巧克力糖包裝機設(shè)計說明書
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巧克力糖包裝機設(shè)計畢業(yè)答辯本論文經(jīng)過對巧克力糖包裝機發(fā)展的現(xiàn)狀開展了解和調(diào)查，計算出設(shè)計機械包裝構(gòu)造的參數(shù)之后，制定了巧克力糖包裝機設(shè)計的工藝方案。答辯人：彭姝敏指導老師：李顯昌答辯日期：2020年5月25日XXXXXXXXXXX目 錄CONTENT01/研究背景02/研究內(nèi)容03/研究過程04/研究結(jié)論05/研究展望研究背景國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀研究總結(jié)研究目的及意義XXXXXXXXX國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀研究總結(jié)研究目的及意義1研究背景中國包裝機形成行業(yè)僅20年，基礎(chǔ)相對薄弱，技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對滯后，在某種程度上拖了食品和包裝工業(yè)的后腿。預測到2010年，國內(nèi)行業(yè)總產(chǎn)值可達到1300億元(現(xiàn)價)，而市場需求可能達到2000億元。如何能夠盡快的趕上并且抓住這個巨大的市場是我們迫切需要解決的問題。近十余年來，國際包裝界十分重視提高包裝機械及整個包裝系統(tǒng)的通用能力和多功能集成能力，為市場開拓日新月異的多樣化商品提供及時靈活應變的生產(chǎn)手段。同時基于合理簡化包裝和優(yōu)勢包裝工藝方法的實際需要，不斷探索，明顯地加快了自身技術(shù)革新的步伐。與現(xiàn)代自動機床同步發(fā)展相呼應，逐步明確。要想建立多樣化、通用化、多功能集成化的包裝機械新體系，首先必須著重解決組合化和機電一體化的大問題，無疑這是今后的重要發(fā)展方向。國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀研究總結(jié)研究目的及意義1研究背景北美學者南美學者亞洲學者非洲學者歐洲學者大洋洲學者本文研究總結(jié)梳理了世界各地優(yōu)秀學者相關(guān)研究，其中以德國學者對此研究方向開展時間最早，研究相對成熟。國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀前人研究總結(jié)研究目的及意義1研究背景德國：德國的包裝機械在計量、制造、技術(shù)性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求;設(shè)備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，以適應產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要;利用計算機和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可以進行遠程診斷服務;對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。意大利：意大利生產(chǎn)的包裝機械中，40%是食品包裝機械，如糖果包裝機、茶葉包裝機、灌裝機等。產(chǎn)品的特點是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進行設(shè)計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計、生產(chǎn)、試驗，實現(xiàn)監(jiān)督、檢驗、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀研究總結(jié)研究目的及意義1研究背景國產(chǎn)食品包裝機械與國際相比生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性和可靠性差，產(chǎn)品造型落后，外觀粗糙，基礎(chǔ)件和配套件壽命低，國產(chǎn)的氣動件和電器元件質(zhì)量差。比如河南星火包裝機械有限公司就在參照國外先進包裝機技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行改造和創(chuàng)新產(chǎn)品，星火牌系列的灌裝機上的氣動部分均采用德國FESTO和臺灣AirTac的氣動元件?？刂萍夹g(shù)應用得少。比如遠距離遙控技術(shù)、步進電機技術(shù)、信息處理技術(shù)等。專家指出，世界上德國、意大利、美國和日本的包裝機械水平處于領(lǐng)先地位。其中，在美國成型、充填、封口三種機械設(shè)備的技術(shù)更新很快。如美國液體灌裝設(shè)備公司(EJF)生產(chǎn)的液體灌裝機，一臺設(shè)備可以實現(xiàn)重力灌裝、壓力灌裝以及正壓移動泵式灌裝。就是說，任何黏度的液體，只要通過微機控制來改變灌裝方式就可以實現(xiàn)。近幾年來，這種技術(shù)在國內(nèi)出現(xiàn)了，比如江蘇群杰包裝機械廠、廣州澳特包裝機公司等等。國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀研究總結(jié)研究目的及意義1研究背景包裝是巧克力制品生產(chǎn)的最后一道工序，在糖果、巧克力制品中起著重要的作用。首先，漂亮的外包裝可以保護產(chǎn)品應有的光澤、香味與形態(tài)，延長其貨架壽命；其次，高質(zhì)量的包裝也能夠防止微生物和灰塵污染，提高產(chǎn)品衛(wèi)生安全性；再次，精美的產(chǎn)品包裝可以提高消費者購買欲望和商品價值。此外，高質(zhì)量的包裝對于巧克力制品的貯存、流通和消費有著很重要的作用。我國巧克力包裝機械起步較晚，生產(chǎn)水平低，生產(chǎn)的包裝設(shè)備在使用性能方面還不能滿足生產(chǎn)要求，因此，巧克力包裝機械的設(shè)計與研究愈顯必要。國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀研究總結(jié)研究目的及意義1研究背景學術(shù)研究意義我國包裝機械行業(yè)30%左右的企業(yè)存在低水平的重復建設(shè)。這種狀況不但浪費了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機械市場的無序混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品機械包裝機械的升級換代和包裝技術(shù)的創(chuàng)新。社會效益產(chǎn)品水平上了新臺階，開始出現(xiàn)規(guī)?；⒊商谆?、自動化的趨勢，傳動復雜、技術(shù)含量高的設(shè)備開始出現(xiàn)?？梢哉f我國的機械生產(chǎn)已滿足了國內(nèi)的基本需求，并開始向東南亞及第三世界國家出口。經(jīng)濟效益近10多年來食品和包裝機行業(yè)每年以11%12%的平均增長速度發(fā)展，高于同期國民經(jīng)濟增長速度，銷售總額由2004年的150億元增加到2019年的300億元，產(chǎn)品品種由2004年的270種發(fā)展到2019年的3700種。010203研究內(nèi)容研究方向研究目標分解XXXXX研究方向研究目標分解2研究內(nèi)容本論文經(jīng)過對巧克力糖包裝機發(fā)展的現(xiàn)狀開展了解和調(diào)查，計算出設(shè)計機械包裝構(gòu)造的參數(shù)之后，制定了巧克力糖包裝機設(shè)計的工藝方案。本次設(shè)計目的是設(shè)計巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng)，以及鏈傳動、V帶傳動、齒輪的設(shè)計，根據(jù)工作系統(tǒng)循環(huán)圖，用動力系統(tǒng)傳遞來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的傳遞，完成機器的傳動系統(tǒng)工作，提升機器生產(chǎn)力，降低勞動工人工作量。我國的食品包裝機械多以單機為主，科技含量和自動化程度低，在新技術(shù)、新工藝、新材料方面應用的少，滿足不了我國當前食品企業(yè)發(fā)展的要求。一些食品企業(yè)為了技術(shù)改造，不得不花費大量的資金從國外引進一些技術(shù)先進的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導致很大一部分國內(nèi)的市場份額被國外品牌所占領(lǐng)。我國的食品包裝機械發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機械包裝技術(shù)的水平有待迫切開發(fā)的需要。研究方向研究目標分解2研究內(nèi)容目標一目標二目標三進一步目標設(shè)計巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng)、相關(guān)零件計算出主要部分的重要尺寸設(shè)計制造一款高效便捷的糖果包裝機初步目標提出可行方案研究過程研究方法研究歷程XXXXXXX研究方法研究歷程3研究過程調(diào)查法有目的、有計劃、有系統(tǒng)地搜集有關(guān)研究對象現(xiàn)實狀況或歷史狀況的材料。觀察法根據(jù)一定的研究目的、研究提綱或數(shù)據(jù)表格，用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象，從而獲得資料的一種方法文獻研究法根據(jù)一定的研究目的或課題，通過調(diào)查文獻來獲得資料，從而全面地、正確地了解掌握所要研究問題3種研究方法研究方法研究歷程3研究過程1查閱資料，對包裝機運動過程進行分析，研究總體運動循環(huán)，進行總體設(shè)計的初步構(gòu)思23654分析包裝機工藝，確定工藝方案，進行工藝試驗。分析包裝機的總體布局，選擇機型，分析執(zhí)行機構(gòu)。對整個包裝機設(shè)計進行檢查，修改不合理尺寸與錯誤。根據(jù)使用缺陷改進其結(jié)構(gòu)，并確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，對改進的結(jié)構(gòu)進行校核，并繪制裝配圖和零件圖結(jié)構(gòu)整體設(shè)計、零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計研究方法研究歷程3研究過程包裝機主要實現(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。整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)中，機械手要實現(xiàn)的是夾糖、折邊、轉(zhuǎn)送等重要功能，因此對傳動系統(tǒng)設(shè)計，作為一個動作執(zhí)行系統(tǒng)，動力是必不可少的，當然對動力的傳遞系統(tǒng)也就顯得尤其重要了。系統(tǒng)功能中要實現(xiàn)機械手轉(zhuǎn)位、送糖盤轉(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力，這就需要傳動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。研究方法研究歷程3研究過程巧克力糖包裝機主要由供紙機構(gòu)、接糖機構(gòu)、頂糖機構(gòu)、進出糖機構(gòu)等組成，其傳動系統(tǒng)如圖所示。其動力傳遞過程為：電動機1通過帶式無級變速器2和鏈輪傳動3,將合適的動力和轉(zhuǎn)矩傳遞給分配軸5,分配軸5通過左螺旋齒輪副14與頂糖桿凸輪15、剪紙刀凸輪6以及供紙部件7相連；分配軸5上的動力,經(jīng)槽輪機構(gòu)16,傳遞給同一軸III上的送糖部件9和鉗糖機械手10,使其正常工作,將糖塊按要求包裝成型。同時,當鉗糖機械手完成一次動作時,拔糖桿12將成型后的糖塊推向下方的傳送帶,圓滿完成整個巧克力的包裝成型過程。研究方法研究歷程3研究過程在選擇電動機時，因為資金有限，所以選擇價格較便宜，工作性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單易操作易學的Y系列三相異步電動機。V帶結(jié)構(gòu)設(shè)計：小帶輪的基準直徑為64mm 大帶輪的基準直徑260mm研究方法研究歷程3研究過程鏈傳動設(shè)計：電動機通過鏈輪減速,帶動主動軸,主動軸通過錐齒輪,槽輪機構(gòu)帶動鏈輪轉(zhuǎn)動,從而使得工作順利進行。小鏈輪大鏈輪研究方法研究歷程3研究過程槽輪設(shè)計：在機械手的轉(zhuǎn)位功能中，為實現(xiàn)間歇的轉(zhuǎn)位功能就得通過傳動鏈中的槽輪機構(gòu)來實現(xiàn)，該機構(gòu)要保證機械手在轉(zhuǎn)到位后，有一定的停留時間，從而為頂糖、接糖及撥糖功能的實現(xiàn)提供必要的機械動作執(zhí)行時間。研究方法研究歷程3研究過程繪制零件圖、裝配圖。螺旋雙齒輪軸研究方法研究歷程3研究過程豎直凸輪軸研究結(jié)論結(jié)論提煉主要問題XXXXXXX結(jié)論提煉主要問題4研究結(jié)論http:/ College Qingdao Agricultural University總結(jié)研究應用前景5研究展望工作總結(jié)在設(shè)計過程中，因為沒有過設(shè)計經(jīng)驗，所以經(jīng)?？沼邢敕▍s無從下手，尤其在設(shè)計螺旋齒輪和V帶傳動系統(tǒng)時，經(jīng)過反復推敲和對比之后，才選定最終方案。在進行總體設(shè)計時，考慮到包裝機系統(tǒng)的總體運行協(xié)調(diào)性，機體環(huán)境，外觀造型，裝箱運輸?shù)确矫妫ㄟ^豎直軸與凸輪，槽輪的配合，凸輪軸轉(zhuǎn)動帶動頂糖桿，接糖桿同時與槽輪軸帶動的有間歇機構(gòu)的送料盤、機械手巧妙的配合完成了巧克力糖的包裝，實現(xiàn)了人工包裝效果。在此次論文設(shè)計中我運用到大量本科學習期間學到的內(nèi)容，尤其是機械原理和機械設(shè)計，回顧了CAD制圖、SolidWorks等軟件方面的知識，我想這對我將來的工作會有極大幫助。除此之外，我還有一絲遺憾，就是設(shè)計的機體有些大，不夠輕便，希望今后有機會對學術(shù)進行更深刻的鉆研，來解決這個問題?？偨Y(jié)5研究展望應用前景我國糖果包裝市場存在著巨大的發(fā)展?jié)摿?，糖果類產(chǎn)品將有著持續(xù)增長的趨勢，這也使糖果包裝面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。我國糖果包裝水平與發(fā)達國家相比還有較大差距，存在著包裝裝備水平低，包裝材料種類少，包裝質(zhì)量不高等問題。走技術(shù)革新之路，在包裝形式、包裝設(shè)計上創(chuàng)新求變，力求包裝材料的綠色環(huán)?；?，使包裝機向著高速自動化、一機多能化方向發(fā)展，是我國糖果包裝業(yè)縮小差距，趕超世界先進水平的必由之路。參考文獻1機械原理M.高等教育出版社,孫桓,陳作模主編,2001.2機械設(shè)計M.沈陽：東北大學出版社,孫志禮，魏嚴剛等主編,2000.3巧克力自動包裝機的構(gòu)造與工藝過程J.陸生海,宋亞英.糧油加工與食品機械.2001(11).4自動包裝機設(shè)計原理M.天津科學技術(shù)出版社,雷伏元編著,1986.5包裝機械原理與設(shè)計M.西南交通大學出版社,楊良渠,2014.6包裝機械設(shè)計M.印刷工業(yè)出版社,張國全,2013.7機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.機械工業(yè)出版社,于俊一,2009.8機械設(shè)計手冊M.化學工業(yè)出版社,成大先主編,2002.9劉鴻文.材料力學.北京：高等教育出版社，2017,58-95.10關(guān)慧貞.機械制造裝備設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2015,45-156.致謝時光荏苒，白駒過隙。匆匆歲月，轉(zhuǎn)瞬即息。修身立行，三尺危命，廣拓學識，一書拙稿，瑾憑此文以慰情誼。值此論文完成之際，首先我要向我的導師李顯昌老師表示衷心的感謝，謝謝李老師在這兩年的大學生涯和生活中給予我耐心的指導和幫助。李老師真的是一個很負責的老師，疫情期間我們不能正常開學，在學業(yè)方面難免會有懈怠，是李老師一直督促著我，在我因?qū)W業(yè)和工作之間感到迷茫時，是李老師的批語給了我指點和幫助，李老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的專業(yè)知識、誨人不倦的教學作風都給我留下了深刻的印象，使我終生受益。另外還要感謝青島農(nóng)業(yè)大學海都學院工程系的諸位老師們，謝謝你們?yōu)槲姨峁┝肆己玫膶W習環(huán)境，給了我寶貴的學習機會。最后，衷心的感謝所有關(guān)心和幫助過我的朋友們，并向參與此次答辯的老師致以深深的謝意。
巧克力糖包裝機設(shè)計
目錄
摘 要 1
ABSTRAVT 2
第一章 緒論 3
第二章 確定巧克力包裝機的工藝 4
2.1產(chǎn)品的特征和包裝材料的選材 4
2.2包裝機工藝方案 4
2.3包裝機工藝實驗 5
第三章 包裝機的總體布局 7
3.1選擇機型 7
3.2自動機的執(zhí)行機構(gòu) 7
3.3巧克力糖包裝機總體布置 10
第四章 巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng) 11
第五章 巧克力糖包裝機的電機選擇 12
5.1電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇 12
5.2電動機的容量選擇 12
5.3分配電動機轉(zhuǎn)速及傳動裝置傳動比 13
第六章 V帶傳動設(shè)計 14
6.1確定V帶設(shè)計功率 14
6.2 V帶型號的選擇 14
6.3相關(guān)數(shù)據(jù)計算 14
6.4帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 16
第七章 鏈傳動設(shè)計 18
7.1選擇鏈輪齒數(shù) 18
7.2確定計算功率 18
7.3相關(guān)數(shù)據(jù)計算 18
7.4鏈輪的設(shè)計 19
第八章 軸設(shè)計 21
第九章 凸輪和槽輪設(shè)計 22
第十章 螺旋齒輪設(shè)計 26
10.1初步定型 26
10.2數(shù)據(jù)計算 26
第十一章 結(jié)論 29
參考文獻 30
致 謝 31
XXXX
摘 要
如今糖果產(chǎn)品在市場中發(fā)展不錯，所以提高生產(chǎn)量并降低勞動成本是很有必要的，本論文經(jīng)過對巧克力糖包裝機發(fā)展的現(xiàn)狀開展了解和調(diào)查，計算出設(shè)計機械包裝構(gòu)造的參數(shù)之后，制定了巧克力糖包裝機的設(shè)計的工藝方案。本次設(shè)計目的是設(shè)計巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng)，以及鏈傳動、V帶傳動、齒輪的設(shè)計，根據(jù)工作系統(tǒng)循環(huán)圖，用動力系統(tǒng)傳遞來實現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)速，完成機器傳動系統(tǒng)工作，提升機器生產(chǎn)力度，降低勞動工人的工作量。
關(guān)鍵詞：包裝機；傳動系統(tǒng)；鉗糖機械手。
ABSTRACT
Nowadays, confectionery products are developing well in the market, so it is necessary to increase production and reduce labor costs. This paper, after understanding and investigating the current situation of the development of chocolate packaging machine, calculates the parameters of designing mechanical packaging structure, and formulates the design process scheme of chocolate packaging machine. The purpose of this design is to design the transmission system of the chocolate packing machine, as well as the chain transmission, v-belt transmission and gear design. According to the cycle diagram of the work system, the transmission speed can be realized through the transmission of the power system, so as to complete the work of the machine transmission system, improve the production strength of the machine and reduce the workload of the workers.
Keywords: packing machine;drive system; mechanical hand.
第一章 緒論
如今，人民生活品質(zhì)的提高，人們越來越會享受生活，在吃穿用行方面生活品質(zhì)都大大進步，小零食更是成為當代青年生活中不可少的一份子，糖果更是深受人們喜愛，水果糖、奶糖、棒棒糖還有巧克力糖等在商場中都十分暢銷。如今糖果產(chǎn)品在市場中發(fā)展不錯，所以提高生產(chǎn)量并降低勞動成本是很有必要的，同時，為了迎合大眾，隨時改動糖果的外表規(guī)格，保障包裝美觀一致性一定要做到。現(xiàn)在粒狀巧克力糖為滿足國內(nèi)外需求，大批量生產(chǎn)，以前因為生產(chǎn)過程中需要工人人工按時放料，勞動強度大，手工包裝、產(chǎn)量低，無法滿足國內(nèi)外市場需求，為了解決這一問題，我提出巧克力糖包裝機設(shè)計的任務。
圓臺狀巧克力糖，有清晰的輪廓，硬度較低，容易碰撞后變形,由于在國內(nèi)外暢銷，需求較大通常大批量生產(chǎn)，若是手工包裝可能供不應求，品質(zhì)無法保證，因而，改良傳動系統(tǒng)，保證生產(chǎn)率的前提下保證質(zhì)量，是現(xiàn)階段我們最先要解決的問題。本論文經(jīng)過對巧克力糖包裝機發(fā)展的現(xiàn)狀開展了解和調(diào)查，計算出設(shè)計機械包裝構(gòu)造的參數(shù)之后，制定了巧克力糖包裝機設(shè)計的工藝方案。本次設(shè)計目的是設(shè)計巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng)，以及鏈傳動、V帶傳動、齒輪的設(shè)計，根據(jù)工作系統(tǒng)循環(huán)圖，用動力系統(tǒng)傳遞來實現(xiàn)傳遞轉(zhuǎn)速，完成機器傳動系統(tǒng)工作，提升機器生產(chǎn)力，降低勞動工人的工作量。
對于傳動系統(tǒng)——一個動力執(zhí)行系統(tǒng)，系統(tǒng)執(zhí)行期間要實現(xiàn)的鉗糖機械手開合功能、送糖及接糖功能、頂糖及撥糖等功能都需要動力來支撐，這時傳動系統(tǒng)就顯得至關(guān)重要了，傳動系統(tǒng)中每一環(huán)節(jié)都環(huán)環(huán)相扣。為了更好地使包裝機流暢工作，我們對人工包裝動作做了大量的研討，在以前的基礎(chǔ)上做了提高，使系統(tǒng)愈加完善，與機械動作配合起來更加合適。
第二章 確定巧克力包裝機的工藝
2.1產(chǎn)品的特征和包裝材料
普通的巧克力糖通常為長方體樣式，質(zhì)地不夠堅實，高溫下容易化，在擠壓碰撞的情況下容易變形。為了適應巧克力糖的這種特點，在我們機器工作時就應該多多注意到這些問題，保證加工出來的產(chǎn)品完好無損，質(zhì)量上過關(guān)。在生產(chǎn)時機器的夾緊力要適中，避免因力度問題導致產(chǎn)品受到損害，包裝時速度也應有所控制，若是速度過快可能會使糖塊與包裝紙碰撞受到損害。
考慮到包裝工藝方面，在我們之前對其它機器研究過程中，我們發(fā)現(xiàn)，巧克力糖是一種容易發(fā)生碰撞形變的食品，因此沒有使用料斗上料的方法來上料。當我們使用料倉式上料時，則需要大量的人工和工時來進行放料程序。而且相對來說投料較少，從而導致效率低，相比來說時間也是不寬裕的。于是我們作出假設(shè)，若是想要解決糖塊上料問題，我們應該將包裝機的進料系統(tǒng)和巧克力糖成形機出口直接連接。
進行包裝時，在選擇材料方面，為了衛(wèi)生安全，巧克力糖包裝紙均采用金色鋁箔紙，這種鋁箔紙又薄又脆，抗拉能力差，用力就會撕裂，導致鋁箔紙經(jīng)常皺皺巴巴。因而，我們在研究供紙部件時，對速度進行了更加嚴格的控制，以避免因速度過快致使紙張損壞。通常來說，送紙速度在450mm/s左右。
在選擇供紙機結(jié)構(gòu)方面：
1）本機使用卷筒紙，水平運輸。
2）間歇式剪切供紙法。
2.2包裝機工藝方案
圖2-1 包裝工序分解圖
為了保證包裝的質(zhì)量，參考人工包裝動作順序，工藝流程如下：
1) 在圓臺狀巧克力糖較小端上方放置80mm×80mm金色鋁箔紙。
2) 將金色鋁箔紙沿糖塊棱面下折。
3) 將多出的金色鋁箔紙再次折疊，分別向巧克力糖大端那一面折去，使鋁箔紙貼服巧克力糖。
2.3包裝機工藝實驗
由于疫情期間，無法做實驗，根據(jù)查閱相關(guān)書籍，參考《機械設(shè)計》中實驗，我們初步擬定了包裝工藝過程，并進行了工藝試驗。
圖2-2 鉗糖機械手及巧克力糖包裝機構(gòu)圖
如上圖所示,鉗糖機械手5固定的彈性模腔可以保證糖塊6進入時金色鋁箔紙的完整性，因為是彈性的所以巧妙適應了當巧克力糖外形發(fā)生改變等意外事件。鉗糖機械手5下部還安裝了圓環(huán)形托板9,以免糖塊掉落在外。
當機械手轉(zhuǎn)到裝糖的最后部位置時，接糖桿4做滑動運動，使頂糖桿7將巧克力糖塊6推上去，則鋁箔紙8和糖塊6便被夾在桿7和桿4中，回升后經(jīng)過鉗糖機械手5，此時折邊器10開始沿平面折邊，而后轉(zhuǎn)盤2做順時針運動，最后鋁箔紙完全包裹在巧克力糖端面，工藝完成。在實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)鋁箔紙易發(fā)生褶皺現(xiàn)象，解決這個問題只需用柔軟的布輕輕擦拭，便能使鋁箔紙變得光滑美觀平整，在此我們選擇使用軟性尼龍絲。
最終巧克力糖包裝成型機構(gòu)圖如下，工藝方案就此確定。
圖2-3 巧克力糖包裝成型機構(gòu)
第三章 包裝機的總體布局
3.1選擇機型
本次設(shè)計的巧克力糖包裝機選擇全部自動機型。此款全自動機型包裝機特點是可以大批大量的包裝巧克力。經(jīng)過前面的工藝分析，在這里選取了回轉(zhuǎn)式多工位自動機型。并得知此款機械具有出料工位一個，進料及成型工位一個。
3.2自動機的執(zhí)行機構(gòu)
全自動機型巧克力包裝機由下列機構(gòu)組成：
送糖機構(gòu)，供紙機構(gòu)，接糖及頂糖機構(gòu)，抄紙機構(gòu)，撥糖機構(gòu)
，鉗糖機械手的開合機，步進傳動機
圖3-1 鉗糖機械手及進出糖塊機構(gòu)
觀察圖3-1可知，機構(gòu)在運作過程中，送糖盤4和鉗糖機械手5同時工作，但卻不同步回轉(zhuǎn)，在凸輪8的控制下將巧克力糖2逐一送至包裝點，這就是該機構(gòu)的工作原理和相關(guān)結(jié)構(gòu)。
圖3-2 接糖和頂糖桿機構(gòu)
由圖3-2我們看到，1為圓柱凸輪，5為平面槽凸輪，在機構(gòu)運作時，頂糖桿4和接糖桿2同時向上運動，此時應注意夾緊力度，避免因力度過大導致巧克力糖塊3受到損傷，此外為了使夾緊力穩(wěn)定，我們使用橡皮筋等具有彈性部件連接機構(gòu)頭部，要注意接糖桿2和頂糖桿4在時間和空間上都有一定的關(guān)系，因而它們在運動時需要遵循空間同步，不違背時間順序的準則，并且在機構(gòu)構(gòu)造上不可顛倒。
鉗糖機械手：
表3-1鉗糖機械手、送糖盤設(shè)計計算表?
??
撥糖機構(gòu)：
3.3巧克力糖包裝機總體布置
圖3-3 總體布置圖
第四章 巧克力糖包裝機的傳動系統(tǒng)
因為本次包裝機設(shè)計是采用全自動機型，考慮到包裝機工藝設(shè)計的詳細要求和自動機型傳動系統(tǒng)的一般準則，最終決定按照圖4-1所示傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖進行設(shè)計。
圖4-1 巧克力糖包裝機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
第五章 巧克力糖包裝機的電機選擇
5.1電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇
在選擇電動機時，因為資金有限，所以選擇價格較便宜，工作性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單易操作易學的Y系列三相異步電動機，由課本可以得知，該系列型號電動機通常使用在普通用途全封閉電動機。它的優(yōu)點是好修護，通常使用在周圍環(huán)境較穩(wěn)定的地方，沒有什么特殊要求的機器。
5.2 電動機的容量選擇
查課本《機械設(shè)計》我們可以知道，有效功率計算公式為：
公式（5-1）
根據(jù)已知條件，電動機工作時，有效功率為：
其中上式中電動機受力＝1500 速度＝1.2
—軸承的效率 0.96
—V帶傳動效率 0.96
—齒輪傳動效率0.98
—鏈輪傳動效率 0.95
根據(jù)課本《機械設(shè)計》查閱總效率公式，代入條件求得傳動總效率為：
公式（5-2）
則：
所以：電機所需的工作功率：
公式（5-3）
代入數(shù)值:
電動機載荷安穩(wěn)，選擇額定功率稍微大于，依據(jù)Y系列電動機信息，最終電動機額定功率為 。
5.3分配電動機轉(zhuǎn)速及傳動裝置傳動比
查閱資料知，齒輪一級傳動比可選區(qū)域為，V帶傳動比，鏈輪的傳動比，總傳動比例的可選區(qū)域為。此時電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為
=(2~16)×120 r/min
=240~1920 r/min
則在此范圍內(nèi)的電動機轉(zhuǎn)速有：。
再次查閱《機械設(shè)計》對比數(shù)據(jù)，選定電動機型號Y801-4，額定功率為3 kw，額定轉(zhuǎn)速為1200 r/min。
此時根據(jù)電機轉(zhuǎn)速得出總傳動比為:
取V帶傳動比，鏈輪的傳動比，齒輪傳動比
表5-1 各軸數(shù)據(jù)參數(shù)
參數(shù)
電動機軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉(zhuǎn)速（r/min）
1210
347
175
118
功率P/kW
2.7
0.54
0.52
0.5
轉(zhuǎn)矩T/(N?m)
3.8
14.8
27.7
39.5
第六章 V帶傳動設(shè)計
6.1確定V帶設(shè)計功率
查閱資料，在課本《機械設(shè)計》中，得機構(gòu)的工作系數(shù)為，
則根據(jù)設(shè)計功率公式可得：
。
6.2 V帶型號的選擇
查閱課本《機械設(shè)計》后，我們需要設(shè)計功率 以及小帶輪轉(zhuǎn)速，并根據(jù)已知數(shù)據(jù)才能確定V帶型號為Z型帶。
根據(jù)課本《機械設(shè)計》，Z型帶，在本次設(shè)計中，我們選用了小帶輪直徑為：，大帶輪的直徑：
。
最終得出小帶輪的基準直徑為，大帶輪的基準直徑。
6.3相關(guān)數(shù)據(jù)計算
由帶的速度公式：
公式（6-1）
代入數(shù)值: V =3.14x64x1200/(60x1000)=4 m/s
上式中: n為電動機轉(zhuǎn)速。
即=4 m/s < =25 m/s，符合速度要求。
查閱課本《機械設(shè)計》，根據(jù) 確定中心距，則0.7x（64+260）≈229 mm≦a0≦2x（64+260）=648 mm，為了工件在工作過程中運行平穩(wěn)，此時選擇中心距=440 mm。
初算V帶的基準長度：
公式（6-2）
將數(shù)值代入: =2x440+3.14x（64+260）/2+(260-64)x(260-64)/(4x440)=1410 mm
其中: 帶的標準基準長度；
帶的初算基準長度；
為所選中心距。
為保證傳動系統(tǒng)穩(wěn)定，最終選擇帶的基準長度=1450 mm。
V帶的實際中心距a：
公式（6-3）
代入數(shù)值:
=440+(1450-1410)/2=460 mm
小帶輪包角：
公式（6-4）
代入數(shù)值:
180-（260-64）x57.3/460 =155 > 90
查閱《機械設(shè)計》確定下式中各值
公式（6-5）
：包角修正系數(shù)，查閱文獻選擇；
：帶長修正系數(shù)，考慮到帶長應用壽命方面的問題，查閱文獻選擇；
：V帶基本額定功率，根據(jù)資料《機械設(shè)計》可得，一根V帶最大傳遞的功率為；功率增量。
公式（6-6）
代入已知數(shù)據(jù)得:z=7.90
因此，四舍五入可得，V帶根數(shù)為8。
查閱課本得單根的一般V帶拉力為：
公式（6-7）
上式中：為包角修正系數(shù)；
為V帶質(zhì)量（每米），m=0.1kg/m。
則
最后計算軸上壓力，此時壓力應等于兩邊拉力和，在默認兩邊拉力相同的前提下，可以根據(jù)兩邊所受合力大小計算：
公式（6-8）
所以
6.4帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
圖6-1 小帶輪
圖6-2 大帶輪
第七章 鏈傳動設(shè)計
鏈傳動在工作時不會出現(xiàn)打滑或彈性活動現(xiàn)象，與其他傳動方式相比效率較高，同時作用在其軸上的壓力比較小，因為鏈傳動工作時結(jié)構(gòu)緊湊，整體結(jié)構(gòu)較小，所以能在高溫下活動。
7.1選擇鏈輪齒數(shù)
查閱課本《機械設(shè)計》可得以下數(shù)據(jù)：
鏈輪傳動比：；
小鏈輪齒數(shù)：；
大鏈輪齒數(shù)：，，數(shù)據(jù)符合要求。
7.2確定計算功率
查閱課本知計算功率公式為：
在鏈輪傳動平穩(wěn)正常的情況下，查表得，，則計算功率為:
公式（7-1）
7.3相關(guān)數(shù)據(jù)計算
查閱《機械設(shè)計》可知小鏈輪齒數(shù)，齒數(shù)。
選單排鏈時，，此時傳遞額定功率：
公式（7-2）
根據(jù)所得數(shù)據(jù)，查閱資料確定滾子鏈型號為10A，鏈節(jié)間距。
查閱文獻《機械設(shè)計》得初定中心距可取范圍；
公式（7-3）
取；
鏈節(jié)數(shù)公式：
公式（7-4）
代入數(shù)值得節(jié)；
則最終取鏈節(jié)數(shù)Lp0為109節(jié)。
查閱課本《機械設(shè)計》
得鏈長公式：
； 公式（7-5）
中心距公式：
； 公式（7-6）
代入數(shù)值得得
此時取a=642mm>550mm，符合要求。
鏈速公式：
公式（7-7）
拉力公式：
查閱課本《機械設(shè)計》得，當工件運作安穩(wěn)時，取壓軸力系數(shù)KQ=1.15。
軸上的壓力: =
7.4鏈輪的設(shè)計
圖7-1 小鏈輪
圖7-2大鏈輪
第八章 軸設(shè)計
查閱課本《機械設(shè)計》選取45號鋼為軸的材料，并約算軸的最小直徑。此處取=112。
公式（8-9）
經(jīng)計算將軸的直徑初步定為20mm。
圖9-1 大帶輪軸
圖9-2 單螺旋齒輪軸
圖9-3 凸輪軸
圖9-4 雙螺旋齒輪軸
第九章 凸輪和槽輪設(shè)計
表9-1 頂糖桿槽凸輪5參數(shù)
R=（40~70）
55
H=（50~100）
75
推程h=H-R
20
圖9-1 頂糖桿槽凸輪5
表9-2 撥糖桿偏心凸輪參數(shù)
R=（40~70）
50
H=（50~100）
80
推程h=H-R
30
圖9-2 撥糖桿偏心凸輪
表9-3 剪紙刀平面凸輪6參數(shù)
序號
凸輪運動角δ
推桿的運動規(guī)律
1
0°~120°
等速上升h= 60
2
120°~180°
推桿遠休
3
180°~270°
正弦加速度下降h= 60
4
270°~360°
推桿近休
偏心距e = 25
基圓半徑 = 50
表9-4 抄紙板平面凸輪8參數(shù)
序號
凸輪運動角δ
推桿的運動規(guī)律
1
0°~120°
等速上升h= 50
2
120°~180°
推桿遠休
3
180°~270°
正弦加速度下降h=50
4
270°~360°
推桿近休
偏心距e = 20
基圓半=40
圖9-3 剪紙刀平面凸輪及抄紙板平面凸輪
表9-5 接糖桿圓柱凸輪參數(shù)
R=（50~150）
60
推程h=（50~120）
100
圖9-4 接糖桿圓柱凸輪
圖9－5 槽輪
第十章 螺旋齒輪設(shè)計
10.1初步定型
本次設(shè)計齒輪類型為直齒型圓柱齒輪，7級精度；小齒輪選用材料(調(diào)質(zhì))，硬度是，大齒輪選用材料45號鋼，硬度是，材料硬度差為；選取螺旋角；
10.2數(shù)據(jù)計算
計算公式：
公式（10-1）
其中：載荷系數(shù)。
小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
查閱《機械設(shè)計》得，齒寬系數(shù)。
查閱《機械設(shè)計》得彈性影響系數(shù)
查閱《機械設(shè)計》得小齒輪接觸疲勞強度極限；大齒輪。
查閱《機械設(shè)計》得計算應力循環(huán)次數(shù)
公式（10-2）
公式（10-3）
查閱《機械設(shè)計》得，接觸疲勞壽命系數(shù)
計算接觸疲勞許用應力，查閱資料，安全系數(shù),則
區(qū)域系數(shù)
端面齒和度
計算小齒輪分度圓直徑：
計算圓周速度：
計算齒寬：
公式（10-4）
模數(shù)：
齒高：
計算齒寬與齒高比：
縱向重合度：
公式（10-5）
之前選擇7級精度，查閱《機械設(shè)計》，動載系數(shù)；使用系數(shù)；
查表
故載荷系數(shù)：
公式（10-6）
此時分度圓直徑：
公式（10-7）
則模數(shù)
取模數(shù)
綜上所述，小齒輪的齒數(shù)，大齒輪的齒數(shù)。
大齒輪分度圓直徑：
小齒輪分度圓直徑：
中心距：
，取整
螺旋角：
公式（10-8）
計算齒輪寬度
取整B1=40mm，B2=35mm。
第十一章 結(jié)論
今年二月份中旬，我的畢業(yè)設(shè)計正式開始，到現(xiàn)在論文基本完成。從漫無目的看著選題發(fā)呆，到自己慢慢去查閱資料了解專業(yè)內(nèi)容，慢慢找到思路，寫作過程并不像想象中那樣容易。
在設(shè)計過程中，我碰到許多難題，沒有過設(shè)計經(jīng)驗，所以總是空有想法卻無從下手，不知道該選用什么型號，尤其是在螺旋齒輪設(shè)計和V帶傳動系統(tǒng)方面，經(jīng)過反復推敲和對比之后，才選定最終方案。在進行總體設(shè)計時，考慮到包裝機系統(tǒng)的總體運行協(xié)調(diào)性，機體環(huán)境，裝箱運輸，外觀造型等方面，本次包裝機設(shè)計的傳動系統(tǒng)已完成，該傳動系統(tǒng)中有鏈傳動，V帶傳動，凸輪槽輪相配合的螺旋齒輪傳動，經(jīng)過豎直軸和凸輪槽輪的配合，在凸輪轉(zhuǎn)動時一同帶動頂糖桿及接糖桿與機械手配合，完成了糖塊包裝，看起來與人工包裝沒有很大區(qū)別。在此次論文設(shè)計中我運用到大量本科學習期間學到的內(nèi)容，尤其是機械原理和機械設(shè)計，還回顧了CAD制圖等軟件方面的知識，我想這對我將來的工作會有極大幫助。除此之外，我還有一絲遺憾，就是設(shè)計的機體有些大，不夠輕便，希望今后有機會對學術(shù)進行更深刻的鉆研，來解決這個問題。
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致 謝
時光荏苒，白駒過隙。匆匆歲月，轉(zhuǎn)瞬即息。修身立行，三尺危命，廣拓學識，一書拙稿，瑾憑此文以慰情誼。
值此論文完成之際， 首先我要向我的導師XXX老師表示衷心的感謝，謝謝李老師在這兩年的大學生涯和生活中給予我耐心的指導和幫助。李老師真的是一個很負責的老師，疫情期間我們不能正常開學，在學業(yè)方面難免會有懈怠，是李老師一直督促著我，在我因?qū)W業(yè)和工作之間感到迷茫時，是李老師的批語給了我指點和幫助，李老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、廣博的專業(yè)知識、誨人不倦的教學作風都給我留下了深刻的印象，使我終生受益。另外還要感謝青島農(nóng)業(yè)大學海都學院工程系的諸位老師們，謝謝你們?yōu)槲姨峁┝肆己玫膶W習環(huán)境，給了我寶貴的學習機會。
此次論文撰寫過程中，我查閱了大量的文獻資料，學到了不少課本上沒有的新知識，在此，衷心向這些學者們致以感謝。
感謝所有在學習上和生活中支持我、幫助過我的同學和朋友們，在我被困難絆住腳步時，是他們和我一起鉆研，激發(fā)了我設(shè)計中的靈感。
感謝我的父母這么多年來對我學業(yè)的默默支持，正是那樣無私的關(guān)愛， 給予我前進的動力，沒有你們的諄諄教誨，就沒有今天的我，是他們的支持和鼓勵，諒解與分擔，才使我能夠潛心學習，順利完成學業(yè)。
最后，衷心感謝在百忙之中抽空審閱我此次畢業(yè)設(shè)計論文的各位老師們！
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