【正文】 包裝機器人是提高空間利用率的有效方法，它能利用同樣的空間上生產出更多的產品。大多數的應用和食品有關，許多在糖果工業(yè)中運用。 Goodman包裝設備公司, Waukegan的通用包裝方法是收獲產品，如果需要通過三軸旋轉它使其在照片上可見。 這公司每年制造大約75套集成的系統(tǒng)并且有超過750個包裝系統(tǒng)在運轉中的。在另一個廠房，機器人組裝站立著正以100袋/分鐘的速度代替三個人輪班工作。 Goodman解釋說，”我們已發(fā)現這機器人的高級裝載方法是運輸集裝箱包裝的替代，我們也看到了它的加載或卸載包裝到箱子、盤、硬紙盒等等集成的解決方法。單憑經驗是機器人代替一人為每50容器包裝，取決于它們的重量、大小和包裝的質量?！睓C器人的模擬軟件讓用戶把過程模塊化，優(yōu)化配置，并且核對循環(huán)次數以減少這些應用程序中的危險”，機器人制造商Adept技術公司的副總裁Joe Campbell解釋說。碎木板廠商和化肥包裝商被看成是其最大受益人 。我們還正開發(fā)不同的為機器人導航和檢查的集成的視覺系統(tǒng)解決方案。我們的IRB340柔性抓取機器人就是其中的一個例子。Fanuc的裝運和組裝工程師Matt Job在Farmington Hill, ：“機器視覺上的主要進步使我們能集成機器人和包裝系統(tǒng)而沒有整理或產品對齊的設備，除去這些外圍設備能讓我們節(jié)省整個系統(tǒng)的成本 。 最近在機器人技術的進步已簡化了包裝和硬紙盒程序的應用過程?！币粋€多坐標的機器人能把產品插入到容器，即使當包裝位于地板的角上?！? 位于俄亥俄州西部卡羅頓的Motoman公司的機器人系統(tǒng)的經理Adds Jack Justice說， “對于特定設計的方案，制造可靠的，能被快速替換的工業(yè)機器人，意味著失敗之間時間 (平均實效間隔時間)超過了50,000小時。 混合管理的制造商們逐漸地看到機器人裝配的方法在有眾多操作的產品生產中是一條避免混亂的路子，“如果在汽車的發(fā)動機上有兩個略微不同的部分,用錯誤的部分將導致整條汽車的裝配線關閉”，GSMA系統(tǒng)公司的主席Maakk W. Senti解釋說，這家公司位于棕櫚灣。并且當許多廠商由于對未來產品的配置很難預測，他們期望應用機器人來改變這種狀況。有時機器人能更好寬容在產品大小上的變化，能處置精致的產品，這些產品如果遭受傳統(tǒng)的推拉及整理手段很容易破碎。 “從人體工程學問題比如重復移動/壓力的問題看，當操作成為傷害人工操作者的因素時,機器人也正變得能夠發(fā)出呼叫。，它能包裝糖果,冰淇淋,和烤制的食品(小吃的外包裝)并且放入盤子和硬紙盒。隨機順序的用托板裝運的動作定位了分布和順序執(zhí)行中心,在這其中產品被分別抓取并用手工裝運到托板上。和機器人一起工作的理由須包括在包裝過程中達到衛(wèi)生設備的保證要求，根據Rick Tallian,一位機器人制造商ABB公司負責包裝為制造業(yè)和消費者工業(yè)系統(tǒng)的管理者，這家公司位于新柏林的威斯街。“他們在餅干包裝中使用機器人的經驗在那些有前瞻性的公司在幾個月后將應用機器人學的做法是典型的”， RIA的主席Kevin Ostby在獎勵大會上預測說。這家公司相信，工人有足夠的時間安裝這些脆弱的紙杯子并且足夠快，但手工操作的方法質量是難以保證的。機器人工業(yè)和自動圖象聯盟認為這樣的結果很好，以致在最近它獲得了由用戶認可的食品制造商的獎勵。ABB公司的敏捷彎曲抓取機器人試圖從速率為150/min的傳送機抓取餅干，并且輕輕地將它們放置在五塊餅干高的紙杯子里。 Amere三年了。在有眾多的操作選項的產品生產的方法中，制造商逐漸地看到了作為避免混亂的機器人裝配的優(yōu)點。和能在包裝過程中達到衛(wèi)生設備的保證要求的機器人一起工作的方法的理由。 James F Manji。 另外，本論文的完成與同學的幫助和支持是分不開的，在此也向他們表示我的謝意。在孫老師的指導下，短短三個多月的畢業(yè)設計時間內，使我不僅掌握了設計方法，還培養(yǎng)嚴謹全面的思考問題能力，對我今后的工作幫助很大，令我受益匪淺。在設計中我遇到了很多困難，都是在孫老師的幫助下解決完成的。參考文獻[1][M].北京：科學技術出版社，1993． [2]楊可楨,程光蘊,[M].北京：高等教育出版社，2006．[3][J]．現代化工，2000，20(8)：1518．[4][M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2001．[5][M].北京：機械工業(yè)出版社，1997．[6][M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004．[7]王連明,[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005．[8]王知行,[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2002．[9][M].上海：上?？茖W技術出版社，2005．[10][M].北京：機械工業(yè)出版社，2004．[11][J].中國機械工程，2001，12(5)：492．[12][J].中國機械工程，2001， 12(1)：5657；[13][J].中國機械工程，2001， 12(11)：12941295；[14]、測試、建模、對策[J].華中理工大學出版社， 1999：955；[15]朱明海,[J].山東工業(yè)大學學 報，1991（增刊）：6581；[16] [J].聚酯工業(yè)，2005，(01).[17] 張大可,[J].河南科技，2002，(18)．[18] 章軍,[J].食品與機械，2002，(05)．[19]劉小龍,劉晨,伊明有些參數無法精確確定，只有試制出機器后通過做試驗方可得出精確值。在本論文的設計計算部分，設計計算了傳動部分的無級變速器及同步帶的結構，齒輪和齒輪的校核，設計了斜齒輪軸，校核了軸和軸上的鍵及軸承的壽命；輸送部件的鏈、鏈輪的結構，另外還設計了其它的零件的結構。然后確定采用刀具回轉和物料直線進給的切菜機。該切菜機用于食堂、賓館等餐飲行業(yè)，可切制蔬菜、水果、魚類等多種食品，根據物料的不同可達到2500kg/h的效率，并能實現厚度在1～30 mm之間的任意調節(jié)。而且主要不足是功能單一，生產率低。而食品機械的設計必須符合國家商業(yè)部有關食品機械的部標準。結 論進入21世紀以來，食品工業(yè)的分工越加細化。雖然刀片為不銹鋼材質，但是要在刀具使用之后用水洗凈，烘干，涂油保管起來，不要與其它硬件放在一起，以免碰壞刀片的刀刃。采用圓盤刀具的一個重要的特點是它能夠調整切片厚度。圓盤刀具同樣又分為單刀圓盤刀和雙刀圓盤刀。 (a) 單 刀 (b) 雙 刀 新月型刀具主要應用于切削物料形狀不規(guī)則，短而硬的物料，如土豆，洋蔥等。加工長度為1～16mm?？梢郧衅?，也可以切絲。單刀用于加工莖類，葉類，長細狀的物料。如圖()在物料輸送速度一定的條件下，用雙刀具時的物料切片厚度為采用單刀時的切片厚度的一半。現分別介紹如下：主要用于切削軟的物料，如食品，葉類蔬菜等?？梢酝ㄟ^換用不同的刀具切不同的物料，切出各式的形狀。輸送帶速度 刀旋轉速度 r/min本章主要敘述了傳動鏈的設計計算，如：鏈傳動主要參數的選擇，鏈輪齒數、和傳動比，鏈節(jié)距和排數，鏈節(jié)數和鏈輪中心距，鏈作用在軸上的力；鏈輪的設計計算，如：鏈輪材料的選擇，鏈輪結構參數的計算等內容。所以齒頂圓取為80 mm。在本設計中鏈選用是08A型，考慮鏈輪的加工性，采用3R齒形。有利于降低機器的加工成本和食品的衛(wèi)生要求。中心距a=190mm； 壓軸力N；工作拉力N。 鏈作用在軸上的力 鏈速公式：m/s （） 式中：—鏈節(jié)距（mm）。初定中心距=15則鏈節(jié)數：節(jié)取=46節(jié)。但中心距過大時，除結構不緊湊外，還會使鏈的松邊上下顫動，使運行不平穩(wěn)。在傳動比、鏈輪中心距又過小時，鏈在小鏈輪上的包角小，與小鏈輪同時嚙合的鏈節(jié)數亦少。查[2]得=；查[2]得=；考慮傳遞的功率不是很大，選單排鏈，由[2]查得=1。鏈的型號和節(jié)距可根據傳遞的功率及小鏈輪轉速和公式確定額定功率。因此，在設計時，在承載能力足夠的條件下，盡量選取較小節(jié)距的單排鏈；高速重載時可采取小節(jié)距的多排鏈。 鏈節(jié)距的大小反映了鏈節(jié)和鏈輪輪齒各部分尺寸的大小。選取鏈輪齒數，還應考慮到輪齒和鏈的均勻磨損問題。但若鏈輪齒數太多，除傳動尺寸和機件重量增大外，還易因磨損節(jié)距增長而發(fā)生跳齒和掉鏈現象，縮短鏈的使用壽命。在相同節(jié)距下，齒數少可減少外廓尺寸，但齒數過少，增加傳動的不均勻性和動載荷；增大鏈條繞入和退出鏈輪時鏈節(jié)間的相對轉角，加速鉸鏈的磨損；增大鏈的工作拉力，加速鏈和鏈輪的損壞，增加軸承的載荷。本節(jié)設計和之間的鏈傳動。第4章 鏈傳動部件設計 鏈傳動主要參數的選擇由總體設計分析選用鏈作為輸送帶傳動的主要形式。 因為這是一般動力傳動，而且線速度3m/s,故選用8級精度，側隙種類代號為C,標注為 8f GB1008988。由,得所以 m/s顯然，6m/s,與原假設值相符，選用鑄錫鋅鉛青銅ZcuSnPb5Zn5為蝸輪輪緣材料合適。蝸輪分度圓直徑 mm蝸輪喉圓直徑 mm蝸輪齒根圓直徑 mm蝸輪咽喉母圓半徑 mm當量齒數，根據，從[2]中查得齒形系數螺旋角系數許用彎曲應力 由[2]壽命系數 MPaMPa由此可見彎曲強度是滿足的。m（2）確定載荷系數 K由于機器運轉載荷平衡故K= （3）確定許用接觸應力 查[2]由材料得 MPa（4）計算中心距mm由[2]查取，選取中心距為80，模數為2，分度圓直徑mm，直徑系數，分度圓導程角，蝸輪齒數為62，變位系數。依據GB/T 10085 的推薦，本傳動使用漸開線蝸桿（ZI）. 由[2]按i=60,選取=1，則=i=601=60。 考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度也不快，蝸桿選用40Cr制造，表面淬火處理，HRC45～50。由[2] 分別進行查表或插值計算得徑向載荷系數和軸向載荷系數：軸承1 軸承2 因軸承運轉中有中等沖擊載荷， 取NN。由[2]得7204C派生軸向力，初取e＝ 估算。本次驗算為刀片傳動中齒輪軸兩側的軸承的校核，其型號為7204C。顯然滿足強度條件。m）； d—軸的直徑（mm）； l—鍵的工作長度（mm），58mm； 、b—鍵的公稱長度和鍵寬（mm）； k—鍵與轂槽的接觸高度（mm）； —許用應力（MPa）。平鍵的兩側面是工作面，工作時兩側面受到擠壓，對于按標準選擇尺寸及鍵為常用材料的普通平鍵聯接其主要失效形式是鍵、軸槽和轂槽三者中強度最弱的工作面被壓潰。 剪應力按對稱變化，即。 （） （） 式中：—對稱循環(huán)下材料試件的彎曲疲勞極限(N/mm2)； —對稱循環(huán)下材料試件的扭剪疲勞極限(N/ mm2)； 、—彎曲、扭剪的有效應力集中系數； —表面品質系數； 、—彎曲、扭剪的絕對尺寸影響系數； 、—彎曲、扭剪應力的應力幅N/ mm2，一般傳遞動力的軸，彎曲應力為對稱循環(huán)，單向回轉的軸，考慮載荷的不均勻性，扭剪應力應視為脈動循環(huán)； 、—材料拉伸、扭剪的平均應力折算系數。m 從彎矩圖中可知，斜齒輪軸中間的aa剖面彎矩載荷最大，是危險截面。mbb剖面，Nmbb剖面: Nm bb剖面: N根據多功能切菜機的設計要求和前面的總體分析，軸的結構如圖 。由公式（）得： mm考慮到實際的工作狀況，取軸徑為16mm。由材料力學可知，軸受轉矩的作用時，其強度條件為： mm （） 式中:—軸剖面中最大扭轉剪應力（MPa）； P—軸傳遞的功率（kW）； n—軸的轉速（r/min）；—許用扭轉剪應力（MPa）； C—由許用扭轉剪 應力確定的系數； d—軸的直徑（mm）。本設計中沒有同類型已有機器的軸的結構和尺寸，可分析對比；經驗公式一般用于減速器設計時軸徑的估算；故本設計采用第一種方法，按扭轉強度計算。法向變位系數 小齒輪 ，大齒輪 軸的設計計算 軸的材料選擇 因傳遞的功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，但由于斜齒輪與該軸做成一體，故選用40Cr,為材料，并經調質，表面淬火處理。修整螺旋角分度圓為：mmmm齒寬為： mm取為20mm，則mm，mm。則由[2]得：= (2)修正為：mm為了結構的需要取=。由公式（）得：hh查[2]得：=查[2]得：=查[2]得：=360MPa所以許用彎曲應力為： MPa==所以 ==取=，則： （1）載荷系數公式： （） 式中:—使用系數； —動載系數； 、—齒向載荷分布系數； —齒間載荷分配系數。 （）式中:、由實驗獲得，隨材料而異。(3)查[2]由材料硬度選擇齒寬系數=。 (1)小齒輪傳遞的轉矩： N齒輪模數計算公式： （） 式中:—小齒輪傳遞的轉矩（N 因為本設計中，齒輪采用閉式傳動，