【正文】 有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型封箱機(jī)，都有久享盛譽(yù)的封箱機(jī)供應(yīng)國內(nèi)外市場。絕大部分產(chǎn)品都不用包裝，只有少數(shù)產(chǎn)品采用手工包裝，因此談不上不上包裝機(jī)化。解放后的30年間，我國封箱機(jī)的發(fā)展相當(dāng)緩慢。20世紀(jì)60年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機(jī)，20世紀(jì)70年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機(jī)等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。20世紀(jì)90年代以來，包裝機(jī)工業(yè)每年平均以20%30%的速度增長，發(fā)展速度高于整個(gè)包裝工業(yè)平均增長速度的15%17%,%。隨著我國商品經(jīng)濟(jì)的繁榮和人民生活水平的提高，封箱機(jī)包裝技術(shù)的前景十分樂觀。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進(jìn)行包裝設(shè)備的技術(shù)改造和生 產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國封箱機(jī)的水平和市場競爭力。無論在產(chǎn)品品種、技術(shù)水平還是產(chǎn)品質(zhì)量方面都有一定的差距。 這種狀況不但浪費(fèi)了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機(jī)市場的無序混亂,阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機(jī)的升級換代和包裝技術(shù)的創(chuàng) 新。我國的食品包裝機(jī)發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機(jī)包裝技術(shù)的水平有待迫切開發(fā)的需要。另外，包裝機(jī)市場日趨壟斷化。國際包裝界十分重視提高包裝機(jī)加工和整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機(jī)零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機(jī)廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標(biāo)準(zhǔn)件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機(jī)廠將可能是組裝廠。包裝機(jī)的最終作用在于提高 生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。 課題研究的內(nèi)容以及采取的方法課題研宄內(nèi)容為：比較各種方案優(yōu)越性，并選擇一種設(shè)計(jì),確定紙盒四角邊封箱機(jī)整體方案包括（機(jī)械本體結(jié)構(gòu)方案、零部件選取、控制系統(tǒng)方案）進(jìn)行機(jī)器人三維實(shí)體設(shè)計(jì)，造型，計(jì)算，仿真模擬。擬采用的方法是理論推導(dǎo)和計(jì)算繪圖分析的方法。在設(shè)計(jì)過程中我們應(yīng)該綜合運(yùn)用這些方法，可以使設(shè)計(jì)更為細(xì)致。 技術(shù)參數(shù)要求紙盒尺寸范圍：L320500W200500H180500mm效率：360500箱/小時(shí)封箱膠帶寬度：36mm、48mm、60mm使用膠帶類型：OPP膠帶工作臺高度：750mm785mm 基本任務(wù)設(shè)計(jì)說明書6070頁，繪圖工作量不小于3張A0機(jī)械系統(tǒng)整體裝配圖一張A0機(jī)械系統(tǒng)部件圖一張A1主要零件圖傳統(tǒng)的膠帶封箱機(jī)在把紙箱送進(jìn)封合時(shí)需要手工對紙箱的上蓋進(jìn)行折合后送進(jìn)封箱機(jī)，因此當(dāng)封箱機(jī)與生產(chǎn)線配套時(shí)，必須在此處配置一個(gè)工位進(jìn)行人工折合上蓋送入封箱機(jī)進(jìn)行封箱。而作為能更好地和流水線及全自動生產(chǎn)線配套的實(shí)用新型全自動紙盒四角封箱機(jī)必將取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)的膠帶封箱機(jī)。首先我們通過各種搜索途徑查閱和分析國內(nèi)外已有的研究成果，分析其中的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，對比各種已知方案的優(yōu)劣性，從而得出我們需要解決的主要問題。5第2章 方案設(shè)計(jì)第2章 方案設(shè)計(jì)全自動紙盒四角邊封箱機(jī)可以分為四個(gè)部件，分別為折蓋封箱機(jī)、四角邊封箱機(jī)、連接滾筒架、側(cè)邊滾筒架。 傳送機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 間歇式傳送（1）槽輪機(jī)構(gòu)槽輪由主動撥盤、從動槽輪和機(jī)架組成。當(dāng)主動撥盤上的圓銷沒有進(jìn)入槽輪的槽中的時(shí)候，槽輪上的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤外凸的鎖止弧卡住，槽輪靜止；當(dāng)主動撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪的槽中的時(shí)候，撥盤鎖止弧與槽輪鎖止弧分離，撥盤撥動槽輪轉(zhuǎn)動，直到圓銷與槽輪的槽脫離為止。（3）其他機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇式運(yùn)動的其他機(jī)構(gòu)還有：不完全齒輪，曲柄搖塊機(jī)構(gòu)等，在此未考慮選用，故不作詳細(xì)說明。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實(shí)現(xiàn)。機(jī)構(gòu)主要依靠紙箱的運(yùn)動，滾輪的滾動和彈簧（彈簧未畫出）的回復(fù)力壓緊膠帶，在紙箱通過各個(gè)機(jī)構(gòu)后，機(jī)構(gòu)依靠彈簧的彈力恢復(fù)初始位子。 傳送機(jī)構(gòu)方案的確定間歇式傳送的一個(gè)很大的好處是可以配合其他裝置進(jìn)行有規(guī)律的加工，但若電機(jī) 轉(zhuǎn)速不變，其每次傳送距離與停留時(shí)間是固定的，考慮到現(xiàn)實(shí)中紙箱尺寸的不確定，在這里選取間歇式傳送機(jī)構(gòu)己無多大意義，因?yàn)槿艏埾涑叽绺淖儯瑒t不能保證裝置可以正常工作。因此，傳 送機(jī)構(gòu)選擇連續(xù)式傳送。 封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定上面設(shè)計(jì)的封箱機(jī)構(gòu)的方案我們可以簡單設(shè)計(jì)成2滾輪的，當(dāng)箱體從右往左行進(jìn)時(shí)，推動滾輪1,滾輪2會跟著滾輪1 一起運(yùn)動，并且把刀片抬起；膠帶被貼在箱體 上，接著繼續(xù)向前行進(jìn)，直至箱體通過滾輪2時(shí)，滾輪2向下運(yùn)動，而滾輪1隨著滾 輪2—起向下運(yùn)動，由于滾輪1的向下運(yùn)動，帶動刀片的向下運(yùn)動，因此膠帶會被切 斷，當(dāng)箱體完全通過時(shí)，機(jī)構(gòu)回到初始狀態(tài)（依靠彈簧回到初始狀態(tài)，圖中未畫出）。(2) 水平寬度的調(diào)節(jié)使用同軸的旋向相反的絲桿，可以實(shí)現(xiàn)兩邊對稱的調(diào)節(jié)。根據(jù)封箱機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)，首先制定出設(shè)計(jì)過程中各部分的方案， 如傳動方案、結(jié)構(gòu)方案、壓帶機(jī)構(gòu)、封箱機(jī)構(gòu)的方案等，利用方案的對比的要求，確定最佳方案，然后根據(jù)這套方案進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，如強(qiáng)度校核、尺寸選擇、材料選擇等。機(jī)械裝備現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法也為我們提出了很多的新思路，如機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析、機(jī)構(gòu)的力學(xué)分析、利用CAD/CAM進(jìn) 行設(shè)計(jì)等。另外， 要使我們的設(shè)計(jì)盡量優(yōu)化，以達(dá)到符合要求的性價(jià)比。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)就這兩種類型電機(jī)論述如下：(1)交流電動機(jī)交流電動機(jī)簡單、耐用、可靠、易維護(hù)、價(jià)格低、特性硬，但起動和調(diào)速性能差, 輕載時(shí)功率因素低，一般在無調(diào)速要求的機(jī)械廣泛應(yīng)用。(2)直流電動機(jī)直流電動機(jī)的調(diào)速性能好，范圍寬，采用電子控制，能充分適應(yīng)各種機(jī)械負(fù)載特 性的需求，但它的價(jià)格貴、維護(hù)復(fù)雜且需要直流電源，因此只有在交流電動機(jī)不能滿 足要求時(shí)才采用。復(fù)勵(lì)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和過載能力比并勵(lì)電動機(jī)大，但調(diào)速范圍稍窄。(2) 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和起動的頻率程度要求，考慮電動機(jī)的溫升限 制，過載能力和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)的功率。過大的備用功率會使電機(jī)的效率降低，對于感應(yīng)電動機(jī)，其功率 因素將變壞。除此之外，選擇電動機(jī)還必須考慮運(yùn)行的可靠性、設(shè)備的供貨情況、安裝檢修的 難易、以及產(chǎn)品的價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用和生產(chǎn)過程前后期電動機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。A選擇電動機(jī)的功率(容量）電動機(jī)功率選擇是否合適，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。負(fù)荷穩(wěn)定(或變化很小)、長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械(例如運(yùn)輸機(jī))，可按照電動機(jī)的額 定功率選擇，而不必校驗(yàn)電動機(jī)的發(fā)熱和起動轉(zhuǎn)矩。 工作特點(diǎn)如下：；，轉(zhuǎn)矩和電流在額定值以下可以長期運(yùn)行；；，在額定轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)速之間時(shí)為恒功率調(diào)速。利用solidworks建立封箱機(jī)的三維模型，并且對各個(gè)零件賦予材料屬性，然后利用“評估”中的“質(zhì)量屬性”得出相對某軸的轉(zhuǎn)動慣量。m。綜上所述，選擇西門子1PH82241b2電機(jī)。封箱機(jī)速度最大為30rpm,，則加速度大小為 ，所需驅(qū)動力矩為： （33）當(dāng)加速到最大速度的瞬時(shí)具有最大消耗功率，最大功率為 W。綜上所述，選擇安川電機(jī)SGMCS14CC。表31 伺服電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號輸入電壓P[Kw]M[Nm]I[A]N[rpm]J[]M[kg]西門子1PH82241b2SLM/BLM 400V860100400610安川SGMCS14CC200V200 減速器的選用減速器是用于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的封閉的傳動裝置。減速器按其機(jī)構(gòu)分為：圓柱齒輪減速器、圓錐一圓柱齒輪減速器；蝸桿減速器；行星輪齒輪減速器；擺線針輪減速器以及諧波輪減速器等等。它是兩級減速器中運(yùn)用最廣，最簡單的一種。當(dāng)軸產(chǎn)生彎曲變形時(shí)，載荷在齒寬上分布不均勻。相對分流式講，用于載荷較平穩(wěn)的場合，傳動比一般為i=8?60。圓錐齒輪應(yīng)在高速級，以減少錐齒輪尺寸，齒輪可分別制成直齒和斜齒。由前面計(jì)算知本設(shè)計(jì)所用減速器傳遞的功率P=,傳動比i=,輸入轉(zhuǎn)速n=1390 r/min,則選擇兩級圓柱齒輪(ZLY)減速器。根據(jù)表914選取減速器公稱傳動比系列/= 根據(jù)表923 ZLY型減速器低速級許用輸入功率6= kW 根據(jù)表929 ZLY型減速器外形尺寸設(shè)計(jì)減速器的尺寸。 平帶傳動平帶傳動在機(jī)械傳動中應(yīng)用較普遍。⑵主動輪與被動輪之間 距離較大。⑶膠帶有彈性，傳動中產(chǎn)生打滑，可 以緩和沖擊載荷和短時(shí)過載，又安全作用。（5)軸和軸承上受壓力較大。本設(shè)計(jì)中采用聚酰胺片基復(fù)合平帶傳動設(shè)計(jì)可以參照《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表 8135進(jìn)行，但應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)：選擇帶型時(shí)，現(xiàn)根據(jù)用途、載荷的大小和變化情況按《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》 表8140選擇貼面類型，然后再根據(jù)設(shè)計(jì)功率尺和小帶輪轉(zhuǎn)速〃,由《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》圖817選擇帶型。（2）曲撓次數(shù)w應(yīng)小于Wmin=l5?50小帶輪直徑大時(shí)取高值，若w〉wmin，則應(yīng)該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑以免影響帶的壽命。取b=250mm，選用兩根該帶。由以上推理計(jì)算可知，本設(shè)計(jì)中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LRM 250x3350 GB/106389(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為250mm、 帶長為3350mm的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。它的特點(diǎn)是：（1)結(jié)構(gòu)簡單，能適應(yīng)多種傳動形式如交叉與角度傳動、多被動輪傳動、張緊離合器等。適于體積較大的機(jī)具之間的傳動。⑷不能保持準(zhǔn)確穩(wěn)定的速比。聚酰胺片基復(fù)合平帶按承載層(聚酰胺片基)的能力(抗拉強(qiáng)度)分為輕型L、中型 M、重型H和特輕型EL、加重型EH、超重型EEH等幾種，其尺寸規(guī)格見《機(jī)械設(shè) 計(jì)實(shí)用手冊》表8139。（1）小帶輪直徑名可按表8135的計(jì)算值減小30%?50%,但必須大于表8139 中規(guī)定的rfmin，并應(yīng)使帶速10?15m/s。（1）確定帶寬根據(jù)上式算出帶寬，再結(jié)合所要輸送箱體的寬度，初步確定輸送帶的寬度，并按 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》表8139選取標(biāo)準(zhǔn)值。由以上推理計(jì)算可知，本設(shè)計(jì)中使用的聚酰胺片基復(fù)合平帶為：LRM250x3350 GB/106389(—面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為250mm、 帶長為3350mm的聚酰胺片基復(fù)合平帶)。 V帶傳動V帶比平帶應(yīng)用更廣泛，在許多情況下代替了平膠帶傳動和鏈傳動。但其傳動不穩(wěn)定，局部損壞不易修理，需更換新品。V帶得出拉力較 低，允許用較小的包角和中心距，傳動比可以比較大，外廓尺寸小，沒有接頭，運(yùn)行 平穩(wěn)。(2) 曲撓次數(shù)w應(yīng)小于Wmin=l5?50小帶輪直徑大時(shí)取高值，若w〉wmin，則應(yīng)該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑以免影響帶的壽命。取6=250mm，選用兩根該帶。 主軸部分軸材料的選擇主軸零件要求材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和耐磨性。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同時(shí)保持材料內(nèi)在的軔性。氮化鋼具有淬火變形小的特點(diǎn)，使之適于精密主軸使用。鋼軸的毛坯多數(shù)用于軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。Q235A等普通碳素鋼用于不重要的軸或受載較小的 軸。因此，在傳遞大動力，并 要求減少尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常 采用合金鋼。由于此設(shè)計(jì)中軸主要傳遞運(yùn)動，且受力較小，選擇45鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)工作要求選擇，一般多采用可移式聯(lián)軸器，它可以補(bǔ)償由于 制造、安裝生產(chǎn)的徑向位移和角位移。本設(shè)計(jì)中電動機(jī)與減速器高速軸之間使用聯(lián)軸器。其主要 參數(shù)如下：TL3:軸孔直徑范圍為16?22mm,公稱轉(zhuǎn)矩7:T=63 Nm合適，許用轉(zhuǎn)速 [n]=4700(鐵)，[n]171。 輥筒的設(shè)計(jì)與計(jì)算簡單的帶式輸送機(jī)上裝有傳動滾筒和張緊滾筒；較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)上還設(shè)有該項(xiàng)滾 筒，用以增加包角或改變輸送方向。為了獲得所需的傳動牽 引力，而又不致使輸送帶的張力過大，可在傳動滾筒表面包覆木材、皮革或橡膠，以 增加滾筒與輸送帶之間的摩擦力，并可采用各種輸送帶圍繞型式以增大輸送帶在滾筒 上的包角。重型帶式輸送機(jī)多采用各種類型的多滾筒傳動方式，以增加傳動功率，見《實(shí)用 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實(shí)現(xiàn)?？烧{(diào)范圍是20cm。采用這種設(shè)計(jì)，具有簡單、方便的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》選用45號鋼作為導(dǎo)向桿的材料。調(diào)節(jié)桿 之間的距離由兩根螺桿確定，兩螺桿兩頭分別為左旋和右旋螺紋，中間留有40mm光 桿，用于把不同旋向的螺紋分開。圖41 調(diào)節(jié)導(dǎo)軌寬度圖搖動搖把手柄可以調(diào)整封箱寬度，順時(shí)針（在操作側(cè)側(cè)視） 轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)窄，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)寬。搖動搖把手柄 b51 可以調(diào)整封箱高度，順時(shí)針(俯視)轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)高，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動曲柄可調(diào)低。由于是膠帶封箱機(jī)封箱質(zhì)量的關(guān)鍵部件，要求：(1) 要確保其工作的準(zhǔn)確性和合理性。(3) 要確保去工作的高效率。在當(dāng)箱體進(jìn)入工作空間后，箱體在側(cè)面的齒將皮帶的摩 擦力作用下前進(jìn)。隨著箱體前進(jìn)，膠帶不斷地抽出封在箱體上。當(dāng)箱體運(yùn)動離開膠帶壓輪2時(shí)，膠帶壓輪2也由于 受可調(diào)彈簧回位作用而復(fù)位，使連在箱體上最后的膠帶也貼在箱體上，完成后段封箱任務(wù)。膠帶在切斷前繃得很緊，只要斷開處有一點(diǎn)先被切 破，斷口就會迅速擴(kuò)大，直到全部切斷。從而使瞬間的接觸面積大大減少，盡可能的使刀片一次性切斷膠帶。連桿機(jī)構(gòu)具有以下一些傳動特點(diǎn)：連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副一般均為低副，其運(yùn)動副元素為面接觸，壓力較小，承載能 力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何密封，對 保證工作的可靠性有利。在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上個(gè)點(diǎn)的軌跡是各種不同形狀的曲線，其形狀隨著各構(gòu)件相 對長度的改變而改變，故連桿曲線的形式多樣，可用滿足一些特定工作需要。在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動中，連桿及滑塊所產(chǎn)生的慣性力難以用一般平衡方法加以消除， 因而連桿機(jī)構(gòu)不宜用于高速運(yùn)動。1壓桿2膠帶壓輪3限位桿4連桿5彈簧圖46連桿機(jī)構(gòu)示意圖 機(jī)臺高度調(diào)整松開螺釘 b31,支腳上下滑動，可調(diào)整機(jī)臺高度圖47 支腳調(diào)整第5章 機(jī)器安裝與調(diào)試本章主要講述封箱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括工作臺高度的調(diào)節(jié)，紙盒寬度的調(diào)節(jié)，高度調(diào)節(jié)，刀架部件設(shè)計(jì)，刀片設(shè)計(jì)，壓帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，機(jī)臺高度調(diào)整。由于是膠帶封箱機(jī)封箱質(zhì)量的關(guān)鍵部件，要求：(4) 要確保其工作的準(zhǔn)確性