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包装机械课程设计

来源:首页 | 时间:2019-01-06

  包装机械课程设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。包装机械 课程设计说明书 题目: 题目: 糖果包装机扭结手的设计 学生姓名: 学生姓名: 学 号: 翁馨 3080614050 3080614050 院 (系 ) : 机电与能源工程分院

  包装机械 课程设计说明书 题目: 题目: 糖果包装机扭结手的设计 学生姓名: 学生姓名: 学 号: 翁馨 3080614050 3080614050 院 (系 ) : 机电与能源工程分院 专 业: 08 包装工程 2 班 张 炜 指导教师: 指导教师: 一、课程设计目的及内容 ( 一) 目的 包装机械课程设计是专业课教学的一个重要实践性环节, 是机械零件课程设 计的延伸,是包装机械设计的一次全面训练,目的是: 1.联系实际生产,运用所学知识,培养独立分析问题、解决问题的能力; “机械原理” 、 “机械设计”等前序课知识,学 2.利用“包装机械设” 、 会并掌握包装机械的特点及方法; 3.加强机械设计基本技能的训练,加强计算能力和运用有关设计资料、设 计手册、标准、规范及经验数据的能力的培养,加强机械绘图能力的培 养,综合培养学生工程设计的能力; 4.巩固和加强学生进行技术总结及编制技术文件的能力。 (二)内容 本课程以间歇双端扭结式糖果包装机的扭结手作为设计课题,需学生两周 内,完成糖果包装机扭结手的全部设计,获得包装机械设计的基本训练。 1. 参数设计 根据课题设计任务,确定糖果包装机扭结手主要构件的结构 形式和尺寸参数、运动参数。 2. 方案设计 根据糖果包装扭结手的结构形式、性质及运动参数,拟定扭 结手的机械传动链、传动系统图、工作循环图。计算并确定各级传动的 传动比,齿轮传动、凸轮传动等传动构建的结构参数及尺寸,拟定扭结 手的结构方案图。 3. 结构设计 根据结构方案图,在正式图纸上拟订传动构件与执行构件的 位置,然后依次进行执行构件设计、传动系统设计、操纵机构设计、密 封及润滑的结构设计。 1 二、设计要求 根据课程设计任务书,在两周时间内, (一)根据课程设计任务书,在两周时间内,独立完成糖果包装机扭结手的设 计。 (二)图纸设计要求 1.图量 1)完成 0 号图一张,进行糖果包装机扭结手总装配图的设计 2)完成 3 号图三张,进行三个主要零件的零件图设计 2.要求 1)设计方案必须合理 2)装配图必须表明扭结手的全部结构、原理 3)标明每个机械零件的功能、形状、尺寸、位置及相互联接的方法、 相互配合的性质及运动关系; 4)必须标明所有配合尺寸、定位及联结尺寸、位置及相互联接方法、 相互配合的性质及运动关系; 5)必须由视图及剖视图组成,视图完整,投影关系准确,线条及画法、 尺寸及配合的标注必须符合国家标准,技术条件齐全; 6)零件图必须标清零件的形状、大小及结构、尺寸精度、表面粗糙度; 形状及位置公差,按国家标准绘制,技术条件齐全。 (三)设计说明书要求 设计说明书是设计的主要依据,内容必须详尽准确,必须使用工程术语,文 字通顺简练,字迹工整,总文字不少于 5000 字。设计说明书具体包括: 1. 设计题目; 2. 用途与规格(生产能力) ; 3. 运动参数、动力参数及主要结构尺寸的确定; 4. 结构形式、传动方式、传动系统的拟定,方案的论证,画结构草图; 5. 机构及主要零部件的设计、选用; 6. 主要零件、部件的强度、刚度设计计算校核; 7. 操纵机构及润滑方式的设计计算; 8. 设计说明书中的理论及计算公式要 注明出处;参考文献标注规范。 2 三、扭结手工作原理 间歇式双端扭结式糖果包装机主要由料斗、理糖部件、送纸部件、工序盘以及传动操 作系统等组成,昌东系统如图 1 所示。包装机工作时,住传送机构带动工序盘作间歇转动, 随着工序盘转动,完成对单层或双层材料卷封糖果的双端扭结包装。调整主电机的转速,即 可调整包装机的生产速度,从而适应不同的包装纸和糖果。 图 3 工作循环图 3 糖果经包装纸四面裹包后,两端扭结封闭。糖果包装机扭结手由左、右两手组成,左 右对称布置,单端扭结手结构示意如图 2 所示,主要由扭结手、槽凸轮、摆杆、拨轮、齿轮 及传动轴等组成。为满足包装纸扭结的要求,在扭结过程中,钳手应完成自身的转动、轴向 移动和张合三种运动。输入轴 1 的运动经齿轮 4、5、6、7 传动后,带动钳手 2 实现扭结转 动;输入轴 1 的运动经齿轮 4、5 带动凸轮 12 转动,经过摆杆 10、拨轮、伞轮 3 齿条 3 带动 钳手的张、合运动;输入轴 1 的运动经齿轮 4、5 带动槽凸轮 12 转动,经摆杆 10、拨轮 9 实现钳手的轴向位移运动。弹簧 11 使钳手在复位时总保持张开的状态,钳手张合的角度的 大小与轴向移动距离的大小,由凸轮 12 的曲线 的齿数比,保证钳手 每张、合一次,钳手旋转一定的圈数。 根据包装机各执行机构的运动规律及动作配合要求,可绘制出包装机的工作循环图, 如图 3。当工序盘携带糖块及包装纸旋转至扭结工位时,钳手进行张合、旋转和轴向位移, 完成扭结工序。 扭结手的结构示意图如图 4 所示。扭结手的手动调整通过旋转手轮 15 实现。左右扭结 手之间距离及对称度的调节,通过转动螺杆 16 来实现,转动手轮螺杆 16,改变摆杆 10 的 下支点位置,带动扭结手产生轴向位移。 4 四、设计步骤 (一)方案设计 1、 设计的要求: 1) 、设计题目:糖果包装机的机械扭结手设计。 2) 、设计任务: a、设计参数 生产能力:200~300 块/分钟 包装物尺寸: ①圆柱形:直径 13X 长 32mm ②长方形:长 27X 宽 16X 高 11 mm 箱体外形尺寸:长 320X 宽 230X 高 200 mm 传 动 比:1:2.5 钳手展开距离:30mm;包装一次旋转圈数 2~3;钳手轴向移动 距离:5mm 包装扭转阻力矩:0.05Nm 2、 钳手运动实现的结构形式 1) 钳手实现张合运动,可采用多种不同结构,如图 5 所示,而且,需要一个复位装 置,一般采用弹簧进行复位。 2) 实现钳手轴向移动的结构形式有多种,图 6 所示。不同的机构形式,具有不同的 优缺点。端面凸轮一连杆一滑移齿轮方式,结构紧凑;盘形凸轮一滑移齿轮方式, 空间结构比较大;四连杆机构比较简单,但体积比较大。 5 3) 实现钳手转动,可采用齿轮传动、链传动、带传动(同步带)等方式。链传动和 带传动可实现远距离传动,带传动磨损较快;齿轮传动结构紧凑,传动恒定,传 递扭矩大。 3、 扭结手应实现功能: 1) 钳手可实现转动; 2) 钳手可实现轴向直线) 扭结手各运动相对关系可手动调整; 4) 扭结手可进行糖果的手动扭结包装。 4、 确定扭结手的总体方案及总体布局 根据扭结手功能设计要求。对比不同机构形式的特点,类比现有糖果包装机扭结手 形式,确定扭结手的总体方案及总体布局。初步确定扭结手箱体的总体尺寸 320× 230×200mm。 5、 初步拟定传动方式,布置主要传动件的位置。 6、 拟定扭结手的机械传动链、传动系统图、工作循环图。计算并确定各级传动的传动 比,齿轮传动、凸轮传动等传动构件的结构参数及尺寸。 7、 参考机械设计理论,对各元件(主要是轴承、齿轮、轴)进行初步的手里分析和强 度校核。 (二)结构设计 方案设计结束后,审定方案的合理,进行结构设计。装配图的绘制与相关的设计、 6 计算应交替进行,相辅相成。 1、 传动系统设计 传动系统设计在机械零件课程设计的基础上完成,主要包括: 1) 齿轮传动设计 计算齿轮、斜齿齿轮传动的中心距、模数、齿数及结构尺 寸(如分度圆、顶圆、跟圆、齿宽等) ; 2) 凸轮传动设计 计算凸轮的轮廓尺寸并进行强度校核; 3) 根据轴上零件的结构尺寸以及支撑轴承的尺寸,确定各轴的结构尺寸; 4) 对各轴的轴承润滑及密封进行设计; 5) 对主要传动轴的轴承进行受力分析 2、 各元件的空间布置、定位与支撑面结构设计 3、 手动操作装置的设计 4、 相对位置调整机构的设计 5、 加黑,标注尺寸与公差配合,标注件号,填写明细栏及装配技术要求。 (三)零件图设计 1、三件主要零件的设计,零件形式:轴类零件一件、齿轮零件一件、凸轮零件 一件。为防止学生之间有重复,零件的确定必须经指导老师指定。 2、要求: 1)零件工作图视图完整,必须表明零件的结构、形状、大小。 2)注明零件所有表面的尺寸、尺寸公差、表面粗糙度、形状及位置公差。 3)技术条件齐全。 (四)撰写设计计算说明书 7 五、计算说明 、齿轮的计算 (一) 齿轮的计算 、 设扇形齿轮的全齿数 Z 为 17,模数 M 为 1.25,齿条厚度 L=40mm 齿条厚度 Hz 为 9,扇形 齿轮转过的角度为β。则 齿轮中心距 Dz=MZ+Hz=17×1.25+9=30.25mm。 ∠AO1B=2arcsin(l/4L)=2arcsin(15/2/40)=21.62° [β]=Kβ=1.2×21.62°=25.95°。 △S9=[β]mZ/360°=25.95°×1.25×17/360°=1.532mm [S9]=Ks9*S9=1.2×1.532=1.838mm 图6 (二)凸轮的计算 前面已给出凸轮图。设 L1=5mm,L2=10mm,已知 S8=5mm,则槽轮中 S8 轨道的行程 S8c 满足: S 8c = L2 × S 8 = 3.33mm L1 + L 2 于是确定工作循环图中对应曲线 对应槽轮曲线。如上图中手爪 由左向右移动过程中对应于 165°点,手爪处于最左侧,同时处于张开状态,并开始闭合到 195°点完全闭合。此过程中构件 9 相对于构件 8 移动的距离为△S9(上面已求出) ,对应 于槽轮 12 中 S9 的对应轨道行程 S9c: S 9c = L1 × S 9 = 1.225mm L1 + L 2 (三)应力计算 8 图7 Ft = 2T1 d1 Fr = Ft tan α F n= Ft cos α o 已知 T=0.05Nm=500Nmm,小齿轮分度圆直径 d 1 = 21.25mm ,啮合角 α = 20 ,则计算 出: 圆周力 Ft = 2T1 2 × 500 = = 47.06 N d1 21.25 径向力 Fr = Ft tan α = 47.06 × 0.364 = 17.13 N 法向载荷 Fn = Ft 47.06 = = 50.07 N 。 cos α 0.9397 (四)配合说明 本次课程设计扭结手是可进行转动,轴向移动,钳手的张合三种运动。就要求有间隙配 合(如扭结轴和齿条轴的配合) ,过度配合(如扇形齿轮的固定) 、过盈配合(如套筒和轴之 间的配合) 。具体的配合关系和公差详见附图。 9 六、总结 参考文献 【1】《机械设计基础》,陈秀宁,主编,浙江大学出版社 【2】《机械设计手册》(中册)第二版(修订),化学工业出版社 【3】《包装机械结构参考图册》,楼任东,主编,上海科学技术出版社 【4】《机械制造工程》(乙),张炜,主编 10

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