié)手式糖果包裝機）。要實現(xiàn)這樣高的包裝速度，而且要保證動作的相互協(xié)調(diào)和工作可靠穩(wěn)定，用液壓或氣壓控制機構(gòu)尚有困難，因為油液和氣體有可壓縮性，而且油液粘度大，高速換向運動時慣性沖擊大，發(fā)熱高。液壓還會因為溫度升高而使粘度變化，影響動作的準確性，所以，一般只適用于活塞往復動作在 4 40次∕ 右的機械。目前國內(nèi)外糖果包裝機太多采用機械傳動式。因為連桿、凸輪機構(gòu)一經(jīng)調(diào)整后，就能嚴格保證動作的可靠性，并且能實現(xiàn)比較復雜的動作 . A 傳糖果包裝機傳動系統(tǒng)總圖 圖 1動系統(tǒng)總圖 1－卷紙筒 2－滾刀軸 3－橡皮滾筒 4－扭手 5－扭手套軸 6－糖鉗 7－轉(zhuǎn)盤 8－凸輪 9－馬氏輪 10－偏心輪（ 2） 11－撥銷 12－撥盤 13－扭手凸輪 14－手輪 5 15－后沖頭 16－偏心輪（ 4） 17－打棒 18－偏心輪（ 3） 19－偏心輪（ 1） 20－扇形齒輪 21－齒條 22－后沖頭 23－抄紙板 24－盤手手輪 糖果包裝機傳動系統(tǒng)設(shè)計原則 自動機的傳動系統(tǒng)一般都比較復雜，對整機性能影響很大，所以在確定傳動系統(tǒng)方案時要十分重視。應注意以下原則： 1） 自動機的傳動系統(tǒng)應力求最短。 2） 自動機傳動系統(tǒng)應具有無級調(diào)速功能。 3） 自動機傳動系統(tǒng)的精度保持性要好。 4） 自動機的傳動應具有安全裝置和調(diào)整環(huán)節(jié)。 5） 自動機傳動系統(tǒng)設(shè)計應盡量采用標件、通用件。 第二部分：設(shè)計部分 一 ﹑ 傳動部分的設(shè)計 設(shè)計要求 :設(shè)計后的糖果包裝機的生產(chǎn)能力在 200～ 300 粒 /夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速，主電機的功率為 定轉(zhuǎn)速為 1410r/ 糖果 規(guī)格：圓柱形糖的直徑Ф 13度Ф 32 長方形糖的厚 11 16 27 以下是電機、傳動軸、分配軸之間的傳動簡圖 6 圖 2設(shè)計要求，糖果包裝機每分鐘生產(chǎn) 200~300 顆糖，簡單分析可得轉(zhuǎn)盤和撥盤要求轉(zhuǎn)速也為 200~300r/為撥盤與軸Ⅱ配合處齒輪的齒數(shù)相同，所以得出軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速為 200~300r/ 馬氏輪 撥銷盤力： 200～300粒/無級調(diào)速 )； 糖果規(guī)格：圓柱形糖的直徑Ф13度Ф32 長方形糖的厚111627 主電機：定轉(zhuǎn)速n=1410r/ 撥盤 轉(zhuǎn)盤 7 由圖 2軸Ⅰ的傳動比為 2580軸可算出軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 m 60~6402580300~200n ⅡⅠ ???? 軸 由于知道 Ⅰn 和 以得到皮帶的傳動比 0~6 4 0 1 4 1 0Ⅰ??? 帶 二﹑無級調(diào)整的設(shè)計 （ 1） 確定計算功率 根據(jù) V 帶工作載荷變動微小，工作時間長的工作情況 圖 2得到工作情況系數(shù) 據(jù) 工作情況 空，輕載啟動 重載啟動 每天工作小時數(shù) ＜ 10 10~16 ﹥ 16 ＜ 10 10~16 ﹥ 16 載荷變動微小 液體攪拌機，通風機，鼓風機，離心式水泵和壓縮，輕型輸送機等 荷變動小 帶式輸送機，通風機。壓縮機，發(fā)電楊金屬切削機床，印刷機等 荷變動較大 制磚機，斗式提升機，起重機，沖剪床機，紡織機，橡膠機械，重載輸送機，磨粉機等 荷變動大 破碎機，磨碎機等 8 c 9 7 ???? 可得出計算功率為 （ 2） 確定帶輪基準直徑 1 21）確定小帶輪的基準直徑 1圖 2據(jù) 和 m 410 ，由上圖應該 z 型 并據(jù)下圖出于方便計算的原因初選取 d 801 ? 圖 29 若的把 d 801 ? 當成直徑最小時，即 d 80m ， 又∵ ?得 ① ② 由①②得 d a ，再根據(jù) 圖表 2整得 d 125m a 2）驗算帶速 v 在小帶輪直徑確定后，可根據(jù)100060d 1??Md 若 d 80m 時， ???? 若 d 125m 時 ， ????? 10 算出的帶速均在 5~25m/初選 d 125~801 ? 合理。 3）確定大帶輪基準直徑 把 d 125m a 代入①得 d 32 ? ； 把 d 80m 代入②得 d 176` 2 ? ，據(jù)上計算和 圖表 2帶輪直徑系列標準值 d 1802 ? 。 （ 3）確定中心距和基準直徑長度 按 d 801 ? ） 因為設(shè)計要求中沒有給出中心距，可以按下式初步確定中心距 0a )(2)(1021 ??? 得出 2 01 8 2 0 ?? ，由計算方便的原則初選 000 ? 。 根據(jù)下列式計算 L ? ? ? ?02122100 422 ??? ? ? ? ? ? 1 35 0 04801 8 01 8 02 2 ????????? 由下表選取基準長度 1400? 11 圖表 2算實際中心距 a d ?????? 計算給中心距的調(diào)整余量 d 0 i n ?????? d 51 4 0 a x ?????? （ 4）驗算小帶輪上的包角 1? 21 ????? 當 01 ? 時， ?????? 251 ? 時， 251801801 ??????? 12 ∴主動輪上的包角合適。 （ 5）計算所需要 △( 00 ?? ，根據(jù) 7.1 r/m 0??帶 和下 表用插值法可得圖 2P ， 0 ? ，由下表得出 k 而 圖 2 14.1? 13 圖 2 7 ????Z，設(shè)計要求能實現(xiàn)無級調(diào)整，故要滿足經(jīng)濟性， V 帶根數(shù)等于 1的要求。 ∴初選 選用 A 型 （ 6）重新選取小帶輪基準直徑及計算其它參數(shù) 根據(jù) 帶 2交得的點可以看出交點在 要選擇與 所以由 圖 2d 801 ? ，因為與上的小帶輪直徑相同，可以得出以下相同的結(jié)論： ① d 80m 、 25m ② 802 ?③ 6? ，所選取的 V 帶滿足要求。 ④ 2 01 8 2 0 ?? ， 14 ⑤ 1400? ， d ??? ⑥ ? ? 3, 91 ?? ，滿足要求。 （ 7）重新計算所需要 V 帶的根數(shù) Z 4）△( 00 ?? ，根據(jù) 7.1 r/m 0??帶 從圖 222中使用插值法可以得到： wP 0 ? ， k ， 98.0?本次選用的是 A 型 V 帶，經(jīng)查閱相關(guān)單根 A 型 wP ∴ 7 ???于 1，即使用一根帶就能滿足要求，所以選 A 型 （ 8） 計算 V 帶的初拉力 0F 和作用在軸上的載荷持適當?shù)某趵鲃庸ぜ? 的首要條件。初拉力不足，極限摩擦力小，傳動能00005 力下降，初拉力過大，將增大作用在軸上的載荷并降低帶的壽命。 ???????? ???圖 2米 V 帶的質(zhì)量 型號 Y Z A B C D E ? ?,再由圖 2系數(shù) k∴ ????????? ???? ∴ ????? 三、皮帶輪及彈簧的設(shè)計 1、 帶傳動的工作原理圖如下 圖 216 工作前，如左圖所示兩邊初拉力相等為 工作時如右圖所示，主動輪的一邊被拉緊 ， 其上拉力由 大到 1F ，從動輪的一邊則被放松，帶上的拉力由 少到 2F 。 設(shè)帶的總長度不變，則帶緊邊拉力的增加量就等于松邊拉力的減少量，即 2001 ?? ........① 021 2 ? .........② 在圖 2取主動輪一端的帶為分離時，則總摩擦力 21 f ??在帶傳動中，去邊拉力和松邊拉力之差就是帶傳動傳遞的圓周力，稱為有效拉力 F，這在數(shù)值上等于任意一個帶輪接觸弧上的摩擦力總和 ?? 21..........③ 帶傳動所能傳遞的功率 P 1000 ........................④ 由 ④ 得 ??? ，結(jié)合 ② 得 17 701 ?? ...........⑤ 2221 ???? .........⑥ 由 ⑤ ⑥ 得 , 從歐拉公式 ???2221 ，化簡可得 ??? )2221 π180170)222221 ??????????解出 35.0?f 圖 2f ， 由上算得 35.0?f 結(jié)合 ，解得 N= 由圖 2出2， ? 為帶輪輪槽的角度，下次設(shè)計選用的輪槽角為 故 o o s ????? 2、 皮帶輪部分參數(shù)確定 （ 1）帶輪輪槽的選擇 由上方計算得知 △ d 45801 2 5m a x ????? 當選擇a a n2 d△????? ??? 時， 18 圖 2次設(shè)計選用的是 A 型 V 帶，由上表可以得出 A 型 V 帶的頂寬為 13槽輪角選用，當兩片帶輪合緊時，最邊緣的距離為 2 ??? 比 13出較多，故槽輪角不可以選擇 38o。 再次試用 a a ????? ??? 時， ，當選用 , ?? ，邊緣只有 度差小，不影響調(diào)速。 ∴選擇 。 圖 2據(jù)左表， f 取 10mm 1? 19 3、彈簧的設(shè)計 （ 1）由力的相互作用性可得彈簧受到最大載荷與 等。 已知 d 125~801 ? 和 d t a n△m a x ?????? 根據(jù)彈簧所受載荷特性，選用Ⅲ類碳素彈簧鋼絲， （ 2）查相關(guān)的表格得到許用應力應力 ? ?b?? G=80 000設(shè) d=閱可得到對應值 620?? ? ? M P 1 01 6 2 ??? ?? （ 3） 初選彈簧指數(shù) C=5 （ 4） 根據(jù)由度系數(shù) d 4 ???? ??????? ? ? ????? ? 圓整后 d=3。 （ 5） 求出彈簧內(nèi)徑 2D 5352 ???? 本次設(shè)計要滿足彈簧的內(nèi)徑必須大于電機軸心的直徑的要求，經(jīng)查閱 糖果包裝機使用電動機的型號是 4，功率為 定頻率和電壓分別為 5080V,2 對磁極，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/ 20 根據(jù) %6%100150014101500 ??????o ，可得電動機的轉(zhuǎn)差率為 6% 中心高為 80地腳孔距 100向）× 125向）；軸徑 19 軸伸長 40鍵槽寬 6長×寬×高為 285235170 圖 2 6） 重新選擇彈簧指數(shù) C 當 C=8時， ??????????? ? ??????，圓整 d=4mm 248`2 ???? (7)計算彈簧有效圈數(shù) n 4324???? ???? FD 兩端各取 死圈，則壓縮彈簧總?cè)?shù) +2=5圈 (8)計算工作極限載荷和變形量 (Ⅲ類載荷 ) 40 6 21 m a ??? ?? ??? ?? (9)計算彈簧的其它幾何參數(shù) ① 彈簧外徑 D=d=32+4=36 彈簧內(nèi)徑 2－ d=328 節(jié)距 (m a x ???????? ? 彈簧自由高度 2 0 ?????????⑤ 為了使彈簧能可靠而穩(wěn)定地安裝在預定位置上，一般要在彈簧上預加一初始載荷 而，∴取 ( m a xm ???? 由于 a xm a xm ?? ，解得 ? 。、 ∴常態(tài)下彈簧的長度為 ??? ?四、 齒輪的設(shè)計 1、 選擇齒輪材料及精度等級 因傳遞功率只有 小功率的傳遞，故小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪選用 45 鋼正火，查下圖表 2度分別圖 222 為 217~255 169~217為該齒輪是一級減速，所以可以早、歸類為普通減 速器，由圖表 2擇 8級精度，要求大齒輪粗糙度≤ m。 圖 2、 確定設(shè)計準則 因為齒輪的硬度小于 350 是軟齒面齒輪傳動，故按接觸疲勞強度 設(shè)計。 （ 1） 扭矩 T 1 91640 m ?????? （ 2）載荷系數(shù) K?？刹榈?K= 3）確定齒寬系數(shù)d?。 小齒輪的齒數(shù)為 25，大齒輪的齒數(shù)為 80。因單級齒輪傳動為非對稱布置，且為軟齒面，所以 ?，選用 1d ??。 圖 223 （ 4） 許用接觸應力 ? ?H? 通過查閱相關(guān)資料可得 601? ， 302? ，安全系數(shù) 1? 假設(shè)機器使用壽命為 10年，每天工作 20h，則 91 4 05210(16 4 06060 ????????? hn 8912 ????? 由下圖可得 ? Z ，圖 2 ? ? M P 515 6 ??? ?? ? ? M P 2??? ?? ∵ ??? 24 ∴ ? ?? ? ? ? 43≥d 3 23 11 ??? ??????? ?故 ?? 根據(jù)漸開線齒輪的模數(shù)表，在第一系列中選取 m=2 （ 5） 主要參數(shù)的計算 1) 025211 ???? 2) 6 080222 ???? 3) 05011 ????? ?4) ? ? ? ? 05802522121??????（ 6）彎曲疲勞強度的校核 查下表可得 ??? ，由下圖可查得 10 ?? ，M P a ? 安全系數(shù) 軟齒面 硬齒面 重要傳動、滲碳淬火齒輪 S 25 從圖 2 ? ? ? M P ??? ?? ? ? M P 8 ??? ?? ? ?12111211 1 9 ? ?????????? ? ?2112212 ?? ??????? 齒根彎曲強度合格 （ 7） 驗算齒輪的圓周速度 v m5/1 ??????? ? ,故選擇精度 8 是合適的 26 五、 軸的設(shè)計（一） 圖 2機外伸軸的長度分布如上圖 2圖為 2電機俯視和側(cè)視的受力圖 圖 2 圖 2 27 分析該軸受力屬于壓彎組合，由上可得 6 21 ?? 7, 4 ?? (1)水平方向（壓應力） (2)正應力： M P 2m a x ?????? ?? 。 軸使用的為碳鋼。查表可得 E=216形量 C 7629l ?? ?????? ????（ 2）垂直方向 (彎曲變形 ) 0???? y ????? 扭矩： 6(2/(2 21???????? ∴電機軸的彎矩和扭矩圖如右圖所示 4、 軸的設(shè)計（二） ~Ⅰ軸 （ 1） 選料并確定最小直徑 本次設(shè)計選用的是經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的 45 號鋼，經(jīng)查閱相關(guān)資料得到軸的材料和受載情 況決定系數(shù) C=118~107， C 取 110。 ? ? 0 ， ? ? 圖 2 228 該軸的最小直徑為 m ? ，考慮到鍵槽的影響，?? ，根據(jù)軸的標準直徑，選用 d=20行設(shè)計。 （ 2）確定軸Ⅰ各段的直徑大小 軸Ⅰ各段直 徑的確定，先從確定兩邊，逐漸向中間確定。 直徑 20小處用于安裝皮帶輪；軸環(huán)處是該軸的最大處選用 28 與齒輪配合處 d=26軸承配合處 d=24圖 2 3） 軸Ⅰ的受力分析如下 圖 2 Q r 29 ①根據(jù)549? ， p=n=640N,得 ??? 4 9 ∵ 0??M,故 m·?? 由②.................????????? ①② 軸在垂直面內(nèi)沒有均布載荷，故只要求出 B 處彎矩便可畫出該面的彎矩圖。 B ?????? ④求水平面內(nèi)的彎矩圖 由受力分析可得 ④.......③...............???????????? 圖 2 ,算得 果包裝機的齒輪模數(shù)為 2,所軸Ⅰ上的齒輪直徑0252 ??? F t 72/50 3 ???? ∵ 720t ??? ??③垂直面內(nèi)的彎矩圖 D 230 ? ?據(jù)上文可知 ，由④可算得 ,則 2 把 入③中可得 在水平面內(nèi)沒有均布載荷 ,只需求出 B 和 C 處的彎矩便可畫出該面的彎矩圖。 ?????????????? 根據(jù)上方的計算畫出右圖 2合成彎矩，求斜率 分別合成 B、 C 處的彎矩 ( ?????? ( ?????? ???斜率： ?????斜率： ?????D 31 圖 2Ⅰ的彎矩合力圖 ⑥求 B 處當量彎矩 由圖 2以看出 B 截面的彎矩約是 0倍左右， B 處直徑為25 C 處為 22者只相差 4只有 Ⅰ只要求單向 轉(zhuǎn)動，因此可以認為是脈動循環(huán)變化型的扭矩，可查得修正系數(shù)α≈ ∴ B 截面處的當量彎矩為? ?? ? ? ?? ? ?????? ? ⑦計算 ? ? ? ? 33 ????? ?因為 B 處要使用鍵與齒輪鏈接，因此要把上面直徑所得的直徑放大 5%，∴B ???? 。 B 處開始設(shè)定直徑為 26以 六 、槽輪機構(gòu)的設(shè)計 1. 槽輪機構(gòu)，以叫馬爾他機構(gòu)或日內(nèi)瓦機構(gòu)，主要由帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪組成。 2. 類型：Ⅰ平面槽輪機構(gòu) ①外嚙合槽輪機構(gòu) ②內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu) Ⅱ空間槽輪機構(gòu) 3. 特點：槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準確，機械效率高。但是其動程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn) 32 速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來實現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運動。 4. 主要參數(shù)的計算 槽數(shù) z=6銷數(shù) k=1心距 a=150① 圓銷轉(zhuǎn)動半 徑 ??? ? ② 圓銷半徑 ???? ③ 槽頂高 o o s ???? ? ④ 槽底高 2751 5 0≤b 1 ?????? ，取 b=50 槽深 2 9h 2 ????? ⑥ 鎖止弧半徑 ???? R ⑦ 槽頂口壁寬 ⑧ 鎖止弧張開角 34211?? ??????? ???K⑨ 運動系數(shù) ????z? 33 七、總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是對三年大學所學知識的一次檢驗，與以前每個學期末的考試不一樣的是，這次所涉及到的知 識不是單單的某一科而是好幾個科，設(shè)計中所用到的知識較多來自《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《自動機與生產(chǎn)線》、《工程力學》、《工程材料》、《機械制圖》、《 ，而涉及其中卻使用很少的有機電傳動控制、機械制造工程等。由于本人在大二上學期到外地實習，把該學期的學習科目都壓到下學期的周末來進行學習，所以對于其中涉及最多的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》并沒有學得很牢固。這讓我不得不花比較多的時間去再學習一次，還有像《工程力學》、《工程材料》、《機械制圖》這幾門課都是大一時所習的，事過兩年，其中有很多的知識也忘了，單單用在復習相關(guān) 的知識就用了差不多 2~3周的時間。 34 設(shè)計中遇到是最大問題就是課本上的例子和內(nèi)容與設(shè)計要求相差較大，但是辦法總比困難多。通過上網(wǎng)查閱相關(guān)例子和詢問老師的意見后，得出今天大家所看到的報告。文中使用的表格多數(shù)來自網(wǎng)絡搜索得來，其中的受力分析，彎矩、扭矩圖則是使用 時完成的是畢業(yè)設(shè)計的文檔部分，還有零件圖和裝配圖尚未完成，個人會盡力來完成剩余部分。 三年時間匆匆而過，很快我就要離開校園的懷抱，去迎接社會的挑戰(zhàn)。在這里我要感謝日夜相伴的同學和朋友，是你們支持著我走到今天，更要感謝老師們的辛勤付出 。如果在大學的路途中沒有你們的關(guān)心和提醒，也就沒有今天的我。不管將來我們走到何方何地，你們永遠在我心中，我會時時刻刻記著你們，記著我是輕工的一份子。 七、主要參考文獻 1．所學習過的相關(guān)教材； 2．中國輕工總會 . 輕工業(yè)裝備技術(shù)手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1997 3．戚長政 北京：科學出版社， 2004 4．尚久浩 . 自動機械設(shè)計 . 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2003 5．張聰 . 自動 化食品包裝機 . 廣州：廣東科技出版社， 2003 6．機械設(shè)計手冊 . 北京：石化出版社， 7、廣東輕工業(yè)機械集團公司 1996 8、其他技術(shù)資料及產(chǎn)品手冊。 35 1 前言 隨著我國輕工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，產(chǎn)品包裝已逐步實現(xiàn)自動化和機械化，隨之出現(xiàn)了生產(chǎn)率比一般工作機高得多的自動機械，現(xiàn)在糖果包裝機有了很大的發(fā)展，我國已能生產(chǎn)多種型號的糖果包裝機，大、中型糖果廠已實現(xiàn)了糖果的機械化包裝，一些工廠還裝備有保溫、勻條、成型及包裝一體化的糖果生產(chǎn)流水線。但是，我國糖果包裝機械和世界先進水平相比，差距仍然很大，因此，必須加速提高糖果包裝機械化的水平。 糖果包裝機有一定的優(yōu)點： 糖果包裝機一般都是自動包裝機，其結(jié)構(gòu)復雜，自動化程度高。它可以使送紙、切紙、抄紙、 理糖、裹包及打糖過程自動完成。 小及包裝紙的性能。為使糖果包裝機能可靠地工作，糖果包裝機都有調(diào)節(jié)系統(tǒng)和一定范圍內(nèi)的無極變速裝置。 糖果包裝機的包裝對象（糖塊）的質(zhì)量?。ㄒ话悴怀^ 20g），機器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般電動機功率都在 2 糖果包裝機必須保證糖果的衛(wèi)生質(zhì)量。直接和糖塊接觸 的構(gòu) 件應符合食品衛(wèi)生要求，且能迅速地分解和組合，形狀簡單，便于洗滌。 糖果包裝機屬于食品類產(chǎn)品包裝機，按照包裝的形式有折疊式包裹、 扭結(jié)式包裹兩大類。這種包裝機一般采用卷盤式包裝材料，在主機上實現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。 國內(nèi)糖果包裝形式 目前國內(nèi)糖果包裝形式主要有包裝成型機械扭結(jié)式包裝、枕式包裝、折疊式包裝。 2 1）扭結(jié)式包裝是最古老的包裝形式，這種包裝形式多用于糖果，不僅可以通過高速、自動化的立式包裝機來完成，也可以通過手工操作完成； 2）枕式包裝在國際上流行于上世紀 70 年代，國內(nèi)從 80 年代開始流行。由于立式包裝機比較普及，目前多數(shù)糖果、巧克力生產(chǎn)企業(yè)均采用枕式包裝。 3）而折疊式包裝，多用于巧 克力產(chǎn)品，糖果適宜做成卷包、條包、合裝，這種包裝形式對包裝設(shè)備和包裝材料有較高要求。 本設(shè)計是在 A 型糖果包裝機做深入調(diào)查研究基礎(chǔ)上，對某些結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，特別是對糖果包裝機實現(xiàn)了無級調(diào)速的設(shè)計，對無級調(diào)速的皮帶輪的結(jié)構(gòu)做了精心設(shè)計，提高了機器的適用性，使機器操作更加容易，也保證了機構(gòu)運行穩(wěn)定性，提高了機器的生產(chǎn)率。 扭結(jié)式糖果包裝機的概述及現(xiàn)狀分析 用撓性包裝材料裹包產(chǎn)品，將末端伸出的裹包材料扭結(jié)封閉的機器稱為扭結(jié)式裹包機。其裹包方式由單端和雙端扭結(jié)。 我國糖果包裝六七十年代前主要以手工 作業(yè)為主，這是由我國 的特殊國情決定的，對糖果扭結(jié)包裝機的研究很少。隨著市場需求的不斷擴大和食品丁 改革開放前我國幵始從歐美等發(fā)達國家引進他們的糖果鈕裝機械設(shè)備，并幵始有計劃的 進行仿制和改造，吸收國外糖果包裝機械的設(shè)計理念和制造經(jīng)驗。 到八十年代初已經(jīng)基本完成了對引進的糖果包裝機械裝置的消化吸收制作，并對糖果包裝機開發(fā)出自己的新 技術(shù)、新設(shè)備。九十年代，我國研制出伺服電機驅(qū)動的食品 3 包裝機械，食品包裝機械行 業(yè)實現(xiàn)了由機械裝置為主向電腦程控為主的技術(shù)升級。在這種情況下，我國糖果包 裝機 取得了長久的發(fā)展。伺服電機驅(qū)動的糖果包裝機生產(chǎn)速度更快 ,自動化程度更高，機械性能的柔軟性、系統(tǒng)化程度也迅速提高。中國以糖果包裝機、顆粒充填機、液體灌裝機 等為代表的食品包裝機械以其獨特性贏得了世界市場廣闊的銷售空間。例如上海久豐食 品機械有限公司自行研發(fā)制造的雙扭型糖果包裝機處于世界領(lǐng)先水平，申請專利并取得 國家級鑒定備案。冃前糖果包裝機的研究和幵發(fā)主要是抓住一個核心技術(shù)：計算機技術(shù) 進入食品包裝機械領(lǐng)域。我國已成功地研發(fā)出具有世界領(lǐng)先水品的微電腦程控式扭結(jié)包 裝機，并實現(xiàn)實用化，開始叫眾多國內(nèi)外食品 包裝機械廠家提供該設(shè)備。該機釆用國際 流行的兩端扭結(jié)式包裝，設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)新穎、經(jīng)濟實用，受到廣東、福建、浙江、上海、 山東、四川、河南等地及東南亞地 K 各使用廠家的一致好評。隨著時代的不斷發(fā)展和科 技的不斷進步，中國制造的糖果包裝機械必將走向世界。 本次設(shè)計的 A 型糖果包裝機屬于扭結(jié)式包裹，是較為傳動的一種糖果包裝機。它廣泛應用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動化程度較高，既可以完成單層或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡單美觀，結(jié)實牢靠，消費者使用方面。 另外，本次設(shè)計的主要是采用 機械式傳動控制機構(gòu)，因為糖果包裝機，一般包裝速度均在 140 粒∕ 上，高的可達 1600 粒∕ 德國帕克 ?太克得累斯頓公司生產(chǎn)的 扭結(jié)手式糖果包裝機）。要實現(xiàn)這樣高的包裝速度，而且要保證動作的相互協(xié)調(diào)和工作可靠穩(wěn)定，用液壓或氣壓控制機構(gòu)尚有困難，因為油液和氣體有可壓縮性，而且油液粘度大，高速換向運動時慣性沖擊大，發(fā)熱高。液壓還會因為溫度升高而使粘度變化，影響動作的準確性，所以，一般只適用于活塞往復動作在 4 40次∕ 右的機械。目前國內(nèi)外糖果包裝機太多采用機械傳動式。因為連桿、凸輪機構(gòu)一經(jīng)調(diào)整后，就能嚴格保證動作的可靠性，并且能實現(xiàn)比較復雜的動作 . A 傳糖果包裝機傳動系統(tǒng)總圖 圖 1動系統(tǒng)總圖 1－卷紙筒 2－滾刀軸 3－橡皮滾筒 4－扭手 5－扭手套軸 6－糖鉗 7－轉(zhuǎn)盤 8－凸輪 9－馬氏輪 10－偏心輪（ 2） 11－撥銷 12－撥盤 13－扭手凸輪 14－手輪 5 15－后沖頭 16－偏心輪（ 4） 17－打棒 18－偏心輪（ 3） 19－偏心輪（ 1） 20－扇形齒輪 21－齒條 22－后沖頭 23－抄紙板 24－盤手手輪 糖果包裝機傳動系統(tǒng)設(shè)計原則 自動機的傳動系統(tǒng)一般都比較復雜，對整機性能影響很大，所以在確定傳動系統(tǒng)方案時要十分重視。應注意以下原則： 1） 自動機的傳動系統(tǒng)應力求最短。 2） 自動機傳動系統(tǒng)應具有無級調(diào)速功能。 3） 自動機傳動系統(tǒng)的精度保持性要好。 4） 自動機的傳動應具有安全裝置和調(diào)整環(huán)節(jié)。 5） 自動機傳動系統(tǒng)設(shè)計應盡量采用標件、通用件。 第二部分：設(shè)計部分 一 ﹑ 傳動部分的設(shè)計 設(shè)計要求 :設(shè)計后的糖果包裝機的生產(chǎn)能力在 200～ 300 粒 /夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速，主電機的功率為 定轉(zhuǎn)速為 1410r/ 糖果 規(guī)格：圓柱形糖的直徑Ф 13度Ф 32 長方形糖的厚 11 16 27 以下是電機、傳動軸、分配軸之間的傳動簡圖 6 圖 2設(shè)計要求，糖果包裝機每分鐘生產(chǎn) 200~300 顆糖，簡單分析可得轉(zhuǎn)盤和撥盤要求轉(zhuǎn)速也為 200~300r/為撥盤與軸Ⅱ配合處齒輪的齒數(shù)相同，所以得出軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速為 200~300r/ 馬氏輪 撥銷盤力： 200～300粒/無級調(diào)速 )； 糖果規(guī)格：圓柱形糖的直徑Ф13度Ф32 長方形糖的厚111627 主電機：定轉(zhuǎn)速n=1410r/ 撥盤 轉(zhuǎn)盤 7 由圖 2軸Ⅰ的傳動比為 2580軸可算出軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 m 60~6402580300~200n ⅡⅠ ???? 軸 由于知道 Ⅰn 和 以得到皮帶的傳動比 0~6 4 0 1 4 1 0Ⅰ??? 帶 二﹑無級調(diào)整的設(shè)計 （ 1） 確定計算功率 根據(jù) V 帶工作載荷變動微小，工作時間長的工作情況 圖 2得到工作情況系數(shù) 據(jù) 工作情況 空，輕載啟動 重載啟動 每天工作小時數(shù) ＜ 10 10~16 ﹥ 16 ＜ 10 10~16 ﹥ 16 載荷變動微小 液體攪拌機，通風機，鼓風機，離心式水泵和壓縮，輕型輸送機等 荷變動小 帶式輸送機，通風機。壓縮機，發(fā)電楊金屬切削機床，印刷機等 荷變動較大 制磚機，斗式提升機，起重機，沖剪床機，紡織機，橡膠機械，重載輸送機，磨粉機等 荷變動大 破碎機，磨碎機等 8 c 9 7 ???? 可得出計算功率為 （ 2） 確定帶輪基準直徑 1 21）確定小帶輪的基準直徑 1圖 2據(jù) 和 m 410 ，由上圖應該 z 型 并據(jù)下圖出于方便計算的原因初選取 d 801 ? 圖 29 若的把 d 801 ? 當成直徑最小時，即 d 80m ， 又∵ ?得 ① ② 由①②得 d a ，再根據(jù) 圖表 2整得 d 125m a 2）驗算帶速 v 在小帶輪直徑確定后，可根據(jù)100060d 1??Md 若 d 80m 時， ???? 若 d 125m 時 ， ????? 10 算出的帶速均在 5~25m/初選 d 125~801 ? 合理。 3）確定大帶輪基準直徑 把 d 125m a 代入①得 d 32 ? ； 把 d 80m 代入②得 d 176` 2 ? ，據(jù)上計算和 圖表 2帶輪直徑系列標準值 d 1802 ? 。 （ 3）確定中心距和基準直徑長度 按 d 801 ? ） 因為設(shè)計要求中沒有給出中心距，可以按下式初步確定中心距 0a )(2)(1021 ??? 得出 2 01 8 2 0 ?? ，由計算方便的原則初選 000 ? 。 根據(jù)下列式計算 L ? ? ? ?02122100 422 ??? ? ? ? ? ? 1 35 0 04801 8 01 8 02 2 ????????? 由下表選取基準長度 1400? 11 圖表 2算實際中心距 a d ?????? 計算給中心距的調(diào)整余量 d 0 i n ?????? d 51 4 0 a x ?????? （ 4）驗算小帶輪上的包角 1? 21 ????? 當 01 ? 時， ?????? 251 ? 時， 251801801 ??????? 12 ∴主動輪上的包角合適。 （ 5）計算所需要 △( 00 ?? ，根據(jù) 7.1 r/m 0??帶 和下 表用插值法可得圖 2P ， 0 ? ，由下表得出 k 而 圖 2 14.1? 13 圖 2 7 ????Z，設(shè)計要求能實現(xiàn)無級調(diào)整，故要滿足經(jīng)濟性， V 帶根數(shù)等于 1的要求。 ∴初選 選用 A 型 （ 6）重新選取小帶輪基準直徑及計算其它參數(shù) 根據(jù) 帶 2交得的點可以看出交點在 要選擇與 所以由 圖 2d 801 ? ，因為與上的小帶輪直徑相同，可以得出以下相同的結(jié)論： ① d 80m 、 25m ② 802 ?③ 6? ，所選取的 V 帶滿足要求。 ④ 2 01 8 2 0 ?? ， 14 ⑤ 1400? ， d ??? ⑥ ? ? 3, 91 ?? ，滿足要求。 （ 7）重新計算所需要 V 帶的根數(shù) Z 4）△( 00 ?? ，根據(jù) 7.1 r/m 0??帶 從圖 222中使用插值法可以得到： wP 0 ? ， k ， 98.0?本次選用的是 A 型 V 帶，經(jīng)查閱相關(guān)單根 A 型 wP ∴ 7 ???于 1，即使用一根帶就能滿足要求，所以選 A 型 （ 8） 計算 V 帶的初拉力 0F 和作用在軸上的載荷持適當?shù)某趵鲃庸ぜ? 的首要條件。初拉力不足，極限摩擦力小，傳動能00005 力下降，初拉力過大，將增大作用在軸上的載荷并降低帶的壽命。 ???????? ???圖 2米 V 帶的質(zhì)量 型號 Y Z A B C D E ? ?,再由圖 2系數(shù) k∴ ????????? ???? ∴ ????? 三、皮帶輪及彈簧的設(shè)計 1、 帶傳動的工作原理圖如下 圖 216 工作前，如左圖所示兩邊初拉力相等為 工作時如右圖所示，主動輪的一邊被拉緊 ， 其上拉力由 大到 1F ，從動輪的一邊則被放松，帶上的拉力由 少到 2F 。 設(shè)帶的總長度不變，則帶緊邊拉力的增加量就等于松邊拉力的減少量，即 2001 ?? ........① 021 2 ? .........② 在圖 2取主動輪一端的帶為分離時，則總摩擦力 21 f ??在帶傳動中，去邊拉力和松邊拉力之差就是帶傳動傳遞的圓周力，稱為有效拉力 F，這在數(shù)值上等于任意一個帶輪接觸弧上的摩擦力總和 ?? 21..........③ 帶傳動所能傳遞的功率 P 1000 ........................④ 由 ④ 得 ??? ，結(jié)合 ② 得 17 701 ?? ...........⑤ 2221 ???? .........⑥ 由 ⑤ ⑥ 得 , 從歐拉公式 ???2221 ，化簡可得 ??? )2221 π180170)222221 ??????????解出 35.0?f 圖 2f ， 由上算得 35.0?f 結(jié)合 ，解得 N= 由圖 2出2， ? 為帶輪輪槽的角度，下次設(shè)計選用的輪槽角為 故 o o s ????? 2、 皮帶輪部分參數(shù)確定 （ 1）帶輪輪槽的選擇 由上方計算得知 △ d 45801 2 5m a x ????? 當選擇a a n2 d△????? ??? 時， 18 圖 2次設(shè)計選用的是 A 型 V 帶，由上表可以得出 A 型 V 帶的頂寬為 13槽輪角選用，當兩片帶輪合緊時，最邊緣的距離為 2 ??? 比 13出較多，故槽輪角不可以選擇 38o。 再次試用 a a ????? ??? 時， ，當選用 , ?? ，邊緣只有 度差小，不影響調(diào)速。 ∴選擇 。 圖 2據(jù)左表， f 取 10mm 1? 19 3、彈簧的設(shè)計 （ 1）由力的相互作用性可得彈簧受到最大載荷與 等。 已知 d 125~801 ? 和 d t a n△m a x ?????? 根據(jù)彈簧所受載荷特性，選用Ⅲ類碳素彈簧鋼絲， （ 2）查相關(guān)的表格得到許用應力應力 ? ?b?? G=80 000設(shè) d=閱可得到對應值 620?? ? ? M P 1 01 6 2 ??? ?? （ 3） 初選彈簧指數(shù) C=5 （ 4） 根據(jù)由度系數(shù) d 4 ???? ??????? ? ? ????? ? 圓整后 d=3。 （ 5） 求出彈簧內(nèi)徑 2D 5352 ???? 本次設(shè)計要滿足彈簧的內(nèi)徑必須大于電機軸心的直徑的要求，經(jīng)查閱 糖果包裝機使用電動機的型號是 4，功率為 定頻率和電壓分別為 5080V,2 對磁極，同步轉(zhuǎn)速為 1500r/ 20 根據(jù) %6%100150014101500 ??????o ，可得電動機的轉(zhuǎn)差率為 6% 中心高為 80地腳孔距 100向）× 125向）；軸徑 19 軸伸長 40鍵槽寬 6長×寬×高為 285235170 圖 2 6） 重新選擇彈簧指數(shù) C 當 C=8時， ??????????? ? ??????，圓整 d=4mm 248`2 ???? (7)計算彈簧有效圈數(shù) n 4324???? ???? FD 兩端各取 死圈，則壓縮彈簧總?cè)?shù) +2=5圈 (8)計算工作極限載荷和變形量 (Ⅲ類載荷 ) 40 6 21 m a ??? ?? ??? ?? (9)計算彈簧的其它幾何參數(shù) ① 彈簧外徑 D=d=32+4=36 彈簧內(nèi)徑 2－ d=328 節(jié)距 (m a x ???????? ? 彈簧自由高度 2 0 ?????????⑤ 為了使彈簧能可靠而穩(wěn)定地安裝在預定位置上，一般要在彈簧上預加一初始載荷 而，∴取 ( m a xm ???? 由于 a xm a xm ?? ，解得 ? 。、 ∴常態(tài)下彈簧的長度為 ??? ?四、 齒輪的設(shè)計 1、 選擇齒輪材料及精度等級 因傳遞功率只有 小功率的傳遞，故小齒輪選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪選用 45 鋼正火，查下圖表 2度分別圖 222 為 217~255 169~217為該齒輪是一級減速，所以可以早、歸類為普通減 速器，由圖表 2擇 8級精度，要求大齒輪粗糙度≤ m。 圖 2、 確定設(shè)計準則 因為齒輪的硬度小于 350 是軟齒面齒輪傳動，故按接觸疲勞強度 設(shè)計。 （ 1） 扭矩 T 1 91640 m ?????? （ 2）載荷系數(shù) K。可查得 K= 3）確定齒寬系數(shù)d?。 小齒輪的齒數(shù)為 25，大齒輪的齒數(shù)為 80。因單級齒輪傳動為非對稱布置，且為軟齒面，所以 ?，選用 1d ??。 圖 223 （ 4） 許用接觸應力 ? ?H? 通過查閱相關(guān)資料可得 601? ， 302? ，安全系數(shù) 1? 假設(shè)機器使用壽命為 10年，每天工作 20h，則 91 4 05210(16 4 06060 ????????? hn 8912 ????? 由下圖可得 ? Z ，圖 2 ? ? M P 515 6 ??? ?? ? ? M P 2??? ?? ∵ ??? 24 ∴ ? ?? ? ? ? 43≥d 3 23 11 ??? ??????? ?故 ?? 根據(jù)漸開線齒輪的模數(shù)表，在第一系列中選取 m=2 （ 5） 主要參數(shù)的計算 1) 025211 ???? 2) 6 080222 ???? 3) 05011 ????? ?4) ? ? ? ? 05802522121??????（ 6）彎曲疲勞強度的校核 查下表可得 ??? ，由下圖可查得 10 ?? ，M P a ? 安全系數(shù) 軟齒面 硬齒面 重要傳動、滲碳淬火齒輪 S 25 從圖 2 ? ? ? M P ??? ?? ? ? M P 8 ??? ?? ? ?12111211 1 9 ? ?????????? ? ?2112212 ?? ??????? 齒根彎曲強度合格 （ 7） 驗算齒輪的圓周速度 v m5/1 ??????? ? ,故選擇精度 8 是合適的 26 五、 軸的設(shè)計（一） 圖 2機外伸軸的長度分布如上圖 2圖為 2電機俯視和側(cè)視的受力圖 圖 2 圖 2 27 分析該軸受力屬于壓彎組合，由上可得 6 21 ?? 7, 4 ?? (1)水平方向（壓應力） (2)正應力： M P 2m a x ?????? ?? 。 軸使用的為碳鋼。查表可得 E=216形量 C 7629l ?? ?????? ????（ 2）垂直方向 (彎曲變形 ) 0???? y ????? 扭矩： 6(2/(2 21???????? ∴電機軸的彎矩和扭矩圖如右圖所示 4、 軸的設(shè)計（二） ~Ⅰ軸 （ 1） 選料并確定最小直徑 本次設(shè)計選用的是經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的 45 號鋼，經(jīng)查閱相關(guān)資料得到軸的材料和受載情 況決定系數(shù) C=118~107， C 取 110。 ? ? 0 ， ? ? 圖 2 228 該軸的最小直徑為 m ? ，考慮到鍵槽的影響，?? ，根據(jù)軸的標準直徑，選用 d=20行設(shè)計。 （ 2）確定軸Ⅰ各段的直徑大小 軸Ⅰ各段直 徑的確定，先從確定兩邊，逐漸向中間確定。 直徑 20小處用于安裝皮帶輪；軸環(huán)處是該軸的最大處選用 28 與齒輪配合處 d=26軸承配合處 d=24圖 2 3） 軸Ⅰ的受力分析如下 圖 2 Q r 29 ①根據(jù)549? ， p=n=640N,得 ??? 4 9 ∵ 0??M,故 m·?? 由②.................????????? ①② 軸在垂直面內(nèi)沒有均布載荷，故只要求出 B 處彎矩便可畫出該面的彎矩圖。 B ?????? ④求水平面內(nèi)的彎矩圖 由受力分析可得 ④.......③...............???????????? 圖 2 ,算得 果包裝機的齒輪模數(shù)為 2,所軸Ⅰ上的齒輪直徑0252 ??? F t 72/50 3 ???? ∵ 720t ??? ??③垂直面內(nèi)的彎矩圖 D 230 ? ?據(jù)上文可知 ，由④可算得 ,則 2 把 入③中可得 在水平面內(nèi)沒有均布載荷 ,只需求出 B 和 C 處的彎矩便可畫出該面的彎矩圖。 ?????????????? 根據(jù)上方的計算畫出右圖 2合成彎矩，求斜率 分別合成 B、 C 處的彎矩 ( ?????? ( ?????? ???斜率： ?????斜率： ?????D 31 圖 2Ⅰ的彎矩合力圖 ⑥求 B 處當量彎矩 由圖 2以看出 B 截面的彎矩約是 0倍左右， B 處直徑為25 C 處為 22者只相差 4只有 Ⅰ只要求單向 轉(zhuǎn)動，因此可以認為是脈動循環(huán)變化型的扭矩，可查得修正系數(shù)α≈ ∴ B 截面處的當量彎矩為? ?? ? ? ?? ? ?????? ? ⑦計算 ? ? ? ? 33 ????? ?因為 B 處要使用鍵與齒輪鏈接，因此要把上面直徑所得的直徑放大 5%，∴B ???? 。 B 處開始設(shè)定直徑為 26以 六 、槽輪機構(gòu)的設(shè)計 1. 槽輪機構(gòu)，以叫馬爾他機構(gòu)或日內(nèi)瓦機構(gòu)，主要由帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪組成。 2. 類型：Ⅰ平面槽輪機構(gòu) ①外嚙合槽輪機構(gòu) ②內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu) Ⅱ空間槽輪機構(gòu) 3. 特點：槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準確，機械效率高。但是其動程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn) 32 速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來實現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運動。 4. 主要參數(shù)的計算 槽數(shù) z=6銷數(shù) k=1心距 a=150① 圓銷轉(zhuǎn)動半 徑 ??? ? ② 圓銷半徑 ???? ③ 槽頂高 o o s ???? ? ④ 槽底高 2751 5 0≤b 1 ?????? ，取 b=50 槽深 2 9h 2 ????? ⑥ 鎖止弧半徑 ???? R ⑦ 槽頂口壁寬 ⑧ 鎖止弧張開角 34211?? ??????? ???K⑨ 運動系數(shù) ????z? 33 七、總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是對三年大學所學知識的一次檢驗，與以前每個學期末的考試不一樣的是，這次所涉及到的知 識不是單單的某一科而是好幾個科，設(shè)計中所用到的知識較多來自《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《自動機與生產(chǎn)線》、《工程力學》、《工程材料》、《機械制圖》、《 ，而涉及其中卻使用很少的有機電傳動控制、機械制造工程等。由于本人在大二上學期到外地實習，把該學期的學習科目都壓到下學期的周末來進行學習，所以對于其中涉及最多的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》并沒有學得很牢固。這讓我不得不花比較多的時間去再學習一次，還有像《工程力學》、《工程材料》、《機械制圖》這幾門課都是大一時所習的，事過兩年，其中有很多的知識也忘了，單單用在復習相關(guān) 的知識就用了差不多 2~3周的時間。 34 設(shè)計中遇到是最大問題就是課本上的例子和內(nèi)容與設(shè)計要求相差較大，但是辦法總比困難多。通過上網(wǎng)查閱相關(guān)例子和詢問老師的意見后，得出今天大家所看到的報告。文中使用的表格多數(shù)來自網(wǎng)絡搜索得來，其中的受力分析，彎矩、扭矩圖則是使用 時完成的是畢業(yè)設(shè)計的文檔部分，還有零件圖和裝配圖尚未完成，個人會盡力來完成剩余部分。 三年時間匆匆而過，很快我就要離開校園的懷抱，去迎接社會的挑戰(zhàn)。在這里我要感謝日夜相伴的同學和朋友，是你們支持著我走到今天，更要感謝老師們的辛勤付出 。如果在大學的路途中沒有你們的關(guān)心和提醒，也就沒有今天的我。不管將來我們走到何方何地，你們永遠在我心中，我會時時刻刻記著你們，記著我是輕工的一份子。 七、主要參考文獻 1．所學習過的相關(guān)教材； 2．中國輕工總會 . 輕工業(yè)裝備技術(shù)手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1997 3．戚長政 北京：科學出版社， 2004 4．尚久浩 . 自動機械設(shè)計 . 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2003 5．張聰 . 自動 化食品包裝機 . 廣州：廣東科技出版社， 2003 6．機械設(shè)計手冊 . 北京：石化出版社， 7、廣東輕工業(yè)機械集團公司 1996 8、其他技術(shù)資料及產(chǎn)品手冊。 35