硬紙盒包裝機(jī)成型裝置設(shè)計(jì)

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I目 錄第 1 章 緒 論 11.1 概述 11.2 國(guó)外包裝行業(yè)發(fā)展概況 11.3 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè) 31.4 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向 .51.4.1 機(jī)械功能多元化 .51.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化 .51.4.3 控制智能化 .51.4.4 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化 .51.5.3 硬紙盒包裝機(jī)械的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求 7第 2 章 硬紙盒包裝機(jī)成型裝置總體方案設(shè)計(jì) 82.1 功能與應(yīng)用范圍 82.2 確定機(jī)器類型 82.2.1 工位數(shù) .82.2.2 運(yùn)動(dòng)型式 .82.3 確定包裝程序，工藝路線和工位數(shù) 92.3.1 包裝程序 .92.3.2 工藝路線 .92.3.3 工位數(shù) .92.4 對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求 .102.5 機(jī)構(gòu)選型 .10第 3 章 主要零部件參數(shù)的設(shè)定 133.1.電動(dòng)機(jī)的選擇 .133.1.1 電動(dòng)機(jī)種類、結(jié)構(gòu)型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇 133.1.2 電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇 143.2.減速器高速軸直徑及強(qiáng)度校核 .153.3 傳送帶帶輪參數(shù)的設(shè)定 .173.4 傳送帶設(shè)計(jì) .183.5 底箱設(shè)計(jì) .19第 4 章 成型裝置主要零件建模 214.1 軟件介紹 .214.2 主要零件建模過程舉例 .214.2.1.槽輪建模過程 .214.2.2.傳送帶帶輪建模 .284.3 關(guān)鍵零件裝配過程舉例 .35第 5 章 紙盒包裝機(jī)仿真運(yùn)動(dòng) .39II5.1 包裝機(jī)的工作過程 .395.1.1 紙盒撐起機(jī)構(gòu) 395.1.2.折內(nèi)襯機(jī)構(gòu) .395.1.3.折外蓋機(jī)構(gòu) .405.2.包裝機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作過程 .425.2.1.紙盒撐起機(jī)構(gòu) .425.2.2.折內(nèi)襯機(jī)構(gòu) .425.2.3.折外盒蓋機(jī)構(gòu) .425.3 ANIMATOR簡(jiǎn)介 425.4 開始 ANIMATOR 42結(jié)束語(yǔ) .47致謝 .48參考文獻(xiàn) .49煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1第 1 章 緒 論1.1 概述紙盒包裝機(jī)械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和作用，它給行業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備，以完成產(chǎn)品的包裝工藝過程。盡管包裝機(jī)械的產(chǎn)值在整個(gè)包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對(duì)包裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。它為包裝工業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，保證包裝產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)環(huán)境好、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，因而獲得較強(qiáng)的生命力，帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。沒有現(xiàn)代化的包裝機(jī)械，就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。 用于完成包裝過程的包裝機(jī)械可分為 11 類，它們是充填機(jī)械、灌裝機(jī)械、封口機(jī)械、裹包機(jī)械、多功能包裝機(jī)械、標(biāo)簽機(jī)械、清洗機(jī)械、干燥機(jī)械、殺菌機(jī)械、捆扎機(jī)械和集裝機(jī)械、輔助包裝機(jī)械和設(shè)備等。 用于加工包裝材料和容器的包裝機(jī)械可分為 7 類，它們是瓦楞紙板加工機(jī)械、紙盒加工機(jī)械、復(fù)合材料加工機(jī)械、制袋機(jī)械、塑料中空容器加工機(jī)械、金屬容器加工機(jī)械、玻璃容器加工機(jī)械等。該類設(shè)備包括合成包裝材料制造、印刷和容器成型等工序的機(jī)械和設(shè)備，其產(chǎn)值常高于前一類包裝機(jī)械。在美國(guó)已成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)，稱為轉(zhuǎn)換機(jī)械，意即將原料經(jīng)加工、印刷、成型等轉(zhuǎn)換成包裝容器的機(jī)器。該類設(shè)備大多數(shù)是盛大生產(chǎn)線，生產(chǎn)效益高，與工藝和原料關(guān)系十分密切，投資大，但效益好。 硬紙盒包裝機(jī)械作為專業(yè)性機(jī)械，除了普通機(jī)械的一般要求外，還有外表美觀、傳動(dòng)裝置緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、精度高、生產(chǎn)效率高等要求，以很好地完成自身功能，適應(yīng)市場(chǎng)需求。1.2 國(guó)外包裝行業(yè)發(fā)展概況美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó)。 從目前情況看，全球的包裝機(jī)械需求預(yù)計(jì)將以每年 5.3％的速度增長(zhǎng)，到 2005 年達(dá) 290 億美元。美國(guó)擁有最大的包裝設(shè)備生產(chǎn)商，其次是日本，其他主要生產(chǎn)商還包括德國(guó)、意大利和中國(guó)。但到 2005 年，包裝設(shè)備生產(chǎn)增長(zhǎng)最快的是發(fā)展中國(guó)家和地區(qū)。發(fā)達(dá)國(guó)家將從刺激國(guó)內(nèi)需求中獲利，并在發(fā)展中國(guó)家尋找當(dāng)?shù)睾线m的生產(chǎn)廠家，特別是在食品加工廠進(jìn)行投資，提供包裝機(jī)械設(shè)備。 Sullivan 的市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告中稱，到 2007 年，歐洲包裝機(jī)械的市場(chǎng)總值預(yù)計(jì)將由 2000 年的 46 億美元增長(zhǎng)至 65 億美元，市場(chǎng)潛力巨大。那些傳統(tǒng)上不使用包裝系統(tǒng)的工業(yè)將成為包裝機(jī)械市場(chǎng)的新客戶，從而成為刺激銷售增長(zhǎng)的因素之一。已經(jīng)具備包裝設(shè)備的公司未來更新或增加包裝生產(chǎn)線的比例將上升，煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2特別是食品、飲料及制藥業(yè)的需求最為殷切。 該調(diào)查報(bào)告還指出，過去只購(gòu)置分離式包裝機(jī)械的小型廠商也將逐步了解“整體式包裝生產(chǎn)線” 的優(yōu)勢(shì)所在， 變成該類產(chǎn)品的潛在用戶，所以在未來的包裝機(jī)械市場(chǎng)中，這種包裝機(jī)械的占有率將呈上升趨勢(shì)。另一方面，OEM 制造業(yè)者與最終消費(fèi)者將趨向購(gòu)買操作簡(jiǎn)易且安裝容易的包裝機(jī)械，尤其是當(dāng)前制造業(yè)大量裁員，對(duì)簡(jiǎn)易操作系統(tǒng)的需求將與日俱增。因此，要想在未來包裝市場(chǎng)取得一席之地，高效率的客戶服務(wù)與機(jī)械維修將是最重要的競(jìng)爭(zhēng)條件之一。 美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10 多年來，美國(guó)始終保持著世界最大包裝機(jī)械生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制。新型機(jī)械產(chǎn)品中以成型、填充、封口三種機(jī)械的增長(zhǎng)最快，裹包機(jī)和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額的 15%，紙盒封盒包裝機(jī)在市場(chǎng)占有率中居第二位。從上世 90 年代初以來，美國(guó)包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭。 美國(guó)國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械市場(chǎng)在全球是首屈一指的，各種包裝機(jī)械主要內(nèi)銷，1998 年美國(guó)包裝機(jī)械國(guó)內(nèi)消費(fèi)占 82%，出口只占產(chǎn)值的 18%，但出口額大。美國(guó)的包裝機(jī)械制造廠大部分附屬于大型包裝材料廠，銷售也完全依賴母公司。中國(guó)已成為繼加拿大、墨西哥、日本、英國(guó)、德國(guó)之后，美國(guó)包裝機(jī)械的第 6大出口市場(chǎng)。 美國(guó)包裝工業(yè)起步于 20 世紀(jì)初；自二戰(zhàn)以來得到快速發(fā)展，逐步建立并形成包括包裝材料、包裝工藝和包裝機(jī)械完整而獨(dú)立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的 3％。其包裝機(jī)械最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。 美國(guó)食品產(chǎn)業(yè)中，蔬菜和水果每年所需要的包裝機(jī)械所占的比重最大，到2005 年占 20.3％；肉品所需包裝機(jī)械為第二；乳品為第三位；面包為第四位；糖果為第五位。除肉品持平外，乳品、糖果包裝機(jī)械的年需求值占食品產(chǎn)業(yè)總需求值的比重呈下降趨勢(shì)。其他產(chǎn)業(yè)主要由家庭清潔用品與化妝品、煙草產(chǎn)品、醫(yī)藥產(chǎn)品、日雜產(chǎn)品 4 個(gè)行業(yè)組成。其他產(chǎn)業(yè)對(duì)包裝機(jī)械年需求量占年總需求量的 1／3 左右。 日本與美國(guó)、德國(guó)相比，起步較晚。上世紀(jì) 60 年代以前，包裝機(jī)械廠家不足 60 家，只能包裝糖果、香煙等。 60-70 年代，是日本包裝機(jī)械業(yè)起步階段，產(chǎn)值增長(zhǎng)速度很快。70-80 年代，增長(zhǎng)速度雖不如上一階段那么高，但年增長(zhǎng)率仍達(dá) 13%。 80-90 年代是穩(wěn)定增長(zhǎng)分階段，將微電子技術(shù)成功地應(yīng)用于包裝機(jī)械的控制，以后又將光導(dǎo)纖維技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用于包裝機(jī)械，達(dá)到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率的水平，大大提高了其國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，從上世紀(jì) 60 年代到 90 年代初，日本包裝機(jī)械工業(yè)連續(xù) 30 多年高速增長(zhǎng)，經(jīng)歷了引進(jìn)－－消他－－發(fā)展的過程。 日本的包裝機(jī)械制造廠以中小企業(yè)為主，包裝機(jī)械的品種近 500 種，規(guī)格煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）3有 700 多個(gè)。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。90 年代以來，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無觸點(diǎn)電子開關(guān)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中。日本包裝機(jī)械的很大一部分用于食品包裝領(lǐng)域，食品包裝機(jī)械產(chǎn)值占包裝機(jī)械總產(chǎn)值的一半以上。 日本包裝機(jī)械的主要市場(chǎng)是本國(guó)，出口額只占產(chǎn)值的 10%。亞洲是日本包裝機(jī)械的主要出口市場(chǎng)。從上世紀(jì) 90 年代以來，日本對(duì)中國(guó)的出口額連年大幅增長(zhǎng)，自 1995 年起，中國(guó)已成為日本包裝機(jī)械的最大出口國(guó)。 德國(guó)包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位。2002 年德國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)值達(dá) 34 億歐元，比 2001 年上升 10％。如以不同的包裝材料劃分，2002 年德國(guó)玻璃包裝業(yè)增長(zhǎng)了近 1.6％，木材近 3.6％，紙及紙板近 11.9％。 歐洲包裝機(jī)械的 70％為德國(guó)生產(chǎn)，其產(chǎn)量的 77％出口，占世界包裝機(jī)械出口市場(chǎng)的 29％，名列世界第一位。中國(guó)是德國(guó)包裝機(jī)械的重要出口國(guó)，尤其是食品加工及包裝機(jī)械。德國(guó)主要的包裝機(jī)械出口市場(chǎng)依次為美、英、法、中、俄。德國(guó)的包裝機(jī)械憑借 85％的配額穩(wěn)居世界首位。 德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能等方面均名列前茅，特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)。一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)、電、儀表及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制，并配有防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝容積大，而且能使制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成。德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)，出口比例占 80％左右，是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)。 德國(guó)、意大利、英國(guó)、瑞士和法國(guó)等，都是世界上很重要的包裝機(jī)械生產(chǎn)國(guó)家。歐洲各國(guó)包裝機(jī)械業(yè)的一個(gè)共同特點(diǎn)，是出口比例(出口額占產(chǎn)值的比例)都很大，如德國(guó)和意大利近 80%，瑞士超過 90%，荷蘭出口額甚至大于產(chǎn)值，因?yàn)楹商m是歐洲很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地。 德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位，特別是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)，享譽(yù)全球。一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)-電-儀及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制，并配有防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱重、充填、抽真空、封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成。德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長(zhǎng)狀態(tài)，出口比例占 80%左右。德國(guó)是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)。 意大利是僅次于德國(guó)的第二大包裝機(jī)械出口國(guó)。意大利的包裝機(jī)械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀考究、價(jià)格便宜的特點(diǎn)，出口比例占 80%左右，美國(guó)是其最大的出口市場(chǎng)。上世紀(jì) 90 年代以來，意大利對(duì)中國(guó)的包裝機(jī)械出口額迅速增長(zhǎng)，1995 年在意大利的出口排名榜上，中國(guó)已躍上為第 2 位。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）41.3 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè) 我國(guó)包裝機(jī)械起步較晚，在新中國(guó)成立時(shí)幾乎是一片空白，只有少數(shù)工廠或作坊生產(chǎn)一些簡(jiǎn)單的手工包裝機(jī)具，或?yàn)樯贁?shù)進(jìn)口機(jī)器進(jìn)行修配服務(wù)。上世紀(jì) 80 年代以前發(fā)展緩慢，只能生產(chǎn)幾種水平很低的包裝機(jī)械，主要在煙草加工、制糖、制鹽、釀酒等行業(yè)，包裝機(jī)械沒有成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)，國(guó)家公布的產(chǎn)品目錄中也沒有分包裝機(jī)械這一類。 80 年代以后，由于改革開放，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，社會(huì)對(duì)包裝機(jī)械的需求不斷增加。市場(chǎng)需求，政府的重視政策引導(dǎo)和積極扶持，使我國(guó)包裝機(jī)械得到迅速發(fā)展，年平均增長(zhǎng)速度大于 30%，進(jìn)入 90 年代，仍以 20%以上的速度增長(zhǎng)。經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，我國(guó)包裝機(jī)械已成為機(jī)械工業(yè)中十大行業(yè)之一，無論是產(chǎn)品還是品種，都取得了令人矚目的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有力的保障，有些包裝機(jī)械填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，已能基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，部分產(chǎn)品還有出口。2001 年全國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)量達(dá) 53.3 萬臺(tái)(套，產(chǎn)值為 195.5億元，占全國(guó)包裝工業(yè)總產(chǎn)值的 8.2%，我國(guó)已成為世界包裝機(jī)械工生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。 然而，我國(guó)包裝機(jī)械存在不少問題。一是缺乏宏觀調(diào)控，因包裝機(jī)械企業(yè)起點(diǎn)低、“ 先天不足 “且跨部門，存在統(tǒng)籌規(guī)劃、宏觀指導(dǎo)難的問題，在投資和開發(fā)新產(chǎn)品方面往往一哄而起，出現(xiàn)低水平重復(fù)的無序競(jìng)爭(zhēng)。二是缺乏資金投入，這也是機(jī)械行業(yè)的共性，難以吸引大量資金投入，難以進(jìn)行大量的技術(shù)改造。因經(jīng)費(fèi)不足，企業(yè)用于研究和開發(fā)的投資占銷售額平均水平不到 1%，不能做到生產(chǎn)一代，開發(fā)一代，研究一代。由于沒有技術(shù)儲(chǔ)備，引進(jìn)技術(shù)、消化吸收工作不力，使企業(yè)新產(chǎn)品少，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。三是缺乏專業(yè)技術(shù)人員，因包裝機(jī)械業(yè)利潤(rùn)不高，難以吸引優(yōu)秀的技術(shù)人才，以致人才隊(duì)伍參差不齊，自主開發(fā)產(chǎn)品和創(chuàng)新能力薄弱，甚至消化吸收國(guó)外同類產(chǎn)品的能力都很弱，造成產(chǎn)品多年一貫制。以上這些已經(jīng)制約了行業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)包裝機(jī)械出口額還不足總產(chǎn)值的 5%，進(jìn)口額卻與總產(chǎn)值大抵相當(dāng)。包裝機(jī)械市場(chǎng)大有商機(jī)。但是，綜合國(guó)內(nèi)包裝市場(chǎng)的信息，可以發(fā)現(xiàn)目前市場(chǎng)需求旺盛的主要包裝產(chǎn)品有：瓦楞紙板、制箱(盒) 、印刷成套設(shè)備。瓦楞紙板、制箱指的是包裝盒、大型紙箱、快餐飯盒、一次性紙杯、紙模包裝等，此類產(chǎn)品可算是包裝行業(yè)里的龍頭老大，全國(guó)近萬家紙箱(盒)包裝廠，十幾年來國(guó)內(nèi)流通領(lǐng)域?qū)ν呃慵埌?、制?盒 )、印刷成套設(shè)備的需求量長(zhǎng)盛不衰，供不應(yīng)求。除大量生活日用品采用紙箱包裝外，現(xiàn)在摩扦車、自行車大量采用紙箱包裝，日常生活中不可或缺的水果也由柳條筐改用紙箱進(jìn)行包裝。據(jù)行業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)，未來蔬菜也會(huì)用紙箱包裝。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，紙箱包裝企業(yè)更新改造速度加快，迫切需要 20m以上的寬幅五層、七層、九層及高強(qiáng)度等各種瓦楞紙板、紙箱(盒)成套設(shè)備。 醫(yī)藥加工及其包裝機(jī)械的包裝材料。各種中西藥加工成套設(shè)備，特別是重要的現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備加工屬于當(dāng)今行業(yè)重要課題，解決中藥切片、制片、針劑、膏、散、丸的包裝問題，迫切需要各種藥品加工及包裝設(shè)備，解決產(chǎn)品的適應(yīng)煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5性、配套性及可靠性，特別是高速、自動(dòng)化、多功能的包裝機(jī)械及相應(yīng)配套的復(fù)合包裝材料。 方便食品生產(chǎn)成套設(shè)備。主要有以方便面、方便粥以及餃子、包子等機(jī)械為代表的方便食品加工成套設(shè)備，且產(chǎn)品需求量越來越大。根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)調(diào)查，人們對(duì)方便食品需求的方向是：營(yíng)養(yǎng)、高檔、味道好。傳統(tǒng)食品加工、老年及嬰兒食品加工設(shè)備的市場(chǎng)前景同樣看好，相關(guān)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)。 啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備。目前全國(guó)有主要啤酒廠 800 余家，主要飲料廠 2000 多家，啤酒灌裝機(jī)械重點(diǎn)發(fā)展年產(chǎn) 5 萬噸中型灌裝成套設(shè)備，適度發(fā)展 10 萬噸/年以上的大型啤酒灌裝成套設(shè)備，業(yè)內(nèi)人士特別強(qiáng)調(diào)，要發(fā)展高速、低損耗、計(jì)量精確、自動(dòng)檢測(cè)等多功能、全自動(dòng)設(shè)備。飲料機(jī)械要適應(yīng)“集中生產(chǎn)主劑，分散灌裝飲料“的發(fā)展方向。開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配啤酒、飲料技術(shù)和設(shè)備。 水果蔬菜加工保鮮包裝設(shè)備。水果蔬菜加工、保鮮是未來發(fā)展的重要趨勢(shì)，迫切需要水果蔬菜分級(jí)技術(shù)和設(shè)備、 高得率榨汁技術(shù)和設(shè)備、節(jié)能的濃縮技術(shù)和設(shè)備、經(jīng)洗凈及挑選的水果、速凍蔬菜及脫水蔬菜的技術(shù)與裝備。發(fā) 展大幅度降低水果蔬菜、糧食、肉類(水產(chǎn)品)、蛋類等食品原料損失的加工機(jī)械，特別是包裝設(shè)備，目前大都采有氣調(diào)、Co60 輻射技術(shù)和裝備。1.4 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向隨著包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，包裝機(jī)械在技術(shù)發(fā)展方向上正朝著以下四個(gè)方向發(fā)展：1.4.1 機(jī)械功能多元化 工商業(yè)產(chǎn)品在已趨向精致化及多元化的環(huán)境變化下，多元化、彈性化且有多種切換功能和包裝機(jī)械方面適應(yīng)市 場(chǎng)需求；1.4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化充分利用原有機(jī)型模組化設(shè)計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機(jī)型；1.4.3 控制智能化未來包裝機(jī)械必須具備多功能化、調(diào)整操作簡(jiǎn)單等條件，基于電腦的智能型儀器將成為食品包裝控制器發(fā)展的新趨勢(shì)；1.4.4 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制等關(guān)系到包裝機(jī)械性能的優(yōu)劣，可通過馬達(dá) 、編碼器及數(shù)字控制(NC)、動(dòng)力負(fù)載控制(PLC)等高精密控制器來實(shí)現(xiàn)。并適度地做產(chǎn)品延伸。 另外，我們還應(yīng)該努力做到以下三點(diǎn)：1、加強(qiáng)總量控制，加速與國(guó)際接軌。下一步發(fā)展走勢(shì)是把多余的調(diào)下 來，把空缺的補(bǔ)進(jìn)去。一是加大開發(fā)力度，進(jìn)行有效投入和生產(chǎn)；二是提倡企業(yè)間建立長(zhǎng)期、固定的供求關(guān)系，防止盲目生產(chǎn)、重復(fù)引進(jìn)、重復(fù)布點(diǎn)和自相殘殺的局面出現(xiàn)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)包裝業(yè)一定要放煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）6到世界包裝業(yè)中去發(fā)展 這樣才能加速與國(guó)際的接軌，才能全面觀察和體驗(yàn)世界包裝的發(fā)展動(dòng)態(tài)，才能爭(zhēng)取時(shí)間取得更大的市場(chǎng)份額。2 、合理利用資源。首先是合理利用資源，使資金達(dá)到投入優(yōu)化，加大包裝產(chǎn)業(yè)的資金投入量；其次是提高包裝材 料的利用效率，尋找資源節(jié)約的各種途徑，努力發(fā)展適度包裝，改革和禁止過分包裝，節(jié)約包裝材料；重視包裝 技術(shù)改造，發(fā)展周轉(zhuǎn)包裝和回收利用，大力提倡和使用綠色包裝，使包裝發(fā)展與環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來。3、包裝材料 向節(jié)能低耗、防污染、高功能方面發(fā)展。加快發(fā)展具備阻隔、耐高低溫、高強(qiáng)度等功能的包裝材料，使其適應(yīng)不 同產(chǎn)品對(duì)包裝制品的特殊要求。針對(duì)包裝產(chǎn)品的市場(chǎng)需要，不斷提高設(shè)計(jì)開發(fā)能力，重點(diǎn)設(shè)計(jì)開發(fā)新型包裝材料 和替代進(jìn)口材料，縮小包裝制品加工與原材料供應(yīng)不平衡的差距。紙、塑料、玻璃、金屬四大包裝基材的多品種 系列開發(fā)，又要進(jìn)行多種基材的復(fù)合品種開發(fā)。 在 10 月 31 日舉行的中國(guó)-東盟食品和包裝機(jī)械及相關(guān)設(shè)備說明會(huì)上，中國(guó)食品和包裝機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副理事 長(zhǎng)、副會(huì)長(zhǎng)何南至說，我國(guó)今后包裝機(jī)械業(yè)發(fā)展將呈現(xiàn)三大趨勢(shì)。 何南至說，近幾年來，我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)取得的成績(jī)有目共睹，但存在的問題也很明顯，低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象 尤其突出。今后中國(guó)包裝機(jī)械市場(chǎng)發(fā)展將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)： 一是包裝機(jī)械技術(shù)含量日趨增加。中國(guó)現(xiàn)有的一些包裝機(jī)械產(chǎn)品技術(shù)含量不高，而國(guó)外已將很多先進(jìn)技術(shù)應(yīng) 用在包裝機(jī)械上，如遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)（包括監(jiān)控）、自動(dòng)柔性補(bǔ)償技術(shù)、激光切割技術(shù)、信息處理技術(shù)等。 二是包裝機(jī)械市場(chǎng)日趨壟斷化。目前中國(guó)除了瓦楞紙箱包裝機(jī)械和一些小型包裝機(jī)械有一定規(guī)模和優(yōu)勢(shì)外， 其他包裝機(jī)械幾乎不成體系和規(guī)模，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上需求量大的一些成套包裝生產(chǎn)線，被國(guó)外幾家大包裝機(jī)械企業(yè)（集團(tuán)）所壟斷。 三是包裝機(jī)械零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國(guó)際包裝界十分重視提高包裝機(jī)械加工和整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力，所以 裝機(jī)械零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢(shì)，很多零部件不再由包裝機(jī)械廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠 生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機(jī)械廠將可能是組裝廠。 1.5 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)面臨的問題 1.5.1 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展中的問題 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展的主要問題是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的零散局面。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，我國(guó)包裝機(jī)械品種約有 1300 多種 ，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型產(chǎn)品，不能滿足市場(chǎng)需求。產(chǎn)品質(zhì)量差距表現(xiàn)在產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和可靠性差，外觀造型不美觀，表面處理粗糙，許多元器件質(zhì)量差、壽命短、可靠性低，影響了整體產(chǎn)品的質(zhì)量；從企業(yè)狀況 看，國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多；從產(chǎn)品開發(fā)看，我國(guó)還基本停留在仿制階段，自行開發(fā)能力弱，科研經(jīng)費(fèi)僅占銷售額的 1%，而國(guó)外高達(dá) 8%―10%。總的來說，我國(guó)包裝機(jī)械和國(guó)際先進(jìn)的產(chǎn)品相比，在產(chǎn)品的開發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性、服務(wù)等方面的競(jìng)爭(zhēng)中都處于劣勢(shì)。 1.5.2 產(chǎn)生這些問題的原因 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）71、缺乏宏觀調(diào)控 因包裝機(jī)械企業(yè)起點(diǎn)低、“先天不足”且跨部門，存在統(tǒng)籌規(guī)劃、宏觀指導(dǎo)難的問題，在投資和開發(fā)新產(chǎn)品方 面往往一哄而起，出現(xiàn)低水平重復(fù)的無序 競(jìng)爭(zhēng)。 2、缺乏資金投入 這也是機(jī)械行業(yè)的共性，難以吸引大量資金投入，難以進(jìn)行大量的技術(shù)改造。因經(jīng)費(fèi)不足，企業(yè)用于研究和 開發(fā)的投資占銷售額平均水平不到 1%，不能做到生產(chǎn)一代，開發(fā)一代，研究一代。由于沒有技術(shù)儲(chǔ)備，引進(jìn)技術(shù) 、消化吸收工作不力，使企業(yè)新產(chǎn)品少，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。 3、缺乏專業(yè)技術(shù)人員 因包裝機(jī)械業(yè)利潤(rùn)不高，難以吸引優(yōu)秀的技術(shù)人才，以致人才隊(duì)伍參差不齊，自主開發(fā)產(chǎn)品和創(chuàng)新能力薄弱 ，甚至消化吸收國(guó)外同類產(chǎn)品的能力都很弱，造成產(chǎn)品多年一貫制。 1.5.3 硬紙盒包裝機(jī)械的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求要研究包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)方法，必須先從包裝機(jī)械的特點(diǎn)入手。包裝機(jī)械作為特殊類型的專用機(jī)械，與其它機(jī)械相比有著自身的特點(diǎn)，主要如下1、種類繁多。由于包裝對(duì)象、包裝工藝的多樣化，使包裝機(jī)械在原理與結(jié)構(gòu)上存在很大差異，即使是能夠完成同樣包裝功能的機(jī)械，也可能具有不同的工作原理和結(jié)構(gòu)。2、更新?lián)Q代快。由于包裝機(jī)械不斷向高速化發(fā)展，機(jī)械零部件極易疲勞，并且隨著社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)包裝機(jī)械的要求也日趨嚴(yán)格，為滿足市場(chǎng)需求，包裝機(jī)械應(yīng)及時(shí)更新?lián)Q代。3、控制要求高。由于包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、包裝工藝動(dòng)作配合要求高，其自動(dòng)控制又直接影響包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)、工作可靠性、包裝產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、能量消耗和操作環(huán)境等。因此對(duì)包裝機(jī)械的控制要求較高。4、多功能性。包裝機(jī)械是生產(chǎn)數(shù)量有限的專業(yè)機(jī)械，為提高生產(chǎn)效率、方便制造和維修、減少設(shè)備投資，目前包裝機(jī)械大多具有通用性和多功能性。有關(guān)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來包裝機(jī)械將朝著 4 個(gè)方向發(fā)展：機(jī)械功能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化、控制智能化、結(jié)構(gòu)高精度化。鑒于包裝機(jī)械上述特點(diǎn)以及包裝機(jī)械的發(fā)展方向，包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多功能、多用途，并綜合運(yùn)用機(jī)、電、光、氣一體化技術(shù)提高自動(dòng)化程度，保證其可靠性。機(jī)器要易于調(diào)節(jié)，具有柔性和靈活性。此外，設(shè)計(jì)還應(yīng)運(yùn)用人機(jī)工程思想，做到”以人為本“。同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、綠色化等設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以滿足包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)要求。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）8第 2 章 硬紙盒包裝機(jī)成型裝置總體方案設(shè)計(jì)2.1 功能與應(yīng)用范圍用途：中華牙膏盒包裝機(jī)構(gòu)，從牙膏盒半成品開始進(jìn)入本機(jī)械，到完成封口全過程進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。牙膏盒外形尺寸：長(zhǎng) X 寬 X 高 為 200mmX50mmX40mm包裝材料：硬質(zhì)紙，厚度約為 0.5mm包裝方式：折疊式設(shè)計(jì)要求：對(duì)原有硬紙盒包裝機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代，在生產(chǎn)率、可靠性、使用壽命和噪聲等方面應(yīng)有明顯改善。包裝機(jī)械是生產(chǎn)數(shù)量有限的專業(yè)機(jī)械，為提高生產(chǎn)效率、方便制造和維修、減少設(shè)備投資，設(shè)計(jì)還應(yīng)運(yùn)用人機(jī)工程思想，做到”以人為本“。同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、綠色化等設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以滿足包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)要求。2.2 確定機(jī)器類型2.2.1 工位數(shù)工位數(shù)是指在多工位包裝機(jī)上從輸入到輸出工位區(qū)間內(nèi)所包含的物品的數(shù)目。連續(xù)運(yùn)動(dòng)多工位包裝機(jī)上的工位數(shù)可以不是整數(shù)，工位數(shù)應(yīng)按包裝操作的多寡和生產(chǎn)率的高低來確定，它與工藝路線也有密切關(guān)系。選擇工位有以下幾個(gè)依據(jù)：1）根據(jù)包裝機(jī)構(gòu)的多少選擇如果包裝過程比較簡(jiǎn)單，所需執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較少，可考慮使用單工位包裝機(jī)，這可以省掉主傳送系統(tǒng)。當(dāng)包裝過程比較復(fù)雜需要較多執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，宜選用多工位包裝機(jī)。多工位，執(zhí)行機(jī)構(gòu)分散開來容易布置。2）根據(jù)生產(chǎn)率的高低選擇多工位包裝機(jī)將各個(gè)包裝操作分散在不同的工位上同時(shí)進(jìn)行，生產(chǎn)率高。相對(duì)而言，單工位包裝機(jī)的生產(chǎn)率就較低。牙膏盒生產(chǎn)批量大，包裝動(dòng)作也比較多，生產(chǎn)效率要求較高，故選用多工位包裝機(jī)。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）92.2.2 運(yùn)動(dòng)型式多工位包裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)型式分為間歇運(yùn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)動(dòng)兩種形式。間歇運(yùn)動(dòng)：物品有一個(gè)工位轉(zhuǎn)到另一個(gè)工位做間歇步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，主要包裝操作可在物品靜止時(shí)完成，因而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)型式比較簡(jiǎn)單，但間歇運(yùn)動(dòng)的慣性力和沖擊現(xiàn)象不利于提高生產(chǎn)率。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較多時(shí)，為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單通常選用這種形式。連續(xù)運(yùn)動(dòng)：物品及傳送系統(tǒng)均做等速連續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較少、生產(chǎn)率較高時(shí)可選用這種形式。因?yàn)榧埡姓郫B動(dòng)作要求比較精確，且工位數(shù)比較多，故本設(shè)計(jì)選用間歇運(yùn)動(dòng)多工位包裝機(jī)。2.3 確定包裝程序，工藝路線和工位數(shù)2.3.1 包裝程序包裝程序是指完成各個(gè)包裝操作的先后順序。包裝方式往往決定了包裝程序，例如，等壓灌裝的程序是：升瓶-充氣-灌液-排余液-降瓶。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該掌握各種包裝方式所要求的程序及每一包裝操作所要求的工藝參數(shù)（如工藝力、時(shí)間、溫度、速度等） 。因此本設(shè)計(jì)設(shè)定先將半成品扁狀紙盒撐起，然后運(yùn)送至運(yùn)輸帶上進(jìn)行流水包裝。大體上可以分為稱盒-折一側(cè)內(nèi)合頁(yè)-折另一側(cè)內(nèi)合頁(yè)-抬起外端蓋-合閉外盒蓋等步驟。2.3.2 工藝路線間歇式多工位折疊式紙盒包裝機(jī)的工藝路線有圓弧型，階梯型，折線型，圓弧與直線結(jié)合型等，為搞好設(shè)計(jì)，必須分析對(duì)比各種工藝路線的特點(diǎn)，既要考慮它對(duì)機(jī)器生產(chǎn)率、執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)目和運(yùn)動(dòng)要求的影響，還應(yīng)考慮它對(duì)機(jī)器外形、操作條件以及組成包裝生產(chǎn)線等方面的影響。只有對(duì)各種不同方案加以認(rèn)真仔細(xì)的分析，才有可能找到最佳方案。本機(jī)選用折線型工藝路線，這樣生產(chǎn)率高，占用空間又不大，機(jī)械結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單緊湊。2.3.3 工位數(shù)工位數(shù)是指在多工位包裝機(jī)上從輸入到輸出工位區(qū)間內(nèi)所包含的物品的數(shù)目。連續(xù)運(yùn)動(dòng)多工位包裝機(jī)上的工位數(shù)可以不是整數(shù)，工位數(shù)應(yīng)按包裝操作的多寡和生產(chǎn)率的高低來確定，它與工藝路線也有密切關(guān)系。從已有相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)考慮，為減少包裝時(shí)間和簡(jiǎn)化設(shè)備復(fù)雜程度，預(yù)先分為六個(gè)工位。如圖 2-1 所示，1 至 6 分別為稱盒、運(yùn)送、折一側(cè)內(nèi)合頁(yè)、煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）10折另一側(cè)內(nèi)合頁(yè)、抬起外端蓋、閉合外端蓋。圖 2-1 工藝流程圖2.4 對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求為將扁狀紙盒撐起，在工位一設(shè)置撐起裝置，其運(yùn)動(dòng)方式為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，工位二至工位六為兩端盒蓋折疊，主傳送為電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的傳送帶的間歇運(yùn)動(dòng)。在間歇期間，各工位完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)提供，經(jīng)變速器等減速裝置傳至各運(yùn)動(dòng)元件。由于本設(shè)計(jì)只限于紙盒成型裝置的研究，故對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不做過多描述。2.5 機(jī)構(gòu)選型間歇式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用槽輪機(jī)構(gòu)，這樣可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，即主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)輪（四槽槽輪）轉(zhuǎn)四分之一周。如下圖所示：ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）11圖 2-2 槽輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)紙盒撐起機(jī)構(gòu)采用下圖形式，板 2 沿導(dǎo)板 1 做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)板 2 回到2-3 位置時(shí)，紙盒被擠壓撐起。圖 2-3 紙盒撐起機(jī)構(gòu)位置折內(nèi)襯片采用如下形式，靠折紙轉(zhuǎn)盤的圓周轉(zhuǎn)動(dòng)將一側(cè)內(nèi)襯片折過去，接著紙盒在傳送帶的帶動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過折紙壓板時(shí)另一片內(nèi)襯片也被折起來，板 2板 1扁紙盒卡塊擋板槽輪煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）12這樣就完成了內(nèi)襯片的折疊過程。圖 2-4 內(nèi)襯片折疊機(jī)構(gòu) 圖 2-5 折外盒蓋機(jī)構(gòu)折外蓋可用一斜面導(dǎo)引裝置將盒蓋慢慢抬起，然后由一推進(jìn)裝置將盒蓋合攏，完成封口工序，最終完成紙盒成型過程。如圖 2-5 所示。紙 盒折紙轉(zhuǎn)盤折紙壓板 斜體滑塊推板煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）13第 3 章 主要零部件參數(shù)的設(shè)定3.1.電動(dòng)機(jī)的選擇正確地選用與機(jī)械負(fù)載配套的電動(dòng)機(jī)，可以使電動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)、最合理的方式下運(yùn)行，從而達(dá)到降低能耗、提高效率的目的。電動(dòng)機(jī)的選用，首先要了解電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載特性，根據(jù)機(jī)械負(fù)載的類型和特性來選擇電動(dòng)機(jī)的額定容量、額定轉(zhuǎn)速、額定電壓以及型式。 要為某一生產(chǎn)機(jī)械選配一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，首先要合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率。通常根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載的需要來選擇電動(dòng)機(jī)的功率，同時(shí)，還要考慮負(fù)載的工作制問題，也就是說，所選的電動(dòng)機(jī)應(yīng)適應(yīng)機(jī)械負(fù)載的連續(xù)、短時(shí)或間斷周期工作性質(zhì)。功率選用時(shí)不能太大，也不能太小。選小了，保證不了電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的正常工作；選大了，雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)容量不能被充分利用，而且電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，使得效率和功率因數(shù)不高。 其次，根據(jù)電源電壓條件，要求所選用的電動(dòng)機(jī)的額定電壓與頻率同供電電源電壓與頻率相符合。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定要按生產(chǎn)機(jī)械銘牌上的要求選擇，否則可能改變生產(chǎn)機(jī)械的性能。此外，電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、防護(hù)、冷卻和安裝形式，應(yīng)適應(yīng)使用環(huán)境條件的要求，并且要力求安裝、調(diào)試、檢修方便，以保證電機(jī)能安全可靠的運(yùn)行。本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)負(fù)載功率在 0.5KW，生產(chǎn)機(jī)械效率為 0.85 傳動(dòng)機(jī)械效率為0.9，電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境較為良好，工作場(chǎng)所電壓為 380V，頻率為 50Hz，紙盒包裝速度為 60 個(gè)/min，工作方式為連續(xù)工作制。3.1.1 電動(dòng)機(jī)種類、結(jié)構(gòu)型式、電壓、轉(zhuǎn)速的選擇(1)電動(dòng)機(jī)種類的選擇由于三相籠型異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便和價(jià)格便宜等特點(diǎn)，并且它采用的動(dòng)力電源是很普遍的三相交流電源。因此廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，是生產(chǎn)量最大、應(yīng)用面最廣的電動(dòng)機(jī)。但它的啟動(dòng)和調(diào)速性能差，功因數(shù)低。對(duì)調(diào)速，啟動(dòng)性能要求不高的一般生產(chǎn)機(jī)械中，如機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)、家用電器等，應(yīng)優(yōu)先采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。故本設(shè)計(jì)采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。(2)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇電動(dòng)機(jī)的安裝型式有臥式和立式兩種。一般情況下用臥式，特殊情況用立式。電動(dòng)機(jī)的外殼防護(hù)形式有開啟式、防護(hù)式、封閉式及防爆式幾種。開啟式電動(dòng)機(jī)，在定子兩側(cè)與端蓋上都有很大的通風(fēng)口，這種電動(dòng)機(jī)價(jià)格便宜、散熱條件好，但容易進(jìn)灰塵、水滴、鐵屑等，只能在清潔、干燥的環(huán)境中使用。防護(hù)式煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）14電動(dòng)機(jī)在機(jī)座下面有通風(fēng)口，散熱好，能防止水滴、鐵屑等從上方落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)，但不能防止灰塵和潮氣侵入，所以，一般在比較干燥、灰塵不多、較清潔的環(huán)境中使用。封閉式電動(dòng)機(jī)有自扇冷式、他扇冷式和密閉式三種；前兩種型式的電動(dòng)機(jī)是機(jī)座及端蓋上均無通風(fēng)孔，外部空氣不能進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。可用在潮濕、有腐蝕性氣體、灰塵多、易受風(fēng)雨侵蝕等較惡劣的環(huán)境中。密閉式電動(dòng)機(jī)，外部的氣體、液體都不能進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。一般用于在液體中工作的機(jī)械，如潛水泵電動(dòng)機(jī)等。防爆式電動(dòng)機(jī)適用于有易燃、易爆氣體的場(chǎng)所，如油庫(kù)、煤氣站、加油站及礦井等場(chǎng)所。本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)工作場(chǎng)所較為良好，故采用臥式防護(hù)式籠型異步電動(dòng)機(jī)。(3)電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓選擇的原則應(yīng)與供電電網(wǎng)或電源電壓一致。一般工廠企業(yè)低壓電網(wǎng)為 380V。中小型異步電動(dòng)機(jī)都是低壓的，額定電壓為380/220V（Y/△接法） ，或 220/380V（△/Y 接法）及 380/660 V（△/Y 接法）三種。本設(shè)計(jì)中工作場(chǎng)所電壓為 380V，故選用 380V 為額定電壓。(4)電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇1)對(duì)于啟動(dòng)、制動(dòng)或反轉(zhuǎn)很少，不需要調(diào)速的連續(xù)工作制的電動(dòng)機(jī)，可選擇相應(yīng)額定轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，從而省去減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。2)對(duì)于經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機(jī)械，選擇額定轉(zhuǎn)速時(shí)則應(yīng)主要考慮縮短啟、制動(dòng)時(shí)間以提高生產(chǎn)效率。啟、制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)、短主要取決于電動(dòng)機(jī)的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速，應(yīng)選擇較小的飛輪矩和額定轉(zhuǎn)速。本設(shè)計(jì)屬于啟動(dòng)制動(dòng)反轉(zhuǎn)很少，但生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速較低，故應(yīng)配置減速機(jī)構(gòu)，由于生產(chǎn)能力為 60 個(gè)/min，由本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可知槽輪驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為 60r/min。查閱相關(guān)紙盒包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比大約在 1:20 左右，換算得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在1200r/min 左右。3.1.2 電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇本設(shè)計(jì)可認(rèn)為屬于恒定負(fù)載帶動(dòng)機(jī)額定功率的選擇，工作制為連續(xù)工作制。電動(dòng)機(jī)負(fù)載功率 tmLP??Pm —— 生產(chǎn)機(jī)械的輸出功率；?m —— 生產(chǎn)機(jī)械的效率；?t —— 電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率。 代入數(shù)值，得 PL= 65.08.9??KW……………………………….式 3-1應(yīng)選擇 PN = PL 或略大于 PL 的電動(dòng)機(jī)。經(jīng)查閱機(jī)械手冊(cè)，得到電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y802-4，額定功率為 0.75KW，滿載轉(zhuǎn)速 1390r/min，計(jì)算得到主傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比為i=1390/60=23.17煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）15主傳動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示，電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力經(jīng)帶輪傳動(dòng)至減速器，再由減速器減速后傳至槽輪驅(qū)動(dòng)輪，最后傳至傳送帶。從電動(dòng)機(jī)到槽輪驅(qū)動(dòng)論各級(jí)傳動(dòng)比依次為 i1*i2*i3=3*3*2.57=23.17圖 3-1 主傳動(dòng)系統(tǒng)3.2.減速器高速軸直徑及強(qiáng)度校核按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算：這種方法只是按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為32.095dnPWT?????T??………………………式 3-2式中： T?---------扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MP；T------------軸所收的扭矩；WT----------軸的抗扭截面系數(shù)煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）16n------------軸的轉(zhuǎn)速P------------軸傳遞的功率d------------計(jì)算截面處軸的直徑??T?--------許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力由上式可得軸的直徑d ??3032.095nPAT????………………………式 3-3式中，A 0= ??32.95T?軸的材料選用 45#鋼，查表得 ??T?=35，A 0=110，n 經(jīng)計(jì)算得 n=1390/3=463.3r/min代入數(shù)值得 d?13mm。取 d=15mm其他軸的計(jì)算，可參照上式，只要保證其他軸直徑大于 15mm，就能滿足要求。一.V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)分析可知，帶傳動(dòng)的主要失效形式即為打滑和疲勞破壞。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則應(yīng)為：在保證帶傳動(dòng)不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。本設(shè)計(jì)選用普通 A 型 V 帶傳動(dòng)，所傳遞的功率在 0.75W 左右，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小帶輪直徑為 75mm，由于傳動(dòng)比已確定為 3，由此計(jì)算出大帶輪直徑為75x3=225mm 由此可得初選中心距0.7（d d1+dd2） ?a0 2(dd1+dd2)…………………… 式 3-4初選 a0=300mm計(jì)算相應(yīng)帶長(zhǎng) Ld0………………………式 3-5代入數(shù)值，得 Ld=1089.9mm.取整為 1090mm。Ld 由 Ld0 查表可得 Ld=1250mm計(jì)算中心距 a傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為a=a0+（Ld-Ld0）/2=330mm…………………………式 3-6考慮到為安裝 V 帶而必須的調(diào)整余量，因此，最小中心距為 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）17a min = a –0.015 L d ………………………………… 式 3-7 如 V 帶的初拉力靠加大中心距獲得，則實(shí)際中心距應(yīng)能調(diào)大。又考慮到使用中的多次調(diào)整，最大中心距應(yīng)為 a max = a +0.03 L d …………………………………式 2-8驗(yàn)算小帶輪上的包角 為使帶傳動(dòng)有一定的工作能力，一般要求 ≥ 120° （特殊情況允許 ＝ 90° ） 。如 小于此值，可適當(dāng)加大中心距 a ；若中心距不可調(diào)時(shí)，可加張緊輪確定初拉力 F 0 適當(dāng)?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動(dòng)正常工作的重要因素之一。初拉力小，則摩擦力小，易出現(xiàn)打滑。反之，初拉力過大，會(huì)使 V 帶的拉應(yīng)力增加而降低壽命，并使軸和軸承的壓力增大。為了保證所需的傳遞功率，又不出現(xiàn)打滑，并考慮離心拉力的不利影響時(shí)，單根 V 帶適當(dāng)?shù)某趵? (F0)min=500(2.5-Ka)Pca/Kazv+qv 2………………………式 3-9對(duì)于新安裝的 V 帶，初拉力應(yīng)為 1.5 倍，對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)后的 V 帶，初拉力應(yīng)為 1.3倍。3.3 傳送帶帶輪參數(shù)的設(shè)定傳送帶外形如下圖所示煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）18圖 3-2 傳送帶輪關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是帶輪直徑的大小，因?yàn)檗D(zhuǎn)速已定，每?jī)擅雮魉蛶柽\(yùn)送出一個(gè)紙盒，傳送帶上每相鄰兩個(gè)紙盒的距離是 80mm，又知槽輪是四槽設(shè)計(jì)，即每轉(zhuǎn)一次轉(zhuǎn)角為 90 度。由此計(jì)算出帶輪直徑 DD= ml10??…………………………….式 3-103.4 傳送帶設(shè)計(jì)由牙膏盒外形尺寸，可得單節(jié)傳送帶寬大約在 30mm 左右，長(zhǎng)大約 150mm 左右，分為 A，B 兩種形式，AB 對(duì)接共同組成一個(gè)單元，結(jié)構(gòu)圖如下：煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）19圖 3-3 鏈板 A圖 3-4 鏈板 B煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）20圖 3-5 傳送帶裝配圖3.5 底箱設(shè)計(jì)由分析知包裝過程分六個(gè)工位，其中工位二至工位六在一直線上，每個(gè)工位長(zhǎng)度為 80mm，五個(gè)工位即為 400mm。加上中間一些其他過程，預(yù)設(shè)底箱長(zhǎng)度為1000mm，由牙膏盒長(zhǎng)度尺寸，得到底箱寬度約為 200mm，高度預(yù)設(shè)為400mm，考慮到底箱中放置多種器材，比如減速器。所以必須有各種孔的加工，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）21圖 3-6 底箱底箱上的橫版是通過焊接方式連接上的，材料是相同的。焊接時(shí)注意選用合適的焊接方式和焊接工藝，還要經(jīng)過時(shí)效處理等。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）22第 4 章 成型裝置主要零件建模4.1 軟件介紹本設(shè)計(jì)所用軟件為 Solidworks，SolidWorks 為達(dá)索系統(tǒng)（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負(fù)責(zé)研發(fā)與銷售機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的視窗產(chǎn)品。達(dá)索公司是負(fù)責(zé)系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)，并為制造廠商提供具有 Internet 整合能力的支援服務(wù)。該集團(tuán)提供涵蓋整個(gè)產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設(shè)計(jì)、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個(gè)領(lǐng)域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的 CATIAV5 就出自該公司之手，目前達(dá)索的 CAD 產(chǎn)品市場(chǎng)占有率居世界前列。Solidworks 軟 件 功 能 強(qiáng) 大 ， 組 件 繁 多 。 Solidworks 功 能 強(qiáng) 大 、 易 學(xué)易 用 和 技 術(shù) 創(chuàng) 新 是 SolidWorks 的 三 大 特 點(diǎn) ， 使 得 SolidWorks 成 為 領(lǐng) 先的 、 主 流 的 三 維 CAD 解 決 方 案 。 SolidWorks 能 夠 提 供 不 同 的 設(shè) 計(jì) 方 案 、減 少 設(shè) 計(jì) 過 程 中 的 錯(cuò) 誤 以 及 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 。 SolidWorks 不 僅 提 供 如 此 強(qiáng) 大的 功 能 ， 同 時(shí) 對(duì) 每 個(gè) 工 程 師 和 設(shè) 計(jì) 者 來 說 ， 操 作 簡(jiǎn) 單 方 便 、 易 學(xué) 易 用 。4.2 主要零件建模過程舉例4.2.1.槽輪建模過程1）打開 Solidworks，單擊 -新建-零件，如下圖所示：圖 4-1 建模對(duì)話框 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）23圖 4-2 草圖繪制2）單擊工具欄上的 按鈕，快捷鍵為 S，進(jìn)入草圖環(huán)境，如圖 4-2 所示，繪制如圖矩形，快捷鍵 R。并標(biāo)注尺寸。3）拉伸工具：?jiǎn)螕糇笊辖?按鈕，下拉菜單選擇拉伸按鈕 ，在左側(cè)出現(xiàn)的菜單中設(shè)置拉伸深度為 10mm，如圖 4 所示。選擇對(duì)稱拉伸，完成后如 4-3 圖所示。4）如前所述，草繪如圖 4-5 所示，標(biāo)注尺寸。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）24圖 4-3 拉伸特征 5）拉伸切除特征，單擊按鈕 設(shè)置為貫穿所有，完成的特征如圖 4-6，拉伸切除對(duì)話框如圖 4-7 所示。煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）25圖 4-4 拉伸特征對(duì)話框 圖 4-7 拉伸切除對(duì)話框圖 4-5 拉伸切除草圖 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）26圖 4-6 拉伸切除6）按照前一步所述方法，繼續(xù)拉伸切除特征，完成圖 4-6 所示特征。7）繼續(xù)切除，完成如圖 4-7 所示特征煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）27圖 4-7 拉伸切除 8）陣列特征，首先建一基準(zhǔn)軸，再選擇以上三個(gè)切除特征，選擇圓周陣列，方法是選擇特征-插入- 陣列/鏡像-圓周陣列，出現(xiàn)如圖 4-8 對(duì)話框，選擇 90 度，個(gè)數(shù)為 4，單擊 ，完成的特征如圖 4-9 所示。圖 4-8 陣列特征對(duì)話框煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）28圖 4-9 陣列特征 圖 4-10 打孔9）中間打孔，利用拉伸切除命令，打孔如圖 4-10 所示。