毕业设计（论文）-螺旋给料定量包装机本体设计(含全套CAD图纸)

毕业设计说明书题 目：螺旋给料定量包装机本体设计学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2014 年 4 月 6 日 优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763摘 要着生产和流通的日益社会化，现代化，尤其是半个世纪以包装机产品得到了飞速的发展，在市场商品交换的重要地位也越来越来突出，目前，已普遍引起人们的重视。科技的发展在当代社会各个不同的领域都产生了深远的影响。特别是机械化，自动化设备的普遍应用，更为这些领域增添了活力，机械行业也不例外。现在大部分的包装机过程已有手工作业转变为机械化作业。这不仅仅降低了人的劳动程度，而且也加快了生产速度，提高了生产率，同时也使机械包装机的形式在不断的改进、革新，使广大的消费者普遍能够接受。这在客观上促进了包装机的营销，提高了包装机在市场上的竞争力，也可以为企业带来高额的利润。传统的定量包装机一般是采取重力落料方式,对于流动性差、粘度大的物料如食糖、水泥等,釆用重力给料无法保证计量精度,课题在分析影响螺旋给料定量包装机包装精度的因素的基础上，对传统包装机进行了相应改进，提出设计一种螺旋给料定量包装机，从而可大大提高包装机的包装精度,满足产品的包装要求。本课题研究促进了定量包装机在流动性差的物料定量包装和配料中的应用,促进定量包装机的应用范围。螺旋给料定量包装机的研制不仅提高了工人的劳动效率,改善劳动强度,而且对于提高自动称量领域的自动化水平有着十分重要的意义。关键词： 机械；现代化 ；螺旋；包装机优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763ABSTRCTThe production and circulation of the increasing socialization, modernization, especially for half a century has been rapid development in mechanical product, an important position in the market of commodity exchange also becomes more and more outstanding, at present, has been widely attention.The development of science and technology have had a profound impact on the contemporary social different fields. Especially the universal application of mechanization, automation equipment, more of these fields and add a dynamic, mechanical industry is no exception. Now most of the manual packing process into mechanical work. This not only reduces the labor intensity of people, but also to accelerate the speed of production, enhance productivity, but also the mechanical product in the form of continuous improvement, innovation, so that the majority of consumers are generally able to accept. This promotes the product marketing in the objective, improve product competitiveness in the market, also can bring high profit for the enterprise.Quantitative packaging machine is generally take the traditional gravity blanking method, for the poor liquidity, high viscosity materials such as sugar, cement, by gravity feed can not ensure the measurement accuracy, subject in the analysis of influence factors of spiral to quantitative packaging machine precision of the traditional packaging machine, some improvements are made, the feed quantitative packaging machine design of a spiral, which can greatly improve the accuracy of packaging machine packaging, the product to meet the packaging requirements. This study promotes the application of quantitative packing machine in materials with poor liquidity quantitative packaging and ingredients, promote the application of quantitative packaging machine. Spiral to the development of quantitative packing machine not only improves the labor efficiency, improving labor intensity, but also very important to enhance the level of automation of the automatic weighing the field has a meaning.KEY WORDS：Machine ；Modernize Up；Spiral；Packer优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763目 录摘 要 .2ABSTRCT.31 绪论 .41.1 课题背景 .41.2 包装机概述 .61.2.1 包装机械概述 .61.2.2 我国包装机械的现状与发展 .71.2.3 包装机械的特点及发展方向 .71.3 效益分析与环保分析 .91.4 包装机设计的重要性 .92 螺旋给料定量包装机的设计方案 .102.1 螺旋给料定量包装机的特点 .112.2 螺旋给料定量包装机的工作原理 .112.3 螺旋给料定量包装机的设计方案 .123 螺旋给料定量包装机的零部件设计 .133.1 螺旋给料轴的设计 .133.1.1 已知参数和工作条件 .133.1.2 螺旋给料机机输送量和功率计算 .133.2 称重传感器的选择 .193.3 头部轴承座的设计校核 .203.4 下轴的设计校核 .213.5 主动轴的设计及强度校核 .233.5.1 主动轴强度计算 .233.5.2 主动轴的疲劳强度校核 .243.5.3 主动轴的接触应力校核 .27结 论 .29致 谢 .30参考文献 .31优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397631 绪论1.1 课题背景 定量包装机己经广泛应用于粮食、食品、化工、化肥等各生产型企业的各种颗粒状物料,如:塑料粒子、大米、化肥、水泥等，它对于提高企业的定量包装能力、自动化水平、提高生产效率有着十分重要的意义。定量包装机用于把物料从贮料仓或其它贮料设备中均匀或定量的供给到受料设备中,是实行流水作业自动化的必备设备。 其实，板式喂料机的技术含量并不高，一般的给料设备生产企业都能够生产，但我国生产的板式包装机却很难打开国外市场。究其原因是好多厂家的包装机机做工都不够精细，有的焊接地方甚至出现虚焊，质量不过关 。无论在国内或国外，包装机工业涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易和建设都带来深刻的影响。我国包装机工业起步较晚，虽然近几年发展较快，但仍然落后于英美等发达国家，尽快发展我国的包装机工业需要全民族的努力。目前，我国的包装机设计企业大部分规模偏小，小而全是其主要特征之一，同时存在着不顾行业发展要求，重复生产那些成本低、工艺水平比较落后、易于制造的机械包装机，行业内目前大约有 1/4 的企业存在低水平重复生产现象。这是对资源的极大浪费，造成包装机械市场的混乱，阻碍行业的发展。多数企业年产值在几百万元到 1000 万元之间，低于 100 万元的企业为数还不少。每年有近 15%的企业转产或倒闭，但又有 15%的企业加入这个行业，极其不稳定，现象阻碍了行业发展的稳定性。随着科学技术的不断发展，各种、水产加工品的出现，对包装机技术和设备都提出了新的要求。目前，包装机械竞争日趋激烈，未来的包装机械将配合产业自动化，促进包装机设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的包装机设备。实现包装机械机电一体化。随着加工工艺的日益提高，对包装机参数的要求不断增多，原有的控制系统已难以满足发展的需要，应采用新的技术改变包装机械的面貌。当今的包装机械是集机、电、气、光、磁于一体的机械电子设备，在设计时，应着力于提高包装机械的自动化程度，将包装机械的研发与计算机结合，实现机电一体化控制。 机电一体化优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763的实质就是从系统观点出发，运用过程控制原理，将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合，实现整体最佳化。总体讲，它是将微机技术引入到包装机械，应用机电一体化技术，开发智能化包装机技术，按包装机自动包装机工艺要求组合成全自动包装机系统进行生产，生产过程的检测与控制、故障的诊断与排除将实现全面自动化，实现高速、优质、低耗和安全生产。可用于水产加工的精确计量、高速充填和包装机过程自动控制等，将使包装机械结构大为简化，提高包装机包装机质量。 随着包装机从单一技术转向与加工相结合研究取得进展，应将包装机技术领域延伸到加工领域，开发包装机、加工一体化的加工包装机设备。适应国际市场要求，开发设计绿色包装机械。采用新技术，建立自动化、多样化、多功能集成化的包装机械新体包装机械其技术发展趋势主要体现在高生产率、自动化、单机多功能、多功能组成生产线、采用新技术上。加入 WTO 后，国际包装机械行业竞争日益激烈，国外的绿色贸易壁垒对包装机设计机械行业提出更高的要求，所以，必须改变传统的包装机械设计及开发模式，在设计阶段考虑到使包装机械在其全生命周期中(设计、加工制造、装配、使用、维修直至废弃后处理处置过程)对环境无影响或影响最小化、资源低耗、易于回收等“绿色特征” ，以提升我国包装机械的核心竞争力。1.2 包装机概述1.2.1 包装机械概述包装机械即完成部分包装机过程的一类机器，现代工业生产，如、轻工、医药、化工、电子和国防等生产中，主要包括三大基本环节，即原料处理、中间加工和包装机包装机。包装机械是包装机包装机实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现在工业生产中起着重要的作用。近半个多世纪以米随着生产与流通日益社会化、现代化包装机包装机正以崭新的面貌倔起，受到人们普遍重视。现代包装机的基本含义是：对不同批量的包装机，选用某种有保护性、装饰性的包装机材料或包装机容器并借助适当的技术手段实施包装机作业以达到规定的数量和质量,同时设法改善外部结构，降低包装机成本,从而在流通直至消费的整个过程中使之容易储存搬运,防止包装机破损变质,不污染环境,便于识别应用和回收废料,有吸引力，广开优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763销路，不断促进扩大再生产.大量事实表明，实现包装机的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装机线，不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可获得巨大的经济效益. 例如:1) 能增加花色品种，改善包装机质量，加强市场竞争能力.2) 能改善劳动条化避免污染危害环境。3) 能提高生产效率，加速包装机的不断更新。由此可见实现包装机械化和建立现代包装机工业，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1.2.2 我国包装机械的现状与发展我国包装机工业起步较晚，虽然最近一些年发展很快，成就也很大，但与发达国家相比无论在包装机品种，技术水平和包装机质量方面都有很大差距。包装机械包装机的性能，外观质量有一定的差距；一些高新技术在我国包装机械行业才刚刚开始采用；另外我国包装机械包装机品种有很大的缺口。因此我们必须采用强有力的措施，进一步加快包装机械行业的发展速度，为早日赶上世界先进水平而奋斗！我国包装机械工业的发展趋势：引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批包装机械骨干企业；大多数企业要重点发展小型包装机械；在包装机械生产中，大量引入高新技术，以满足重点商品的包装机为出发点，发展包装机械新品科。1.2.3 包装机械的特点及发展方向包装机械是特殊类型的专用机械，由于包装机物品的多样性和人们对包装机质量的较高要求形成了包装机机构复杂。国外包装机械的发展经历了以下几个阶段：简单机械化，初级自动化，自动包装机生产线，电脑控制的高度自动化生产线。经过 50 年的发展，国外包装机械的工业形成了独立完整的体系，成为机械制造业的一个重要分支，有以下几个特点：包装机械生产稳定增长；包装机械门类齐全，品种繁多；包装机械生产自成体系，包装机械的主要用户行业为生产。近年来表明行业对包装机械的需求增大。产业的发展推动了包装机械更新换代，从而推动包装机械科技的投入和科研的快速发展。我国包装机械的发展方向：(1)在发展专用机机种的同时，积极开发通用包装机。包装机械在发展专用机种的同时，为满足现代包装机优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763的实际需要，正在不断扩大其通用能力，积极开发各种通用包装机。研制通用包装机的目的，一是要适合被包装机物品包装机材料和包装机形式的多样化；二是要照顾到制造使用单位的技术力量，设备配备和生产成本，因而国际包装机节日益重视包装机的通用性，以便借助有限的机械设备获得较大的经济效益。 （2）包装机械日益连动化、高速化、自动化。根据我国的实际情况既要大力研制先进的全自动半自动的包装机，还要对某些行之有效，小巧的手动包装机工具与装置给以足够的重视,以以发挥其相辅相成的作用。包装机自动化的高低会直接影响包装机的质量，能量的消耗，操作环境和劳动生产率。实践表明搞好包装机自动化不但离不开机电光液气（包括射流）等常规手段相互渗透和配合，同时要因地制宜的吸收对改进包装机械确实有价值的部分，使之保持一定的生命力。包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完成所要求的包装机包装机工艺过程。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。包装机械为特殊类型的专业机械，机种繁多，综合研究工艺、材料、设各乃是开拓包装机新技术的根本途径。首先指出，包装机物品不仅花色品种多，而且大都是可变化的，如不同粘度的液体,不同粒度的散体和各种片状、块状、束状、环状及异形的物体等。任何事物之间总有它们的共性与特性。若能按照具体条件探索出一种模块化(或称积木式)的包装机械体系，通过适当改变模块的组合使之具有不同的功能和生产能力，那么必会有助于简化设备构造，实现设计制造的计算机化，缩短工作周期，降低生产成本，增强市场竞争能力,如有的制袋成型充填机,只配备几种加料装置就实现了一机多用。鉴于大多数包装机机构复杂、动作精确、远行速度快、工位多,所以应力求其工作协调可靠,尽量少发生故障和误动作。为此，要设法改善自动包装机及自动包装机线的整机造型、总体布局、故障显示和安全防护等措施。包装机材料是包装机工业的基础。选择合适的包装机材料为有效地利用资源，提高生产与运输效率,节约能耗,降低成本和广开销路创造了有利的条件.在一般情况下纸木、塑料,玻璃,陶瓷、金属等材料均各有其利弊，应按具体条件经综合分折而决定取舍。从五十年代路有机合成、金属治炼等工业部门取得了迅速发展并给包装机工业部门提供了相当丰富的新型材料、容器,涂料、油墨和粘合剂.从而使包装机的技术方法、结构设计和所用的机械设备产生了革命性的变化。当前，液体软包装机尤其是无菌软包装机发展很快.借助塑料、铝箔、纸及其多层复合材料制作的各种形式的袋、管、杯、瓶、罐,大都用于充填果汁、牛奶、酱类、油脂、冰淇凌、洗涤优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763剂和化妆品等面条。其优点是，保护作用好,便于储藏、运输、携带、使用，而且资源丰富，成本低,能回收处理。但是，对于一般用途的大型容器,为增强牢固性和刚性，有的则以硬质塑料来代替。今后根据旅游、地质勘探,国防建设的实际需要还得大力研究方便和方便包装机新技术，随之将进一步促进包装机械的革新与创造。从发达国家生产的包装机械水平来看，国际包装机界普遍认为，提高包装机械系列化标准化和通用化水平，建立组合化、机电一体化的现代包装机械的结构体系仍是今后一个重要的发展方向。如卧式枕型包装机，现已形成拥有完整系列及品种的组合化设备。只要更换主要操作部件，适当调整有关参数。便可在较宽的尺寸范围内卷筒式柔性材料完成块片、棒状以及外形不规则的单个或多个物品的包装机。不少机种具有一机多用之特点，既可以进行一般的枕型包装机，又能用于收缩包装机。开发与主机配套的辅助装置是扩充主机功能的重要一环。针对不同面条开发的各式各样的面条供送装置供用户选用，可提高包装机的工作效率。机械设备的高速化是实现人类社会高速发展的根本措施，是提高设备生产率的主要途径，故包装机的工作速度是衡量其性能优劣的重要指标。包装机械的高速化，随之对相应设备的联动化和自动化提出了更高的要求。微电子技术和检测元件的发展和利用，提高了包装机的包装机质量，也提高了包装机的自动托程度。通常包装机的生产速度越高，对执行机构的动作同步性和协调性要求越严。为保证包装机作业能够可靠地进行，自动包装机应具有故障诊断和显示功能，推行在线的自动检测与控制。研制和发展包装机时，重视高新技术的应用，是提高其先进性、可靠性的主要途径。今后应大力开发以下技术。1) 微机控制技术2) 模糊优化控制技术3) 新型执行机械4) 新型传动系统5) 传感器的研究与开发6) 在线显示技术7) 现代设计方法8) 现代制造技术9) 先进的新工艺将材料,工艺,技术三结合是开拓发展机械的根本途径.优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397631.3 效益分析与环保分析目前我国包装机械还处于小批量生产阶段。其成本相对较高。每台售价可达到50000150000 元之间。但它的需求量逐日增加，很有生产的前景。其价格与其生产的效益成正比，是值得推广的。在生产过程中无污染，安全可靠。1.4 包装机设计的重要性无论在国内和国外，包装机已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活，国际贸易以及国防建设等都带来了深刻的影响。随着人民生活水平的不断提高，物质和精神生活上都有了更高的要求，很难想象现代生活中如果没有了包装机会是什么样的，但是我国的包装机业起步相对来说还是比较晚的。为了快速的发展我国的包装机工业，需要加快步伐研制出适合中国国情的先进的包装机设备。目前国内的不少厂家引进了一部分国外的设备，但是由于吸收跟消化都跟不上，带来了一系列的问题：比如工人素质问题，原材料问题，零部件配套问题等。所以说目前进行包装机方面的探讨研制出适合我国国情的、集几点液一体的机械设备势在必行。对于做毕业设计的学生来说，毕业设计无疑是一次很好的学习和锻炼自己的机会。毕业设计是对四年来所学知识的一个总结和融会贯通。以前所学的全都是课本上的理论性的知识，而这样的一次毕业设计使我们将课本知识和实际问题紧密的联系到一起了，综合的运用了所学的理论知识和技能。另外通过做毕业设计还提高了我们分析问题和解决问题的能力；培养收集、阅读和分析参考资料，运用各种标准和工具书，编写技术工作文件的能力；培养实验研究，运算和数据处理能力；培养翻译外文资料的能力，进一步培养学生的计算和制图等基本技能。对于即将走向工作岗位的同学门来说，无疑是一次很好的锻炼机会，给以后的工作奠定了坚实的基础。所以毕业设计对每位毕业生来说都是非常重要的，是大学生活中不可缺少的一个重要的环节。虽说我们的这次设计只能作为一次练习，但是我个人认为这的确是一次具有实际意义的设计练习。所以我们必需要认真的对待这次的实际任务，努力的完成好这次设计的任务。本课题重点需解决的问题是对确定的定量结构进行设计，利用所得出的相关参数设计出合理的螺旋轴,最后设计出完整的螺旋定量包装机本体设计结构。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397632 螺旋给料定量包装机的设计方案传统的定量包装机一般是采取重力落料方式,对于流动性差、粘度大的物料如食糖、水泥等,釆用重力给料无法保证计量精度,课题在分析影响螺旋给料定量包装机包装精度的因素的基础上，对传统包装机进行了相应改进，提出设计一种螺旋给料定量包装机，从而可大大提高包装机的包装精度,满足产品的包装要求。定量包装机己经广泛应用于粮食、食品、化工、化肥等各生产型企业的各种颗粒状物料,如塑料粒子、大米、化肥、水泥等，它对于提高企业的定量包装能力、自动化水平、提高生产效率有着十分重要的意义。本课题研究促进了定量包装机在流动性差的物料定量包装和配料中的应用,促进定量包装机的应用范围。螺旋给料定量包装机的研制不仅提高了工人的劳动效率,改善劳动强度,而且对于提高自动称量领域的自动化水平有着十分重要的意义。2.1 螺旋给料定量包装机的特点螺旋给料机是集粉体物料稳流输送、称重计量和定量控制为一体的新一代产品；适用于各种工业生产环境的粉体物料连续计量和配料；采用了多项先进技术，运行可靠，控制精度高；尤其适用于建材、冶金、电力、化工等行业粉体物料的连续计量和配料。 螺旋给料机驱动端轴承、尾部轴承置于料槽壳体外部减少了灰尘对轴承的影响，提高了螺旋给料机关键件的适用寿命。螺旋给料机中间吊挂轴承采用滑动轴承，并设防尘密封装置，螺旋给料机密封件用尼龙或塑料，因而密封性能好，耐磨性强，阻力小，寿命长。螺旋给料机滑动轴承的轴瓦有粉末冶金、尼龙和巴氏合金，可根据不同需要选用，螺旋给料机进出料口的灵活布置使其适应性更强。螺旋给料机通常由驱动装置、头节、中间节、尾节、头尾轴承、进出料装置等几部分组成，如条件允许，最好将驱动装置安放在出料端，因驱动装置及出料口装在头节（有止推轴承装配）时较合理，可使螺旋处于受拉装态。其中头节、中间节、尾节每个部分又有几种不同的长度。螺旋式输送机各个螺旋节的布置次序最好遵循按螺旋节长度的大小依次排列和把相同规格的螺旋节排在一起的原则，安装时从头部开始，顺序进行。螺旋给料机在总体布置时还应注意，不要使底座和出料口布置在机壳接头的法兰处，进料口也不应布置在吊轴承上方。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397632.2 螺旋给料定量包装机的工作原理螺旋给料机把经过的物料通过称重桥架进行检测重量，以确定胶带上的物料重量，装在尾部的数字式测速传感器，连续测量给料机的运行速度，该速度传感器的脉冲输出正比于给料机的速度，速度信号和重量信号一起送入给料机控制器，控制器中的微处理器进行处理，产生并显示累计量/瞬时流量。该流量与设定流量进行比较，由控制仪表输出信号控制变频器改变给料机的驱动速度，使给料机上的物料流量发生变化，接近并保持在所设定的给料流量，从而实现定量给料的要求。 2.3 螺旋给料定量包装机的设计方案随着包装机械的不断发展，定量包装机的适用范围越来越大，精度要求越来越高，针对现实，选取了螺旋给料定量包装的形式进行设计，以满足参数要求。根据题目进行调研，主要进行结构设计，完成螺旋给料定量包装机部分结构的设计，并对传动部分的带轮，轴承寿命等进行校核，完成最终的产品说明书。螺旋轴长度及叶片半径、螺距等由给定输送要求，物料填充系数，螺旋倾角系数等决定，轴与电动机采用带传动，在保证精度要求的情况下以求传动平稳，结构简化，降低成本。再对于传动轴、轴承、键等进行校核，保证机械强度及寿命。料仓采用圆形整体流型，整体流型虽然造价高，但是卸料速率稳定，卸料密度均匀，卸料顺序为先进先出，仓储时间一致，有助于保证精度要求。大小由给定要求参数决定。电机采用异步电机，以其变速能力的高效率来保证送料效率，型号由螺旋送料结构及给定称量范围及精度决定，为防止物料因离心力过大而向外抛，需对转速 n进行限定。大小螺旋轴各配一部电机提高粗给料效率，精给料时再停止大螺旋给料，由小螺旋单独送料。出料口与进料口距离通过螺旋轴直径与物料安息角决定，保证物料不会从卸料口自然流出。并且物料具有一定滑移性，要保证在螺旋轴停止时，物料随螺旋轴旋转运动后向前滑移距离不越过卸料口。夹带装置由给定包装量及拟定包装袋大小决定，需要有一定的兼容性，针对包装重量要设定汽缸的夹紧力，保证包装时袋子不会掉下来，并且能有良好的密封性，使物料不落出。如图 1 所示：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 1：螺旋给料定量包装机方案图优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397633 螺旋给料定量包装机的零部件设计3.1 螺旋给料轴的设计3.1.1 已知参数和工作条件给料定量包装机要求的技术参数为:1)称量范围:30-50kg;2)通过量(效率):180-240 包/小时;3)精度:0.5%;4)称量斗容量:80 升;3.1.2 螺旋给料机机输送量和功率计算水平螺旋给料机的生产率可以按照下边的经验公式进行计算:(t/h) FVQ360式中: 机槽内物料的横断面积（m） ； 被输送的物料的轴向的运动速度； 物料的单位容积重量（t/m） 。机槽内物料的横断面积为KDF42式中: 螺旋叶片直径（m） ； 机槽的填充系数； 倾斜布置的输送机对 的修正系数，由于本次设计的输送进料部F分是水平方向布置，故其值为 1.0； 螺旋叶片的形式对输送量的影响系数，见表 3-1。K优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763表 3-1（螺旋叶片形式的修正系数）螺旋输送轴的有关设计技术要求，选择满面式叶片的螺旋体，根据螺旋给料机螺旋体与螺旋轴的系列推荐尺寸，选择螺旋体直径 D=350mm，对应的螺旋轴直径d=100mm。再根据以下公式进行计算CKSnDQ247式中: 螺旋叶片直径，以选择的为 350mm； 物料的装满系数； 螺距，推荐的直径为 350mm 的叶片对应的螺距为 350mm；S 螺旋轴转速（r/min） ，系列值为n60、70、80、90、100、110、120、140、160、190，选择推荐值 100r/min； 物料容重，上面表格可查阅； 倾斜修正系数，为水平布置，其值为 1.0；C 螺旋叶片叶形的影响系数，选择的为满面式，其值 1.0。K驱动电动机功率（kw）计算公式KHwLQN367式中: 给料量； 物料阻力系数：产品取 1.21.3 ； 螺旋给料机的水平投影长度，设计量为 1.0m；L 倾斜输送时物料提升的高度，向上为+，向下为-本次设计为水平H布置，为 0； 电机功率储备系数，取 11.4；K 总传动效率取 0.94。螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料输送过程。最大螺距应满足下列两个条件:叶片形式 满面式 齿式 带式 浆式K1.0 0.8 0.7 0.3优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763要考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量间的适当分布关系两个条件，来确定最合理的螺距尺寸。物料颗粒在螺旋面轴向方向上的作用力为 为了 , 则必须满)cos(上上P上P足条件 。在最小半径 处的螺旋升角 是最大的，输送方向的作用力22dr最小。根据这个条件，最大的许用螺距值，由下式确定上p2maxdtgsax若以 (D是螺旋的外径 )代人上式，则得DdK1ks1max另外，在确定最大的许用螺距时，必须满足的第二个条件是建立在使物料颗粒具有最合理的速度各分量间的关系的基础上的，即应使物料颗粒具有尽可能大的轴向给料速度，同时又使螺旋面上各点的轴向输送速度大于圆周速度。螺距的大小将影响速度各分量的分布。当螺距增加时，虽然轴向输送速度增大，但是会出现圆周速度不恰当的分布情况;相反，当螺距较小时，速度各分量的分布情况较好，但是轴向输送速度却较小。于是，根据在螺旋圆周处的 的条件。上上V12601260rsnrsn即 tgs4可得出 Dtgs4所以， 需要满足 ，和 两个条件。k1Dtgs)4(优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763物料的摩擦系数同物料在料槽里的运动取向、运动速度、物料的尺寸、湿度以及螺旋叶片材料及表面状态等有关。输送物料的摩擦系数可参考连续运输机设计手册。通常可按下式计算螺距 kDs对于标准的螺旋输送机， 值一般取为 0.81。当倾斜布置或输送物料流动性较差时 ；当水平布置，可取 值等于 0.81。0.8k故取 ，那么螺旋螺距为 =0.35m。1s螺旋轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也就决定了物料的滑移方向及速度分布，所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量的适当分布来确定最理的轴径与螺距之间的关系。物料在螺旋面上轴向受力分量 为上F（ 为螺旋升角） )cos(上上F式中:a角是由物料对螺旋面的摩擦角P以及螺旋表面粗糙程度决定的。对于一般热压或用冷扎钢板拉制的螺旋片表面，可以忽略螺旋叶面粗糙程度对9)角的影响，此时可认为 。所以， )cos(上上F因为螺旋升角a 在叶片根部最大，此处的输送方向(轴向)作用力最小。 与 应ds满足关系之一是 ，即 。将 ， 带入上式并整理得出：0上 2tgdstsud确定最小轴径还应满足的第二个条件是物料具有尽可能大的轴向速度，同时螺旋面上各点的轴向速度大于圆周速度。圆周速度和轴向速度分别为1)2(60rsnV上)(2rs上要使得螺旋面在叶片根部的轴向速度大于圆周速度，得出优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763nsd1根据上式计算，当 取0.3 ， 时， ；当u值增加时，Ds)18.0(Dd)59.047(还增加，也就是说，根据上式计算得出的轴径相当大，这势必降低有效输送截Dd面为了保证足够的有效输送截面从而保证输送能力，就得加大结构，使得输送机结构粗大笨重，成本提高。所以，螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的合。在能够满足输送要求的前提下，应尽可能使结构紧凑。由于这种场合使用的输送机填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且向速度大于圆周速度即可。如图2所示：图2：螺旋轴由于螺旋给料机够属于小型的连续输送设备，结构简单。在输送物料的时候，对于螺旋轴径所占据的截面，对输送能力有一定的影响。所以在输送能力计算时不能忽略轴径所占的截面。由输送量公式 snKdDd604)2(2可以得出转速 n优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763-)2(152dDrsKQnd式中， 为螺旋转数(r/ min)，s为螺旋螺距(m)， 为螺旋叶片外径与料槽内壁n最小间隙，一般为515mm。一般说来 ，螺旋转速加快，生产能力提高。但是当转速超过一定的极限值时，物料会因为离心力过大而向外抛，以致无法输送，所以转速n还需要有一定的限定，不能超过某一极限值。实际转速与最大转速之间有一定的限定关系gR2max2DArkn式中： ， 螺旋直径(m)， 物料综合特性系数。kgA2D螺旋给料机的驱动功率，是用于克服在物料输送过程中的各种阻力所消耗的能量，主要包括以下几个部分。使被运物料提升高度H(水平或倾斜)所需的能量；被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；物料内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗；物料沿料槽运动造成在止推轴承处的摩擦引起的能量消耗；中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。从另外的角度,可以这样分，物料与料槽间摩擦消耗的功率；物料与螺旋叶片间摩擦消耗的功率；轴承处摩擦消耗的功率；提升物料及物料颗粒间相互运动消耗的功率。这样，螺旋给料机的电动机驱动功率，就由机构运动过程中所产生的阻力来决定的。3.2 称重传感器的 选择集装袋定量包装机的称量形式基本分为毛重式和净重式。连同包装袋一起进行称重的方式称为毛重式,采用称量斗对物料进行称重后再充填到包装袋的方式为净重式。该种包装机工作过程是直接将料包内的待称物料充填到包装袋,在充填的同时对袋 内物料进行称量,当被称物料的重量达到设定值时,充填自动停止。由于是连同包装袋一起称量的,所以称之为毛重式包装机。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763毛重式称重机构采用杠杆原理，在传感器普及之前被广泛使用。但其称量度较低，在包装时容易产生误差。目前普遍使用压力称重传感器称重提高了效率与精确度。结构上，本文将舍弃杠杆结构，直接将称量桶吊装到称量传感器上。称量装置的壁顶部加装一个小型 1/4 圆形加强肋，防止落料桶受力变形。称量装置的吊架直接采用角钢，刚性较好另外在与吊装传感器的螺栓两边加装加强肋，防止横梁变形。称量装置落料桶口盖的结构改进，机电包装机的桶盖与桶身及气缸的连接杆是直接焊接在一起的，不能活动。桶盖的自由度与连接杆一样，只能绕转动副在竖直方向转动。这样的话 一旦转动副松动或连接杆变形，桶盖与桶口的接触关系就会被破坏，造成密封不良。本文将桶盖与连接杆间又加了一个转动副，这样桶盖的受力方向只能竖直向上，即使出现转动副松动，桶盖仍然能够与桶口保持密切接触。另外，可以在需要时在桶盖内侧加装橡胶密封垫，以适应对不同的物料的称量。由于称重装置要求称量精度，而且称量的物料（化肥）含有化学成分，会有腐蚀金属的现象。为了保证称量精度和称重装置的整体结构及功能性，本文选择了白铁皮、不锈钢板作为候选称量桶的制作材料。考虑到重力式颗粒料定量包装机工作的连续性，储料斗内的粮食至少要保证两次包装所需的质量，即 50kg。由于是双称包装，以实现必要时粒料分别称重与混合。每个称重桶的容积为3072.mV上上上储料斗的容量为 上上M由于容重的取值关系到储料斗所装粮食的最小质量，因此在本文中以容重较轻的大米为例来进行计算 3/kg120m上由计算结果可知，储料斗容积是满足要求的。3.3 头部轴承座的设计校核头部轴承座的材料为 45 钢。结构如图 3 所示，直径为 300mm。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 3：头部轴承座零件图在实际工作中头部轴承座只受到支撑力的作用，因此只要校核头部轴承座的支撑应力即可。从图 3 可以看出，头部轴承座在连接处的面积最小，即属于危险截面。730486.7()1.5s MPan右端连接处最大应力max2.41.89()0.506NFaA左端连接处的最大应力max12.12.7()0NMPa3.4 下轴的设计校核本次设计的下轴如图 4 所示：优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 4：下轴零件图下轴长度为 282mm0)(35)(cbaFaBA4cb；BA435283060BFFN许用应力 用插入法查得： 012.5bMPa许用应力值 6应力校正系数 100.582b当量弯矩 .5938.67.TNm22()AMT5.B设计的最小直径 min7d优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763下轴直径 3180.AAbMdm； 验算合格。min3.5 主动轴的设计及强度校核主动轴的材料为 20Cr13，设计如图所示：图 5：主动轴零件图3.5.1 主动轴强度计算优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 13041397631631792N/m0.Pqb式中： 主动轴的均布载荷；力；宽度。b22163208457N/m.WRFqL式中： 均布载荷；反力；R长度2L103270.6N/m.9Tqb式中： 前后均布载荷3q103()27.3876/9TRmb式中： 平面上附加的均布力矩3按扭转条件计算截面的强度 MPa159.175.02463PaWTca因此截面安全。按弯扭合成条件计算截面 Pa133.8760.1)5.23(784) 2222 PaTMca （因此截面安全。3.5.2 主动轴的疲劳强度校核截面直径最小，且有应力集中；截面为连接处，由于直径发生实然变化，优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763产生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对其他地方处进行校核，而只需对、截面进行校核。截面右侧 MPa94.175.02463.0713dWT 因为截面受扭矩作用，所以 a.8ma由于变化形成的理论应力集中系数 由表查取。因 ，0.1658dr，经插值后可查得1.0538dD.2轴的材料的敏性系数为 85.0q有效应力集中系数为 28.)1.(.1)(1k尺寸系数 75.0表面质量系数为 8.0处未经表面强化处理，即 ，则得综合系数值为1q18.3.075.2kK取 计算安全系数 5.197.3.80597.1831 SKSmaca可知其安全。截面左侧优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763弯曲应力 MPa7.1542.0861.0233dWMb所以 ，a0m扭转应力 Pa9.1452.07632.043dT所以 Mma由于轴径变化形成的理论应力集中系数 因 ，0.83542dr，经插值后可查得1.354270dD，8.1.轴的材料的敏性系数为，3.0q5.有效应力集中系数为 6.1)8.(.1)(1k 45350q尺寸系数 5.0尺寸系数 7表面质量系数为 91.0此处未经表面强化处理，即 ，则得综合系数值为1q12.39.05.6kK.7.41取 ，005计算系数值 caS优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 130413976364.305.712.31 maKS .7.4.01a 5.129.36.7.322 SSc故安全。3.5.3 主动轴的接触应力校核最大压应力Hbq2max637.0式中： 均布载荷；2接触区宽度的一半。Hm05.814.3.0128457.152.1921 REqb式中： 模数；半径；1R半径。2所以 2max84570.637.1.02.MPa.HqPab max45ax.03.26.7 故安全。最终设计的螺旋给料定量包装机本体设计如图 6 所示:优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图 6：螺旋给料定量包装机本体设计装配图优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763结 论通过这次螺旋给料定量包装机本体设计，我认识到了单纯的理论知识学习和 实际设计之间的差距。 通过这次毕业设计既锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际应用问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计 规范以及电脑制图等其他专业能力的水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且使我的毅力，意志力以及耐力都得到了不同程度的提高。这些都是我希望得到的 也是毕业设计的目的所在。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐，但我的收获也是非常的多。各种设计方案的适用条件，各种零部件的选用标准，我都是随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用的。从毕业设计中学来的这些宝贵的知识和经验，必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。本次设计参考了许多资料，吸取了其优点，并在考虑我国实际的基础上完成了螺旋给料定量包装机本体设计，表达了自己的设计思想，完成了设计任务。但是由于缺乏生产和设计经验，问题一定很多，这些都需要老师改正，使之更合乎生产实际。优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763致 谢本文是在老师的精心指导下完成的。老师师渊博的学识、开阔的视野、敏锐的洞察力、严谨的治学态度、求实创新的工作作风，永远是我学