旋蓋機(jī)設(shè)計說明書

本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī) 適用于帶螺紋的蓋與瓶的旋蓋 ， 市場上現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)大多數(shù)是半自動的包裝機(jī)，瓶蓋的疏理大多用人來完成，生產(chǎn)效率不是很高，而且加大了勞動強(qiáng)度，再生產(chǎn)時有一定危險，本設(shè)計為自動理 蓋 而且是多工位旋蓋 。 本文介紹了題目的研究背景和意義，論述了旋蓋機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了本次設(shè)計研究的 內(nèi)容及方法。本次設(shè)計的重點是包裝機(jī)的總體設(shè)計方案、包裝過程的 旋蓋、輸送方式和定位方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了運動與結(jié)構(gòu)的設(shè)計。本次設(shè)計采用的包裝方法是回轉(zhuǎn)式的， 是通過圓柱凸輪的輪廓線來實現(xiàn)旋蓋頭的上下往復(fù)運動的 ， 通過行 星輪系傳遞轉(zhuǎn)矩的； 而且在滿足包裝機(jī)械原理的條件下，充分考慮了整機(jī)的布局和經(jīng)濟(jì)性，同時該機(jī)還有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、無污染、噪聲小和人及功能合理的特點。 關(guān)鍵詞： 旋蓋機(jī) ； 旋蓋 ； 輸送 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract Rotary Capping Machine for the threaded cap and the bottle of screw cap, as the existing rotary capping machines are mostly semi-automatic packaging machine, bottle of Reorganizing the employer to complete most of the production efficiency is not very high and increased labor intensity, have a certain risk of reproduction, the design for the automatic management is a multi-position cap and screw cap. This article describes the background and significance of the research topics discussed Capper development at home and abroad, introduces the design of this study the content and methods. The packaging machine is designed to focus the overall design scheme, the packaging process of screwing conveyance methods and positioning methods, in this based on the movement and structure design. The design of the packaging used is rotary, through cylindrical cam contour to achieve capping head up and down reciprocating motion through the planetary gear transmission torque； and packaging machinery to meet the conditions of principle, give full consideration to the machine layout and the economy, while machine is also simple, low cost, no pollution, noise and human and functional characteristics of reasonable. Keywords: Capping Machine； capping； delivery. 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 摘 要 . I Abstract .II 目 錄 . III 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 設(shè)計題目背景 . 1 1.2 研究意義 . 1 1.3 國內(nèi)外相關(guān)情況 . 1 1.4 選題意義 . 2 第 2 章 總體方案設(shè)計 . 3 2.1 設(shè)計任務(wù)分析 . 3 2.1.1 設(shè)計參數(shù) . 3 2.1.2 工藝路線 . 3 2.2 功能分析 . 3 2.2.1 總功能確定 . 3 2.2.2 各功能分解 . 3 2.2.3 功能結(jié)構(gòu)確定 . 3 2.3 功能求解 . 4 2.3.1 分功能原理解 . 4 2.3.2 系統(tǒng)方案求解 . 4 2.4 方案評價 . 5 2.5 系統(tǒng)方案原理圖 . 5 2.5.1 各執(zhí)行構(gòu)件方案簡圖 . 5 2.5.2 畫總體方案簡圖 . 7 第 3 章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計計算 . 8 3.1 行星輪系的設(shè)計計算 . 8 3.2 旋蓋頭的設(shè)計計算 . 9 3.3 圓柱凸輪及行星輪的設(shè)計計算 . 9 3.4 輸送鏈設(shè)計計算 . 9 第 4 章 傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 . 11 4.1 動力機(jī)的選擇 . 11 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 4.2 傳動比分配 . 11 4.3 各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的設(shè)計計算 . 11 4.4 傳動零件的設(shè)計計算 . 12 4.4.1 圓錐齒輪傳動設(shè)計計算 . 12 4.4.2 帶傳動設(shè)計計算 . 16 4.4.3 鏈傳動設(shè)計計算 . 18 4.4.4 軸的設(shè)計計算 . 19 4.4.5 軸的強(qiáng)度校核 . 24 4.4.6 軸承壽命計算 . 25 第 5 章 回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)的安裝、維護(hù)和安全 . 28 第 6 章 結(jié)論 . 29 參 考 文 獻(xiàn) . 30 致 謝 . 32 附錄 英文原文 . 33 附錄 中文譯文 . 37 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 1.1 設(shè)計題目背景 旋蓋機(jī)是自動灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，用于玻璃瓶或 PET 瓶的螺紋蓋封口。隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產(chǎn)品的包裝質(zhì)量的要求也越來越高。由于螺紋蓋具有封口快捷，開啟方便及開啟瓶后又可重新封好等優(yōu)點，使其在許多產(chǎn)品的包裝 中 應(yīng)用越來越廣泛，諸如飲料，酒類，調(diào)味料，化妝品及藥品等瓶包裝的封口就大量采用螺紋蓋封口。目前現(xiàn)有的國產(chǎn)同類機(jī)型的封蓋機(jī)的產(chǎn)量，速度和自動化程度都相對落后。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速，高效和高可靠性生產(chǎn)的需要，研制了一種 回轉(zhuǎn)式 旋蓋機(jī)， 該機(jī)采用多工位回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，機(jī)電氣一體化，具有效率高，速度快，可靠性好和自動化程度高等優(yōu)點。 1.2 研究意義 包裝機(jī)械為包裝工業(yè)提供裝備機(jī)械，影響著各類包裝制品工業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次，制約著包裝工業(yè)的發(fā)展和速度。長期以來，我國包裝機(jī)械行業(yè)非常薄弱，形不成規(guī)模和水平，致使我國包裝工業(yè)發(fā)展極慢。我國包裝機(jī)械行業(yè)在歷經(jīng)了七十年代的起步，八十年代的發(fā)展，九十年代由于包裝制品發(fā)展的需要而實現(xiàn)了高速度發(fā)展，但是由于起步遲，起點低，規(guī)模小，我國包裝機(jī)械總體水平要比發(fā)達(dá)國家落后 20年，國內(nèi)目前需求量的 60/%，尤其是技術(shù)含 量高的技術(shù)裝備依賴進(jìn)口。對于包裝制品工業(yè)，包裝機(jī)械是我國包裝工業(yè)的優(yōu)勢。 1.3 國內(nèi)外相關(guān)情況 提高自動化程度是包裝機(jī)械發(fā)展重要的趨勢。產(chǎn)品和產(chǎn)量居世界之首的美國十分重視白裝機(jī)械與計算機(jī)緊密結(jié)合，實現(xiàn)機(jī)電一體化控制，將自動化操作程序、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、自動檢驗系統(tǒng)更多用于包裝機(jī)械之中。日本則長于微電子技術(shù)，用以開那個值包裝機(jī)械，有效地促進(jìn)了無人操作和自動化程度的提高。在計量、制造和技術(shù)性能等方面居于世界領(lǐng)先地位的德國也高度重視提高自動化程度。幾年前，德國包裝機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計時，自動化技術(shù)在整個系統(tǒng)操作及運行中還占 30%， 現(xiàn)在已占到 50%以上。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 1.4 選題意義 目前國內(nèi)灌裝生產(chǎn)線中廣泛使用的旋開封蓋口機(jī)大多為直線式旋蓋機(jī)，由于直線式旋蓋機(jī)是單通道式旋蓋，其生產(chǎn)能力受到限制，不能適應(yīng)高速旋蓋的需要 ；另外，更換瓶子時調(diào)整比較困難，無法對 不同高度瓶子實現(xiàn)快速調(diào)整后進(jìn)行旋蓋；旋蓋頭單一，適應(yīng)能力差，每一種瓶蓋就要更換一次相應(yīng)的旋蓋頭，既浪費時間，又增大成本。所以各生產(chǎn)廠家的旋蓋機(jī)在旋瓶蓋能力、效率、事宜瓶型、事宜瓶型及自動化程度等方面各有優(yōu)缺點。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速、高效和高可靠性生產(chǎn)的需要，在廣泛吸收國內(nèi)外先進(jìn)機(jī)型的基 礎(chǔ)上，設(shè)計此了機(jī)器。該機(jī)采用多工位回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計是針對 回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)的不裝設(shè)計 。主要工藝流程包括： 供瓶 +供蓋 旋蓋 輸送 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 總體方案設(shè)計 2.1 設(shè)計任務(wù)分析 采用傳統(tǒng)的方法設(shè)計一臺回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)， 用于將容器蓋上瓶蓋。 2.1.1 設(shè)計 參數(shù) 生產(chǎn)能力： 4000 瓶 /小時 瓶蓋尺寸：直徑 30 40mm；高 20mm 瓶子尺寸：直徑 60mm；高 50mm 60mm 2.1.2 工藝路線 供送瓶和蓋 旋蓋 送出產(chǎn)品 2.2 功能分析 2.2.1 總功能確定 回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)的總功能為：將 盛滿液體的容器固定在輸送鏈上，用旋蓋頭將瓶蓋旋在容器上，依次完成供瓶、供蓋、旋蓋、輸送等工序。 2.2.2 各功能分解 整機(jī)的功能可分為：動力功能，傳動功能，供送功能，旋蓋功能，送出功能。 功能分解的目的是有更多的方案解用來參考，以便找到最優(yōu)的設(shè)計方案。 2.2.3 功能結(jié)構(gòu)確定 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2.3 功能求解 2.3.1 分功能原理解 用形態(tài)學(xué)矩陣求解 表 2.1 形態(tài)矩陣 功能解 分功能 1 2 3 4 A 動力 電動機(jī) 汽油機(jī) 柴油機(jī) 液壓泵 B 供蓋 理 蓋器 人工 機(jī)械手 C 送 出 撥盤 帶 機(jī)械手 鏈 可能的方案： 48434 根據(jù)工作條件及可行性選擇 A1-B1-C1 2.3.2 系統(tǒng)方案求解 綜合多方面的因素選定一下幾種方案供參考： 1 電動機(jī) -理蓋器 -撥盤 2 鏈傳送 -人工 -帶 機(jī)械手送出：鏈、撥盤、帶、旋蓋：旋蓋頭送蓋：轉(zhuǎn)盤送瓶：鏈、撥盤執(zhí)行送出：鏈、撥盤旋蓋：旋蓋頭機(jī)械手供蓋：里蓋器、人工、供瓶：鏈傳動機(jī)電動機(jī)、汽油機(jī)、柴油動力旋蓋機(jī) 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 3 液壓泵 -機(jī)械手 -機(jī)械手 4. 電動機(jī) -理蓋器 -帶 5. 電動機(jī) -理蓋器 -鏈 2.4 方案評價 方案評價 （ 如表 2.3） 表 2.3 方案評價表 評價標(biāo)準(zhǔn) 方案 P1 P2 P3 P4 P5 滿足功 能要求 ？ ？ + + 合理性 ？ ？ + + 經(jīng)濟(jì)性 + + + 環(huán)境適應(yīng)性 + ？ ？ + + 總評價 2 + + ？ ？ + ？ 3 + 4 + 由此得到方案 5 電動機(jī) -理蓋器 -鏈 此解為最優(yōu)解 。 2.5 系統(tǒng)方案原理圖 2.5.1 各執(zhí)行構(gòu)件方案簡圖 （ 1）此裝置是依靠鏈傳動，輸送出已旋 蓋的瓶，如圖 2.2 所示。 圖 2.2 鏈傳動輸送機(jī)構(gòu) （ 2） 此裝置是旋蓋頭，拾取瓶蓋是通過卡蓋頭種均布 6 個 O 型彈簧保持的 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 鋼珠完成，導(dǎo)向套避免撿蓋時蓋歪斜。當(dāng)卡頭將瓶蓋 放在瓶口上與瓶口螺紋接觸時，通過頂壓彈簧產(chǎn)生頂壓力使卡頭內(nèi)錐產(chǎn)生足夠的摩擦力矩將瓶蓋擰緊。旋緊后，離合器自動打滑，以此完成旋蓋，如圖 2.3 所示。 圖 2.3 旋蓋頭機(jī)構(gòu) （ 3） 此裝置是圓柱凸輪，其目的是使旋蓋頭實現(xiàn)升降，如圖 2.4 所示。 圖 2.4 圓柱凸輪機(jī)構(gòu) （ 4） 此裝置是撥盤，輸送需撥盤來完成，如圖 2.5 所示。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 2.5 輸送撥盤機(jī)構(gòu) 2.5.2 畫總體方案簡圖 整體布局結(jié)構(gòu)要緊湊，在整體部局上要符合人機(jī)工程學(xué)學(xué)原理，料斗的高度要適中，以便上料，以便操作者能夠方便的進(jìn)行控制，如圖 2.6 所示。 1-電機(jī) 2-減速器 3-輸送鏈 4-旋蓋頭 5-理蓋器 6-圓柱凸輪 7-供瓶機(jī)構(gòu) 圖 6 總體結(jié)構(gòu)布置圖 6 7 1 2 3 4 5 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 3 章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計計算 3.1 行星輪系的設(shè)計計算 擬定運動方案 根據(jù)執(zhí)行系統(tǒng)的工作任務(wù)擬定實現(xiàn)該任務(wù)的運動方案 ，該機(jī)構(gòu)及傳遞轉(zhuǎn)矩而且大齒輪不動，因此我選擇用一根實心軸外面再套一根空心軸，用實心軸支撐大齒輪及圓柱凸輪，用空心軸傳遞轉(zhuǎn)矩。已知 Hn =10 minr ， 1n =10 6=60 minr ，兩齒輪外嚙合 12212112 ZZnn nnnniHHHHH 1n =10 6=60 minr Hn =10 minr )(21 21 dda 480mm 取 m=3.5 1Z =200 2Z =40 1d =m1z =700mm 2d =m2z =140mm 1ad =707mm 1fd =691.25mm 2ad =147mm 圖 3.1 執(zhí)行系統(tǒng)圖 2fd =131.25mm P= m=10.99mm S=2m=5.495mm 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 3.2 旋蓋頭的設(shè)計計算 運動方案確定以后 ，接著是合理選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的類型組合。旋蓋頭的上下運動時依靠圓柱圖輪廓線來完成，旋蓋的實現(xiàn)是依靠爪來抓住瓶蓋，隨著行星輪的轉(zhuǎn)動開始旋蓋，當(dāng)蓋宣到一定的時候應(yīng)該用離合器，我這次采用的是電磁離合器，依靠兩磁鐵的磁性相互吸引，當(dāng)蓋旋好時離合器自動打 滑旋蓋完成。 利用 圓柱螺旋壓縮彈簧來緩沖旋蓋頭與瓶蓋之間的力，同時依靠導(dǎo)向套來防止瓶蓋歪曲。瓶蓋的尺寸直徑 30-40mm，高 20mm。 3.3 圓柱凸輪及行星輪的設(shè)計計算 行星輪的不僅自轉(zhuǎn)，且要圍繞大齒輪公轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩從大圓盤上傳過來帶著行星輪旋轉(zhuǎn)，但是行星輪還有公轉(zhuǎn)。因此我想到了用花鍵軸來解決。行星輪要在大齒輪上不僅做滾動，而且還要上下移動，所以大齒輪的厚度等于凸輪廓線的長度。與凸輪連接的軸不能轉(zhuǎn)，因此我又一次選擇用實心軸外面再套空心軸。 3.4 輸送鏈設(shè)計計算 鏈輪基本參數(shù)計算 傳動功率 cP0.0375kw，確定鏈 輪齒數(shù) 171 Z ， 172 Z 。 修正功率 P= 036.021 ffPckw 式中 :1f 為工況系數(shù)：查文獻(xiàn) 17 第 14 篇 表 14.2-4 得 1f =1.0。 2f 為主動鏈齒數(shù)系數(shù)：由 17 第 14 篇 圖 14.2-4 得 2f =0.96。 鏈條節(jié)距 p ：根據(jù) p,n 查機(jī)械設(shè)計書圖 4-11，確定鏈型號 06B 型節(jié)距 P=9.525 mm。 pa )5030(0 = 525.9)5030( =285.75 476.25mm 取 0a =400 （ 1）計算鏈長節(jié)數(shù)0X 032100 22 a pfZZpaX =84+17=91 014.32 17172 22123 ZZf 取 910 X 節(jié) （ 2）最大中心距（理論中心距） 842 1717912 210 ZZXc 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 32 84 fccpa mm05.4000884844525.9 2 mmaaa 85.39805.400003.005.400 smpnZv /6.0162.0100060 525.96017100060 11 Nv PF 2.222162.0 036.01 0 0 01 0 0 0 1201803.57180 12 azz mmZpd 77.5117180s in525.9180s in11 mmdpdd ra 33.5735.6525.925.177.5125.11max1 mmdpzdd ra 05.5435.6525.917 6.1177.516.1111m i n1 mmd a 551 取 mmddd rf 42.4535.677.5111 mmZpd 77.5117180s in525.9180s in22 mmdpdd ra 33.5735.6525.925.177.5125.12max2 mmdpzdd ra 05.5435.6525.917 6.1177.516.1122m i n2 552 ad取 mm mmddd rf 42.4535.677.5122 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 4 章 傳動系統(tǒng)設(shè)計計算 4.1 動力機(jī)的選擇 根據(jù)工作負(fù)荷的大小和性質(zhì)、工作機(jī)的特性和工作環(huán)境等，可參考同類 包裝機(jī)進(jìn)行選擇電動機(jī)的種類、類型和結(jié)構(gòu)形式、功率和轉(zhuǎn)速，進(jìn)而確定電動機(jī)的型號。因為負(fù)荷穩(wěn)定（或變化很小）、長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的機(jī)械，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。所以根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，選擇WXD8095 一級直聯(lián)式 電動機(jī)該電機(jī)額定功率為 0.75KW， 輸出軸 轉(zhuǎn)速 138r/min，輸出轉(zhuǎn)矩為 48.7 Nm。 電機(jī)選擇 Y2 系列三相異步電動機(jī) 電機(jī)型號 Y2-712-4 n 電 =1380r/min 減速器 0.37-8085A-11 4.2 傳動比分配 總傳動比 138101380 總i 傳動比分配（由電機(jī)分配到主軸） 減i=11 帶i=2.5 鏈i=2.5 錐i=2 根據(jù)電機(jī)功率及輸入轉(zhuǎn)矩在文獻(xiàn) 12第 16 篇表 16 -18 選擇 ZDY 型硬齒面圓柱齒輪 減速器 ，型號為 ZDY 150-5-I JB/T8853-1999 4.3 各軸轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的設(shè)計計算 85.0減速器 ， 95.0帶 ， 94.0鏈 ， 99.0軸承 ， 97.0錐齒 ， 99.0聯(lián)軸器 0 軸：電機(jī)輸出軸 37.00 rPP kw 13800 n r/min 56.21380 37.095509550110 nPT Nm 軸： 減速器高速軸 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 348.00 . 9 599.037.001 帶承 PP kw 5525.2138001 帶inn r/min 02.6552348.095509550111 nPTNm 軸：主傳動軸 308.095.099.095.0348.0 2212 減承鏈 PP kw 202 n r/min 07.14720308.095509550222 nPTNm 軸： 分配軸 287.099.095.0308.0 2223 承鏈 PP kw 203 n r/min 04.13720287.095509550333 nPTNm 軸： 分配軸 273.099.097.0287.0 2234 承錐 PP kw 104 n r/min 715.26010273.095509550444 nPTNm 4.4 傳動零件的設(shè)計計算 4.4.1 圓錐齒輪傳動設(shè)計計算 1.選擇齒輪材料精度等級 齒輪減速器為一般機(jī)械，小齒輪材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 5 1查得 小齒輪 45 調(diào)質(zhì)，硬度 217 255HB，取硬度為 235 255HB； 大齒輪材料選用 45 鋼，正火處理，硬度 162 217HB，取 190 217HB。 齒輪精度等級為 8 級 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 由式 5 54 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 1d 3221)5.01(4 HEHRRZZuKTmm 初選tK=1.2 由 式 5 14 HZ= 20cos20sin2 =2.5 由表 5 5 查得 ：EZ=189.8MPa 取R=0.3 得 T1=119550np 1000=6239Nmm 由式 5 33 1N=601njLh=60 301(103008)= 4.3210 7 2= /i=4.3210 7/2=2.1610 7 查圖 5-17 得1NZ=1.22, 2N=1.26 取 Zw=1.0，1limHS=1.0，LVR=0.92 由圖 5-16(b)得1lim=590Mpa，2limH=570MPa 由式 (5-28)計算許用接觸應(yīng)力 1H=min1limHZN1ZXZWZLVR= 0.1 92.0590 =662.21Mpa 2H=min2limHHSZN2ZXZWZLVR= 0.1 92.01126.1570 =660.74Mpa 1d3221)5.01(4 HEHRRZZuKT （ 3-12） =33mm 取1=25，2=1Zi=225=50 實際傳動比i=12zz=2 與理論相差為 0，在允許范圍內(nèi) m=11zd=1.3mm 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=1.5mm 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 1d1mz=1.525=37.5mm )5.01(11 Rddm =37.5(1 -0.50.3)=31.875mm mV =3111060ndm=0.05m/s 由 表 5 3 取AK=1.25 1001zvm=0.32 查圖 5 4 v=1 R=2 2221 zz =56mm Rb R=0.356=16.7mm 取 b=20mm dm=1mdb=0.63 查圖 5 7 得K=1.15 =Av=1.251.01.15=1.43 H=ZE u1u)5.01(2 22211 RbdKTH 2 =583.5Mpa 2 =660.3Mpa 安全 3.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 由式 5 55 F=211)5.0(2RmbdKT1FaYsa F 1=arctan21zz=arctan(1/2)=26.56O 2=190 =-26.56O =63.43 O 11vcosz=25/cos26.56O=27.95 222cosz50/cos63.43 O =111.78 按1vz, 查圖 5 14 得1FaY=2.7,2Fa=2.24 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 查圖 5 15 得1saY=1.60，2sa=1.82 查圖 5 18b 得1Flin=220MPa,2Flin=210MPa 查圖 5 19 得1NY=1.0，2N=1.0 由式 5 32 得X=1.0 取ST=2.0，minFS=1.4 由式 5 31 1=XNFSTFY1min1lim=314.28MPa 2F=XN2min2lim=300MPa 1F=11)5.0(2RbdKT1FaYsa =71.13MPa S,該軸 C 截面是安全的。 4.4.6 軸承 壽命計算 已知 ： 7206C 軸承 基本額定動載荷 C=11200N， e=0.38,Y=1.47. 合成支反力： R1=2V12HRR=2538N 2=2V22=3053N 1S=1/(2Y)= 2538/(21. 47)=863N 2=2/(2Y)= 3053/(21. 47)=1038N A=max（1，S+Fa） =1038+154=1192N 2=max（ ， -Fa） =1038 N /R=1192/2538=0.47e=0.38 X1=0.72，Y1=2.39 / =1038/3053=0.34e=0.38 2=1，2=1.65 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 軸承承受輕度載荷沖擊 ,所以取df=1 根據(jù)彎矩合成圖 f1m=1 f2=1 1P=d f1(XR+A1Y) =11 （ 0.72 2538+2.39 154） =2195N 2=df2m(2+2) =1 1 (1 3053+1.65 154)=3307N P20000h 大于軸承預(yù)期壽命 即軸承壽命夠。 已知軸直徑 d=17mm，工作無沖擊；工作溫度低于 120 C，要求軸承壽命為10 年。 由 17第 20 篇表 20.6-1 初選 錐齒輪球軸承 30203?；绢~定動載荷rC 20.8KN，基本額定靜載荷 orC =21.8KN， e=0.35,Y=1.7。 支反力分別為： ByR2.3N CyR45N BZR 419.64 N 8.318CZR N 合成支反力： BR = 22 BzBy RR = 22 64.4193.2 =419.65N CR= 22CZCy RR = 22 8.31845 =322N 計算軸承的派生軸向力 S 4.1 2 37.12 65.4 1 92 YRS BB N 圖 .4.9 軸承截面圖 7.947.12 3222 YRS CC N 求軸承的軸向載荷 A 由 軸的結(jié)構(gòu)知 AF = 2aF =42.7 N ),m ax (1 BAC SFSA =max（ 137.4,123.4） =137.4 N 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 ),m ax (2 CAB SFSA =max（ 80.7,94.7） =94.7 N 計算軸承的當(dāng)量動載荷 P 由 35.033.065.4194.13711 eRA 查表 9-6，1X=1,1Y=0 由 4.029.03 2 27.9422 eRA 查表 9-6， 2X=1, 2Y =0 查表 9-7，取df=1.5 BP = df mf ( 1X 1R + 1Y 1A )=1.52( 1419.65+0)=1259N CP=df mf ( 2X 2R + 2Y 2A )=1.52(1322+0)=966 N CP10 年，故滿足要求 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 第 5 章 回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)的安 裝、維護(hù)和安全 一、安裝 基礎(chǔ)地面應(yīng)平整，由各廠根據(jù)條件自行決定，只要能在安裝范圍內(nèi)承受分揀機(jī)重量即可。 本設(shè)備 設(shè)由地腳螺栓在安裝時應(yīng)進(jìn)行調(diào)試 ，對各部件之間的運動位置及自動控制系統(tǒng)按運動要求調(diào)試好 之后 ，使用時不要再做調(diào)整。 在安裝 時需要進(jìn)行調(diào)試 ， 保證整機(jī)各個工位執(zhí)行的協(xié)調(diào)性，保證整機(jī)運轉(zhuǎn)靈活。 二、 維護(hù)保養(yǎng) 1、工作結(jié)束后，應(yīng)做好清潔工作，將殘留在機(jī)器上的污滯清理干凈并檢查電源是否已經(jīng)關(guān)掉。 2、 每 日機(jī)器工作后 ，首先斷開電源，擦試機(jī)器表面、工作臺等部位， 檢查傳動系統(tǒng)潤滑情況，檢查各種開關(guān)鍵的松緊情況。 3、應(yīng)每星期檢查一次各部潤滑情況，如有故障應(yīng)及時排除 4、 需要經(jīng)常拆洗的零件應(yīng)定時拆下進(jìn)行解體清洗。 三、 安全要求 1、在運轉(zhuǎn)中，如發(fā)生故障，首先關(guān)掉電源，才能進(jìn)行修理。在修理過程中絕對不允許硬敲硬打，以免損壞機(jī)器。 2、工作后 溫度很高，不要用手去碰 。 停機(jī)至少半小時才可對機(jī)械清理 、 維修 。 3、工作時不要用手或其它物體接觸執(zhí)行頭 。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 第 6 章 結(jié)論 本設(shè)計首先 對任務(wù)要求進(jìn)行了分析，進(jìn)行了總體方案設(shè)計， 確定了各個機(jī)構(gòu)的方案，之后分別對每個部分進(jìn)行了設(shè)計計算。 本設(shè)計依據(jù)機(jī)械原理，采用旋蓋頭的轉(zhuǎn)動來進(jìn)行旋蓋，旋 蓋頭采用 6 工位循環(huán)工作；并且通過圓柱圖輪廓線實現(xiàn)上下往復(fù)運動，利用電磁離合器實現(xiàn)旋蓋后的自動打滑，以滿足工藝要求。本機(jī)具有供瓶、供蓋、旋蓋、輸送等功能，能夠?qū)崿F(xiàn) 瓶蓋尺寸：直徑 30 40mm；高 20mm；瓶子尺寸：直徑 60mm；高 50mm 60mm，旋蓋，功率 4000 瓶 /小時 。本機(jī)采用回轉(zhuǎn)式的工藝路線，節(jié)省空間，整體結(jié)構(gòu)緊湊； 本次設(shè)計參考了各類包裝機(jī)械設(shè)計的長處，同時借鑒了其它機(jī)械的優(yōu)點完成了自動選改包裝機(jī)部 裝設(shè)計 本機(jī)還存在生產(chǎn)率偏低、自動化程度低、單機(jī)功能偏少等問題，應(yīng)在生產(chǎn)率、自動化、多功能方面給以改 進(jìn)。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 參 考 文 獻(xiàn) 1. 呂憲昆中藥丸自動裝盒貼簽裝置中國專利， 93204026.8.1994 07 機(jī)械設(shè)計手冊 .軟件版 .V3.0 2. 周顯權(quán)中藥丸真空蠟殼包裝機(jī)中國專利， 99223130.2.2000 08 3 3. 孫桓 .機(jī)械原理 .高等教育出版社 , 2000 4. 許林成等 .包裝機(jī)械原理與設(shè)計 .上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,1988 5. 趙韓等 .機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 .高等教育出版社， 2005 6. 侯珍秀 .機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 .哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2003 7. 孫志禮等 .機(jī)械設(shè)計 .東北大學(xué)出版社， 2004 8. 中國機(jī)械 CAD 論壇 /read.php 9. 包裝機(jī)械設(shè)計 .遼寧工業(yè)大出版， 2007 10. 中國知網(wǎng) ./index.htm 11. 包裝與食品機(jī)械 1997 年第 15 卷 第 6 期 12. 孔志禮 .機(jī)械設(shè)計 .東北大學(xué)出版社， 2000 年 9 月第一版 13. 成大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 .第四版 .第一卷 . 化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 14. 成大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 .第四版 .第三卷 . 化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 15. 成 大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 .第四版 .第四卷 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2002 16. 成大先 .機(jī)械設(shè)計手冊 .第四版 .第五卷 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2002 17. 機(jī)械設(shè)計手冊 .新版 .第二卷 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2004 18. 機(jī)械設(shè)計手冊 .新版 .第三卷 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2004 19. 許成林主編 .包裝機(jī)械 .長沙：湖南大學(xué)出版社， 1988 20. 張源澤主編 .輕工業(yè)包裝技術(shù) .北京：輕工業(yè)出版社， 1990 21. 郭敬孫主編 .包裝機(jī)械應(yīng)用技術(shù) .上海：上海市包裝協(xié)會， 22. 許福玲，陳堯明主編 .液壓與氣壓傳動 -2 版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.7 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 23. 吳宗澤，羅圣國主編 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè) 計手冊 -2 版 .北京：高等教育出版社，1999 24. 高德主編 .包裝機(jī)械設(shè)計 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2005.6 25. 周開勤主編 機(jī)械零件手冊 -4 版 .北京：高等教育出版社， 1994 26. 大連理工大學(xué)工程畫教研室編 .機(jī)械制圖 -5 版 .北京：高等教育出版社， 2003.8 27. 趙振起主編 .機(jī)械制圖手冊 .北京：國防工業(yè)出版社， 1986.10 28. 澎國勛主編 . 包裝機(jī)械淺論 .北京：機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社， 1990 29. 沈躍澤主編 .國外常用液體灌裝機(jī)構(gòu)的概況 .包裝機(jī)械 .1988.02 30. 全國包裝機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化工作現(xiàn)狀及展望 .中國包裝工業(yè)， 2007.(12) 31. 北京國際食品加工及包裝技術(shù)討論會論文集， 1997 32. 包裝與食品機(jī)械 2007 年 1 6 期目次 .包裝與食品機(jī)械， 2007.(6) 33. 中國核心期刊 (磷選 )數(shù)據(jù)庫 .全文收錄期刊中國學(xué)術(shù)期刊綜合評價數(shù)據(jù)庫統(tǒng) 計源期刊 .南方農(nóng)機(jī)， 2007.(5). 34. 楊曉玉 .食品包裝機(jī)械發(fā)展的新趨勢 .現(xiàn)代制造， 2007.(18). 35. 食品包裝機(jī)械的專業(yè)化 .現(xiàn)代制造， 2007.(14) 36. 鹿保鑫 .馮江 .王峰 .李榮麗 .我國食品包裝機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展 .農(nóng)機(jī)化研究， 2007.(6). 37. 包裝與食品機(jī)械 .2006 年 1 6 期目次 .包裝與食品機(jī)械， 2006.(6). 38. 汪再文 .世界包裝機(jī)械市場展望 .中國包裝工業(yè)， 2006.(10). 39. 許占林 .肖衡 .居榮華 .張連斌 .李蓓紅 .中國包裝機(jī)械和機(jī)械產(chǎn)品包裝 .包裝世 界， 2006.(3). 40. 包裝與食品機(jī)械 .2005 年 1 6 期目次 .包裝與食品機(jī)械， 2005.(6) 41. 龔溎義主編 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 -2 版 .北京：高等教育出版社， 1990.4 42. Colin McPherson,Ben Hicks,Chris Berry,Tony Medland and Glen Mullineux Advances in Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering Part 1 Springer Netherlands 2005 81-94 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 致 謝 經(jīng)過幾個月的不懈努力，終于順利地完成了本次畢業(yè)設(shè)計的全部內(nèi)容。在這幾個月中，指導(dǎo)老師尚老師投入了大量的時間和精力，她不厭其煩地認(rèn)真講解、指導(dǎo)，對我的畢業(yè)設(shè)計起到了很大的幫助，她精益求精 、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度給我留下了終身難忘的記憶，讓我受益菲淺。我要在此刻 畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束的時候，致以我最誠摯的敬意和感謝！感謝尚老師在我的整個畢業(yè)設(shè)計過程中給予的無私奉獻(xiàn)和真切關(guān)懷。 在畢業(yè)設(shè)計過程中，當(dāng)我遇到困難時同學(xué)們也熱心地伸出了援助之手，與我共同分析問題、解決問題，使畢業(yè)設(shè)計順利地進(jìn)行下去。當(dāng)我工作出現(xiàn)困難，心理上出現(xiàn)波動時，他們都能給予我及時的關(guān)心和幫助。我心里十分感激他們，在此，我對所有幫助過我的同學(xué)表示感謝！ 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我打下機(jī)械 設(shè)計 專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有 的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 最后，再次感謝幫助過我的老師和同學(xué)，以及在我的畢業(yè)設(shè)計過程中所有給予我?guī)椭娜恕?感謝 遼寧工業(yè)大學(xué)這 四年來對我的大力栽培 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 附錄 英文原文 Bale twine knotter with adjustable wiper 1. Background of the invention This invention relates to twine knotters for hay or straw baling machines and more particularly to an improved wiper arm for such knotters. In one conventional baler, the twine knotter includes a rotatably mounted billhook for forming a loop of twine thereabout. On one side of the billhook is a wiper arm which has a pair of finers defining a fork for receiving and guiding twine used to tie a bale. On one side of the billhook is a knife riveted to the fork for cutting the twine after a loop in the twine has been formed around the billhook. A wiper is formed integrally with the fork of the arm and strips or wipers the loop of twine form around the billhook as the severed end of the twine is held in the billhook jaw. Proper adjustment of the wiper arm relative to the billhook is critical to the operation of the nkotter as the wiper must strip or wipe the twine loop from the billhook to complete the formation of the knot. Wiper arm adjustment is performed initially at the point of manufacture and periodically thereafter when servicing the baler. It is accomplished by modeling or bending the arm in three areas with a special tool. By modeling, the wiper is centered with respect to the heel of the billhook and adjusted so theat it just clears the billhook jaw. For this reason, it is desirable that the wiper arm be relatively rigid and unyielding so that proper adjustment can be maintained and yet be sufficiently bendable to permit initial adjustmen. Also, in recent years , stronger twines are being used on such balers to tie bales of higher density. Such changes subject the wiper arm to higher forces during operation thus making it more difficult to maintain the arm in proper adjustmen, while at the same time, making the arm flexible enough to permit initial adjustment. Accordingly, it is an object of this invention to provide a knotter with an improved wiper arm having a strong and rigid construction to maintain an accurate adjustmen. Another object of this invention is to provide a knotter with a wiper arm which has a wiper which is easily and accurately adjustable with respect to the billhook of the 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 knotter. 2. Summary of the invention These and other objects of the invention are accomplished by knotter comprising a rotatably mounted billhook for forming a loop of twine thereabout and a wiper arm with an improved adjustably mounted wiper for sliding a twine loop form the billhook while the twine end is retained in a jaw of the billhook to complete the formation of a weine knot. In one embodiment, the wiper has slots formed teerein and is adjustably mounted on the arm and relative to the billhook by screws inserted through the slots and thereadably mounted in the arm. In a second embodiment, the wiper has first and second portions joined together at a right angle and is asjustably mounted relative to the arm and to the billhook of the knotter by the insertion and removal of shims between the second portion of the wiper and the arm. 3. Brief description of the drawings FIG. 1 is a fragmentary perpective view of a twine knotter in accordance with a preferred embodiment of this invention. FIG. 2 is an esploded view of a wiper arm of the kontter shown in FIG.1 FIG. 3 is a view of the knotter of FIG.1 taken along line 3 3. FIG. 4 is a fragmentary perspective view of a knotter wiper arm in accordance with a second embodiment of this invention. FIG. 5-9 are fragmentary perspective views pf a knotter of FIG.1 showing progressive stages of knot tying. 4. Description of the preferred embodiments FIGS.1 3 show in fragmentary form a knotter 1 in accordance with the preferrde embodiment of this invention. Knotters of this general type are well knowen in the art and are widely used commercially, such as in the John Deere 466 Series balers sole by John Deere Company, a corporation of Delaware. Such balers are used for the baling of hay or straw into a rectangular parallelpiped shaped bale. Knotter 1 comprises a billhook 13 including (1) a center shaft 3on which billhook 13 is rotatably mounted in a knotter frame 5 and (2) a jaw 14 around which a loop of twine is formed as rotated and for retaining the twine end during knot formation. On one said of billhook 13 a twine disk 15 and a twine holder 16 are provided for holding a segment of twine 19. On the opposite side and below billhook 13, a wiper arm 17 is provided.Wiper arm 17 (FIGS.1,2) includes a twine guiding fork 20 preferably of cast iron,a knife blade 24 bolted to fork 20 cutting the twine and a wiper 21 for removing a 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 loop of twine 19 from billhook 13.Fork 20 consists of a pair of fingers 22,23 between which twine 19 is received and guided and a vertex 25 at which fingers 22,23 are joined. One side of certex 25 has a boss 25 with a pair of threaded apertures 29,31 and th which wiper 21 is adjustably mounted. Fork 20 may be formed either by casting or forging and therefore is a strong, rigid component. Wiper 21, preferably of case hardened steel, is platelike and has a pair of slots 33, 35 corresponding in spacing to the threaded apertures 29,31 of boss 25. The profile of wiper 21 is conventional and has an arcuate recess or ledge 37. Wiper 21 is detachably mounted to fork 20 by a pair of screws 39,41 which pass through slots 33,35 and threadably engage apertues 29,31 so that fork 20 and wiper 21 are held tightly toghter. Wiper 21 is asjustable relative to fork 20 by moving wiper 21 back and forth in a plane parallel to the major planes of wiper 21 and in a direction parallel to the direction of elongation of slots 33,35 when screws 39,41 are loosened. Referring now to FIG. 3, wiper 21 is positioned closely to billhook 13 which ledge or recess 37 centered in relation to an outer surface or heel 43 of jaw 14. The maximum recommended clearance between a first portion 43 of jaw 14 and ledge 37 is 2.4.mm. at the closest distance which jaw portion 45 approaches during rotation of billhook 13 during the formation of a twine knot. In contrast to the conventional integral wiper arm described in the Background of the Invention which requires modeling or bending of the wiper arm at positions corresponding to positions A,B and C shown in FIG. 2 in order to adjust the wiper with respect to the billhook for proper stripping of a twine loop from the billhook, the present embodiment of the invention achieves alignment simply and easily by adjustment of wiper 21 by loosening of screws 39,41 and sliding platelike wiper 21 back and forth. This permits fork 20 and wiper 21 to be deformable in use. In accordance with the features of a second embodiment of this invention, FIG. 4 shows a vertex 51 of a wiper arm 53 identical to wiper arm 17 except for the portion shown and descrobed in FIG. 4. shows a vertex 51 of a wiper arm 53 identical to wiper arm 17 except for the portion shown and described in FIG. 4. Wper arm 53 portion shown and described in FIG. 4. Wper arm 53includes a wiper 55 having first and second portions 57, 59 joined together at a right angle.Wiper 55 is adjustably mounted to a major surface 61 of vertex 51 by an attachment means 63,here shown as a pair of bolts(only one of which bolt 65 is visble in FIG.4)inserted through aperture 67, 69 in wiper 55 and vertex 51, respectively. Adjustment pof the height of a ledge 71 of 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 wiper 55 above surface 61 is accomplished by the insertion and removal of shim means 73 inserted on bolt 65 between surface 61 and second portion 59 of wiper 55. Shim means 73 is here shown as a plurality of washers. The functionng of knotter 1 for tying twine around a bale of hay is conventional and will be described herein only briefly. Particular reference is made to FIG.1 and FIGS.5 9 which show the progressive stages of knot formation. FIG.1 shows the condition when a needle 75 (showm in FIG.5) is threaded with twine 10 stored in a twine box (not shown) and from a prior cycle, one end of twine 19 is held in twine disk 15 by twine holder 16. Twine 19 is threaded through fork 20 between fingers 22,23 and ocer the top of bale 77. As bale 77 is formed and moves against twine 19,twine 19 is extended across the outer surface of bale 77 by pulling more twine from the twine box. As shown in FIG.5,when bale 77 reaches a predetermined length, a measuring wheel(not shown) activates kontter 1； and needle 75(with the help of a tucker finger, not shown) brings a second steand of twine 19 from below and around the trailing end of bale 77, through fork 20, across billhook 13 and into twine disk 15. In FIG.6, disk 15 is then turned (counterclockwise) sufficiently to permit twine holder 16 to secure both strands of twine 19 n disk 15 and billhook 13 starts to revolve. The turning of billhook 13(FIG.7) causes a loop 78 of twine 19 to be formde around the exteriof surface of billhook 13, and jaw 14 is opened to receive twine 19. wiper arm 17(FIG.7) is moved, thereby advancing knife 24 against twine 19 to cue twine 19 helld in disk 15 for the formation of the next knot in the next knotter cycle. Jaw 14 (FIG.8) is closed and holds the ends of twine 19 tighely. Further movement of wiper arm 17 causes wiper 21 to push or wipe the twine loop 78 from billhook 13 as jaw 14 holds the two cut 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 附錄 中文譯文 手臂可調(diào)式捆包打結(jié)器 1. 發(fā)明背景 這項捆繩打結(jié)器的發(fā)明和割草機(jī)有關(guān)，更特別的是為打結(jié)機(jī)器改良了手臂裝置。 傳統(tǒng)的打包機(jī)、捆繩打結(jié)器包括一個可旋轉(zhuǎn)地已安裝好的鉤鐮，用來形成一個纏繞線圈。鉤鐮的一 邊是一個