【文章內(nèi)容簡介】 用曲柄搖扦機構(gòu) 和滑塊機構(gòu)來驅(qū)動接糖桿 作無停留往復(fù)擺動 。如圖 所示： 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18頁 共 43頁 圖 接糖機構(gòu)簡圖 1— 接糖桿； 2— 糖果 4) 成品輸出機構(gòu) 利用接糖機構(gòu)中搖桿的往復(fù)擺動來驅(qū)動打糖桿作無停留往復(fù)擺動，這樣可 省去一個原動件。 圖 打糖機構(gòu)簡圖 自動控制系統(tǒng) 為使理糖轉(zhuǎn)盤上的糖塊始終維持適當數(shù)量，槽式電振動給料器應(yīng)配備自動控制裝置，以實現(xiàn)自動給料；另外，還設(shè)置包裝紙用完及斷紙、缺糖時的自動停機裝置。 由于本次設(shè)計中主要是對各機構(gòu)的設(shè)計，故這部分在此不作具體說明。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19頁 共 43頁 傳動系統(tǒng) 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機傳動系統(tǒng)由主傳動系統(tǒng)和理糖供送傳動系統(tǒng)兩部分組成。 (1)主傳動系統(tǒng) 圖 主傳動系統(tǒng)圖 主傳動系統(tǒng)圖如上所示，主電動機經(jīng)機械式無極變速器、軸 Ⅰ 將運動傳遞給分配軸Ⅱ ，分 配軸 Ⅱ 將運動平行進行分配，經(jīng)齒輪、馬氏盤將運動傳遞給軸 Ⅲ ，帶動工序盤間歇轉(zhuǎn)動。另一傳動路線為經(jīng)齒輪傳動帶動軸 Ⅴ 、 Ⅵ 轉(zhuǎn)動，從而帶動扭結(jié)手完成扭結(jié)動作，軸 Ⅴ 經(jīng)鏈傳動、齒輪傳動帶動供紙輥及切刀運動，實線包裝紙的供送及切斷。分配軸 Ⅱ上的偏心輪（ 1）帶動送糖桿送糖；偏心輪（ 2）帶動鉗手開合；偏心輪（ 3）帶動活動折紙板完成下折紙；偏心輪（ 4）帶動接糖桿和打糖桿分別完成接糖和打糖動作，包裝機正常工作之前，通過轉(zhuǎn)動調(diào)試手輪對包裝機進行調(diào)試。 包裝機正常工作之前，通過轉(zhuǎn)動調(diào)試手輪對包裝機進行調(diào)試。采用機械式元級調(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。由于采用了馬氏機構(gòu)，因此，中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20頁 共 43頁 該機不宜高速。 (2)理糖供送傳遞系統(tǒng) 圖 理糖供送機構(gòu)傳動系統(tǒng)圖 理糖供送機構(gòu)由一臺電動機單獨驅(qū)動。電動機經(jīng)帶傳動將運動傳遞給到 Ⅰ 軸， Ⅰ 軸進行運動分配。其中一路，經(jīng)蝸桿、蝸輪傳動帶動理糖盤轉(zhuǎn)動；另一傳動路線為經(jīng)齒輪傳動使軸 Ⅱ 轉(zhuǎn)動，從而帶動 Ⅱ 軸上的輸送帶的主動輪回轉(zhuǎn)，完成糖的輸送；然后經(jīng)鏈傳動、螺旋齒輪傳動，將運動傳遞給毛刷。 編制工作循環(huán)圖 (1)擬定運動規(guī)律 該機在送糖工位的包裝工序最集中，與送紙、切紙 、送糖、推糖、接糖、折紙、工序盤糖鉗的開合和轉(zhuǎn)位等均密切相關(guān)。當工序盤剛停止時，工位Ⅰ的糖鉗處于張開狀態(tài)，接糖桿向右運動 至極右位置。 此時包裝紙 剛好 被 送到預(yù)定長度并切斷，而推糖桿也將糖塊和包裝紙向左推送到與接糖桿接觸并夾緊；繼而將糖塊和包裝紙送入糖鉗內(nèi)，在此過程中包裝紙被折成“∪”形，糖塊和包裝紙進入糖鉗時便被糖鉗夾緊，接著推糖桿向右中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21頁 共 43頁 退回，接糖桿向左運動，而折紙扳進行折紙；折紙板向上折紙時，工序盤便開始轉(zhuǎn)位運動，折紙板再跟隨糖塊向上運動 一段距離 后返回。 根據(jù)上述動作配合要求，確定各執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律。 1)推 糖桿：在推糖桿將糖塊向左推送和隨后的回程運動期間內(nèi)，包裝紙最多只能供送所需長度的一半，否則包裝紙與推糖桿發(fā)生干涉，而包裝紙是連續(xù)等速運動的，也就是說，此階段最多只能占用分配軸轉(zhuǎn) 180176。的時間。現(xiàn)確定推糖和回程各占用分配軸轉(zhuǎn)90176。和 85176。的時間。 2)接糖桿：接糖桿作接糖運動的時間應(yīng)與推糖桿的推糖時間一樣，故確定接糖桿的接糖時間相當于分配軸轉(zhuǎn) 90176。，而回程時間為 95176。 3)糖鉗：糖鉗張開時上下鉗相距 18mm 左右，無糖閉合時則相距 10mm 左右。當推糖結(jié)束時它閉合到最小距離，閉鉗時間為 35176。 4)工序 盤：工序盤作間歇轉(zhuǎn)動，每次轉(zhuǎn) 60176。在停留期內(nèi)，須完成接糖桿回程運動(需時 95176。 )、推糖塊入糖鉗 (需時 90176。 )、折紙運動三個動作，即停留時間應(yīng)大于。 因此，驅(qū)動它作間歇運動的槽輪機構(gòu)應(yīng)是外接型的，參照同類型機器選用六槽槽輪。這樣，工序盤停留時間為 240176。，轉(zhuǎn)動時間為 120176。 5)折紙板：折紙板從開始折紙至升到最高位置，確定其行程時間為 80176。 6)送糖帶：送糖帶作等速運動。根據(jù)實踐，在一個運動周期內(nèi)，送糖帶前進的距離以糖塊長度的 812 倍為宜 。 7)扭結(jié)工位 ： 在工序盤停歇期 內(nèi)完成扭結(jié)。 將扭結(jié)機械手的指部動作分解為： (一 )旋轉(zhuǎn)運動：作等速轉(zhuǎn)動，分配軸轉(zhuǎn) — 圈，它轉(zhuǎn) 2． 5圈。 (二 )開閉運動：應(yīng)與工序盤的運動協(xié)調(diào)，并在水平位置將筒狀紙夾緊，夾緊時間應(yīng)滿足不同材質(zhì)的包裝紙的扭結(jié)要求。一般說來，對蠟紙需扭轉(zhuǎn) 360176。，對玻璃紙需扭轉(zhuǎn)540176。，若是聚丙烯材料則需扭轉(zhuǎn) 720176。因此，扭緊蠟紙和玻璃紙時所需夾緊的時間，若用分配軸轉(zhuǎn)角表示則分別為 。 (三 )軸向移動： 扭結(jié)時，兩個拉手都必須向糖塊接近，以補償包裝紙的扭結(jié)縮短量。糖塊高與寬的 尺寸愈大，扭結(jié)縮短量也愈大，一般取圓柱形糖塊的軸向移距為 810 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22頁 共 43頁 mm，方形糖塊的軸向移距為 12— 14mm 。 8)成品輸出工位 當工序盤剛停止時，此工位的糖鉗即由夾緊狀態(tài)迅速張開，接著打糖桿將成品排出。 (一 )糖鉗： 張開動作需時 35176。 (二 )打糖桿：它與接糖桿用同一曲柄驅(qū)動，打糖行程為 30mm，需時 60176。 （ 2） 確定工作順序和繪制工作循環(huán)圖 根據(jù)前述各執(zhí)行構(gòu)件的運動規(guī)律及對它們的動作配合要求，可繪制工作循環(huán)圖，如圖 222 所示 ： 圖 222 工作循環(huán)圖 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23頁 共 43頁 3. 傳動系統(tǒng)中各 零 部件的設(shè)計 計算 電動機的選擇 參考同類型的糖果包裝機 ，主傳動系統(tǒng) 選用 型電動機， 功率為 ， 滿載轉(zhuǎn)速為 1280r/min。 理糖供送系統(tǒng)選用 A1724 型電動機，功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為1350r/min。 帶傳動的選擇 根據(jù) 要求包裝圓柱形糖塊的生產(chǎn)率達 5— 6 塊／ s；包裝長方體形糖塊為 4 塊／ s 左右。由此可確定分配軸的轉(zhuǎn)速可在 21— 42rad／ s(200— 400r／ min)的范圍內(nèi)作無級調(diào)節(jié)。由于分配軸的轉(zhuǎn)速為 200— 400r/min，電動機滿載時的轉(zhuǎn)速為 1280r/min，因而，電動機至分配軸的降速比應(yīng)能在 3． 2— 6． 4 的范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)。為此從電動機到分配軸采用兩級降速，第一節(jié)用寬三角帶無級變速，第二節(jié)用齒輪降速。 在第一節(jié)寬三角帶無極變速的降速比應(yīng)能在 1— 2 的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，根據(jù)包裝機的空間要求取電動機裝的帶輪直徑為 90— 180mm 可調(diào)，與之配套的帶輪直徑為 180mm。 理糖供送系統(tǒng)中帶傳動設(shè)計按照同樣方法，選擇電動機裝帶輪直徑為 50mm，與之配套的帶輪直徑為 112mm。 齒輪傳動的設(shè)計 減速器 第二節(jié)齒輪傳動設(shè)計中取齒輪輸入功率 ,分配軸的 轉(zhuǎn)速為300r/min，齒數(shù)比 ， 小齒輪 加如圖幾所示 轉(zhuǎn)速 ，工作壽命為 15年（每年工作 300 天），兩班制，轉(zhuǎn)向不變進行設(shè)計計算。 、精度等級、材料及齒數(shù) 1)選用直齒圓柱齒輪傳動。 2)扭結(jié)包裝機為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度 （ GB1009588） 。 3)材料選擇：選擇小齒輪材料為 40 （調(diào)質(zhì)），硬度為 ，大齒輪材料為 45號鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 ，兩者材料硬度差為 。 4)初選小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) ,取 。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24頁 共 43頁 由設(shè)計公式進行試算，即 （ ） 1)確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 （ 1） 試選載荷系數(shù) （ 2） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （ 3） 選取齒寬系數(shù) （ 4） 材料的彈性影響系數(shù) （ 5） 小齒輪的接觸疲勞強度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強度極限； （ 6） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （ 7） 接觸疲勞壽命系數(shù) ； （ 8） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概 率為 ，安全系數(shù) ,有 2） 計算 （ 1） 試計算齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25頁 共 43頁 （ 2） 計算圓周速度 v （ 3） 計算齒寬 b （ 4） 計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) 齒高 （ 5） 計算載荷系數(shù) 根據(jù) ， 7級精度，動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè) 。取 ； 使用系數(shù) ； 7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時， ； 由 ， 得 ；故載荷系數(shù) 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26頁 共 43頁 （ 8） 按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式 （ 9） 計算模數(shù) m 彎曲強度的設(shè)計公式為 1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 （ 1） 小齒輪的彎曲疲勞強度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞強度極限； （ 2） 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， （ 3） 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,有 （ 3） 計算載荷系數(shù) K （ 4） 齒形系數(shù) ； 。 （ 5） 應(yīng)力校正系數(shù) ； 。 （ 6） 計算大小齒輪的 并加以比較 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27頁 共 43頁 大齒輪的數(shù)值大。 2） 設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸強度計算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可 根據(jù) 彎曲強度算得的模數(shù) 并就近圓整為標準值 ，按接觸強度算得的分度圓直徑 。算出齒輪的齒數(shù)： 大齒輪齒數(shù) 這樣設(shè)計出的齒輪傳動， 既滿足了齒面接觸強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 1） 計算分度圓直徑 2） 計算中心距 3） 計算齒輪寬度 中北大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28頁 共 43頁 取 ， 。 驗算 綜上所述，該對傳動齒輪的分度圓直徑 ， ，齒輪厚度， ，齒輪模數(shù) ，齒數(shù) ， 。 參考上所述齒輪設(shè)計的方法，確定齒輪的傳遞功率，齒輪轉(zhuǎn)速，齒輪傳動比以及其他一下條件后進行設(shè)計。由于減速器中兩齒輪傳遞功率最大，傳動比最大，工作環(huán)境最復(fù)雜，故其他齒輪傳動中選用與它相同或相差不大的齒寬系數(shù)，模數(shù)也 基本 能滿足生產(chǎn)需求。 最危險的兩齒輪寬度分別為 30mm 和 35mm，其他齒輪的寬度選擇在 30mm 左右即可。其他齒輪 參照主傳動 系統(tǒng)圖 和理糖供送機構(gòu)傳 動系統(tǒng)圖 他們的 分度圓直徑、 齒數(shù) 、齒輪厚度、模數(shù)選擇如下表 所示 。 表 齒輪 的選擇 主傳動系統(tǒng)齒輪 分度圓直徑 (mm) 齒數(shù) 齒輪厚度(mm) 模數(shù)(mm) 分度圓直徑 (mm) 齒數(shù) 齒輪厚度 (mm) 模數(shù)(mm) 1 30 30 35 11 18 15 15 2 96 96 30 12 18 25 3 52 30 13 36 20 4 52 25 14 24 20 25 5 52 30 15 24 20 20 6 52 25 16 24 20 25 7 52 30 17 48 40 20 8 72 60 25 18 21 25 9 24 75 19 23 20 10 18 15 15 理糖供送傳動系統(tǒng)齒輪 分度圓直徑 (