定量自動(dòng)填充包裝機(jī)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送 您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 機(jī)械電子工程自考本科 畢業(yè)論文材料 題 目 : 定量自動(dòng)填充包裝機(jī) 學(xué)生姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)： 材 料 目 錄 序號(hào) 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表 1 起止日期： 2013 年 10 月 8 日至 2013 年 12 月 26 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘 要 全自動(dòng)包裝機(jī)采用的計(jì)量方法主要有容積式計(jì)量、稱重式計(jì)量、螺旋式計(jì)量和計(jì)數(shù)式計(jì)量。本文分別探討了 4 類典型計(jì)量裝置的計(jì)量原理，并對(duì)這些典型計(jì)量裝 置的適應(yīng)性進(jìn)行了比較，通過(guò)設(shè)計(jì)方案比較 ,提出了步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案。 通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的選用， 電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由不同的輸入脈沖頻率決定的，即可以通過(guò)改變輸入脈沖的頻率就可以實(shí)現(xiàn)不同品種、不同商品的包裝設(shè)計(jì)。面對(duì)當(dāng)前商品包裝日益多元化的趨勢(shì)，只有這種包裝機(jī)才能滿足產(chǎn)品包裝的多種需求。在未來(lái)的包裝機(jī)設(shè)計(jì)中，只有與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，包裝機(jī)設(shè)計(jì)才能永保青春。 關(guān)鍵字 ： 包裝機(jī) ；步進(jìn)電機(jī) ；設(shè)計(jì) ；脈沖頻率；螺旋式計(jì)量 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 In of of of by by by is of be on of of of of a to of In be 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 前言 . 1 課題設(shè)計(jì)的目的意義 . 1 計(jì)的目的及研究的內(nèi)容 . 1 計(jì)分類 . 1 設(shè)計(jì)的發(fā)展方向與存在的問(wèn)題 . 1 計(jì)的發(fā)展方向 . 1 計(jì)存在的問(wèn)題 . 2 人的工作構(gòu)思和主要工作任務(wù) . 2 作構(gòu)思 . 2 要工作任務(wù) . 2 2 總體方案設(shè)計(jì) . 3 有的定量充填包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案 . 3 容積式量杯計(jì)量裝置 . 3 重式計(jì)量裝置 . 4 桿式容積計(jì)量 . 5 數(shù)式計(jì) 量 . 5 案比較 . 6 計(jì)方案比較及確立 . 7 3 理論計(jì)算 . 9 桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 9 機(jī)的選擇 . 12 進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)述 . 12 進(jìn)電機(jī)的選擇 . 13 速器的選擇 . 14 他零部件選擇 . 15 的設(shè)計(jì) . 16 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 . 17 術(shù)性分析 . 17 濟(jì)性分析 . 17 結(jié)束語(yǔ) . 18 參考文獻(xiàn) . 19 附錄（包裝機(jī)零件列表） . 20 致謝 . 22 設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ) . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 課題設(shè)計(jì)的目的意義 計(jì)的目的及研究的內(nèi)容 商品包 裝是一個(gè)新興的行業(yè)，是在商品經(jīng)濟(jì)日益繁榮，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的新形式下，逐步成長(zhǎng)起來(lái)的。在商品流通中 ,人們對(duì)粉狀顆粒狀小袋商品的包裝要求主要有兩個(gè)方面 ,一是要求包裝美觀 ,以便吸引顧客 ,并保證商品在流通環(huán)節(jié)中包裝袋不出現(xiàn)任何形式的破損。其二是要求包裝袋內(nèi)的商品計(jì)量準(zhǔn)確 ,誤差?。òb行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)量誤差小于 ） ,以維護(hù)商品生產(chǎn)廠商的信譽(yù)、形象。因此商品包裝的精確計(jì)量 ,是包裝行業(yè)時(shí)刻關(guān)注的一項(xiàng)重要課題。 計(jì) 分類 目前市 場(chǎng)上的包裝機(jī)種類繁多，性能各異。其計(jì)量方案主要有以下幾種： a. 定容積式量杯計(jì)量； b. 稱重式計(jì)量； c. 螺桿式容積計(jì)量等上述幾種落料計(jì)量方案 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,動(dòng)作靈活 ,傳動(dòng)效率高。上述計(jì)量方案實(shí)用意義不大 ,而且其適應(yīng)面窄，基本上只是針對(duì)單一品種單一定量的產(chǎn)品包裝，面對(duì)品種繁多的商品自動(dòng)化包裝要求，這些設(shè)計(jì)方案都需要改進(jìn)。 設(shè)計(jì)的發(fā)展方向與存在的問(wèn)題 計(jì)的發(fā)展方向 從發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)械水平來(lái)看，當(dāng)代包裝機(jī)械的發(fā)展動(dòng)向具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 準(zhǔn)化和通用化水平，建立組合化 、機(jī)電一體化的現(xiàn)代包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)體系仍是今后的一個(gè)重要的發(fā)展方向 包裝機(jī)械發(fā)展到今天，其系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平不斷提高。有些國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)，通用件、標(biāo)準(zhǔn)件約占整機(jī)零部件的 70%，有的高達(dá) 90%，產(chǎn)品更新的速度很快。 動(dòng)化和聯(lián)合化 提高設(shè)備生產(chǎn)率的主要途徑，故包裝機(jī)的工作速度是衡量其性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。包裝機(jī)械的高速化，隨之對(duì)相應(yīng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)化和自動(dòng)化提出了更高的要求。 包裝機(jī)械的功能日趨先進(jìn)可靠 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 而針對(duì)我的課題：稱量式充填設(shè)備，其發(fā)展方向?yàn)?，發(fā)展各種形式的稱量填充設(shè)備，著力提高速度和精度以及穩(wěn)定性和可靠性，并與自動(dòng)包裝設(shè)備配套。 計(jì)存在的問(wèn)題 計(jì)量包裝機(jī)的由于包裝機(jī)械動(dòng)作復(fù)雜而頻繁，執(zhí)行元件比較多，若采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的故障率高、動(dòng)作不準(zhǔn)確、包裝質(zhì)量不穩(wěn)定，停機(jī)維修時(shí)間多等弊病。因此，研制和發(fā)展包裝機(jī)時(shí)，重視高新技術(shù)的應(yīng)用，是提高其先進(jìn)性、可靠性的主要途徑。 另外，跟國(guó)外包裝機(jī)械設(shè)計(jì)水平相比，我國(guó)的包裝機(jī)設(shè)計(jì)雖然品種繁多，但是其適應(yīng)面窄，基本上只是針對(duì)單一品種單一定量的 產(chǎn)品包裝，面對(duì)品種繁多的商品自動(dòng)化包裝要求，跟不上包裝形式，同時(shí)，由于其標(biāo)準(zhǔn)化、通用化水平低，其生產(chǎn)成本相對(duì)偏高。這些都是需要在以后的包裝機(jī)設(shè)計(jì)中著力解決的。 人的工作構(gòu)思和主要工作任務(wù) 作構(gòu)思 我先簡(jiǎn)單介紹一下：主動(dòng)件為步進(jìn)電機(jī)，由它實(shí)現(xiàn)包裝設(shè)備間歇進(jìn)行，它下面利用齒輪減速連接到主動(dòng)軸，進(jìn)而由主動(dòng)軸與一個(gè)充填螺桿相連，由充填螺桿實(shí)現(xiàn)顆粒物料的計(jì)量控制。另外輔助方面，由于物料需要經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)物料的順利填充。而攪拌系統(tǒng)是由減速機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)給攪拌器，進(jìn)而與充填螺桿一起實(shí)現(xiàn)物料的填充 計(jì)量。 要工作任務(wù) a. 確定定量自動(dòng)充填包裝機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案； b. 設(shè)計(jì)定量自動(dòng)充填包裝機(jī)的總裝圖； c. 設(shè)計(jì)定量自動(dòng)充填包裝機(jī)的部件和零件圖； d. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書及相關(guān)文件 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 2 總體方案設(shè)計(jì) 有的定量充填包裝機(jī)設(shè)計(jì)方案 目前市場(chǎng)上的定量充填包裝機(jī)種類繁多，性能各異。其計(jì)量方案主要有以下幾種： a. 定容積式量杯計(jì)量； b. 稱重式計(jì)量； c. 螺桿式容積計(jì)量； 面我先簡(jiǎn)要介紹一下這幾種方案。 容積式量杯計(jì)量裝置 圖 2定容積量杯式計(jì)量方案 ,如方案所示 :轉(zhuǎn)盤 2 隨軸 1 在原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤 2 上固定有定容積式量杯 6。料斗 4、刮板 3、透明罩 5 隨機(jī)架固定不動(dòng) ,且刮板 3、透明罩 5 與活動(dòng)轉(zhuǎn)盤 2 上平面形成一定容積的料倉(cāng)（為 1 2 轉(zhuǎn)盤面積 ,由料斗 4 補(bǔ)充上料）。當(dāng)轉(zhuǎn)盤 2 上的定容積量杯 6 轉(zhuǎn)入由刮板 3 隔斷的料倉(cāng)時(shí) ,量杯內(nèi)充填粉狀顆粒狀物料 ;轉(zhuǎn)過(guò) 180時(shí) ,量杯上口被刮板刮平 ;再轉(zhuǎn)一定角度到卸料口時(shí) ,由機(jī)構(gòu)頂開量杯的下底蓋 7,將定容積的物料倒入落料口 ,以完成定計(jì)量自動(dòng)落料的動(dòng)作要求。圖 2）為移動(dòng)式定容積量杯自動(dòng)計(jì)量的方案。料斗 11 固定在機(jī)架上 ,由勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌器 阻止物料結(jié)塊 ,保證落入量杯的物料比重均勻。安裝在滑板上的定容積式量杯 ,在滑板等幅往復(fù)滑移時(shí) ,將物料填入量杯刮平 ,再落入出料口。 a b 圖 2容積量杯計(jì)量裝置簡(jiǎn)圖 1 2 34 56 7 89 1011 12 13 14 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 10 11 - 12 - 13 - 14 稱重式計(jì)量裝置 從計(jì)量原理上容易看出 ,容積式計(jì)量精度不高 ,不適合一些流動(dòng)性差 ,比重變化較大或容易結(jié)塊的物料。對(duì)于這些物料 ,往往采用稱重式計(jì)量 ,而稱重計(jì)量裝置通常采用電子秤。 圖 2電子皮帶秤稱重裝置示意圖。稱重時(shí) ,物料由料斗 1 經(jīng)閘門 2 流到輸送帶 4 上 ,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送帶 4 將物料送至秤臺(tái) 5 上 ,物料的重量使秤臺(tái) 5 下面的支承板彈簧 7 發(fā)生撓曲變形 ,秤臺(tái)下移 ,其位移信號(hào)由傳感器 6 傳輸給稱重調(diào)節(jié)器 3,使皮帶秤可立即測(cè)出該段皮帶上的物料重量。若重量不符合要求 ,稱重調(diào)節(jié)器 3 可根據(jù)傳感器 6 傳來(lái)的信號(hào) ,來(lái)調(diào)節(jié)閘門 2 的 開度 ,通過(guò)控制秤臺(tái)的位移量來(lái)調(diào)節(jié)秤臺(tái)上物料的重量 ,以保證待稱的物料重量穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。 稱重控制系統(tǒng)的性能對(duì)計(jì)量的精確度起決定作用。在秤體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面 ,主要有板彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 ,阻尼器的設(shè)定 ,傳感器的選用等。 圖 2帶秤稱重式計(jì)量裝置示意圖 123467文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 1 2 3 - 4 5 - 6 7 - 螺桿式容積計(jì)量 圖 2示為螺桿式定容計(jì)量裝置原理圖。這種計(jì)量裝置是利用計(jì)量螺桿螺旋槽的容腔來(lái)計(jì)量物料的。工作時(shí) ,電機(jī) 3 通過(guò)皮帶輪 4 帶動(dòng)螺桿軸 6 旋轉(zhuǎn) ,螺桿軸 6則帶動(dòng)計(jì)量螺桿 8 轉(zhuǎn)動(dòng) ,使計(jì)量螺桿 8 轉(zhuǎn)過(guò)預(yù)定的圈數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)量。 由于物料的計(jì)量是利用螺桿螺旋槽的容腔來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ,每圈螺旋槽都有一定的理論容積 ,因此 ,只要準(zhǔn)確地控制計(jì)量螺桿轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) ,就能獲得較為精確的 計(jì)量值。物料的重量由下式求出 :G=物料的體積 V=2t 式中 :G每次供送物料的重量 ;物料比重 ;次送料計(jì)量螺桿轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) ;S計(jì)量螺桿的螺距 ;D 中 計(jì)量螺桿的中徑 ;t計(jì)量螺桿的螺旋槽深度。 計(jì)量螺桿與通常所說(shuō)的螺紋件不一樣 ,結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多 ,其螺旋槽的斷面通常為矩形 ,可以用鐵皮類薄板繞著圓形桿件焊接而成。設(shè)計(jì)時(shí) ,要選擇的主要設(shè)計(jì)參數(shù)是計(jì)量螺桿的中徑 D 中、螺旋槽深度 t、螺桿的螺距 S 和必要的螺桿長(zhǎng)度。 圖 2桿式計(jì)量裝置示意圖 1、 324578,3 - 2 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 記數(shù)式計(jì)量 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 對(duì)于顆粒狀物品 ,常采用轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)式計(jì)量方法進(jìn)行計(jì)量。轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)式計(jì)量裝置是利用轉(zhuǎn)盤上的計(jì)數(shù)板對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)的 ,其原理如圖 5 所示。在包裝時(shí) ,轉(zhuǎn)動(dòng)的定量盤 3 上的。如圖 2 圖 2數(shù)式計(jì)量裝置原理圖 1234 567- 2- 3- 456- 7- 孔通過(guò)料箱 2的底部時(shí) ,料箱中的物料就落入小孔中 ,每孔 1粒 ,定量盤上的小孔計(jì)數(shù)額通常分為幾組 (圖示為 3 組 )。當(dāng)定量盤 3 轉(zhuǎn)到卸料工位時(shí) ,物料通過(guò)卸料槽4 充入包裝容器。該定量裝置的設(shè)計(jì)主要在結(jié)構(gòu)方面。為確保物料能順利地進(jìn)入計(jì)量盤的小孔中 ,常使定量盤 3 上的小孔直徑略大于物料的直徑 (約大 盤的厚度也比物料厚度稍大些。料箱正面平板 1 多采用透明材料 ,以利于觀測(cè)料箱內(nèi)物料的入孔情況。此板底部與定量盤上表面的間隙不宜過(guò)大 ,以防多余的物料漏出或被板縫擠碎或刮碎。 案比較 上面討論的幾種計(jì)量方法中 ,容積式計(jì)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,操作方便 ,適應(yīng)性廣泛 ,對(duì)于計(jì)量不要求很精確時(shí) ,是首選方式。相對(duì)容積式計(jì)量 來(lái)說(shuō) ,稱重式計(jì)量方法買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 生產(chǎn)效率高 ,精度也較高 ,適用于比重變化比較大的物料。在計(jì)量精度要求較高的生產(chǎn)線上 ,可將介紹的皮帶電子秤與容積式計(jì)量配合使用 ,能使計(jì)量精度進(jìn)一步提高。計(jì)數(shù)式計(jì)量 ,適用于有固定形狀的塊狀或顆粒狀物料。螺桿式計(jì)量一般適用于流動(dòng)性較好的顆粒狀固體物料 ,但不宜用于計(jì)量比重變化較大的物料。對(duì)這 4 種計(jì)量方法 ,應(yīng)當(dāng)根據(jù)物料的性質(zhì) ,生產(chǎn)成本 ,計(jì)量精度等要求來(lái)進(jìn)行選用。 計(jì)方案 比較及確立 經(jīng)過(guò)多方面的實(shí)習(xí)調(diào)研和資料收集，我最終確定了我的課題方案。下面我將簡(jiǎn)要的介紹一下我的方案： 首先，我先介紹我的整 體方案。主動(dòng)件為步進(jìn)電機(jī)，由它實(shí)現(xiàn)包裝設(shè)備間歇進(jìn)行，它下面利用齒輪減速連接到主動(dòng)軸，進(jìn)而由主動(dòng)軸與一個(gè)充填螺桿相連，由充填螺桿實(shí)現(xiàn)顆粒物料的計(jì)量控制。另外輔助方面，由于物料需要經(jīng)過(guò)攪拌系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)物料的順利填充。而攪拌系統(tǒng)動(dòng)力是由減速機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)給攪拌器的，由于物料的計(jì)量是利用螺桿螺旋槽的容腔來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ,每圈螺旋槽都有一定的理論容積 ,因此 ,只要準(zhǔn)確地控制計(jì)量螺桿轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù) ,就能獲得較為精確的計(jì)量值由充填螺桿一起實(shí)現(xiàn)物料的填充計(jì)量。 顆粒狀物料因其容重的多變性、自流的不穩(wěn)定性使得其準(zhǔn)確的計(jì)量必須由稱重法完成， 不管是機(jī)械式還是電子式稱重，過(guò)程均為時(shí)間動(dòng)態(tài)過(guò)程。所不同的是，電子式稱重時(shí)，過(guò)程的監(jiān)控可以由軟件實(shí)現(xiàn)，而機(jī)械式稱重時(shí)，計(jì)量過(guò)程的監(jiān)控必須由設(shè)計(jì)的裝置和控制軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)?？傊?，稱重裝置的設(shè)計(jì)就是要適當(dāng)?shù)鼗夥Q重計(jì)量時(shí)速度和精度的矛盾。而螺桿式容積計(jì)量方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活，傳動(dòng)效率高，但容積式量杯一般只適用于某一的某一限定計(jì)量的包裝，且由于量杯的制造誤差，加上物料的密度變化，計(jì)量誤差無(wú)法調(diào)整；螺旋輸送式計(jì)量雖叫調(diào)整，但調(diào)整誤差，動(dòng)作不夠敏捷，面對(duì)品種繁多的商品自動(dòng)化包裝要求，上述計(jì)量方案實(shí)用意義不大，都需要 改進(jìn)。而我經(jīng)過(guò)改進(jìn)它的主動(dòng)力是由步進(jìn)電機(jī)控制的。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)換成相應(yīng)的角位移或直線位移的電機(jī)執(zhí)行元件，每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定的角度。脈沖一個(gè)一個(gè)地輸入，電動(dòng)機(jī)便一步一步的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)一定時(shí)，其轉(zhuǎn)速是由脈沖的頻率決定的。進(jìn)而不同的輸入脈沖頻率決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以實(shí)現(xiàn)不同品種、不同商品的包裝設(shè)計(jì)。解決了其適應(yīng)面窄，基本上只是針對(duì)單一品種單一定量的產(chǎn)品包裝的問(wèn)題。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 容積可調(diào)式動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置 ,不僅操作方便 ,計(jì)量準(zhǔn)確 ,適應(yīng)性廣泛 ,結(jié)構(gòu)也十分簡(jiǎn)單 ,是值得推廣的計(jì)量方式。盡管在調(diào)試中也發(fā) 現(xiàn)了一些不盡人意的問(wèn)題 :如用步進(jìn)電機(jī)作驅(qū)動(dòng)元件 ,成本較高 ;步進(jìn)電機(jī)矩頻特性與樣本顯示的數(shù)據(jù)總有一定差距 ,影響了計(jì)量裝置的工作性能與可靠性 ;從檢測(cè)手段上動(dòng)態(tài)計(jì)量誤差調(diào)整的理想化還有待于進(jìn)一步的解決。但筆者深信 ,隨著科技進(jìn)步的發(fā)展 ,步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用的日益廣泛 ,其成本會(huì)逐步降低 ,步進(jìn)電機(jī)的性能也會(huì)不斷提高 ,小袋物品包裝的動(dòng)態(tài)計(jì)量調(diào)整 ,作為包裝行業(yè)的發(fā)展方向 ,一定會(huì)很快得以發(fā)展、進(jìn)步、完善、提高。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 3 理論計(jì)算 桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 選螺桿的尺寸為 : 15 5 3 0 , 5 0 5 , 1 0 0D m m D m m L S m m 中 內(nèi)， 物 料 的 體 積 為 1 2 3V V V V 2 2 2 211 ()3 h R R r r r h h r 2 2 2 21 3 5 0 ( 2 1 0 2 1 0 3 5 3 5 ) 2 1 0 3 5 5 0 5 1 . 53 h 319757607. 1 33( 0 . 8 1 0 / )m V K g m 取 30 . 0 1 9 8 0 . 8 1 01 5 . 8 又因?yàn)槁輻U旋轉(zhuǎn)使物料下落相當(dāng)于將螺母擰到螺桿上。 受力分析如 下 ： ()2 中 為了安全，取 1 0 . 0 5 5 1 5 . 8 9 . 8 ( 3 0 3 1 )27 . 6 7 由步進(jìn)電機(jī)到螺桿傳動(dòng)比為 3i m a 6 7 / 3 2 . 5 6/ 0 . 4 2 . 5 6 / 0 . 4 6 . 4 7 . 8 4 N m N m 我們所選的步進(jìn)電機(jī)合適，而且料斗尺寸也 較合理。 我們所設(shè)計(jì)的自動(dòng)填充計(jì)量包裝機(jī)是通過(guò)螺桿的螺旋來(lái)完成定量包裝的，為使理論容積容積準(zhǔn)確，所采用的螺桿必須經(jīng)過(guò)精確加工。我們所設(shè)計(jì)的計(jì)量包裝機(jī)中，螺桿的截面采用梯形。（由于在裝配圖中我們所畫的螺桿為包裝 200g 時(shí)的螺桿，故以次螺桿為例） 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 取 7 0 , 5 0 , 3 0 , 2 0 , 5 0D m m D m m D m m t m m S m m 外 中 內(nèi)下面我們來(lái)計(jì)算一下每次定量螺桿送料的轉(zhuǎn)數(shù)。 每圈螺旋容積為 V 3()V F l m 式中 F 梯形螺旋截面積（ 2m ） 2()4SF t m S螺距（ m ） t螺旋高度（ m ） l 一圈螺旋的圓周長(zhǎng)（ m ） 中 中式中 梯形螺旋的中徑（ m ） 中螺旋中徑的升角（ ） 則4S t lC o s 中中又因?yàn)槊看味柯輻U的送料量 0 ( / )G V n K g 次式中 物料視密度（ 3/Kg m ） 0n每次定量螺桿轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)。 我們所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)中 （以奶粉的密度為例） 4S t 中中224()S t 中中中買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 224 ( ) 中220 . 0 5 0 . 0 240 . 0 0 0 1 6 4 8 4 5 （ （ 0 30 . 0 20 . 0 0 0 1 6 4 8 0 . 8 1 0 1 6 5 7 2 4 ( ) 轉(zhuǎn) 又因?yàn)?由步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)須經(jīng)過(guò) 1： 3 的降速。所以 每次螺桿旋轉(zhuǎn)0步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)03n， 即需旋轉(zhuǎn)03 6 0 3 3 6 0 3 1 . 5 1 6 5 7 2 4n 1 6 3 7 8 1 9 2又因?yàn)樗x取的步進(jìn)電機(jī)的步距角為 所以每次螺桿旋轉(zhuǎn)0n，步進(jìn)電機(jī)須走 1 6 3 7 . 8 9 8 1 9 2 / 1 . 5 / 1 0 9 1 . 9 3 2 1 2 8S T E P S T E P 由步進(jìn)電機(jī)的距頻特性圖可知運(yùn)行距頻特性最好取在較為平緩的一段，考慮到我們所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)的工作頻率為 30 包 /分，即每?jī)擅腌姲话?，這兩秒鐘中有下料的時(shí)間，也包含了手工進(jìn)行包裝的過(guò)程，所以取步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行距頻特性為1000 / 。 1 0 9 1 . 9 3 2 1 2 8 1 . 0 9 1 9 3 2 1 2 2 8 1 . 0 9 2S T E P s s 步 進(jìn) 電 機(jī) 走 需 取 近 似 值 為。 反推回去，計(jì)算0走 1092又因?yàn)椴骄嘟菫?所以步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò) 1 . 5 1 0 9 2 1 6 3 8 1 6 3 8 / 3 6 0 4 . 5 5即 轉(zhuǎn) 過(guò) 了 轉(zhuǎn) 又 由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)螺桿的旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)了 1： 3 的降速， 螺桿的轉(zhuǎn)速為 0 4 . 5 5 / 3 1 . 5 1 6 7n 、 轉(zhuǎn) 每分鐘螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)為 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 06 0 / 1 2、6 0 1 . 5 1 6 7 / 1 . 0 9 28 3 . 3 / m i 每分鐘步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為： 1 3 3 8 3 . 3 2 4 9 . 9 / m i nn n r 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 數(shù) 是 合 適 的 。 此時(shí)，步 進(jìn)電機(jī)走 1 步，螺桿下料的質(zhì)量為 m=200/1092= 在包裝一包的過(guò)程中， 螺桿旋轉(zhuǎn)下料， 步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，人工進(jìn)行包裝，當(dāng)包裝物料為 500g/包時(shí)，我們可以采用下述方法：我們可以不改變步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)，這樣，單片機(jī)的程序都不需改變，只需螺桿的螺距和螺桿的外徑。 我們?nèi)?8 0 , 5 5 3 0 , 2 5 , ?D m m D m m D m m t m m S 外 中 內(nèi)，001 6 7、轉(zhuǎn) 3300 . 5 0 . 0 0 0 41 . 5 1 6 7 0 . 8 1 0 、 解方程 220 . 0 2 5 0 . 0 5 50 . 0 5 54( 0 . 0 5 5 )= S=100時(shí)，步進(jìn)電機(jī)仍然走 1092 步，則每步應(yīng)下的料為 500 0 . 4 5 81092 也可采用改變步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)，而不改變螺距。 機(jī)的選擇 進(jìn)電機(jī)簡(jiǎn)述 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移或直線位移的機(jī)電執(zhí)行元件，每當(dāng)輸入一個(gè)電 脈沖時(shí)，它便轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)固定角度，這個(gè)角度稱為步距角 ，簡(jiǎn)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 稱為步距。脈沖一個(gè)一個(gè)地輸入，電動(dòng)機(jī)便一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)便因之而命名。 步進(jìn)電機(jī)是位移量是與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成比例的，這就不會(huì)引起誤差的累積，其轉(zhuǎn)速與脈沖頻率和步距角有關(guān)?？刂戚斎朊}沖數(shù)量、頻率以及電動(dòng)機(jī)各相繞組的接通次序，可以得到各種需要的運(yùn)行特性，尤其是當(dāng)與其他數(shù)字系統(tǒng)配套時(shí)，它將體現(xiàn)出更大的優(yōu)越性，因此廣泛應(yīng)用與數(shù)字控制系統(tǒng)中，例如，在數(shù)控機(jī)床，將零件的加工要求編制成一定符號(hào)的加工指令，或編成 程序軟件存放在磁帶上，然后送入數(shù)控機(jī)床的控制箱，其中的數(shù)字計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)紙帶上的指令，或磁帶上的程序，發(fā)出一定數(shù)量的電脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)刀架作符合要求的動(dòng)作，自動(dòng)加工零件。 進(jìn)電機(jī)的選擇 我選用的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)： 110體技術(shù)參數(shù)： 相數(shù)： 3 步距角 (： 電壓 (V)80流 (A)6 保持轉(zhuǎn)矩 (0) 空載啟動(dòng)頻率 (1400 運(yùn)行頻率 (5000 下面是我選用的步進(jìn)電機(jī)的外觀圖 3型圖 3技術(shù)參數(shù)表 3 圖 3進(jìn)電機(jī)外觀圖 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 圖 3裝尺寸 he 3術(shù)參數(shù)表 號(hào) 相數(shù) 步距角( 電壓(V) 電流(A) 保持轉(zhuǎn)矩(空 載 啟 動(dòng) 頻 率(運(yùn)行頻率(接線圖 備注 90 3 60 5 0) 1500 8000 1 90 3 30 4 5) 10 00 1 90 24 3 2) 2400 3 95 3 60 0) 1500 8000 5 110 80 00) 1500 15000 5 110 80 20) 1500 12000 5 110） 3 80 0) 1400 15000 5 110 30 4 0) 500 1 110 80 00) 1350 15000 5 110 80 00) 1350 15000 5 110 80 20) 1200 15000 5 速器的 選擇 a. 擺線針輪減速器的應(yīng)用 擺線針輪減速器具有體積小，質(zhì)量輕，傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高等、故障少、壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、拆卸方便、容易維修；以及過(guò)載能力強(qiáng)、耐沖擊、慣性力矩小、用于起動(dòng)頻繁和正反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。 該機(jī)應(yīng)用于各種機(jī)械的減速傳動(dòng)。如：起重、運(yùn)輸、礦山、冶金、石油、化工、買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 紡織、印染、輕工、制藥、食品機(jī)械等。 b. 擺線針輪減速 器選擇 減速器為定轉(zhuǎn)距設(shè)計(jì)。一般機(jī)型大小不同，或同一種傳動(dòng)比所傳遞的功率也不同。若要求功率一定，用最低轉(zhuǎn)速來(lái)選擇機(jī)型號(hào)，轉(zhuǎn)距一定時(shí)，按最高轉(zhuǎn)速來(lái)選擇機(jī)型號(hào)。 具體選 擇如下： 使用條件： 1） 從動(dòng)機(jī)：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物料攪拌機(jī)。 2） 工作時(shí)間：每日連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 24 小時(shí)。 3） 輸入軸轉(zhuǎn)速： 1000r/） 低速軸轉(zhuǎn)速： 90r/） 輸出軸連接方式：聯(lián)軸器 選型： 6） 工況系數(shù)：取 ） 傳動(dòng)比：選取 =11 8） 功率選擇：由于減速器在運(yùn)轉(zhuǎn)中只承受物料的攪拌，故作用不大。只要選擇減速器功率中較小的就行。我選擇的是 減速器。 我選擇的擺線針輪減速器的具體參數(shù)是： 型號(hào)： 機(jī)： Y 系列 1000r/機(jī) 傳動(dòng)比： 11 輸出轉(zhuǎn)速： 91 r/機(jī)功 率： 90 他零部件選擇 我的齒輪、帶輪在傳動(dòng)過(guò)程中受力都不大。齒輪的作用是把步進(jìn)電機(jī)的輸出功率傳遞給主傳動(dòng)軸，進(jìn)而由螺桿完成物料的定量充填包裝。在傳動(dòng)過(guò)程中基本不受外力，主要是零部件間的摩擦和物料的摩擦，與軸的強(qiáng)度校核計(jì)算來(lái)說(shuō)，這些力可以忽略不記。帶輪的作用是由將擺線針輪減速機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速通過(guò)皮帶輪傳遞給攪拌軸，進(jìn)而由攪拌軸連動(dòng)攪拌器，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的攪拌，以免出現(xiàn)下料不暢，甚至堵塞現(xiàn)象。過(guò)程中攪拌器對(duì)物料的攪拌也不受大力，都無(wú)須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 我的這些零部件的具體尺寸是在結(jié)合現(xiàn)有的產(chǎn)品資料尺寸， 利用類比法設(shè)計(jì)的。 的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。 1）軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端 擋圈、軸承端蓋和圓螺母等來(lái)保證的。 套筒定位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，軸上不需開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度，一般用于軸上兩個(gè)零件之間的定位。 本設(shè)計(jì)中軸上的 齒輪 之間的軸向定位采用的就是軸肩加套筒定位。 軸端擋圈適用于固定軸端零件，可以承受較大的軸向力。軸端擋圈可采用單螺釘固定，為了防止軸端擋圈轉(zhuǎn)動(dòng)造成螺釘松脫，可加圓柱銷鎖定軸端擋圈，也可采用雙螺釘加止動(dòng)墊片防松等固定方法 2）軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行 強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是 45鋼。因此，本設(shè)計(jì)中的軸均采用 45鋼。 本設(shè)計(jì)中軸只傳送轉(zhuǎn)矩所以不需要做校核計(jì)算。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 術(shù)性分析 我設(shè)計(jì)的定量自動(dòng)填充包裝機(jī)已圓滿完成設(shè)計(jì)要求的各項(xiàng)技術(shù)要求。步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由輸入的脈沖頻率決定的，每輸入一個(gè)不同的脈沖，就對(duì)應(yīng)一 個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速。而物料的計(jì)量是通過(guò)充填螺桿的容積型腔來(lái)控制的，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就有一定體積量的物料填充。螺桿的轉(zhuǎn)速是通過(guò)齒輪傳遞給螺桿的，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)包裝機(jī)的不同定量的填充。 另外，該包裝機(jī)人性化設(shè)計(jì)，操作方便，安全可靠。 濟(jì)性分析 該自動(dòng)填充包裝機(jī)中選擇了大量的標(biāo)準(zhǔn)件，有效地降低了生產(chǎn)成本。其他零件的設(shè)計(jì)也充分考慮到加工的工藝可行性。唯一有一些缺陷是步進(jìn)電機(jī)的選用。步進(jìn)電機(jī)是新的科技產(chǎn)品，現(xiàn)在相對(duì)成本稍高，但是隨著科技的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的性能和成本必然下降，而且包裝機(jī)只有與現(xiàn)代科技充分結(jié)合，才能永遠(yuǎn)跟 得上當(dāng)代的新的包裝形