盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)總體方案及傳動系統(tǒng)的設(shè)計含6張CAD圖.zip
盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)總體方案及傳動系統(tǒng)的設(shè)計含6張CAD圖.zip,盒裝,餅干,商標(biāo),包機(jī),總體方案,傳動系統(tǒng),設(shè)計,CAD
（20XX屆）
XXXX設(shè)計（XX）
題 目 名 稱：
盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)總體
方案及傳動系統(tǒng)的設(shè)計
學(xué) 院（部）：
XXXXXXXXXXXXX
專 業(yè)：
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
學(xué) 生 姓 名：
XXX
班 級：
XXXX
學(xué)號XXX
指導(dǎo)教師姓名：
XX
職稱 XX
最終評定成績：
20XX年 5 月
3
摘要
包裝機(jī)械在包裝工業(yè)中的地位十分重要，對包裝工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的地位，它可以提高生產(chǎn)率，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高商品檔次，增加附加值，從而增強(qiáng)商品的市場競爭力，帶來更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種食品不斷出現(xiàn)，對食品包裝技術(shù)和設(shè)備都提出了新的要求，本設(shè)計針對盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)的總體方案和傳動體統(tǒng)的設(shè)計，提出一種實用、簡單和可靠的傳動系統(tǒng)，在原有的基礎(chǔ)上將速度、包裝質(zhì)量大大提高。出去復(fù)雜、多余的傳動部件，將原有的傳動系統(tǒng)簡化，用單一電動機(jī)帶動，私服電機(jī)控制送紙輥的動停時間和輸送速度，從而提交傳動效率，節(jié)約制造和生產(chǎn)成本。盡可能將執(zhí)行部件集中在一起，從而減小機(jī)器的整體尺寸。近距離采用齒輪傳動，遠(yuǎn)距離采用帶輪和鏈輪傳動。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，本文重點(diǎn)對托盒板機(jī)構(gòu)和凸輪這兩個重要部件進(jìn)行研究和設(shè)計，使用Matlab軟件分析設(shè)計凸輪輪廓形狀；，由于大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)是間歇式的，所以在推板，熱封機(jī)構(gòu)等均采用凸輪控制，從而設(shè)計一臺高效、低耗、低成本、高質(zhì)量的小型自動商標(biāo)紙裹包機(jī)，從而滿足市場對包裝設(shè)備的需求。
關(guān)鍵詞：包裝機(jī)械 ，裹包機(jī)，傳動，商標(biāo)
ABSTRACT
Packaging machinery in the packaging industry plays an important role in the packaging industry modernization, play a decisive role, it can enhance productivity, improve the production environment, reducing production costs, improve product quality, increase the added value of products, thereby enhancing the market competitiveness, to bring greater social and economic benefits.
With the development of science and technology, all kinds of food to appear ceaselessly, the food packaging technology and equipment are put forward new requirements, the design for the box cookies trademark paper wrapping machine overall plan and the transmission system design, puts forward a practical, simple and reliable transmission system, in the original basis of speed, the quality of packaging greatly increase. Out complex, redundant transmission parts, the original transmission system is simplified, with a single motor drive, Sifu motor control feed roller stop time and conveyor speed, thereby submitting transmission efficiency, saves the manufacturing and production cost. As far as possible the execution unit together, thereby reducing the overall dimensions of the machine. Close by a gear, belt wheel and chain transmission distance using. In the mechanical structure, this paper focuses on the supporting box board mechanism and a cam are the two important parts of research and design, the use of Matlab software analysis and design of cam contour shape;, because most of the actuator is intermittent, so the push plate, hot sealing mechanism all adopt cam control, to design a high efficient, low consumption, low cost, high quality of small automatic trademark paper wrapping machine, so as to meet the market needs of the packaging equipment.
Key words: packaging machine, binding machine, transmission, trademark
課題任務(wù)書
學(xué)院（部）： XX 專業(yè)： XX
指導(dǎo)教師
XX
學(xué)生姓名
XX
課題名稱
盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)總體方案及傳動系統(tǒng)的設(shè)計
內(nèi)
容
及
任
務(wù)
1、折疊式裹包機(jī)的綜合評述，包括折疊式裹包工藝、特點(diǎn)、設(shè)備配置和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；
2、折疊式裹包機(jī)總體方案的確定，包括工藝過程的確定及傳動系統(tǒng)的確定；
3、主要參數(shù)的設(shè)計、計算；
4、傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算；
5、折疊式裹包機(jī)的傳動系統(tǒng)總裝圖、折疊式裹包機(jī)裝配圖及主要零件圖；
6、按照有關(guān)要求，完成開題報告編寫說明書。
擬
達(dá)
到
的
要
求
或
技
術(shù)
指
標(biāo)
主要技術(shù)指標(biāo)：
餅干盒規(guī)格 長×寬×高=200×135×40mm
商標(biāo)紙規(guī)格： 長×寬=390×280mm
主要要求：
1、大膽創(chuàng)新，確定合理的總體方案、工作可靠、易于拆裝、使用維護(hù)方便；
2、工作機(jī)構(gòu)、傳動及控制方案合理可行；
3、設(shè)計計算正確，標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)備選型合理；
4、圖紙繪制要符合國家標(biāo)準(zhǔn)，布圖合理，圖面整潔、美觀；
5、設(shè)計說明書符合相關(guān)規(guī)定，敘述清楚、表達(dá)正確、內(nèi)容完整、技術(shù)術(shù)語符合標(biāo)準(zhǔn)；
進(jìn)
度
安
排
起止日期
工作內(nèi)容
第7學(xué)期16~18周
收集資料，文獻(xiàn)綜述、開題報告
第8學(xué)期1~4周
畢業(yè)實習(xí)，總體方案設(shè)計
第8學(xué)期4~7周
主要技術(shù)參數(shù)的確定、傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算；
第8學(xué)期8~11周
繪制總裝圖和零件圖
第8學(xué)期12~13周
設(shè)計修改完善
第8學(xué)期14~15周
撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書
主
要
參
考
資
料
[1] 許林成，趙治華，王治，湯志煥，虞定華.包裝機(jī)械原理與設(shè)計［Ｍ］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988.
[2] 邱顯焱，孫曉．ADAMS及其在包裝機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用[J] ．包裝工程．2004，25（5）：42-44．
[3] XX．基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的包裝機(jī)械系統(tǒng)仿真研究[J] ．包裝工程．2008，29（2）：47-49．
[4] 李軍，邢俊文，覃文浩． ADAMS實例教程[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社，2002.7．
[5] MSC.Software(美)著，李軍，陶永忠譯.MSC.ADAMS FSP基礎(chǔ)培訓(xùn)教程[M] .北京：清華大華出版社， 2004.11：45-46
[6] 符偉.機(jī)構(gòu)設(shè)計學(xué)[M]．長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1995.5:57-59
[7] 孫鳳蘭，馬喜川.包裝機(jī)械概論［Ｍ］.北京：印刷工業(yè)出版社，1998.
[8] 孫智慧，高德.包裝機(jī)械[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2010.2
系（教研室）
意見
簽名：
年 月 日
學(xué)院（部）
主管領(lǐng)導(dǎo)意見
簽名：
年 月 日
3
摘要
包裝機(jī)械在包裝工業(yè)中的地位十分重要，對包裝工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的地位，它可以提高生產(chǎn)率，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高商品檔次，增加附加值，從而增強(qiáng)商品的市場競爭力，帶來更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種食品不斷出現(xiàn)，對食品包裝技術(shù)和設(shè)備都提出了新的要求，本設(shè)計針對盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)的總體方案和傳動體統(tǒng)的設(shè)計，提出一種實用、簡單和可靠的傳動系統(tǒng)，在原有的基礎(chǔ)上將速度、包裝質(zhì)量大大提高。出去復(fù)雜、多余的傳動部件，將原有的傳動系統(tǒng)簡化，用單一電動機(jī)帶動，私服電機(jī)控制送紙輥的動停時間和輸送速度，從而提交傳動效率，節(jié)約制造和生產(chǎn)成本。盡可能將執(zhí)行部件集中在一起，從而減小機(jī)器的整體尺寸。近距離采用齒輪傳動，遠(yuǎn)距離采用帶輪和鏈輪傳動。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，本文重點(diǎn)對托盒板機(jī)構(gòu)和凸輪這兩個重要部件進(jìn)行研究和設(shè)計，使用Matlab軟件分析設(shè)計凸輪輪廓形狀；，由于大部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)是間歇式的，所以在推板，熱封機(jī)構(gòu)等均采用凸輪控制，從而設(shè)計一臺高效、低耗、低成本、高質(zhì)量的小型自動商標(biāo)紙裹包機(jī)，從而滿足市場對包裝設(shè)備的需求。
關(guān)鍵詞：包裝機(jī)械 ，裹包機(jī)，傳動，商標(biāo)
ABSTRACT
Packaging machinery in the packaging industry plays an important role in the packaging industry modernization, play a decisive role, it can enhance productivity, improve the production environment, reducing production costs, improve product quality, increase the added value of products, thereby enhancing the market competitiveness, to bring greater social and economic benefits.
With the development of science and technology, all kinds of food to appear ceaselessly, the food packaging technology and equipment are put forward new requirements, the design for the box cookies trademark paper wrapping machine overall plan and the transmission system design, puts forward a practical, simple and reliable transmission system, in the original basis of speed, the quality of packaging greatly increase. Out complex, redundant transmission parts, the original transmission system is simplified, with a single motor drive, Sifu motor control feed roller stop time and conveyor speed, thereby submitting transmission efficiency, saves the manufacturing and production cost. As far as possible the execution unit together, thereby reducing the overall dimensions of the machine. Close by a gear, belt wheel and chain transmission distance using. In the mechanical structure, this paper focuses on the supporting box board mechanism and a cam are the two important parts of research and design, the use of Matlab software analysis and design of cam contour shape;, because most of the actuator is intermittent, so the push plate, hot sealing mechanism all adopt cam control, to design a high efficient, low consumption, low cost, high quality of small automatic trademark paper wrapping machine, so as to meet the market needs of the packaging equipment.
Key words: packaging machine, binding machine, transmission, trademark
目錄
第一章 概述 3
1.1裹包的重要意義 3
1.2裹包機(jī)的發(fā)展歷史 3
1.3裹包設(shè)備的發(fā)展趨勢 4
1.4常見的裹包設(shè)備簡介 5
第二章 總體方案的設(shè)計 6
2.1功能與應(yīng)用范圍 7
2.2工藝分析 7
2.2.1 確定機(jī)器類型 7
2.2.2 確定包裝程序、工藝路線和工位數(shù) 7
2.2.3對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求 9
2.3機(jī)構(gòu)的選型 9
2.3.1 商標(biāo)紙的供送系統(tǒng) 9
2.3.2餅干盒的整理與供送系統(tǒng) 9
2.3.3 主傳送系統(tǒng) 11
2.3.4 裹包執(zhí)行機(jī)構(gòu) 11
2.3.5 成品輸出機(jī)構(gòu) 13
2.4確定工藝路線 14
2.5編制工作循環(huán)圖 14
2.5.1裹包工序?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求 16
2.5.2執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動規(guī)律及動作配合 17
2.6總體布局 21
第三章 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 23
3.1傳動方案的擬定 23
3.1.1確定工序流程圖 23
3.1.2工序位置圖 23
3.2傳動比與生產(chǎn)能力的計算 24
3.2.1主傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算 25
3.2.2小帶輪的傳動路線的設(shè)計與計算 28
3.3傳動系統(tǒng)運(yùn)動與動力參數(shù)的所計算 28
第四章 傳動機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計與計算 30
4.1槽輪相關(guān)參數(shù)的確定 30
4.1.1 槽數(shù)的確定 30
4.1.2 圓銷數(shù)n的選擇 30
4.1.3槽輪的選用 30
4.1.4 計算幾何尺寸 31
4.2 V帶傳動的設(shè)計及參數(shù)選擇 32
4.2.1確定計算功率（KW） 32
4.2.2選擇帶型 32
4.2.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑 32
4.2.4確定窄V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距 32
4.2.5驗證主動輪上的包角a1 33
4.2.6計算窄V帶的根數(shù)Z 33
4.2.7 計算V帶的初拉力的最小值 33
4.2.8確定V帶帶輪中心孔和寬度 33
4.3鏈輪的設(shè)計與計算 34
4.3.1齒數(shù)Z=25的鏈輪的設(shè)計與計算 34
4.3.2齒數(shù)Z=50的鏈輪的基本尺寸的計算 36
4.4直齒輪的設(shè)計與計算 37
4.4.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 37
4.4.2初步設(shè)計齒輪主要尺寸 37
4.5軸的相關(guān)參數(shù)的設(shè)計與計算 42
4.5.1 軸3的設(shè)計與計算 42
4.5.2 軸5的設(shè)計與計算 47
4.5.3 其余軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 49
第五章 典型執(zhí)行機(jī)構(gòu)—托盒板的設(shè)計 50
5.1概述 50
5.2設(shè)計理論 50
5.2.1 確定驅(qū)動方案 50
5.2.2 確定基本參數(shù) 51
5.2.3 求固定凸輪理論輪廓線 53
5.2.4 檢查壓力角 53
5.3總體尺寸的選取與計算 54
5.3.1 選取的值 54
5.3.2計算值 55
5.3.3 理論輪廓線的計算 57
5.3.4 壓力角的校核 57
結(jié)論 59
參考文獻(xiàn) 60
致 謝 61
附錄…………………………………………………………………………………………62
第一章 概述
1.1裹包的重要意義
包裝對于餅干之類的規(guī)則塊狀食品，不僅有保證食品質(zhì)量、便于攜帶和運(yùn)輸?shù)淖饔?，而且是一種美化宣傳手段，可以增加花色品種，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，加速產(chǎn)品不斷更新，增強(qiáng)市場競爭力。商標(biāo)紙裹包機(jī)是專門用于產(chǎn)品最外層商標(biāo)紙裹包的專用自動化機(jī)械，設(shè)備的自動化先進(jìn)程度，將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，企業(yè)的產(chǎn)量，銷量以及信譽(yù)等。
1.2裹包機(jī)的發(fā)展歷史
在世界范圍內(nèi)，包裝工業(yè)的發(fā)展歷史比較短，科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美各國是在20世紀(jì)初起步的，直至50年代才大為加快。從包裝機(jī)械誕生之日起包裝機(jī)械大體上經(jīng)歷了以下幾個階段：簡單機(jī)械化，初級自動化，自動包裝生產(chǎn)線，電腦控制的高度自動化生產(chǎn)線。
20世紀(jì)40年代中期，在食品、火柴、卷煙等行業(yè)最先使用包裝機(jī)械進(jìn)行產(chǎn)品包裝，美國的餅干包裝被稱為現(xiàn)代包裝的先驅(qū)。
20世紀(jì)50年代，在包裝機(jī)上采用了光電管，電氣開關(guān)，實現(xiàn)了包裝機(jī)械的初級自動化。
20世紀(jì)60年代，在包裝機(jī)上采用了各種新型電子元器件組成的控制系統(tǒng)，并采用機(jī)械、電氣、液壓、氣動等綜合技術(shù)，出現(xiàn)了專用的自動包裝生產(chǎn)線。
20世紀(jì)70年代，由于采用電子計算機(jī)對包裝機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)一步提高了單機(jī)和自動線的自動化水平。
80年代至今，將微機(jī)、機(jī)械手（人）更多地應(yīng)用于供送、檢測和管理等方面，使包裝機(jī)趨于更高速、全自動、智能化及向柔性自動包裝線過渡。特別是計算機(jī)技術(shù)的成熟應(yīng)用，使控制技術(shù)所考慮的已經(jīng)不是控制設(shè)備的某個動作或某個部分的運(yùn)行，而是把整臺設(shè)備、整條生產(chǎn)線甚至整個工段作為一個系統(tǒng)來處理。以計算機(jī)技術(shù)為主，并輔之其他的先進(jìn)技術(shù)，可使系統(tǒng)實現(xiàn)智能化。大量的高新技術(shù)不斷出現(xiàn)，如：微電子技術(shù)，激光技術(shù)，超聲波技術(shù)以及光電纖維等，從而使包裝生產(chǎn)線進(jìn)入柔性制造，智能制造等行業(yè)。
我國包裝機(jī)械工業(yè)發(fā)張相當(dāng)緩慢，并沒有形成自己的包裝機(jī)械工業(yè)體系，我國最早的包裝機(jī)為1956年上海煙草機(jī)械廠生產(chǎn)的卷煙小包裝機(jī)，20世紀(jì)60年代，我國生產(chǎn)了果酒，啤酒灌裝機(jī)；70年代末逐漸形成了真空包裝機(jī)，捆扎機(jī)，糖果包裝機(jī)，基本的裹包機(jī)（纏繞機(jī)）等。
20世紀(jì)80年代后，國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民生活水平提高，對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高，從而大大促進(jìn)了我國包裝工業(yè)大發(fā)展。在食品包裝機(jī)械方面，無論是裹包機(jī)、灌裝機(jī)、袋裝機(jī)還是封口機(jī)等都在大力發(fā)展，技術(shù)不斷創(chuàng)新，新型包裝機(jī)械不斷誕生，投入成本減少，收益不斷增加，競爭力也不斷提高。
為加快包裝機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展，我國先后成立了一些管理機(jī)構(gòu)和行業(yè)組織，1980年12月，成立了中國包裝技術(shù)協(xié)會，1989年成立了中國食品和包裝機(jī)械工業(yè)協(xié)會，從而促進(jìn)了我國食品包裝機(jī)械又快又好的發(fā)展。
1.3裹包設(shè)備的發(fā)展趨勢
近年來，盒裝餅干商標(biāo)紙裹包設(shè)備的發(fā)展主要呈以下的趨勢：
1.3.1 引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)
建立一批食品包裝機(jī)械骨干企業(yè)，包括個別中外合資企業(yè)，這是縮短我國包裝機(jī)械技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平差距的有效途徑，可滿足大型包裝生產(chǎn)線以及高精度、高自動化的單機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)需求。
1.3.2 注重產(chǎn)品質(zhì)量和高速化方向發(fā)展
提高商標(biāo)紙裹包機(jī)機(jī)的速度，相應(yīng)的對包裝材料，包裝容器的要求也提高了，同時還要滿足機(jī)器的壽命，嘈聲，工作穩(wěn)定的要求，通過系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，把技術(shù)的先進(jìn)性，可行性與經(jīng)濟(jì)合理性有機(jī)結(jié)合，從而實現(xiàn)裹包機(jī)向高速化發(fā)展。
1.3.3 發(fā)展新品種
大力開發(fā)用于不同形狀的物料，不同重量的系列包裝設(shè)備，開發(fā)各種配套輔助設(shè)備，如餅干盒整理分送裝置，以擴(kuò)大主機(jī)功能，使之向多功能化，高速化，自動化、智能化發(fā)展。
1.3.4 更加注重食品衛(wèi)生
在食品包裝機(jī)械中凡是與食品相互接觸的部位均用不銹鋼制造，或進(jìn)行表面處理，食品包裝機(jī)要便于清洗。同時研制與食品工藝相適應(yīng)的各種相關(guān)輔助設(shè)備，餅干包裝機(jī)中的餅干整理機(jī)構(gòu)，供送機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)等。選用既合乎包裝技術(shù)要求又最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)材料等。
1.3.5 廣泛運(yùn)用電子計算機(jī)
例如：可以利用電子計算機(jī)控制商標(biāo)紙的切割精度，用可編程控制器控制壓合板與托合板的配合精度，以及推頭的速度，行程的調(diào)整，使之使用于不同尺寸、不同物料的多功能自動包裝機(jī)，使一機(jī)多用化，同時也提高了包裝質(zhì)量與精度。在每一個工步中采用電子計算機(jī)打印，記錄并進(jìn)行故障調(diào)整等。
1.3.6 機(jī)器傳動最大限度優(yōu)化
調(diào)整傳動與執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件之間的配合，使之受力均勻，不致產(chǎn)生突變，造成機(jī)器損壞，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，調(diào)整商標(biāo)紙的松緊程度，使受力均衡，不致拉斷或損壞商標(biāo)紙。
1.3.7 包裝生產(chǎn)線向無人化和柔性自動化過渡
在包裝生產(chǎn)線中更多的引入微機(jī)、智能機(jī)器人等先進(jìn)技術(shù)，用于包裝生產(chǎn)線中物料供送的控制，產(chǎn)品質(zhì)量檢測，故障診斷和管理等方面使包裝生產(chǎn)線向柔性自動化和”無人化“自動包裝車間、工廠過渡。從而使裹包機(jī)和包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率更高，成本更低，包裝的產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。
1.4常見的裹包設(shè)備簡介
現(xiàn)代類似于盒裝餅干商標(biāo)裹包機(jī)的機(jī)器有如下幾種：
1.4.1 條盒透明紙裹包機(jī)
該機(jī)為全自動包裝機(jī)，包裝材質(zhì)采用卷筒式聯(lián)系供送，被包裝物品由輸送帶聯(lián)系供送，它在條盒表面裹包一層透明紙以增加包裝裝潢質(zhì)量和提高產(chǎn)品的包干、保濕能力，此類機(jī)械以香煙裹包機(jī)為代表。條盒輸送機(jī)構(gòu)主要由通道墻板、皮帶、條盒支撐板、螺桿、主動和被動輥組成。透明紙輸送機(jī)構(gòu)主要由切刀、拉紙輥、紙滾軸和傳動機(jī)構(gòu)等組成。
1.4.2 香皂自動包裝機(jī)
香皂自動包裝機(jī)采用單片紙張，對香皂進(jìn)行折疊裹包，該機(jī)采用機(jī)械式無極調(diào)速。生產(chǎn)能力可以達(dá)到90-260快/分鐘[7]。本機(jī)主要采用摩擦輪供紙棍完成紙片供送。利用棘輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動輸送帶運(yùn)送香皂，用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動頂皂裝置。
1.4.3 糖果如口香糖和巧克力片包裝機(jī)
片狀規(guī)則的物料，由凸輪控制工作運(yùn)動的折疊機(jī)構(gòu)，固定折疊器具等部件組成，根據(jù)裹包包裝的折疊工藝程序，一般設(shè)計成直線行進(jìn)式或轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，工作可靠。
第2章 總體方案的設(shè)計
2.1功能與應(yīng)用范圍
用途：對盒裝餅干進(jìn)行商標(biāo)紙的裹包。
餅干盒規(guī)格：餅干盒為長方體，規(guī)格為長×寬×高=200×135×40mm
商標(biāo)紙規(guī)格：商標(biāo)紙為蠟紙或玻璃紙，采用折疊式裹包。商標(biāo)紙規(guī)格為長×寬=390×280mm
裹包方式：折疊式裹包。
設(shè)計要求：對當(dāng)今現(xiàn)有的盒裝餅干商標(biāo)紙裹包機(jī)更新?lián)Q代，在生產(chǎn)率、可靠性、使用壽命、包裝質(zhì)量和嘈聲等方面都應(yīng)有明顯的改善。
2.2工藝分析
2.2.1 確定機(jī)器類型
（1）工位
對盒裝餅干商標(biāo)紙裹包量較大，生產(chǎn)率高，由于餅干盒規(guī)格的限制，基本為折疊式裹包動作，選用多工位裹包機(jī)。
（2）運(yùn)動形式
裹包機(jī)的運(yùn)動形式有間歇運(yùn)動和連續(xù)運(yùn)動兩種類型。盒裝餅干從一個工位轉(zhuǎn)到另一個工位，主要的包裝操作都是在物品靜止時完成，故本設(shè)計采用間歇運(yùn)動多工位包裝機(jī)。
2.2.2 確定包裝程序、工藝路線和工位數(shù)
（1）包裝程序
首先將餅干盒推送到預(yù)定位置，然后將商標(biāo)紙送至餅干盒底部，最后通過折疊機(jī)構(gòu)將商標(biāo)紙折疊裹包于餅干盒外側(cè)送出。
（2）工藝路線
間歇運(yùn)動多工位折疊式商標(biāo)紙裹包機(jī)的工藝路線有直線型、階梯型、圓弧型、組合型等 本機(jī)選用階梯型工藝路線，這樣能使機(jī)器構(gòu)造緊湊、結(jié)構(gòu)簡單，同時傳動系統(tǒng)效率高，這樣生產(chǎn)率也就高。
對于階梯型工藝路線商標(biāo)紙和餅干盒的工藝路線也有多種方案可以選擇，如圖2-1所
圖2-1工藝方案類型
示，圖2-1中商標(biāo)紙為豎直方向運(yùn)送，（b）圖商標(biāo)紙水平覆蓋于餅干盒之上，兩種包裝方式不同但最終結(jié)果都是一樣，圖中均是由推桿推動餅干盒的方式裹包，同時也可以拉動商標(biāo)紙主動包裹餅干盒，由于餅干盒有一定硬度，推動餅干盒包裝的方式商標(biāo)紙易撕壞，反之則容易被撕壞，同時拉商標(biāo)紙的機(jī)構(gòu)更加復(fù)雜。在（a）圖和（b）圖中可以看出（b）圖結(jié)構(gòu)更加緊湊，所以選擇（b）圖所示的工藝方案。
(3)工位數(shù)
在圖2-1 a的工藝路線中為了減少工位數(shù)可將餅干盒測面的折疊和封合合并為一個工位，同時也可以將和上下底面?zhèn)让娴恼郫B合并，但由于合并后在一個工位上需要做的動作增加，效率就會降低，為了提高效率可以將工位數(shù)分配如下：
工位Ⅰ——半成品餅干盒輸入
工位Ⅱ——商標(biāo)紙折疊裹包餅干盒上下兩面
工位Ⅲ——側(cè)面折疊和封合
工位Ⅳ——折疊和封合兩端面
工位Ⅴ——成品餅干盒輸出
圖2-2工藝流程圖
2.2.3對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求
由圖2-2所示，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求，可分為如下幾個部分進(jìn)行說明。
（1） 商標(biāo)紙的供送
為了將商標(biāo)紙連續(xù)等速的供送到 工位1和2之間，并將其定長切斷，需要在其間配置一對等速轉(zhuǎn)動的送紙棍和切紙刀，在本設(shè)計中，商標(biāo)紙是固定尺寸的，如果當(dāng)尺寸改變時，需要更換送紙部件。
（2） 餅干盒的整理與供送
為了將餅干盒整理成并列供送到工位1，需要配置整理與推送的機(jī)構(gòu)，運(yùn)動方式會有所選的機(jī)構(gòu)類型有關(guān)。
（3）主傳送機(jī)構(gòu)
在工位3與工位4之間，要完成折紙與推送的動作，可以將其定性為在帶鏈上安放推板，然后在槽輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下做間歇轉(zhuǎn)位，將餅干盒和商標(biāo)紙由工位3送至工位4，在其間完成兩端面的折紙與封合，最后輸出。
（4）裹包執(zhí)行機(jī)構(gòu)
在工位1至工位2的折紙過程中，為簡化機(jī)構(gòu)和加快速度，可以利用推送機(jī)構(gòu)向右推送的 過程中，并在餅干盒上下設(shè)置兩塊固定折紙板，將商標(biāo)紙包裹于餅干盒上下端面轉(zhuǎn)至工位2。在工位2與工位3之間完成側(cè)面折紙與封合動作，在此過程中利用托盒板與壓盒板在凸輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下做垂直方向的往復(fù)運(yùn)動，同時做側(cè)面折紙的折紙板也在凸輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下完成動作。在工位4完成端面折紙與封合，依舊利用凸輪機(jī)構(gòu)完成動作。
2.3機(jī)構(gòu)的選型
2.3.1 商標(biāo)紙的供送系統(tǒng)
為了操作方便，方便添加商標(biāo)紙，可以將商標(biāo)紙的紙架設(shè)置在機(jī)器的上方，再用送紙輥向水平方向牽引。
2.3.2餅干盒的整理與供送系統(tǒng)
在眾多的塊體恭送裝置中，常用的恭送裝置有鏈帶式恭送裝置、推板式恭送裝置、動梁式恭送裝置等。
圖2-3為鏈帶式恭送裝置，主要用于較大的塊狀物品和成型容器的連續(xù)或間歇供送，對于被供送對象直接同工作臺接觸，應(yīng)要求它要有適宜的耐磨性。在移動過程中必須借助固定導(dǎo)軌或臺面，待推頭移至前進(jìn)終點(diǎn)時，使其脫離約束而繞上鏈銷軸偏轉(zhuǎn)滑下，以免碰傷物件。
1-臺面板 2-欄板 3-料庫活門 4-輸送鏈推頭 5-主動鏈輪
圖2-3
圖2-4所示為水平步進(jìn)推料裝置，由雙曲柄滑塊及凸輪導(dǎo)桿組成。各推板2的運(yùn)動軌跡完全相同，最前邊一個還有執(zhí)行機(jī)構(gòu)裹包的作用。。所不同的是增加了推板的串聯(lián)數(shù)量，足以適當(dāng)延長供送裝置，但結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，有可能加劇震動和嘈聲，因此步進(jìn)級數(shù)不能過多。
而動梁式供送裝置主要用來供送圓柱式的物塊?；緲?gòu)造如圖2-5所示。
由以上3種機(jī)構(gòu)比較得出采用水平步進(jìn)推料裝置對本設(shè)計較為合理。
1-送紙輥 2-推板 3-料庫活門 4-板式槽凸輪 5-內(nèi)導(dǎo)桿 6、7-滑塊
8-雙導(dǎo)桿 9-支座 10雙曲柄滑塊
圖2-4
1-料槽 2-主動雙曲柄 3-定梁 4-動梁
圖2-5
2.3.3 主傳送系統(tǒng)
主傳送系統(tǒng)是多工位包裝機(jī)的基本組成部分，主要用來將被包裝物品和包裝材料從一個工位傳到另一個工位，以完成一系列的包裝作業(yè)。
從結(jié)構(gòu)上來看，傳送系統(tǒng)有的是單一功能的裝置，有的則是由某些機(jī)構(gòu)與裝置組合而成的多功能系統(tǒng)。本設(shè)計中，主要是實現(xiàn)多功能的機(jī)構(gòu)，但都不是很復(fù)雜，主要將餅干盒由一個工位傳到另一個工位，完成裹包動作。由于要實現(xiàn)間歇動作，采用槽輪機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)。為了在傳動中餅干盒的定位，需要利用固定擋板來實現(xiàn)，為了不影響機(jī)構(gòu)之間的沖突，則推板和傳送鏈帶分開，但還是利用同一根軸來傳動。
2.3.4 裹包執(zhí)行機(jī)構(gòu)
在完成一個餅干盒的裹包過程中需要幾道工序才能完成裹包，完成一整套的裹包動作需要如下幾個動作：U型折疊、左端面折疊、右端面折疊、前后端面折角、前后端面折疊、上端面熱封，前后端面熱封7個動作，為完成每個動作需要選取機(jī)構(gòu)
（1）U型折疊
在U型折疊的過程中可以采用固定的折疊器，同時利用推盒板推動，但同時為了在推動過程中防止推偏，則還要有托盒板共同作用，才能完成U型折疊的動作。托盒板與壓盒板均采用固定凸輪與連桿組合機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡圖2-6所示。
1-推料桿 2-頂料桿 3-導(dǎo)軌 4-固定槽凸輪 5-支座 6-滾子 7-導(dǎo)軌
圖2-6
（2）左端面折疊
此機(jī)構(gòu)必須實現(xiàn)兩個動作，第一將左端面商標(biāo)紙折疊，第二，完成折疊后需要和主傳送鏈帶同步向前進(jìn)一段距離，但總體的運(yùn)動時平動，只需要實現(xiàn)前進(jìn)、后退的動作即可，實現(xiàn)這樣的動作的機(jī)構(gòu)很多，但選取機(jī)構(gòu)的同時需要考慮機(jī)構(gòu)的簡單、高效、便于設(shè)計等多方面考慮，最終選定的機(jī)構(gòu)如下圖2-7
1-執(zhí)行機(jī)構(gòu) 2-從動桿 3-主動凸輪
圖2-7
（3）右端面折疊
餅干盒在主傳送鏈帶上同步向前進(jìn)時，可以再主傳送鏈帶上方固定一固定折疊器，在向前移動的過程中完成折疊動作。
（4）上端面熱封
熱封的過程需要在主傳送鏈帶停止的過程中完成，熱封時間極短，而且是在右端面折疊完成后立馬熱封，所以熱封器將緊挨著右端面折疊器，同時需要實現(xiàn)上下的動作，而且在最下端實現(xiàn)短暫停留，因此選用凸輪機(jī)構(gòu)較為合適。
（5）前后端面折角
折角動作主要是為前后端面折疊熱封做準(zhǔn)備，為了做到機(jī)構(gòu)簡化、精簡，所以將折角器安裝在左端面折疊版上，在向右推送的過程中完成折角。
（6）前后端面折紙
前后端面折紙的動作采用固定折疊器，安裝在主傳送鏈上，在餅干盒向前推送的過程中直接完成。
（7）前后端面熱封
同理，熱封需要在前后端面這點(diǎn)完成后立馬熱封，熱封機(jī)構(gòu)采用機(jī)械手形狀的機(jī)構(gòu)，同時利用凸輪機(jī)構(gòu)帶動。
2.3.5 成品輸出機(jī)構(gòu)
成品輸出機(jī)構(gòu)就是主傳送鏈，完成各動作后直接輸出。
2.4確定工藝路線
在對方案分析和所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定之后，選定工藝方案為階梯型裹包路線。根據(jù)工藝方案有如下兩個工藝路線。如圖2-8
1-輸入機(jī)構(gòu) 2-商標(biāo)紙 3-送紙輥 4-切紙板 5-固定折疊器 6-主傳送鏈 7-推板
8-彈性擋板 9-托盒板 10-壓合板 11-擺動板
圖2-8
工藝路線一從右往左進(jìn)行裹包，餅干盒推送機(jī)構(gòu)（輸入機(jī)構(gòu)）將餅干盒送入，同時左端送紙輥送紙，到達(dá)一定長度切斷，然后托盒板將餅干盒向上推送，同時壓盒板也一同作用，將商標(biāo)紙折疊成U型，擺動板向上擺動90度，將餅干盒托住，右端的彈性擋板將餅干盒夾緊，推板向左運(yùn)動，折疊右端面，隨后經(jīng)過主傳送鏈進(jìn)行左端面折疊 熱封。最后經(jīng)過前后端面折疊熱封，送出。
工藝路線二則從左端向右端傳送進(jìn)行裹包，首先，餅干盒經(jīng)過整理器進(jìn)入輸送鏈，同時送紙輥將紙向左端送出，到達(dá)一定長度切斷，然后托盒板與壓盒板將餅干盒連同包裝紙向下輸送，商標(biāo)紙折疊成U型，推同時左端的推板機(jī)構(gòu)向右運(yùn)動，將商標(biāo)紙左端折疊，同時與主傳送鏈向右運(yùn)動，在主傳送鏈上進(jìn)行折疊，熱封等動作，最后輸出。
兩方案相比，各有各的優(yōu)點(diǎn)，方案一，傳送緊湊，適合現(xiàn)代向高精度，高質(zhì)量的包裝方向進(jìn)發(fā)，但機(jī)構(gòu)之間干涉較多，在托盒板下降的過程中，底面熱封板進(jìn)行熱封，兩者之間干涉較為嚴(yán)重，同時傳動機(jī)構(gòu)也比較復(fù)雜，方案二中傳動相對較為簡單，所用機(jī)構(gòu)比方案一少，同時機(jī)構(gòu)之間干涉較少，可以通過設(shè)計避開干涉。但包裝質(zhì)量相對方案一差，但能滿足小型中小廠家要求，所以選擇方案二較為合適。
2.5編制工作循環(huán)圖
圖2-9為其壓盒工位示意圖，圖中標(biāo)示了下列執(zhí)行機(jī)構(gòu)
1-餅干盒 2-壓盒板 3-切紙刀 4-送紙輥 5-商標(biāo)紙 6-折紙板 7-推板 8-托盒板 9-鏈帶
10-供送鏈帶 11-推頭
圖2-9
被包裝物品（餅干盒）供送系統(tǒng)：由人工將餅干盒1放在供送通道上，裝有推頭11的供送鏈帶10做等速運(yùn)動，將盒逐個送至工位1.
包裝材料（卷筒商標(biāo)紙）供送系統(tǒng)：一對送紙輥?zhàn)飨嘞虻人俎D(zhuǎn)動，當(dāng)上下輥壓緊時將商標(biāo)紙送至工位Ⅰ，待紙上的商標(biāo) 圖案到達(dá)預(yù)定位置時，借自動控制裝置立即提起上輥而停止送紙，然后由切紙刀將紙切斷。
主傳動系統(tǒng)：主傳送鏈帶及其上的推板由槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動作間歇轉(zhuǎn)位，將盒和紙由工位Ⅱ逐次向前推移，最后輸出機(jī)外。
裹包執(zhí)行機(jī)構(gòu)：托盒板和壓盒板用凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動作垂直方向的往復(fù)運(yùn)動，以便將盒和紙夾持住由工位Ⅰ將至工位Ⅱ。折紙板也由凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿水平方向作水平往復(fù)運(yùn)動，完成腹部折紙和兩端折紙工作。同時，還有固定折紙板，熱封器，支撐板等機(jī)構(gòu)。
2.5.1裹包工序?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求
餅干盒規(guī)格 長×寬×高=200×135×40 mm
商標(biāo)紙規(guī)格 長×寬=390×280 mm
（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作配合
①托盒板與主傳送鏈帶
鏈帶每作一次間歇運(yùn)動將前進(jìn)190.5mm，而托盒板的寬度為80mm，所以只有當(dāng)推板前進(jìn)110mm時托盒板由最低位置開始上升，才能使托盒板與推板不會干涉，而且最大限度地增加了運(yùn)動時間的重疊。
②托盒板與折紙板
折紙板的行程為135mm，當(dāng)它完成折紙后自右向左退回110mm時，托盒板最多只能上升40mm，否則兩者會發(fā)生干涉。
③托盒板、餅干盒及商標(biāo)紙
當(dāng)托盒板上升118mm時，商標(biāo)紙應(yīng)供送完畢，當(dāng)托盒板上升130mm到達(dá)最高位置時，餅干盒應(yīng)供送到工位Ⅰ。
④托盒板和壓盒板
托盒板升至最高位置后立即開始下降，壓盒板應(yīng)與托盒板同步下降，從而將餅干盒與商標(biāo)紙夾持住由工位Ⅰ送至工位Ⅱ。
⑤壓盒板與折紙板
壓盒板將餅干盒送至最低位置后立即回升，同時折紙板向右開始折紙。
⑥折紙板與主傳送鏈帶
當(dāng)折紙板向右折紙50mm時，主傳送鏈帶開始運(yùn)動。此后，折紙板與餅干盒同步前進(jìn)85mm，即到達(dá)右邊折紙板處，然后向左退回。
⑦壓盒板、餅干盒及商標(biāo)紙
壓盒板上升85mm時，商標(biāo)紙只能供送125mm；壓盒板升到最高位置時，餅干盒供送到離壓盒板5mm處，否則餅干盒與壓盒板會干涉。
根據(jù)以上分析，在壓盒板上升78mm至托盒板上升118mm的時間內(nèi)，商標(biāo)紙必須供送390－125=265mm；在壓盒板上升到最高位置至托盒板上升到最高位置的期間內(nèi)，餅干盒的供送距離為200－25=175mm。
（2）執(zhí)行構(gòu)件的行程時間與速度
對于各個包裝操作的工藝時間及許用速度、加速度等還缺少確切數(shù)據(jù)。根據(jù)多年來的實踐經(jīng)驗，一般認(rèn)為這種間歇送紙的許用速度為0.5m/s，而執(zhí)行構(gòu)件的平均運(yùn)送速度可達(dá)0.45~0.5m/s；如果過渡偏高，機(jī)器工作就不夠穩(wěn)定，容易出故障，包裝質(zhì)量也會下降。現(xiàn)可以參照一些經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動速度和時間：
①送紙：間歇送紙，取送盒速度為0.5m/s，則紙前進(jìn)390mm需0.39/0.5=0.78s；同理，前進(jìn)265mm，需0.53s。
②送盒：勻速送盒，取送盒速度為0.5m/s。則盒前進(jìn)175mm，需0.175/0.5=0.35s。
③主傳送鏈帶：間歇運(yùn)動，取運(yùn)動平均速度為0.5m/s，則前進(jìn)190.5mm需0.381s。
④托盒板：作單停留往復(fù)運(yùn)動（在最低位置停留），行程130mm。取升程和降程都作余弦加速運(yùn)動，運(yùn)動平均速度都為0.45m/s，則升程和降程各需0.13/0.45=0.29s。
⑤壓盒板：作單停留往復(fù)運(yùn)動（在最高位置停留），行程130mm。取升程和降程都作余弦加速運(yùn)動，運(yùn)動平均速度都為0.45m/s，則升程和降程各需0.13/0.45=0.29s。
⑥折紙板：作作單停留往復(fù)運(yùn)動（在極左位置停留），行程135mm。向右運(yùn)動分為兩個階段：先前進(jìn)50mm折紙，取為余弦加速運(yùn)動，運(yùn)動平均速度為0.5m/s，則需0.05/0.5=0.1s；然后再與盒同步前進(jìn)85mm，因驅(qū)動主傳送鏈帶作間歇運(yùn)動的槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)而定，向左回程作余弦加速運(yùn)動，平均速度為0.5m/s，需0.135/0.5=0.27s。
2.5.2執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動規(guī)律及動作配合
采用方框圖所示的形式來安排執(zhí)行構(gòu)件的動作時間及相互間的配合關(guān)系，如圖
圖2-10 動作配合方框圖（行程單位為mm）
2-10所示。
（1）托盒板、壓盒板、折紙板與主傳送鏈帶
?以主傳送鏈帶的起動瞬間為運(yùn)動周期的起始點(diǎn)，畫出其方框圖，如圖2-10所示：
?按前述動作要求配合要求，主傳送鏈帶前進(jìn)110mm時，托盒板開始上升。因驅(qū)動主傳動鏈帶的槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)未定，尚無法計算主傳送鏈帶前進(jìn)110mm所需的時間，只好憑其與主傳送鏈帶的總行程和總行程時間的比例關(guān)系，初步擬定托盒板在0.31s時開始上升，待槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)確定后再做檢驗。
故，可畫出托盒板與壓盒板的升、降程運(yùn)動方框圖，如圖2-10所示。
?折紙板應(yīng)在0.89s時開始向右折紙，前進(jìn)50mm的時刻為0.99s，此時主傳送鏈帶又開始運(yùn)動，然后進(jìn)入下一個運(yùn)動周期。折紙板在其余時間內(nèi)的運(yùn)動暫時不能確定。
于是，由以上四個執(zhí)行構(gòu)件的動作配合關(guān)系，求得運(yùn)動循環(huán)周期為0.99s。
（2）送紙與切紙
由前面的分析得知，當(dāng)壓盒板上升78mm時，已送紙125mm；還有，265mm長的紙有待于在托盒板上升118mm前完成，需0.53s。下面，根據(jù)圖3.3的動作配合關(guān)系，檢驗它們能否滿足送紙要求。
因為托盒板和壓盒板的升、降程都作余弦加速運(yùn)動，則它們的運(yùn)動時間t與位移s的關(guān)系，寫成通式為
T= （2.1）
式中，為總行程及其所需要的時間。
從而可算得壓盒板上升78mm需
=0.164s
而此時此刻為（0.89+0.164）-0.99=0.064s。同理，算得托盒板上升118mm需0.233s，此時刻為0.31+0.233=0.543s。
故知，從壓盒板上升78mm至托盒板上升118mm的時候間隔為0.543-0.064=0.479s，這事不能滿足送紙265mm需時0.53s的要求的。為此，必須重新調(diào)整安排圖3.3所示的動作配合關(guān)系，而將托盒板的上升時刻延遲0.53-0.479=0.051s，即在0.31+0.051=0.361s時托盒板開始上升。相應(yīng)的，壓盒板和折紙板的動作也都要順延0.051s。這樣以來，就將原來圖3.3所示的四個執(zhí)行構(gòu)件的動作配合關(guān)系，修改為圖2-11所示的動作配合關(guān)系，而運(yùn)動循環(huán)周期也由原來的0.99s變?yōu)?.99+0.051=1.041s。
圖2-11 動作方框配合圖
這樣，送紙應(yīng)在0.861+0.233=0.594s時結(jié)束；根據(jù)送紙890mm需時0.78s的要求，應(yīng)在（0.594-0.78）+1.041=0.855s時開始送紙。而切紙應(yīng)在0.594~0.855s的期間內(nèi)完成。
（3）送盒
壓盒板升到最高位置至托盒板升到最高位置的時間間隔為0.651-0.19=0.461s，在此期間送盒175mm，工藝要求為0.35s，時間有余，故可將送盒速度減慢到0.175/0.461=0.877m/s。
（4）主傳送鏈帶
設(shè)主傳送鏈帶每一運(yùn)動周期的運(yùn)動和停留時間各為，則相應(yīng)的動停比
因此，驅(qū)動它作間歇運(yùn)動的槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)為外接型，槽數(shù)為
（2.2）
Z應(yīng)取整數(shù)，取z=8，則
即主傳送鏈帶的實際運(yùn)動規(guī)律為：在0~0.39s的時間內(nèi)前進(jìn)190.5mm，而在0.39~1.041s的時間內(nèi)停留。
主傳送鏈帶運(yùn)動時間t與其位移s的關(guān)系式推導(dǎo)得：
（2.3）
式中： ——主傳送鏈帶間歇轉(zhuǎn)位時的行程；
——主傳送鏈帶間歇轉(zhuǎn)位時的運(yùn)動時間；
t——與主傳送鏈帶位移量s相應(yīng)的運(yùn)動時間；
z——驅(qū)動主傳送鏈帶作間歇運(yùn)動的槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)；
用式（2.3）算得主傳送鏈帶位移量為85、110mm所需的時間分別為0.184、0.211s。
相當(dāng)于，主傳送鏈帶在0.211s時已前進(jìn)110mm，而托盒板在0.361s時才開始上升，兩者不會發(fā)生發(fā)生干涉。注意：從不發(fā)生干涉要求出發(fā)。托盒板在0.211s時就可上升。但為了滿足送紙時間要求，托盒板必須在0.361s時才能開始上升。
另一方面，主傳送鏈帶在0.184s時前進(jìn)了85mm，此時，折紙板應(yīng)運(yùn)動到板左位置。然后，折紙板向右退回135mm，需0.27s，即在0.184+0.27=0.454s時折紙板退到極左位置如圖2-11.
最后，尚須檢驗托盒板與折紙板是否會發(fā)生干涉，由式（2.1）算得托盒板上升40mm需時0.109s，即在0.361+0.109=0.47s時刻托盒板上升40mm，而此時折紙板已退至極左位置，兩者不會發(fā)生干涉。
至此，基本完成了有關(guān)執(zhí)行部件的運(yùn)動規(guī)律和動作配合的擬定，如圖2-11。
（5）繪制工作循環(huán)圖
工作循環(huán)圖雖是一種形式，需將其改畫成直線形式，如圖2-12所示：
圖2-12 餅干盒裹包機(jī)的工作循環(huán)圖
2.6總體布局
總體布局圖如下圖2-13所示。
在選定所有機(jī)構(gòu)和確定工藝路線之后 總體布局可以大體上標(biāo)示出來 ，由于總體布局圖中，零件 機(jī)構(gòu)比較多 在此只畫出機(jī)器大體形狀，有了一個基本的雛形。
圖2-13 總體布局圖
第三章、傳動系統(tǒng)的設(shè)計
3.1傳動方案的擬定
3.1.1確定工序流程圖
在餅干盒的整個包裝過程中，需要輸送、送紙、折紙、封合、輸出等動作，而且每個動作都需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的相互配合。設(shè)計的工藝流程圖如圖3-1。
圖3-1 工藝流程圖
—輸入 —牽引 —U型折疊 —左端面折疊 —右端面折疊 —頂面熱封 —左右端面折疊 —端面熱封 —輸出
為完成以上工序需要用到的機(jī)構(gòu)有輸送帶、送紙輥、固定折疊器、托盒板、壓盒板、折疊版、熱封板、撥輪機(jī)構(gòu)等。
3.1.2工序位置圖
由工藝流程圖可以畫出工序位置圖。工序位置圖如下圖3-2所示。
圖3-2 工序位置圖
由總體方案設(shè)計部分的參數(shù)可以推倒工序位置圖中每個參數(shù)的大小為：
送紙：（間歇運(yùn)動）
送盒：（間歇運(yùn)動)
U型折疊：（間歇運(yùn)動）
主傳送：
折疊板：（前進(jìn)50mm）
(前進(jìn)85mm)
(快速后退)
3.2傳動比與生產(chǎn)能力的計算
圖3-3為餅干盒裹包機(jī)的傳動路線圖
圖3-3 傳動路線圖
設(shè)計中為合理確定該傳動系統(tǒng)的傳動比和生產(chǎn)能力，進(jìn)而給整個傳動裝置選型和分配齒數(shù)，應(yīng)按照傳動要求對有關(guān)傳動鏈進(jìn)行必要的分析計算。
以下用到的各符號的含義如下：
n-電動機(jī)或終端傳動軸的轉(zhuǎn)數(shù)；
D,d-帶輪的計算直徑
Z-齒輪牙數(shù)
-鏈輪牙數(shù)
i-傳動鏈的單級傳動比或總傳動比
-減速器的傳動比
依次列出各傳動鏈傳動比的關(guān)系式如下：
已知
最終轉(zhuǎn)數(shù)：
總傳動比;
3.2.1主傳動系統(tǒng)的設(shè)計與計算
電機(jī)至減速器的傳動比 （3.1）
減速器至軸3的傳動比 （3.2）
輸入輥 （3.3）
式中均為鏈輪齒數(shù)，其余為齒輪齒數(shù)
折疊版凸輪 （3.4）
托盒板 （3.5）
壓盒板與托盒板公式相同。
主傳送鏈輪 （3.6）
頂面和底面熱封凸輪 （3.7）
動刀凸輪 （3.8）
小皮帶輪 (3.9)
送紙輥 （3.10）
從傳動路線圖可以看出由式（3.3），（3.4），（3.5），（3.6）（3.7），（3.8）得：
（3.11）
由式（3.11）列出如下等式：
消去
（3.12）
則有
（3.13）
（3.14）
以上兩式中均為鏈輪齒數(shù)。
由于鏈節(jié)齒數(shù)通常為偶數(shù)，為使鏈條和鏈輪磨損均勻，常取鏈輪齒數(shù)為基數(shù)[4]，并竟可能與鏈節(jié)數(shù)互質(zhì)，優(yōu)先選用的鏈輪齒數(shù)系列有：17、19、21、23、25、38、57、76、95和114.
由式（3.13），取
同時，為了設(shè)計與計算以及互換、維修等方便，同時還要考慮各零件之間是否會發(fā)生干涉的問題，在式（3.14）中取
，
帶入式（3.14）式化簡得
從制造齒輪的角度考慮，為避免不發(fā)生根切現(xiàn)象，則最小齒數(shù)必須大于等于17。
取，
由式（3.1）和（3.2）得如下關(guān)系式：
（3.15）
式中：[1]。取 帶入式（3.15）
（3.16）
為減速器的傳動比，因為傳動比并不高，可以采用箱體減速器，在此可以初選箱體減速器的傳動比，
同時取。
帶入式（3-16）計算得
取
3.2.2小帶輪的傳動路線的設(shè)計與計算
小帶輪的作用，主要是為了防止送紙輥輸送過來的商標(biāo)紙堵塞，對餅干盒的裹包造成影響，因此必須設(shè)計小帶輪，如果小帶輪轉(zhuǎn)速過高，可能會將商標(biāo)紙送出預(yù)定位置，如果太低，反而會阻止商標(biāo)紙前進(jìn)，所以速度與送紙輥的速度大小相等為宜。由于送紙輥的平均轉(zhuǎn)速為62.46r/min。所以鏈輪。
3.3傳動系統(tǒng)運(yùn)動與動力參數(shù)的所計算
由傳動系統(tǒng)設(shè)計部分得知個個環(huán)節(jié)傳動比如下：
查文獻(xiàn)[6, 18]得各各環(huán)節(jié)的傳動效率如下：
V帶傳動效率 ； 滑動軸承的傳動效率 ； 滾動軸承的效率 ；聯(lián)軸器的傳動效率 ；減速器的傳動效率 （由機(jī)械設(shè)計減速器的設(shè)計計算得出）；齒輪的傳動效率 （7級精度）；鏈輪的傳動效率 ；則傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩如下
1）電動機(jī)軸
n=n=910（r/min）；
P=P=0.75kW。（輸出功率）
T=9550=9550×=7.87N·m
2） V帶大帶輪軸
3 ）軸2
4） 軸3
5） 軸4
在軸3上安裝的兩曲柄，由于并不需要多大的力取推動餅干盒，所以傳到兩曲柄上的功率主要消耗在克服部件重力運(yùn)動，消耗功率為總功率的15%，兩條鏈輪消耗的功率均為剩下功率的50%，所以軸4的轉(zhuǎn)速，功率，轉(zhuǎn)矩如下：
6） 軸5
第四章 傳動機(jī)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計與計算
4.1槽輪相關(guān)參數(shù)的確定
4.1.1 槽數(shù)的確定
由于八工位要實現(xiàn)每次45°較的間歇轉(zhuǎn)動，所以，槽數(shù)設(shè)為z=8。
4.1.2 圓銷數(shù)n的選擇
在實際工作中，我們所要達(dá)到的運(yùn)動效果為在八工位盤停止轉(zhuǎn)動的時間內(nèi)完成折疊，同時與主傳動鏈共同前進(jìn)的動作。因此，應(yīng)使停止的時間小于轉(zhuǎn)動時間。即保證k＜0.5，但不應(yīng)太短。若撥盤上均布n個銷，則一周內(nèi)槽輪被撥n次，運(yùn)動系數(shù)是單銷的n倍。
k=n（1/2-1/z）≤1
n≤2z/(z-2)
因為z已等于8，可得n=1或2。
當(dāng)n=1時，k=1/2-1/z =1/2-1/8=3/8
當(dāng)n=2時，k=2×3/8=3/4
當(dāng)n=3時，k=9/8
出于產(chǎn)品的實際考慮，和總體方案設(shè)計所考慮的方案選n=1
4.1.3槽輪的選用
選用比較廣泛的外槽輪。
參考機(jī)械設(shè)計手冊公式，有如下角速度與角加速度的公式。
/=λ（cosα-λ）/（1-2λcosα+）
/=λ{(lán)（-1）sinα}/（1-2λcosα+） （4.1）
代入求得最大值=[λ(1-λ)/(1-2λ+)]=λ/1-λ （4.2）
λ=R/L
=λ(-1) sinα/(1-2λcosα+）。 （4.3）
參考文獻(xiàn)[4,242]得當(dāng)Z=8時， ；
4.1.4 計算幾何尺寸
如下圖所示（圖4-1）；（數(shù)據(jù)以撥盤半徑為基準(zhǔn)）
? 槽數(shù)Z??? 按工位要求選定為8。
? 中心距α??? 按結(jié)構(gòu)情況確定α=100mm。
? 圓銷半徑r??? 按結(jié)構(gòu)情況確定r=12mm。
④ 槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角2α???2α=180（1-2/z)=135
⑤ 槽間角2β??? 2β= 360/z=40
⑥ 主動件圓銷中心半徑R1??? R1=αsinβ=23.01mm
⑦ R1與α的比值λ???
⑧ 槽輪外圓半徑R2??=?85mm
⑨ 槽輪槽深h??? 取h=54mm。
⑩運(yùn)動系數(shù)k??? (n=1,n為圓銷數(shù)）
槽輪機(jī)構(gòu)簡圖如圖4-1所示。
圖4-1 槽輪機(jī)構(gòu)簡圖
4.2 V帶傳動的設(shè)計及參數(shù)選擇
4.2.1確定計算功率（KW）
查文獻(xiàn)[4,156]得工作情況系數(shù)＝1.1 =P=1.1*0.75＝0.825KW
4.2.2選擇帶型
由于＝0.825KW，小帶輪轉(zhuǎn)速＝1000r/min，確定選用A型。
4.2.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑
在傳動系統(tǒng)計算部分已經(jīng)計算得
查表取主動輪基準(zhǔn)直徑＝125mm，由于最終轉(zhuǎn)速為435.41r/min，根據(jù)公式i＝≈=910/435.41=2.09，從動輪基準(zhǔn)直徑為250mm。此時傳動比明顯比預(yù)計的傳動比小，將0.09的傳動比加在減速器上，則減速器的傳動比；
驗證帶的速度 在此速度下帶的速度之間，帶的速度合適。
4.2.4確定窄V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距
根據(jù)0.7（D1+D2）＜＜2（D1+D2），初步確定中心距=550mm。
根據(jù)公式計算帶所需的基準(zhǔn)長度：
（4.4）
查文獻(xiàn)[4,146]選取帶的基準(zhǔn)長度=1250mm
計算實際中心距 （4.5）
中心距可調(diào)范圍：
4.2.5驗證主動輪上的包角a1
（4.6）
主動輪上的包角合適。
4.2.6計算窄V帶的根數(shù)Z
（1）計算當(dāng)根V帶的額定功率
由；查文獻(xiàn)[4,152]得。
根據(jù)和Z型帶 查文獻(xiàn)[4,153]得
由于包角為166.32 ，查文獻(xiàn)[4,155]包角修正系數(shù) 長度系數(shù)，則
（2）計算V帶的根數(shù)
取整Z=1
4.2.7 計算V帶的初拉力的最小值
查表的Z型帶的單位長度質(zhì)量，所以 （4.7）
應(yīng)使帶的實際初拉力
4.2.8確定V帶帶輪中心孔和寬度
帶輪設(shè)計圖如下圖所示（圖4-2）
圖4-2 帶輪機(jī)構(gòu)簡圖
4.3鏈輪的設(shè)計與計算
4.3.1齒數(shù)Z=25的鏈輪的設(shè)計與計算
已知；
；
電動機(jī)功率 主傳動鏈轉(zhuǎn)數(shù)
傳動比：，其中采用平行布置 其余因為中心距不是平行的則采用有張緊裝置的設(shè)計。
現(xiàn)在這對鏈輪進(jìn)行設(shè)計與計算
（1）確定計算功率
查文獻(xiàn)[4,178]得工況系數(shù)；齒數(shù)系數(shù)；單排鏈，則計算功率為
（2）選擇鏈條型號和節(jié)距
根據(jù) 查文獻(xiàn)[4
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