畢業(yè)設(shè)計方案論證報告.doc

目錄1國內(nèi)外包裝機械概況及發(fā)展趨勢12設(shè)計分析13傳動系統(tǒng)方案論證23.1 傳動系統(tǒng)的組成23.2 傳動系統(tǒng)方案一23.3 傳動系統(tǒng)方案二33.4 傳動方案的比較33.5 電動機的選擇33.6 主要參數(shù)的選擇44論證結(jié)果55參考文獻5 1國內(nèi)外包裝機械概況及發(fā)展趨勢 我國包裝工業(yè)雖然發(fā)展很快，成就很大，但與發(fā)達國家相比，無論在產(chǎn)品品種、技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量方面都有很大差距。發(fā)達國家已將微機控制、激光技術(shù)。人工智能、光導(dǎo)纖維、圖像傳感、工業(yè)機器人等高新技術(shù)成熟地應(yīng)用于包裝機械，而這些高新技術(shù)在我國包裝機械工業(yè)才剛剛開始，包裝產(chǎn)品的性能質(zhì)量都有一定差距。我國大多數(shù)企業(yè)技術(shù)水平不高，生產(chǎn)能力低，生產(chǎn)以單機為主的中、小型包裝機械比較適宜，但要在此基礎(chǔ)上不斷提高制造精度、自動化程度和配套能力。在包裝機械生產(chǎn)中，大量引入高新技術(shù)，如微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)、新的機械結(jié)構(gòu)、優(yōu)化設(shè)計方法和計算機輔助設(shè)計，是包裝機械產(chǎn)品設(shè)計先進、使用可靠，使其性能指標、工藝水平、向機電結(jié)合、成套聯(lián)線方向發(fā)展。我國包裝機械設(shè)備重點開發(fā)的研究方向有：灌裝設(shè)備、貼標設(shè)備、袋成型-充填-封口機、折疊式裹包設(shè)備、真空換氣包裝設(shè)備、熱縮包裝機和拉伸包裝設(shè)備、無菌包裝設(shè)備。國外包裝機械工業(yè)技術(shù)的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個階段：簡單機械化、初級自動化、自動包裝生產(chǎn)線、計算機控制的高度自動化生產(chǎn)線。經(jīng)過60多年的發(fā)展，國外包裝機械工業(yè)已經(jīng)形成了獨立完整的體系，成為機械制造工業(yè)的一個重要分支。包裝機械的品種不斷增加，據(jù)統(tǒng)計國外包裝機械品種以達到140余種，并已形成系列產(chǎn)品，近年來還出現(xiàn)了大批高度技術(shù)密集型的包裝生產(chǎn)線。包裝機械生產(chǎn)自成體系，并向?qū)I(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在美國、德國、瑞典等經(jīng)濟發(fā)達國家，主要的包裝機械工業(yè)企業(yè)幾乎都有近百年的歷史。它們在進行基礎(chǔ)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上向?qū)I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，生產(chǎn)各具特色的設(shè)備，如美國ANCELUS公司的封罐機、德國SEITZ公司的啤酒灌裝機、瑞典TETRAPAK公司的無菌包裝機等。2設(shè)計分析包裝機械屬于自動機范疇,它由動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)等組成。包裝機的種類繁多，分類方法很多，按產(chǎn)品狀態(tài)分，有液體、塊狀、散粒體包裝機。本次設(shè)計的題目是粘稠液體間歇式立式袋裝機的傳動系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求和一些資料，選定設(shè)計立式液體自動包裝機。立式袋成型包裝機是指在同一設(shè)備上、同一豎直方向上完成袋成型、物料的充填封口等工序的多功能包裝袋成型。該機器上可獨立完成對粘稠液體的包裝。為了更充分的了解這種包裝機的結(jié)構(gòu)和工作原理，我們跟隨老師到鄭州星火包裝機械有限公司參觀了幾種包裝 機的外觀結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)包裝的整個過程 ，此種包裝機體積小、結(jié)構(gòu)緊湊而且結(jié)構(gòu)簡單，相對于其他的包裝機生產(chǎn)成本低、效率也比較高。包裝機自動化程度較高，屬于自動機的一種。由于它的執(zhí)行件較多，而且各種執(zhí)行件之間又必須協(xié)調(diào)配合才能完成包裝工作，故包裝機的傳動系統(tǒng)比較復(fù)雜，通常有機械式、液壓式、電氣式等幾種形式。高、中速自動包裝機多采用機械式傳動系統(tǒng)；大型低速包裝機以氣動式傳動系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛；液壓式系統(tǒng)，因其價格稍高，且易漏油污染產(chǎn)品，所以應(yīng)用的場合不廣泛；電氣式傳動系統(tǒng)常與機械式并用，實現(xiàn)前級的大范圍調(diào)速。本次設(shè)計是小型低速包裝機，故其傳動系統(tǒng)用電氣式與機械式并用最合適。 3傳動系統(tǒng)方案論證3.1 傳動系統(tǒng)的組成1.定比傳動機構(gòu) 即具有固定傳動比的傳動機構(gòu)。通常采用齒輪、皮帶、鏈、蝸輪蝸桿等傳動機構(gòu)，借此按預(yù)定的要求把動力源輸出的動力和運動傳遞給有關(guān)執(zhí)行機構(gòu)。本次設(shè)計采用的是皮帶和蝸輪蝸桿減速器，帶傳動是一種常用的、成本較低的動力傳動裝置。帶傳動具有傳動平穩(wěn)、噪聲低、清潔（無需潤滑）的特點，具有緩沖減振和過載保護作用，并且維修方便。而蝸輪蝸桿減速器不僅可以實現(xiàn)交錯軸間的減速，而且調(diào)速范圍大， 沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 2.變速裝置 包裝機的變速裝置有齒輪變速機構(gòu)，機械無級變速機構(gòu)以及液壓無級變速裝置，多速電機等。包裝機中常用的是有級變速裝置和無級變速裝置。 3.運動轉(zhuǎn)換裝置包裝機執(zhí)行機構(gòu)的運動形式是多樣的,如轉(zhuǎn)動、移動、擺動、間歇運動、不等速運動等等。因此,包裝機中常設(shè)置運動轉(zhuǎn)換裝置如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、齒輪齒條、絲杠螺母等裝置,以保證執(zhí)行機構(gòu)所需要的運動規(guī)律。3.2 傳動系統(tǒng)方案一按制袋的運動形式來分，有連續(xù)式和間歇式兩大類。本次設(shè)計的課題是粘稠液體間歇式立式袋裝機，間歇運動結(jié)構(gòu)就是主動件連續(xù)運動是，從動件周期性地出現(xiàn)停歇狀態(tài)的機構(gòu)。間歇運動的主要傳動方式有非圓齒輪傳動、不完整齒輪傳動、棘輪傳動、槽輪機構(gòu)、蝸形凸輪機構(gòu)、齒輪連桿機構(gòu)、槽輪連桿機構(gòu)、凸輪連稈機構(gòu)、氣液壓連桿機構(gòu)以及其它形式的組合機構(gòu)等。這些傳動方式在包裝機的供送與主傳送系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用。 方案一的傳動路線1. 主電機無極調(diào)速帶蝸輪蝸桿減速器主軸 錐齒輪傳送帶 凸輪熱封執(zhí)行機構(gòu)直齒輪錐齒輪曲柄搖桿機構(gòu)充填機構(gòu) 2.步進電機滾輪牽引機構(gòu)主電機通過無極調(diào)速帶在經(jīng)過蝸輪蝸桿減速器減速到主軸，主軸上的錐齒輪通過齒輪傳動使產(chǎn)品傳送帶運動，而步進電機使牽引滾輪在熱封刀不工作時牽引紙袋向下運動，即間歇式的牽引紙袋運動。主軸上一對上下相配合錯開的凸輪，在主軸每轉(zhuǎn)一圈，相互配合一次，使熱封刀工作一次。再經(jīng)過直齒輪、錐齒輪及曲柄搖桿機構(gòu)的傳遞到達充填機構(gòu)，通過曲柄搖桿機構(gòu)的反復(fù)擺動驅(qū)使充填機的活塞桿做往復(fù)直線運動，且同時間歇性的填充液體物料。主傳動部分示意圖見圖3-1.3.3 傳動系統(tǒng)方案二因為偏心輪和曲柄組合成的機構(gòu)可以將分配軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)為間歇往復(fù)擺動，同樣可以達到間歇運動的要求。傳動系統(tǒng)的路線為：主電機無極調(diào)速帶蝸輪蝸桿減速器主軸 錐齒輪偏心輪熱封執(zhí)行機構(gòu)直齒輪錐齒輪曲柄搖桿機構(gòu)充填機構(gòu)3.4 傳動方案的比較方案一的傳動系統(tǒng)控制簡單、穩(wěn)定，相比與方案二運動精確性高，工作效率高，靠操作性強，加工容易。所以選擇方案一。3.5 電動機的選擇三相交流異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、價格便宜、過載能力強及使用、安裝、維護方便等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，故可作為包裝機的原動機。如果電機功率選取過大，不僅增加了設(shè)備的費用，電機也不能充分的利用。反之，電機容量選的過小，電機在工作過程中經(jīng)常過載，容易使電動機過熱和使絕緣材料提前老化，造成電動機過早損壞?？蛇x電機的額定功率為1.5KW。三相異步電動機，磁極對數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，相同功率時體積越大，造價越高，效率越低，選磁極對數(shù)為四級。綜上所述，電動機的主要參數(shù)：型號額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率Y90L-41.5KW3.65A1400r/min79%3.6 主要參數(shù)的選擇根據(jù)包裝機的包裝速度40袋/min-60袋/min，確定包裝機的總傳動比為23.33，帶的傳動比為2，蝸輪蝸桿減速器的傳動比為11.67。3-1 主傳動部分示意圖圖3-2液體包裝機機械運動簡圖4論證結(jié)果經(jīng)論證，上述的傳動方案一滿足設(shè)計要求?，F(xiàn)有的技術(shù)也可以達到設(shè)計的的要求。5參考文獻1 高德.包裝機械設(shè)計M.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2005.82 孫恒.機械原理M.北京：高等教育出版社,2001 3 紹興.理論力學(xué)M.北京：青海大學(xué)出版社,20054 劉鴻文.材料力學(xué)M.北京: 高等教育出版社,20015 羅圣國主.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.北京: 高等教育出版社,2003 6 孫智慧.包裝機械概論M.北京: 印刷工業(yè)出版社,20077 孫智慧.包裝機械M.北京: 中國輕工業(yè)出版社,20078 徐林成.包裝機械原理與設(shè)計M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,19889 金國斌.現(xiàn)代包裝技術(shù)M.上海：上海大學(xué)出版社,200110 尹章偉.包裝機械M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,200111 林學(xué)翰