半自動打包機設計說明書

1、東北大學畢業(yè)設計說明書畢 業(yè) 設 計 題 目 半自動打包機功能機構設計 學院專業(yè)班級機械工程學院 學 生 姓 名 性別 指 導 教 師 職稱 年 月 日摘要打包機能減輕工人勞動強度，提高工作效率，降低成本，因而廣泛應用于各領域工業(yè)生產中，本文針對半自動打包機進行了研究和設計。本文所作的主要工作包括: (1) 對半自動打包機及其它打包機的國內外現狀進行了分析； (2) 對半自動打包機的整體方案進行了比較和論證； (3) 對半自動打包機的各功能機構進行了設計，并有機的將這些功能機構整合到一個系統(tǒng)；(4) 對關鍵的齒輪及軸等傳動部分進行了計算和強度校核。本文所設計的半自動打包機能很好的滿足對紙箱的捆

2、扎要求，體積小，重量輕，運行穩(wěn)定。關鍵詞：半自動打包機 齒輪 功能機構 軸 I ABSTRACTPackaging can reduce labor intensity, improve work efficiency, and reduce the cost of the manufacturing process. It is widely used in various fields of industrial production. The design proposed in this dissertation focuses onto the semi automatic stra

3、pping machine.The main work studied in this paper includes as follows:(1) showing the introduction of automatic packaging machine and other packaging machine at home and abroad;(2) performing the comparison and validation of the whole demonstration program of automatic packing machine;(3) conducting

4、 the design of the function mechanism of automatic packing machine and the function mechanism of organic integration into a system;(4) calculating the key parts of gear and shaft transmission sections followed by the strength check. The design of the semi-automatic packing can well meet the requirem

5、ent of the carton binding requirements, small volume, light weight as well as the stable operation.Keywords: semi-automatic packing machine gear function mechanism目錄摘要IABSTRACTII第一章 緒論11.1 捆扎打包機國內外研究現狀11.1.1 包裝帶捆扎打包機國外發(fā)展狀況11.1.2 包裝帶打包機國內發(fā)展現狀11.2本課題的意義4第二章 半自動打包機功能機構總體方案設計與論證5第三章 半自動打包機功能機構系統(tǒng)設計73.1 半

6、自動打包機功能機構整體設計73.1.1 半自動打包機功能機構基本要求73.1.2 半自動打包機功能機構整體設計93.2電機選擇93.3傳動齒輪設計103.4 軸的設計143.5 摩擦輪設計163.6 機架設計173.6.1機架設計準則173.6.2 機座設計18第四章 日常維護保養(yǎng)以及排除故障204.1日常維護保養(yǎng)204.2故障分析以及排除22結論24參考文獻25致謝26 東北大學畢業(yè)設計第一章 緒論1.1 捆扎打包機國內外研究現狀1.1.1 包裝帶捆扎打包機國外發(fā)展狀況國外打包機械的應用 ,起始可追溯到本世紀初期 ,如美國的SIGNODE公司、德國的 CYKLOP公司等就涉足打包機行業(yè) ,以

7、生產鋼帶打包設備為主 ,但其規(guī)模和生產技術水平都還較低。直到上世紀的五十年,塑料材料的問世 , 使以塑料帶作為打包材料成為現實 ,極大地促進了塑料帶打包機的發(fā)展 。較早的如日本的下島株式會社、株式會社 ,日魯工業(yè)株式會社等。至2001年，日本的塑料帶打包機總產量達 94萬臺 , 約占包裝機械總量的 19. 5%,總產值達 300億日元。每年約有30%的出口 ,幾乎占領了全部東南亞市場。由于他們能成功地引進和消化吸收別國的經驗 ,不斷改進發(fā)展。結構較為簡單, 可靠性高 ,在國際市場上有很大的競爭能力。其中最大的生產廠家為下島株式會社 ,于 1969年開始正式生產自動打包機 ,主要從事產品開發(fā) ,

8、 產品質量控制和推銷工作 ,其零部件加工和裝配均通過擴散的辦法。在國內設有17家分公司和 270個代銷點 , 并在 35個國家和地區(qū)設有代理點。產品品種達 200多個, 正常生產品種為 29種。美國的 SIGNODE公司則是一家以鋼帶打包機為主 , 塑料帶、聚酯帶打包工具為輔的跨國公司 , 屬于美國 ITW上市公司。在美國和其他六個國家設有分公司該公司自 1913年就開始從事打包機械的生產,為 100多個國家的工業(yè)產品包裝提供服務 , 并為各國用戶提供 24小時內的配件供應服務 ,他們不僅具有巨大的生產能力 ,而且還有一支精益求精的研制和開發(fā)隊伍 ,通過對打包機械各功能部件的反復試驗和多方案對

9、比,生產出的打包機械具有很好的可靠性和最佳的經濟壽命,雖然價格昂貴,但仍然是國際市場上的強手。1.1.2 包裝帶打包機國內發(fā)展現狀我國包裝機械工業(yè)是在改革開放以后發(fā)展起來的。由于起步較晚，大部分設備都是通過引進設備消化吸收研制出來的。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來 。隨著我國食品工業(yè)、包裝工業(yè)和農業(yè)的迅速發(fā)展，我國的包裝食品機械行業(yè)取得了世人矚目的進步。產品品種的數量不斷增加，使包裝和食品機械行業(yè)成為直接為提高人民生活質量服務，為包裝業(yè)和食品工業(yè)服務、農業(yè)和農副產品深加工業(yè)服務的新興行業(yè)。成為我國機械工業(yè)十大支柱產業(yè)之一。基本上能生產出滿足人民生活需求的各種各樣、各種檔次的產品，并正在不

10、斷努力、提高、縮小與國外先進水平、先進技術、先進設備的差距。在全行業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術人員及行業(yè)工作者的共同努力下，新產品、新技術日益涌現并轉化為生產力。我國人口眾多，民以食為天，包裝與食品機械產品市場廣闊、潛力巨大。包裝與食品機械在我同的迅速崛起已引起社會的廣泛關注，即使在東南亞國家遭受金融危機的情況下，該行業(yè)仍欣欣向榮，堪稱“朝陽工業(yè)”。隨著人民生活水平的不斷提高，對商品包裝提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就有包裝，可以說包裝工業(yè)對國民經濟整體結構的發(fā)展起著重要的作用。包裝機械產品量大面廣，廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化工、軍工等各個行業(yè)。我國包裝機械工業(yè)通過采用國際標準和吸收國外先進技術

11、，在標準水平、設計制造和產品質量方面都有了較大的提高。一些企業(yè)的產品質量達到或接近國外同類機器的先進水平。這些企業(yè)采用先進的企業(yè)管理體系和質量保證體系，不斷改善和提高產品的質量，以質量和售后服務為企業(yè)的命脈，解決了用戶的后顧之憂。隨著國民經濟的不斷發(fā)展，國內市場對包裝機械產品的需求量與日俱增，年產量也逐年提高，包裝饑械企業(yè)數量越來越多，并且企業(yè)性質逐漸從國營轉為私營、集體甚至個體，市場競爭日趨激烈，從過去經濟短缺的賣方市場轉變?yōu)橘I方市場。因此產品在技術、性能、價格上的競爭更為激烈。 目前國內產品與國外相比，市場競爭能力偏低 。目前我國包裝機械產品普遍存在質量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術含量低

12、的狀況：隨著我國進入世貿組織(WTO)，國際先進的技術、設備和管理經驗的進入勢必會對我國剛剛發(fā)展起來的包裝機械工業(yè)造成巨大沖擊，企業(yè)面臨著前所未有的嚴峻考驗。我們應該根據自己的特點，發(fā)揮自身的優(yōu)勢。包裝機械企業(yè)要想尋找較好的、長遠的發(fā)展必須不斷開發(fā)新產品，提高產品的技術含金量以及機械的可靠性以適應當前日新月異的發(fā)展形勢，要規(guī)范優(yōu)質服務標準，努力搞好售后服務。只有這樣，包裝機械企業(yè)才能得以更好地發(fā)展。 打包機械作為包裝設備中的一個主要分支，是將一個或多個包裝物用打包帶(繩)緊束一起的機器，使包裝件便于運輸、保管和裝卸，屬于外包裝設備。打包機械的發(fā)展，在一定程度上借助于打包材料的開發(fā)應用，在打包材

13、料中，先后出現的有草繩、綿麻繩、紙繩、盒屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等等，但由于其本身的強度和延伸率不同和對機械打包的適應程度各異，以及考慮制作成本,目前以鋼帶和塑料帶的應用最為廣泛。特別是自五十年代以來，隨著石油化工的崛起，開始用塑料作為打包材料，為塑料帶（繩）打包機械的開發(fā)成功奠定了基礎，由于塑料帶比鋼帶，紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強度適中、手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點，使之在許多領域逐步替代原來的鋼帶、紙帶，塑料帶打包機成為包裝機械中少有的技術成熟、簡單可靠、品種齊全、復蓋面廣的主要設備。國際市場上的搶手。我國打包機械生產自1976年開始。隨著我國社會經濟的不

14、斷發(fā)展和各行業(yè)對改善產品包裝產品質量的要求日益迫切，使打包機械不論在生產能力、生產技術、整機性能等方面都有了很大的提高，其主要表現為 ： （1）已將微機技木應用于打包機程序控制，具有溫度控制、自動計數、定長送帶、故障報警等多種功能，不僅可單機使用也可多機聯用或與自動生產線配套使用。 （2）從機器的傳動方式來看，有機械傳動、液壓傳動和氣動，特別是液壓傳動具有結構簡單，制造方便的特點，是我國特有的機型。 （3）品種規(guī)格比較齊全。為適應不同的用戶需要，已有全自動、半自動和手提式打包器，根據包件打包要求不同，除通用的普通型外，又有帶壓力的打包機、雙軌道打包機、側封式打包機等，其工作臺面有高有低，可適應

15、單件打包或自動連續(xù)打包的需要，目前最大的自動捆包尺寸可達2000×1200毫米，最小的可打包50×80毫米的捆件、品種已達20多種。 （4）打包能力在每分鐘1221道之間，基本能滿足國內當前的生產需要。 （5）目前仍大量采用寬度為13.5毫米的塑料打包帶和直徑為30毫米的筒形薄膜打包繩，井正在開發(fā)使用寬度為510毫水的塑料打包帶的打包機，但國外大繁使用的鋼帶自動打包機在國內尚未開發(fā)。 （6）打包帶粘接主要利用燙頭將打包帶兩端加熱至一定溫度后再施壓使之粘合，稱為熱熔搭接型，其接頭的拉力強度可達母帶強度的80%。塑料繩捆結機則以打結的形式捆緊包件。 （7）目前已能生產二十多個品

16、種的打包機和三個品種的捆結機，基本上能滿足國內需求，其中半自動打包機的整個性能已接近國外先進水平，故每年有較大的批量出口，而全動打包機仍與國外有較大的差距。與國外打包機械生產技術水平相比，國產機差距主要為：品種單一，生產力低。雖然經過二十多年的發(fā)展，但只能生產20多個品種，還不及國外一個公司的品種數，而且只能生產通用型的產品，如鋼帶自動打包機的生產至今仍是一個空白，無法滿足一些特殊行業(yè)的需要：據調查2006年全國產量已達19000臺，但仍太大落后于國外的水平。我國打包機械的生產起步較晚，主要是靠引進國外的整機經消化改進二次開發(fā)生產的。因此在生產中著重于產品的整機性能而忽視了對零部件的研究，導致

17、在打包速度、接頭粘接方式和送帶軌道等主要技術性能方面不硬國外先進水平。工作可靠性較差，其中特別是打包帶和元器件的質量不穩(wěn)對整機的性能帶來很大的影響。1.2本課題的意義打包機械作為包裝設備中的一個主要分支,是將一個或多個包裝物用捆扎帶(繩) 緊束一起的機器 , 使包裝件便于運輸、保管和裝卸 ,屬于外包裝設備。捆扎打包機械的發(fā)展 ,在一定程度上借助于捆扎材料的開發(fā)應用。在捆扎材料中先后出現的有草繩、綿麻繩、紙繩、金屬絲、塑料繩、塑料帶、鋼帶、聚胺酯帶等。但由于其本身的強度和延伸率不同和對機械捆扎的適應程度各異 ,以及考慮制作成本，目前以鋼帶和塑料帶的應用最為廣泛。特別是自上世紀五十年代以來 ,隨著

18、石油化工的崛起，開始用塑料作為捆扎材料 , 為塑料帶 (繩) 捆扎機械的開發(fā)成功奠定了基礎。由于塑料帶比鋼帶、紙帶具有較低的使用成本和不銹蝕、不污染、強度適中手感柔軟、制造方便、外觀美觀等優(yōu)點 ,使之在許多領域逐步替代原來的鋼帶 , 紙帶 ,塑料帶捆扎機成為包裝機械中少有的技術成熟、簡單可靠、品種齊全、覆蓋面廣的主要設備。目前，我國很多企業(yè)的包裝水平跟不上生產設備的更新速度，包裝質量不高。雖然國內少數企業(yè)憑借自身的雄厚經濟實力，從國外引進了部分全自動打捆設備，但其高昂的價格增加了生產成本，絕大多數企業(yè)仍在使用半自動或人工打包設備，這樣既使生產效率降低，也浪費了大量勞動力，隨著電子技術、計算機技

19、術、自動化技術的快速發(fā)展，對機電一體化產品的技術含量、性能、功能要求也越來越高。為此，研發(fā)高質量，高可靠性的打包捆扎機是非常必要的，而且形勢緊迫。25第二章 半自動打包機功能機構總體方案設計與論證針對半自動打包機的功能需求，現擬定如下兩種傳動方案：方案一：圖2-1 半自動打包機原理方案一傳動方案如圖2-1所示：半自動打包機功能機構由開口進帶機構、拉帶機構、捆扎封接機構及切帶機構組成，手柄在彈簧力的作用下，使摩擦輪連同電機等向上提起，從而膠帶進料口張開一定角度，這樣便可方便把捆扎帶送進摩擦輪與摩擦片之間，人拉起手柄，在力的作用下，捆扎帶被壓在摩擦片與摩擦輪之間，這時起動電機，通過齒輪傳動，電機帶

20、動摩擦輪轉動，摩擦輪將捆扎帶拉緊，這時操作凸輪手柄，使凸輪轉一定角度，將熱熔頭和切刀一齊往下壓，從而實現捆扎帶封接，并且上層捆扎帶也被切斷。方案二：傳動方案如圖2-2所示：半自動打包機功能機構由開口進帶機構、拉帶機構、捆扎封接機構及切帶機構組成，手柄在彈簧力的作用下，使摩擦輪連同電機等向上提起，從而膠帶進料口張開一定角度，這樣便可方便把捆扎帶送進摩擦輪與摩擦片之間，人拉起手柄，在力的作用下，捆扎帶被壓在摩擦片與摩擦輪之間，這時起動電機，通過齒輪傳動，電機帶動摩擦輪轉動，摩擦輪將捆扎帶拉緊，這時操作螺桿手柄，使使熱熔頭和切刀一齊往下壓，從而實現捆扎帶封接，并且上層捆扎帶也被切斷。綜上所述，半自動

21、打包機傳動方案一和傳動方案二的區(qū)別在于傳動方案一壓熱熔頭及切刀使用的是凸輪，而傳動方案二壓熱熔頭及切刀使用的是螺桿，兩相比較，方案一使用凸輪操作起來更迅速，更便捷，方案二使用螺桿更省力，便需要旋轉多圈，相對來說費時間，因此，本設計采用方案一設計本半自動打包機功能機構。圖2-2 半自動打包機原理方案二第三章 半自動打包機功能機構系統(tǒng)設計3.1 半自動打包機功能機構整體設計3.1.1 半自動打包機功能機構基本要求半自動打包機是由各種各樣的零部件組成的，要使所設計的機器滿足基本要求，就必須使組成機器的零件滿足以下要求：（1）避免在預定壽命期內失效的要求（2）結構工藝性要求（3）經濟性要求（4）質量小

22、的要求（5）可靠性要求（一）避免在預定壽命期內失效的要求應保證零件有足夠的強度、剛度、壽命。（1）強度要求  提高零件強度的措施有：采用高強度的材料；使零件具有足夠的截面尺寸；合理設計零件的截面形狀，增大慣性矩；采用熱處理和化學處理方法提高材料的強度性能；提高零件的制造精度，以減少工作時的動載荷；合理配置零件的相對位置，以降低零件的載荷。（2）剛度要求 零件在工作時的彈性變形不能超過允許的范圍稱為零件的剛度要求。 提高零件剛度的措施有：增大零件的截面尺寸或增大慣性矩；縮短支承的跨距或采用多點支承。（3）壽命要求  影響零件壽命的主要因

23、素有：疲勞破壞、腐蝕、磨損，大部分零件工作在變應力下，故疲勞破壞是引起零件破壞的主要原因。影響疲勞強度的因素有：應力集中；零件的尺寸大小。零件表面質量及環(huán)境狀況：零件處在腐蝕性介質中工作時，可能使材料遭到腐蝕?？垢g的措施有：表面發(fā)蘭（發(fā)黑）；表面鍍層；表面涂漆；表面陽極化。（二）結構工藝性要求 零件工藝性良好的標志-在具體的生產條件下，零件要便于加工而加工費用又很低。（1）毛坯選擇合理制備方法：選用型材、鑄造、鍛造、沖壓和焊接等。毛坯選擇與生產批量、材料性能和加工可能性有關。單件或小批量生產時，選用棒料、板材、型材或焊件。大批量生產時，往往選用鑄造、鍛造、沖壓等方法。（2）結構簡單

24、合理最好采用平面、柱面、螺旋面等簡單表面極其組合；盡量減少加工面數和加工面積；增加相同形狀、相同元素（直徑、圓角半徑、配合、螺紋、鍵、齒輪模數等）的數量；盡量采用標準件；（3）合理的制造精度和表面粗糙度零件的加工成本隨精度和表面粗糙度的提高而急劇增加。決不能盲目追求高精度，應在滿足使用要求的前提下，盡量采用較低的精度和表面質量。（4）盡量減小零件的加工量毛坯形狀和尺寸應盡量接近零件本身的形狀和尺寸。力求使少或無切削加工，節(jié)約材料、降低成本。盡量采用精密鑄造、精密鍛造、冷軋、冷擠壓、粉末冶金等先進工藝滿足上述要求。（三）經濟性要求 零件的經濟性首先表現在零件的生產制造成本上。簡化零件的結構，降低

25、材料消耗；采用無余量、少余量的毛坯，減少加工工時；采用廉價而充足的材料代替昂貴材料；大型零件采用組合結構而非整體結構；盡量采用標準件。（四）質量小的要求  減小質量的好處：節(jié)約材料； 減小慣性，改善機器的動力性能。 減小質量的措施：采用緩沖裝置來降低零件所受沖擊載荷；采用安全裝置來限制作用在零件所受最大載荷；從零件應力較小處削減部分材料，以改善零件受力的均勻性，提高材料的利用率；采用與工作載荷方向相反的預載荷，以降低零件的工作載荷；采用輕型薄璧沖壓件或焊接件代替鑄造、鍛壓件；采用強重比高的材料。（五）可靠性要求 零件的實效是隨機發(fā)生的，其原因是零件所受的載荷、環(huán)境

26、溫度、零件本身物理和機械性能等因素是隨機變化的。為了提高零件的可靠性，就應當在工作條件和零件性能兩個方面使其變化盡可能小。3.1.2 半自動打包機功能機構整體設計半自動打包機功能機構由開口進帶機構、拉帶機構、捆扎封接機構及切帶機構組成，根據上述機械設計的基本要求，半自動打包機整體設計如下圖3-1：圖3-1 半自動打包機整體包裝帶捆扎機采用聚丙烯塑料帶作為捆扎材料，打捆完成后用熱熔搭接法將捆扎帶加熱粘貼。當捆扎物人工擱置在摩擦輪下面后，提起手柄，達到一定的捆緊力后，手動將熱熔壓頭壓下，切刀隨后頂上切帶，焊接。稍后，提起熱熔壓頭，松開手柄，完成一個捆件的捆扎過程 。在捆扎過程中，由送退帶機構完成送

27、帶、收帶、拉緊等動作；在夾壓、熨燙機構作用下完成包裝帶粘結鎖緊，防止包裝帶的打滑松動。本捆扎機以編程序控制器作為控制單元實現打捆過程的半自動化。3.2電機選擇（1）機電領域中步進電機的選擇原則步進電機是一種能將數字輸入脈沖轉換成旋轉或直線增量運動的電磁執(zhí)行元件。每輸入一個脈沖電機轉軸步進一個步距角增量。電機總的回轉角與輸入脈沖數成正比例，相應的轉速取決于輸入脈沖頻率。 步進電機是機電一體化產品中關鍵部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步進電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點。廣泛應用于機電一體化產品中，如：數控機床、包裝機械、計算機外圍設備、復印機、傳真機等。 選擇步進電機時

28、，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。而在選用功率步進電機時，首先要計算機械系統(tǒng)的負載轉矩，電機的矩頻特性能滿足機械負載并有一定的余量保證其運行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內。一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機，負載力矩大。 選擇步進電機時，應使步距角和機械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機床所需的脈沖當量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過步進電機的細分驅動來完成。但細分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。選擇功率步進電機時，應當估算機械負載的負載慣量和機床要求的啟動頻率，使之與

29、步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足執(zhí)行件快速移動的需要。 （2）選擇步進電機設計捆扎機的拉緊力在F=200N則;摩擦輪的阻力矩為T=F×rr摩擦輪直徑，根據結構要求，r取為40mm,T = 200×0.04 = 8N.m根據供電電壓為12V選取步進電極電機,根據小功率電機手冊,選擇永磁式步進電機,其具體參數如下：表3-1。表格 3-1 步進電機的基本參數型號相數額定電壓(V)電流（A）保持轉矩（N.m）步近角(°)57BYG005412V0.4A25.5N.m1.8°3.3傳動齒輪設計齒輪傳動是半自動打包機功能機構的

30、重要組成部分。1）確定計算公式及各參數值（1）輸入功率為200W,齒輪的轉速為450r/min選用直齒圓柱齒輪傳動，7級精度。選擇齒輪材料為45（調質），硬度為280HBS，選擇齒輪齒數均為Z=20，由公式： 3-1查機械設計手冊5確定3-5公式內的各計算數值（2）試選載荷系數：Kt1.3 3-2（3）計算齒輪傳遞的轉矩：； 3-3（4）齒寬系數： ； 3-4（5）材料的彈性影響系數：； 3-5 （6）按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限； 3-6（7）計算應力循環(huán)次數3 ； 3-7 （8）接觸疲勞壽命系數； 3-8（9）計算接觸疲勞許用應力3取失效概率為1%，安全系數S=1.5，得： ； 3

31、-9 2）計算試用公式3算齒輪分度圓直徑d； ； 3-10（1）計算圓周速度3V ； 3-11（2） 計算齒寬3b ； 3-12（3）計算齒寬與齒高之比3b/h 模數3； 3-13 齒高3； 3-14 ； 3-15（5）計算載荷系數7級精度，查得動載系數；直齒輪，假設。查得。查得使用系數，得：； 3-16由b/h=9.1， ，查得2；故載荷系數5； 3-17（6） 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑5，得：； 3-18（7）計算模數5：。 3-19 3）按齒根彎曲強度設計彎曲強度設計公式5為 3-20確定公式內的各計算數值（1）查得齒輪的彎曲疲勞強度極限；（2）查得彎曲疲勞壽命系數；計算彎

32、曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數S=1.5，得：； 3-21（3）計算載荷系數5K 3-22（4） 查取齒形系數5 ； 3-23（5）查取應力校正系數5 ； 3-24（6）計算齒輪的， 3-254） 設計計算由公式5得： 3-26對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于齒根彎曲疲勞計算的模數，由于齒輪模數m大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數0.96，考慮到實際結構，模數取稍大一點，圓整為標準值，算出齒輪齒數，為了避免根切及實際結構尺寸要稍大一點，取齒數為20，這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒

33、根彎曲疲勞強度，并做到了結構緊湊，避免浪費。5）幾何尺寸計算1）計算分度圓直徑d=Zm=400mm； 3-272）計算中心距a（d1d2）/2400mm 3-283）計算齒輪寬度B=160mm。 3-29最終設計的齒輪如下圖3-2所示：圖3-2 齒輪3.4 軸的設計捆扎帶拉緊機構的齒輪傳動軸采用平鍵聯接。電動機正常工作的轉速為n0=300r/min。齒輪的傳動比為i2=1：1，得傳動軸的轉速n1=n0/i1=450/1(r/min)=450r/min；功率P1=450W=0.3KW。從動軸的轉速n2=n1/i2=450r/min； 功率P2=200W=0.2KW1 確定軸1最小直徑軸的扭轉強度

34、條件為4： 3-30 式中： 扭轉切應力，單位MPa； T 軸所受的扭距，單位N*mm； 軸的抗扭截面系數，單位； n 軸的轉速，單位r/min； P 軸傳遞的功率。單位KW； d 計算截面處軸的直徑，單位mm； 許用扭轉切應力，單位MPa由上式可得軸的直徑4 3-31選取軸的材料為40Cr鋼，調質處理。A0查表取100，P=200W=0.2KW，n=450r/min 代入得：軸最小直徑的初始值：d7.6mm，將其圓整為8mm根據送退帶機構軸上各齒輪、摩擦輪與支架以及相互之間的尺寸關系確定傳動軸的各部分軸徑及長度如圖3-3：圖3-3 傳動軸3.軸的校核進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭

35、矩的截面的強度。取，計算軸的應力4： 3-32軸的計算應力，單位MPa；M 軸所受的彎距，單位N.mm；T 軸所受的扭距，單位N.mm；W 軸的抗彎截面系數，單位。計算公式如3-3： 從軸的結構圖3.1可以看到軸的危險截面，現將計算出的截面處的、及的值列出表3-2：表3-2 載 荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩T 截面為危險截面。帶入公式4中得： 3-33 前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，查得。因此 ，故安全。3.5 摩擦輪設計摩擦輪是壓緊扎帶的滾輪，通過接觸面間的摩擦力傳遞運動和動力的，使扎帶拉緊。結構簡單、制造容易、運動平穩(wěn)、噪聲低，過載可以打滑，有著廣泛的應用。(一)摩擦輪

36、材料的選擇由于摩擦輪實現包裝帶的進與退，制造摩擦輪的材料應該是：彈性模量大、摩擦系數高，接觸疲勞強度和耐磨性好，吸濕小，價廉并易于加工，可以選用GCr15。(二)本捆扎機采用圓柱摩擦輪傳動，其示意圖如下：圖3-3 摩擦輪3.6 機架設計3.6.1機架設計準則底座、機架、箱體、基板等零件都屬于機架零件。機架零件可劃分為四大類：即機座類、機架類、基板類和箱殼類，對機架零件一般可提出下列要求:(1)工況要求：即任何機架的設計首先必須保證機器的特定工作要求。例如，保證機架上安裝的零部件能順利運轉，機架的外形或內部結構不致有阻礙運動件通過的突起,設置執(zhí)行某一工況所必需的平臺；保證上下料的要求、人工操作的

37、方便及安全等。(2)剛度要求：在必須保證特定的外形條件下，對機架的主要要求是剛度。如果基礎部件的剛性不足，則在工作的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力和工作載荷等的作用下，就會產生變形，振動或爬行，而影響產品定位精度、加工精度及其它性能。例如機床的零部件中，床身的剛度則決定了機床的生產率和加工產品的精度。(3)強度要求：對于一般設備的機架，剛度達到要求，同時也能滿足強度的要求(4)穩(wěn)定性要求：對于細長的或薄壁的受壓結構及受彎-壓結構存在失穩(wěn)問題，某些板殼結構也存在失穩(wěn)問題或局部失穩(wěn)問題。失穩(wěn)對結構會產生很大的破壞，設計時必須校核。(5)美觀：目前對機器的要求不僅要能完成特定的工作，還要使外形美觀。(

38、6)其它：如散熱的要求，防腐蝕及特定環(huán)境的要求。在滿足機架設計準則的前提下，必須根據機架的不同用途和所處環(huán)境，考慮下列各項要求，并有所偏重。(1)機架的重量輕，材料選擇合適，成本低。(2)結構合理，便于制造。(3)結構應使機架上的零部件安裝、調整、修理和更換都方便。(4)結構設計合理，工藝性好，還應使機架本身的內應力小，由溫度變化引起的變形應力小。(5)抗振性能好。(6)耐腐蝕，使機架結構在服務期限內盡量少修理。(7)有導軌的機架要求機架導軌面受力合理，耐磨性良好。3.6.2 機座設計1）機座的結構及材料進行機架結構形式的選擇是一個較復雜的過程，對結構形式、構件截面和結點構造等均需要結合具體的

39、情況進行仔細的分析。對結構方案要進行技術經濟比較。由于各種設備有不同的規(guī)范和要求，制定統(tǒng)一的機架結構選擇方法較困難。但是，可以利用結構力學的知識提出下列一般的規(guī)則。這些規(guī)則是為了節(jié)約材料在選擇形式時應遵守的一般規(guī)律。（1）結構的內力分布情況要與材料的性能相適應，以便發(fā)揮材料的優(yōu)點。軸力較彎矩能更充分地利用材料。桿件受軸力作用時，截面上的材料分布是均勻的，所有材料都能得到充分利用。但在彎矩作用下截面的應力分布是不均勻的，所以材料的應力分布不夠經濟。機械結構中許多構件所受的都是沿垂直于桿軸的方向作用的。彎矩沿桿變化很迅速。有垂直載荷處，彎矩曲線有曲率，且曲率與載荷集度成正比。最大的彎矩限于一小段內

40、，在較長段內材料不能充分利用，這是彎曲構件不經濟的另一原因。（2）結構的作用在于把載荷由施力點傳到基礎。載荷傳遞的路程愈短，結構使用的材料愈省。（3）結構的連續(xù)性可以降低內力，節(jié)省材料。因該打包機尺寸不是很大，結構比較緊湊，受力不大，精度要求較高，材料上，考慮到機械臂要適用各種惡劣環(huán)境，為抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好，便于安裝，選擇HT200灰鑄鐵作為基座。第四章 日常維護保養(yǎng)以及排除故障4.1日常維護保養(yǎng)1、加油潤滑； 打包機捆扎速度快，因而需要其機件應經常處于良好的潤滑狀態(tài)，下列部位應一日最少加油一次，未列出部件應不定期酌情加油。·滑板導軌

41、·導板 將導板取下，在其起導向作用的四個面上均涂上潤滑油，然后裝入導軌。·各凸輪的工作表面及其滾子 ·加熱體導軌·卡帶塊 卡帶塊兩側及內孔涂油。2、清掃  打包機工作時會產生一些極細微的帶屑散落在機器上，另外還有灰塵及雜物落入機器，這些雜物多到一定程度將影響正常工作，（例如接近開關、接觸器）因此需要經常地清掃機器。3、注意事項  ·防止加熱片變形·減速器定量加油·接近開關及其探頭要固定牢固·中頂體上部的頂塊要擰緊·電機過流過熱保護是否靈敏，電流范圍不能調于過大  二

42、、簡單故障的自行處理方法1.正常使用情況下的常見故障1）打包帶粘接效果不好： a.加熱片溫度過高或過低，可適當調節(jié)溫度旋鈕，燙頭溫度應在150-215之間。 b.因送帶不到位導致粘接不佳：因帶頭未能到達預定位置，故粘接不好，可手動打一條帶后，再觀察打包帶是否已到位。 c.帶頭劈裂：捆扎力太大是造成帶頭劈裂的原因，可適當調小捆扎力。2）送帶不到位  a.帶倉內儲帶量少：帶倉內沒有足夠數量的帶子便產生送帶不到位，可適當調長打包帶調節(jié)螺桿長度。 b.帶頭劈裂：帶頭劈裂后在帶道內運行不暢容易導致送帶不到位，產生劈裂的原因是捆扎力調得太大。因此只需適當調整捆緊力即可消除送帶不帶位的情況。 c.

43、穿帶方向不對：錯誤的穿帶方式使打包帶在帶倉內翻轉或進帶時在進退帶輪處卡住，導致送帶不到位。解決方法：重新穿帶。 3）捆不緊  1.3.1捆扎力度調節(jié)裝置處于較松位置，可適當調節(jié)捆扎力度?？◣K的齒槽間塞滿帶屑，可用風槍對卡帶塊處進行清理。 4）不打帶1.4.1 打包機內部程序失控。解決辦法：斷開電源開關燈帶一分鐘后，再合上電源開關。1.4.2燙頭溫度低于設置溫度。解決辦法：適當調節(jié)燙頭溫度。1.4.3 打包帶未送到。解決辦法：a.帶倉內儲帶量少：帶倉內沒有足夠數量的帶子便產生帶不到位，可適當調長打包帶調節(jié)螺桿長度。 b.帶頭劈裂：帶頭劈裂后在帶道內運行不暢容易導致送帶不到位，產生劈裂

44、的原因是捆扎力調得太大。因此只需適當調整捆緊力即可消除送帶不帶位的情況。  c.穿帶方向不對：錯誤的穿帶方式使打包帶在帶倉內翻轉或進帶時在進退帶輪處卡住，導致送帶不到位。解決方法：重新穿帶。  1.4.4急停按鈕的常閉觸點壞了解決方法：更換急停的常閉觸點即可。 5）拉大圈  1.5.1退帶時間不夠。解決方法：調大退帶時間。  1.5.2退帶時力量太大或太小。解決方法：調整退帶頂桿與橫桿的間隙。1.5.3框架阻力太大。解決方法：檢查框架阻力源并排除它。  1.5.4電機皮帶太松。解決方法：調整進退帶電機的間距張緊皮帶，或直接更

45、換皮帶。 6）全自動運行時打包機突然中斷打包 1.6.1帶子刮到T型塊上或擋板上。解決方法：T型塊有無變形，變形的話打磨平，或更換T型塊，擋板問題調整兩檔板的平行度。 1.6.2同步滾筒的架子電機的線是不是連接牢靠。解決辦法：加固聯機滾筒電機的插頭。 1.6.3電箱后面的過載保護或熱保是否跳了。解決方法：復位熱保或過載保護 7）掉帶  1.71進退帶滾子力度不夠導致送帶不到位掉帶。解決方法：檢查滾子軸承是否壞了，是的話更換軸承，如沒有問題拉緊彈簧張緊兩滾子之間的壓力。  1.7.2預送帶電機的軸承壞了導致帶倉的預存帶不多掉帶。解決方法:更換預送

46、電機的軸承即可。  1.7.3機芯灰過多導致進帶不順暢導致掉帶。解決方法：督促車間搞好打包機的5S工作。1.7.4打包機的退帶光眼超前導致還未進帶到位就退帶。解決方法：把打包機的退帶光 眼調靠后。 8）飛帶 1.8.1龍門架的某個地方的擋板缺了一個口導致從缺口飛帶。解決方法：修補缺口。1.8.2進退帶輪的軸承壓力過大導致力度太大飛帶。解決方法：放松進退帶輪的壓力即可。9）打包機不能打自動 1.9.1自動手動切換的手動旋鈕觸點壞了。解決方法：更換觸點即可。1.9.2 PLC與自動輸入的觸點燒壞了。解決方法：用手編或電腦換點。  1.9.3 光眼的感應不良。解決方法：

47、先查看光眼線有無斷了，斷了重新接上，如未斷只是感應不良用小螺絲刀調大感應強度，或更換光眼。 10）不能手動進帶或退帶 2.0.1手動觸點壞了。解決方法：更換燒壞的觸點。2.0.2交流接觸器不能吸合。解決方法:更換交流接觸器。4.2故障分析以及排除故障一：黏合效果不好的原因 可能是溫度太高或者不夠的緣故，如果使用特殊的帶子，粘性差，必須要求很準確的溫度才行。 可能是電壓不夠，這時可以選擇使用而且一定要使用延長線，需要連接較粗而不要太長的電線。 可能是打包機的中刀下方的635軸承破掉了，會導致加溫而完全無法粘合。打包機的電熱擺桿上的長拉彈簧破損，會由于無法將怪手拉至到定位而出現導致粘合