機(jī)械結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書標(biāo)題：間歇雙端扭結(jié)式裹包機(jī)扭結(jié)手設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：班 級(jí)： 指導(dǎo)教師：_江家伍_完成時(shí)間：_2012.1.1_ 目錄第一章 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1.1 目的1.2 內(nèi)容第二章 課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容第三章 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的組成及工作原理3.1 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)3.2 扭結(jié)手運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)分析第四章 設(shè)計(jì)步驟4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇4.2 扭結(jié)手的方案設(shè)計(jì)4.3 扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第五章 計(jì)算說明5.1 齒輪的計(jì)算5.2 凸輪的計(jì)算5.3 應(yīng)力的計(jì)算5.4 配合說明第一章 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1.1、目的 1) 包裝機(jī)械課程設(shè)計(jì)是該課程的延續(xù)

2、，通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法。 2) 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行有效結(jié)合的能力。 3) 培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。 4) 培養(yǎng)使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。 5) 提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。 6) 提高學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。 7) 為畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。1.2 內(nèi)容 1) 參數(shù)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題設(shè)計(jì)任務(wù)，確定糖果包裝機(jī)扭結(jié)手主要構(gòu)件（例如滑移齒輪、凸輪）的結(jié)構(gòu)形式與尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 2) 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)糖果包裝機(jī)扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)形式、性質(zhì)及運(yùn)

3、動(dòng)參數(shù)，擬定扭結(jié)手的機(jī)械傳動(dòng)鏈、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖。計(jì)算并確定各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，齒輪傳動(dòng)、凸輪傳動(dòng)等傳動(dòng)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸，擬定扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)方案圖。 3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)結(jié)構(gòu)方案圖，在正式圖紙上擬定傳動(dòng)構(gòu)件與執(zhí)行構(gòu)件的位置。第二章 課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 本次課程設(shè)計(jì)需要完成的是間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)扭結(jié)手的設(shè)計(jì)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：(1) 生產(chǎn)能力 200350塊min (2) 糖塊規(guī)格 圓柱形(直徑×長度) 1332 長方形(長×寬×高) 27×16×11 (3) 包裝紙規(guī)格 商標(biāo)紙 寬90 ，內(nèi)襯紙 寬30 (4) 電機(jī) 理糖電機(jī) 0

4、.37kW，主電機(jī) 0.75kW (5) 外形尺寸 1450×650×1620第三章 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的組成及工作原理3.1 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)主要由料斗、理糖部件、送紙部件、工序盤以及傳動(dòng)操作系統(tǒng)等組成。可完成單層或雙層包裝材料的雙端扭結(jié)裹包。其包裝工藝流程圖如圖1所示。 包裝機(jī)工作時(shí),主傳送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工序盤2作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示，隨著工序盤2的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別完成對糖果的四邊裹包及雙端扭結(jié)。在第1工位，工序盤2停歇時(shí)，送糖桿7、接糖桿5將糖果9和包裝紙6一起送入工序盤上的一對糖鉗手內(nèi)，并被夾持形成U形狀。然后，活動(dòng)折紙板4將下部伸出的包裝

5、紙(U形的一邊)向上折疊。當(dāng)工序盤轉(zhuǎn)動(dòng)到第工位時(shí)，固定折紙板10已將上部伸出的包裝紙 (U形的另一邊)向下折疊成筒狀。固定折紙板10沿圓周方向一直延續(xù)到第工位。在第工位，連續(xù)回轉(zhuǎn)的兩只扭結(jié)手夾緊糖果兩端的包裝紙，并且完成扭結(jié)。在第工位，鉗手張開，打糖桿3將已完成裹包的糖果成品打出，裹包過程全部結(jié)束。圖1 包裝工藝流程圖1送糖；2糖鉗手張開、送紙；3夾糖；4切紙；5紙、糖送入糖鉗手；6接、送糖桿離開；7下折紙；8上折紙；9扭結(jié)；10打糖圖2 包裝扭結(jié)工藝路線圖1扭結(jié)手；2工序盤；3打糖桿；4活動(dòng)折紙板；5接糖桿；6包裝紙；7送糖桿；8輸送帶；9糖果；10固定折紙板包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)由主傳動(dòng)系統(tǒng)和理糖

6、供送系統(tǒng)兩部分組成。圖3所示為間歇雙端扭結(jié)糖果包裝機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。主電機(jī)經(jīng)機(jī)械式無級(jí)變速器、軸I將運(yùn)動(dòng)傳遞給分配軸，分配軸將運(yùn)動(dòng)平行進(jìn)行分配。經(jīng)齒輪、馬氏盤將運(yùn)動(dòng)傳遞給軸，帶動(dòng)工序盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，工序盤轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位（60°）。另一傳動(dòng)路線為經(jīng)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)軸V、轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)扭結(jié)手完成扭結(jié)動(dòng)作。軸V經(jīng)鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)供紙輥及切刀運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)包裝紙的供送及切斷。分配軸上的偏心輪(1)帶動(dòng)送糖桿送糖；偏心輪(2)帶動(dòng)鉗手開、合；偏心輪(3) 帶動(dòng)活動(dòng)折紙板完成下折紙；偏心凸輪(4)帶動(dòng)接糖桿和打糖桿分別完成接糖和打糖動(dòng)作。包裝機(jī)正常工作之前，通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)試手輪對包裝機(jī)進(jìn)行調(diào)試。主

7、機(jī)采用機(jī)械式無級(jí)調(diào)速，生產(chǎn)能力連續(xù)可調(diào)，能適應(yīng)不同的包裝紙和糖果的變化。由于采用馬氏機(jī)構(gòu)，該機(jī)不宜高速運(yùn)轉(zhuǎn)。圖3 間歇雙端扭結(jié)糖果包裝機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.2 扭結(jié)手運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)分析 糖果經(jīng)包裝紙四面裹包后，兩端需扭結(jié)封閉。扭結(jié)機(jī)構(gòu)由左右對稱兩部分組成，圖4為單端扭結(jié)手機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖,主要由扭結(jié)手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動(dòng)軸等組成，圖5是扭結(jié)手的空間立體圖。為滿足包裝紙扭結(jié)的要求，扭結(jié)機(jī)構(gòu)在扭結(jié)過程中完成扭結(jié)手的轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向移動(dòng)和扭結(jié)手的張開、閉合等三種運(yùn)動(dòng)。輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5、6、7傳動(dòng)后，帶動(dòng)扭結(jié)手2實(shí)現(xiàn)扭結(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5帶動(dòng)槽凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過擺桿10、撥輪8、

8、傘齒輪齒條3帶動(dòng)扭結(jié)手的張、合運(yùn)動(dòng)；輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5帶動(dòng)槽凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過擺桿10、撥輪9實(shí)現(xiàn)扭結(jié)手的軸向位移運(yùn)動(dòng)。扭結(jié)手張開和閉合的角度大小與進(jìn)退距離的協(xié)調(diào)，由槽凸輪12的曲線保證。齒輪5、齒輪6的齒數(shù)分別為60和24，齒數(shù)比為2.5，保證扭結(jié)手每張、合一次，扭結(jié)手旋轉(zhuǎn)2.5圈。根據(jù)包裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其動(dòng)作配合要求，可繪制出包裝機(jī)的工作循環(huán)圖。當(dāng)工序盤攜帶糖塊及包裝紙旋轉(zhuǎn)至扭結(jié)工位時(shí)，扭結(jié)手進(jìn)行張合、旋轉(zhuǎn)和軸向位移，完成扭結(jié)工序，其工作循環(huán)圖如圖6所示。圖4 扭結(jié)手機(jī)構(gòu)示意圖1-輸入軸 2-扭結(jié)手 3-傘齒輪齒條 4、5、6、7、13、14-齒輪8、9-撥輪 10-擺桿

9、 11-彈簧 12-凸輪 15-手盤 16-調(diào)節(jié)螺桿 圖5 扭結(jié)手的空間立體圖圖6 扭結(jié)手工作循環(huán)圖圖7為扭結(jié)手機(jī)構(gòu)的裝配簡圖。左右扭結(jié)手之間的距離及對稱度的調(diào)節(jié)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪20來實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪20旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑座23左右移動(dòng)，改變擺桿12的下支點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)扭結(jié)手產(chǎn)生軸向位移。圖7 扭結(jié)手結(jié)構(gòu)裝配簡圖 1-扭結(jié)手 2-套軸 3-扭結(jié)手軸 4、13、16-齒輪 5-螺母 6-撥輪 7-彈簧 812-擺桿 9、15-銷 10-槽凸輪 11-凸輪軸 14-輸入軸 17-滑塊 18-滑塊軸 19-滾子軸 20-手輪 21-固定板 22-調(diào)節(jié)螺桿 23-滑座 24-螺栓 25-箱體第四章 設(shè)計(jì)步驟4.1

10、 電動(dòng)機(jī)的選擇 用電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、效率高、控制使用方便等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)在輸出同樣功率時(shí)轉(zhuǎn)速越高，電動(dòng)機(jī)的極數(shù)越小，尺寸和重量就越小，價(jià)格也越低。從價(jià)格方面考慮一般盡量用選用高速電動(dòng)機(jī)，選電機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)為：機(jī)型Y802-4，功率0.75Kw，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，額定頻率50Hz，電壓380V，滿載時(shí)轉(zhuǎn)速1390r/min。4.2扭結(jié)手的方案設(shè)計(jì)4.2.1、嵌手運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式1） 嵌手實(shí)現(xiàn)張合運(yùn)動(dòng)，可采用多種不同的結(jié)構(gòu)，如圖8所示，而且，需要一個(gè)復(fù)位裝置，一般是采用彈簧進(jìn)行復(fù)位。2） 實(shí)現(xiàn)嵌手軸向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式有多種，如圖9所示。不同的機(jī)構(gòu)形

11、式，具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。端面凸輪連桿滑移齒輪方式，結(jié)構(gòu)緊湊；盤形凸輪滑移齒輪方式，空間結(jié)構(gòu)較大；四連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡單，但體積較大。3） 實(shí)現(xiàn)嵌手轉(zhuǎn)動(dòng)，可采用齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)（同步帶）等方式。鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)，帶傳動(dòng)磨損較快；齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比恒定，傳遞扭矩大。4.2.2扭結(jié)手應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能1） 嵌手可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)；2） 嵌手可實(shí)現(xiàn)軸向直線運(yùn)動(dòng)；3） 扭結(jié)手各運(yùn)動(dòng)相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系可手動(dòng)調(diào)整；4） 扭結(jié)手可進(jìn)行糖果的手動(dòng)扭結(jié)包裝。4.2.3確定扭結(jié)手的總體方案及總體布局 根據(jù)扭結(jié)手功能設(shè)計(jì)要求，對比不同結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)，類比現(xiàn)有糖果包裝機(jī)扭結(jié)手形式，確定扭結(jié)手的總體方案及總體布局。初步

12、確定扭結(jié)手箱體的總體尺寸為320×230×200mm。4.2.4擬定扭結(jié)手的傳動(dòng)系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖、部件的裝配圖、有關(guān)零件的零件圖，如圖紙所示。并完成相關(guān)參數(shù)的確定及尺寸的計(jì)算。 圖8 嵌手張合機(jī)構(gòu)簡圖 圖9 嵌手軸向移動(dòng)簡圖4.3扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)結(jié)束后，審定方案的合理性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。裝配圖的繪制與相關(guān)的設(shè)計(jì)、計(jì)算應(yīng)交替進(jìn)行，相輔相成。4.3.1傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成，主要包括：1） 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。計(jì)算直齒、斜齒齒輪傳動(dòng)的中心距、模數(shù)、齒數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸。2） 凸輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。計(jì)算凸輪的輪廓尺寸進(jìn)行強(qiáng)度校核；3） 根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)尺

13、寸以及支撐軸承的尺寸，確定各軸的結(jié)構(gòu)尺寸；4） 對各軸的軸承潤滑及密封進(jìn)行設(shè)計(jì)；5） 對主要傳動(dòng)軸的軸承進(jìn)行受力分析、強(qiáng)度校核及壽命校核。4.3.2各元件的空間布置、定位與支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.3.3手動(dòng)操作裝置的設(shè)計(jì)4.3.4相對位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第五章 計(jì)算說明5.1 齒輪的計(jì)算 設(shè)扇形齒輪的全齒數(shù)Z為17，模數(shù)M為1.25，齒條厚度L=40mm，Hz=9，扇形齒輪轉(zhuǎn)過的角度為 ，則齒輪中心距Dz=Mz+Hz=17×1.25+9=30.25mmAO1B=2arcsin（1/4L）=2arcsin(15/2/40)=21.62º=K=1.2×21.62º=

14、25.95ºS9=mZ/360º=25.95º×1.25×17/360º=1.532mmS9=Ks9×S9=1.2×1.532=1.838mm5.2 凸輪的計(jì)算 前面已給出凸輪圖。設(shè)L1=5mm，L2=10mm，已知S8=5mm，則槽輪中S8軌道的行程S8c滿足： 于是確定工作循環(huán)圖中對應(yīng)曲線的最大位移為S8c。討論S9對應(yīng)槽輪曲線。如上圖中手爪由左向右移動(dòng)過程中對應(yīng)于165º點(diǎn)，手爪處于最左側(cè)，同時(shí)處于張開狀態(tài)，并開始閉合到195º點(diǎn)完成閉合。此過程中運(yùn)動(dòng)的距離為S9（上面已求出），對應(yīng)于槽輪12中S9的對應(yīng)軌道行程S9c： 5.3 應(yīng)力計(jì)算Ft=2T/d Fr=Fttan Fn=Ft/cos 已知T=0.05Nm=500Nmm，小齒輪分度圓直徑d=21.25mm，嚙合角=20，則計(jì)算出：圓周力：Ft=2T/d=2×500/21.25=47.06N徑向力：Fr=Fttan=47.06×0.364=17