【正文】 滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需要。所以，目前在餐飲業(yè)、家用方面得到很好的使用，它的這些特點(diǎn)也正是政府所推崇的。此外它憑借增加杯身褶皺來(lái)提高強(qiáng)度和耐用性導(dǎo)致產(chǎn)量低，逐漸被市場(chǎng)淘汰。 （ 3）直壁雙層杯 隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)紙杯更加挑剔，除了基本的要求外還要可以攜帶打包。 （ 4）聚乙烯涂料紙杯 隨著生產(chǎn)科技的逐步提高，增強(qiáng)密封擋杯，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)成本，聚乙烯涂層的杯子中的開始應(yīng)用。 （ 1） 按照機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)所學(xué)知識(shí)，確定上述各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，設(shè)計(jì)多種不同的方案，選擇各個(gè)條件都最適合的一個(gè)方案。 第二章 全自動(dòng)紙杯 成型機(jī)的方案設(shè)計(jì) 概述 全自動(dòng)紙杯成型機(jī) 具有多個(gè)工序， 主要工序有自動(dòng)送紙、杯身成型、縱縫封合、沖底、預(yù)熱、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等連續(xù)工序。機(jī)器整潔美觀，不污染環(huán)境。 第一部分： 主要完成對(duì)杯體的傳輸，杯壁成型和成型傳送到第二部分； 第二部分：主要實(shí)現(xiàn)杯底形成 ,杯底輸送，成型杯和杯底結(jié)合，成型杯的自動(dòng)傳輸和卸貨； 第三部分：主要包 括預(yù)熱、加熱、翻底、滾花、卷邊、卸杯等工序。 生產(chǎn)流程 如圖所示 紙杯生產(chǎn)工藝流程圖 7 （ 1） 紙坯落料 供紙機(jī)構(gòu)把放在紙杯機(jī)首端供紙架上已經(jīng)加工好的扇形紙坯提供原料，并且在下料底部安置了吸盤，保證是單張下料。最后，熱封頭插入熱封是多虧了在連接縫處留有一定的空隙。 （ 4） 杯底成型 杯底的材質(zhì)和杯身相同，通常以卷筒形式送出。然后再進(jìn)行主熱，先將杯身底部翻底部分和杯底向內(nèi)凹的部分銜接在一起，當(dāng)溫度加熱到 C180? 至 C200? 后杯底和杯身套合。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的曲柄做圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)帶動(dòng)活塞做上下運(yùn)動(dòng)間歇的吸紙，并且每次只吸一張。它通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 圖 23 供紙機(jī)構(gòu) 卷封機(jī)構(gòu) 卷封機(jī)構(gòu)是紙杯成型機(jī)中相當(dāng)重要的機(jī)構(gòu)，其由兩部分組成，一是先杯身成型，二是中縫熱封。接著，凸輪繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿 1 和 3 推動(dòng)抱合器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成紙杯杯身成型。 工作原理：曲柄 1圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿 2和搖桿 3 擺動(dòng)，接著帶動(dòng)連桿 4 轉(zhuǎn)化為滑塊 5的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此原理和送紙機(jī)構(gòu)的原理相似。 10 圖 26 沖底機(jī)構(gòu) 滾花機(jī)構(gòu) 滾花軸水平移動(dòng)把紙杯壓緊在滾花輪和滾花缸壁之間，接著繞著滾花缸中心線轉(zhuǎn)動(dòng)，貼著杯身底部滾動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滾花的目的。 圖 27 滾花機(jī)構(gòu) 壓邊機(jī)構(gòu) 到壓邊工序后，前頂爪此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，頂著模具套筒使其向下運(yùn)動(dòng)，靠模具套筒內(nèi)部的圓弧布局讓杯口向外翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到壓邊的目的。 工作原理：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將曲柄的圓周 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為豎直方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 滾花工序 —— 到達(dá)滾花工序時(shí)，滾花盤是和卷底盤一樣不停的做軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工序盤上移，杯的外殼進(jìn)入滾花輪和滾花盤的縫隙中，這時(shí)滾花輪擠壓褶皺的底部以杯子中心 12 線為中心旋轉(zhuǎn)，勻稱的滾壓結(jié)合處，完成一周的滾花后又下移，退出。 繪制工作循環(huán)圖 確定各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán) PT 設(shè)該機(jī)器的生產(chǎn)效率是 50個(gè) /每分，則推算出軸的速度為 min)/(50 rn? 工作循環(huán)用時(shí)等于各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)每執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作所耗時(shí)間，所以 ）（ sTP ?? 確定各機(jī)構(gòu)每次執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作所用的時(shí)間 a．紙杯供紙機(jī)構(gòu)每次執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作所用時(shí)間和軸的轉(zhuǎn)速：根 據(jù)上述的工藝過(guò)程，取杯壁紙供送機(jī)構(gòu)的工作行程時(shí)間 sTk ? ，杯壁筒鉤出時(shí)間 sTd ? ，停頓時(shí)間為sTo ? ，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為 ?????? 6 01kA ?????? 6 01dA ?????? 1 7 6 01oA b．沖底機(jī)構(gòu)每次執(zhí)行動(dòng)作所耗時(shí)和軸的轉(zhuǎn)角：根 據(jù)上述工藝程， 取杯底沖栽機(jī)構(gòu)的工作行程時(shí)間 sTk ? ，返回行程時(shí)間 sTd ? 停歇時(shí)間為 sTo ? ，則相應(yīng)的分配軸轉(zhuǎn)角分別為 ?????? 1 2 6 02kA 13 ?????? 1 0 6 01dA ?????? 1 2 6 01oA ，滾花和卷邊機(jī)構(gòu)和上述的工藝相似，故計(jì)算過(guò)程如下： ?????? 1 2 6 03kA ?????? 1 0 6 03dA ?????? 1 2 6 03oA ?????? 1 2 6 04kA ?????? 1 0 6 04dA ?????? 1 2 6 04oA ?????? 1 2 6 05kA ?????? 1 0 6 05dA ?????? 1 2 6 05oA d．繪制各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在 360 度的范圍內(nèi)執(zhí)行動(dòng)作所占轉(zhuǎn)角。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易制造，可以根據(jù)轉(zhuǎn)為角度和停歇的時(shí)間選擇加工的齒數(shù)，變化范圍大，設(shè)計(jì)靈活。但是其制造要求高，成本貴。電動(dòng)機(jī) 2是帶動(dòng)卷底盤和滾花輪的，這兩個(gè)工序需要的轉(zhuǎn)速不高，從電動(dòng)機(jī) 1 在分出來(lái)不合適，所以另外加了一個(gè)電機(jī)。 主電動(dòng)機(jī) 1經(jīng)過(guò) V帶把動(dòng)力和轉(zhuǎn)速傳遞給減速器的輸入軸，經(jīng)減速器減速后通過(guò)鏈條在傳遞到下一級(jí)主軸 9，預(yù)熱主熱、卷邊都是靠它。然后，后面的工序都是后面機(jī)構(gòu) 20 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 從上可知，主電動(dòng)機(jī)基本負(fù)責(zé)了除了卷底和滾花之外的所有動(dòng)力和轉(zhuǎn)速，通過(guò)鏈條和鏈輪各軸之間實(shí)現(xiàn)了很好的配合和傳動(dòng)，完全符合所需的轉(zhuǎn)速，各個(gè)動(dòng)作都有序的實(shí)現(xiàn)了 。 從電動(dòng)機(jī) 2經(jīng) V帶輸出到一個(gè)軸，此軸負(fù)責(zé)完成卷底和滾花的動(dòng)作，此處選擇傳動(dòng)比為 4，則該軸： 轉(zhuǎn)速 m in/3 5 04/1 4 0 0 rn ?? 功率 KWP ??? 轉(zhuǎn)矩 NmT ??? 帶及帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算功率 cP 已知電動(dòng)機(jī)的功率 P 為 4KW，查表得工況系數(shù) AK =，故 kwPKP a ????? 選取 v 帶類型 根據(jù) AP 為 ， mn 為 1440r/min,應(yīng)為要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以 V帶的條數(shù)不可以太大，查表 811 得 V帶選用 B 型。 根據(jù) [1]式（ 524）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ? ? ? ? ? ? ? ? mma ddddaL dddd 10014010014024202422 20212210c ?????????????? ?? 由 [1]表（ 510）選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mmLd 1200? 按 [1]式（ 525）計(jì)算實(shí)際中心距 a mmmmLdLdaa 00 ??????? ?????? 取中心距為 mm410 驗(yàn)算主動(dòng)輪上小輪的包角 1? 小輪包角 1? 是影響 V帶傳動(dòng)工作能力的重要因素。 計(jì)算傳動(dòng)比 選取小鏈輪的齒數(shù)為 25Z1? ，從動(dòng)輪的齒數(shù)也為 25Z2? 1252521 ??? ZZi 初定中心距 pa 400? 計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 由公式（ 543）的 25 1052 252540222221202100 ??????????? ????? p pzzapzzpaL p ? 去偶數(shù) 106 鏈節(jié)距 p 和排數(shù) 在一定條件下，鏈節(jié)距 p 越 大，能傳遞的功率也越大，但是這樣也是有缺點(diǎn)的，動(dòng)載荷及噪聲也隨之增大，運(yùn)動(dòng)更加不平穩(wěn)，因此應(yīng)該盡量選小節(jié)距。 求輸出軸的功率 3P ,轉(zhuǎn)速 3n 及扭矩 3T 。安裝的時(shí)候先安裝兩個(gè)鏈輪，接著雙側(cè)凸輪，最后是軸承和偏心輪。同樣，凸輪與軸的連接仍然用平鍵連接，配合代號(hào)為 6k/7H 。 ①計(jì)算齒輪上作用力的大小 低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 mmzmd t 8 3950 4 0 ???? 則 NNdTF St 2 ???? NNFF ntr 69012c os 20t a n1854c ost a n ?????? ?? NNFF ta 39412tan1 8 5 4tan ????? ? ②計(jì)算軸承的支反力 a 水平面上支反力 NNLL LFR tHB 927386386 386185432 3 ??????? NNLL LFR tHD 927386386 386185432 2 ??????? b 垂直面上支反力 NNLLdFLFR arVB 277239425869023223?????? ???? 29 NNLLdFLFR arVD 277239425869023222?????? ???? ③畫彎矩圖 截面 C 處的彎矩 a 水平面上的彎矩圖 mmNmmNLRM HBHC ??????? 2 3 9 2 0 02589272 b 垂直面上的彎矩圖 mmNmmNLRM VBVC ??????? mmNmmNLRM VDVC ??????? 7 3 5 3 c 合成 彎矩 M mmNmmNMMM VCHCC ??????? 2 3 9 8 0 01 7 3 3 72 3 9 2 0 0 222 121 mmNmmNMMM VCHCC ??????? 2 5 0 2 4 67 3 5 3 02 3 9 2 0 0 222 222 ④ 畫扭矩圖 mmNT ?? 355000 ⑤畫計(jì)算彎矩圖 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，所以扭矩為脈動(dòng)循環(huán)， ? ?? ? 01 ??bb??? ，則截面 E 處的當(dāng)量彎矩為 ? ? ? ? mmNmmNTMM Ce ???????? 2222 11 ? mmNMM Ce ??? 2 5 0 2 4 622 30 圖 33 主軸彎扭應(yīng)力圖 ⑥按彎扭合成的總應(yīng)力來(lái)校核軸的強(qiáng)度 由圖可知截面 E 的當(dāng)量彎矩最大，所以校核該截面的強(qiáng)度 ? ?bee MP aMP aWM 11 ?????? ?? 故安全。其次，還應(yīng)知道凸輪設(shè)計(jì)中的壓力角、自鎖和偏心還是對(duì)心的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì) 的凸輪機(jī)構(gòu)是低速凸輪機(jī)構(gòu)，要求不能有沖擊，那么速度和加速度的起點(diǎn)和終點(diǎn)都得是連續(xù)的，故采用修正型等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即可用消除等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的剛性沖擊，又能實(shí)現(xiàn)機(jī)械等速運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。 6 和 8,9 （ 3） 自 0A 開始在基圓推程段和回程段等分成 12 份，與基圓的交點(diǎn)分別為1310 ...AAA ， 。11 2211 ?? BABA 分 別得到1321 ...BBB ， （ 5） 將點(diǎn) 1310 ...AAA ， 連成光滑的曲線，即得到理論輪廓線。 21 EE EEZ H ?? 1E , 2E 分別為凸輪和從動(dòng)件接觸點(diǎn)處材料的彈性模量 , ?HZ 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，該凸輪機(jī)構(gòu)的極限接觸應(yīng)力為 ? ? ? ?2mm/2 4 0 02 0 0 0 NH ??? 34 帶入數(shù)據(jù)得凸輪的接觸應(yīng)力為： ? ? HHH mmNFZ ??? ????? ???? 2/8012801220 30c o s 所以滿足接觸應(yīng)力條件。根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)要求，這里選擇八