【正文】 的樣式依據(jù)所用包裝材料的性質(zhì)、厚薄而定。在包裝機(jī)橫封機(jī)構(gòu)中。采用轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿不等速運動機(jī)構(gòu)會產(chǎn)生慣性力及慣性力偶。隨著包裝機(jī)速度的提高，該慣性力及慣性力偶對機(jī)構(gòu)的影響不容忽視。轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)不等速運動，有兩種不同的驅(qū)動方式。當(dāng)曲柄作為原動件時，其桿的角速度變化范圍小，因而袋長調(diào)節(jié)范圍受限制。因此，本文以導(dǎo)為原動件進(jìn)行計算分析。見圖312，導(dǎo)桿AC為原動件，等速轉(zhuǎn)動，曲柄BC為從動件，變速轉(zhuǎn)動。圖312 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)簡圖如圖，以兩軸心連線AB為基準(zhǔn)：設(shè)某時導(dǎo)桿的轉(zhuǎn)角為θ，相應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角，在△ABC中由 （）設(shè)導(dǎo)桿的角速度 （）曲柄的角速度 （）對時間求一次倒數(shù)，最終得 （）選取不同的e/R值，可以作出不同的W—θ曲線，如下圖所示。圖313 W—θ曲線圖當(dāng)θ=0時，w有最小值，Wmin=W0(1 – e/R)當(dāng)θ=180o時，w有最大值，Wmax=W0(1 + e/R)當(dāng)e由R→0時Wmin由0→W0Wmax由2W0→W0要消除轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)在高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性力，就要對機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡設(shè)計。目前平衡慣性力的方法主要有：對稱布置法，即利用對稱機(jī)構(gòu)實現(xiàn)完全或部分平衡，平衡效果好，但整個機(jī)構(gòu)龐大，僅適用于某此特定場合；還有就是加平衡質(zhì)量法，利用平衡重平衡?？紤]到包裝機(jī)的傳動鏈及機(jī)構(gòu)形式已確定，因此在設(shè)計時采用加或減平衡質(zhì)量法，合理地確定曲柄和導(dǎo)桿的結(jié)構(gòu)形狀，使回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心位于轉(zhuǎn)動中心，達(dá)到消除慣性力的目的。由于曲柄始終是做繞定點的圓周運動，曲柄長度不大。所以可將曲柄的結(jié)構(gòu)做成圓盤的偏心輪形狀。在導(dǎo)桿槽中滾動小滑輪在運動中始終隨曲柄做圓周運動。所以它的平衡與曲柄一同考慮。導(dǎo)桿在設(shè)計中采用傳統(tǒng)的配重法進(jìn)行平衡設(shè)計。圖314 轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動橫封滾刀示意圖圖315 橫封切斷工藝過程示意圖圖48所示為橫封切斷的工藝過程示意圖，橫封切斷刀在點P開始與包裝袋筒接觸并加熱，至中點Q施壓、封合和切斷。當(dāng)包裝袋較厚時，為了達(dá)到兩者的同步運動要求，務(wù)必保證熱封頭由P至Q，再由Q至P′的水平分線速度始終與包裝袋筒的運動速度接近一致。因此，橫封切斷滾刀在PP′區(qū)間內(nèi)必須作不等速回轉(zhuǎn)，并且在Q點的角速度為最小。橫封切斷的傳動圖如下所示圖316 橫封切斷的傳動圖 本章小結(jié)（1） 本章是本文設(shè)計的重點，從結(jié)構(gòu)設(shè)計原理到參數(shù)的確定都作了詳細(xì)分析和研究。（2） 本章分析了枕式包裝機(jī)的功能：高速、多功能、包裝范圍大，提出包裝工藝路線圖和合理的傳動。（3） 重點分析高速枕式自動包裝機(jī)的傳動系統(tǒng)，提出將單一包裝袋長的傳動系統(tǒng)拓展到袋長可調(diào)節(jié)、范圍廣的傳動系統(tǒng)，從包裝單一產(chǎn)品到可以包裝系列產(chǎn)品。（4） 詳細(xì)分析供送薄膜、中封牽引、端封切斷的傳動系統(tǒng)及確定相互關(guān)系參數(shù)。（5） 分析了中封牽引器中的差動機(jī)構(gòu)及其類型，選取錐齒輪差動機(jī)構(gòu)作為研究重點。（6） 重點研究供送帶、中封牽引、端封切斷三大部件的結(jié)構(gòu)，在多個方案分析的基礎(chǔ)上提出本文的設(shè)計和結(jié)構(gòu)。（7） 在供送薄膜結(jié)構(gòu)設(shè)計中，分析了薄膜牽引張力及牽引張力對包裝件包裝質(zhì)量的影響。（8） 在中封牽引器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，深入探討了差動機(jī)構(gòu)在卷筒包裝材料補(bǔ)償中的應(yīng)用并給出設(shè)計參數(shù)。（9） 關(guān)于端封切斷器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，著重分析了雙曲柄連桿、轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿和偏心鏈輪的運動學(xué)規(guī)律，確定三種機(jī)構(gòu)的適用場合：大尺寸包裝宜選用轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、小尺寸高速包裝宜選用雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)、中低速包裝宜選用偏心鏈輪機(jī)構(gòu)。4 橫封橫切機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計袋式包裝機(jī)所能用到的常用傳動機(jī)構(gòu)包括鏈傳動機(jī)構(gòu)、齒輪傳動機(jī)構(gòu)、桿傳動機(jī)構(gòu)。 主傳動系統(tǒng)設(shè)計 鏈傳動設(shè)計 鏈傳動的特點（1）鏈傳動是在兩個或多于兩個鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動；（2）鏈傳動是一種應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械傳動，他的特點介于齒輪傳動和皮帶傳動之間。（3）它是由鏈條和主、從動鏈輪所組成。 （4）鏈傳動的主要優(yōu)點是：沒有滑動；工況相同時，傳動尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；效率較高，可以達(dá)到η≈98% ；能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等；需要時軸間距離可以很大。（5）鏈傳動的缺點是：只能用于平行軸間的傳動；瞬時速度不均勻，高速運轉(zhuǎn)時不如帶傳動平穩(wěn)；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中應(yīng)用；工作時有噪聲；制造費用比帶傳動高等。 鏈傳動的應(yīng)用（1）鏈傳動主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜采用齒輪傳動的場合。廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動力傳動中。（2）目前，最大傳遞功率達(dá)到5000 kW，最高速度達(dá)到40m/s，最大傳動比達(dá)到15，最大中心距達(dá)到8m。由于經(jīng)濟(jì)及其他原因，鏈傳動的傳動功率一般小于100 kW，速度小于15m/s，傳動比小于8。 滾子鏈結(jié)構(gòu) （1）滾子鏈的鏈板一般做成8字形，以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強(qiáng)度，同時也減少了鏈的重量和運動時的慣性力。（2）節(jié)距P是鏈的基本特性參數(shù)。滾子鏈的節(jié)距是指鏈在拉直情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離。（3）套筒和銷軸間的接觸面積稱為鉸鏈承壓面，它的投影面積 A為（4）當(dāng)傳遞大功率時，可以用雙排鏈或多排鏈。把一根以上的單列鏈并列、用長銷軸聯(lián)接起來的鏈稱為多排鏈。（5）多排鏈的排數(shù)一般不超過3－4排，因為排數(shù)的增加會導(dǎo)致各排受力不均增加。（6）當(dāng)載荷大而要求排數(shù)多時，可采用兩根或兩根以上的雙排鏈或三排鏈。（7）鏈的節(jié)數(shù)根據(jù)實際需要而定，通過鏈接頭鏈接。（8）當(dāng)一根鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時采用連接鏈節(jié)。（9）當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，則必須加一個過渡鏈節(jié)。（10）過渡鏈節(jié)的鏈板受有附加彎矩，最好不用，但在重載、沖擊、反向等繁重條件下工作時，采用全部由過渡鏈節(jié)構(gòu)成的鏈，柔性較好，能減輕沖擊和振動。 鏈輪結(jié)構(gòu)（1）鏈輪輪齒的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能自由地進(jìn)入和退出嚙合；（2）在嚙合時應(yīng)保證良好的接觸，同時它的形狀應(yīng)盡可能地簡單。（3）鏈輪齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，鏈輪設(shè)計主要是確定其結(jié)構(gòu)尺寸。 鏈和鏈輪的材料? （1）鏈輪材料應(yīng)能滿足強(qiáng)度和耐磨性的要求；? （2）在低速、輕載、平穩(wěn)傳動中，鏈輪可采用中碳鋼制造；? （3）中速、中載時，采用中碳鋼淬火處理，其硬度 40HRC；（4）高速、重載、連續(xù)工作的傳動，采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火(如用120Cr、12CrNi3等鋼淬硬至55HRC60HRC)或中碳鋼、中碳合金鋼表面淬火(如用440Cr、45Mn、35SiMn、35CrMo等鋼淬硬到40HRC－50HRC)。（5）載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多時，也允許采用 制造鏈輪。（6）由于小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，因此對材料的要求也比大鏈輪高。當(dāng)大鏈輪用鑄鐵制造時，小鏈輪通常都用鋼。 鏈傳動的運動特性 鏈的水平方向的加速度鏈的垂直方向分速度相對嚙合沖擊動能若鏈條松弛，在起動、制動、反轉(zhuǎn)、載荷變化等情況下，將產(chǎn)生慣性沖擊，使鏈傳動產(chǎn)生很大的動載荷。 鏈傳動的受力分析工作拉力： 離心拉力： 垂度拉力： 緊邊總拉力： 松邊總拉力：軸上的載荷： 方案的選取經(jīng)以上步驟后，其具體結(jié)構(gòu)圖如下： 齒輪傳動設(shè)計 圓柱齒輪的受力分析忽略所有摩擦力，將沿齒寬分布的載荷合成為集中力，作用在齒寬中部。兩齒輪表面相互作用著一對法向力, 它們的方向垂直齒面。通常將法向力分解為相互垂直的兩個分力：與分度圓相切的切向力和沿齒輪半徑方向的徑向力。 主動齒輪手里計算公式： 從動齒輪手里計算公式：各分力之間的關(guān)系： 計算載荷 在計算齒輪的強(qiáng)度時，要考慮影響齒輪受載的各種因素，通常用計算載荷進(jìn)行計算。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的載荷系數(shù)分為4個系數(shù)使用系數(shù) KA 主要考慮由于原動機(jī)和工作機(jī)的載荷變動、沖擊、過載等對齒輪產(chǎn)生的外部附加動載荷的影響因素。它與原動機(jī)和工作機(jī)的特性有關(guān)。2. 動載系數(shù)KV 主要考慮齒輪嚙合振動產(chǎn)生的內(nèi)部附加動載荷的影響因素。它與齒輪速度、齒輪精度和剛度等有關(guān)。3. 齒間載荷分配系數(shù)Ka 主要考慮同時嚙合的各對輪齒間載荷分配不均的影響因素。它與齒輪重合度和精度等有關(guān)。4. 齒向載荷分布系數(shù)Kb 主要考慮沿齒寬方向載荷分布不均的影響系數(shù)。它與齒寬、齒輪精度、齒輪剛度等有關(guān)。 主要幾何參數(shù)間的關(guān)系在圓整和選取標(biāo)準(zhǔn)值后，為保證一對齒輪能正確嚙合傳動，它們的幾何參數(shù)之間必須嚴(yán)格符合下列關(guān)系式：計算時，對不能圓整的參數(shù)值一般取到小數(shù)點后三位，角度取到秒位。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸如輪緣、輪轂、輪輻等的尺寸，一般是按經(jīng)驗設(shè)計方法確定。確定這些尺寸時，除應(yīng)滿足強(qiáng)度條件外，還要具有良好的加工和安裝工藝性。 根據(jù)毛坯制造方法，齒輪結(jié)構(gòu)可分為鍛造齒輪、鑄造齒輪、焊接齒輪和組合齒輪。 它們的結(jié)構(gòu)尺寸均可由相關(guān)設(shè)計手冊查得經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。 基本參數(shù)選擇在設(shè)計過程中，需要人為地選擇確定一些基本參數(shù)，它們對設(shè)計結(jié)果影響很大。因此必須根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，下面是一些基本參數(shù)的選取原則。1. 齒數(shù)和模數(shù) 模數(shù)越大，齒根就越厚，齒根彎曲應(yīng)力就小，即齒根彎曲疲勞強(qiáng)度增高。根據(jù)關(guān)系式 保持中心距不變（即齒面接觸疲勞強(qiáng)度基本不變）時，應(yīng)該在保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的前提下，盡可能選取較小的模數(shù)，這樣可以選取較多的齒數(shù)，使重合度增加，改善齒輪傳動的平穩(wěn)性；也可以減小齒面滑動速度，降低油溫和膠合的危險性；此外還可減少金屬切削量和切削時間。傳遞動力為主的齒輪傳動，～2 mm，以防止輪齒折斷。大、小齒輪的齒數(shù)最好互為質(zhì)數(shù)，以使輪齒磨損比較均勻。對閉式齒輪傳動，通常選取 ；閉式軟齒面齒輪的齒數(shù)應(yīng)該取較大值，閉式硬齒面齒輪的齒數(shù)應(yīng)該取較小值。對開式齒輪傳動，為防止齒面嚴(yán)重磨損和輪齒折斷，齒數(shù)不應(yīng)該太多，以防模數(shù)過小。一般選取 。2. 齒寬系數(shù)齒寬系數(shù)越大，輪齒就越寬，其承載能力就越大。但輪齒過寬，會使載荷沿齒寬分布不均的現(xiàn)象嚴(yán)重，甚至偏載引起局部輪齒折斷。因此，齒寬系數(shù)取值要適當(dāng)。一般齒輪傳動常用 ；通用減速器 ；變速箱齒輪常用 。齒寬系數(shù)有多種表示方法，它們之間的關(guān)系是： 3. 螺旋角 螺旋角大，齒輪傳動平穩(wěn)，承載能力大。但螺旋角太大，會引起很大的軸向力。一般 ；常用 ；人字齒輪一般取 。經(jīng)以上步驟，所選齒輪為：齒數(shù)z=70 模數(shù)m=2 齒輪寬度d=20 壓力角ａ=20176。具體結(jié)構(gòu)如下： 主傳動系統(tǒng)具體方案結(jié)合計算和傳動要求，最終確定主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下： 橫封橫切機(jī)構(gòu)設(shè)計 方案設(shè)計 連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點承受載荷大，便于潤滑，故磨損??；制造方便，易獲得較高的精度；運動副內(nèi)有間隙，當(dāng)構(gòu)件數(shù)目較多或精度較低時，運動累積誤差大。 桿機(jī)構(gòu)的幾個基本概念急回運動和行程速比系數(shù)壓力角和傳動角機(jī)構(gòu)的死點位置搖桿的擺角：搖桿在兩個極限位置之間的夾角 ，就是搖桿的擺角。搖桿處在兩個極限位置時，曲柄所對應(yīng)的兩個位置之間的銳角 稱為極位夾角。當(dāng)曲柄以勻角速 由位置AB1順時針方向轉(zhuǎn)到位置AB2時，曲柄的轉(zhuǎn)角 。這時搖桿由左極限位置C1D擺到右極限位置C2D，設(shè)所需時間為t1，擺桿上C點的平均速度為v1。當(dāng)曲柄再繼續(xù)轉(zhuǎn)過角度 ，即曲柄從位置AB2轉(zhuǎn)到AB1時，搖桿由位置C2D返回C1D，所需時間為t2，C點的平均速度為v2。雖然搖桿往返的擺角相同，但由于對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角不相等 ,因而 v1v2 。它表明搖桿在擺回時具有較大的平均角速度。我們把這種運動特性稱為急回運動特性。行程速比系數(shù)K平面連桿機(jī)構(gòu)有無急回作用，主要取決于有無極位夾角。 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)傳動要求，橫封橫切具體結(jié)構(gòu)見下圖：5 總體布局 包裝機(jī)的有關(guān)零部件在整機(jī)中相對空間位置的合理配置叫做總體布局。包裝工藝確定以后，要考慮如何實現(xiàn)這種包裝動作。因此，要求選擇合適的傳動、操作和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)組成若干個部件，這些部件相互位置怎樣安排？它們又是怎樣聯(lián)系和形成一個完整的總體？這就是包裝機(jī)總體設(shè)計的任務(wù)。布局形式的選定，最主要根據(jù)包裝工藝的特點即決定于包裝的工藝性。布局形式要便于包裝，使機(jī)構(gòu)簡化，工人操作和維修方便。根據(jù)包裝工藝，高速枕式自動包裝機(jī)布局形式宜采用臥式布局，這樣便于進(jìn)料、送紙、包裝、封切等。枕式包裝機(jī)在設(shè)計中總體布局要求：（1） 傳動系統(tǒng)力求簡潔，在能滿足多功能基礎(chǔ)上保證結(jié)構(gòu)簡單；（2） 機(jī)械操作，調(diào)整簡單，易上手，裝拆方便，聯(lián)鎖防護(hù)可靠：（3） 操縱手柄位置方便操作，也考慮到潤滑系統(tǒng)等；（4） 排料位置考慮方便安全；（5） 外形美觀大方，移動安裝方便不同類型的機(jī)械其功用不同，要求不同，總體布局及結(jié)構(gòu)也不同。包裝機(jī)傳動的設(shè)計除應(yīng)滿足前述要求外，還應(yīng)考慮機(jī)械的總體布局。在布置箱內(nèi)各軸線時通常應(yīng)考慮如下幾點：1） 應(yīng)考慮各軸線的傳動順序?？紤]各軸的空間位置，盡量縮小徑向尺寸，同時應(yīng)考慮加工工藝性。為了縮小徑向尺寸和簡化工