【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺扭結(jié)式糖果包裝機(jī)，通過許多方案的綜合評價(jià)、篩選，最后確定了這一臺連續(xù)式包裝機(jī)。該機(jī)由上料斗、分糖落糖部件、鉗糖部件、扭結(jié)部。的生產(chǎn)率、低動力消耗、使用簡單、維修方便可靠等優(yōu)點(diǎn)。都提出了新的要求，包裝機(jī)械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。包裝機(jī)械有多種分類方法。按功能可分為單功能包裝機(jī)和多功能包裝機(jī)；機(jī)；按自動化水平分為半自動機(jī)和全自動機(jī)等。

　　

【正文】 定，通常貼緊壓力不宜過大，以能剪斷紙為標(biāo)準(zhǔn)，從而避免刀片過分發(fā)熱和磨損。為保證剪切部位適宜，應(yīng)使剪刀合攏時(shí)略高于水平位置1~2mm，前后在每兩個(gè)鉗糖機(jī)械手中間，這兩個(gè)尺寸保證也在結(jié)構(gòu)中給予考慮。 為安全起見，本部件設(shè)立刀罩，并在罩底下設(shè)置安全開關(guān)。當(dāng)?shù)墩治赐耆]合時(shí)，電源被切斷，機(jī)器 無法啟動，只有刀罩閉合時(shí)，電源才接通，機(jī)器方可啟動。 糖果自動包裝機(jī)送料裝置設(shè)計(jì) 28 圖 剪紙機(jī)構(gòu) （ 3）扭結(jié)成形 1 覆紙器部件 為使包裝紙成管狀連續(xù)裹覆于糖塊上，本機(jī)器采用不銹鋼制成的的成型導(dǎo)向零件組成彈性通道來實(shí)現(xiàn)。左端有鋼板卷成 U形，前壓片壓迫包裝制成 σ 形，然后由后壓片壓下另一端包裝紙成筒形，最后在復(fù)紙器右端加以壓片使裹包復(fù)合的筒形不至于馬上松開，而在覆紙器之后有鉗糖手拖動順利運(yùn)行。為保證下一步動作的順利實(shí)現(xiàn)，覆紙器通道中心應(yīng)于鉗糖手和送糖槽中心形成一條直線。為 達(dá)到此目的，特在滑塊座和下滑塊座下設(shè)立腰孔。 2 鉗糖部件 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 鉗糖機(jī)構(gòu) 為保證裹覆后的糖塊順利達(dá)到扭結(jié)位置進(jìn)行扭結(jié)成形，設(shè)立了鉗糖部件。 本機(jī)器鉗糖部件采用 16 個(gè)機(jī)械手鉗糖手串聯(lián)在兩根封閉的工業(yè)鏈條組成的糖塊輸送履帶和鏈輪上。護(hù)鏈板、開鉗凸輪、放糖凸輪、換向塊鉗糖座等組成，由扭手部件傳動糖塊輸送履帶， 16 只機(jī)械鉗糖手順次連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)每只機(jī)械手經(jīng)凸輪的尾端時(shí)機(jī)械手張開。離開另一側(cè)齒輪時(shí)，機(jī)械手閉合鉗住復(fù)紙器出口已復(fù)好紙的糖塊連續(xù)向前輸送，經(jīng)過 剪紙部件時(shí)紙被剪斷。經(jīng)換向塊使機(jī)械鉗糖手換向 90 度，使復(fù)好紙的糖塊從水平位置轉(zhuǎn)成垂直位置，供兩端扭結(jié)。扭結(jié)完，經(jīng)放糖凸輪時(shí)，機(jī)械鉗糖手掌放開糖，開始第二次鉗糖動作。 為保證機(jī)械鉗糖手掌開放糖時(shí)包好的糖塊可靠地落入落糖槽中，設(shè)置了卸槽板。為保證鏈條使用一段時(shí)間磨損后的重新張緊，設(shè)置了張緊裝置。同時(shí)鉗糖手中心高度保證依靠進(jìn)退軸承端蓋上的螺釘，使軸上的所有零件隨軸上下移動而獲得。 為使機(jī)械鉗糖手在放糖時(shí)張緊程度適宜，在凸輪支撐夾上設(shè)置腰孔，用來實(shí)現(xiàn)凸輪在水平方向上與護(hù)鏈槽中心相對位置即使機(jī)械鉗糖手的頂桿伸出長度變 化來達(dá)到。 3 扭結(jié)部件 糖果自動包裝機(jī)送料裝置設(shè)計(jì) 30 圖 扭糖機(jī)構(gòu) 扭結(jié)部件是本機(jī)器最主要的部件，其它部件的設(shè)立均是為其做準(zhǔn)備。 本機(jī)器采用三對扭結(jié)機(jī)械手于鉗糖機(jī)械手同步運(yùn)行的傳動部分，來實(shí)現(xiàn)分別糖塊的雙端扭結(jié)。扭手扭結(jié)動作的實(shí)現(xiàn)，依靠工作曲線分別對稱的兩對凸輪順次實(shí)現(xiàn)扭抓、進(jìn)退和開合動作，軸的轉(zhuǎn)動帶動六只扭結(jié)手于鉗糖機(jī)械手同步運(yùn)行過程中，扭結(jié)手齒套于固定齒圈嚙合而實(shí)現(xiàn)扭手的轉(zhuǎn)動來完成扭結(jié)動作。 為了使糖塊扭結(jié)的松緊，在糖塊長短 變化時(shí)仍適宜，本機(jī)器設(shè)置了調(diào)整裝置，放松扭手支架上的螺釘和槽口鎖緊內(nèi)六角螺釘，用斜楔輕輕打入，使螺紋松開，用螺母扳手旋轉(zhuǎn)上蓋或下蓋，調(diào)整螺距整數(shù)倍數(shù)使扭結(jié)動作規(guī)律不變后，鎖緊六角螺釘即可。 本部件設(shè)計(jì)時(shí)，上下扭手對稱，并與鉗糖機(jī)械手同步，扭結(jié)手閉合鉗往紙端的起始點(diǎn)，設(shè)立在鉗糖機(jī)械手履帶鏈條與鏈輪嚙合進(jìn)入端切入位置。 扭爪鉗紙的方位視糖塊寬度的大小和紙質(zhì)軟硬而決定用 ab 中的哪一種方案。其中 a 方案扭結(jié)，糖塊上復(fù)紙器粘貼，不需要紙背。而按方案 b 扭結(jié)時(shí)，則糖塊上的復(fù)紙器有起殼。 當(dāng)糖塊寬度 b 比較大，紙質(zhì)又比較堅(jiān)硬時(shí) ，扭爪合攏鉗紙?jiān)诏B露處易分開，結(jié)翼出現(xiàn)單層紙縫隙，露出一條紙背，這時(shí)要調(diào)整扭手位置來使動作仍然完成。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 機(jī)器的傳動與調(diào)整 我們將機(jī)器的傳動系統(tǒng)集中于機(jī)座內(nèi)，電動機(jī)經(jīng)過一套無極變速組，齒輪和單向離合器傳動軸，軸上有三個(gè)鏈輪 Z=20，分別傳動剪紙部件和軸。軸上聯(lián)輪 Z=18,傳動送糖部件。 Z=16 經(jīng)軸錐齒輪分別傳動落糖斗部件的分糖盤和錐形滑板軸經(jīng)過一對斜齒輪 Z 傳動扭結(jié)手部件軸，軸上有鏈輪傳動鉗糖機(jī)械手部件。 本機(jī)器的調(diào)速是通過無級變速組軸的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的，具體機(jī)構(gòu)和調(diào)速方法如下： 調(diào)速時(shí)，松開球頭手柄，搬動手 輪 12*125，經(jīng)齒輪 15 操縱扇齒塊 17，使無級調(diào)速組軸 18 的位置與電動機(jī)軸中心距發(fā)生一增一減的變化。無級變速組帶未定長，中間變速輪 21 在花鍵軸套 19 上滑移，達(dá)到變速。機(jī)器的實(shí)際生產(chǎn)率由轉(zhuǎn)速表直接示值。調(diào)速適當(dāng)后，鎖緊球頭手柄則調(diào)速工作完成。 機(jī)器動力源是通過齒輪 36，鏈輪 35 上的一對單向離合器進(jìn)入軸 34，這樣就保證了機(jī)器各個(gè)部件之間的動作不發(fā)生倒轉(zhuǎn)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求中不準(zhǔn)倒轉(zhuǎn)的條目。 為方便手動調(diào)試，在軸 34 上設(shè)有手動操縱手輪 18*200，手輪于軸 34 用削槽離合器聯(lián)合，手動是把手輪推入，接通軸 34，即可手動操 作機(jī)器。開機(jī)時(shí)拉出手輪，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)手輪可以不動。 糖果自動包裝機(jī)送料裝置設(shè)計(jì) 32 4 繪制工作循環(huán)圖 工作循環(huán)圖反映了一個(gè)運(yùn)動周期內(nèi)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律以及工作順序，本機(jī)器屬于多頭連續(xù)運(yùn)動型多工位自動包裝機(jī)，其運(yùn)動周期應(yīng)等于包裝一件產(chǎn)品的時(shí)間與頭數(shù)乘積。為繪制方便，采用主分配軸旋轉(zhuǎn)一軸為假想運(yùn)動周期。 理糖、送糖的工作循環(huán) 分配周轉(zhuǎn)一周，可完成一塊糖的包裝，這樣軸轉(zhuǎn) 365 度的過程中，理糖盤理出一塊糖，送糖條恰巧從未接糖到接觸糖這一過程。 扭結(jié)動作工作循環(huán) 1）扭結(jié)： 由扭手上部齒輪帶動扭手旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)，因扭 手始終旋轉(zhuǎn)，而扭結(jié)并非隨時(shí)進(jìn)行，故扭結(jié)始末，有鉗爪開比實(shí)現(xiàn)。 2）開閉： 扭手開比其間需旋轉(zhuǎn)一圈半，而分配周轉(zhuǎn)一圈，扭手繞軸轉(zhuǎn) 150 度，這 圈相當(dāng)于分配軸轉(zhuǎn) 216 度，扭手在分配周轉(zhuǎn) 50度時(shí)開始閉合，至 72 度已完成閉合動作，開始扭結(jié)，至 288 度時(shí)，扭結(jié)完畢，扭手張開，至 310 度時(shí)完全張開。 3）軸向移動： 軸向一動開始于扭手閉合以后，這樣才能動作協(xié)調(diào)，分配軸在 72 度是扭手閉合，故可在 80 度時(shí)開始軸向一動，必須待扭手完全開和后，軸向移動才能開始，否則軸向移 動一停止，扭手未張開則糖紙將由于繃緊而斷裂，包裝會 失敗。周向移動可350 度時(shí)停止，此時(shí)扭手已完全張開。其余部件的分析從略。 根據(jù)以上分析繪制工作循環(huán)圖 ： 0 90 180 270 360 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 上料斗 理糖盤 理糖 240 落料 理料 送糖 部件 空送 280 推送 鉗糖手夾持 張 開 閉合 鉗糖手 轉(zhuǎn)位 轉(zhuǎn)位 鉗糖手 松開 閉合 松開 鉗糖手轉(zhuǎn) 靜止 轉(zhuǎn) 位 扭手旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 圈 扭手開閉 30 張開 閉合 張開 圖 工作循環(huán)圖 糖果自動包裝機(jī)送料裝置設(shè)計(jì) 34 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 分動軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 各傳動比的計(jì)算 因?yàn)樵O(shè)計(jì)生產(chǎn)率為 400 ～ 600 粒 /分 ，本機(jī)器的設(shè)計(jì)為 400 粒 /分 ，電動機(jī)轉(zhuǎn)速0 1440n ? 轉(zhuǎn) /分， 故扭結(jié)機(jī)械手主動軸的轉(zhuǎn)速 = 40 0 / 3=13 3. 3n扭 轉(zhuǎn) /分。 所以得到總傳動比 0I = / = 14 40 / 13 3. 33 = 10 .8nn總 扭 。 假設(shè)扭結(jié)部件的主軸為最終主軸輸出，又因?yàn)榧艏埐考妮敵鲛D(zhuǎn)速為 =400n剪 轉(zhuǎn) /分， 根據(jù)《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求確定無級傳動比 I = 級 。 為使設(shè)計(jì)方便，我們繪制了零件圖的齒輪和鏈輪等編號 電動機(jī)到 主軸的傳動比 0I = / = 1440 / 400 = I n??主 無 級 主 扭糖部件傳動比 = / = 400 / = 3i n n主扭 扭 根據(jù)其他部件的實(shí)際要求，我們定出各級傳動比 ： 剪糖部件傳動比 =1i剪 鉗糖部件傳動比 = 撥糖部件傳動比 =4i撥 功率的確定 根據(jù)同類包裝機(jī)的數(shù)據(jù)，確定電機(jī)功率 0 ? Kw 由 0n ， 0p 選定電機(jī) Y9054 各傳動幅的效率為： =?帶 =?鏈 =099?軸 承 220=PP ? ? ? ?? ? ? ?主 鏈 錐 齒 軸 承帶 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 = 1 .1 0 .9 6 2 0 .9 2 0 .9 2 0 .9 9 2? ? ? ? = 可以滿足功能要求所需的功率，所以分動軸上的功率分配為： 扭結(jié)部件（含鉗糖部件） kw?扭 送糖部件 = kw送 分糖落糖部件 = kw分 剪切部件 = kw剪 撥糖部件 設(shè)計(jì)計(jì)算 確定撥糖鏈輪的轉(zhuǎn)速 因?yàn)樵O(shè)計(jì)生產(chǎn)率為 400 粒 /分，電機(jī)轉(zhuǎn)速 0n =1440 轉(zhuǎn) /分，而每塊糖所需要的包裝紙的長度為 L= 那么每分鐘撥走糖紙的長度 L=? 400= 撥糖鏈的速度 V=2 R /60n? =故 6 0 = 1 8 2 .0 1 / m in2RVnr??? 其中 R=30mm , ? = 設(shè)計(jì)鏈輪 1）由鏈輪的轉(zhuǎn)速 v=? ,取小鏈輪的模數(shù) 1 17Z? 則大鏈輪的模數(shù) 21i Z =17 4 = 68Z ? ? ? 2）小鏈輪的轉(zhuǎn)速 1 1 / m innr? 大鏈輪的轉(zhuǎn)速 2 18 2. 04 / 4 45 .5 / m in?? 3）設(shè)計(jì)功率 dP KWKpKP ZAd ?????? 送 式中 ， 1AK? ， ? ， 1mK? 4）鏈調(diào)節(jié)距 P 由設(shè)計(jì)功率 ? 和小鏈輪轉(zhuǎn)速 1 1 / m innr? 選的節(jié)距 P為 08A 即糖果自動包裝機(jī)送料裝置設(shè)計(jì) 36 。 5)檢驗(yàn)小鏈輪空徑 maxdk =8810 6)初定中 心距 opa ，因結(jié)構(gòu)上未限定，暫取 opa =35p 7)鏈長節(jié)數(shù) pL opopp acZZaL ????22 21 = 6 8 1 7 6 5 .8 82 3 5 2 3 5?? ? ? = 式中， 221( ) 6 5 .8 82zzc ???? 取 114 節(jié) 8）鏈條長度 L mpLL P 0 0 0 0 0 ????? 9)理論中心距 21( 2 )Paa p L Z Z K? ? ? ? =1 2 . 7 0 ( 2 1 1 4 6 8 1 7 ) 0 . 2 4 3 3 4 9? ? ? ? ? = 式中， ? ，有機(jī)械手冊表 插值法得 10）實(shí)際中心距 39。a 39。 2 5 3 . 2 2 5 3 . 2 0 . 0 0 4 2 5 1 . 8a a a? ? ? ? ? ? ? 取 39。a =250mm 11）由校圓 軸力 F 0 . 2 81 0 0 0 1 0 0 0 4 8 9 . 90 . 5 7 1 5PFNV? ? ? ?送 12)作用于軸上的拉力 fQ 1 . 2 0 1 . 2 0 1 4 8 9 . 9 5 8 7 . 9faQ K F N? ? ? ? ? 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 13)計(jì)算鏈輪幾何尺寸并繪制鏈輪工作圖，見零件圖 14）潤滑方式的選定 根據(jù)滾子鏈節(jié)距 p= v=用油耍或油壺 ， 人工定期潤滑。 15）鏈條標(biāo)記 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，采用單排 08A 滾子鏈，節(jié)距為 ,節(jié)數(shù)為 114 節(jié)，其標(biāo)記為： 08A1? 114 剪切部件的計(jì)算 對于剪刀軸的校核，由于主要承受的是轉(zhuǎn)矩作用的傳動軸，在此處通 過扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和彎扭合成強(qiáng)度校核。 剪刀軸的校核 1)剪刀軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 校核 對于主要承受的是轉(zhuǎn)矩作用的傳動軸，其強(qiáng)度條件為： ? ?3T955 0 10T=TTTPnWW????? （ ） 根據(jù)總體功率的分配，此處軸傳動功率 P= 此糖果包裝機(jī)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)率要求為 400粒 /分，則剪刀軸的轉(zhuǎn)速 n=400r/min,對于實(shí)心軸而言，