【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(jī)的縱封牽拉滾輪選用熱輥加壓封合，如圖 5 所示，將一對(duì)或其中一個(gè)相向等速回轉(zhuǎn)的輥筒 1加熱，使連續(xù)通過(guò)其間的薄膜 2受壓封合，因?yàn)槿谴⑹桨b機(jī)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(shè)計(jì)中縱封滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)從主軸上得到。 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 圖 5 熱輥加熱封合 1－輥筒； 2－薄膜； 3－封縫 總體布局圖 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 1，料斗 2，閥開度調(diào)節(jié)器 3，翻領(lǐng)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(wú)級(jí)調(diào)速裝置 11，電動(dòng)機(jī) 4 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù) 制袋尺寸：長(zhǎng) 120－ 180mm，寬 100－ 150mm 計(jì)量范圍： 150－ 550ml 包裝速度： 15－ 20 袋 /min 見(jiàn)主傳動(dòng) 示意圖 6，設(shè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n ，無(wú)級(jí)調(diào)速裝置輸出軸的轉(zhuǎn)速為1n ，主軸的轉(zhuǎn)速為 2n ，二軸的轉(zhuǎn)速為 3n ，帶動(dòng)縱封滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的軸的轉(zhuǎn)速為 4n ，無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的傳動(dòng)比為 1i ，蝸輪減速器的傳動(dòng)比為 2i ，主軸與二軸之間齒輪的傳動(dòng)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(shí)間，260tkn?? （ 360k ?? ； ? 為兩凸輪之間的夾角，該設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(zhǎng) L 取決于 3i 和 r ，縱封滾輪的半徑 r 在設(shè)全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 計(jì)的過(guò)程中是個(gè)定值，所以要想改變包裝袋的袋長(zhǎng)尺寸必須改變傳動(dòng)比3i 。該設(shè)計(jì)采用一對(duì)雙聯(lián)滑移齒輪來(lái)改變 3i 的值。 袋長(zhǎng) L 取 120mm 和 180mm 兩種尺寸規(guī)格進(jìn)行計(jì)算，縱封滾輪的半徑取定值 30r mm? ，則3 LL??? 當(dāng) 120L mm? 時(shí)，3 39 4 . 2 9 4 . 2 10 . 7 8 5 1 . 3120i Li? ? ? ? ? 當(dāng) 180L mm? 時(shí)，3 39 4 . 2 9 4 . 2 10 . 5 2 3 1 . 9180i Li? ? ? ? ? 確定主軸轉(zhuǎn)速 該包裝機(jī)時(shí)采用縱封滾輪實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)包裝袋的橫封和切斷，所以包裝機(jī)工作的時(shí)候其包裝速度取決于兩垂直橫封器之間的間隔時(shí)間，間隔時(shí)間越長(zhǎng)每分鐘包裝的袋子就越少，正因?yàn)檫@樣我們可以知道橫封器的間隔時(shí)間又與主軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)，主軸轉(zhuǎn)速越高，兩垂直橫封器之間的間隔時(shí)間就越短。由設(shè)計(jì)參數(shù)我們知道該包裝機(jī)的包裝速度為 15－ 20 袋 /min，即橫封器的間隔時(shí)間為 3－ 4s/袋。主軸旋轉(zhuǎn)一 周包裝機(jī)完成兩次包裝，所以主軸的轉(zhuǎn)速為 －10r/min 軸的設(shè)計(jì) 軸是機(jī)器中的重要零件之一，主要用來(lái)支承旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件（如齒輪，蝸輪，帶輪，鏈輪和聯(lián)軸器等），并且傳遞動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)。根據(jù)承受載荷的不同，軸可以分為轉(zhuǎn)軸，心軸和傳動(dòng)軸三種。工作中既要承受彎矩又要承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)軸。按軸線的形狀不同，軸還可以分為直軸和曲軸。 軸通過(guò)軸承與機(jī)架相聯(lián)接，裝在軸上的零件都圍繞軸心 線回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成了一個(gè)以軸為基礎(chǔ)的軸系部件。因此，在軸的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能只考慮軸本身，還必須計(jì)及軸系零部件對(duì)軸的影響，軸的設(shè)計(jì)主要解決軸的結(jié)構(gòu)全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的問(wèn)題。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)尺寸，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理將會(huì)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(jì)算指的是軸的強(qiáng)度，剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算，多數(shù)情況下軸的工作能力的計(jì)算主要取決于軸的強(qiáng)度，這時(shí)只需要對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，防止軸 斷裂或塑性變形，對(duì)剛度要求較高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止軸工作的時(shí)候產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸還應(yīng)改進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算，防止軸因發(fā)生共振而破壞。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括決定軸的合理結(jié)構(gòu)和全部結(jié)構(gòu)尺寸。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)已知：裝配簡(jiǎn)圖，軸的轉(zhuǎn)速，傳遞的功率，軸上零件的主要參數(shù)和尺寸等。軸的設(shè)計(jì)應(yīng)該以強(qiáng)度計(jì)算為基礎(chǔ)，但在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，不知道支反力的作用點(diǎn)，因而不能按彎扭合成的強(qiáng)度條件確定軸的直徑，通常按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算出軸端直徑，如果該軸端需要開鍵槽，應(yīng)該將此軸徑圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 并作為軸端最小直徑，在此基礎(chǔ)上再合理地定出軸的結(jié)構(gòu)形狀以及相關(guān)配置的結(jié)構(gòu)。軸的合理外形應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件定位準(zhǔn)確，便于裝拆和調(diào)整，軸應(yīng)該具有良好的制造和裝配工藝性。 軸的設(shè)計(jì)的目的，是要確定軸的形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸， 軸徑一般按許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的計(jì)算方法估算，估算公式為 3 Pd c mmn? ， 該設(shè)計(jì)中軸的材料選用的是 45 號(hào)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(yīng)該增大 3％，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。 下面是根據(jù)設(shè)計(jì)要求建立的二軸三維模型： 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 圖 6 主傳動(dòng)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(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)一般由專業(yè)工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批大量生產(chǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)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(wú)特殊限制等條件從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)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(hào)。生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，如果沒(méi)有特殊要求通常采用 Y 系列 三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱不超過(guò)許用溫度的最大功率，全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 滿載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，同一類型 的電動(dòng)機(jī)按額定功率和轉(zhuǎn)速的不同具有一定的型號(hào)，對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選的電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該大于等于電動(dòng)機(jī)所需要的功率，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動(dòng)力矩。電動(dòng)機(jī)工作要求的功率 Pw 應(yīng)該由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得，設(shè)計(jì)過(guò)程中按9550TnPw ??進(jìn)行計(jì)算，該包裝機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為 － 10r/min。通過(guò) 上式可以知道所需電動(dòng)機(jī)的 Pw 非常小，根據(jù)設(shè)計(jì)資料選取 Y90S－ 6 三相異步交流電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為 910r/min。 蝸輪減速器的設(shè)計(jì) 因?yàn)樗x的電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為 910 r/min，而主軸的轉(zhuǎn)速為 － 10r/min，調(diào)速范圍很大，所以選擇傳動(dòng)比比較大的蝸桿傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 電動(dòng)機(jī)輸出軸與無(wú)級(jí)調(diào)速裝置相聯(lián)，選用寬 V 帶無(wú)級(jí)調(diào)速裝置，其傳動(dòng)比為 2－ 4。蝸桿傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比為 10－ 40，選取傳動(dòng)比為 40 進(jìn)行計(jì)算。 則此時(shí)無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的 傳動(dòng)比為 － ，在所選取的無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的傳動(dòng)比范圍之內(nèi)，所以滿足要求。 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 Y90S－ 6，額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為 910r/min。則蝸桿 軸輸入功率 P=? ＝ ? ＝ KW；蝸輪軸的轉(zhuǎn)速為 10 r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)期使用壽命為 16000h。 1 選擇蝸桿， 蝸輪材料，確定許用應(yīng)力。 選擇材料： 由于是自動(dòng)生產(chǎn)線上的傳送機(jī)構(gòu)，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(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6226 0 6 0 1 0 1 6 0 0 0 9 . 6 1 0hN n L? ? ? ? ? ? 查表 104（參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材，以下計(jì)算過(guò)程中 所查的圖，表 未注明的與此相同） 得： ? ? 220OH MPa? ? ； ? ? 70OF MPa? ? 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 ? ? ? ? ? ?78 210 2 2 1 . 1NH O H O HZ M P aN? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?69 210 5 4 .4NF O F O FY M P aN? ? ?? ? ? ? 2 選擇 1Z , 2Z 根據(jù)傳動(dòng)比 40i? ，參考 102 節(jié)的推薦，取 1Z ＝ 1 2Z ＝ 1iZ? ＝ 140? ＝ 40，取 2Z ＝ 41，則實(shí)際傳動(dòng)比 i ＝ 41； 3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ? ?2212 29 ( )E HZm d K T Z ?? 由表 107 查得： ? ； 由于 2n 較低，估計(jì) 2 3/v m s? ，取 ? ； 因載荷平穩(wěn)，通過(guò)跑合可以改善偏載程度，取 1K?? ； 載荷系數(shù) 1 .1 1 .1 1 1 .2 1AVK K K K ?? ? ? ? ?； 21T Ti?? 當(dāng) 1 1Z? 時(shí) ， 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(qiáng)度設(shè)計(jì)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? ? ? ?? 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 按疲勞強(qiáng)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 4 1 2 0 5d m z m m? ? ? ? mm? 不是標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)不采用變位，取 mm? 。 4 驗(yàn)算初設(shè)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(jì) 2 3/v m s? 選 VK 值相符。 滑動(dòng)速度 sv 2 vv r??，選用錫青銅為蝸輪材料適合。 蝸桿傳動(dòng)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(dòng)效率 (0 . 9 5 0 . 9 6 ) 0 . 7 3 0 . 6 9 0 . 7 0? ? ? ?，初選 ?? 與之相符。 5 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?222 121 .6 FaF FK T Y Ym d z ????? 蝸輪當(dāng)量齒數(shù) 22 3 43cosv zz r??，由圖 919 查得 2 43vz ? 時(shí)的齒形系數(shù)2 ? ， 1 ? ? ? ? 全套圖紙加 174320523 各專業(yè)都有 21 . 6 1 . 2 1 1 2 3 0 0 2 2 . 3 8 0 . 9 3