大學(xué)畢業(yè)論文--鞭炮結(jié)鞭封裝機中的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文鞭炮結(jié)鞭封裝機中的封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計

摘要鞭炮結(jié)鞭封裝機廣泛應(yīng)用于花炮生產(chǎn)中的各種型號鞭炮等產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)計從市場調(diào)研開始，深入了解了現(xiàn)有鞭炮生產(chǎn)設(shè)備的先進以及不足之處，擇優(yōu)選擇一體式設(shè)計方案，集結(jié)鞭、封裝功能于一體。此設(shè)計主要進行封裝機的設(shè)計，主要進行了結(jié)構(gòu)和傳送帶設(shè)計并分擔了此一體式鞭炮機的傳動和傳送傳動機構(gòu)的設(shè)計。其主要封裝機構(gòu)包括下封裝紙卷、上封裝紙卷、上封膠紙涂膠輥和引導(dǎo)輥，還有收紙折紙導(dǎo)引件、浮動壓件和一對壓輥等。說明書整理并介紹了整個設(shè)計流程以及設(shè)計中遇到的問題和解決方式，各個市場已有產(chǎn)品的對比擇優(yōu)，如何研究開發(fā)新的機構(gòu)等，同樣也指出了仍然未能解決的問題。依次介紹封裝結(jié)構(gòu)、傳送帶、齒輪傳動、帶傳動等的設(shè)計步驟設(shè)計數(shù)據(jù)和如何3D建模等。說明書中還提供了諸多3D建模圖片，可以更直觀的了解鞭炮結(jié)鞭封裝機中的封裝結(jié)構(gòu)。另外，由于分擔的是封裝系統(tǒng)，一體化中的結(jié)鞭機不在重點之列，但是本說明書仍然會在最后對一體機中的結(jié)鞭部分進行簡單的描述，以照應(yīng)其他部分設(shè)計的統(tǒng)一性。關(guān)鍵詞:包裝機械；鞭炮機械；一體化；封裝機ABSTRACTFirecrackerswhipknotFireworksarewidelyusedinpackagingmachinesforvariousmodelsoftheproductionoffirecrackersandotherproducts.Designfromthebeginningofmarketresearch,in-depthunderstandingoftheexistingadvancedproductionequipmentfirecrackersaswellasinadequaciesinselectionofthebestall-in-onedesignchoice,whipassembly,packagingfunctions.Thisdesignmainlythedesignofpackagingmachines,themainconveyorbelttothestructureanddesignandtosharethisall-in-onemachinefirecrackerstransmissiontransmissionandtransmissiondesign.Themainpackage,includingthepackagingofpaperrolls,paperrollsonthepackage,sealedwithadhesivetapeonthegluerollerandguiderollers,aswellasguidedlandorigamipiecesofpaperfloatingpiecesandapairofpressurerollers,suchaspressure.Manualcollationanddescribestheentiredesignprocessanddesignproblemsandsolutionsinvariousmarketproductsthatmeritcomparison,howtoresearchanddevelopmentofnewinstitutions,butalsopointedouttheproblemisstillunresolved.Packageinordertointroducestructure,conveyors,geardrive,beltdrive,suchasthedesignofstepsandhowtodesigndatasuchas3Dmodeling.Manualalsoprovidesanumberof3Dmodelingpictures,canbemoreintuitiveunderstandingoffirecrackerswhipendofthepackagingmachinepackagingstructure.Inaddition,thepackageasaresultofsharingsystems,theintegrationofthenodeisnotthefocusplaneofthewhipout,butthiswillstillbeinthefinalspecificationofthemachineendofthewhipsimplythedescriptionofpartsinordertotakecareofotherpartsoftheunityofdesign.Keywords:packagingmachinery;firecrackersmachinery;integration;PackagingMachine目錄第1章緒論 51.1相關(guān)市場 51.2相關(guān)技術(shù) 61.3相關(guān)設(shè)備 71.4發(fā)展方向 7第2章總體方案設(shè)計 82.1功能與應(yīng)用范圍 82.2鞭炮結(jié)鞭封裝總體布局圖 82.3結(jié)構(gòu)組件分類 102.4工藝分析 13第3章各機構(gòu)的設(shè)計計算 173.1曲柄搖桿及偏心輪機構(gòu)設(shè)計計算 173.1.13.1.23.2帶式輸送機機構(gòu)設(shè)計計算 213.2.1輸送方式的3.2.23.2.33.2.43.3減速器的設(shè)計與計算 26第4章傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算 274.1電動機的選擇 274.2傳送帶的設(shè)計 284.3鏈條的設(shè)計 314.4計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比 324.4.14.4.24.4.2.1各軸的轉(zhuǎn)速 324.4.2.2各軸的功率 324.4.2.3各軸的轉(zhuǎn)矩 結(jié)論 33參考文獻 34致謝 35第1章緒論1．1相關(guān)市場在傳統(tǒng)的中國節(jié)氣放煙花、炮竹，是我國自古流轉(zhuǎn)下來的習(xí)俗之一，無論是過年過節(jié)，還是結(jié)婚嫁娶，進學(xué)升遷，以至大廈落成、商店開張等等，只要為了表示喜慶，人們都習(xí)慣放鞭炮來慶祝，這個習(xí)俗在我國已經(jīng)有2000多年的歷史了。我國作為煙花爆竹的生產(chǎn)、消費和出口大國，現(xiàn)有生產(chǎn)煙花爆竹企業(yè)約７０００家，銷售企業(yè)約１４萬家，從業(yè)人員約１５０萬人；煙花爆竹的產(chǎn)值約１２０億元人民幣，出口總值約３．４億美元，產(chǎn)量約占世界的７５％。目前，煙花爆竹生產(chǎn)、銷售已成為我國一些地方經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，同時，不僅在煙花、爆竹這個行業(yè)內(nèi)部存在著種種的問題，還有來自其行業(yè)外部各種因素的阻礙，導(dǎo)致了此行業(yè)的衰退：湖南瀏陽是我國煙花生產(chǎn)的重要基地之一，每當春節(jié)過后，花炮生產(chǎn)基地就會組織境內(nèi)花炮企業(yè)到貴州、四川等地招工，以滿足企業(yè)生產(chǎn)的勞動力需求。近年來，該基地多數(shù)花炮企業(yè)都不同程度地面臨著勞動力不足。市工業(yè)經(jīng)濟局曾做過一個調(diào)查，結(jié)果顯示全市多數(shù)花炮企業(yè)因工人緊缺而開工不足。在瀏陽近千家花炮企業(yè)中，我們不難看到這樣的情景：偌大的生產(chǎn)車間內(nèi)，數(shù)十名工人緊張忙碌，大部分生產(chǎn)工序仍依靠簡單的手工操作。自花炮始祖李畋發(fā)明爆竹至今，手工制作一直是花炮生產(chǎn)的主要手段。時至今日，在現(xiàn)代化的大潮中，花炮產(chǎn)業(yè)的機械化水平依然低于其他行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，瀏陽市花炮產(chǎn)業(yè)的機械化程度還不到10％，產(chǎn)品質(zhì)量很大程度上取決于勞動者的個體素質(zhì)，這一生產(chǎn)現(xiàn)狀顯然很難適應(yīng)市場需求。機械化水平不高、勞動力資源緊缺、生產(chǎn)成本上升等因素弱化了瀏陽花炮產(chǎn)業(yè)的市場競爭力，在風云突變的國際國內(nèi)市場中，瀏陽花炮感受到了一種前所未有的危機感。而且煙花爆竹生產(chǎn)屬于勞動密集型的高危行業(yè)，具有生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小、工藝設(shè)備簡單、技術(shù)含量低、投資成本小、風險高等特點，民間爆竹生產(chǎn)一直處于個體生產(chǎn)、自產(chǎn)自銷的狀態(tài)之中。由于工藝以及設(shè)備的局限性，導(dǎo)致了其風險和成本的居高不下，而且質(zhì)量非常低劣，容易發(fā)生爆炸事故。據(jù)統(tǒng)計，自１９８５年到２００５年１１月，全國各地累計發(fā)生煙花爆竹安全事故８５３２起，死亡９３４９人，每年平均發(fā)生事故４０６起，死亡４４５人。廣西的形勢不容樂觀：2004年10月4日發(fā)生在廣西欽州市浦北縣長嶺炮竹廠的這起特大煙花爆炸案共造成37人死亡、52人受傷，直接經(jīng)濟損失560萬元；2005年11月29日，宜州市流河鄉(xiāng)鴻發(fā)炮竹廠發(fā)生爆炸事故，此次事故造成2人死亡、5人重傷；2006年4月17日，廣西欽州市欽北區(qū)一花炮廠突然發(fā)生爆炸，此次爆炸造成3人受傷，燒毀硝、炸藥一批……等等。據(jù)了解，這些發(fā)生爆炸事故的煙花爆竹廠多為民間的小手工作坊或者是經(jīng)營管理出現(xiàn)漏洞的工廠企業(yè)，而尤其是民間的手工作坊居多。這些作坊還存在一個問題，由于其生產(chǎn)的工序多為手工操作，沒有流水線的批量生產(chǎn)，又直接增加了成本。廣西壯族自治區(qū)質(zhì)監(jiān)局近期在全區(qū)內(nèi)抽查了69家生產(chǎn)煙花爆竹企業(yè)的80種產(chǎn)品，被認定為合格產(chǎn)品的僅有15批次，合格率為18.75%根據(jù)上面列舉的煙花、爆竹行業(yè)的現(xiàn)狀以及其中所存在的問題，我們不難發(fā)現(xiàn)，其中最大的問題就是產(chǎn)品生產(chǎn)生產(chǎn)效率低下以及產(chǎn)品本身的質(zhì)量問題、產(chǎn)品所存在的危險性問題。而機械自動化為是這些疑難問題的到了解決的方法，通過機械自動化生產(chǎn)，可很好的實現(xiàn)跑生產(chǎn)中的的生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不統(tǒng)一，無人化的生產(chǎn)更是使鞭炮生產(chǎn)中的危險性降到了最低。2004年9月，瀏陽市審時度勢提出加快花炮產(chǎn)業(yè)機械化進程，這是瀏陽花炮繼工廠化改造之后的又一個全新起點。業(yè)內(nèi)人士認為，加快機械化步伐是瀏陽花炮突破發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵所在。據(jù)估算，機械化生產(chǎn)能降低１０％的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率更是手工的數(shù)倍?；ㄅ诋a(chǎn)業(yè)面臨的諸多問題也將隨著機械化的普及迎刃而解。值得欣慰的是，花炮企業(yè)已深刻認識到機械化改造對自身發(fā)展的極端重要性，越來越多的生產(chǎn)工序正逐步實現(xiàn)機械化。花炮企業(yè)也正摩拳投身機械化改造的浪潮中。鞭炮的結(jié)鞭以及封裝是鞭炮生產(chǎn)過程中的最后一個也是相當繁瑣的步驟，其產(chǎn)品的特點如下：①手工工作復(fù)雜，是生產(chǎn)效率低下的瓶頸；②屬于帶藥生產(chǎn)，有一定的危險性；③生產(chǎn)工序相對比較簡單，易于實現(xiàn)機械化。由以上特點綜合分析可知，結(jié)鞭封裝是煙花生產(chǎn)實現(xiàn)機械化改造應(yīng)首先考慮的，是提高煙花生產(chǎn)效率的突破點，這一突破將大大地縮小鞭炮生產(chǎn)對勞動力的需求量，1.2相關(guān)技術(shù)在世界范圍內(nèi)，煙花機械的發(fā)展歷史比較短暫，技術(shù)力量總體來講還比較薄弱。首先，由于煙花機械生產(chǎn)企業(yè)受地域性的影響，集中在經(jīng)濟和技術(shù)都相對落后的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以基層民營企業(yè)為主，缺乏地域優(yōu)勢，很難吸引大批專業(yè)化的高新技術(shù)人才來此進行科研和技術(shù)支持；其次，煙花機械生產(chǎn)廠家大多是各自為戰(zhàn)，且生產(chǎn)規(guī)模相對較小，基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，缺乏配套的生產(chǎn)設(shè)備，這樣的狀況很難實現(xiàn)煙花機械生產(chǎn)的工序化；再次，國家和政府在這一行業(yè)的投入和監(jiān)管力度不夠，這使得煙花機械生產(chǎn)市場目前顯得有些混亂，沒有秩序，沒有形成一個合理的市場需求→生產(chǎn)→銷售→售后服務(wù)這樣一個完整的生產(chǎn)鏈。國內(nèi)沒有相應(yīng)的科研基地或研究所專研煙花生產(chǎn)機械的技術(shù)創(chuàng)新。1.3相關(guān)設(shè)備結(jié)鞭封裝機是鞭炮生產(chǎn)過程中最重要的設(shè)備之一，其市場需求量大。但目前由于花炮機械產(chǎn)業(yè)交流不足，廠家各自為戰(zhàn)，而且沒有國外經(jīng)驗可以借鑒學(xué)習(xí)，且缺乏科研機構(gòu)的技術(shù)支持，生產(chǎn)廠家多依靠自身的生產(chǎn)經(jīng)驗進行設(shè)計和研發(fā)，產(chǎn)品良莠不齊，多數(shù)復(fù)雜繁瑣，或者達不到生產(chǎn)所要求的效率及穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)普遍有較大差別。1.4發(fā)展方向隨著鞭炮生產(chǎn)的規(guī)范化，鞭炮生產(chǎn)廠家對煙花機械性能的要求也越來越高。鞭炮生產(chǎn)因其需求量大、安全性要求高的特點，對鞭炮機械的性能要求也顯得更加苛刻，分析目前市場上鞭炮機械主要有以下幾個發(fā)展趨勢：1．自動化、一體化技術(shù)在鞭炮生產(chǎn)中得到了廣泛的承認。鞭炮結(jié)鞭封裝機就是順應(yīng)鞭炮生產(chǎn)機械化而產(chǎn)生的專業(yè)機械。拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，可以采用電力、液壓或氣壓拖動。由于電力拖動具有控制簡單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟，能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)機械都采用電力拖動。近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機在包裝機械生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器的迅速，更需要大量的中小功率電動機。在眾多的煙花生產(chǎn)廠家在設(shè)計和制造鞭炮結(jié)鞭封裝機的同時，也越來越多地將中小功率電動機作為為動力裝置應(yīng)用到鞭炮結(jié)鞭封裝機的生產(chǎn)，其方便、靈敏、易于實現(xiàn)自動化控制，調(diào)試維修方便，越來越受到廠家的青睞。；2.生產(chǎn)高速化。機械設(shè)備的高速化是實現(xiàn)人類社會高速發(fā)展的根本措施，是提高設(shè)備生產(chǎn)率的主要途徑，故鞭炮結(jié)鞭封裝機的工作速度是衡量其性能優(yōu)劣的重要指標。鞭炮機械的高速化，隨之對相應(yīng)設(shè)備的聯(lián)動化和自動化提出了更高的要求。包裝機械日趨高速化、自動化和聯(lián)合化。為了盡快適應(yīng)煙花生產(chǎn)市場對鞭炮生產(chǎn)的大量需求，必須大力縮短制造周期和降低生產(chǎn)成本，必須大力推進鞭炮生產(chǎn)高速化的進程。3、提高煙花機械系列化、標準化和通用化水平，建立組合化、一體化的現(xiàn)代包裝機械的結(jié)構(gòu)體系仍是今后的一個重要的發(fā)展方向，鞭炮機械發(fā)展到今天，其系列化、標準化和通用化水平不斷提高。目前世界包裝機械生產(chǎn)領(lǐng)域，大多數(shù)設(shè)備中通用件、標準件約占整機零部件的70%，有的高達90%，產(chǎn)品更新的速度很快。4、重視高新技術(shù)的應(yīng)用，使煙花機械設(shè)備的功能日趨先進可靠。而針對我的課題：鞭炮結(jié)鞭封裝機，其發(fā)展方向為，發(fā)展各種形式的比那跑生產(chǎn)設(shè)備，著力提高速度、精度以及穩(wěn)定性和可靠性；5、人性化設(shè)計。生產(chǎn)和使用機械設(shè)施的情況下，探求人與機械之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。要保證一臺機器良好運行，除了其本身的質(zhì)量外，還有一個重要因素，那就是操作者。我們設(shè)計者搞開發(fā)研究時除了要考慮機器本身，也應(yīng)該考慮提供給操作者一個安全、舒適、方便的操作環(huán)境。這樣才能把操作者調(diào)動起來，實現(xiàn)生產(chǎn)效率最大化。第2章總體方案設(shè)計2.1功能與應(yīng)用范圍功能：在鞭炮編結(jié)成串后對其進行紅蠟紙的包裝。應(yīng)用范圍：該設(shè)備廣泛應(yīng)用于各種鞭炮的封包，每小時可對8萬響鞭炮進行封包，同時也可用于其他板條狀物品的包裝。鞭炮直徑：5-鞭炮長度：25-使用壽命：8-10年2.2鞭炮結(jié)鞭封裝總體布局圖圖2-1總體布局圖2826192021272524222318171615141312111098765432128261920212725242223181716151413121110987654321圖2-2總體布局圖（分解）大平帶，2-下封裝紙收紙折紙導(dǎo)引件，3-浮動壓件，4-上封裝紙涂膠輥，5-上封裝紙卷，6-上封裝紙導(dǎo)引輥，7-壓輥，8-齒形帶，9-小平帶，10-壓緊彈簧，11-鏈輪，12-下封裝紙卷，13-膠水盒，14-電機，15-減速器輸入軸，16-減速器，17-減速器輸出軸，18-齒輪箱，19-單向聯(lián)軸器，20-鏈輪，21-軸承座，22-球頭搖桿，23-偏心輪，24-鏈條，25-過橋板，26-壓輥，27-壓輥，28-壓輥。2.3結(jié)構(gòu)組件分類鞭炮結(jié)編封裝機包括封裝機構(gòu)、傳動機構(gòu)和結(jié)編機構(gòu)三部分。封裝機構(gòu)包括大平帶1，下封裝紙收紙折紙導(dǎo)引件2，浮動壓件3，上封裝紙涂膠輥4，上封裝紙卷5，上封裝紙導(dǎo)引輥6，壓輥7，齒形帶8，小平帶9，壓緊彈簧10，鏈輪11，下封裝紙卷12，膠水盒13；傳動機構(gòu)包括電機14，減速器輸入軸15，減速器16，減速器輸出軸17，齒輪箱18，單向聯(lián)軸器19，鏈輪20，軸承座21，球頭搖桿22，偏心輪23，鏈條24；結(jié)編機構(gòu)含有一對并列但前后錯位配置的料斗,落料槽之下是一對同軸的槽輪，槽輪之間有環(huán)形中間帶，另外，在槽輪外端一側(cè)設(shè)有由前后伸縮桿作動的一對打料桿和作相向運動的扇形擋板，且在槽輪與傳送帶之間還介設(shè)有一塊過橋板25和靠搖架支撐的一對壓輥26、27。本次設(shè)計主要進行封裝機構(gòu)的設(shè)計。圖2-3封裝組件本次設(shè)計涉及傳動機構(gòu)涉及結(jié)鞭機構(gòu)中的輸送和傳動部分。圖2-4結(jié)鞭組件（輸送和傳動相關(guān)部分）2.4工藝分析工作時，先將下封裝紙、上封裝紙、下膠帶、上膠帶和帶引安排到位，必要時可借助帶搖把的手輪；隨后卸下手輪并向料斗中投放未結(jié)編鞭炮，注意在右料斗中要尾部朝前，在左料斗中要尾部向后。接通電源，轉(zhuǎn)動調(diào)速開關(guān),電機14通過帶輪傳動至減速器輸入軸15，經(jīng)過減速器16至輸出軸17，輸出軸通過齒輪箱18里的錐齒輪帶動各齒輪轉(zhuǎn)動。圖2-5齒輪箱18電機通過減速器輸出軸使偏心輪拖動長連桿令滾輪沿滾輪導(dǎo)引件滾動并驅(qū)使一對前后搖擺連桿作動落料槽之間的前后伸縮桿，讓一對打料桿把料槽中鞭炮打落，還讓一對作相向運動的扇形擋板拍平落到槽輪相應(yīng)槽中的鞭炮的尾端以便結(jié)編，還驅(qū)使左右搖把連桿完成落料槽上部的開、合動作，讓料斗中的鞭炮有序下落。同時齒輪箱中心軸帶動偏心輪23進行轉(zhuǎn)動。圖2-6偏心輪23與球頭搖桿22、單向聯(lián)軸器19，以及過橋板25后面的連接板形成了曲柄搖桿機構(gòu)，單向聯(lián)軸器單向旋轉(zhuǎn)，使壓輥26轉(zhuǎn)動，與其同支架的壓輥27壓至封裝部分壓平鞭炮。圖2-7壓輥26、27在封裝部分，由鏈輪20通過鏈條24帶動鏈輪11同軸的平帶輪轉(zhuǎn)動，供給大平帶1的動力。圖2-8鏈輪11及下封裝紙入口下封裝紙卷的下封裝紙通過入口端進入傳送帶，壓在鞭炮下。在通過下封裝紙收紙折紙導(dǎo)引件2時候，下封裝紙兩邊翹起，完成封裝第一步。后在經(jīng)過一對浮動壓件3時翹起的下封裝紙兩邊被壓向鞭炮上表面，完成封裝第二步。圖2-9浮動壓件3封裝機的中間支架上端上封裝紙卷5的上封裝紙通過上封裝紙導(dǎo)引輥6左導(dǎo)引輥至上封裝紙涂膠輥4，涂膠輥下方是膠水盒13，其通過轉(zhuǎn)動將上封裝紙下端涂上膠水，在通過上封裝紙導(dǎo)引輥6右導(dǎo)引輥，之后上封裝紙傳至由一對壓緊彈簧10壓緊的壓輥6，使上封裝紙壓緊在鞭炮上表面，完成封裝的第三步。圖2-10中間支架及相關(guān)傳動輥最后在傳送帶末端，有一壓輥28進行最后一次壓平。鞭炮的封裝結(jié)束。上封裝紙涂膠輥4的轉(zhuǎn)動時通過后傳動軸系連接的小平帶9進行傳動的。壓輥28是由后傳動軸系連接的齒形帶8進行傳動的。圖2-11壓輥28、小平帶9及齒形帶8第3章各機構(gòu)的設(shè)計計算3.1曲柄搖桿及偏心輪機構(gòu)設(shè)計計算3.1.1機構(gòu)的選擇圖3-1設(shè)計中的曲柄搖桿機構(gòu)此處需要設(shè)計一機構(gòu)，使其能由齒輪組中主軸帶動導(dǎo)桿，經(jīng)單向連軸器使壓輥轉(zhuǎn)動。平面連桿機構(gòu)有著諸多優(yōu)點（l）運動副形狀簡單，易制造；（2）面接觸，承載能力大，可承受沖擊力；（3）實現(xiàn)遠距離傳動或操縱；（4）實現(xiàn)多樣的運動軌跡連桿上不同點的軌跡（5）構(gòu)件運動形式多樣注連桿構(gòu)件可以實現(xiàn)往復(fù)擺動、連續(xù)轉(zhuǎn)動與往復(fù)移動之間的相互轉(zhuǎn)換，構(gòu)件具有多種運動形式；（6）改賈構(gòu)件相對長度，可實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和運動要求。偏心輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，偏心輪軸頸的強度和剛度大，廣泛用于曲柄長度要求較短的機械中。此處選用曲柄搖桿機構(gòu)和偏心輪機構(gòu)。圖3-2設(shè)計中的曲柄搖桿機構(gòu)簡圖3.13-3曲柄搖桿機構(gòu)構(gòu)成設(shè)各桿長度依次為l1、l2、l3、l4，且l1<l4。假定AB為曲柄，則曲柄AB回轉(zhuǎn)一周過

程中，必有兩次與連桿BC處于共線。據(jù)三角形兩邊之和大于第三邊的定理，由△AC2D有

l3+l4>l1+l2

由△AC1D有

l2-l1+l4>l3

l2-l1+l3>l4

將上列三式整理，并考慮到四個桿件同時共線的情況，可得

l1+l2≤l3+l4

l1+l3≤l2+l4

l1+l4≤l2+l3

將上三式兩兩相加，化簡得

l1≤l2

l1≤l3

l1≤l鉸鏈四桿機構(gòu)存在一個曲柄的條件是：(一)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。(二)曲柄為最短桿。

鉸鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的條件是：(一)最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和。(二)機架或連架桿為最短桿?？芍獧C架長度≤68+338-25=381此處取機架長度3813.2帶式輸送機機構(gòu)設(shè)計計算3.2.1輸送方式的選擇帶式輸送機，其主要部件是輸送帶，亦稱為膠帶，輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)。帶式輸送機包括一下幾個部分：輸送帶(通常稱為膠帶)、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動裝置、清掃裝置和卸料裝置等。輸送帶繞經(jīng)傳動滾筒和機尾換向滾筒形成一個無極的環(huán)形帶。輸送帶的上、下兩部分都支承在托輥上。拉緊裝置給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需要的拉緊力。工作時，傳動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。物料從裝載點裝到輸送帶上，形成連續(xù)運動的物流，在卸載點卸載。輸送帶是帶式輸送機的承載構(gòu)件，帶上的物料隨輸送帶一起運行，物料根據(jù)需要可以在輸送機的端部和中間部位卸下。輸送帶用旋轉(zhuǎn)的托棍支撐，運行阻力小。帶式輸送機可沿水平或傾斜線路布置。由于帶式輸送機的結(jié)構(gòu)特點決定了其具有優(yōu)良性能，主要表現(xiàn)在：運輸能力大，且工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機的1/3到1/5；由于物料同輸送機一起移動，同刮板輸送機比較，物料破碎率小；帶式輸送機的單機運距可以很長，與刮板輸送機比較，在同樣運輸能力及運距條件下，其所需設(shè)備臺數(shù)少，轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)少，節(jié)省設(shè)備和人員，并且維護比較簡單。由于輸送帶成本高且易損壞，故與其它設(shè)備比較，初期投資高且不適應(yīng)輸送有尖棱的物料。電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動或其他驅(qū)動機構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動機構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式輸送機的驅(qū)動方式按驅(qū)動裝置可分為單點驅(qū)動方式和多點驅(qū)動方式兩種。通用固定式輸送帶輸送機多采用單點驅(qū)動方式，即驅(qū)動裝置集中的安裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在機頭處。單點驅(qū)動方式按傳動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動。對每個滾筒的驅(qū)動又可分為單電動機驅(qū)動和多電動機驅(qū)動。因單點驅(qū)動方式最常用，凡是沒有指明是多點驅(qū)動方式的，即為單驅(qū)動方式，單筒、單電動機驅(qū)動方式最簡單，在考慮驅(qū)動方式時應(yīng)是首選方式。帶式輸送機常見典型的布置方式如下表所示：表3-1帶式輸送機典型布置方式3.2.2帶式輸送機的設(shè)計計算帶式輸送機的設(shè)計計算，應(yīng)具有下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料（1）物料的名稱和輸送能力：（2）物料的性質(zhì)：（3）工作環(huán)境、露天、室內(nèi)、干燥、潮濕和灰塵多少等；（4）輸送機布置形式和尺寸原始參數(shù)和工作條件（1）輸送物料：鞭炮（2）物料特性：1）塊度：0～30mm2）散裝密度：1kg/3）物料溫度：<4（3）工作環(huán)境：室內(nèi)（4）輸送系統(tǒng)及相關(guān)尺寸：（1）運距：1.5m（2）傾斜角：β=0°初步確定輸送機布置形式，如圖3-1所示：圖3-4帶式輸送機布置形式計算步驟帶速的確定:帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為（3-1）式中：——輸送量（；——帶速（；——物料堆積密度（）；在運行的輸送帶上物料的最大堆積面積,K輸送機的傾斜系數(shù)帶速選擇原則：輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。圓周驅(qū)動力的確定傳動滾筒上所需圓周驅(qū)動力為輸送機所有阻力之和，可用式（3-2）計算：（3-2）式中——主要阻力，N；——附加阻力，N；——特種主要阻力，N；——特種附加阻力，N；——傾斜阻力，N。（3-3）式中——與輸送機長度有關(guān)的系數(shù)，在機長大于80m時，可按式（3-3）計算，或從表查?。?-4）式中——附加長度；——系數(shù)，不小于1.02。阻力計算輸送機的主要阻力是物料及輸送帶移動和承載分支及回程分支托輥旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生阻力的總和?？捎嬎悖海?-5）——承載分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（3.4-5）計算其中——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg；——承載分支托輥間距，m；，——回程分支托輥組每米長度旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m，，中——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量；——回程分支托輥間距，m；計算：——每米長度輸送物料質(zhì)量，kg/m——每米長度輸送帶質(zhì)量，kg/m，=3kg/m運行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表選取。取=0.045。得=0.045×1.5×9.8×[52.2+12.55+（2×3.+5.21）×cos35°]=48.91N3.2.3輸送帶不打滑條件校核圓周驅(qū)動力通過摩擦傳遞到輸送帶上圖3-5作用于輸送帶的張力如圖3-5所示，輸送帶在傳動滾簡松邊的最小張力應(yīng)滿足式(28)的要求。傳動滾筒傳遞的最大圓周力。動載荷系數(shù)；對慣性小、起制動平穩(wěn)的輸送機可取較小值;否則，就應(yīng)取較大值。取1.5——傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)，見表3-2工作條件光面滾筒膠面滾筒清潔干燥0.25～0.030.40環(huán)境潮濕0.10～0.150.25～0.35潮濕粘污0.050.20表3-2傳動滾筒與輸送帶間的摩擦系數(shù)取=1.5，由式=1.5×14425=216N對常用C==1.97該設(shè)計取=0.05；=470。=1.97216=425.5N3.2.4拉緊力計算拉緊裝置拉緊力按式（3.8-1）計算式中——拉緊滾筒趨入點張力（N）；——拉緊滾筒奔離點張力（N）。由式（2.8-1）=79.24+75.46=154.7N3.3減速器的設(shè)計與計算減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機械的需要。減速器的種類很多，按照傳動形式不同可分為齒輪減速器，蝸桿減速器，和行星輪減速器：按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級減速器。單機圓柱齒輪減速器輪齒可做成直齒、斜齒和人字齒直齒用于速度校低，載荷校輕的轉(zhuǎn)動，斜齒論用于速度校高的傳動，人字齒論用于載荷校重的傳動中，箱體通常用鑄鐵做成。圖3-6單級圓柱齒輪減速器簡圖從動帶輪這里對減速器的要求不高，采用結(jié)構(gòu)簡單，成本低的的單級圓柱直齒輪減速器。從動帶輪主動帶輪二級齒輪一級齒輪主動帶輪二級齒輪一級齒輪圖3-7減速器的結(jié)構(gòu)第4章傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算4.1電動機的選擇選擇電動機類型在本次結(jié)鞭封裝機的設(shè)計中，提供原動力的是電動機，該設(shè)備工作時無特殊要求，故選用Y系列三相異步電動機,電壓為380V.Y系列電動機具有高效、節(jié)能、振動小、運行安全可靠等特點。選擇電動機容量電動機容量的選擇對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響，容量小于工作要求，則不能保證工作機的正常工作，或電動機因長期超載運行而過早損壞；容量選得過大，則電動機的價格高、傳動能力不能充分體現(xiàn)，而且效率和功率因數(shù)較低，造成能源上的浪費，從而增加了設(shè)備的成本。在此次工作中，由于結(jié)鞭機工作穩(wěn)定（或變化較小）載荷連續(xù)運轉(zhuǎn)，其傳遞功率較小，故只需使電動機的額定功率等于或稍大于電動機的實際輸出功率，即就可以了，一般不需要再對電動機進行熱平衡計算和啟動力矩校核。電動機的輸出功率：式中：—工作機所需要輸入功率（）；—傳動裝置的總效率工作機所需功率由工作機的工作阻力（或）和運動參數(shù)（或）確定，即：(4-1)式中：—工作機阻力（）—工作機線速度（）—工作機的效率，根據(jù)工作機的類型而定。根據(jù)全自動卷筒機的工作機類型，可取工作機效率。查機械傳動和磨擦副的效率概略值，確定各部分的效率為：帶傳動效率，滾動軸承傳動效率（一對），閉式齒輪傳動效率=0.97則傳動裝置的總效率：=所需電動機功率:估計軸Ⅰ所受到的切向力為，由結(jié)鞭裝置可知軸工作部分轉(zhuǎn)速則其線速度為v=3.95，則所需電動機功率為：因載荷較小，電動機額定功率略大于即可，查Y系列三相異步電動機的技術(shù)參數(shù)，選電動機的額定功率電動機轉(zhuǎn)速的確定，軸的轉(zhuǎn)速，普通帶傳動傳動比一般小于8，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格以及總的傳動比，選定電動機的型號為，其滿載轉(zhuǎn)速為。4.2傳送帶的設(shè)計帶傳動是一種撓性傳動。帶傳動的基本組成零件為帶輪（主要是帶輪和從動帶輪）和傳動帶。當主動帶1轉(zhuǎn)動時，利用帶輪和傳動帶之間的摩擦或嚙合作用，將運動和動力通過傳動帶2傳遞給從動輪3。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)價、格低和緩沖吸振等特點，在近代機械中應(yīng)用廣泛。`圖4－1機構(gòu)運動示意圖帶傳動基本參數(shù)的設(shè)定帶傳動工作前，傳動帶以一定的初接力F圖3－2a張緊在帶輪上。帶傳動工作時，因帶和帶輪間的靜摩擦力作用合帶一邊拉吧，一邊放松。緊邊拉力為F，松邊接力為F圖3－7b。如果近似認為帶的總長度保持不變，并且假設(shè)帶為線彈性體，則有下式成立F－F＝F－F（4－1）不工作時a工作時b圖4－2帶傳動的工作原理確定計算功率P查得工況系數(shù)，電動機功率為，故計算功率選擇V帶的類型由電動機的選擇參數(shù)可得，帶傳動的傳動比為根據(jù)計算功率、電動機轉(zhuǎn)速選用Z型帶。3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶速v(1)初選小帶輪的基準直徑。由查得取小帶輪基準直徑＝56mm。因為5m/s（3）計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)下列公式可計算大帶輪直徑計算大帶輪的基準直徑根據(jù)普通帶輪的基準直徑系列，將大帶輪的基準直徑圓整為。確定帶的中心距和基準長度：確定V帶的中心距和基準長度由公式初定由公式由查表選帶的基準長度則帶的實際中心距為：考慮到帶的制造安裝誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補充張緊的需要，常給中心距的變動范圍為：(5)驗算小帶輪上的包角大于90度，有效。計算帶的根數(shù)由＝56mm和，查表可得。根據(jù)，和Z型帶，查表得查表可得，表表得，于是帶的根數(shù)4.07取5根。計算壓力的最小值查表得Z型帶的單位長度質(zhì)量,所以計算壓軸力壓軸力最小值為4.3鏈條的設(shè)計鏈條是連接在結(jié)鞭組件和封裝組件之間。其目的僅是有利于連接和安裝，因此可取鏈傳動的傳動比。取鏈輪齒數(shù)。確定計算功率，查得工況系數(shù)，齒數(shù)系數(shù)，單排鏈，電動機功率則計算功率為根據(jù)及，選用鏈的型號為，鏈條的節(jié)距為，滾子直徑。則可計算鏈輪的分度圓直徑為：齒頂圓直徑：通過以上的計算，取定鏈輪齒頂圓直徑齒根圓直徑。根據(jù)距離以及鏈傳動的安裝位置，選定中心距，則相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為：取鏈長節(jié)數(shù)為節(jié)。鏈輪的基本尺寸確定以后，便可求得鏈輪的精確轉(zhuǎn)速：則總的傳動比修正為：同時對退筒裝置進行傳動比分配，整個退筒裝置傳動部分有帶傳動和蝸輪蝸桿傳動兩部分構(gòu)成，根據(jù)其各自傳動比的常用范圍，給定減速器的傳動比為1.32，帶傳動的傳動比為。4.4計算傳動裝置的總傳動比并分配各級傳動比4.4.1傳動裝置的總傳動比由于減速箱是展開式,故齒輪傳動比=1.364.4.24.4.2.1各軸的轉(zhuǎn)速電動機軸:=2380高速軸：=1800低速軸:4.4.2.2各軸的功率電動機軸:=1.1kw高速軸:低速軸：4.4.2.3各軸的轉(zhuǎn)矩電動機軸:高速軸:低速軸;結(jié)論結(jié)鞭封裝一體機是鞭炮機械中最重要的生產(chǎn)機型，其設(shè)計兼具了一體化機械、紡織機械、包裝機械等諸多特點?；ㄅ跈C械在我國屬于一種新型生產(chǎn)機械，其對于安全生產(chǎn)地意義十分重大，但是目前其發(fā)展相對滯后，而且到目前為止，國內(nèi)仍沒有相關(guān)系統(tǒng)的文獻資料資料。因此，從畢業(yè)設(shè)計，從一開始的文獻檢索就遇到了很大的困難，無處查找資料便很難獲取課題的相關(guān)信息，這對于從未接觸過花炮機械的我來說確實是一個不小的考驗。為做好開題報告，了解課題的設(shè)計要求及其它相關(guān)信息，我做了大量的市場調(diào)研。本學(xué)期開學(xué)尹始，指導(dǎo)老師何國旗教授就親自帶領(lǐng)我們到醴陵市友文機械廠進行實地的考察、實習(xí)。這段時間的實踐經(jīng)歷在我的整個畢業(yè)設(shè)計過程中起到了至關(guān)重要的作用。在此期間，我和友文機械廠的師傅們一起設(shè)計、制造、試驗，最終完成了這套鞭炮結(jié)鞭封裝機中的封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計。在這個過程中我也遇到很多障礙，尤其是在結(jié)鞭封裝連接部分的設(shè)計，如何使壓輥單向轉(zhuǎn)動又具有一定的速度。通過不斷的摸索、試驗，最終確定通過在摩托車中常使用的單向連軸器，巧妙地的利用連軸器中的彈簧和槽起到設(shè)計的目的。在傳動的設(shè)計時相對比較簡單，分別采用鏈傳動、帶傳動和齒輪傳動的形式，其中帶傳動設(shè)計內(nèi)容較多。對花炮機械不甚了解的我在慢慢的摸索、與老師以及工廠師傅們的不斷探討過程中，逐漸形成了自己的設(shè)計方案，并采用Pro/E等3D軟件進行了