【文章內(nèi)容簡介】 學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 含量高的設(shè)備開始出現(xiàn)。可以說我國的機(jī)械生產(chǎn)已滿足了國內(nèi)的基本需 求，并開始向東南亞及第三世界國家出口，如我國 2021 年的進(jìn)出口總額為 億美元，其中出口額為 億美元，比 1999 年提高了 ％。在出口的機(jī)械品種中以食品（乳品、糕點(diǎn)、肉類、水果）加工機(jī)、烤箱、封裝、貼標(biāo)簽機(jī)、紙塑鋁復(fù)合罐生產(chǎn)設(shè)備等機(jī)械出口較多，食品機(jī)械如制糖、釀酒、飲料、真空包裝機(jī)等設(shè)備已開始成套出口。 二、世界真空包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 就食品的銷售包裝而言，現(xiàn)今最常用、最基本的包裝工藝方法有兩大類，即充填與裹包。充填方法幾乎適用于一切物料和各類包裝容器。具體講，對(duì)流動(dòng)性較好的液體、粉體、散粒體 ，主要依靠自身重力，必要是輔以一定的機(jī)械作用便可完成包裝過程。而對(duì)黏性較強(qiáng)的半流體或體形較大的單件、組合件，則要求采用相應(yīng)的擠壓、推入、拾放等強(qiáng)制性措施。至于裹包方法卻與此有所差異，它主要適用于外形規(guī)整、有足夠硬性挺性、且要求包裝得較緊實(shí)的單件或組合件，多用柔性的塑料及其復(fù)合材料（有的附加輕質(zhì)托盤、襯板），借助機(jī)械作用進(jìn)行裹包。 近十余年來，國際包裝界十分重視提高包裝機(jī)械及整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力和多功能集成能力，為市場(chǎng)開拓日新月異的多樣化商品提供及時(shí)靈活應(yīng)變的生產(chǎn)手段。同時(shí)基于合理簡化包裝和優(yōu)勢(shì)包裝工藝方法 的實(shí)際需要，不斷探索，明顯地加快了自身技術(shù)革新的步伐。尤其是與現(xiàn)代自動(dòng)機(jī)床同步發(fā)展相呼應(yīng)，逐步明確。要想建立多樣化、通用化、多功能集成化的包裝機(jī)械新體系，首先必須著重解決組合化和機(jī)電一體化的大問題，無疑這是今后的重要發(fā)展方向。 三、我國與世界強(qiáng)國的差距 1．產(chǎn)品品種及成套數(shù)量少 國內(nèi)大多以生產(chǎn)單機(jī)為主，而國外大多為配套生產(chǎn)，很少單機(jī)銷售。一方面國產(chǎn)設(shè)備的品種無法滿足國內(nèi)食品和包裝企業(yè)的需要，另一方面機(jī)械廠單機(jī)生產(chǎn)銷售上利潤微薄，無法獲得成套設(shè)備銷售的高效益。 2．技術(shù)水平低 3．產(chǎn)品質(zhì)量差 我國真空包裝機(jī)產(chǎn) 品的質(zhì)量差距主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性和可靠性差、造型落后，外觀粗糙、基礎(chǔ)件和配套件壽命短、無故障運(yùn)行時(shí)間短、大修周期短，且絕大多數(shù)產(chǎn)品還沒有制定可靠性標(biāo)準(zhǔn)。 4．開發(fā)能力不足 我國食品和包裝機(jī)械主要還是仿制、測(cè)繪，稍加國產(chǎn)化改進(jìn)，談不上開發(fā)研究。我們的開發(fā)手段落后，現(xiàn)在好一點(diǎn)的企業(yè)開展了“甩圖版工程”，但真正使用ＣＡＤ的還很少。產(chǎn)品開發(fā)缺少創(chuàng)新，難上水平。生產(chǎn)手段落后，大部分還是用陳舊的西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 通用設(shè)備加工。新產(chǎn)品開發(fā)不但數(shù)量少，而且開發(fā)周期長。在企業(yè)管理上，往往重生產(chǎn)加工、輕研究開發(fā)、創(chuàng)新不夠，不能緊跟市場(chǎng)需求及時(shí)提供產(chǎn) 品。 四、 未來 10～ 15 年中國包裝工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 第一、 2021 年，中國包裝工業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計(jì)將達(dá)到 3000 多億元，年遞增速度達(dá) 7％左右，其中紙包裝制品將達(dá)到 1900萬噸，塑料包裝制品預(yù)計(jì)達(dá)到 504萬噸，金屬包裝制品預(yù)計(jì)達(dá)到 288萬噸，玻璃包裝制品可望達(dá)到 1050萬噸， 包裝機(jī)械 將達(dá)到 67 萬臺(tái)套。 第二、從 2021 年到 2021 年，包裝工業(yè)的總產(chǎn)值預(yù)計(jì)達(dá)到 4500 億元，保持平均每年的增速為 7％。 第三、從 2021 年到 2021 年，包裝工業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)到 6000 億元，平均每年以6％的速度增長。到 2021 年，紙包裝制品 可達(dá)到 3600 萬噸、塑料包裝制品 946萬噸、金屬包裝制品 491萬噸、玻璃包裝制品 1550萬噸、 包裝機(jī) 械 120萬臺(tái)套。 第四、包裝工業(yè)結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，會(huì)更多地體現(xiàn)在產(chǎn)品的消耗降低、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、品種改善、質(zhì)量提高和競(jìng)爭力的增強(qiáng)。符合消費(fèi)升級(jí)、科技進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品將加速增長。中國將對(duì)中高檔包裝原輔材料和高檔機(jī)械設(shè)備的進(jìn)口給予足夠的重視。 第五、到 2020 年，中國包裝工業(yè)將滿足全面建成小康社會(huì)的需求，建成一個(gè)科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人才資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型中國包裝工業(yè)。 本文研究的主要內(nèi)容及目標(biāo) 通 過測(cè)繪畫出各個(gè)零件，并進(jìn)行裝配。了解各個(gè)機(jī)構(gòu)如何協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，如何完成包裝的過程。給袋系統(tǒng)通過動(dòng)力裝置中的 17 號(hào)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)吸盤平行機(jī)構(gòu)臂，并以此帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) ，實(shí)現(xiàn)吸袋裝置吸盤的水平循環(huán)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到送袋的自動(dòng)化。夾袋裝置 通過 動(dòng)力裝置中的 22 號(hào)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)凸輪杠桿，使通過螺栓連接在其上的連桿實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)， 控制 驅(qū)動(dòng)搖臂 實(shí)現(xiàn) 夾袋夾得 張開、閉口。 綜合以上兩個(gè)步驟，完成整個(gè)給袋循環(huán)。 通過裝配體做出工程圖，明確地表達(dá)各個(gè)零件或裝配體的相互位置關(guān)系。并進(jìn)行桿的拉伸強(qiáng)度的校核，凸輪材料的選取、 強(qiáng)度的計(jì)算，各個(gè)機(jī)構(gòu)的行程分析和計(jì)算。大概了解機(jī)械設(shè)計(jì)的流程，達(dá)到能獨(dú)立完成簡單的設(shè)計(jì)的目的，通過機(jī)構(gòu)的優(yōu)化，提高工作效率。本文的設(shè)計(jì)主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容： 鏈輪 機(jī)構(gòu) 帶動(dòng) 送袋裝置帶輪 轉(zhuǎn)動(dòng) ，實(shí)現(xiàn)送袋。 錐齒輪機(jī)構(gòu) 帶動(dòng) 升降螺桿 旋轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)送袋工作臺(tái)的上升與下降。 吸盤機(jī)構(gòu) 通過 吸盤與包裝袋結(jié)合，實(shí)現(xiàn)包裝袋的特定轉(zhuǎn)移。 夾袋機(jī)構(gòu) 通過凸輪控制 夾袋夾 的張開與閉合 ，完成夾袋。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 送袋機(jī)構(gòu) 通過 送袋裝置帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠橡膠帶與包裝袋的摩擦力 ，推動(dòng)包裝袋的前移。 本文主要對(duì)各個(gè)部 分進(jìn)行建模、裝配最終出工程圖，并且對(duì)相應(yīng)的部分做出仿真，對(duì)需要校核的地方計(jì)算確定機(jī)構(gòu)是否滿足設(shè)計(jì)要求。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，實(shí)踐和掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，培養(yǎng)了自己在工程設(shè)計(jì)過程中的分析問題、解決問題和創(chuàng)新的能力 ，提高了在計(jì)算、制圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、考慮技術(shù)決策等機(jī)械設(shè)計(jì)方面的基本技能以及機(jī)械 CAD 技術(shù)。 有不妥的地方請(qǐng)大家批評(píng)指正。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁 第 2 章 給袋系統(tǒng)設(shè)計(jì) 背景技術(shù) 目前普遍使用 的給袋式包裝機(jī)的 給袋機(jī)構(gòu)是用吸頭從螺桿升降式工作臺(tái)直接把包裝袋給吸到轉(zhuǎn)盤子夾里 ，因此只能是吸住包裝袋的一面，而另一面卻 容易給彈開，會(huì)擋住子夾而使得包裝袋下落。另外，吸頭跟包裝袋的接觸面小，因此到子夾里的包裝袋容易打皺而導(dǎo)致袋口兩邊高低不統(tǒng)一，影響包裝質(zhì)量。 GDR80 給袋機(jī)簡介 GDR80 給袋機(jī)是一款八工位給袋機(jī)，包括 給袋工位、開袋工位、 充填 工位、 振動(dòng) 1工位、振動(dòng) 2 工位、 熱封工位，打碼工位 、落袋工位 。結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)簡單，廣泛用于食品、醫(yī)療、化工等方面。 旋轉(zhuǎn)全自動(dòng)包裝代替了手工包裝，為大型企業(yè)、中小規(guī)模企業(yè)實(shí)現(xiàn)了包裝自動(dòng)化，提高了各行各業(yè)的生產(chǎn)效率，大幅降低了 ， 快速更換包裝袋規(guī)格 ，自動(dòng)給袋裝置的寬度可自動(dòng)一次性調(diào)整。 符合食品加工機(jī)械的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器上和物料或包裝袋接觸的零部件采用不銹鋼或其他符合食品衛(wèi)生要求的材料加工 .包材損耗低。 如圖 ： 圖 GDR80 給袋機(jī) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁 GDR80 給袋機(jī)給袋系統(tǒng)方案選擇 GDR80 給袋機(jī)給袋系統(tǒng) 方案的確定是 給袋系統(tǒng)設(shè)計(jì) 進(jìn)行的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。它包括： 1. 根據(jù)給袋機(jī)構(gòu)的形狀特征、尺寸精度、整體質(zhì)量和可占空間等條件進(jìn)行分析與判斷，確定設(shè)計(jì)步驟，選擇合適的方案。 2. 根據(jù)合適方案選擇合適的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維建模。 3. 根據(jù)三維軟件所畫的三維模型圖，進(jìn)行機(jī)構(gòu) 受力分析、強(qiáng)度校核、運(yùn)動(dòng)仿真、確定正確的方案與選擇合適的材料和必要的工藝要求。 4. 根據(jù)生產(chǎn)批量、尺寸大小、精度要求以及 現(xiàn)有 制造水平、設(shè)備能力等多種因素，卻定產(chǎn)品的社會(huì)定位 。通常 按小批量，低加工精度要求設(shè)計(jì)。 故通過網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)書籍，對(duì)現(xiàn)有的給袋系統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析與對(duì)比， 對(duì) 選擇和改進(jìn)自己所要設(shè)計(jì)的給袋系統(tǒng)方案 具有指導(dǎo)作用 。本文選擇 一 個(gè)具有代表性的 且與本設(shè)計(jì)類似的 方案進(jìn)行參考，分析如下： 參考方案 給袋 式 包裝機(jī) 給袋系統(tǒng)如圖 圖 給袋式包裝機(jī)給袋系統(tǒng) 方案簡介：該機(jī)構(gòu)的主要特征在于給袋機(jī)構(gòu)具有機(jī)械手和給 袋器， 所述 機(jī)械手具有夾袋裝置、支撐臂 （ 5） 、 第一 轉(zhuǎn)軸 （ 15） 、 轉(zhuǎn)軸座（ 21） 、 傳動(dòng)輪（ 12） 、 第一擺臂（ 13） 、第二擺臂（ 14）及第一擺臂（ 13） 、第二擺臂（ 14）動(dòng)作的第一凸輪（ 16）和第二凸輪（ 17），所述給袋器具有盛袋室（ 9），盛袋室（ 9）安裝在升降桿（ 19）上，在所述盛西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 袋室（ 9）的上方裝配有吸袋頭（ 8），所述吸袋頭（ 8）通過管路與真空泵連接。該裝置增加了機(jī)械手，通過機(jī)械手的動(dòng)作來將包裝袋夾到包裝袋轉(zhuǎn)盤夾子口上，因此給袋準(zhǔn)確，并且不會(huì)出現(xiàn)包裝袋下落現(xiàn)象，保證了與袋口的統(tǒng)一性。提高了包裝質(zhì)量。本裝置與現(xiàn) 有技術(shù)相結(jié)合具有 實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)與進(jìn)步。 優(yōu)點(diǎn)： 本方案由于增加了機(jī)械手 ,通過機(jī)械手的動(dòng)作來將包裝袋夾到包裝袋轉(zhuǎn)盤子夾口上，因此給袋準(zhǔn)確， 不會(huì)出現(xiàn)包裝袋下落和保證袋口的統(tǒng)一性。 缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大。 在現(xiàn)有的機(jī)械加工水平下很難準(zhǔn)確控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。外加給袋行程大且無什么支撐，保持機(jī)械手夾力要消耗多余的功率。 方案總結(jié)：通過對(duì)上述方案的分析與思考， 結(jié)合自己 設(shè)計(jì)方案， GDR80 給袋機(jī) 給袋系統(tǒng) 。如圖 所示，為所設(shè)計(jì)給袋系統(tǒng)的右視圖， 為了 更好的觀察 ， 隱藏了 其中 一些無關(guān)零件。 1— 17 號(hào)凸輪 2— 吸盤平 行機(jī)構(gòu)臂 3— 連桿 4— 重錘 5— 送袋裝置鏈輪 6— 吸盤機(jī)構(gòu) 7— 夾袋座 8— 夾袋夾 圖 GDR80 給袋機(jī)給袋系統(tǒng) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 方案簡介：本給袋機(jī)構(gòu) 是一種八工位給袋式包裝機(jī)的給袋機(jī)構(gòu)，包括送袋裝置、吸袋裝置和夾袋裝置，所述的送袋裝置包括鏈輪鏈條輸送機(jī)構(gòu)、送袋板、重錘 （ 4） 、連桿（ 3） ，可調(diào)擋板和小帶輪，通過鏈輪帶動(dòng) 送袋裝置 帶輪 （ 5） 轉(zhuǎn)動(dòng)并通過塑料帶轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦推動(dòng)送袋板前進(jìn)以達(dá)到送袋目的；所述吸袋裝置包括吸盤平行機(jī)構(gòu) （ 2） 、吸盤、真空管和凸輪，通過凸輪 17（ 1） 旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)吸盤平行機(jī)構(gòu)移動(dòng)，在確定時(shí) 間在確定地點(diǎn)吸盤吸住包裝袋并送至夾袋夾下方 。所述夾袋裝置包括長短夾片 （ 8） 、夾片驅(qū)動(dòng)桿、凸輪 2夾袋座和立柱座，通過凸輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)夾片驅(qū)動(dòng)桿并通過齒輪傳動(dòng)已達(dá)到夾片的開與合。由于設(shè)有送袋裝置、吸袋裝置和夾袋裝置，因此送袋準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)一次多袋情況，并且包裝袋不會(huì)發(fā)生歪斜和下落現(xiàn)象，提高了給袋質(zhì)量。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，送袋準(zhǔn)確，不會(huì)出現(xiàn)一次多袋情況，并且包裝袋不會(huì)發(fā)生歪斜和下落現(xiàn)象，故采用此方案進(jìn)行建模設(shè)計(jì)。 給袋系統(tǒng)方案建模 方案確定后，對(duì)該類型包裝機(jī)進(jìn)行測(cè)繪、分析、改進(jìn)和計(jì)算，并采用 SolidWorks2021進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，并通過 SolidWorks2021 進(jìn)行仿真檢測(cè)其工程上 的可行性。最終確定其由送袋裝置，吸袋裝置和夾帶裝置三個(gè)裝置組成。如圖 ： 1— 送袋裝置 2— 吸袋裝置 3— 夾袋裝置 圖 給袋系統(tǒng) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 通過總體設(shè)計(jì) 可以 確定其在總圖中的具體位置，具體位置如圖 ： 圖 GDR80 給袋機(jī) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 第 3 章 送袋裝置設(shè)計(jì) 送袋裝置簡介 送袋裝置結(jié)構(gòu)如圖 1— 擋袋板 2— 小袋輪軸 3— 小帶輪 4— 螺桿 5— 鏈輪（ Z=16） 6— 06B 鏈 輪 7— 托 鏈輪 8— 托鏈輪軸 9— 送袋裝置鏈輪 10— 升降螺桿 11— 大手輪軸 12— 06B 單排滾子鏈條 圖 送袋裝置結(jié)構(gòu)圖 如上圖所示 該機(jī)構(gòu) 包括 擋袋板（ 1）、袋輪軸（ 2）、小帶輪（ 3）、螺桿（ 4）、鏈輪（ Z=16）（ 5）、 06B 鏈輪（ 6）、托鏈輪（ 7）、托鏈輪軸（ 8）、送袋裝置鏈輪（ 9）、升降螺桿（ 10）、大手輪軸（ 11）、 06B 單排滾子鏈條（ 12）等主要零件和其他未標(biāo)注零件組成 。 該機(jī)構(gòu)主要通過凸輪機(jī)構(gòu)來進(jìn)行控制， 凸輪運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)吸袋平行機(jī)構(gòu)臂運(yùn)動(dòng)，平行機(jī)構(gòu)臂在將運(yùn)動(dòng)傳至連桿，連桿另一端接重錘， 重錘與連桿以 06B 單 排滾子鏈條（ 12）連接，在鏈輪（ Z=16）（ 5）的相鄰鏈輪 (Z=10)T 同樣采用 06B 單排滾子鏈條（ 12）與、送袋裝置鏈輪（ 9）連接。送袋裝置鏈輪（ 9）和小帶輪（ 3）通過塑料帶連接，送袋板壓在上面，當(dāng)塑料帶轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于送袋板自身重力的作用與塑料帶產(chǎn)生一個(gè)充當(dāng)動(dòng)力的摩擦力，帶動(dòng)送袋板前進(jìn)。綜上所述，送袋裝置是 通過鏈輪與凸輪共同協(xié)調(diào)來實(shí)現(xiàn)袋的間歇性供給， 但方向不變。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 送袋裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏈條的選擇：通過測(cè)量和查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，最終確定