(好論文)國內(nèi)外紙箱封箱機(jī) 畢業(yè)設(shè)計論文

1 緒論1.1 國內(nèi)外紙箱封箱機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r包裝機(jī)械隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，已經(jīng)成為許多企業(yè)包裝產(chǎn)品中不可缺少的一個重要工具。日益增長的人口與經(jīng)濟(jì)促使了產(chǎn)品生產(chǎn)加快，從而使產(chǎn)品包裝業(yè)也快速發(fā)展。為了使企業(yè)擁有一個方便、經(jīng)濟(jì)、安全且占地面積小的封箱設(shè)備，設(shè)計一個全自動的紙箱封箱機(jī)成了我們目前要解決的難題。我國的包裝機(jī)械行業(yè)雖然在近幾年來發(fā)展迅速，但由于起步晚，基礎(chǔ)差，目前尚不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。多年來膠帶封箱機(jī)一直深受廣大的用戶歡迎。然而傳統(tǒng)的膠帶封箱機(jī)在把紙箱送進(jìn)封合時須手工對紙箱的上蓋進(jìn)行折合后送進(jìn)該機(jī)。因此當(dāng)此機(jī)與生產(chǎn)線配套時，必須在此處配置一個工位進(jìn)行人工折合上蓋送入封箱機(jī)進(jìn)行封箱。隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的工業(yè)生產(chǎn)方式逐步趨向于大規(guī)模連續(xù)流水線作業(yè)及完全自動生產(chǎn)線的方向發(fā)展。而作為能更好地和流水線及全自動生產(chǎn)線配套的本實用新型全自動紙箱封箱機(jī)必將取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)的膠帶封箱機(jī)也是是所必然。根據(jù)對銷售點(diǎn)的調(diào)研和機(jī)械科技信息交流中心的檢索結(jié)果顯示，目前國內(nèi)尚無幾家生產(chǎn)全自動紙箱封箱機(jī)的廠家。然而美國、意大利及臺灣的全自動紙箱封箱機(jī)都曾在全國包裝展銷會上相繼以印發(fā)樣本的形式出現(xiàn)。因此研究和開發(fā)全自動紙箱封箱機(jī)的任務(wù)迫在眉睫。1.2 本設(shè)計的目的及意義本次設(shè)計的紙箱封箱機(jī)適用于一定規(guī)格紙箱的上蓋自動折合，并用噴膠設(shè)備噴出的膠水封合上箱的封口，除了按紙箱的大小手工調(diào)整本機(jī)外，可實現(xiàn)全自動折合上箱蓋的功能。使用性能完全達(dá)到技術(shù)指標(biāo)的要求，它繼承了傳統(tǒng)膠帶封箱機(jī)效率高，封箱質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，既可單箱作業(yè)，也可與紙箱成型開箱機(jī)、裝箱機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、捆包機(jī)、輸送機(jī)等設(shè)備配套使用，尤其適用于大規(guī)模連續(xù)流水線作業(yè)及全自動生產(chǎn)線使用，為包裝流水線作業(yè)必需的設(shè)備。同時，節(jié)省了勞力，減輕了勞動強(qiáng)度，實現(xiàn)了無人化操作。通過本次設(shè)計，我一方面希望提高自己的設(shè)計能力，另一方面也希望為相關(guān)的設(shè)計提供一定的理論參考。1.3 本設(shè)計的具體任務(wù)在本設(shè)計中主要是完成了全自動紙箱封箱機(jī)的機(jī)械傳動部分的設(shè)計。在封箱的整個機(jī)械傳動系統(tǒng)中采用輸送帶輸送方式，在封箱裝置動作系統(tǒng)中通過傳感器控制的光電開關(guān)控制。在整個設(shè)計過程中，通過查閱相關(guān)手冊確定系統(tǒng)中需要的各參數(shù)，以及參考相關(guān)包裝機(jī)械的傳動系統(tǒng)設(shè)計出此方案。整個傳動系統(tǒng)包括用于帶動箱體前進(jìn)的機(jī)構(gòu)，用于壓倒箱體上端前后、左右蓋舌的機(jī)構(gòu)，由光電開關(guān)控制的封箱噴膠機(jī)構(gòu)，用于壓平上箱蓋的機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計的紙箱封箱機(jī)占據(jù)空間大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是整個系統(tǒng)的執(zhí)行部分，更是整個封箱機(jī)的關(guān)鍵部分。設(shè)計好了這個部分，其他的結(jié)構(gòu)都是以它為中心而設(shè)計、而存在的。故而對機(jī)械傳動系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)劣直接關(guān)系著整個系統(tǒng)能否正常運(yùn)行，能否完成所要實現(xiàn)的預(yù)期目標(biāo)。2 紙箱封箱機(jī)傳動系統(tǒng)概述2.1紙箱封箱機(jī)傳動系統(tǒng)方案及結(jié)構(gòu)的確定紙箱封箱機(jī)雖然在近幾年來發(fā)展迅速，但由于我國的包裝機(jī)械行業(yè)起步晚，基礎(chǔ)差，目前尚不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。自紙箱封箱機(jī)的發(fā)展開始，對于其傳動系統(tǒng)曾出現(xiàn)了數(shù)十種不同類型的機(jī)械傳動系統(tǒng)。本設(shè)計的全自動紙箱封箱機(jī)采用輸送帶輸送方式。其傳動系統(tǒng)包括用于帶動箱體前進(jìn)的機(jī)構(gòu)，用于壓倒箱體上端前后、左右蓋舌的機(jī)構(gòu)，由光電開關(guān)控制的封箱噴膠機(jī)構(gòu)，用于壓平上箱蓋的機(jī)構(gòu)等。2.2 紙箱封箱機(jī)傳動系統(tǒng)的工作原理當(dāng)紙箱在輸送帶的作用下以速度前進(jìn)，在進(jìn)入前推桿時，前推桿的折桿段給予前蓋舌反作用力，迫使紙箱前蓋舌在推桿的作用下繞著折痕轉(zhuǎn)到水平。與此同時，由光電開關(guān)控制的氣缸運(yùn)動使得后擺臂繞著銷軸轉(zhuǎn)動而打擊紙箱的后蓋舌，迫使后蓋舌繞折痕轉(zhuǎn)到水平，隨著紙箱的向前移動，后蓋舌也跟隨進(jìn)入前推桿。后擺臂回擺，等待下一次信號。因而完成了紙箱前、后蓋舌的自動折合。采用光電開關(guān)對紙箱在輸送帶上的運(yùn)行位置來控制膠水的噴射。當(dāng)紙箱的前后蓋舌隨著輸送帶分別前進(jìn)到噴膠口下方時，由光電開關(guān)控制將膠水分別地噴到紙箱的前后蓋舌的中部，實現(xiàn)噴膠的過程。紙箱在輸送帶的作用下以速度繼續(xù)前進(jìn)，在進(jìn)入一對角鐵組成的牛角推桿時，牛角推桿的斜度給于兩側(cè)蓋一個單作用力，當(dāng)紙箱前進(jìn)的同時迫使紙箱的兩側(cè)蓋舌繞著折痕轉(zhuǎn)至水平位置，而完成了紙箱兩側(cè)蓋舌的自動折合。當(dāng)紙箱從牛角推桿出來后，這時紙箱上蓋還沒有完全封合，當(dāng)紙箱前進(jìn)到壓板的正下方時，紙箱瞬間停下，光電開關(guān)控制的壓板開始下落，壓到紙箱上蓋上，實現(xiàn)紙箱更牢固地封合。2.3 紙箱封箱機(jī)的技術(shù)指標(biāo)紙箱封箱機(jī)的技術(shù)指標(biāo)的包括: (1)可依紙箱大小調(diào)整并依次實現(xiàn)上蓋的前、后兩側(cè)蓋折合操作。(2)生產(chǎn)率：每分鐘可封20箱。(3)封箱適應(yīng)范圍：最小箱：200180150（長寬高） 最大箱：600500500（長寬高）(4)封箱質(zhì)量： 封箱應(yīng)平整、牢固、無明顯皺折； 兩端側(cè)粘合長度為605 ； 封合平整、牢固、規(guī)范、美觀，不會撕箱。(5)采用氣動裝置實現(xiàn)紙箱前蓋的自動折合。3傳動裝置的總體設(shè)計傳動裝置總體設(shè)計的任務(wù)是：確定傳動方案，選擇電機(jī)型號，合理地分配傳動比及計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，為設(shè)計計算各級傳動零件準(zhǔn)備條件。按下列步驟進(jìn)行。3.1 確定傳動方案合理的傳動方案，應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、陳本低廉、效率高和使用維護(hù)方便等。當(dāng)采用多級傳動時，應(yīng)合理地選擇傳動零件和他們之間的傳動次序，揚(yáng)長避短，力求方案合理。常需要考慮以下幾點(diǎn)：(1) 帶傳動為摩擦傳動，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，噪音小，但傳動比不準(zhǔn)確，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，結(jié)構(gòu)尺寸較其他傳動形式大。因此，應(yīng)布置在高速及。因為傳遞相同功率，轉(zhuǎn)速愈高，轉(zhuǎn)矩愈小，可使帶傳動的結(jié)構(gòu)緊湊。(2) 鏈傳動靠鏈輪輪齒嚙合，平均傳動比恒定，并能適應(yīng)惡劣的工作條件，但運(yùn)動不均勻，有沖擊，不適于高速傳動，故應(yīng)布置在多級傳動的低速級。(3) 蝸桿傳動平穩(wěn)，傳動比大，但傳動效率低，適用于中、小功率間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的場合。當(dāng)和齒輪傳動同時應(yīng)用時，應(yīng)布置在高速級，使其工作齒面間有較高的相對滑動速度，利于形成流體動力潤滑油膜，提高效率，延長壽命。(4) 原錐齒輪傳動用于傳遞相交軸間的運(yùn)動。由于圓錐齒輪(特別是當(dāng)尺寸較大時)加工比較困難，應(yīng)放在傳動的高速級，并限制其傳動比，以減小其直徑赫模數(shù)。(5) 開式齒輪傳動的工作環(huán)境一般較差，潤滑不良，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級。(6) 斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳動好，當(dāng)采用雙級齒輪傳動時，高速級常用斜齒輪。3.2 電動機(jī)的分析和選用3.2.1 電動機(jī)的性能和分類電動機(jī)可分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩大類?，F(xiàn)就這兩種類型電機(jī)論述如下：(1) 交流電動機(jī)交流電動機(jī)簡單、耐用、可靠、易維護(hù)、價格低、特性硬，但起動和調(diào)速性能差，輕載時功率因素低，一般在無調(diào)速要求的機(jī)械廣泛應(yīng)用。在可變級頻率電源供電下可平滑調(diào)速。 (2) 直流電動機(jī)直流電動機(jī)的調(diào)速性能好，范圍寬，采用電子控制，能充分適應(yīng)各種機(jī)械負(fù)載特性的需求，但它的價格貴、維護(hù)復(fù)雜且需要直流電源，因此只有在交流電動機(jī)不能滿足要求時才采用。其中串勵電動機(jī)的特點(diǎn)是起動轉(zhuǎn)矩大、過載能力大、特性軟、適用于電力牽引機(jī)械等。復(fù)勵電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和過載能力比并勵電動機(jī)大，但調(diào)速范圍稍窄。3.2.2 選擇電動機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題 選擇電動機(jī)應(yīng)綜合考慮的問題：(1) 根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機(jī)的類型。(2) 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和起動的頻率程度要求，考慮電動機(jī)的溫升限制，過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)的功率。所選電動機(jī)的功率應(yīng)留有余量，負(fù)載率一般取0.80.9。過大的備用功率會使電機(jī)的效率降低，對于感應(yīng)電動機(jī)，其功率因素將變壞。(3) 如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕及易燃易爆氣體和其他因素的必要保護(hù)方式選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。除此之外，選擇電動機(jī)還必須考慮運(yùn)行的可靠性、設(shè)備的供貨情況、安裝檢修的難易、以及產(chǎn)品的價格、建設(shè)費(fèi)用和生產(chǎn)過程前后期電動機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。3.2.3 本傳動機(jī)構(gòu)電動機(jī)的類型選擇由于本設(shè)計中電動機(jī)是用來給傳動機(jī)構(gòu)做動力，且載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)批量為小批量，所以按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，代號為Y系列，同時為了其具有廣泛的適用性，采用了380V電壓50HZ的頻率。A 選擇電動機(jī)的功率(容量)電動機(jī)功率選擇是否合適，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率過小不能保證工作機(jī)的正常工作，若功率選得過大，電動機(jī)的價格高，效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。負(fù)荷穩(wěn)定(或變化很小)、長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械(例如運(yùn)輸機(jī))，可按照電動機(jī)的額定功率選擇，而不必校驗電動機(jī)的發(fā)熱和起動轉(zhuǎn)矩。選擇時應(yīng)保證 式中 電動機(jī)額定功率，kW； 工作機(jī)所需電動機(jī)功率，kW；所需電動機(jī)功率有下式計算 =式中 工作機(jī)所需有效功率，有工作機(jī)的工藝阻力及運(yùn)行參數(shù)確定； 電動機(jī)到工作機(jī)的總效率。傳動裝置的總效率，有傳動裝置的組成確定。多級串聯(lián)的傳動裝置的總效率為： B 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇電動機(jī)，除了選擇合適的電動機(jī)系列及容量外，尚需確定適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速。因為容量相同的同類電機(jī)，可以有不同的轉(zhuǎn)速。電動機(jī)轉(zhuǎn)速相對工作機(jī)轉(zhuǎn)速過高時，勢必使傳動比增大，致使傳動裝置復(fù)雜，外廓尺寸增大，制造成本高。而選用電動機(jī)轉(zhuǎn)速過低時，優(yōu)缺點(diǎn)剛好相反。因此，在確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速時，應(yīng)分析比較，權(quán)衡利弊，安最佳方案選擇。本設(shè)計中運(yùn)輸帶運(yùn)輸?shù)氖羌埾洹＿\(yùn)輸箱體的質(zhì)量M=50，運(yùn)輸帶速v=0.5m/s,運(yùn)輸帶滾筒直徑D=150，查機(jī)械設(shè)計使用手冊表1-1-39知，紙箱與皮帶之間的摩擦系數(shù)為0.40.5，取=0.45。則 運(yùn)輸帶的有效拉力 F=mg=(0.45509.81)N=220.73 N滾筒所需有效功率 P=0.11 KW傳動裝置總效率 =.按機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表4.2-9?。郝?lián)軸器效率 =0.99齒輪傳動效率 =0.97滾動軸承效率 =0.98滾筒效率 =0.96帶傳動效率 =0.95則傳動總效率 =0.990.970.980.960.95=0.81所需電動機(jī)效率 P=0.14 KW滾筒轉(zhuǎn)速 =63.66 r/min查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表4.12-1，選擇Y801-4型號電動機(jī)，其額定功率=0.55 KW，同步轉(zhuǎn)速1500 r/min,滿載轉(zhuǎn)速1390 r/min。由表4.12-2查得電動機(jī)中心高H=80，外伸軸段DE=19403.3 分配傳動比傳動裝置的總傳動比可根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，由=算出。然后將總傳動比合理地分配給各級傳動?？倐鲃颖鹊扔诟骷墏鲃颖鹊倪B乘積，即當(dāng)設(shè)計多級傳動比的傳動裝置時，分配傳動比是一個重要的步驟。往往與有傳動比分配不當(dāng)，造成尺寸不緊湊、結(jié)構(gòu)不協(xié)調(diào)、成本高、維護(hù)不便等許多問題。傳動比可按下式分配 即 式中 分別為高速級和低速級的傳動比；為減速器的傳動比。本設(shè)計中，傳動裝置的總傳動比=21.83根據(jù)表4.2-9取=2.5，則減速器傳動比為 =8.7323.4 以傳動裝置簡圖計算各軸運(yùn)動參數(shù)圖3-1 帶式輸送機(jī)的傳動裝置1輸送皮帶 2傳動滾筒 3V帶傳動 4兩級圓柱齒輪 5電動機(jī)在選出電動機(jī)型號、分配傳動比之后，應(yīng)將傳動裝置中各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、專據(jù)計算出來，為傳動零件和周的設(shè)計計算提供依據(jù)。(1)各軸的轉(zhuǎn)速可根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速及傳動比進(jìn)行計算。(2)各軸的功率和轉(zhuǎn)矩均按輸入計算，有兩種計算方法，其一是按工作機(jī)的需要功率計算；其二是按照電動機(jī)的額定功率計算。前一種方法的優(yōu)點(diǎn)是，設(shè)計出的傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較為緊湊；而后一種方法，由于一般所選定的電動機(jī)額定功率略大于所需電動機(jī)功率，故根據(jù)計算出個州功率和轉(zhuǎn)矩較實際需要的大一些，設(shè)計出的傳動零件的結(jié)構(gòu)尺寸較實際需要的大一些，因此傳動裝置的承載能力對生產(chǎn)具有一定的潛力。計算時，根據(jù)傳動裝置簡圖如圖3-1所示，將傳動裝置中各軸從高速到低速依次定為軸、軸(電動機(jī)的0軸)，各軸的輸入功率為，各軸轉(zhuǎn)速為，各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為，則本設(shè)計中傳動系統(tǒng)各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算為：0軸：0軸即電動機(jī)軸 =0.14 KW =1390 r/min =9.55=9.55=0.96 Nm軸：軸即減速器高速軸=0.14=0.139 KW=1390 r/min=9.55=0.955 Nm軸：軸即減速器低速軸=.=0.1390.970.98=0.13 kW=159 r/min=9.55=9.55=7.8 Nm軸：軸即傳動滾筒軸=.=0.130.980.95=0.12 kW=63.6 r/min=9.55=9.55=18 Nm4 傳動標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計計算4.1聯(lián)軸器的分析和選用聯(lián)軸器按計算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選擇，要求所選聯(lián)軸器允許的最大轉(zhuǎn)矩大于計算轉(zhuǎn)矩，且孔徑應(yīng)與被連接的兩軸直徑一致。聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)工作要求選擇，一般多采用可移式聯(lián)軸器，它可以補(bǔ)償由于制造、安裝生產(chǎn)的徑向位移和角位移。在啟動頻繁、變載荷、高速級正反轉(zhuǎn)的場合，應(yīng)采用彈性聯(lián)軸器。本設(shè)計中聯(lián)軸器的選擇本設(shè)計中電動機(jī)與減速器高速軸之間使用聯(lián)軸器。根據(jù)機(jī)械設(shè)計實用手冊聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩公式：=9550 Nm=1.39550=4.9 Nm式中： 公稱轉(zhuǎn)矩，Nm T理論轉(zhuǎn)矩, Nm n工作轉(zhuǎn)速, r/min 驅(qū)動功率, kW K工作情況系數(shù)（由表4-2-2查得，K=1.3）再根據(jù)軸徑的大小查表4-2-19選用TL3聯(lián)軸器。其主要參數(shù)如下：TL3：軸孔直徑范圍為1622mm，公稱轉(zhuǎn)矩=63 Nm合適，許用轉(zhuǎn)速n=4700(鐵)，n合適。4.2 減速器的分析和選用減速器是用于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的封閉的傳動裝置。由于減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、傳動準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，故在各種機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用甚廣。4.2.1 減速器性能和分類減速器按其機(jī)構(gòu)分為：圓柱齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器；蝸桿減速器；行星輪齒輪減速器；擺線針輪減速器以及諧波輪減速器等等。常見減速器的類型及其應(yīng)用簡述如下：A 圓柱齒輪減速器兩級展開式圓柱齒輪減速器。它是兩級減速器中運(yùn)用最廣，最簡單的一種。齒輪相對軸承位置不對稱。當(dāng)軸產(chǎn)生彎曲變形時，載荷在齒寬上分布不均勻。因此，軸應(yīng)具有較大的剛度，并盡量使高速齒輪遠(yuǎn)離輸入端，高速級可制成斜齒，低速級可制成直齒。相對分流式講，用于載荷較平穩(wěn)的場合，傳動比一般為i=860。B 圓錐及圓錐圓柱齒輪減速器圓錐圓柱齒輪減速器：它主要用于輸入軸與輸出軸相交而傳動化又較大的傳動。圓錐齒輪應(yīng)在高速級，以減少錐齒輪尺寸，齒輪可分別制成直齒和斜齒。傳動比在直齒圓錐齒輪為822，斜齒輪及螺旋齒輪為840。蝸桿及蝸桿齒輪減速器：4.2.2 減速器類型的選擇由前面計算知本設(shè)計所用減速器傳遞的功率P=0.14 kW，傳動比 =8.732，輸入轉(zhuǎn)速n=1390 r/min，則選擇兩級圓柱齒輪(ZLY)減速器。由機(jī)械設(shè)計實用手冊表9-1-2查得：兩級減速器總中心距a=192，=80，=112。根據(jù)表9-1-4選取減速器公稱傳動比系列 =18根據(jù)表9-2-3 ZLY型減速器低速級許用輸入功率=14 kW根據(jù)表9-2-9 ZLY型減速器外形尺寸設(shè)計減速器的尺寸。4.3軸承的分析和選用4.3.1軸承的選用考慮滾筒軸上的軸承即受到徑向力又受到軸向力，故選用一對角接觸球軸承（GB/T29294）按軸頸直徑d來初選軸承型號。 滾筒軸上用軸承處直徑為65mm，所以選用軸承型號7013C，其主要參數(shù)查機(jī)械設(shè)計實用手冊表5-1-48可得：=65，D=100，B=18，=72 基本額定載荷=30.8 kN =27.8kN4.3.2對滾筒軸軸承的壽命驗算：在同一工作溫度下，用工作小時表示軸承的壽命，則式中 P當(dāng)量動載荷，N； 壽命指數(shù)。球軸承，= 3；滾子軸承，=； 軸承的轉(zhuǎn)速，r/min。 把前面的數(shù)據(jù)： =63.6 r/min， P=62.79 N（根據(jù)帶輪軸的計算可得）代入公式： = =309295h又由機(jī)械設(shè)計表95： =1200025000 h則有 ， 軸承壽命合適。此時滾筒已確定，為中空型，其外徑為150mm，故可確定滾筒的內(nèi)徑為100mm。4.4. 氣動執(zhí)行元件的選用將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動、擺動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的元件，稱為氣動執(zhí)行元件。4.4.1氣缸在氣動執(zhí)行元件中，使用最多的是直線運(yùn)動的氣缸。按照講空氣壓力轉(zhuǎn)換成力的受壓部件的結(jié)構(gòu)不同，有活塞式和非活塞式（如膜片式），如圖2-1所示。膜片時氣缸密封性好，無摩擦阻力，無需潤滑，但氣缸行程短，大多用于生產(chǎn)過程控制中的夾緊和閥門開閉等工作。使用最多的是活塞式氣缸。4.4.2 本設(shè)計中氣缸的選擇A 推動壓板的氣缸選擇用氣缸推動壓板向下運(yùn)動，其中壓板厚t=5，長660，寬260，密度=7.85/，系統(tǒng)工作壓力P=0.5，氣缸行程L=400，經(jīng)t=2s壓板被氣缸推到箱蓋上。壓板質(zhì)量 m=()6.74氣缸實際軸向負(fù)載 F=mg=(6.749.81)N=66.51N氣缸的平均速度 =200/s根據(jù)氣缸速度在50500/s，查現(xiàn)代使用氣缸技術(shù)(第2版)表10-10，預(yù)選負(fù)載率=50%。則氣缸理論輸出力 F=133.02 N由雙作用氣缸理論推力公式 F= 可得出氣缸直徑 D=18.4按標(biāo)準(zhǔn)選定氣缸缸徑為20。壓板氣缸缸徑的校核已知L=400，t=2s，=50%，由現(xiàn)代使用氣缸技術(shù)圖10-30e，查得理論基準(zhǔn)速度=370/s。已知=50%，由圖10-31，查得=0.975，則氣缸的最大速度=(0.975370)/s=360.75。故負(fù)載運(yùn)動的最大動能=()=0.439J。由圖10-32，選用CM2系列缸徑20的氣缸，滿足緩沖能力要求。B 推動后擺臂的氣缸選擇已知前擺臂的質(zhì)量m=2，系統(tǒng)工作壓力P=0.5，氣缸行程L=500，經(jīng)1.5s氣缸推動前擺臂動作完畢。氣缸實際軸向負(fù)載 F=mg=29.81=19.62 N氣缸的平均速度=/s=333/s根據(jù)氣缸速度在50500/s，查現(xiàn)代使用氣缸技術(shù)(第2版)表10-10，預(yù)選負(fù)載率=50%。則氣缸理論輸出力 F=39.24 N由雙作用氣缸理論推力公式 F= 可得出氣缸直徑 D=10按標(biāo)準(zhǔn)選定氣缸缸徑為10。后擺臂氣缸缸徑的校核已知L=500，t=1.5s，=50%，由現(xiàn)代使用氣缸技術(shù)圖10-30e，查得理論基準(zhǔn)速度=700/s。已知=50%，由圖10-31，查得=0.975，則氣缸的最大速度=(0.975700)/s=682.5/s。故負(fù)載運(yùn)動的最大動能=()=0.47J。由圖10-32，選用CJ2系列缸徑10的氣缸，不能滿足緩沖能力要求。故選用CJ2系列缸徑20的氣缸，才能滿足緩沖能力要求。4.5帶傳動的的選用帶傳動的類型很多，根據(jù)機(jī)械設(shè)計實用手冊表8-1-1長用帶傳動的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用，選擇普通V帶用于連接減速器低速軸和滾筒軸之間的傳動；而置于導(dǎo)軌上用于輸送箱體的帶則選用聚酰胺片基復(fù)合平帶。4.5.1 平帶傳動平帶傳動在機(jī)械傳動中應(yīng)用較普遍。它的特點(diǎn)是： 結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)多種傳動形式如交叉與角度傳動、多被動輪傳動、張緊離合器等。 主動輪與被動輪之間距離較大。適于體積較大的機(jī)具之間的傳動。 膠帶有彈性，傳動中產(chǎn)生打滑，可以緩和沖擊載荷和短時過載，又安全作用。 不能保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的速比。 軸和軸承上受壓力較大。本設(shè)計中平帶傳動設(shè)計聚酰胺片基復(fù)合平帶按承載層(聚酰胺片基)的能力(抗拉強(qiáng)度)分為輕型L、中型M、重型H和特輕型EL、加重型EH、超重型EEH等幾種，其尺寸規(guī)格見機(jī)械設(shè)計實用手冊表8-1-39。本設(shè)計中采用聚酰胺片基復(fù)合平帶傳動設(shè)計可以參照表8-1-35進(jìn)行，但應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)：(1) 選擇帶型時，現(xiàn)根據(jù)用途、載荷的大小和變化情況按表8-1-40選擇貼面類型，然后再根據(jù)設(shè)計功率和小帶輪轉(zhuǎn)速由圖8-1-7選擇帶型。(2) 小帶輪直徑可按表8-1-35的計算值減小30%50%，但必須大于表8-1-39中規(guī)定的，并應(yīng)使帶速1015m/s。(3) 曲撓次數(shù)應(yīng)小于=1550小帶輪直徑大時取高值，若，則應(yīng)該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑，以免影響帶的壽命。(4) 確定帶寬 式中 設(shè)計功率，=，kW； 傳遞功率，kW； 保教修正稀疏，查表8-1-37； 傳動布置系數(shù)，查表8-1-38； 聚酰胺片基復(fù)合平帶的基本額定功率，(kW)，查表8-1-41。根據(jù)上式算出帶寬，再結(jié)合所要輸送箱體的寬度，初步確定輸送帶的寬度，并按表8-1-39選取標(biāo)準(zhǔn)值。取=250，選用兩根該帶。由以上推理計算可知，本設(shè)計中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LR-M 2503350 GB 1063-89(一面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為250、帶長為3350的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。4.5.2 V帶傳動V帶比平帶應(yīng)用更廣泛，在許多情況下代替了平膠帶傳動和鏈傳動。V帶傳動的特點(diǎn)：(1)與鏈傳動相比，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，制造、使用、維護(hù)方便，能適應(yīng)多種復(fù)雜的傳動形式。但其傳動不穩(wěn)定，局部損壞不易修理，需更換新品。(2)與平帶相比，不易掉帶，帶輪安裝要求不太嚴(yán)格，允許兩輪中心面有較大的位置度和平行度偏差，能更好地適應(yīng)多種傳動形式，簡化傳動機(jī)構(gòu)。V帶得出拉力較低，允許用較小的包角和中心距，傳動比可以比較大，外廓尺寸小，沒有接頭，運(yùn)行平穩(wěn)。本設(shè)計中普通V帶的尺寸規(guī)格本設(shè)計中使用的是A型普通V帶(基準(zhǔn)寬度制)，其截面尺寸見機(jī)械設(shè)計實用手冊表8-1-4，選擇A型普通V帶，其截面尺寸：節(jié)寬=11.0；基本尺寸：頂寬b=13,高度h=10，楔角=40?；鶞?zhǔn)長度系列見表8-1-8。根據(jù)型號可以外購到該V帶。5 非標(biāo)準(zhǔn)部件的設(shè)計和計算5.1壓板的設(shè)計與計算5.1.1 壓板材料的選擇本設(shè)計由于在紙箱封箱機(jī)噴膠過程中，可能會由于某些原因?qū)е履z噴到其它位置或由于膠噴放過多等情況，都有可能使壓板壓下時膠粘到壓板上，這就要求在選擇壓板材料時要注意到這點(diǎn)。所以經(jīng)過認(rèn)真分析，選用不銹鋼復(fù)合鋼板，牌號為1Cr18Ni9Ti，作為壓板材料。它具有良好的耐酸性，耐腐蝕性及抗晶間腐蝕能力。焊接性能良好，可用于化工耐蝕性、動力和熱設(shè)備的管道和結(jié)構(gòu)中。5.1.2 壓板尺寸的設(shè)計查機(jī)械設(shè)計實用手冊表2-3-1，選取壓板厚度為5，復(fù)層厚度1.01.5。本設(shè)計的壓板是用于使噴有膠的箱蓋之間更為牢固，故它的尺寸應(yīng)滿足被壓箱蓋的要求。已知箱子的尺寸范圍： 最小箱 200180150(長寬高) 最大箱 600500500(長寬高)故設(shè)計壓板的尺寸為：6602605(長寬高)根據(jù)尺寸設(shè)計壓板的結(jié)構(gòu)，如圖5-1所示。 圖5-1 壓板設(shè)計尺寸5.2滾筒的設(shè)計與計算簡單的帶式輸送機(jī)上裝有傳動滾筒和張緊滾筒；較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)上還設(shè)有該項滾筒，用以增加包角或改變輸送方向。常用的滾筒結(jié)構(gòu)型式見實用機(jī)械設(shè)計手冊圖13.3-3。為了獲得所需的傳動牽引力，而又不致使輸送帶的張力過大，可在傳動滾筒表面包覆木材、皮革或橡膠，以增加滾筒與輸送帶之間的摩擦力，并可采用各種輸送帶圍繞型式以增大輸送帶在滾筒上的包角。滾筒基本參數(shù)和尺寸見表13.3-9。重型帶式輸送機(jī)多采用各種類型的多滾筒傳動方式，以增加傳動功率，見圖13.3-5。根據(jù)滾筒在本設(shè)計中的作用以及它與封箱機(jī)的連接形式，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、占用空間少、具有足夠承載能力的滾筒，如圖5-2所示。圖5-2 滾筒5.3軸的選擇與設(shè)計5.3.1 軸的分類常見的軸有直軸、曲軸和軟軸。本設(shè)計所用到的是直軸。5.3.2 軸的材料45號鋼等優(yōu)質(zhì)中碳鋼是最常用的材料。Q235-A等普通碳素鋼用于不重要的軸或受載較小的軸。合金鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，用于受載較大、結(jié)構(gòu)尺寸受限制、需提高軸頸的耐磨性及處于高低溫或腐蝕等條件下的軸。球墨鑄鐵和一些高強(qiáng)度鑄鐵，易于鑄成外形復(fù)雜的軸，它們吸振性好，對應(yīng)力集中敏感性較低。軸上零件的定位軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈、縮緊擋圈、彈性擋圈、緊定螺釘和圓錐面等來保證的。軸肩、周環(huán)處由于軸的截面變化會產(chǎn)生應(yīng)力集中，即發(fā)生疲勞破壞。為了保證軸的疲勞強(qiáng)度，軸肩、軸環(huán)處的過渡圓角半徑不應(yīng)過小。軸上零件的軸向定位常用鍵、花鍵、銷、緊定螺釘和過盈配合來實現(xiàn)提高軸疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施軸的破壞大多為疲勞破壞。提高軸疲勞強(qiáng)度要力求降低應(yīng)力集中、提高軸的表面質(zhì)量，降低應(yīng)力集中的主要措施見表4-1-6。提高軸的表面質(zhì)量可又降低州的表面粗糙度數(shù)值、進(jìn)行熱處理或表面強(qiáng)化處理等實現(xiàn)。5.3.3 軸的強(qiáng)度計算卷筒與大帶輪之間的軸為短軸屬于傳動軸。傳遞中等功率，轉(zhuǎn)速較低，無特殊要求，故選用45號優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由表查得。，短軸的結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。圖5-3 短軸(a) 圖5-4軸的轉(zhuǎn)矩和彎矩圖由于短軸的長度比較短，并且主要承受徑向力，因此承受的扭矩比較大而彎矩很小，因此在校核時主要考慮短軸的剛度。根據(jù)其承載力及轉(zhuǎn)矩，畫出彎矩和轉(zhuǎn)矩如圖5-4所示。校核后發(fā)現(xiàn)其承載能力足夠。同理，可以校核圖5-5所示的短軸(b)強(qiáng)度足夠。圖5-5 短軸(b)5.4箱體的設(shè)計計算基本尺寸:40007501400 (長寬高)箱體尺寸定為:35006601366(長寬高)根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊采用30#結(jié)構(gòu)用冷彎方形空心型鋼其壁厚t=8.0 mm,理論質(zhì)量2.361kg/m,截面模數(shù)Wx=Wy=2.333,用它作為箱體底部和側(cè)面的框架結(jié)構(gòu)用材,再在其頂部放置薄鉸鐵鋼板,厚度選用t=6.0mm,查得其重量9.831 kg/.A 結(jié)構(gòu)鋼質(zhì)量的計算:總長度為L,單位長度的質(zhì)量2.361kg/mL=3.52+0.662+2(22+3.5)=23.32 m B 角鐵鋼板的計算:頂部面積記為S,總質(zhì)量為,單位面積質(zhì)量為9.813kg/.=0.04176=9.813S=9.8130.04176=0.041 kg箱體底部是主要的承載部分，是整個箱體設(shè)計的重點(diǎn)部分。需要進(jìn)行詳細(xì)的受力分析和計算。根據(jù)常規(guī)經(jīng)驗參考以往的有關(guān)這方面的設(shè)計本方案也采用方鋼作為承載導(dǎo)軌，其主要承受載荷是待封紙箱的重量、承載導(dǎo)軌的重量和導(dǎo)軌上支撐鉸鐵鋼板重量。本設(shè)計初步假設(shè)待封紙箱的重量為50。 5.5后擺臂的設(shè)計計算5.5.1 后擺臂材料的選擇本設(shè)計中，后擺臂由氣缸帶動，用于使在傳送帶上動作的紙箱的后蓋舌繞自身的折痕折下，實現(xiàn)后蓋舌折下進(jìn)入推桿中，故它要具有一定的彎轉(zhuǎn)力和推力。結(jié)合機(jī)械設(shè)計實用手冊選用45#鋼作為后擺臂的材料。5.5.2 實現(xiàn)動作的方案設(shè)計根據(jù)本設(shè)計中后擺臂所要實現(xiàn)的動作，故可設(shè)計成鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基本型式。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本型式的區(qū)別主要取決于機(jī)構(gòu)內(nèi)是否存在曲柄。而機(jī)構(gòu)中有無曲柄又與個構(gòu)件間的相對尺寸有關(guān)，為此需要分析曲柄存在的條件。本設(shè)計中實現(xiàn)后擺