【文章內容簡介】 產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象。這種高頻加熱式橫封器兼有橫封和切斷的功能。 縱封牽拉滾輪 該立式包裝機的縱封牽拉滾輪選用熱輥加壓封合，如圖 5 所示，將一對或其中一個相向等速回轉的輥筒 1加熱，使連續(xù)通過其間的薄膜 2受壓封合，因為三角袋立式包裝機袋用材料較厚，所以易采用這種熱封加壓封合方法。這組縱封牽拉滾 輪兼有縱封和牽拉薄膜的功能。該設計中縱封滾輪的轉動是通過一對錐齒輪傳動從主軸上得到。 精品文檔 值得下載 圖 5 熱輥加熱封合 1－輥筒； 2－薄膜； 3－封縫 總體布局圖 精品文檔 值得下載 1，料斗 2，閥開度調節(jié)器 3，翻領式成型器 4，錐齒輪 5，雙聯(lián)滑移齒輪 6，二軸 7，凸輪 8，主軸 9，蝸輪減速器 10，無級調速裝置 11，電動機 4 設計數(shù)據(jù)計算 設計參數(shù) 制袋尺寸：長 120－ 180mm，寬 100－ 150mm 計量范圍： 150－ 550ml 包裝速度： 15－ 20 袋 /min 見主傳動示意圖 6，設電動機的轉速為 n ，無級調速裝置輸出軸的轉速為1n ，主軸的轉速為 2n ，二軸的轉速為 3n ，帶動縱封滾輪轉動的軸的轉速為 4n ，無級調速裝置的傳動比為 1i ，蝸輪減速器的傳動比為 2i ，主軸與二軸之間齒輪的傳動比為 3i 。其中：1 1nn i?； 12 2 1 2n nn i ii??； 23 3 1 2 3n nn i ii i??；43nn? ； t? 為兩橫封凸輪之間的間隔時間，260tkn?? （ 360k ?? ； ? 為兩凸輪之間的夾角，該設計中 180?? ，即 12k? ） 故12226 0 1 3 0 3 02t i in n n? ? ? ? ? 縱封滾輪的角速度 341 2 32 6 0 3 0 3 0nn ni i i?? ?? ? ? ?； 線速度1 2 330nv r ri i i???? （ r 為縱封滾輪的半徑） 包裝袋的袋長121 2 3 33030 n r rL v t i ii i i n i??? ? ? ? ? ? 由上式可以看出：包裝袋的袋長 L 取決于 3i 和 r ，縱封滾輪的半徑 r 在設精品文檔 值得下載 計的過程中是個定值，所以要想改變包裝袋的袋長尺寸必須改變傳動比3i 。該設計采用一對雙聯(lián)滑移齒輪來改變 3i 的值。 袋長 L 取 120mm 和 180mm 兩種尺寸規(guī)格進行計算，縱封滾輪的半徑取定值 30r mm? ，則3 LL??? 當 120L mm? 時，3 39 4 .2 9 4 .2 10 .7 8 5 1 .3120i Li? ? ? ? ? 當 180L mm? 時，3 39 4 .2 9 4 .2 10 .5 2 3 1 .9180i Li? ? ? ? ? 確定主軸轉速 該包裝機時采用縱封滾輪實現(xiàn)連續(xù)牽拉和縱封，采用兩組相互垂直的橫封裝置連續(xù)工作實現(xiàn)對包裝袋的橫封和切斷，所以包裝機工作的時候其包裝速度取決于兩垂直橫封器之間的間隔時間，間隔時間越長每分鐘包裝的袋子就越少，正因為這樣我們可以知道橫封器的間隔時間又與主軸的轉速有關，主軸轉速越高，兩垂直橫封器之間的間隔時間就越短。由設計參數(shù)我們知道該包裝機的包裝速度為 15－ 20 袋 /min，即橫封器的間隔時間為 3－ 4s/袋。主軸旋轉一周包裝機完成兩次包裝，所以主軸的轉速為 －10r/min 軸的設計 軸是機器中的重要零件之一，主要用來支承旋轉的機械零件（如齒輪，蝸輪，帶輪，鏈輪和聯(lián)軸器等），并且傳遞動力及運動。根據(jù)承受載荷的不同，軸可以分為轉軸，心軸和傳動軸三種。工作中既要承受彎矩又要承受扭矩的軸稱為轉軸，如齒輪減速器中的軸；只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸，心軸又分為轉動心軸和固定心軸兩種；只承受扭矩而不承受彎矩的軸稱為傳動軸。按軸線的形狀不同，軸還可以 分為直軸和曲軸。 軸通過軸承與機架相聯(lián)接，裝在軸上的零件都圍繞軸心線回轉運動，形成了一個以軸為基礎的軸系部件。因此，在軸的設計過程中，不能只考慮軸本身，還必須計及軸系零部件對軸的影響，軸的設計主要解決軸的結構精品文檔 值得下載 設計和工作能力計算兩方面的問題。 軸的結構設計是根據(jù)軸上的零件的安裝，定位以及軸的制造工藝等方面的要求。合理的確定軸的各部分形狀和結構尺寸，軸的結構設計不合理將會影響軸的工作能力和軸上零件的可靠性，造成軸上零件裝配困難等。 軸的工作能力的計算指的是軸的強度，剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算，多數(shù)情況下軸的工 作能力的計算主要取決于軸的強度，這時只需要對軸進行強度計算，防止軸斷裂或塑性變形，對剛度要求較高的軸和受力大的細長軸，還應該進行剛度計算，防止軸工作的時候產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運轉的軸還應改進行振動穩(wěn)定性的計算，防止軸因發(fā)生共振而破壞。 軸的結構設計包括決定軸的合理結構和全部結構尺寸。在進行軸的結構設計時，一般應已知：裝配簡圖，軸的轉速，傳遞的功率，軸上零件的主要參數(shù)和尺寸等。軸的設計應該以強度計算為基礎，但在軸的結構設計前，不知道支反力的作用點，因而不能按彎扭合成的強度條件確定軸的直徑，通常按扭轉強度 初步估算出軸端直徑，如果該軸端需要開鍵槽，應該將此軸徑圓整成標準值并作為軸端最小直徑，在此基礎上再合理地定出軸的結構形狀以及相關配置的結構。軸的合理外形應該滿足：軸和裝在軸上的零件定位準確，便于裝拆和調整，軸應該具有良好的制造和裝配工藝性。 軸的設計的目的，是要確定軸的形狀和全部結構尺寸，軸徑一般按許用扭轉剪應力的計算方法估算，估算公式為 3 Pd c mmn?，該設計中軸的材料選用的是 45 號鋼，故式中 c 值為： 118 107 ；初估軸徑 d 作為軸的最小直徑，若該軸段有鍵槽，應該增大 3％，并圓整為標準尺寸。下面是根據(jù)設計要求建立的二軸三維模型： 精品文檔 值得下載 精品文檔 值得下載 圖 6 主傳動示意圖 1－錐齒輪； 2－凸輪； 3－蝸輪減速器； 4－縱封滾輪 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)，在機械設計中應該根據(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構型式，容量和轉速，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)運轉下電動機的發(fā)熱不超過許用溫度的最大功率，精品文檔 值得下載 滿載轉速是指負荷相當于額定功率時的電機轉速，同一類型的電動機按額定功率和轉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 應該由機器工作阻力和運動參數(shù)計算求得，設計過程中按9550TnPw ??進行計算，該包裝機的主軸轉速為 － 10r/min。通過上式可以知道所需電動機的 Pw 非常小，根據(jù)設計資料選取 Y90S－ 6 三相異步交流電動機，其額定功率為 ，滿載轉速為 910r/min。 蝸輪減速器的設計 因為所選的電動機的滿載轉速為 910 r/min，而主軸的轉速為 － 10r/min，調速范圍很大，所以選擇傳動比比較大的蝸桿傳動實現(xiàn)調速。電動機輸出軸與無級調速裝置相聯(lián)，選用寬 V 帶無級調速裝置，其傳動比為 2－ 4。蝸桿傳動的單級 傳動比為 10－ 40，選取傳動比為 40 進行計算。則此時無級調速裝置的傳動比為 － ，在所選取的無級調速裝置的傳動比范圍之內，所以滿足要求。 電動機驅動，電動機的型號為 Y90S－ 6，額定功率為 ，滿載轉速為 910r/min。則蝸桿軸輸入功率 P=? ＝ ? ＝ KW；蝸輪軸的轉速為 10 r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運轉，預期使用壽命為 16000h。 1 選擇蝸桿，蝸輪材料，確定許用應力。 選 擇材料： 由于是自動生產(chǎn)線上的傳送機構，較為重要，選擇蝸桿的材料為 40Cr，表面淬火，硬度為 45－ 50HRC；蝸輪齒圈的材料為 ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造。 確定許用應力： 應力循環(huán)次數(shù) 62260 60 10 16 00 0 9. 6 10hN n L? ? ? ? ? ? 查表 104（參考《機械設計》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? ? 精品文檔 值得下載 ? ? ? ? ? ?78210 2 2 1 . 1NH O H O HZ M P aN? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?69210 5 4 . 4NF O F O FY M P aN? ? ?? ? ? ? 2 選擇 1Z , 2Z 根據(jù)傳動比 40i? ，參考 102 節(jié)的推薦，取 1Z ＝ 1 2Z ＝ 1iZ? ＝ 140? ＝ 40，取 2Z ＝ 41，則實際傳動比 i ＝ 41； 3 按齒面接觸疲勞強度設計 ? ?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 1Z? 時，取 ?? 661219 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 0 . 7 1 2 0 . 5 0 . 7PTi n ?? ? ? ? ? ? ?=123002Nmm 由表 106 查得， 155EZ MPa? 將以上數(shù)值代入接觸疲勞強度設計 公式，求得 ? ?2212 29 ( )E HZm d K T Z ?? ＝ 231559 1 . 2 1 1 2 3 0 0 2 ( ) 7 6 04 1 2 2 1 . 1 mm? ? ? ?? 精品文檔 值得下載 按疲勞強度要求， 2 1 760md? ，查表 101 選出 5m mm? ， 1 50d mm? ， 1 1z? ，10q? ， 2 41z ? ， 39。 39。39。5 4238r? ＝ 中心距2 5( ) (1 0 4 1 ) 1 2 7 . 522ma q z m m? ? ? ? ? ?， 22 5 41 205d m z m m? ? ? ? mm? 不是標準中推薦的中心距，如取推薦的中心距 125a mm? ，蝸輪變位系數(shù) 2 ?? ，本設計不采用變位，取 mm? 。 4 驗算初 設參數(shù) 蝸輪圓周速度 2v 222 3 . 1 4 2 0 5 1 0 0 . 1 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s? ??? ? ??? 原估計 2 3/v m s? 選 VK 值相符。 滑動速度 sv 2 vv r??，選用錫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 ?? ，1 5 . 7 1 0 . 7 3( ) ( 5 . 7 1 2 . 1 )vtg r tgtg r tg? ?? ? ??? 傳動效率 ( 0. 95 0. 96 ) 0. 73 0. 69 0. 70? ? ? ?，初選 ?? 與之相符。 5 驗算齒根彎曲疲勞強度 ? ?222 121 .6 FaF FK T Y Ym d z ????? 蝸輪當量齒數(shù) 22 3 43cosv zz r??，由圖 919 查得 2 43vz ? 時的齒形系數(shù)2 ? ， 1 ? ? ? ? 精品文檔 值得下載 21 . 6 1 . 2 1 1 2 3 0 0 2 2 . 3 8 0 . 9 3 6 . 85 5 0 4 1F M P a