瓶盖自动封装系统设计说明书

本科毕业设计（论文） 题 目:瓶盖自动封装系统的设计 _ 英文题目：The design of the automatic packaging system of bottle cap 学 院：_ 专 业：_姓 名：_学 号：_指导教师：_2015年11月20日 毕业设计（论文）独创性声明该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日 毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 瓶盖自动封装系统属于包装机械的一种，在现代机械工业如此发达的情况下，该系统也在不断创新和发展着。在全球经济发展的大环境下，中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下，对瓶盖自动封装系统进行改良和优化是当务之急。有大型生产瓶盖自动封装系统企业对设备的安全指标的有着一定生产的严格要求。在生产设备的企业，充分考虑到在设备运行中可能出现的问题，从而减少噪声污染引起的振动或不当操作设备的现象等。国内瓶盖自动封装系统设备的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。瓶盖自动封装系统的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。 本次的设计就是瓶盖自动封装系统的设计，通过对瓶盖自动封装系统进行结构设计，以及其中的标准件进行选型设计，大大提高了它的稳定性。相信此次设计的瓶盖自动封装系统的出现将会大大提高传统的瓶盖自动封装系统的自动化程度和质量，为包装机械工业的发展以及人民生活水平的提高能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。关键词：包装机械；瓶盖自动封装系统；工业；发展 AbstractAutomatic filling of the gland joint machine design include: Pull out the gear devices into the bottle, the bottle Pull out the gear devices limit screw device; In this paper, a bottle of brandy round of star-shaped, spiral spacing, and steeplechase bottle into the structure, design and calculation, and to understand the commissioning and maintenance of equipment. Dial star-shaped bottle filling machine round is to limit the agency sent the bottle, filling machine accurately into the take-off and landing or a bottle filled with the bodies removed from the lift conveyor belt into the body. Quantitative liquid materials into the packaging container filling machine filling machinery called. Because the number to be filled with liquid with liquid,Therefore, the general container used for rigid containers, such as bottles, glass bottles , metal cans, cartons and other composites. Conveyor belt, sub-items for delivery screw, star-shaped and arc-shaped guide plate pull out the gear combination for the importation of container.Pull out the gear At the same time, the output is also used in containers. Spiral limit in the field of packaging industry, is now widely applied to various types of sub-items for delivery screw device, a process may require rules or irregular array of containers, objects to determine the speed, direction and distance individually or in batches to a given position. The design is mainly used to separate sub-items for delivery are typical combination of cylindrical device, the sub-items for delivery.Keywords：Driving roller ;Crankshaft;Processing; craft 青岛滨海学院机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）目 录摘要IAbstractII1引言1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义1 1.2 包装机械的发展现状2 1.3 本课题研究的内容32瓶盖自动封装系统总体结构的设计6 2.1 机械传动部分的设计计算7 2.1.1 同步带传动的设计计算8 2.1.2 瓶盖封装电机的选型计算9 2.1.3 V带传动的校核计算10 2.1.4 轴的设计计算11 2.1.5 光电传感器的选型123 瓶盖自动封装系统中主要零部件的强度校核14 3.1 传动轴的强度校核计算15 3.2 螺栓强度的校核计算174瓶盖自动封装系统中主要零件的三维建模18 4.1输送线的三维建模19 4.2瓶盖封装电机的三维建模20 4.3转盘的三维建模22 4.4瓶盖自动封装系统的三维建模235三维软件设计总结24结论25致谢26参考文献270 1 绪论1.1 课题的来源与研究的目的和意义 瓶盖自动封装系统属于典型在包装设备在一部分，随着国际标准化（SIO）的实施，世界瓶盖自动封装系统以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础， 18世纪60年代，美国的施耐德公司将新开发的瓶盖自动封装系统应用到该公司的子公司-一个生产包装机械的机械公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。封装范围更大的瓶盖自动封装系统。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行瓶盖自动封装系统的研发工作。现在国外等著名瓶盖自动封装系统的品牌中，都有瓶盖自动封装系统的销售，全世界瓶盖自动封装系统的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，瓶盖自动封装系统的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此瓶盖自动封装系统是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的瓶盖自动封装系统销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 2 此次设计的题目是瓶盖自动封装系统的设计，相信此次设计的瓶盖自动封装系统的出现将会大大提高包装机械的自动化程度和质量，为包装工业的生产以及人民生活水平的提高能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 1.2 包装机械的发展现状 包装机械的产值在300亿元人民币左右，而每年进口的食品包装机械约10亿美元。其中饮料、乳品和啤酒包装机械占有相当大的比重。 20世纪以来，我国包装工业较改革开放初期有了很大的发展，任命生活水平有了很大的改善，日益对包装类设备提出了更高的要求。发展包装工业的基础便是包装机械。而已更充裕的见见投入到工作中去，因此研制先进的包装机械，使包装类设备迅速地实现机械化和自动化是社会发展的必然趋势。 1.3 本课题研究的内容 本次设计主要针对瓶盖自动封装系统进行设计，从瓶盖自动封装系统的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面：（1）到图书馆里查阅大量相关知识的资料，搜集各类瓶盖自动封装系统的原理及结构，挑选相关内容记录并学习。（2）分析瓶盖自动封装系统的结构与参数（3）确定设计总体方案（4）确定具体设计方案（5）瓶盖自动封装系统的三维图的绘制、CAD装配图、零件图的绘制。（6）说明书的编制2 瓶盖自动封装系统总体结构的设计2.1 机械传动部分的设计计算2.2.1 同步带传动的设计计算(1)传动名义功率P_=0.5kW(2)主动轮转速n1=1500rmin，从动轮 =350rmin(3)中心距a=100mm左右(4)工作情况， 24小时运转 求设计功率P=K0 Pm=0.42= 0.8Kw，式中Ko为载荷修正系数由设计功率0.8Kw 和n =1500rmin，由查得带的型号为L型，对应节距P =9.525mm（1）选择小带轮齿数由小带轮转速n=1500r/min，L型带，查表得小带轮最小许用齿数 Z1=14，则大带轮齿数 Z2= i Z1，其中i= n1n2=1500350=4286Z2=428614=60取标准带轮齿敦=60（2）确定带轮节圆直径dI=Pb Z1/=42.736mmd2= Pb Z2/=182mm（3）确定同步带的节线长度L，L= 2acos +(d2+d1 )2+( d2-d1)180式中： =sin-1 (d2-d1)/2a =0218；126 (以a=100mm代入) 则L =150.54 选择最接近计算值的标准节线长(见表4)L=160.20mm（4）计算同步带齿数zZb=Lp/Pb=160.20/9.525=17（5）传动中心距n的计算a=Pb( Z2-Z1)2zcos式中： inV =314l6 inV=tg-用逐步逼近法计算，=1351 8(弧度)代入上式得出a=102.45与精确计算结果相似。最后测量装置同步带选用L型同步带P= 9.525mmZB=17， L,= 15020ram b= 25.4mm同步带轮： Z1=14，Z2=60，dI=Pb Z1/=42.736mmd2= Pb Z2/=182mm2.1.2 瓶盖封装电机的选型计算 （1）脉冲当量的选择，初选之相步进电动机的步距角0.60 /1.20 ，当三相六拍运行时，步距角=0.60 其每转的脉冲数S=600 p/r,传动比i=1；（2）等效负载转矩的计算71、空载时的摩擦转矩 得= =0.014N.M2、测量仪工作时的转矩 得=0.467N.M得电动机的最大静转矩为（0.30.5）TL=（0.11520.192）N.M（3）等效转动惯量计算1、滚珠丝杆的转动惯量 Js= Js=5.146x10-6 kgm22、滑块的运动惯量 得JW=3.419x10-7 kgm2换算到电动机轴上的总转动惯量 JL= 得JL=0.00035 kgm2（4） 初选步进电动机型号，根据TL=（0.11520.192）N.M和电动机总转动惯量=0.00035初步选定电动型号为85BYG3H358B反应式步进电动机。该电动机的最大静扭距Tmax=6.0N.M 。2.1.3 V带传动的设计计算1）设计功率 1.2 P传递的功率2）选定带型根据和选取普通V带B型，小带轮转速，为1440r/min3）传动比 1.76 4）小带轮基准直径（mm） 选定： 100mm75r/min 5）大带轮基准直径（mm） =150mm6）带速验算 7）初定轴间距（mm） 8）所需带的基准长度（mm） 650mm 带型为A9009）实际轴间距 10）小带轮包角 = = 11）单根V带的基本额定功率 根据带型号和普通V带取0.37kw12）时单根V带型额定功率增量根据带型号、和取0.15kw13）V带的根数ZZ =小带轮包角修正系数查B1表8123,取0.96带长修正系数查B1表818，取0.8714） 单根V带的预紧力 = =134（N） mV带每米长的质量（kg/m）查B1表8124，取0.1k/gm15）作用在轴上的力 考虑新带初预紧力为正常预紧力的1.5倍16）带轮的结构和尺寸带轮应既有足够的强度，又应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造而产生过大的应力。轮槽工作表面应光滑（表面粗糙度）以减轻带的磨损。带轮的材料为HT200。2.1.4 轴的设计计算（1）初步确定轴的直径mm （3.32）根据工作条件，取mm（2）传动轴受力分析N （3.33） N （3.34） N （3.35）图4.1 传动轴的受力简图（3）绘制传动轴的受力简图，求支座反力垂直面支反力：由，得： （3.36） 由，得： N （3.37）水平面支反力：由，得： （3.38） N由，得： N （3.39） （4）作弯矩图：垂直面弯矩图：C点 Nmm （3.40）水平面弯矩图：C点 Nmm （3.41）合成弯矩图：C点Nmm （3.42） （5）作转矩T图： Nmm （6）校核轴的强度：按弯扭合成应力校核轴的强度校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由文献1，15-5可知，取，轴的计算应力 MPa （3.43）选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表可知，MPa。因此，故安全。2.1.5 光电传感器的选型目前常见的非接触测量有光学测量，红外线测量，超声波测量，电磁感应测量，视觉成像测量等等都是非接触式测量。针对凸轮轴非接触式测量，则广泛采用光电传感器来测量，此类传感器应用于测量仪器而用，在精密度上和准确性上很大的保证。检测距离长 光电传感器最突出的优点之一是可以长距离检测物体。 对检测物体的限制少 光电传感器的工作原理是更具光和电的色彩和电流的强弱来检测感应物体，对金属，橡胶，塑料等等都可以检测得到。响应时间短 光电传感器的反应速度非常快，可以在检测信号发现后的0.5秒的时间内检测到物体。 3 瓶盖自动封装系统中主要零部件的强度校核3.1 传动轴的强度校核计算判断危险截面从轴的截面来对轴进行强度校核是最常规的方法，一般轴颈很细的位置就是轴的危险截面所在。截面V左侧抗弯截面系数 mm （3.44）抗扭截面系数 mm （3.45）截面V左侧的弯矩M为 Mpa （3.46）截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应 Mpa （3.47） 截面上的扭转切应力MPa （3.48）轴的材料为45钢，调质处理。MPa，MPa，MPa。用插入法求出 ，轴按精车加工，表面质量系数为： 轴未经表面强化处理，固得综合系数为 （3.49） 碳钢的特性系数 取 取所以轴在截面V左侧的安全系数为 （3.50） （3.51） （3.52）故该轴在截面V左侧的强度是足够的。截面V右侧抗弯截面系数 mm抗扭截面系数 mm截面V左侧的弯矩M为 MPa截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应力 MPa截面上的扭转切应力 MPa截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按文献1附表查取。因， ，轴的材料的敏感系数为 ，故有效应力集中系数按文献1，附为 （3.53） 轴的截面形状系数为轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数为综合系数为 所以轴在截面V左侧的安全系数为 故该轴在截面V左侧的强度是足够的。3.2 螺栓强度的校核计算 螺栓的强度是在机械连接很重要，特别是在重要的场合，以及螺栓的强度是特别重要的。如上图所示的力示意图，图中共同努力，而不是均匀分布。因为螺栓的剪切变形是相对于横截面，螺栓的内力注定是沿着错误的方向。还在用内力截面法。螺栓沿剪切平面M虚 - 中号切口，沿左侧学习图。 3 - 55（b）中，根据静力平衡的条件下，在剪切面必须具有一个共同作用且平行于内部动力分配系统，在M分枝连接片称为剪切部分一般是不细长杆，以及实际应力和变形是复杂的。通过理论分析和实验研究，以确定在剪切面实际分布规律剪切是困难的。在工程实践中，一些假设都是为了简化计算，这就是所谓的实际计算，或者如果计算是假定的。如果压力是均匀的剪切面，如果剪切表面积，应力： 与剪切面切线，剪切应力。上述计算是基于这样的假设，在剪切面上的剪应力是均匀分布的。事实上，它是只在剪切面上的“平均应力”，所以它也被称为标称剪切应力。对剪切平面上的最大剪切应力为约等于最大剪应力。2，挤压实用计算 除了轴承剪切连接器，连接器的接触表面和连接器也受到挤压。因此，该连接件的上半部分应计算上的抗压强度。上的螺栓的螺栓的压力的压力被称为挤压力。在挤出区的单位面积上的挤压力被称为挤压应力。该项目还使用了剪切挤压类似的实用计算方法，假设受力较均匀，则一般挤出应力和应力分布，如图353的（b）的最大应力发生在半圆柱形接触表面中点，它与实际计算出的挤压应力大致相等。4 瓶盖自动封装系统中主要零件的三维建模4.1输送线的三维建模4.2 瓶盖封装电机的三维建模4.3转盘的三维建模4.4瓶盖自动封装系统的三维建模5 三维软件设计总结 通过本次设计，再次提出了利用三维软件的水平，并吸收了大量的经验，总结出以下几点。关于图纸的绘制方面，当零件的尺寸已经给出，不考虑图纸尺寸不合适的，基于三维零件图，装配时必须考虑的大小是合适的，因为AutoCAD绘图效果不好，也会引起的尺寸误差，和甚至出现欠定义大小，因此，必须通过在这个时候对零件进行测量，进行修改，直到符合要求。该工具是方便的输入数据映射，通过选择部分的类型，标准件，可以生成，但有时需要在工具集使用部分可能找不到，所以在这个时候随机应变，其他部分而不是通过修改或满足要求增加组件的使用。三维地图应该是灵活的，解决问题的方法总比问题多，当一个方法不能正常映射，试试另一种方法，它不仅可以完成零件的生产，而且还可以开发映射一个更好的主意，并打破了新思想的规则。 学习使用一些可以节省时间的命令，如镜像，阵列，能省则省”。在装配过沉重，曾给了我一个很大的障碍，是要花很多时间去找出为什么。在一个活跃的子组件，虽然活动范围会产生干扰，可以设置该复合物的活动范围，如先进的范围内，和角度范围，即使在这个范围内不影响母配体，不能设置。因为一旦设定的范围内，在父组件将被视为完全定义的组件模型，它将冲突分总成，将无法完成装配。看地图是最重要的任务是理解零件图，图表工具，没有工具是没有法律的零件图，所以不要急着写，想通过零件的结构，并认为通过线图，这是重中之重，映射。部分建模，一般应的特点进行深入分析，找出零件是由几个特点，摆脱所有的形状特点，它们之间的连接相对位置、表面，然后按主次特征造型的关系，按一定的顺序。一个复杂的部分，有许多简单的功能，通过切除或重叠相交。可理解性和实体模型。特别是在二维图纸，我们只能看到元器件的布局，并用虚线给说的内部特征，除了部分的相贯线，这条线各特征在路口出现。在选秀过程中零件，必须选择第一个草图平面，这是非常重要的，决定了后续的模型飞机的命令，使用简单的说，一个圆柱形围成一个圈，然后绘制，也可以作为一个长方体旋转，虽然他们的结果都是一样的，但草图平面和命令的使用。如果我们想要一个轴，那么我们应该选择第二个方法以及。由于该零件的设计不规则零件，用于为拉伸和旋转命令，许多零部件都是对称的，所以为了节省时间，提高效率，通常用于指挥镜特性。一个完整的工程图纸应该包含以下4个方面。一组视图：一组视图（包括视图，剖面，断面，局部视图）是正确的，完整的，对各部分的结构和形状表达清楚。尺寸：尺寸的确定和零件的形状各部分的位置技术要求：表明部分的一些要求必须在制造和检验完成，如表面粗糙度，尺寸公差，形位公差，材料和热处理的方法和指标。标题栏：注明产品名称，材料，数量，拉伸比和拉伸，等。单击新建图标以显示新的文件系统，SolidWorks文件”对话框中，单击“选项”对话框中的组件，你可以进入装配工作模式，进行以后的设计工作。结 论在最近的一段时间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度本文所设计的是瓶盖自动封装系统的设计，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最后，感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。致 谢 在此论文完成之际，我的心里感到特别高兴和激动，在这里，我打心里向我的导师和同学们表示衷心的感谢！因为有了老师的谆谆教导，才让我学到了很多知识和做人的道理，由衷地感谢我亲爱的老师，您不仅在学术上对我精心指导，在生活上面也给予我无微不至的关怀支持和理解，在我的生命中给予的灵感，所以我才能顺利地完成大学阶段的学业，也学到了很多有用的知识，同时我的生活中的也有了一个明确的目标。知道想要什么，不再是过去的那个爱玩的我了。导师严谨的治学态度，创新的学术风格，认真负责，无私奉献，宽容豁达的教学态度都是我们应该学习和提倡的。通过近半年的设计计算，查找各类瓶盖自动封装系统的相关资料，论文终于完成了，我感到非常兴奋和高兴。虽然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因为我是怎么想的，这是我付出的汗水获得的成果，是我在大学四年的知识和反映。四年的学习和生活，不仅丰富了我的知识，而且锻炼了我的个人能力，更重要的是来自老师和同学的潜移默化让我学到很多有用的知识，在这里，谢谢老师以及所有关心我和帮助我的人，谢谢大家。参考文献1 璞良贵 机械设计（第七版） 北京：高等教育出版社,J,2004 2 吴宗泽 机械设计 北京：高等教育出版社,J,2001 3 钟毅芳等 机械设计（第二版） 武汉：华中科技大学出版社,J,2001 4 谭庆昌 机械设计 长春：吉林工业出版社,J,2001 5 黄华梁等 机械设计基础（第三版）高等教育出版社,J,2001 6 余俊 机械设计（第二版） 北京：高等教育出版社,J,1986 7 徐灏 疲劳强度设计 北京：机械工业出版社,J,1985 8 徐灏 机械设计手册（第一版）北京：机械工业出版社,J,1992 9 机械设计手册编委会 机械设计手册（第二版）北京：机械工业出版社,J2004 10 蔡春源 机械零件设计手册（第二版）北京：冶金工业出版社,J,1994 11 齿轮手册编委会齿轮手册（第二版） 北京：机械工业出版社，J,2004 12 罗伯特 机械设计中的机械零件(英文版.第三版) 北京：机械工业出版社，J,2004 13 约瑟夫E.希格力机械工程设计(英文版.第六版) 北京：机械工业出版社，J,2002 14 M.F.斯伯茨 机械零件设计 (英文版.第七版) 北京：机械工业出版社，J,2003 15 Hildebrand K J. 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