機械結(jié)構(gòu)與設(shè)計(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上包裝機械結(jié)構(gòu)與設(shè)計課程設(shè)計說明書標題：間歇雙端扭結(jié)式裹包機扭結(jié)手設(shè)計學生姓名：學 號：班 級： 指導教師：_江家伍_完成時間：_2012.1.1_ 目錄第一章 課程設(shè)計的任務1.1 目的1.2 內(nèi)容第二章 課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容第三章 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機的組成及工作原理3.1 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機3.2 扭結(jié)手運動與結(jié)構(gòu)分析第四章 設(shè)計步驟4.1 電動機的選擇4.2 扭結(jié)手的方案設(shè)計4.3 扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)設(shè)計第五章 計算說明5.1 齒輪的計算5.2 凸輪的計算5.3 應力的計算5.4 配合說明第一章 課程設(shè)計的任務1.1、目的 1) 包裝機械課程設(shè)計是該課程的延續(xù)

2、，通過設(shè)計實踐，進一步學習掌握包裝機械設(shè)計的一般方法。 2) 培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課理論知識與生產(chǎn)實際進行有效結(jié)合的能力。 3) 培養(yǎng)綜合運用機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造基礎(chǔ)等相關(guān)知識進行工程設(shè)計的能力。 4) 培養(yǎng)使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設(shè)計標準規(guī)范的能力。 5) 提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。 6) 提高學生獨立分析問題和解決問題的能力。 7) 為畢業(yè)設(shè)計教學環(huán)節(jié)的實施奠定基礎(chǔ)。1.2 內(nèi)容 1) 參數(shù)設(shè)計 根據(jù)課題設(shè)計任務，確定糖果包裝機扭結(jié)手主要構(gòu)件（例如滑移齒輪、凸輪）的結(jié)構(gòu)形式與尺寸參數(shù)、運動參數(shù)。 2) 方案設(shè)計 根據(jù)糖果包裝機扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)形式、性質(zhì)及運

3、動參數(shù)，擬定扭結(jié)手的機械傳動鏈、運動系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖。計算并確定各級傳動的傳動比，齒輪傳動、凸輪傳動等傳動構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸，擬定扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)方案圖。 3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)結(jié)構(gòu)方案圖，在正式圖紙上擬定傳動構(gòu)件與執(zhí)行構(gòu)件的位置。第二章 課程設(shè)計的設(shè)計內(nèi)容 本次課程設(shè)計需要完成的是間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機扭結(jié)手的設(shè)計，其主要技術(shù)參數(shù)如下：(1) 生產(chǎn)能力 200350塊min (2) 糖塊規(guī)格 圓柱形(直徑×長度) 1332 長方形(長×寬×高) 27×16×11 (3) 包裝紙規(guī)格 商標紙 寬90 ，內(nèi)襯紙 寬30 (4) 電機 理糖電機 0

4、.37kW，主電機 0.75kW (5) 外形尺寸 1450×650×1620第三章 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機的組成及工作原理3.1 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機主要由料斗、理糖部件、送紙部件、工序盤以及傳動操作系統(tǒng)等組成?？赏瓿蓡螌踊螂p層包裝材料的雙端扭結(jié)裹包。其包裝工藝流程圖如圖1所示。 包裝機工作時,主傳送機構(gòu)帶動工序盤2作間歇轉(zhuǎn)動，如圖2所示，隨著工序盤2的轉(zhuǎn)動，分別完成對糖果的四邊裹包及雙端扭結(jié)。在第1工位，工序盤2停歇時，送糖桿7、接糖桿5將糖果9和包裝紙6一起送入工序盤上的一對糖鉗手內(nèi)，并被夾持形成U形狀。然后，活動折紙板4將下部伸出的包裝

5、紙(U形的一邊)向上折疊。當工序盤轉(zhuǎn)動到第工位時，固定折紙板10已將上部伸出的包裝紙 (U形的另一邊)向下折疊成筒狀。固定折紙板10沿圓周方向一直延續(xù)到第工位。在第工位，連續(xù)回轉(zhuǎn)的兩只扭結(jié)手夾緊糖果兩端的包裝紙，并且完成扭結(jié)。在第工位，鉗手張開，打糖桿3將已完成裹包的糖果成品打出，裹包過程全部結(jié)束。圖1 包裝工藝流程圖1送糖；2糖鉗手張開、送紙；3夾糖；4切紙；5紙、糖送入糖鉗手；6接、送糖桿離開；7下折紙；8上折紙；9扭結(jié)；10打糖圖2 包裝扭結(jié)工藝路線圖1扭結(jié)手；2工序盤；3打糖桿；4活動折紙板；5接糖桿；6包裝紙；7送糖桿；8輸送帶；9糖果；10固定折紙板包裝機傳動系統(tǒng)由主傳動系統(tǒng)和理糖

6、供送系統(tǒng)兩部分組成。圖3所示為間歇雙端扭結(jié)糖果包裝機主傳動系統(tǒng)圖。主電機經(jīng)機械式無級變速器、軸I將運動傳遞給分配軸，分配軸將運動平行進行分配。經(jīng)齒輪、馬氏盤將運動傳遞給軸，帶動工序盤間歇轉(zhuǎn)動，軸每轉(zhuǎn)動一圈，工序盤轉(zhuǎn)動一個工位（60°）。另一傳動路線為經(jīng)齒輪傳動帶動軸V、轉(zhuǎn)動，從而帶動扭結(jié)手完成扭結(jié)動作。軸V經(jīng)鏈傳動、齒輪傳動帶動供紙輥及切刀運動，實現(xiàn)包裝紙的供送及切斷。分配軸上的偏心輪(1)帶動送糖桿送糖；偏心輪(2)帶動鉗手開、合；偏心輪(3) 帶動活動折紙板完成下折紙；偏心凸輪(4)帶動接糖桿和打糖桿分別完成接糖和打糖動作。包裝機正常工作之前，通過轉(zhuǎn)動調(diào)試手輪對包裝機進行調(diào)試。主

7、機采用機械式無級調(diào)速，生產(chǎn)能力連續(xù)可調(diào)，能適應不同的包裝紙和糖果的變化。由于采用馬氏機構(gòu)，該機不宜高速運轉(zhuǎn)。圖3 間歇雙端扭結(jié)糖果包裝機主傳動系統(tǒng)圖3.2 扭結(jié)手運動與結(jié)構(gòu)分析 糖果經(jīng)包裝紙四面裹包后，兩端需扭結(jié)封閉。扭結(jié)機構(gòu)由左右對稱兩部分組成，圖4為單端扭結(jié)手機構(gòu)的傳動示意圖,主要由扭結(jié)手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動軸等組成，圖5是扭結(jié)手的空間立體圖。為滿足包裝紙扭結(jié)的要求，扭結(jié)機構(gòu)在扭結(jié)過程中完成扭結(jié)手的轉(zhuǎn)動、軸向移動和扭結(jié)手的張開、閉合等三種運動。輸入軸1的運動經(jīng)齒輪4、5、6、7傳動后，帶動扭結(jié)手2實現(xiàn)扭結(jié)轉(zhuǎn)動；輸入軸1的運動經(jīng)齒輪4、5帶動槽凸輪12轉(zhuǎn)動，經(jīng)過擺桿10、撥輪8、

8、傘齒輪齒條3帶動扭結(jié)手的張、合運動；輸入軸1的運動經(jīng)齒輪4、5帶動槽凸輪12轉(zhuǎn)動，經(jīng)過擺桿10、撥輪9實現(xiàn)扭結(jié)手的軸向位移運動。扭結(jié)手張開和閉合的角度大小與進退距離的協(xié)調(diào)，由槽凸輪12的曲線保證。齒輪5、齒輪6的齒數(shù)分別為60和24，齒數(shù)比為2.5，保證扭結(jié)手每張、合一次，扭結(jié)手旋轉(zhuǎn)2.5圈。根據(jù)包裝機各執(zhí)行機構(gòu)的運動規(guī)律及其動作配合要求，可繪制出包裝機的工作循環(huán)圖。當工序盤攜帶糖塊及包裝紙旋轉(zhuǎn)至扭結(jié)工位時，扭結(jié)手進行張合、旋轉(zhuǎn)和軸向位移，完成扭結(jié)工序，其工作循環(huán)圖如圖6所示。圖4 扭結(jié)手機構(gòu)示意圖1-輸入軸 2-扭結(jié)手 3-傘齒輪齒條 4、5、6、7、13、14-齒輪8、9-撥輪 10-擺桿

9、 11-彈簧 12-凸輪 15-手盤 16-調(diào)節(jié)螺桿 圖5 扭結(jié)手的空間立體圖圖6 扭結(jié)手工作循環(huán)圖圖7為扭結(jié)手機構(gòu)的裝配簡圖。左右扭結(jié)手之間的距離及對稱度的調(diào)節(jié)，通過轉(zhuǎn)動手輪20來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)動手輪20旋轉(zhuǎn)，帶動滑座23左右移動，改變擺桿12的下支點位置，實現(xiàn)扭結(jié)手產(chǎn)生軸向位移。圖7 扭結(jié)手結(jié)構(gòu)裝配簡圖 1-扭結(jié)手 2-套軸 3-扭結(jié)手軸 4、13、16-齒輪 5-螺母 6-撥輪 7-彈簧 812-擺桿 9、15-銷 10-槽凸輪 11-凸輪軸 14-輸入軸 17-滑塊 18-滑塊軸 19-滾子軸 20-手輪 21-固定板 22-調(diào)節(jié)螺桿 23-滑座 24-螺栓 25-箱體第四章 設(shè)計步驟4.1

10、 電動機的選擇 用電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、效率高、控制使用方便等優(yōu)點，所以本設(shè)計采用電動機作原動機。 電動機在輸出同樣功率時轉(zhuǎn)速越高，電動機的極數(shù)越小，尺寸和重量就越小，價格也越低。從價格方面考慮一般盡量用選用高速電動機，選電機的運動參數(shù)為：機型Y802-4，功率0.75Kw，同步轉(zhuǎn)速1500r/min，額定頻率50Hz，電壓380V，滿載時轉(zhuǎn)速1390r/min。4.2扭結(jié)手的方案設(shè)計4.2.1、嵌手運動實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式1） 嵌手實現(xiàn)張合運動，可采用多種不同的結(jié)構(gòu)，如圖8所示，而且，需要一個復位裝置，一般是采用彈簧進行復位。2） 實現(xiàn)嵌手軸向移動的結(jié)構(gòu)形式有多種，如圖9所示。不同的機構(gòu)形

11、式，具有不同的優(yōu)缺點。端面凸輪連桿滑移齒輪方式，結(jié)構(gòu)緊湊；盤形凸輪滑移齒輪方式，空間結(jié)構(gòu)較大；四連桿機構(gòu)機構(gòu)簡單，但體積較大。3） 實現(xiàn)嵌手轉(zhuǎn)動，可采用齒輪傳動、鏈傳動、帶傳動（同步帶）等方式。鏈傳動和帶傳動可實現(xiàn)遠距離傳動，帶傳動磨損較快；齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比恒定，傳遞扭矩大。4.2.2扭結(jié)手應實現(xiàn)的功能1） 嵌手可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動；2） 嵌手可實現(xiàn)軸向直線運動；3） 扭結(jié)手各運動相對運動關(guān)系可手動調(diào)整；4） 扭結(jié)手可進行糖果的手動扭結(jié)包裝。4.2.3確定扭結(jié)手的總體方案及總體布局 根據(jù)扭結(jié)手功能設(shè)計要求，對比不同結(jié)構(gòu)形式的特點，類比現(xiàn)有糖果包裝機扭結(jié)手形式，確定扭結(jié)手的總體方案及總體布局。初步

12、確定扭結(jié)手箱體的總體尺寸為320×230×200mm。4.2.4擬定扭結(jié)手的傳動系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖、部件的裝配圖、有關(guān)零件的零件圖，如圖紙所示。并完成相關(guān)參數(shù)的確定及尺寸的計算。 圖8 嵌手張合機構(gòu)簡圖 圖9 嵌手軸向移動簡圖4.3扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)設(shè)計 方案設(shè)計結(jié)束后，審定方案的合理性，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。裝配圖的繪制與相關(guān)的設(shè)計、計算應交替進行，相輔相成。4.3.1傳動系統(tǒng)設(shè)計 傳動系統(tǒng)設(shè)計在機械零件課程設(shè)計的基礎(chǔ)上完成，主要包括：1） 齒輪傳動設(shè)計。計算直齒、斜齒齒輪傳動的中心距、模數(shù)、齒數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸。2） 凸輪傳動設(shè)計。計算凸輪的輪廓尺寸進行強度校核；3） 根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)尺

13、寸以及支撐軸承的尺寸，確定各軸的結(jié)構(gòu)尺寸；4） 對各軸的軸承潤滑及密封進行設(shè)計；5） 對主要傳動軸的軸承進行受力分析、強度校核及壽命校核。4.3.2各元件的空間布置、定位與支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計。4.3.3手動操作裝置的設(shè)計4.3.4相對位置調(diào)整機構(gòu)的設(shè)計第五章 計算說明5.1 齒輪的計算 設(shè)扇形齒輪的全齒數(shù)Z為17，模數(shù)M為1.25，齒條厚度L=40mm，Hz=9，扇形齒輪轉(zhuǎn)過的角度為 ，則齒輪中心距Dz=Mz+Hz=17×1.25+9=30.25mmAO1B=2arcsin（1/4L）=2arcsin(15/2/40)=21.62º=K=1.2×21.62º=

14、25.95ºS9=mZ/360º=25.95º×1.25×17/360º=1.532mmS9=Ks9×S9=1.2×1.532=1.838mm5.2 凸輪的計算 前面已給出凸輪圖。設(shè)L1=5mm，L2=10mm，已知S8=5mm，則槽輪中S8軌道的行程S8c滿足： 于是確定工作循環(huán)圖中對應曲線的最大位移為S8c。討論S9對應槽輪曲線。如上圖中手爪由左向右移動過程中對應于165º點，手爪處于最左側(cè)，同時處于張開狀態(tài)，并開始閉合到195º點完成閉合。此過程中運動的距離為S9（上面已求出），對應于槽輪12中S9的對應軌道行程S9c： 5.3 應力計算Ft=2T/d Fr=Fttan Fn=Ft/cos 已知T=0.05Nm=500Nmm，小齒輪分度圓直徑d=21.25mm，嚙合角=20，則計算出：圓周力：Ft=2T/d=2×500/21.25=47.06N徑向力：Fr=Fttan=47.06×0.364=17