【正文】 除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。在此畢業(yè)之即，我無以回報幫助和教育我的老師們， 我將在今后的工作中努力奮斗，以報答你們的恩情。老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工 作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。其次 ,在設(shè)計還加入了機(jī)械手的運(yùn)作 ,使得整個夾糖過程中能夠更準(zhǔn)確 ,準(zhǔn)時完成工序 ,而且避免人為操作時受到傷害 ,最后在調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計過程中，選用變頻器對電機(jī)進(jìn)行速度控制，使得電機(jī)速度控制非常簡單。 本設(shè)計采用圓弧齒同步帶傳動 ,帶傳動具有以下特點(diǎn)：（ 1）能緩和載荷沖擊 ,還有就是壓力傳感器和溫度傳感器的合理布置，也直接影響著帶動運(yùn)轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)；（ 2）運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲 ,通過滾動螺旋傳動將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成活塞的直線運(yùn)動，而且滾動螺旋傳動的效率可以達(dá)到 90%以上 。 總體設(shè)計時，要全面考慮整個包裝機(jī)系統(tǒng)的布局、運(yùn)動協(xié)調(diào)性、造型設(shè)計、人 機(jī)環(huán)境以及裝箱運(yùn)輸?shù)取? 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 42 剪紙機(jī)構(gòu)的原理結(jié)構(gòu)如圖 510 所示 。 頂糖、 接糖機(jī)構(gòu)的原理結(jié)構(gòu)圖如圖 59所示 。 抄紙凸輪的要求：要保證在抄紙完畢后，抄紙板不對頂糖機(jī)構(gòu)和接糖機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 抄紙和撥糖機(jī)構(gòu)的原理結(jié)構(gòu)圖如圖 58所示 。 其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計 其余的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有頂糖機(jī)構(gòu)、接糖機(jī)構(gòu)、撥糖機(jī)構(gòu)、抄紙機(jī)構(gòu)和剪紙機(jī)構(gòu)。其長度和和的托盤的最大厚度尺寸一樣是為了頂糖桿能夠順利進(jìn)入孔中進(jìn)行頂糖動作。 底座要比送糖盤的尺寸大，防糖塊傾斜或掉下來，因此由送糖盤的最大尺寸 234mm定送糖盤底座的最大尺寸為φ 250mm。軸端采用軸端擋圈進(jìn)行軸向固定。 糖塊的厚度為 12mm，取送糖盤的厚度為 10mm。 材料選擇： 45鋼 45鋼切削性能好，加工性好，利于加工送糖盤復(fù)雜的形狀?？讖接奢S的設(shè)計定。轉(zhuǎn)盤的厚度由自己定。 6M8mm是用來固定動機(jī)械手的，其尺寸由自己定，角度 8176。 圖 5 7 機(jī)械手的固定轉(zhuǎn)盤 12φ 的孔是用來固定機(jī)械手的靜機(jī)械手的，其中的兩個角度是由靜機(jī)械手的兩個孔的角度是一樣的，因?yàn)橐ＷC弧長相等，才能保證不會出現(xiàn)孔距誤差而不會使得靜機(jī)械手不能安裝上去。 a s200V0 圖 56凸輪上的位移、速度及加速度圖 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 39 機(jī)械手的固定轉(zhuǎn)盤的設(shè)計 其作用是帶動機(jī)械手爪進(jìn)行工 作，其上的各孔的位置精度影響到機(jī)械手爪的開合情況，故對各孔有一定的要求。 在此取 20Cr 鋼 .20Cr 鋼經(jīng)表面滲碳后淬硬并回火 ，其硬度 HRC=60～ 62。所以一般較重要的凸輪材料多用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制造。但其半徑差不宜過大，一般不超過 5~10 毫米 ,在此處半徑差取 8毫米。 在此選擇盤狀如 55所示 ，它是具有沿徑向變化輪廓曲線的盤狀零件。 1．選擇凸輪類型 機(jī)械手凸輪有兩段圓弧和兩者之間的過渡圓弧曲線組成。它常用來傳動工作部件的進(jìn)給運(yùn)動、調(diào)動運(yùn)動和控制其它一些輔助機(jī)構(gòu)。因?yàn)樗鼉r格便宜，淬透性好，強(qiáng)度較高。 在此選用的是低錳彈簧鋼（ 65Mn），它與碳素彈簧鋼相比，優(yōu)點(diǎn)是淬透性較好和強(qiáng)度較高；缺點(diǎn)是淬火后容易產(chǎn)生裂紋及熱脆性。這樣制造的彈簧，各圈即具有一定的壓緊力，彈簧絲中也產(chǎn)生了一定的預(yù)緊力，故也稱為有預(yù)緊力的拉伸彈簧。 如圖 54，圓柱螺旋拉伸彈簧空載時，各圈應(yīng)相互并攏。彈簧在各類機(jī)械中應(yīng)用十分廣泛，主要用于： 控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，如制動器、離合器中的控制彈簧，內(nèi)燃機(jī)汽缸的閥門彈簧等；減振和緩沖，如汽車、火車車廂下的減振彈簧，以及各種緩沖器用的彈簧等；儲存 及輸出能量，如鐘表彈簧、槍閂彈簧等；測量力的大小，如測力器和彈簧稱中的彈簧等； (1)選擇圓柱螺旋拉伸彈簧： 彈簧按照所承受的載荷不同可分為拉伸彈簧、壓縮彈簧、扭曲彈簧、和彎曲彈簧等四種。其余尺寸由設(shè)計者定。 φ 5的孔是用來裝在轉(zhuǎn)盤上的活動鉸鏈孔，使動機(jī)械手可以繞其轉(zhuǎn)動而完成所需的操作。 靜機(jī)械手是固定在轉(zhuǎn)盤上不動的，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 52所示 。 2．基本結(jié)構(gòu) 鉗糖機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計有動機(jī)械手和靜機(jī)械手兩部分。而且當(dāng)機(jī)械手張開時，不易粘在模腔上，故對此內(nèi)錐表面要求粗糙度很低。使之重量輕，動作靈活。為手指和工件保持準(zhǔn)確的相對位置，必須根據(jù)工件形狀而選擇相應(yīng)的手指形狀來定位。手指的開閉角應(yīng)能適應(yīng)工件尺寸變化范圍及手部的運(yùn)動路線。在確定手指的夾緊力時，除考慮工作的重量外，還應(yīng)考慮工件在傳送過程中生產(chǎn)的慣性力和振動等影響，以保證夾持牢靠。這也是機(jī)械手設(shè)計的最主要部分。分為兩部分：一是動機(jī)械手部分，另一是靜機(jī)械手部分。 圖 51機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu) 1機(jī)械手開合凸輪 2成品 3輸送帶 4托板 5彈簧 6鉗糖機(jī)械手 7送糖盤 8托盤 9巧克力糖 10輸料帶 Ⅰ 進(jìn)料工位 Ⅱ 出糖工位 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 34 鉗糖機(jī)械手的設(shè)計 鉗糖機(jī)械手是機(jī)械手設(shè)計的關(guān)鍵部分， 其設(shè)計的好壞直接影響到糖果的包裝質(zhì)量。當(dāng)機(jī)械手到達(dá)工位Ⅱ時，機(jī)械手處于張開 狀態(tài)，以便巧克力落下和撥糖桿的動作進(jìn)行。 機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu)的設(shè)計 機(jī)械手的設(shè)計準(zhǔn)則：在工位Ι之前，機(jī)械手必須處于閉合狀態(tài)，以便巧克力進(jìn)入機(jī)械手的模腔中，處于被夾牢狀態(tài)，便于 接糖桿與頂糖桿回退時，巧克力不致掉下。這里也只設(shè)計機(jī)械手和送糖盤機(jī)構(gòu)。其主要作用是給執(zhí)行 末端件提供力和帶動它實(shí)現(xiàn)運(yùn)動，即把傳動系統(tǒng)傳遞過來的運(yùn)動和動力進(jìn)行必要的交換，一滿足執(zhí)行末端件的要求。 槽輪結(jié)構(gòu)設(shè)計及尺寸計算 基本形狀及結(jié)構(gòu)參數(shù) ， 取槽數(shù) Z=6，圓銷數(shù) =2，兩圓銷夾角α =180176。 2． 材料 槽輪工作部分的材料采用 40Cr 鋼，經(jīng)表面淬火硬度達(dá) HRC45~50；曲柄材料可用軸承鋼，經(jīng)表面淬火硬度達(dá) HRC59~63（也可采用 20Cr 鋼，經(jīng)表面滲碳淬火硬度達(dá)HRC56~62）。在此采用的是外接槽輪。內(nèi)接槽輪機(jī)構(gòu)則相反。棘輪機(jī)構(gòu)的基本型式分為外接、內(nèi)接和球面槽輪三類。 齒寬 B1=B2=55mm 分度圓直徑 o s 192c o s Zmd 11n1 ????? ? mm o s 382c o s Zmd 12n2 ????? ? mm 齒頂圓直徑 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 31 7 4 )245co s19(2)2co sZ(md 1n1a ??????? ? mm 4 8 1 1)245co s38(2)2co sZ(md 2n2a ??????? ?mm 齒根圓直徑 ) s19(2) sZ(md 1n1f ??????? ?mm 4 8 0 2) o s38(2) o sZ(md 2n2f ??????? ?mm 六槽槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計 槽輪分類及材料選擇 1． 分類 槽輪機(jī)構(gòu)能把主動軸的勻速連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動軸的周期性間歇運(yùn)動。 齒寬 B1=B2=55mm 分度圓直徑 o s 192c o s Zmd 11n1 ????? ? mm o s 382c o s Zmd 12n2 ????? ? mm 齒頂圓直徑 7 4 )245co s19(2)2co sZ(md 1n1a ??????? ? mm 4 8 1 1)245co s38(2)2co sZ(md 2n2a ??????? ?mm 齒根圓直徑 ) s19(2) sZ(md 1n1f ??????? ?mm 4 8 0 2) o s38(2) o sZ(md 2n2f ??????? ?mm 由于中心距要相等的緣故，送糖盤機(jī)構(gòu)的齒輪采用與機(jī)械手機(jī)構(gòu)齒輪完全一樣的齒輪，其參數(shù)為 模數(shù) mn=2mm 齒數(shù) Z1=19， Z2=38 螺旋角 β1=β2=45176。 機(jī)械手機(jī)構(gòu)的齒輪參數(shù) 模數(shù) mn=2mm 齒數(shù) Z1=19， Z2=38 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 30 螺旋角 β1=β2=45176。 材料的選擇：小齒輪為 40Cr 調(diào)質(zhì)，硬度為 280HBS，大齒輪采用 45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為 240HBS，兩者材料硬度相差 40HBS。如果大功率齒輪符合要求，則小功率齒輪也肯定符合要求。機(jī)械手和送糖盤的齒輪傳動機(jī)構(gòu)如圖 45。 45c o o sdz n11 ????? ? 取 Z1=Z2=19 4．幾何尺寸計算 (1)計算中心距 a 分度圓直徑 s smzdd n121 ?????? ?mm 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 29 )(21)dd(21a 21 ?????? mm 取 a=40mm (2)計算齒輪寬度 1d ???? ? mm 取 B1=B2=45mm 機(jī)械手及送糖軸上的螺旋齒輪的設(shè)計 上面?zhèn)?動系統(tǒng)圖中：這兩對齒輪是機(jī)械手及送糖盤的傳動齒輪。 (5) 選擇兩者齒輪齒數(shù)都為 Z1= Z1=21 2．按齒面接觸強(qiáng)度計算 由 公式進(jìn)行計算，即 3 2HEHd1tt1 )][ ZZ(u 1uTK2d ??????? （ 48） 3．確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 (1)試選載荷系數(shù) Kt= (2)選取區(qū)域系數(shù) ZH= (3)查得 εα1=， εα1=， εα= (4)計算主動輪傳遞的扭矩 9 5 5 01 0 5151 ?????? N (5)選取齒寬系數(shù) φ d=1 (6)查得材料的彈性影響系數(shù) ZE=(7)按齒面硬度查的齒輪的接觸疲勞強(qiáng) 度極限為 σ Hlim1=σ Hlim2=550Mpa (8)計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60njLh=60 100 1 （ 2 8 300 15） = 108N2 (9)查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1= KHN1= (10)計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 [σH]1=[σH]2= 3 31 5 5 1l imH1HN ???? Mpa M P aHHH ][][][ 21 ???? ??? (11)計算 計算齒輪分度圓的直徑 d1t ) (1211 3 2t1 ???????? mm 計算圓周速度 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 27 nd 1t1 ?? ????? ??? m/s 計算齒寬 b 及模數(shù) mn 45c osdm 1t1nt ???? ?? mm t1d ???? ? mm nt ???? mm b/h=計算縱向重合度 a a 1d ??????? ??? ? 計算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) KA=1，根據(jù) υ=， 7 級精度， 動載荷系數(shù) KV=，查得 KHβ的計算公式為 )( 32d2dH ??????? ??? )( 322 ????????? ? 查得 ??FK 查得 ?? ?? FH KK ， 故載荷系數(shù)為 HHVA ?????? ?? (12)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得分度圓的直徑 33tt11???? mm (13)計 算模數(shù) 1 0 45c o s8 4 o sdm 11n ????? ? mm 3．按齒根彎曲強(qiáng)度校核 3FSaFa21d21n ][ YYzc osYKT2m ?????? ?? （ 49） (1)確定計算載荷系數(shù) 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 28 計算載荷系數(shù) K= KAKV KFβKFα=1= 根據(jù)縱向重合度 εβ= ， 查得螺旋角影響系數(shù) Yβ=1 計算當(dāng)量齒數(shù) 2v3311v s21co szz ???? ? 查取齒形系數(shù)查得 YFa1=YFa2= 查取應(yīng)力校正系數(shù)查得 YSa1=YSa2= 查得 σFE1=σFE2=380Mpa 查得彎曲批疲勞壽命系數(shù) KFN1=KFN2= 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=， 2F1FE1FN1F ][M p 5 3 8 ][ ??? ????? 0 1 8 7 ][ YY][ YY 2F 2Sa2Fa1F 1Sa1Fa ???? ?? (2)設(shè)計計算 *1211 145c 3 2 2n ??? ??????