【正文】 mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) mn 大于由齒根彎曲疲勞計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn=， 已可滿足彎曲強(qiáng)度。硬度為 240HBS (4) 選取螺旋角，由于是交錯(cuò)軸 ∑=90176。 送糖螺旋齒輪鏈輪頂糖桿凸輪槽輪 =1: 3凸輪組螺旋齒輪 輸送帶鏈輪螺旋齒輪 =1: 2螺旋齒輪 =1: 1螺旋齒輪 =1: 2機(jī)械手螺旋齒輪槽輪供紙鏈輪 圖 44 手柄軸面方向軸空間布置圖 凸輪組螺旋齒輪的設(shè)計(jì) 已知條件為：凸輪齒輪嚙合的傳動(dòng)比 i=1/1，主要起換向的作用，屬于交錯(cuò)軸的傳動(dòng)；輸入功率為：由前面分配的功率可知 P=。因此齒輪材料性能的基本要求為：齒面硬，齒芯要韌。 其中軸孔的直徑由軸的設(shè)計(jì)定。/z） ]=[+cot（ 180176。 查得鏈節(jié)距p=。 查得小鏈輪的輪齒系數(shù) )()(K 1 ?? = LK )()( p ?? = 選取單排鏈，多排鏈系數(shù) Kz=，故得所需傳遞的功率為 PP PLZ ca0 ????? 根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1=375r/min 及功率 P0=， 由已經(jīng) 計(jì)算出的已知條件 選取鏈 號(hào)為 06B 單排鏈。 由鏈傳動(dòng)的特性可知，應(yīng)按小轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)， 即按 n1=250r/min 設(shè)計(jì) 1．選擇鏈輪齒數(shù) Z Z2 假使鏈速 v=～ 3m/s，選取小鏈輪齒數(shù) Z1=17 則 Z2=i Z1= 21=，取 Z2=43；。 2． 缺點(diǎn) 它只能用于回轉(zhuǎn)的傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損后會(huì)跳齒；工作時(shí)噪音大；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。 帶輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸圖形如圖 42所示 。（ i=1）、傳動(dòng)平穩(wěn)情況下的單根三角膠帶所能傳遞的功率（ kw），其值 因?yàn)閹蜑?z型， D1為 80mm，帶速 V為 所以取 P0= 取Δ P0= 取包角系數(shù) Ka= 取長(zhǎng)度系數(shù) KL= 所以膠帶根數(shù) 9 5 3 )( ????? 最后取 Z=1 8．確定皮帶預(yù)緊力 F0 2aca0 qvvz)1K (P500F ?????? （ 44）式中 q—— V帶每米的重量（ N/m） q=式中 Pca—— 計(jì)算功率：由前面計(jì)算的 Pca = 包角系數(shù)為 K a= V帶速：由前面知 v=Z帶數(shù)：由前 面給定 Z=1 )(F 20 ???? ???? 9．求軸上的壓軸力 R 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 N2sinZF2R 10 ???? （ 45） 預(yù)緊力 F0= 牛 根數(shù) Z=1 包角α 1=176。此外，為保證帶子在工作中既不出現(xiàn)打滑黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 所能傳遞的功率。 ,所以符合包角要求。如包角太大，摩擦力不足，則帶容易打滑。因此三角膠帶初選中心距 a0，一般根據(jù)結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)位置需要。 因?yàn)?V= m/s 35 m/s 所以帶的速度合適。所以在結(jié)構(gòu)尺寸允許的條件下，最適當(dāng)?shù)乃俣仁?10～ 20 米 /秒。 由于主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 D1≥ 50mm，所以選取的尺寸符合要求 4．計(jì)算膠帶的速度 V 100060 nDv 11? ??? ? （ 42） 式 中 D1=80mm n1=1440r/min（按小傳動(dòng)比計(jì)算） 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 25080 ?? ??? ?v m/s 由上式知輪徑定了，帶速隨之也定了，傳遞同樣功率，帶速 V 越小，傳遞的圓周力就越大，需要膠帶的根數(shù)越多。 所以選用 Z 型帶。所以正確選定膠帶型別十分重要。型別過(guò)大還使直徑 D、中心距 a加大。 及設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)要求 傳動(dòng)的用途和工作情況選定： 所選帶傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比為 1/～ 1/ 的無(wú)級(jí)傳動(dòng)；輕載工作，一級(jí)傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 10 小時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1440r/min。 帶傳動(dòng)缺點(diǎn) 傳動(dòng)帶富有彈性，可以緩和沖擊和振動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無(wú)噪音；當(dāng)機(jī)器過(guò)載時(shí)，帶子會(huì)在帶輪上產(chǎn)生打滑，可防止其它零件損 傷；制造、安裝精度較低，成本低，維護(hù)方便；適用于中心距較大時(shí)的傳動(dòng)。 為了后面進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)，大致對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率分配，由于水平有限，只進(jìn)行粗分配，不記傳動(dòng)過(guò)程的損失。由《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)》 P97中同類機(jī)器的比較，取電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 n=1440r/min，額定功率 p= 總傳動(dòng)比為： i=100/1440～ 150/1440=1/～ 1/。 開(kāi)始不能得到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力，也就不能計(jì)算出個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需功率，從而不能計(jì)算到所需電動(dòng)機(jī)的功率。對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)電動(dòng)機(jī)功率過(guò)大造成功率因素過(guò)低也是不經(jīng)濟(jì)的。 6．為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，必須考慮經(jīng)濟(jì)成本 ,包括初始成本和運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)成本。如防爆、防塵、防腐等等。 3．必須考慮到工作機(jī)對(duì)原動(dòng)機(jī)提出的啟動(dòng)、過(guò)載、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、調(diào)速和控制等方面的要求。在有電源的條件下盡可能選擇電力驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗杀镜?，操作控制方便，機(jī)械活動(dòng)范圍廣。 I 槽 =1/ 3I 鏈 =1/ 2. .5I 帶 =1/ 3. 84~1 /5 .7 6I 1 =1/ 1I 2 =1/ 2 I 3 =1/ 2 圖 41 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 1電動(dòng)機(jī) 2帶式無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu) 3鏈輪副 4分配軸手輪 5頂糖桿凸輪 6剪紙凸輪 7撥糖桿凸輪 8抄紙板凸輪 9接糖桿凸輪 10鉗糖機(jī)械手 11撥糖桿 12槽輪機(jī)構(gòu) 13接糖桿 14頂糖桿 15送糖盤 16齒輪副 17供紙部件鏈輪 18輸送帶鏈輪 19螺旋齒輪副 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 選用電機(jī) 原 動(dòng)機(jī)是機(jī)械系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)部分。 巧克力糖果包裝機(jī)中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、鏈輪機(jī)構(gòu)和帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 由于功率小，主要是進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳遞。常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、楔塊機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、摩擦輪機(jī)構(gòu)、撓性件機(jī)構(gòu)、彈性機(jī)構(gòu)、液氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、電氣機(jī)構(gòu)以及利用以上一些常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合而產(chǎn)生的組合機(jī)構(gòu)。時(shí)，撥糖裝置到達(dá)行 程的最下端，即在機(jī)械手裝置的下表面左右，隨后慢慢退回。左右完全張開(kāi)，而此時(shí)的撥糖機(jī)構(gòu)已慢慢地壓入機(jī)械手，將糖慢慢地向下擠。 2．到分配軸轉(zhuǎn)位 140176。的時(shí)候，撥糖機(jī)至原位， 不 作任何停頓 慢慢地向下壓，到分配軸轉(zhuǎn)位 120176。左右又開(kāi)始。時(shí)重新開(kāi)始啟動(dòng)。 9．到 分配軸轉(zhuǎn)位 350176。時(shí)，頂糖機(jī)構(gòu)退至起始位置保持靜止，直至下一循環(huán)分配軸轉(zhuǎn)位 130176。時(shí)，抄紙機(jī)構(gòu)開(kāi)始啟動(dòng)，它將實(shí)現(xiàn)對(duì)巧克力糖底邊鋁箔紙的包裝。隨后頂糖機(jī)構(gòu)往回退（向下），而接糖機(jī)構(gòu)還是往上退，此時(shí)的巧克力糖已被機(jī)械手Ⅰ 工位機(jī)械手的閉合夾得死死的，不會(huì)掉下來(lái)。 6．到 分配軸轉(zhuǎn)位 280176。左右，Ⅰ 工位機(jī)械手開(kāi)始閉合，直到分配軸轉(zhuǎn)位 240176。時(shí)再開(kāi)始啟動(dòng)。到 分配軸轉(zhuǎn)位 197176。 4．到 分配軸轉(zhuǎn)位 170176。 3．到 分配軸轉(zhuǎn)位 160176。時(shí) 剪紙機(jī)構(gòu)開(kāi)始啟動(dòng)，凸輪帶動(dòng)連桿使剪紙刀頭快速地黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 向下切。左右接糖機(jī)構(gòu)開(kāi)始啟動(dòng)，它不斷地向下運(yùn)動(dòng)。它們直至下一循環(huán)又開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。在次期間供紙機(jī)構(gòu)不斷供紙，直至 分配軸轉(zhuǎn)位 120176。 合60280開(kāi)開(kāi)240合170圓柱凸輪接糖機(jī)構(gòu) 1 工位機(jī)械手開(kāi)合 2 工位撥糖機(jī)構(gòu)頂糖機(jī)構(gòu)固定平面凸輪偏心輪槽凸輪送糖盤轉(zhuǎn)位剪紙機(jī)構(gòu)抄紙機(jī)構(gòu)供紙機(jī)構(gòu)機(jī)械手轉(zhuǎn)位六槽槽輪機(jī)構(gòu)平面凸輪六槽槽輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪 圖 31 巧克力糖包裝機(jī) 工作循環(huán)圖 其次來(lái)研究機(jī)械手、送糖盤轉(zhuǎn)位、供紙機(jī)構(gòu)、剪紙機(jī)構(gòu)、抄紙機(jī)構(gòu)、接糖機(jī)構(gòu)、頂糖機(jī)構(gòu)及 Ⅰ 工位機(jī)械手閉合情況的關(guān)系： 1．當(dāng)分配軸轉(zhuǎn)位 120176。 機(jī)械手Ⅰ工位段 循環(huán)圖的說(shuō)明：首先我們選定分配軸的轉(zhuǎn)向方位為參考對(duì)象，其工作轉(zhuǎn)速為 100～150r/min。它是各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)圖。這就要用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖來(lái)描述各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 3 章 巧克力糖果包裝機(jī)工作循環(huán)圖 糖果包裝機(jī)的各個(gè)工藝動(dòng)作是相互獨(dú)立的，它們各自實(shí)現(xiàn)自己的子功能。 (3) 抄紙和撥糖機(jī)構(gòu)、抄紙和撥糖機(jī)構(gòu)如圖 28所示。 此外，當(dāng)接糖桿與頂糖桿同步上升時(shí)應(yīng)使糖塊上的夾緊力不能太大，以免損傷糖塊，同時(shí)，應(yīng)使夾緊力保持穩(wěn)定。 (2) 頂糖和接糖機(jī)構(gòu) 接糖桿的運(yùn)動(dòng)，不僅具有時(shí)間上的順序關(guān)系，而且具有空間上的相互干涉關(guān)系。 圖 27 巧克力糖果包裝機(jī)總體布置 1電動(dòng)機(jī) 2帶式無(wú)級(jí)變速器 3鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 4分配軸手輪 5頂糖機(jī)構(gòu) 6送糖盤部件 7供紙部件 8剪紙刀 9接糖機(jī)構(gòu) 10凸輪箱 11撥糖機(jī)構(gòu) 12機(jī)械手轉(zhuǎn)盤 13輸送帶 (1) 機(jī)械手及進(jìn)出糖機(jī)構(gòu) 如圖所示送糖盤 6 從輸料帶上取得糖塊，并與鉗糖機(jī)械手反向同步旋轉(zhuǎn)至進(jìn)料工位，經(jīng)頂糖、折邊后，經(jīng)機(jī)械手送至出糖工位后落下或由撥糖桿 11推下。 2．自動(dòng)機(jī)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu) 根據(jù)巧克力糖的包裝工藝，可確定自動(dòng)機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為送糖機(jī)構(gòu)、供紙機(jī)構(gòu)、接糖和頂糖機(jī)構(gòu)、抄紙機(jī)構(gòu)、撥糖機(jī)構(gòu)、鉗糖機(jī)械手的開(kāi)合機(jī)構(gòu)、 轉(zhuǎn)盤步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等七種。 根據(jù)工藝路線分析，實(shí)際需要兩個(gè)工位，一個(gè)是進(jìn)料、成型、折邊工位，另一個(gè)是出料工位。因此，由文獻(xiàn)綜述中的方案比較，選擇全自動(dòng)機(jī)型。 巧克力糖果包裝機(jī)的功能分解如圖 26所示。由總功能分解為分功能，最后作出功能結(jié)構(gòu)圖。 總功能 通過(guò)輸料帶將圓臺(tái)形巧克力糖送入糖果包裝機(jī)中，經(jīng)過(guò)包裝機(jī)成型、折邊等一系列動(dòng)作后，將包裝好的巧克力糖果輸出。 圖 25 巧克力糖果包裝工序 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 確定功能結(jié)構(gòu) 確定技術(shù)系統(tǒng)總功能，及進(jìn)行功能分解。 ，先后向Ф 24 大端面上折去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。該機(jī)的包裝工藝初擬如下 64*64 鋁箔紙覆蓋在巧克力糖小端的正上方。在這里，已水平放置為宜。 在選擇供紙機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)時(shí)，主要依據(jù)下列兩點(diǎn)： .本機(jī)原始資料已決定采用卷筒紙。粒狀巧克力糖包裝紙采用厚為 的鋁箔紙，它的特點(diǎn)是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂。如果將 自動(dòng)機(jī)的進(jìn)料系統(tǒng)直接與巧克力糖的成形機(jī)的出料口相連接，則就比較容易解決巧克力糖的自動(dòng)上料問(wèn)題。顯然，像巧克力糖之類產(chǎn)品使用料斗式上料機(jī)構(gòu)是不適宜的。黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 在進(jìn)料和出料時(shí)應(yīng)避免因碰撞而損傷產(chǎn)品等。因此，考慮機(jī)械動(dòng)作時(shí)應(yīng)適合它的特點(diǎn)，以保證產(chǎn)品的加工質(zhì)量。 一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)始總是想模仿工人包 裝的動(dòng)作作為機(jī)器工藝設(shè)計(jì)的初步依據(jù)，但是作為高明的設(shè)計(jì)者，不能只局限于模仿人工動(dòng)作。 啟 動(dòng)、停 止 控 制驅(qū) 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 支 承 機(jī) 構(gòu)頂 糖供 紙 剪 紙接 糖環(huán) 境 系 統(tǒng)抄 紙撥 糖人包裝好的巧克力糖信號(hào) 220 V~未包裝圓臺(tái)形 巧克力糖機(jī)械系統(tǒng)1工 位夾緊送糖盤送糖 圖 24 引進(jìn)技術(shù)后的具體過(guò)程圖 粒狀巧克力糖果包裝工藝的確定 通過(guò)翻閱書籍和在網(wǎng)上查閱資料，了解到糖果包裝的方式有很多種，如扭結(jié)式、端折式、信封式、枕形式、裹封式。 黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 確定技術(shù)過(guò)程 工作過(guò)程如圖 23所示。 黑 箱（糖果包裝機(jī)）噪聲環(huán)境未包裝圓臺(tái)形巧克力糖操作指令振動(dòng)已包裝好的巧克力糖顯示 驅(qū)動(dòng)能 圖 22 糖果包裝機(jī)黑箱圖 由黑箱看出，要實(shí)現(xiàn)這些功能，必須由黑箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)黑箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝可靠，操作方便、安全，維修容易。生產(chǎn)率為 100~150顆 /分，糖紙為方形 64mm 64mm、厚 的鋁箔紙，其尺寸如圖 21。其次通過(guò)對(duì)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)，對(duì)包裝機(jī)的整體結(jié)構(gòu)有一個(gè)比較詳細(xì)的了解，熟悉實(shí)現(xiàn)包裝功能機(jī)構(gòu)的原理及結(jié)構(gòu)。 因此，在這種的發(fā)展趨勢(shì)下，選擇該課題有著重大意義。 OEM 制造業(yè)者與最終消費(fèi)者將趨向購(gòu)買操作簡(jiǎn)易且安裝容易的包裝機(jī)械，尤其是當(dāng)前制造業(yè)大量裁員，對(duì)簡(jiǎn)易操作系統(tǒng)的需求將與日俱增。國(guó)外企業(yè)在為用戶提供生產(chǎn)自動(dòng)線或生產(chǎn)流水線設(shè)備時(shí)注重成套完整性，無(wú)論是高技術(shù)附加值還是較簡(jiǎn)單的設(shè)備門類，都按配套性要求提供。依靠經(jīng)過(guò)更新的自動(dòng)包黑龍江東方學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 裝機(jī)械系統(tǒng)，它能在 功能方面引領(lǐng)主流包裝機(jī)械潮流，同時(shí)，設(shè)備使用者可以更具有獨(dú)立性、靈活度、操作正確性、高效率、可兼容性，以及支持其最終用戶獲得更高性能和生產(chǎn)力。它有高性能的控制器、可升級(jí)的操作界面、工廠信息軟件和運(yùn)動(dòng)控制單元，可以顯著提高包裝機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)率，提升整體設(shè)備效率。 據(jù)了解，為配合我國(guó)食品工業(yè)的發(fā)展，包裝機(jī)械設(shè)備正朝著機(jī)械功 能多元化、結(jié)構(gòu)設(shè)