【正文】 0 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28頁 共 43頁 取 ， 。 2） 設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可 根據(jù) 彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 。 （ 5） 應(yīng)力校正系數(shù) ； 。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24頁 共 43頁 由設(shè)計公式進(jìn)行試算，即 （ ） 1)確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 （ 1） 試選載荷系數(shù) （ 2） 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （ 3） 選取齒寬系數(shù) （ 4） 材料的彈性影響系數(shù) （ 5） 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限； （ 6） 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （ 7） 接觸疲勞壽命系數(shù) ； （ 8） 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概 率為 ，安全系數(shù) ,有 2） 計算 （ 1） 試計算齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25頁 共 43頁 （ 2） 計算圓周速度 v （ 3） 計算齒寬 b （ 4） 計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) 齒高 （ 5） 計算載荷系數(shù) 根據(jù) ， 7級精度，動載系數(shù) 直齒輪，假設(shè) 。 3)材料選擇：選擇小齒輪材料為 40 （調(diào)質(zhì)），硬度為 ，大齒輪材料為 45號鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 ，兩者材料硬度差為 。 、精度等級、材料及齒數(shù) 1)選用直齒圓柱齒輪傳動。 理糖供送系統(tǒng)中帶傳動設(shè)計按照同樣方法，選擇電動機(jī)裝帶輪直徑為 50mm，與之配套的帶輪直徑為 112mm。為此從電動機(jī)到分配軸采用兩級降速，第一節(jié)用寬三角帶無級變速，第二節(jié)用齒輪降速。由此可確定分配軸的轉(zhuǎn)速可在 21— 42rad／ s(200— 400r／ min)的范圍內(nèi)作無級調(diào)節(jié)。 理糖供送系統(tǒng)選用 A1724 型電動機(jī)，功率為 ，滿載轉(zhuǎn)速為1350r/min。 (二 )打糖桿：它與接糖桿用同一曲柄驅(qū)動，打糖行程為 30mm，需時 60176。 8)成品輸出工位 當(dāng)工序盤剛停止時，此工位的糖鉗即由夾緊狀態(tài)迅速張開，接著打糖桿將成品排出。 (三 )軸向移動： 扭結(jié)時，兩個拉手都必須向糖塊接近，以補(bǔ)償包裝紙的扭結(jié)縮短量。若是聚丙烯材料則需扭轉(zhuǎn) 720176。一般說來，對蠟紙需扭轉(zhuǎn) 360176。 將扭結(jié)機(jī)械手的指部動作分解為： (一 )旋轉(zhuǎn)運(yùn)動：作等速轉(zhuǎn)動，分配軸轉(zhuǎn) — 圈，它轉(zhuǎn) 2． 5圈。根據(jù)實(shí)踐，在一個運(yùn)動周期內(nèi)，送糖帶前進(jìn)的距離以糖塊長度的 812 倍為宜 。 5)折紙板：折紙板從開始折紙至升到最高位置，確定其行程時間為 80176。這樣，工序盤停留時間為 240176。 )、折紙運(yùn)動三個動作，即停留時間應(yīng)大于。在停留期內(nèi)，須完成接糖桿回程運(yùn)動(需時 95176。當(dāng)推糖結(jié)束時它閉合到最小距離，閉鉗時間為 35176。而回程時間為 95176。的時間?，F(xiàn)確定推糖和回程各占用分配軸轉(zhuǎn)90176。 1)推 糖桿：在推糖桿將糖塊向左推送和隨后的回程運(yùn)動期間內(nèi)，包裝紙最多只能供送所需長度的一半，否則包裝紙與推糖桿發(fā)生干涉，而包裝紙是連續(xù)等速運(yùn)動的，也就是說，此階段最多只能占用分配軸轉(zhuǎn) 180176。 此時包裝紙 剛好 被 送到預(yù)定長度并切斷，而推糖桿也將糖塊和包裝紙向左推送到與接糖桿接觸并夾緊；繼而將糖塊和包裝紙送入糖鉗內(nèi)，在此過程中包裝紙被折成“∪”形，糖塊和包裝紙進(jìn)入糖鉗時便被糖鉗夾緊，接著推糖桿向右中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21頁 共 43頁 退回，接糖桿向左運(yùn)動，而折紙扳進(jìn)行折紙；折紙板向上折紙時，工序盤便開始轉(zhuǎn)位運(yùn)動，折紙板再跟隨糖塊向上運(yùn)動 一段距離 后返回。 編制工作循環(huán)圖 (1)擬定運(yùn)動規(guī)律 該機(jī)在送糖工位的包裝工序最集中，與送紙、切紙 、送糖、推糖、接糖、折紙、工序盤糖鉗的開合和轉(zhuǎn)位等均密切相關(guān)。電動機(jī)經(jīng)帶傳動將運(yùn)動傳遞給到 Ⅰ 軸， Ⅰ 軸進(jìn)行運(yùn)動分配。由于采用了馬氏機(jī)構(gòu)，因此，中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 20頁 共 43頁 該機(jī)不宜高速。 包裝機(jī)正常工作之前，通過轉(zhuǎn)動調(diào)試手輪對包裝機(jī)進(jìn)行調(diào)試。另一傳動路線為經(jīng)齒輪傳動帶動軸 Ⅴ 、 Ⅵ 轉(zhuǎn)動，從而帶動扭結(jié)手完成扭結(jié)動作，軸 Ⅴ 經(jīng)鏈傳動、齒輪傳動帶動供紙輥及切刀運(yùn)動，實(shí)線包裝紙的供送及切斷。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19頁 共 43頁 傳動系統(tǒng) 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)傳動系統(tǒng)由主傳動系統(tǒng)和理糖供送傳動系統(tǒng)兩部分組成。 圖 打糖機(jī)構(gòu)簡圖 自動控制系統(tǒng) 為使理糖轉(zhuǎn)盤上的糖塊始終維持適當(dāng)數(shù)量，槽式電振動給料器應(yīng)配備自動控制裝置，以實(shí)現(xiàn)自動給料；另外，還設(shè)置包裝紙用完及斷紙、缺糖時的自動停機(jī)裝置。 如圖 所示： 圖 折紙機(jī)構(gòu)簡圖 1— 折紙板； 2— 糖塊； 3— 包裝紙 3） 接糖機(jī)構(gòu) 選用曲柄搖扦機(jī)構(gòu) 和滑塊機(jī)構(gòu)來驅(qū)動接糖桿 作無停留往復(fù)擺動 。 如圖 所示 ： 圖 推糖機(jī)構(gòu)簡圖 1— 推糖桿； 2— 糖塊 2)折紙機(jī)構(gòu) 選用曲柄搖扦機(jī)構(gòu)來驅(qū)動折紙板作無停留往復(fù)擺動。 如圖 所示： 圖 開鉗機(jī)構(gòu)簡圖 1— 開鉗凸輪； 2— 活動鉗手 （ 2） 裹包執(zhí)行機(jī)構(gòu) 1)推糖機(jī)構(gòu) 選用曲柄搖桿與弧度型機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合來驅(qū)動推糖桿無停留住復(fù)移中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17頁 共 43頁 動。 各機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式 （ 1） 糖鉗手的開合 為使工序盤上的糖鉗在工位 Ⅵ 、 Ⅰ 停留期間作張開和閉合運(yùn)動，選用曲柄搖桿與凸輪串聯(lián)組合機(jī)構(gòu) 驅(qū)動。齒輪 齒輪 6的齒數(shù)分別為 60 和 24，齒數(shù)比為 ，保證扭結(jié)手每張、合一次，扭結(jié)手旋轉(zhuǎn) 。輸入軸 1 的運(yùn)動經(jīng)齒輪 7 傳動后，帶動扭結(jié)手 2 實(shí)現(xiàn)扭結(jié)轉(zhuǎn)動；輸 入軸 1 的運(yùn)動經(jīng)齒輪 5帶動槽凸輪 12轉(zhuǎn)動，經(jīng)過擺桿 撥輪 傘齒輪齒條 3帶動扭結(jié)手的張、合運(yùn)動；輸入軸 1的運(yùn)動經(jīng)齒輪 5帶動槽凸輪 12轉(zhuǎn)動，經(jīng)過擺桿撥輪 9 實(shí)現(xiàn)扭結(jié)手的軸向位移運(yùn)動。扭結(jié)機(jī)構(gòu)由左右對稱兩部分組成，圖 ： 圖 扭結(jié)手結(jié)構(gòu)示意圖 1— 輸入軸； 2— 扭結(jié)手； 3— 傘齒輪齒條； 1 14— 齒輪， 9— 撥輪； 10— 擺桿； 11— 彈簧； 12— 凸輪； 15— 手盤； 16— 調(diào)節(jié)螺桿 它 主要由扭結(jié)手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動軸等組成。 (a)方案中 扭手指部夾緊時凸輪會與滾子脫離接觸； （ b）方案中兩凸輪不在一個零件上， 因此在此選擇 (c)方案。凸輪 7 可設(shè)計成由 兩片組成，以便調(diào)節(jié)曲線最高點(diǎn)的弧 長，即調(diào)整糖鉗手張開的持續(xù)時間 [19]。 活動 糖鉗手 2 到出糖工位時，凸輪 8 的曲線最高點(diǎn)與滾子 4接觸， 活動糖鉗手轉(zhuǎn)動 ，使糖鉗手張開，打糖桿將糖打出。 6個固定鉗手成盤狀用 圓錐銷固定在轉(zhuǎn)盤軸 7上，由槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動間歇轉(zhuǎn)動， 6對糖鉗手根據(jù)包裝動作要求，在不同工 位 上張開或閉合 (夾緊 )。 工序盤的 組 成及工作原理。 圖 29裹包機(jī)構(gòu)示意圖 7— 偏心輪； 10— 連桿； 9— 曲柄； 11— 雙銷曲柄； 1 16— 扇形齒輪； 13— 后沖滑塊； 1 24— 凸輪； 15— 送糖桿 ； 17— 活動 折紙板； 18— 擋板； 1 21— 夾鉗； 20— 接糖桿 ； 22— 拉簧； 23— 六鉗夾糖盤； 25— 滾柱； 26— 打糖桿； 27— 緩沖桿； 28— 彈簧 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 14頁 共 43頁 （ 5） 工序盤 為使工序盤作間歇轉(zhuǎn)位運(yùn)動，可供選擇的機(jī)構(gòu)主要有： 1)槽輪撥銷轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu) (簡稱槽輪機(jī)構(gòu) )，結(jié)構(gòu)簡單緊湊且容易制造，但從動件的運(yùn)動有柔性沖擊 (即角加速度曲線不連續(xù) )，可用于中高速輕負(fù)； 2)端面槽輪搖桿轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，從動件的運(yùn)動規(guī)律與前述機(jī)構(gòu)相同，但它的結(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些，由于主從動件是面接觸，可用于負(fù)載比較大的場合； 3)蝸形凸輪轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，能任選從動件的運(yùn)動規(guī)律，動力特性好，可用于高速重負(fù)載，但制造比較困難。本機(jī)采用 一只活動鉗手，一只固定鉗手 ， 可用于包裝部同寬度的糖果。工序盤 13 在槽輪機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)位，在轉(zhuǎn)為過程中，由于安裝工序盤鉗口外圈的固定折紙板（圖中未畫出）的阻擋，使上部伸出的包裝紙向下折疊，從而 完成對糖果的四面裹包。送糖時，為避免把糖果夾碎或變形，在擺桿 2l和接糖 桿 20 之間設(shè)有緩沖壓簧 28。裝有 6對糖鉗手的工序盤 23裝在軸 Ⅱ 上，由槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，每次轉(zhuǎn) l／ 6 圈。此外，在落 糖 口前面一分 糖 格的上方，可設(shè)置觸桿式或光電式傳感器，當(dāng)分糖格內(nèi)缺糖時，傳感器可控制送紙機(jī)構(gòu)停止送紙，實(shí)觀無 糖 不供 紙 [17]。更換具有不同形狀、尺寸的導(dǎo)糖盤，便能適應(yīng)供送不同形狀糖塊的要求。旋轉(zhuǎn)毛 刷 A的作用是刷去 重疊 的糖 塊 保證每一 糖 格內(nèi)只充填糖塊一 粒 。動力由螺旋齒輪 2傳入，通過主軸 l 使 裝糖盤蓋 10 旋轉(zhuǎn)，同時，經(jīng)雙聯(lián)齒輪 齒輪 雙頭螺紋軸 空心軸 6使中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 12頁 共 43頁 導(dǎo) 糖 盤 9 以低于裝 糖 盤蓋 10的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) (導(dǎo)糖盤轉(zhuǎn)速為裝糖 盤 的 )。 （ a）閘板式 （ b）孔盤式 （ c）振動料斗式 （ d）轉(zhuǎn)盤式 圖 理糖方案簡圖 比較這 4種方案 ， 并根據(jù)實(shí)際需要 選用第 4種方案， 并 在此基礎(chǔ)上 附加一些裝置：在轉(zhuǎn)盤上方設(shè)置貯糖料斗，并用槽式電磁振動給料器定期將糖塊送到理糖轉(zhuǎn)盤上，而在轉(zhuǎn)盤出口處設(shè)置一等速轉(zhuǎn)動的毛刷以將豎立的和重疊的糖塊拔掉。 3)如圖 (c)所示的振動料斗理糖，比較簡單，但對整理長方體糖塊的把握不大。 圖 常用切紙機(jī)構(gòu)示意圖 （ 3） 糖塊整理與供送系統(tǒng) 可供本機(jī)選用的整理供送方案有： 1)如圖 (a)所示的閘板式理糖，借閘板的上下往復(fù)運(yùn)動將糖塊整理成 列，由送糖帶將糖塊送往包裝工位，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，但速度較慢。圖中 (d)為雙刀盤機(jī)構(gòu) (切割原理與剪刀機(jī)構(gòu)相似 )，兩片扇形刀盤軸線相同，其中一片與轉(zhuǎn)細(xì)相連，而另一片與轉(zhuǎn)軸抽套相連，動力通過不同的傳動路線，使兩刀盤反向、等速旋轉(zhuǎn)，兩刀刃在交錯過程中實(shí)現(xiàn)對包材的切割。 — 176。圖中 (c)為雙滾刀機(jī)構(gòu)，適于連續(xù)式高速包裝機(jī)。 — 2． 5176。圖中 (b)為單滾刀機(jī)構(gòu)，卷紙 由 固定后刀片供送，當(dāng)滾刀旋轉(zhuǎn)通過后刀片刃口時，將卷紙切斷。兩刀接觸面要求加工精密，壓力可調(diào)。 圖 供紙輥結(jié)構(gòu)示 意圖 1— 軸； 2— 銅套； 3— 套筒； 5— 夾紙盤； 6— 調(diào)節(jié)滑輪； 7— 皮帶； 8— 螺釘； 9— 拉簧； 10— 調(diào)節(jié)螺桿； 11— 滾動軸承； 12— 拉簧； 13— 緊定螺釘； 14— 油杯 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 10頁 共 43頁 （ 2） 切紙機(jī)構(gòu) 常用的切紙機(jī)構(gòu)有三種基本形式，如圖 所示，圖中 (a)為剪刀機(jī)構(gòu)。當(dāng)商標(biāo)紙和內(nèi)襯紙的位置不對中時，通過調(diào)節(jié)螺桿 10進(jìn)行調(diào)整。為使操作方便，將卷筒內(nèi)襯紙和商標(biāo)紙的紙架就近設(shè)置在機(jī)器的上方。兩個供紙輥分別裝有商標(biāo)紙和內(nèi)襯紙，經(jīng)導(dǎo)向輥后，由一對拉紙輥 4拉下井送到包裝工位。 機(jī)構(gòu)選型 及結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1） 供紙機(jī)構(gòu) 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9頁 共 43頁 采用卷筒紙連續(xù)供紙方式，圖 。 3)扭結(jié) 為將伸出糖塊兩端的包裝紙扭緊封閉，需在工位Ⅴ配置兩個扭結(jié)機(jī)械手 扭結(jié)時 作開閉、旋轉(zhuǎn)和軸向移動三種配合運(yùn)動。 2)折紙 包裝紙在由工位Ⅰ轉(zhuǎn)位別工位Ⅱ的過程中被折成“Ｕ”形，在工位 Ⅰ 由折紙板 8向上折疊而成為“ ” 形，然后由工位 Ⅰ 轉(zhuǎn)位到工位 Ⅱ 時被固定折紙板 13 折疊而形成筒狀。工序盤采用有六個槽的糟輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，這樣就可將槽輪與工序盤布置在一根軸上以簡化主傳送系統(tǒng)和提高傳動精度。 （ 3） 主傳送 為將糖塊和包裝紙由工位 Ⅰ 間歇地依次傳送到工位Ⅵ，需配置工序盤 10，在盤上設(shè)置六對糖鉗 11，以便夾緊糖塊和