【導(dǎo)讀】優(yōu)質(zhì)高效的包裝設(shè)備不僅提升行業(yè)的自動化程度,還能提高生產(chǎn)效率,大幅度降低成本。高精度化;③控制智能化;④機械功能多元化[4-10]。據(jù)中國機械工業(yè)聯(lián)合會預(yù)計,從2021年到。2021年,食品與包裝機械業(yè)總產(chǎn)值有望突破6000億元,每年平均增速約維持在16%的水平。目前,食品包裝機械競爭日趨激烈,未來應(yīng)配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢,促進(jìn)包裝設(shè)備總體水平提高,尤其針對中小型企業(yè),發(fā)展多功能、高效率、低消耗的食品包裝設(shè)備,具有非常重要的意義。主要組成部分及主要技術(shù)參數(shù)包裝機的結(jié)構(gòu)如圖1所示。袋·min-1:20～50包裝質(zhì)量/g·袋-1:500包裝計量精度/%:-2～2薄膜最佳材質(zhì):聚丙烯薄膜寬度。/mm:260供料壓力/MPa:1電源電壓/V:380整機功率/kW:外型尺寸/mm:600×600×12101.第1章總體方案設(shè)計···························································3. 液體自動包裝機的功能·······························································3. 設(shè)計數(shù)據(jù)與要求·········································································3. 方案的簡介與選擇比較·······························································4. 第2章執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計······································································7. 包裝紙輸送機構(gòu)··································································&#

　　

【正文】 in 。轉(zhuǎn)速與渦輪一樣。錐齒輪 1 和錐齒輪 2 標(biāo)準(zhǔn)嚙合，傳動比為 1： 1 ，所以錐齒輪 1 的轉(zhuǎn)速和渦輪的轉(zhuǎn)速一至。鏈輪 2 和鏈輪 3 的轉(zhuǎn)速都為 30 r/min 。鏈輪 2 和鏈輪 4 的傳動比是 1：1 ，鏈輪 4 帶動了凸輪，所以凸輪的轉(zhuǎn)速和橫封器的轉(zhuǎn)速一致。 鏈輪 3 帶動鏈輪5，即帶動傳送帶轉(zhuǎn)動，傳動比為 1： 1 。 如圖 4 和圖 5，鏈輪 1 和鏈輪 6，鏈輪 7 和鏈輪 8 的傳動比分別為 1： 1 ，和 2： 1 。所以鏈輪 8 的轉(zhuǎn)速 n8=15 r/min 。鏈輪 8 轉(zhuǎn)動會帶動 z=20 ， m=6 的標(biāo)準(zhǔn)嚙合的直齒輪轉(zhuǎn)動，即帶動了縱封的轉(zhuǎn)動，所以縱封的轉(zhuǎn)速 n 縱封 =15 r/min ，縱封的直徑是 119mm，角速度為 /2 。 將上述列成表如下： 名稱 轉(zhuǎn)速（ r/min） 半徑（ mm） 備注 原動機 600 皮帶輪 600 40 蝸桿 600 渦輪 30 齒輪 30 Z=30 m=6 錐齒輪 2 30 Z=20 m=6 錐齒輪 1 30 Z=20 m=6 鏈輪 1 30 Z=15 鏈輪 2 30 Z=15 鏈輪 3 30 Z=15 鏈輪 4 30 Z=15 鏈輪 5 30 Z=15 鏈輪 6 30 Z=15 鏈輪 7 30 Z=15 鏈輪 8 15 Z=30 凸輪 30 17 橫封器 30 縱封器 15 R= 傳送帶 30 R=40 齒輪 20 15 Z=20 m=6 凸輪設(shè)計 凸 輪機構(gòu)通常由凸輪、推桿、機架三個基本構(gòu)件組成。其特點是凸輪具有曲線工作表面，利用不同的凸輪輪廓曲線可使推桿實現(xiàn)各種預(yù)定規(guī)律，并且簡單緊湊。 根據(jù)裝置要求，為避免包裝袋在切刀處積壓而影響熱封及剪切，需要凸輪有急回特性。故采用對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，這種推桿由于滾子與凸輪輪廓之間為滾動摩擦，所以磨損比較小，可以用來傳遞比較大的動力。且凸輪運動規(guī)律為等速運動規(guī)律，利于與裝置其他部件協(xié)調(diào)。為不產(chǎn)生過大沖擊，凸輪的運動采用正弦運動曲線。 一、 基圓半徑的選擇 由《機械原理》（第七版）可知，基圓半徑 r應(yīng)符合： 其 中 為位移曲線的斜率 e為偏距 s為推程 根據(jù)網(wǎng)上資料顯示，推程時，對心移動從動件，許用壓力角 [ ]的值一般為[ ]=30176。，推程的壓力角 ≤ [ ]=30176。，形封時回程的壓力角 ≤ [ ]=30176。而正弦凸輪 ds/dδ 最大值為 。 由于是對心運動， e=0，根據(jù)具體裝置， h 選取為 70mm。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)算的凸輪的基圓半徑為 ，取 r 為 50mm。 二、凸輪輪廓線的設(shè)計 已知數(shù)據(jù)： r=50mm ，推程 h=70mm 18 時，推程為正弦運動規(guī)律 時，回程也為正弦運動規(guī)律 則凸輪的運動規(guī)律為 : 推桿位移規(guī)律 ( ) 理論廓線方程式： 三、凸輪三維建模： 1. 利用設(shè)計數(shù)據(jù)以及所推導(dǎo)出來的公式，利用第三方軟件 Microsoft office excel，作出 SolidWorks2021 三維建模所需要的凸輪理論廓線的 XY 坐標(biāo)點。 2. 導(dǎo)入 SolidWorks ，等距滾子半徑后得出凸輪的三維模型 19 第 4章 液體自動包裝機的三維造型與運動仿真 液體自動包裝機的三維造型 20 通過選材 ,方案比較和制造零件 ,將各個零件裝配起來 ,使之能完成設(shè)計要求的功能。液體自動包裝機的三維造型如下： 這是正面圖，運行過程如下： 馬達(dá)啟動后，縱封器旋轉(zhuǎn)，牽引著包裝紙輸送機構(gòu)向下送紙，包裝紙通過紙袋成型器可連續(xù)成型，通過縱封器將包裝袋縱向封口。包 裝袋繼續(xù)向下運動，到達(dá)橫封器后進(jìn)行橫向封口，封好后開始灌裝液體。此時包裝袋已將封好，當(dāng)其運動到切斷裝置的切刀處時，切刀將其切斷，包裝袋掉落到傳送帶上并由傳送帶將其運到指定的容器內(nèi)。如此，整個機器連續(xù)運轉(zhuǎn)，每兩秒生產(chǎn)一袋，所以橫封器每兩秒封口一次，切刀每兩秒切斷一次。而縱封器連續(xù)運轉(zhuǎn)，同時進(jìn)行牽引包裝紙和封口。整個機器連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以包裝袋是連續(xù)生產(chǎn)出來。 液體自動包裝機的傳動裝置如下： 21 選擇三相電動機作為原動機，其連接著皮帶輪。當(dāng)電動機啟動后通過皮帶將動力傳遞到蝸桿，使渦桿的轉(zhuǎn)速和電動機的轉(zhuǎn)速 一致。蝸桿將動力傳輸?shù)綔u輪。 22 如上圖，渦輪被渦桿傳動后，帶動了錐齒輪 1轉(zhuǎn)動，同時帶動預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)嚙合的錐齒輪 2轉(zhuǎn)動，鏈輪 1通過鏈?zhǔn)规溳?2，鏈輪 3 轉(zhuǎn)動。與此同時齒輪 1和齒輪轉(zhuǎn)動，帶動了橫封器轉(zhuǎn)動，鏈輪 4 帶動鏈輪 5 使凸輪轉(zhuǎn)動。鏈輪 8 帶動鏈輪 6 使傳送帶轉(zhuǎn)動。 23 鏈輪 3 通過鏈條帶動鏈輪 7 轉(zhuǎn)，由此使相互嚙合的出來 3 和齒輪 4 轉(zhuǎn)動，并帶動前面的縱封器連續(xù)轉(zhuǎn)動。 液體自動包裝機的運動仿真 運動仿真的運動圖像請見光盤 ,在這里就只表示一下仿真后生成的圖像。下圖為渦桿的角速度， n 渦桿 =10r/s ，即 600r/min ，和電動機的轉(zhuǎn)速一致。 下圖為豎封的角速度圖像，其中轉(zhuǎn)速為 ，即 15r/min，滿足設(shè)計要求。 下圖為橫封器角速度圖像，轉(zhuǎn)速為 30 r/min 。 24 下圖為凸輪的角速度圖像，可見運動情況和橫封器一致 25 下圖為 切刀的質(zhì)心速度圖，周期為 2 秒，回程時間較短。 下圖為傳送帶的角速度圖像，和橫封器一致。 通過以上圖像可以看出，仿真的結(jié)果和理論計算的結(jié)果一致！ 26 總結(jié) 為期一個周的 機械原理課程設(shè)計結(jié)束了，在這次實踐的過程中 領(lǐng)悟到了很多東 西 ,不僅僅有我們專業(yè)知識上的，更有關(guān)于團(tuán)體合作的認(rèn)識上面的。 首先在專業(yè)知識上面，通過此次的機械原理課程設(shè)計，我們的課題是“全自動液體封裝機”從設(shè)計到分析到建模，每一步都不是一帆風(fēng)順，總是出現(xiàn)了這樣那樣的問題，有的是我們考慮的不全面，有的是我們認(rèn)識的太淺，原先感覺十分簡單的東西有時卻讓我們焦頭爛額。幾次的教訓(xùn)讓我們什么都不能想當(dāng)然，每個問題都要認(rèn)真考慮和分析，不能太浮躁。但是錯誤有時并不是一件壞事，所謂“失敗是成功之母”，成功就是一次次的失敗之后才得到的。通過一次次發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的過程中，通過一次次的查 找翻閱資料，我們不僅在專業(yè)知識上比如SolidWorks 軟件的運用上有所提高，而且也提高了我們解決問題的能力。 其次，在團(tuán)體合作上。我們組是由，每個人都有不同的性格以及對我們機構(gòu)的設(shè)計理念。這就需要我們相互協(xié)調(diào)合作，然而在協(xié)調(diào)合作的過程中，由于設(shè)計理念與想法的過程中，爭論總是在所難免的，但是正如上面遇到的問題一樣，問題本身并不是問題，而是我們?nèi)绾翁幚斫鉀Q問題，在這個過程中，關(guān)鍵是我們?nèi)绾翁幚淼接龅降姆制纾皇且晃兜挠嬢^和埋怨， 面對分歧大家要消除誤解 ,相互理解 ,增進(jìn)了解 ,達(dá)到諒解 ， 也許很多問題沒有想象中的那 么復(fù)雜 ,關(guān)鍵還是看我們的心態(tài) ,那種處理和解決分歧的心態(tài) ,因為畢竟我們的出發(fā)點都是很好的 。但是，不管如何，我們組組員都是非常努力與認(rèn)真的，每個人都充滿了責(zé)任心，對待課程設(shè)計的態(tài)度上也極為端正，我想說的是我們每個人都是非常棒的。經(jīng)過一個周的努力，我們終于完成了我們的課程設(shè)計，中間由我們多少付出多少辛勞多少汗水只有我們知道?；剡^頭來看一看，這些天雖然辛苦但是看到我們的成果我們心中充滿了欣喜。 當(dāng)然，畢竟這是我們第一次做類似的機械課程設(shè)計，很多想法都還不成熟，考慮還不是很周全，還是需要老師們的指正。 參考資料 [1] 孫桓，陳作模，葛文杰 .機械原理（第七版） ［ M］ ．北京：高等教育出版社， [2] 許林成 .包裝 機械 原理與 設(shè)計［ M］ .上海 ： 上?？萍技夹g(shù)出版社 ， [3] 秦曾煌 .電工學(xué)（第六版） 電工技術(shù) ［ M］ .北京： 高等教育出版社 ， [4] 胡鳳蘭 .互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ) ［ M］ .北京： 高等教育出版社 ， [5] 黃穎為 . 包裝 機械 結(jié)構(gòu)與 設(shè)計［ M］ .北京：化學(xué)工業(yè)出版社，