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1、目 录1绪 论12粒状巧克力糖包装机的工艺确定12.1产品特征12.2包装材料42.3包装工艺方案拟定52.4巧克力糖包装工艺的实验53粒状巧克力糖包装机的总体布局63.1机型选择63.2自动机的执行机构73.3包装机总体布置74粒状巧克力糖包装机的传动系统85粒状巧克力糖包装机的电机选择85.1电动机类型和结构的选择85.2电动机容量选择95.3确定电动机转速95.4分配各级传动装置传动比106 V带传动设计106.1确定设计功率106.2选择带的型号106.3确定带轮的基准直径106.4验算带的速度116.5确定中心距a和V带基准长度Ld116.6计算小轮包角116.7确定V带根数Z126
2、.8确定初拉力126.9计算作用在轴上的压力FQ126.10带轮结构设计137链传动设计147.1选择链轮齿数147.2确定计算功率147.3确定链节距p147.4初定中心距a0，取定链节数Lp147.5确定链长和中心距157.6求作用在轴上的力157.7确定润滑方式157.8链轮的设计158螺旋齿轮设计168.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数168.2按齿面接触强度设计178.2.1确定公式内各计算数值178.2.2计算188.2.3几何尺寸计算199轴设计1910凸轮和槽轮设计20结 论24参考文献25致 谢26中国地质大学长城学院2012届毕业设计1绪 论粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清
3、楚，但质地疏松，容易碰伤,且生产批量很大，畅销国内外，手工包装质量存在包装质量不均。上料时需要人工定时放料，每分钟放80粒糖，工人劳动强度大，远远不能适应市场的需要，因此改进粒装巧克力糖包装机传动系统，提高生产率，提高质量，是迫切需要解决的。本论文主要工作是完成粒状巧克力包装机传动系统的设计，确定包装机工作循环图，设计动力的传递方式和方法，实现转速的传递，完成包装机的传动，提高生产力，减少工人工作量。具体内容有总体设计的初步构思；电动机的选择；V带传动设计；螺旋齿轮设计；槽轮设计；凸轮等设计。2粒状巧克力糖包装机的工艺确定2.1产品特征粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤。因此
4、，考虑机械动作时应适合它的特点，以保证产品的加工质量。产品夹紧力要适当；在进出料时避免碰撞而损伤产品；包装速度应适中，过快会引起冲击而可能损伤产品等。包装工艺首要的是解决坯件的上料问题。显然，像巧克力糖之类的产品，使用一般料斗上料方法是不适宜的。如果采用料仓式上料方法，则需要人工定时放料，每分钟放80粒糖也够紧张的。如果将自动机的进料系统直接与巧克力糖浇注成形机的出口相衔接，则比较容易解决巧克力糖的自动上料问题。2.2包装材料食品包装材料应十分注重卫生。粒状巧克力糖包装纸采用厚度为0.008mm的金色铝箔纸，它的特点是薄而脆，抗拉力较小，容易撕裂，也容易褶皱。因此，在设计供纸部件时对速度应十分
5、注意。一般包装的速度越高，纸张的拉力就越大。根据经验，一般送纸速度应小于500mm/s。选择供纸机结构时，主要依据下列两点：1）采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。2）纸张送出时的空间位置时垂直置放的还是水平置放的。将纸片水平置放对包装工艺有利。但卷筒纸水平输送，只能采用间歇式剪切供纸方法。2.3包装工艺方案拟定图2-1 包装工序分解图图2-1为最初的巧克力糖包装工艺图.根据人工包装动作顺序,针对产品包装质量要求,该机包装工艺如下:1) 将75mm75mm铝箔纸覆盖在巧克力糖小端正上方,如图2-1(a)所示。2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图2-1(b)所示.3)将余下的铝箔纸分
6、成两半,先后向大端中央折去,迫使包装纸紧贴巧克力糖,如图2-1(c),(d)所示.2.4巧克力糖包装工艺的实验由于条件限制实验无法实现，以下为自动机械设计1相关内容根据初拟的包装工艺方案,进行工艺实验.图2-3为钳糖机械手及巧克力糖包装简图. 图2-2 钳糖机械手及巧克力糖包装1-转轴 2-转盘 3-弹簧 4-接糖杆 5-钳糖机械手(共6组)6-糖块 7-顶糖杆 8-铝箔纸 9-环行托板 10-折边器如上图所示,机械手设计上是具有弹性的锥形模腔,这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化,I 不存在拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。工艺实验的过程如下:当钳糖机械手转至装糖未位置
7、时,接糖杆4向下运动,顶糖杆7向上推糖块6和包装纸8,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入机械手5,迫使铝箔纸成型如图2-2(b)所示,接着折边器10向左折边,成图2-2(c)状,然后转盘2带机械手5作顺时针方向转动,途径环行托板9,使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺如图2-2(d)所示.由于包装纸表面还不够光滑,有时还发生褶皱现象,需要进一步改进.经过实验,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上,达到预期的外观包装质量要求.因此增设了一个带有锥形毛刷圈（软性尼龙丝），在定糖过程中，先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈，然后再进入机械手成
8、形，结果使包装纸光滑、平整、美观，完全达到包装质量要求。图2-3是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。图2-3 巧克力糖包装成型机构1-左抄板纸 2-钳糖机械手 3-接糖杆 4-右抄板纸5-锥形尼龙丝圈 6-铝箔纸 7-糖块 8-顶糖杆另外，考虑自动机工作的可靠性，在成品出料口增设拨糖杆，确保机械手中的糖块落入输送带上。这样的工艺方案就此确定。3粒状巧克力糖包装机的总体布局3.1机型选择由于大批量生产，所以选择全自动机型。根据前述工艺过程，选择回转式工艺路线的多工位自动机型。根据工艺路线分析，实际上需要两个工位，一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用四槽槽轮机构作工件步进传
9、送。3.2自动机的执行机构图3-1 钳糖机械手及进出糖块机构根据巧克力糖包装工艺，确定自动机由下列执行机构组成：1) 送糖机构；1-输送带 2-糖块 3-托盘4-钳糖机构 5-钳糖机械手6-弹簧 7-托板8-机械手9-机械手开合凸轮 10-输料带I-进料,成型,折边工位 II-出糖工位2) 供纸机构；3) 接糖和顶糖机构；4) 抄纸机构；5) 拨糖机构；6) 钳糖机械手的开合机7) 转盘步进传动机下面是主要执行机构的结构和工作原理。图3-1为钳糖机械手、进出糖机构结构图。送糖盘4与机械手作同步间歇回转，逐一将糖块送至包装工位。机械手的开合动作，由固定的凸轮8控制，凸轮8的廓线是由两个半径不同的
10、圆弧组成，当从动滚子在大半径弧上，机械手就张开；从动滚子在小半径弧上，机械手靠弹簧6闭合。图3-2为接糖和顶糖机构示意图。接糖杆和顶糖杆的运动，不仅具有时间上的顺序关系，而且具有空间上的相互干涉关系，因此它们的运动循环必须遵循空间同步化的原则设计，并在结构上应予以重视。接糖杆和顶糖杆夹住糖块和包装纸同步上升时，夹紧力不能太大，以免损伤糖块。同时应使夹紧力保持稳定，因此在接糖杆的头部采用如橡皮类的弹性件。3.3包装机总体布置 图3-1 接糖和顶糖杆机构 1-圆柱凸轮 2-接糖杆 3-糖块 4-顶糖杆 5-平面槽凸轮 图3-3 总体布置图4粒状巧克力糖包装机的传动系统粒状巧克力糖包装机是专用自动机
11、，根据自动机传动系统设计的一般原则和巧克力糖包装工艺的具体要求，如图9所示安排传动系统。1716图4-1 粒状巧克力糖包装机传动系统简图 1-电动机 2-带式无级变速机构 3-链轮幅 4-盘车手轮 5-顶糖杆凸轮 6-剪纸导凸轮 7-拨糖杆凸轮 8-抄纸板凸轮 9-接糖杆凸轮 10-钳糖机械手 11-拨糖杆 12-槽轮机构 13-接糖杆 14-顶糖杆 15-送糖盘 16-螺旋齿轮副 17-分配轴5粒状巧克力糖包装机的电机选择5.1电动机类型和结构的选择由机械设计2选择Y系列三相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易
12、爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械. 5.2电动机容量选择由机械设计2根据已知条件，电动机工作所需要的有效功率为： 公式（5-1） 式中Fw1600N Vw 120r/min w 轴承的效率0.98b V带传动效率0.98g 齿轮传动效率0.97l 链轮传动效率0.96由电动机至运输带的传动总效率为： 公式（5-2）则：所以：电机所需的工作功率： 公式（5-3）代入数值: =0.40.88=0.46(kw)因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略大于P0即可，选Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为0.55KW。5.3确定电动机转速取螺旋圆斜柱齿轮传动一级传动比范围.取V带传动比,链轮的传动比
13、,则总传动比例的范围.故电动机转速的可选范围为n=120 r/min=(216)120 r/min =2401920r/min则符合这一范围的同步转速有：750r/min、1000 r/min、1500 r/min三种。根据容量和转速，由机械设计2查出适用的电动机型号为Y801-4额定功率0.55kw，额定转速1390r/min。根据电机转速转速得总的传动比:=1500/120=12.55.4分配各级传动装置传动比 由机械设计2查，确定带轮的传动比，链轮的传动比，齿轮传动比表5-1 各轴数据参数 参数电动机轴1轴2轴3轴转速/（r/min）1390348174116功率P/kW0.550.5390.5070.482转矩T/(Nm)3.7814.7927.8339.686 V带传动设计6.1确定设计功率 由机械设计2查得工作情况系数，则。6.2选择带的型号V带型号根据设计功率Pd 和小带
