【導讀】設計》是本人在指導教師的指導下，進行研究工作所取得的成果。的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文章以明確方式注明。本人完全意識到本聲明應承擔的責任。本文要求設計一個連續(xù)式的方便袋封口機，本文是以相似類型的封口機作為參考，方便袋封口機主要由封口機構(gòu)、供料機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)和切斷機構(gòu)組成。后通過切斷裝置的切斷，使原料分離為完整獨立的方便袋個體。這種封口方法在技術(shù)。上已經(jīng)是比較成熟的一種了，它已經(jīng)被廣泛應用于實際的生產(chǎn)中。封口機，可以根據(jù)選擇的原料的具體規(guī)格，手動調(diào)節(jié)寬度，自動調(diào)節(jié)制袋速度。適合于單機作業(yè)。各部分裝置和機構(gòu)的設計選擇，以及封口機傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行了相關(guān)的設計計算，最后使用繪圖軟件畫出方便袋封口機主要的工程圖。熱壓式封口機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢···············1

　　

【正文】 參考圖 ， 設曲柄搖桿機 構(gòu)的機架長度最長 ,為 1000mm，連架桿 1 的長度最短 ,為 60mm，連架桿 2的長度為 260mm，連桿 3長度為 1100mm。 （ 1）行程變化系數(shù)計算 曲柄滑塊機構(gòu)的急回運動特性如圖 所示。由圖可知極位夾角 04?? ，搖湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 26 桿擺過的角度 031?? ， 查文獻 [13]公式 4180180180 00 0000 ??????? ??K 圖 急回運動特性 （ 2）壓力角和傳動角計算 最小傳動角將出現(xiàn)在曲柄轉(zhuǎn)到和機架共線的兩個位置之一，也就是重疊共線和拉直共線。如圖 所示，最小傳動角為 00min 4046 ??? ，符合要求。 圖 最小傳動角 曲柄滑塊機構(gòu)的設計 參考圖 ， 設曲柄滑塊機構(gòu)為偏置的曲柄滑塊機構(gòu)， 連架桿 1 的長度為70mm，連桿 2 的長度為 50mm。由于 曲柄滑塊機構(gòu)為偏置的曲柄滑塊機構(gòu)，如圖 所示 其極 位夾角 026?? ，行程變化系數(shù) 26180180180 00 0000 ??????? ??K 曲柄滑塊的最大位移為 152mm。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 27 圖 曲柄滑塊機構(gòu)急回特性 由上面 曲柄滑塊機構(gòu)的設計可知搖桿擺過的角度 031?? ，因此 曲柄滑塊機構(gòu)中曲柄的擺動角度只有 031?? ，由此可以做出圖 ，得到曲柄滑塊機構(gòu)的最大行程為 mmH 34? 。 圖 曲柄滑塊機構(gòu)行程 熱封與切斷裝置 為了計算和設計的方便與簡潔，在熱封裝置和切斷裝置的設計中，可以使它們同步的運動，即熱封裝置在接觸 PE 筒膜的時間和 切斷裝置接觸 PE 筒膜的時間是相同的。它們在一次的往返運動中，同時在行程的底端 PE 筒膜對產(chǎn)生作用。如圖 ，在此位置是 熱封裝置的刀口和切斷裝置的刀口同時接觸 PE 筒膜。這樣就可以使機器運轉(zhuǎn)之后，每一 次 熱封裝置的刀口和切斷裝置的刀口都是同時接觸 PE 筒膜的。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 28 圖 熱封與切斷位置 曲柄滑塊機構(gòu)結(jié)構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)裝配圖如下圖 .。在實際的設計中為達到曲柄滑塊的運動形式，即把 循環(huán)旋轉(zhuǎn)運動變成連桿的上下往復運動， 要對其曲柄進行合適的設計， 其中的選擇有曲軸和偏心輪。曲軸價格較高，為了節(jié)約成本選用偏心輪。 在此結(jié)構(gòu)中， 定位螺栓 2 把擋圈 3 固定在軸 1 上，其目的是為了防止偏心輪4 相對軸 1 左右移動。偏心輪 4 其用平鍵與軸 1 相連接，用以避免偏心輪 4 相對軸 1 轉(zhuǎn)動。在本結(jié)構(gòu)中軸 定位螺栓 擋圈 偏心輪 4 這四個零件是相對靜止的，即他們可以隨著軸 1 同步轉(zhuǎn)動。在設計中為了簡便，可以把擋圈 3 和偏心輪 4 設計為一體的。 連桿 6 則通過兩端的螺紋進行連接；連桿 6 在上有預緊螺母 5，當連桿 6 連接好之后，擰緊預緊螺母 5，可以產(chǎn)生預緊力，避免連桿 6 隨著偏心輪 4 運動而產(chǎn)生松動。搖桿 8 通過定位螺栓 2 和軸相連接，而曲柄 7 也通過定位螺栓 2 和軸相連接；由于搖桿 8 和曲柄 7 和同一個軸相連接，在運動時會產(chǎn)生聯(lián)動效果，即搖桿 8 轉(zhuǎn)動一定的角度曲柄 7 也會同方向的轉(zhuǎn)動一定的角度。 偏心輪 4 可以選用 40Cr，使用調(diào)質(zhì)進行處理。偏心輪和套筒的公差 可等級以選擇 IT6 級，配合公差為 G6/ 6 的連接也是螺紋連接，并且需要用螺母 5 進行預緊。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 29 1軸 2定位螺栓 3擋圈 4偏心輪 5預緊螺母 6連桿 7曲柄 8搖桿 圖 曲柄滑塊機構(gòu)結(jié)構(gòu) 連桿的連接方式如圖 所示。連桿 1 和連桿 3 使用鉸制孔螺栓 2 連接，連桿 1 和連桿 3 的孔徑均為 13mm， 公差等級選擇 IT6 級，公差為 G6。鉸制孔螺栓 2 的 公差等級選擇 IT6 級，公差為 h6。曲柄滑塊機構(gòu)中其余部位的連接均是采用此種方式，也使用相同的公差。 圖 連桿公差 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 30 第 8 章 熱封裝置的設計 熱封方法的選擇 在本次機器的設計中，所用的原料為 HDPE、 LDPE 筒膜 。因此只需要對此薄膜包裝材料進行橫向的封口，不需要進行縱向的封口。按照橫封器運動形式的不同，橫封器可以分為旋轉(zhuǎn)式橫封器和往復式橫封器兩種。同時根據(jù)橫封器加熱方式的不同，橫封器可以分為高頻加熱式、電加熱式、脈沖電加熱式等 [14]。 旋轉(zhuǎn)式橫封器在封接的瞬間，刀座同包裝材料的外表面為線接觸。封口機運行的速度越快，封接加熱的時間越短，在橫封的過程中，旋轉(zhuǎn)式橫封器刀座的旋轉(zhuǎn)半徑占用較大的空間，使 得長度尺寸較小同時高度尺寸較大的物料難以封口。因此當包裝材料的厚度尺寸或者熱熔溫度較高時，利用普通的旋轉(zhuǎn)橫封器往往難以達到理想的封接效果。這是就有了間歇式橫封器，也就是往復移動式橫封器。 往復式橫封器的優(yōu)點：橫封質(zhì)量好，可以橫封厚度較大的物料。缺點：橫封器的橫封速度較慢，結(jié)構(gòu)尺寸較大，結(jié)構(gòu)也比較復雜。 熱封裝置的設計 在本設計中選用往復式橫封器，通過上下運動實現(xiàn)封口，具體的結(jié)構(gòu)如圖 所示。 1連接桿 2滑竿 3彈簧 4螺栓 5連接塊 6支座 7加熱裝置 8進線口 9底座 圖 熱封裝置結(jié)構(gòu) 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 31 圖中 滑竿 2和機器下部的結(jié)構(gòu)相連接，相當于曲柄滑塊機構(gòu)的執(zhí)行裝置?；?2 與支座 6 之間為滑動摩擦， 裝配 時要在其接觸位置添加潤滑油。滑竿 2隨后和連接塊 5接觸，在接觸面也要添加潤滑油 ； 滑竿 2和連接塊 5接觸 的公差等級可以選擇 IT6 級，配合公差為 G6/h6。 最后滑竿 2通過螺母固定在連接桿 1上。 連接桿 1 通過螺栓 4與連接塊 5 相連接，在中間要安裝彈簧 3；通過調(diào)整螺栓 4 的螺母， 同時因為有 彈簧 3 進行緩沖 ， 因此 可以很好的調(diào)整連接桿 1和連接塊 5 之間的距離。在這里彈簧 3可以起到緩沖加熱裝置 7和底座 9的接觸碰撞的作用，也可以在一定程度上調(diào)整加熱裝置 7和底座 9的接觸時間，也就是熱封的時間。底座 9 通過螺栓和機架相連接，也通過螺栓和支座 6相連接。在加熱裝置7中有進線口 8，由于能力有限不對加熱裝置 7中的具體結(jié)構(gòu)做具體分析。 同時加熱裝置 7和連接塊 5 的連接方式見下圖 。 1加熱裝置 2定位螺栓 3連接塊 圖 連接方式 在圖 中，加熱裝置 1和連接塊 3 接觸的接觸頭，需要進行特殊的加工，不可以直接用圓柱體。因為圓柱體即使用定位螺栓 2定位也可能有滑動，而將接觸頭與定位 螺栓 2 接觸的面 加工平整，可以有效的避免加熱裝置 1相對連接塊 3發(fā)生轉(zhuǎn)動。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 32 第 9 章 輥壓引膜裝置設計 滾壓引膜裝置的結(jié)構(gòu)如圖 所示 。輥筒 7的軸通過深溝球軸承 1和支架 2相連接；鋼輥 6也通過深溝球軸承 1 和支架 2 相連接。支架 2則通過螺栓 4和機架 3 相連接。輥筒 7和鋼輥 6之間還要加上彈簧 6，這樣的結(jié)構(gòu)可以在輥壓引膜時提供更的摩擦效果。 1深溝球軸承 2支架 3機架 4螺栓 5鋼輥 6彈簧 7輥筒 圖 輥壓引膜結(jié)構(gòu) 支架的結(jié)構(gòu)如圖 所示。支架高為 180mm，寬為 270mm。直徑為 62mm 的圓形槽用于安裝型號為 6206 的深溝球軸承；直徑為 14mm 的圓形槽用于安裝型號為605 的深溝球軸承。支架用兩個型號為 M12 的螺栓固定在機架上 。 圖 支架結(jié)構(gòu) 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 33 第 10 章 其他結(jié)構(gòu)設計 送料輥結(jié)構(gòu)設計 查文獻 [15]可知送料輥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：筒體、軸、油杯、軸承、擋圈、墊片、 O 型圈、骨架密封圈、壓蓋、螺栓、彈簧墊圈組成。 送料輥在安裝時，軸的兩端是和機架完全固定的，不發(fā)生相對滾動。而筒體和軸則在工作時發(fā)生相對滾動。 送料輥（托輥）的機構(gòu)如圖 所示，筒體 1 的長度為 750mm，直徑為 32mm，在筒體 1 上有兩個橡膠圈 2。通過調(diào)整橡膠圈的位置可以控制材料的寬度。橡膠圈也有防止材料偏移的作用。 送料輥（托輥）的兩端是有螺紋的可以通過和 M12的螺母配合，固定在機架上。 1筒體 2橡膠圈 圖 送料輥（托輥）結(jié)構(gòu) 料輥 結(jié)構(gòu)設計 料輥的具體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 料輥結(jié)構(gòu) 料輥的總體長度為 970mm。中間部位長為 700mm，寬為 70mm。料輥兩端湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 34 的直徑為 20mm，兩端有寬為 8mm 的凹槽，用于和圖 的滾動軸承配合，可以實現(xiàn)料輥的轉(zhuǎn)動和 避免左右移動。料輥的材料選用 Q235A。 為了滿足料輥的使用要求，即隨著原料相對機架滾動，便于料輥的安放，料輥不要左右移動。設計了如圖 所示的簡易料輥固定裝置。圖 的上方的圖為正視圖，下方的圖為俯視圖。如圖 所示，兩個深溝球軸承通過 M12 的螺栓固定在機架上；機架上開有長度為 26mm 的 U 形槽，料輥可以通過 U 形槽放在兩個深溝球軸承。兩個螺栓的直徑距離為 35mm。 1螺栓 2深溝球軸承 3機架 圖 料輥固定裝置 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 35 結(jié) 論 本次設計參考 封口機 對 方便袋 封口機的 組成部分即機械總體結(jié)構(gòu)、工作原理、主傳動部件進行 了 研究 。 為了 較為簡約的實現(xiàn)方便袋的封口，同時根據(jù) PE材料自身的特點，選用了 往復式橫封器。為實現(xiàn)加熱裝置的上下運動，最終選擇了曲柄滑塊機構(gòu)，具體的是由偏心輪組成的曲柄滑塊機構(gòu)。為帶動曲柄滑塊機構(gòu)的運動，在選用三相異步電機之后，根據(jù)傳動比的要求，選擇了二級的 V 帶傳動。同時為精確的控制原料運行的距離，選用了伺服電機，也是由此進行了同步帶的設計。同時對于鍵也進行了 強度校核 。 在本次的設計中還對于結(jié)構(gòu)方面做了一些比較細致的研究和選擇。如：對于機架材料和結(jié)構(gòu)的設計 ，一些連接部件的設計。 本機器可以實現(xiàn)對方便袋連續(xù)的熱封與切斷，并可以調(diào)整方便袋熱封口和切斷口之間的距離。設計在材料選擇方面考慮了經(jīng)濟適用原則。 本次設計的 方便袋封口機 參數(shù)如下： 最大 制袋 寬度 mm250 最長 制袋長度 mm300 最快速度 min/30m 機器 尺寸 長： mm2100 寬： mm920 高： mm930 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 36 參考文獻 [1]中國塑料機械網(wǎng) .創(chuàng)新設計成塑料袋封口機重中之重 .. [2] 劉進華 .軟包裝復合材料拉伸性能的初步研究 ［Ｄ］ .南京 :南京林業(yè)大學 ,. [3] , and morphological characterization of recycled LDPE/corn starch blends,Carbohvdrate Polymers,. [4] 趙雪艷 .低密度聚乙烯再生料改性基礎研究 .［Ｄ］ .綿陽 :西南科技大學 ，2020. [5] 塑料袋熱壓式封口機 (JB/T90862020)［ S］ .包裝 與食品機械 ， 2020. [6] 博美德伺服電機選型手冊 ［ Ｍ ］ .博美德 (黃岡）機械有限公司， . [7] 成大先 .機械設計手冊 ［Ｍ］ .5 版 .北京： 化工工業(yè)出版社 ， . [8] 張大為 .同步帶傳動靜態(tài)性能與動態(tài)性能分析研究 ［Ｄ］ .長春 :長春理工大學， 2020. [9] 張凱凱 .同步帶傳動的動態(tài)性能研究 ［Ｄ］ .西安 :陜西科技大學， 2020. [10] 何獻忠 ,趙躍進 .精密機械設計 基礎 ［Ｍ］ .北京：北京理工大學出版社 ,:110119. [11] 楊明忠 , 朱家誠 . 機械設計 ［Ｍ］ . 武漢：武漢理工大學出版社， :110114. [12] 羊有道 .平面四桿機構(gòu)的運動性能研究 ［Ｄ］ .南京 :東南大學， 2020. [13] 朱理 .機械原理 ［Ｍ］ .2版 .北京：高等教育出版社， :100125. [14] 孫智慧，高德 .包裝機械 ［Ｍ］ .北京：中國輕工業(yè)出版社， :143156. [15] 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 37 致 謝 本次的畢業(yè)設計論文是在林老師的悉心指導和嚴格要求下才得以完成的，從課題的選擇到書寫畢業(yè)論文都離不開林老師的指導。在畢業(yè)論文的書寫和裝配圖和繪制中，林老師的給我提供了有益的指導，同時也指出我在書寫畢業(yè)設計論文時，不小心弄得很多錯誤，也為我們?nèi)绾螘鴮懞谜撐奶峁┝酥匾慕ㄗh。在此向林老師表示深深的感謝和崇高的敬意！ 在做畢業(yè)設計時，會時不時的遇到各種問題，這時就要翻看以前學過的書籍，對學過的知識更加了解，對于不會的知識也有進行了重新學習。同時，對于 CAD的運用 也更加的熟練。 同時也感謝同組的各位同學，感謝各位為大家提供的幫助，提出的很多寶貴的意見。 學生簽名： 日 期：