【文章內(nèi)容簡介】 邊分開，氣囊 2 被壓緊，放出氣體即吹開薄膜。上述循環(huán)完成一次開袋過程。 由于橫、縱封及切刀都是凸輪轉(zhuǎn)動一周開合一次，而開袋吸嘴是凸輪轉(zhuǎn)動一周開合兩次。如果橫、縱封及切刀部置在主軸上，要使吸嘴開合頻率與它們一致，就要使吸嘴凸輪軸的轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/2，擬用一對傳動比為 1： 2 的齒輪來實現(xiàn)。 無極調(diào)速裝置 本機采用機械式無級調(diào)速裝置，根據(jù)實際需要包裝速度可以在 5070袋 /min 范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，下圖為所示的無級調(diào)速裝置示意圖。通過旋鈕的順，逆轉(zhuǎn)動帶動可動錐盤上下移動，即可實現(xiàn)速度的增減，達到無級調(diào)速的目的。機械無級調(diào)速機構(gòu)的類型很多，但多數(shù)是利用摩擦傳動機構(gòu)實現(xiàn)的，由于其結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，使用維修方便，效率高，所以在各類機械中得到了廣泛的應(yīng)用。但由于摩擦副元件的彈性滑動，存在速度損失，所以不能用于要求調(diào)速精度高的場合。該設(shè)計采用寬 V 帶 式機械無級調(diào)速裝置，其傳動比范圍為 2－ 4。 無極調(diào)速裝置結(jié)構(gòu)圖 第三章 包裝機總體方案設(shè)計 16 1螺母 2V形帶 3鍵 4彈性定位套 5分離錐盤 6可動分離錐盤 7調(diào)節(jié)螺母 8調(diào)節(jié)螺桿 9手輪 10鎖緊螺母 確定主軸轉(zhuǎn)速 該包裝機時采用牽拉輥實現(xiàn)間歇牽拉，采用獨立的橫、縱封和切斷裝置，因為這些機構(gòu)的一個工作循環(huán)都是由凸輪轉(zhuǎn)動一周而帶動，且凸輪均安排在主軸上所以包裝機工作的時候其包裝速度就是主軸轉(zhuǎn)速。由設(shè)計參數(shù)我們知道該包裝機的包裝速度為 5070 袋 /min，所以主軸的轉(zhuǎn)速為5070r/min。 選擇電動機 電動機一般由專業(yè)工廠按標準系列成批大量生產(chǎn)，在機械設(shè)計中應(yīng)該根據(jù)工作載荷，工作要求，工作環(huán)境，安裝要求及尺寸，重量有無特殊限制等條件從產(chǎn)品目錄中選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式，容量和轉(zhuǎn)速，并確定其具體的型號。生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，如果沒有特殊要求通常采用 Y 系列三相交流異步電動機。電動機的容量主要根據(jù)運行時發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運轉(zhuǎn)下電動機的發(fā)熱不超過許用溫度的最大功率，滿載轉(zhuǎn)速是指負荷相當于額定功率時的電機轉(zhuǎn)速，同一 類型的電動機按額定功率和轉(zhuǎn)速的不同具有一定的型號，對于長期連續(xù)運行的機械，要求所選的電動機的額定功率應(yīng)該大于等于電動機所需要的功率，通常不必校驗發(fā)熱和啟動力矩。電動機工作要求的功率 Pw 應(yīng)該由機器工作阻力和運動參數(shù)計算求得，設(shè)計過程中按9550TnPw ??進行計算，該包裝機的主軸轉(zhuǎn)速為 50－ 70r/min。通過上式可以知道所需電動機的 Pw 很小，根據(jù)設(shè)計資料選取 Y90S－ 4 三相異步交流電動機，其額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為 1400r/min。 因為所選的電動機的滿載轉(zhuǎn)速為 1400 r/min，而主軸的轉(zhuǎn)速為 50－70r/min，調(diào)速范圍較大，所以選擇傳動比比較大的蝸桿傳動實現(xiàn)調(diào)速。電動機輸出軸與無級調(diào)速裝置相聯(lián)，選用寬 V 帶無級調(diào)速裝置，其傳動比為 2－ 4。蝸桿傳動的單級傳動比為 5－ 80，選取傳動比為 10 進行計算。則此時無級調(diào)速裝置的傳動比為 2－ ，在所選取的無級調(diào)速裝置的傳動比范圍之內(nèi)，所以滿足要求。 設(shè)主軸為 1 軸，開袋吸嘴凸輪周為 2 軸，充填器軸為 3 軸。因為 2 軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/2，轉(zhuǎn)動方向平行，則通 過一對傳動比為 1： 2 的直齒圓柱齒輪來實現(xiàn)； 3 軸轉(zhuǎn)速為主軸轉(zhuǎn)速的 1/4，即為 2 軸的 1/2，轉(zhuǎn)動方向互相垂直，則通過一對傳動比為 1： 2 的直齒錐齒輪來實現(xiàn)。超越離合器和牽拉輥通過同步帶傳動。安排傳動路線如下： 吉林大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 17 主傳動示意圖 1電機 2無極調(diào)速系統(tǒng) 3蝸輪蝸桿減速器 4切刀 5橫封 6縱封 7開袋吸嘴 8充填器 圖中數(shù)據(jù)為： i1=2— ， i2=10 ， i3=2 ， i4=2 因為 n=1400 r/min 可算出： n1=500— 700 r/min n2=50— 70 r/min n3=25— 35 r/min n4=— r/min 根據(jù)上述設(shè)計和計算，畫出如下布局圖： 第三章 包裝機總體方案設(shè)計 18 包裝機總體布局圖 1電動機 2無極調(diào)速裝置 3蝸輪蝸桿減速器 4主軸 5單項超越離合器 6二軸 7三軸 8直齒圓柱齒輪 9三角板成型器 三角板成型器主要由等腰銳角三角形平板、導輥和固定支板聯(lián)接而成。在多種機型上應(yīng)用，尤其當制袋規(guī)格有較大變化時，它具有良好的適應(yīng)性。利用三角板成型器即可將平張薄膜折疊成型，如下圖所示： 吉林大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 19 設(shè)薄膜寬度為 2b,折疊后臥式機的空袋高度為 b(即袋長 )；三角板與水平面的傾斜角 (即安裝角 )為 ? ， 三角板的頂角為 2? ，薄膜經(jīng)三角板翻折的這一區(qū)段長為 0a ，若不計三角板的厚度，而且折疊后兩膜又貼得很緊，那末，在直角三角形 DEC 中，令 DE＝ b,DC=a 故 :sin ba?? 直角三角形 ADC 或 BDC 中，令 AD＝ BD＝ b， DC＝ a,故： btg a?? 對同一個三角板成型器和空袋尺寸來說，顯然 sin tg??? 或 sinarctg??? 由此可見，三角板成型器的頂角與其安裝角有關(guān)、而 ? 值的大小關(guān)系到三角板的形狀和尺寸。換言之，在給定條件下，一定的安裝角必對應(yīng)著一定形狀尺寸的三角板成型器，否則，會影響成型器的正常制袋。 在生產(chǎn)實踐中，三角板頂角的 2? 值是加工后得到的，而安裝角 ? 則可調(diào)整，所以 ? 值最好是一個易于測量的整數(shù)。通常可先選定 ? 再用式sinarctg??? 求解 ? 值。 第四章 主要機構(gòu)設(shè)計與計算 20 實際上，安裝角 ? 就等于薄膜在三角板成型器頂角附近運動時的壓力角。 ? 越大表示壓力角也大，從而使薄膜折疊所受阻力也大。當然，壓力角過大時，薄膜容易產(chǎn)生拉伸變形，甚至被撕裂或拉斷。反之若壓力 角很小，又會使結(jié)構(gòu)不緊湊，根據(jù)上述的壓力角與結(jié)構(gòu)尺寸間的關(guān)系，三角板成型器安裝角的選擇范圍一般為 20 30?? ? ? 。由此可見， 30???。據(jù)此，既可將成型板制成等腰三角形，也可制成等邊三角形。 決定三角板成型器的尺寸，除頂角外還有三角板頂高 h。而它與所制袋的最大尺寸有關(guān)，即 ： m a x csch b h?? ? ? 式中 maxb —— 空袋的最大高度 h? —— 余量，取 30~50mm 下面根據(jù)上述方法計算本機的成型器尺寸： 取安裝角 30???， b 為袋長，則 b=100mm, 因為： sin ba?? ，則 mm20210s in100s in ???? ?? b 又： si n 26 .6 30arc tg??? ? ? ? ? 符合范圍 m a x csch b h?? ? ? 取 46h mm?? ， 則： 100 4 6 2 4 60 .5h m m? ? ? 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，畫出成型器示意圖 吉林大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 21 (按主軸轉(zhuǎn)速 50 r/min 設(shè)計 ) 電動機驅(qū)動，電動機的型號為 Y90S－ 4，額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為 1400r/min。經(jīng)調(diào)速裝置傳到蝸桿軸后轉(zhuǎn)速為 500r/min 蝸輪軸的轉(zhuǎn)速為 50 r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉(zhuǎn)，預期使用壽命為 19200h。 1 選擇蝸桿，蝸輪材料，確定許用應(yīng)力。 選擇材料： 選擇蝸桿的材料為 40Cr，表面淬火，硬度為 45－ 50HRC；由于轉(zhuǎn)速不快，先選蝸輪齒圈的材料為 ZCuAl10Fe3，金屬模鑄造。 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 72260 60 50 19 20 0 5. 76 10hN n L x? ? ? ? ? 查表 104（參考《機械設(shè)計》教材，以下計算過程中所查的圖，表未注明的與此相同）得： ? ? 220OH MPa? ?； ? ? 70OF MPa? ? ? ? ? ? ? ?78210 1 7 6 . 8NH O H O HZ M P aN? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?69210 4 4 . 6NF O F O FY M P aN? ? ?? ? ? ? 2 選擇 1Z , 2Z 根據(jù)傳動比 10i? ，取 1Z ＝ 4 第四章 主要機構(gòu)設(shè)計與計算 22 2Z ＝ 1iZ? ＝ 410? ＝ 40，取 2Z ＝ 40，則實際傳動比 i ＝ 10； 3 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 ? ?2212 29 ( )E HZm d K T Z ?? 由表 107 查得： ? ； 由于 2n 較低，估計 2 3/v m s? ，取 ? ； 因載荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，取 1K?? ； 載荷系數(shù) 1. 1 1. 1 1 1. 21AVK K K K ?? ? ? ? ?； 21T Ti?? 當 1 4Z? 時，取 ?? 661219 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 0 . 0 0 2 2 1 0 0 . 9PTi n ?? ? ? ? ? ? ?=189000Nmm 由表 106 查得， 156EZ MPa? 將以上數(shù)值代入接觸疲勞強度設(shè)計公式，求得 ? ?2212 29 ( )E HZm d K T Z ?? ＝ 231569 1 . 2 1 1 8 9 0 0 0 ( ) 1 0 0 1 . 54 0 1 7 6 . 8 mm? ? ? ?? 按疲勞強度要求， 2 1 ? ，查表 101 選出 5m mm? ， 1 50d mm? ，1 4z? ， 10q? ， 2 40z? ， 39。 39。39。21 4805r? 中心距2( ) 1 2 52ma q z m m? ? ?， 22 5 40 200d m z m m? ? ? ? 4 驗算初設(shè)參數(shù) 蝸輪圓周速度 2v 222 0 .5 2 /6 0 1 0 0 0dnv m s???? 吉林大學本科畢業(yè)設(shè)計說明書 23 原估計 2 3/v m s? 選 VK 值相符。 滑動速度 sv 2 1 .4 6 /sins vv m sr? ? ?，選用鋁青銅為蝸輪材料適合。 蝸桿傳動效率 ? ＝ 1( )? ，根據(jù) /sv m s? ，查表 108 得3 43v? ??? ， 1 0 .4 0 .8 4( ) 0 .4 7 7vtg rtg r? ?? ? ?? 傳動效率 ( 0. 95 0. 96 ) 0. 84 0. 8 0. 81?