巧克力包装机设计毕业设计

毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目：巧克力包装机设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位学位论论文原文原创创性声明性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位学位论论文版文版权权使用授使用授权书权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 关利伟 专业 09 机电一体化 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目：巧克力包装机设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 王广云 系（部）主 任 黄颖辉 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录电力工程 系 机电一体化 专业，学生 关利伟于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 巧克力包装机设计 专题（论文）题目： 指导老师：王广云 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 关利伟 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 。平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名：关利伟 专业 机电一体化 年级 09 级 4 班 毕业设计（论文）题目： 巧克力包装机设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 巧克力包装机设计巧克力包装机设计摘要摘要 通过对巧克力糖包装机的深度研究,以及有关资料的查阅,先绘制机械运动传动系统的方案草图,再合理地选择各个机构的有关参数,逐步完成零部件的参数计算和设计,以求能达到总体配合的最大效果,最后精确绘制有关的零件和运动分析图,并标明参数糖果包装机属于食品类产品包装机，按照包装的形式有折叠式包裹、扭结式包裹两大类。这种包装机一般采用卷盘式包装材料，在主机上实现包装材料分切、包裹及封口工序。本次设计的糖果包装机属于扭结式包裹，是较为传动的一种糖果包装机。它广泛应用于中小型糖果生产企业，自动化程度较高，既可以完成单层或多层纸的包装，也可以包装多种形状的硬糖或软糖，包装方法简单美观，结实牢靠，消费者使用方面。另外，本次设计的主要是采用机械式传动控制机构，因为糖果包装机，生产任务为每班产量 570kg，约合自动机的正常生产率为 120 件/ min。考虑自动机工艺条件的变化，采用无级调速，使自动机的生产率为70130 件/min。目前国内外糖果包装机太多采用机械传动式。因为连杆、凸轮机构一经调整后，就能严格保证动作的可靠性，并且能实现比较复杂的动作。关键词关键词 ：包装机 设计 参数Chocolate packaging machine designAbstractThrough to the depth of the packing machine of chocolate installed research, as well as the relevant material of access, first draw mechanical motion transmission system solutions sketches, again for reasonable selection of the related parameters of each agency, gradually completing the parts of the parameter calculation and design, to achieve the maximum effect with overall, finally drawn exactly relevant parts and exercise were and indicate the parametersCandy packing machine belong to food products packaging machine, according to the packing in the form of the folding package, snarling type package two kinds big. This kind of packing machine general use of the roll disc packaging materials, packaging materials in host realize cutting, parcels and sealing processes. The design of candy packing machine snarling type belongs to snarling type package, it is more of a transmission candy packing machine. It is widely used in small and medium candy production enterprise, high degree of automation, already can be finished cutting one layer or layers of paper package, also can packages variety of shapes of hard candy or fudge, packing method is simple and beautiful, the strong firm, consumer use. In addition, this is the design of the main by mechanical transmission control institutions because candy packing machine, the production task for each class yield of 570 kg, about the normal productivity for 120 automata a/min. Consider automata process conditions change, use stepless speed regulation, make automata productivity for 70 130 / min. Keywords:packing machine design the design parameters目录目录第第 1 1 章章 糖果包装机的概糖果包装机的概述述及现状分析及现状分析-11.1 糖果包装机的概述 -11.2 包装机械化的重要意义 -11.3 包装机械的主要特点及发展现状 -3 1.3.1 主要特点 -31.3.2 包装机械工业的发展现状 -41.3.3 几种典型糖果包装机 -4第第 2 2 章章 设计任务书设计任务书-52.1 设计题目 -52.2 设计任务 -5第第 3 3 章章 粒状巧克力糖包装机的工艺确定粒状巧克力糖包装机的工艺确定-73.1 产品性质与包转材料 -73.1.1 产品特征 -73.1.2 包装材料 -73.2 工艺方案及实验 -83.2.1 包装工艺方案拟定 -8第第 4 4 章章 粒状巧克力糖包装机的总体布局粒状巧克力糖包装机的总体布局-114.1 机型选择 -114.2 各机构及整体布置 -114.2.1 自动机的执行机构 -114.2.2 包装机总体布置 -12第第 5 5 章章 粒状巧克力糖包装机的传动系统粒状巧克力糖包装机的传动系统-13第第 6 6 章章 粒状巧克力糖包装机的工作循环图粒状巧克力糖包装机的工作循环图-146.1 分析各执行机构的运动循环图 -146.1.1 确定各机构的运动循环-14pT6.1.2 确定各机构运动循环的组成区段 -146.1.3 确定各机构运动循环内各区段的时间及分配轴转角 -156.2 各执行机构运动循环的时间同步化设计 -176.3 绘制粒状巧克力自动包装机的工作循环 -176.4 修正自动包装机的工作循环图 -18第第 7 7 章章 粒状巧克力糖包装机的齿轮设计粒状巧克力糖包装机的齿轮设计-207.1 齿轮的形成和发展 -207.2 齿轮结构组成及设计表 -20第第 8 8 章章 粒状巧克力糖包装机的机械手设计粒状巧克力糖包装机的机械手设计-23第第 9 9 章章 粒状巧克力糖包装机的凸轮设计粒状巧克力糖包装机的凸轮设计-259.1 凸轮介绍及特点 -259.2 设计图及数据 -25第第 1010 章章 粒状巧克力糖包装机的槽轮设计粒状巧克力糖包装机的槽轮设计-29结结 语语-31致致 谢谢-32参考文献参考文献-33平顶山工业职业技术学院1第第 1 章章 糖果包装机的概述及现状分析糖果包装机的概述及现状分析1.11.1 糖果包装机的概述糖果包装机的概述糖果包装机属于食品类产品包装机，按照包装的形式有折叠式包裹、扭结式包裹两大类。这种包装机一般采用卷盘式包装材料，在主机上实现包装材料分切、包裹及封口工序。本节所介绍的 BZ350-A 型糖果包装机属于扭结式包裹，是较为传统的一种糖果包装机。它广泛应用于中小型糖果生产企业，自动化程度较高，既可以完成单层或多层纸的包装，也可以包装多种形状的硬糖或软糖，包装方法简单美观、结实牢靠，消费者使用方便。1.21.2 包装机械化的重要意义包装机械化的重要意义 包装是对产品进行定量装载、裹包、封装等工艺过程的总称。包装的作用是对产品进行保护并使之便于运输、仓储与销售。轻工业产品主要是供消费，所以既要实用又要注重包装装潢，以发挥其美化产品、宣传产品和吸引消费者的作用。随着科学技术的发展，现代化的生产日益趋向商品化、社会化和国际化。其产品已不单纯供应本地区或本国的消费，而是要发展出口创汇，逐步形成外向型的经济。所以产品包装已不可能依靠手工操作，因手工包装不仅在速度、质量、卫生条件和花色品种等方面都无法和机械化包装相比拟，现代化的包装机械已超越简单地模仿人的动作，有许多功能是手工操作根本不能实现的。现代化生产的产品包装，甚至已不能满足单机操作的机械化和只能适应单一包装品种、规格的包装机。大量的连续化生产要求包装作业也要成为由一系列自动包装机、联动机、输送机、自动储存装置、自动检测装置组合起来的自动包装生产线。如产品为适应市场需要而经常变换包装品种和规格的话，也要求包装机具有稍加调整即可适应新的品种规格产品包装的功能，这就是所谓多用包装机。小现实的生活中，实现包装机械化不但把生产率大大提高了，而且使更多的工人从繁重、单调的工作中解放出来，同时，包装机械化的实现扩大了生产规模、生产范围、产品品种，大大缩减了生产周期，有利于产品不断更新换代，以满足不断增长的需要。在企业节约成本、提高利润等方面，也显示出越来越平顶山工业职业技术学院2大的优越性。近半个多世纪以来，随着生产与流通日益社会化、现代化，产品包装正以崭新的面貌崛起，受到人们普遍重视。现代包装的基本含义是：对不同批量的产品，选用某种有保护性、装饰性的包装材料或包装容器，并借助适当的技术手段实施包装作业，以达到规定的数量和质量，同时设法改善外部结构，降低包装成本，从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运，防止产品破损变质，不污染环境，便于识别应用和回收废料，有吸引力，广开销路，不断促进扩大再生产。无论在国内或国外，包装工作已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响，甚至在现代生活中出现了过去难以想象的新情况:未经包装出售的商品变得越来越少了，而且包装上的失败往往会使很好的产品得不到成功的销售。因而不妨这样说，在将来，如果没有现代化的包装就没有商品的生产和销售;可是如果没有先进的工业与科学技术的综合发展，也不可能出现高水平的现代化包装。迄今，一些科学技术发达的国家，在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门，已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程，有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。1)能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方面，大都是手工操作无法胜任和媲美的.随着商品的多样化 ，这一点越来越引起了人们的重视.另外，用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染，从而保证食品药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。2)能改善劳动条件，避免污染危害环境对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性、爆炸、发射性的，以及必须放置在暗室的物品，实现了包装的机械化和自动化，便可大大改善操作条件，避免污染危害环境。至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作，如能实现机械化和自动化，则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高平顶山工业职业技术学院3生产效率。3)能节约原材料，减少浪费，降低成本有些粉末、液体物料在手工包装过程中容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若改善机械包装则会大大减轻损伤。4)能提高生产效率，加速产品的不断更新机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，乃是关系到国家长远规划的一件大事，也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容。 1.3 包装机械的主要特点及发展现状包装机械的主要特点及发展现状1.3.1 主要特点主要特点 包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备，以完成所要求的产品包装工艺过程。为了对包装机械的发生和发展找出规律性认识并制订适当的对策，有必要深入地了解它的一些特点。（1）包装机械是特殊类型专业机械现代包装不单作为一个独立的工业部门已经取得了惊人的进展，同时也逐步形成为一门崭新的综合性学科，即国际上公认的“包装工程学”。其中包括包装材料学、包装工艺学、包装设计学、包装印刷学、包装动力学、包装机械学、包装检测学、包装管理学、 以及包装标准化等重要分支。反过来，这又为包装工业的健全发展打下坚实的理论与实践基础。（2）在发展专用机种的同时，积极开发通用包装机械包装机械在发展专用机种的同时，为满足现代包装的实际需要正在不断扩大其通用能力，积极开发各种新型的通用包装机。 （3）包装机械日趋联动化、高速化、自动化从八十年代初开始，在某些包装领域里将微机、机械人更多地应用于供料、检测和管理等方面，准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。 现在，依靠机电等综合技术对产品包装实行记忆式自动控制逐渐增多，其主要特点是，将检测出来的信息通域记忆构件或记忆演算，指令远距离执行机构完成所规定的动作，如自动剔除不合格品、无料不送袋、断瓶不充填、缺盒不上标等等。微型电子计算机的迅速普及，使得包装机械的自动化水平发生了巨大变化，尤其是随机处理多品种、多规格的产品更能发挥它的独特功效。平顶山工业职业技术学院41.3.2 包装机械工业的发展现状包装机械工业的发展现状在世界范围内，包装工业的发展历史比较短些，科学技术发达的欧美各国大体上是在本世纪初叶起步的，及至五十年代步伐才大为加快。由于社会上各方面的积极推动和有力配合，终于逐步地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相适应的科研、设计、情报、教育、学术、管理等组织机构，进而形成了独立完整的包装工业体系，且在整个国民经济中占居着重要地位。现在投产使用的包装机已超过千余种(约半数属于食品包装机械)，同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。根据世界新技术革命的发展趋势，预料包装材料以及与此紧密相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破，并且带动更多的产业部门进入包装行列。中国有着悠久的包装历史。我国古代劳动人民对包装的发展曾做出许多杰出的贡献。特别是防腐包装、防震包装和礼品包装更带有民族的传统特色，一直延续至今。可是中国的现代包装工业起步比较迟缓，解放前只有几个大城市的少数啤酒厂、汽水厂、罐头厂、卷烟厂才配备一些包装机械。到了五十年代末期，开始引进仿造，形成小规模的生产能力然而从全局看，我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存在着明显的差距，尚且是国民经济中较为薄弱的一个环节。但是我们相信，只要立足本国，放眼世界，不屈不挠，艰苦奋斗，那么，在不远的将来，建立起中国的独立完整的包装工业体系这一宏大目标，就一定能够实现!1.3.3 几种典型糖果包装机几种典型糖果包装机类 别名 称 举 例单端扭结式糖果包装机GD2400双端扭结式糖果包装机BBFN150按包装形式分叩头式糖果包装机GD2650间歇运动多工位糖果BBFN150按工艺过程连续性分连续运动多工位糖果BBFN400冷包型糖果包装机BBFN150按包装的工艺方法分热包型糖果包装机乳始糖果包装机平顶山工业职业技术学院5第第 2 章章 设计任务书设计任务书2.12.1 设计题目设计题目设计巧克力糖自动包装机。包装对象为圆台状巧克力糖（图 6） ，包装材料为厚 0.008mm 的金色铝箔纸。包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图 7） 。包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图 8） 。包装工艺动作为：1.将 90mm90mm 铝箔纸覆盖在巧克力糖 20mm 小端正上方；2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；3.将余下的铝箔纸分半，先后向 30mm 大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。 2.22.2 设计任务设计任务1、粒状巧克力糖被加工对象是呈圆台形粒状巧克力糖，如图 1 所示。H=12mm，1=30mm，2=20mm。图 1 包装工艺动作平顶山工业职业技术学院62、包装材料巧克力糖包装采用厚度 0.008mm 的银色铝箔卷筒纸。3、机器的生产率生产任务为每班产量 570kg，约合自动机的正常生产率为 120 件/ min。考虑自动机工艺条件的变化，采用无级调速，使自动机的生产率为 70130 件/min。4、包装质量要求要求巧克力糖包装后外形美观、挺括、铝箔纸无明显损伤、撕裂、褶皱（如图2 所示） 。5、对自动机的基本要求机械机构简单，工作可靠、稳定，操作方便、安全，维修容易，造价低。6、研制费用：4 万元。H12图 2 产品形状图 3 包装产品最后形状平顶山工业职业技术学院7第第 3 章章 粒状巧克力糖包装机的工艺确定粒状巧克力糖包装机的工艺确定在广泛调查研究的基础上，对产品的包装工艺进行详细的分析。一般来说，开始总是以模仿人工包装的动作，作为自动机工艺设计的初步依据。但是作为高明的设计者，不能只局限于模仿人工包装动作。如大家熟悉的家用缝纫机，它的缝制工艺远比手工缝制的完美，面线、底线同时完成。因此，在开始设计自动机工艺时，首先应对人工包装动作进行分析研究，并在此基础上进行综合、提高，使之更加完善，更能适合机械动作的要求。3.13.1 产品性质与包转材料产品性质与包转材料3.1.1 产品特征产品特征粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤。因此，考虑机械动作时应适合它的特点，以保证产品的加工质量。例如产品夹紧力要适当；在进出料时避免碰撞而损伤产品；包装速度应适中，过快会引起冲击而可能损伤产品等。包装工艺首要的是要解决坯件的上料问题。显然，像巧克力糖之类的产品，使用一般料斗上料方法是不适宜的。如果采用料仓式上料方法，则需要人工定时放料，每分钟放 120 粒糖也够紧张的。如果将自动机的进料系统直接与巧克力糖浇注成形机的出口相衔接，则比较容易解决巧克力糖的自动上料问题。3.1.2 包装材料包装材料食品包装材料应十分注重卫生。粒状巧克力糖包装纸采用厚度为 0.008mm的金色铝箔纸，它的特点是薄而脆，抗拉力较小，容易撕裂，也容易褶皱。因此，在设计供纸部件时对速度应十分注意。一般包装的速度越高，纸张的拉力就越大。根据经验，一般送纸速度应小于 500mm/s。在选择供纸机结构时，主要依据下列两点：1）采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。2）纸张送出时的空间位置时垂直置放的还是水平置放的。将纸片水平置放对包装工艺有利。但卷筒纸水平输送，只能采用间歇式剪切供纸方法。平顶山工业职业技术学院83.23.2 工艺方案及实验工艺方案及实验3.2.1 包装工艺方案拟定包装工艺方案拟定图 4 包装工序分解图图 4 为最初的巧克力糖包装工艺图.根据人工包装动作顺序,针对产品包装质量要求,该机包装工艺如下:1) 将 90mm90mm 铝箔纸覆盖在巧克力糖 20 小端正上方,如图 4(a)所示。 2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图 4(b)所示. 3)将余下的铝箔纸分成两半,先后向 30 大端中央折去,迫使包装纸紧贴巧克力糖,如图 4(c),(d)所示.上述包装工艺只是一种设想,还须经过工艺实验加以验证.3.2.2 巧克力糖包装工艺的实验工厂的设计人员,根据初拟的包装工艺方案,进行了工艺实验.在第一次实验时,采用刚性锥形模腔,迫使铝箔纸紧贴在糖块的圆台锥面上.图 5 为第一次工艺实验的结构简图.图 5 第一次工艺试验结构图平顶山工业职业技术学院91-转轴 2-巧克力糖 3-转盘 4-顶糖杆 5-铝箔纸 6-槽凸轮机构如上图所示,糖块和包装纸由顶糖杆 4 顶入转盘上的锥形模腔,迫使铝箔纸紧贴糖块.实验结果表明,基本符合要求,但还存在如下问题:由于巧克力糖在浇注成行时,外形尺寸误差较大,而刚性模腔不能完全适应这种情况;又由于铝箔纸又薄又脆,在强迫成行时,铝箔纸有被拉破的现象,特别当糖块与模腔之间间隙太小时,使铝箔纸没有足够的变形间隙而被撕破;此外,在实验中常常发生糖块贴牢模腔不能自由落下的情况;有时在顶杆顶糖时发生损伤糖块的现象等等.这说明第一次工艺实验还很不完善.在第二次工艺实验时,将刚性锥形模腔改成具有一定弹性的钳糖机械手.图6 为钳糖机械手及巧克力糖包装简图.图 6 钳糖机械手及巧克力糖包装1-转轴 2-转盘 3-弹簧 4-接糖杆 5-钳糖机械手(共 6 组)(a)(b)(c)(d)平顶山工业职业技术学院106-糖块 7-顶糖杆 8-铝箔纸 9-环行托板 10-折边器如上图所示,机械手设计上是具有弹性的锥形模腔,这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化,解决第一次工艺实验中存在的拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。第二次工艺实验的过程如下:当钳糖机械手转至装糖未位置时,接糖杆 4 向下运动,顶糖杆 7 向上推糖块6 和包装纸 8,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入机械手 5,迫使铝箔纸成型如图 6(b)所示,接着折边器 10 向左折边,成图 6(c)状,然后转盘 2 带机械手 5 作顺时针方向转动,途径环行托板 9,使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺如图 6(d)所示.第二次工艺实验,获初步成功.铝箔纸没有撕破现象,糖块也没有说明损伤.但是包装纸表面还不够光滑,有时还发生褶皱现象,还需要进一步改进.又经过讥刺实验,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上,达到预期的外观包装质量要求.因此增设了一个带有锥形毛刷圈（软性尼龙丝） ，在定糖过程中，先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈，然后再进入机械手成形，结果使包装纸光滑、平整、美观，完全达到包装质量要求。图 7 是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。图 7 巧克力糖包装成型机构1-左抄板纸 2-钳糖机械手 3-接糖杆 4-右抄板纸5-锥形尼龙丝圈 6-铝箔纸 7-糖块 8-顶糖杆另外，考虑自动机工作的可靠性，在成品出料口增设拨糖杆，确保机械手中的糖块落入输送带上。这样的工艺方案就比较完善了。平顶山工业职业技术学院11第第 4 章章 粒状巧克力糖包装机的总体布局粒状巧克力糖包装机的总体布局4.14.1 机型选择机型选择从产品的数量看，属于大批量生产，给定生产任务超过年产 100 万粒。因此，选择全自动机型。从产品的工艺过程看，选择回转式工艺路线的多工位自动机型。根据工艺路线分析，实际上需要两个工位，一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用六槽槽轮机构作工件步进传送。4.24.2 各机构及整体布置各机构及整体布置4.2.1 自动机的执行机构自动机的执行机构根据巧克力糖包装工艺，确定自动机由下列执行机构组成：1) 送糖机构；2) 供纸机构；3) 接糖和顶糖机构；4) 抄纸机构；5) 拨糖机构；6) 钳糖机械手的开合机7) 转盘步进传动机下面介绍主要执行机构的结构和工作原理。图 8 为钳糖机械手、进出糖机构结构图。送糖盘 4 与机械手作同步间歇回转，逐一将糖块送至包装工位。机械手的开合动作，由固定的凸轮 8控制，凸轮 8 的廓线是由两个半径不同的圆弧组成，当从动滚子在大半径弧上，机械手就张开；从动滚子在小半径弧上，机械手靠弹簧 6 闭合。图 8 钳糖机械手及进出糖块机构1-输送带 2-糖块 3-托盘4-钳糖机构 5-钳糖机械手6-弹簧 7-托板 8-机械手9-机械手开合凸轮 10-输料带I-进料,成型,折边工位 II-出糖工位平顶山工业职业技术学院12图 9 为接糖和顶糖机构示意图。接糖杆和顶糖杆的运动，不仅具有时间上的顺序关系，而且具有空间上的相互干涉关系，因此它们的运动循环必须遵循空间同步化的原则设计，并在结构上应予以重视。 接糖杆和顶糖杆夹住糖块和包装纸同步上升时，夹紧力不能太大，以免损伤糖块。同时应使夹紧力保持稳定，因此在接糖杆的头部采用如橡皮类的弹性件。4.2.2 包装机总体布置包装机总体布置 图 10 总体布置图图 9 接糖和顶糖杆机构1-圆柱凸轮 2-接糖杆 3-糖块 4-顶糖杆 5-平面槽凸轮平顶山工业职业技术学院13第第 5 章章 粒状巧克力糖包装机的传动系统粒状巧克力糖包装机的传动系统粒状巧克力糖包装机是专用自动机，根据自动机传动系统设计的一般原则和巧克力糖包装工艺的具体要求，拟定如图 11 所示的传动系统。图 11 粒状巧克力糖包装机传动系统1-电动机 2-带式无级变速机构 3-链轮幅 4-盘车手轮5-顶糖杆凸轮 6-剪纸导凸轮 7-拨糖杆凸轮 8-抄纸板凸轮9-接糖杆凸轮 10-钳糖机械手 11-拨糖杆 12-槽轮机构13-接糖杆 14-顶糖杆 15-送糖盘 16-齿轮副17-供纸部件链轮 18-输送带链轮 19-螺旋齿轮副 20-分配轴如图所示，电动机转速为 1440r/min，功率为 0.4kW,分配转速为70130r/min，总降速比 ，采用平带、链轮两级降速，其中u总111 20.61/（4.48） ，1/2.67。而无级变速的锥轮直径u带u链。螺旋齿轮副 1、2、3 的传动比,直齿标准minmax40,70Dmm Dmm123i =i =i =1齿轮副的传动比 i=2。平顶山工业职业技术学院14第第 6 章章 粒状巧克力糖包装机的工作循环图粒状巧克力糖包装机的工作循环图6.16.1 分析各执行机构的运动循环图分析各执行机构的运动循环图6.1.1 确定各机构的运动循环确定各机构的运动循环pT已知120 件/min，则分配轴的转速为TQ n=120(r/min)分配轴每转的时间就是该机的工作循环，即等于各个执行机构的运动循环，所以（s）pT606011202n6.1.2 确定各机构运动循环的组成区段确定各机构运动循环的组成区段拨糖机、送料辊轮和机械手转位都是间歇运动机构，它们的运动循环由两个区段组成：拨糖机、送料辊轮和机械手转位等三个机构的转位运动时间；1KT拨糖机、送料辊轮和机械手转位等三个机构的的停歇时间。1oT因此，应有 (6.1)pT1KT1oT相应的分配轴转角为 (6.2)p111ko剪刀机构 8 的运动循环可分为三个区段：剪刀机构的剪切工作行程时间；8kT剪刀机构的返回行程时间；8dT剪刀机构在初始位置的停留时间。8oT因此，应有 (6.3)8pT8kT8dT8oT相应的分配轴转角为 (6.4)8888pkdo顶糖杆机构 5 的运动循环的组成区段为：平顶山工业职业技术学院15顶糖杆机构的顶糖工作行程时间；5kT顶糖杆机构在工作位置的停留时间5sT 顶糖杆机构的返回行程时间；5dT顶糖杆机构在初始位置的停留时间。5oT因此，应有 (6.5)55555pksdoTTTTT相应的分配轴转角为 (6.6)55555pksdo活动折纸板机构 6 的运动循环也可以分为四个区段：活动折纸板机构的折纸工作行程时间；6kT活动折纸板机构在工作位置的停留实际；6sT活动折纸板机构的返回行程时间；6dT活动折纸板机构在初始位置的停留时间；6oT因此，应有 (6.7)66666pksdoTTTTT相应的分配轴转角为 (6.8)66666pksdo6.1.3 确定各机构运动循环内各区段的时间及分配轴转角确定各机构运动循环内各区段的时间及分配轴转角由于粒状巧克力自动包装机的工作循环是从送料开始的，因此以送料辊轮机构的工作起点为基准进行同步化设计，拨糖盘和机械手转位两个机构与之相同。a.送料辊轮机构运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取送料时间，则停歇时间为，相应的分配轴转角为1KT161oT13 =360=3601201k11kpTT1612平顶山工业职业技术学院16 =360=3602401o12ooTT1312b剪刀机构 8 运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取剪切工作行程时间，则相应的分配轴转角分别为：8kT127 36036026.78k8kpTT12712初定s，则s，则相应的分配轴转角分别为：8dT5818oT65162 8d36036044.48dpTT58112 360360288.98o8opTT6516212c.顶糖杆机构 5 运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取工作位置停留时间s，则相应的分配轴转角为：5sT181 5s360 3609.15spTT18112初定s，s，则s，相应的分配轴转角分别为：5kT195dT7815oT47162 5k360360805kpTT1912 36036062.25d5dpTT78112 5o360360208.95opTT4716212d活动折纸板机构 6 运动循环各区段的时间及分配轴转角：根据工艺要求，试取折纸工作行程时间s，则相应的分配轴转角为：6kT239 6k36036036.96kpTT23912初定s，s，则s，相应的分配轴转角分别为：6sT1396dT351566oT31156平顶山工业职业技术学院17 6s36036018.56spTT13912 360360161.56d6dpTT3515612 6o360360143.16opTT31156126.26.2 各执行机构运动循环的时间同步化设计各执行机构运动循环的时间同步化设计1) 确定粒状巧克力自动包装机最短的工作循环。minpT (6.9)min123444pkkkksdTTTTTTT （s）11121356279393915665814042) 确定粒状巧克力自动包装机的工作循环。pT令上述三对同步点的错移量分别为t1、t2和t3，若取 t1=t2=t3=17/4212（s）则其在分配轴上相应的转角为 0013219 . 2360 PtT粒状巧克力自动包装机的工作循环应为21421221064212174212174212171404685321mintttPPTT平顶山工业职业技术学院186.36.3 绘制粒状巧克力自动包装机的工作循环绘制粒状巧克力自动包装机的工作循环（图 12）6.46.4 修正自动包装机的工作循环图修正自动包装机的工作循环图实际上,粒状巧克力自动包装机要求每转生产一个产品,即要求,因此应对图进行修正,即按比例或用其他分析方法,求出循环图截短后各动区段的分配轴转角若将修正前各机构运动循环各区段对应的分配轴转角按比例放大,则有平顶山工业职业技术学院19PxxPTT式中, -修正后各机构运动循环各区段对应的分配轴转角.x根据修正后的分配轴转角绘制的粒状巧克力自动包装机的工作循环图,如图13 所示.平顶山工业职业技术学院20（图 13）第第 7 章章 粒状巧克力糖包装机的齿轮设计粒状巧克力糖包装机的齿轮设计7.17.1 齿轮的形成和发展齿轮的形成和发展据史料记载，远在公元前 400200 年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今已发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。 17 世纪末，人们才开始平顶山工业职业技术学院21研究，能正确传递运动的轮齿形状。 18 世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20 世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。19 世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具军较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优走性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。 1908 年，瑞士 MAAG 研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国 BSS、美国 AGMA、德国 DIN 相继对齿轮变位提出了多种计算方法。中国齿轮制造业与发达国家相比还存在自主创新能力不足、新品开发慢、市场竞争无序、企业管理薄弱、信息化程度低、从业人员综合素质有待提高等问题。现阶段齿轮行业应通过市场竞争与整合，提高行业集中度，形成一批拥有几十亿元、 5 亿元、1 亿元资产的大、中、小规模企业；通过自主知识产权产品设计开发，形成一批车辆传动系（变速箱、驱动桥总成）牵头企业，用牵头企业的配套能力整合齿轮行业的能力与资源；实现专业化、网络化配套，形成大批有特色的工艺、有特色的产品和有快速反应能力的名牌企业；通过技改，实现现代化齿轮制造企业转型。7.27.2 齿轮结构组成及设计表齿轮结构组成及设计表齿轮一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆。 1）轮齿简称齿，是齿轮上 每一个用于啮合的凸起部分，这些凸起部分一般呈辐射状排列，配对齿轮上的轮齿互相接触，可使齿轮持续啮合运转； 2）齿槽是齿轮上两相邻轮齿之间的空间；端面是圆柱齿轮或圆柱蜗杆上 ，垂直于齿轮或蜗杆轴线的平面 3）法面指的是垂直于轮齿齿线的平面 4）齿顶圆是指齿顶端所在的圆 5）齿根圆是指槽底所在的圆 6)基圆形成渐开线的发生线作纯滚动的圆 平顶山工业职业技术学院227)分度圆是在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆。标准直齿齿轮副 16 的设计计算表 7-2项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果 1.选齿轮精度等级级72.材料选择45#钢3.选择齿数 Z)4020(1Z12iZZ 12ZZU Z1=28Z2=228个28564.齿宽系数d0.55.选取模数nm查标准模数系列表mm2.16.计算齿轮的分度圆直径 dmm561177.计算齿轮宽度 Bb = dd1圆整后取：B1 = 28 B2 = 56mm2856螺旋齿轮副是由两个斜齿轮相啮合组成的。用途：传递空间两相错轴之间的运动。特点：螺旋向可改变中心距，传动比转向可由螺旋转变化改变磨损块、点接触、轴向力小。本设计螺旋齿轮副设计数据如下表螺旋齿轮副 19 的设计计算表 7-1项目计算（或选择）依计算过程单位计算（或确平顶山工业职业技术学院23据定）结果 1选齿轮精度等级级72.材料选择45#钢3.选择齿数 Z)4020(1Z12iZZ 12ZZU Z1=28Z2=128个28284.选取螺旋角一般取（8-20）度12度125.齿宽系数 d0.66.选取模数nm查标准模数系列表mm27.计算齿轮的分度圆直径 dcosnzmd cos11nmzd cos22nmzd mm57.2557.258.计算齿轮宽度 Bb = dd1圆整后取：B1 =57.250.6=35B2 =57.250.6=35mm3535第第 8 章章 粒状巧克力糖包装机的机械手设计粒状巧克力糖包装机的机械手设计机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动） 、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度 平顶山工业职业技术学院24。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有 6 个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有 23 个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。本设计采用机械式机械手。图 14 钳糖机械手及送糖表 8-1 钳糖机械手及送糖盘的设计计算表项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果A1A1 1=40R5R5=（ R1R2）/2 =（515）10A2取 A2=A140T1取 T1=60 度60平顶山工业职业技术学院25颗粒状糖果包装机设计是典型的机械系统设计，它不仅包括机构的尺寸、强度设计，还包括了传动机械系统设计。本设计主要是针对圆台柱状巧克力糖的铝箔纸包装。设计主要内容有三方面：设计方案设计、机械手及进出糖机构设计与传动系统链设计。机械手及进出糖机构设计是本设计功能能否执行的灵魂，它也是本设计的设计重点之一。它主要实现巧克力糖的输入、折边、抄底边、等等功能，直到最后由输送带输出。整个系统功能实现中，机械手要实现的是夹糖、折边、转送等重要功能，因此对机械手的形状、夹紧力及转位角度 也提出了不同的设计要求，设计机械手时，也始终回绕着这几点进行。传动系统设计，作为一个动作执行系统，动力是必不可少的，当然对动力的传递系统也就显得 尤其重要了。系统功能中要实现机械手转位、送糖盘转位、供纸、剪纸、抄纸、接糖、顶糖及拨糖等功能，它们都需要不同大小的动力，这就需要传动系统的调节。如在机械手的转位功能中，为实现间歇的转位功能就得通过传动链中的槽轮机构来实现，该机构要保证机械手在转到位后， 有一定的停留时间，从而为顶糖、接糖及拨糖功能的实现提供必要的机械动作执行时间。设计好的包装机机构正常的生产率为 120r/min，且其生产率可在 70130r/min。第第 9 章章 粒状巧克力糖包装机的凸轮设计粒状巧克力糖包装机的凸轮设计9.19.1 凸轮介绍及特点凸轮介绍及特点凸轮机构是由凸轮，从动件和机架三个基本构件组成的高副机构。凸轮是一个r1r1=（100200）150T2T1= T2=60 度60r2取 r2= r1-（3050）11011= 1=30rr=（3050）5022= 2=20R1R1=（80120）10033= 2-(510)14R2R2= R1-（1030）8044 =3=14R3R3= R4- 1100R取 2R= 1=1515R4R4=（100200）130HH= h+(410)=16平顶山工业职业技术学院26具有曲线轮廓或凹槽的构件，一般为主动件，作等速回转运动或往复直线运动凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时，只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。 凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。优点结构简单、紧凑、设计方便，可实现从动件任意预期运动，因此在机床、纺织机械、轻工机械、印刷机械、机电一体化装配中大量应用。 缺点1）点、线接触易磨损； 2）凸轮轮廓加工困难； 3）行程不大9.29.2 设计图及数据设计图及数据本设计包含接糖杆圆柱凸轮、拨糠杆偏心凸、轮剪纸刀平面凸轮、抄纸板平面凸轮及顶糠杆槽凸轮。由凸轮的回转运动或往复运动推动从动件作规定往复移动或摆动的机构。凸轮具有曲线轮廓或凹槽，有盘形凸轮、圆柱凸轮和移动凸轮等，其中圆柱凸轮的凹槽曲线是空间曲线，因而属于空间凸轮。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。设计图和数据如下。1顶糠杆槽凸轮 5 平顶山工业职业技术学院27 表 9-1 顶糠杆槽凸轮 5 参数R=（4070）50H=（50100）80推程 h=H-R302拨糠杆偏心凸轮 7 平顶山工业职业技术学院28表 9-2 拨糠杆偏心凸轮 7 参数3剪纸刀平面凸轮 6 、抄纸板平面凸轮 8表 9-3 剪纸刀平面凸轮 6 参数序号凸轮运动角 推杆的运动规律10120等速上升 h= 602120180推杆远休3180270正弦加速度下降 h= 604270360推杆近休偏心距 e = 25基圆半径 r0 = 50R=（4070）50H=（50100）87推程 h=H-R37平顶山工业职业技术学院29表 9-4 抄纸板平面凸轮 8 参数序号凸轮运动角 推杆的运动规律10120等速上升 h= 502120180推杆远休3180270正弦加速度下降 h=504270360推杆近休偏心距 e = 20基圆半径 r0 =404接糖杆圆柱凸轮 9 表 9-5 接糖杆圆柱凸轮 9 参数R=（50150）60推程 h=（50120）100平顶山工业职业技术学院30第第 10 章章 粒状巧克力糖包装机的槽轮设计粒状巧克力糖包装机的槽轮设计槽轮机构由槽轮和圆柱销组成的单 向间歇运动机构，又称马尔他机构。它常被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等。外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。 槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速。本设计采用 单臂外啮合槽轮机构 (见图如上)由带圆柱销的转臂、具有6 条径向槽的槽轮和机架组成。当连续转动的转臂上的圆柱销进入径向槽时,拨动槽轮转过 2 呜 2 角;当圆柱销转出径向槽后 ,槽轮停止转动。转臂转一周，槽轮完成一次转停运动。为了保证槽轮停歇，可在转臂上固接一缺口圆盘，其圆周边与槽轮上的凹周边相配。这样 ,既不影响转臂转动 ,又能锁住槽轮不动。为了使槽轮能完成周期性的转停运动，槽轮上的径向槽数不能少于3。为了避免冲击 ,圆柱销应切向进、出槽轮，即径向槽与转臂在此瞬间位置要互相垂直。 设计数据如下表 :平顶山工业职业技术学院31表 10-1 包装机的槽轮的参数项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果项目计算（或选择）依据计算（或确定）结果T1取 T1=30 度30 度dd=(1530)20T2取 T2=90 度90 度d1d12L(1-sinT1)-d-2(36)20LL=（100200）150hh=L(sinT1+cosT1-1)+d/2+(36)80DD= 2LcosT1=259.8260RR=Lsin(180/z)75z取 z=66d2d22(L-h)20平顶山工业职业技术学院32结结 语语20012 年 3 月，我开始了我的毕业设计工作，时至今日，设计基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。搜集资料的过程中，我在学校图书馆，超星数字图书管搜集资料，还在网上查找各类相关资料，将这些宝贵的资料全部记录在案，尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于论文的撰写。然后我将收集到的资料仔细整理分类，及时与导师进行沟通。资料查找完毕后，我开始着手设计的写作。在写作过程中我遇到了不少问题。首先我要完成相关机构的设计工作，在设计初期，由于没有设计经验，觉得无从下手，空有很多设计思想，却不知道应该选哪个，经过导师的指导和同学们的帮助，我的设计渐渐有了头绪，通过查阅相关资料，我逐渐确立系统方案。方案中工序盘、糖钳手的设计是个比较头疼的问题，在反复推敲，对比的过程中，最终定下了糖钳手的方案。在传动系统的设计中，我也遇到了很多问题，特别是关于主传动系统的配置，齿轮、凸轮的设计。遇到困难我就及时和导师联系，并和同学互相交流。在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，传动系统也慢慢成型。前面部分完成后，我毕业设计的雏形已经完成。剩下的时整理、打字、绘图、排版、校对。当这些任务完成后，看着电脑荧屏上的毕业设计稿件我的心里是甜的，我觉得这一切都值了。这次毕业论文的制作过程是我的一次再学习，再提高的过程。在论制作中我充分地运用了大学期间所学到的知识，并回顾了以前学到的知识。特别是机械原理、机械设计，工程制图方面的知识。我想这肯定会对我以后毕业工作会由很大帮助。毕业设计的制作给了我许多难忘的回忆。在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的是每次找到资料时的激动和兴奋；亲手设计CAD 图的时间里，记忆最深的是每一步小小思路实现时那幸福的心情；为了论文我曾赶稿到深夜，但看着亲手打出的一字一句，心里满满的只有喜悦毫无疲惫。这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集、论文制作过程中，我掌握了很多 CAD、word 排版、UG、PhotoShop 等软件方面知识。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的