非标包装机毕业设计

非标包装机设计摘 要目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、声、磁为一体的高新技术产品不断涌现。生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势。这也是我国包装机械业的发展方向。对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是求精求专。努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来提升行业的发展。食品包装技术的应用及其创新，极大地推动着包装机械的发展。应用与现代食品工业的自动化包装大多数以生产线的形式出现，集机、电、气、液控制于一体，成套性强、可靠性高。并且，以模块化组合的形式出现，具备系列化、标准化、通用化的特点。此外，越来越多采用的微机控制、模拟控制等高新技术，使包装机械跃上一个新台阶。课题利用 AutoCAD 设计软件作为辅助设计工具。本课题设计思路：分析封袋的封装要求以及封袋总体尺寸确定包装的总体工艺方案。包装过程：筒形带状包装袋由卷筒引出，经光电检测器再由牵引辊，经过红外传感器至吸盘位置。在吸盘位置由机械手夹具夹紧，传送给分度器连接的分度盘，进行开袋装填。已充填包装物的包装袋左右整形输出，经输送带线缝机排出成品。传动部分是：减速电机 1 驱动分度盘转动；减速电机 2驱动牵引机构运动；由于输送带的运动和转盘的运动相一致，所以其采用的减速电机 3和分度盘采用的电机一致；其他机构的驱动由气源完成。关键词：包装机；分度器；减速电机；机械手夹具；机械手指AbstractCurrently, the world of packaging machinery, attaches great importance to the development of machine, electricity, gas, light, sound, magnetic for the integration of high-tech products. Production efficiency, high resource utilization, energy-saving, high-tech practical, scientific research achievement commercialization has become the world packaging machinery development trend. This is the development direction of China JiXieYe packaging. For our countrys packaging machinery production enterprise, and perfection, but not too fine for AD. Efforts to improve the technical content, the products made of fine, fine, do it, and to promote technological progress, and on the development of industry.Food packaging technology application and innovation, greatly promote the development of packaging machinery. With the application of modern food industry automatic packaging production line with the form of most, the collecting machine, electricity, gas, hydraulic control integrated, systematic, high reliability. And, in the form of modular combinations, seriation, standardization and generalization. In addition, more and more used to simulate the control computer control, the high and new technology such as packaging machinery onto a new stage.Automatic machine mainly by the controller, driving system and detection sensor and mechanical parts of the body, is a kind of electromechanical integration automation production equipment. As a modern high-speed wire production line equipment, the unique mechanical, pneumatic, electric control, accurate and reliable. Its exquisite action process for production of modern high speed wire rod, build a beautiful scenery line.This design using AutoCAD topics as the assistant software design tools. This topic design ideas: the packaging requirements and sealing bag packing seal overall size determine the overall process scheme. Packing: packing cylindrical belt by the photoelectric detector, drum drawn by drawing roller, through an infrared sensor to chuck position. In the cups of manipulator clamping fixture position, send DuQi points connected indexing plate, opens bag filling. The filling packing bag has left the conveyor belt, plastic output line from sewing machine. Part 1: gear motor driver indexing plate rotating, Slow motion of the traction motor drive; 2 Because the rotary motion and belt of movement, so its consistent by slowing the motor 3 and indexing plate adopts the motor, Other institutions of driven by air.Keywords: packaging machine, DuQi points, Decelerating motors, Manipulator fixture, Mechanical 目录1.绪论 .11.1 设计目的 .11.2 国内外研究现状 .11.3 设计内容 .31.4 设计要求 .42.总体设计 .43.包装机基础部分设计 .63.1 输送机构的设计 .63.1.1 概述 .63.1.2 带的设计 .63.1.3 张紧装置设计计算 .113.2 分度器的选型 .133.2.2 分度器选型 .143.3 分度器使用的电机的选型 .153.3.1 分度器使用的减速电机简介 .153.3.2 减速电机的相关计算 .163.3 相关轴的设计 .173.3.1 轴的设计 .173.3.2 拟定轴上零件的装配方案 .173.3.3 各轴段直径和长度的确定 .173.5 输送机构的传动机构设计 .183.5.1 输送机构的电动机的选择 .183.5.2 输送机构传动部分 V 带的设计 .204.取袋机构设计 .2641 滚轮设计 .224.1.1 滚轮基本尺寸 .224.1.2 滚轮材料选择 .234.2 剪刀机构的设计 .234.2.1 切断机构选型 .234.2.2 剪刀机构的尺寸计算 .244.3 牵引机构设计 .244.3.1 牵引机构选型 .244.3.2 牵引机构设计及分析 .254.4 电动机选型及校核 .264.4.1 电动机选型及校核 .26本章小结 .275.开袋机构设计（专题部分） .275.1 系统方案概要 .275.2 系统要求 .285.3 吸盘设计 .285.3.1 吸盘尺寸的计算 .285.1.2 吸头的选型 .295.4 行程气动夹具（气动手指）选型 .305.4.1 气动夹具介绍 .3035.5 机械手夹具选型 .355.5.1 机械手夹具介绍 .355.5.2 机械手夹具的选型 .35本章小结 .366.装袋机构设计 .366.1 概述 .366.2 供送机构气压缸的选取 .376.3 推板式供送机构 .396.3.1 推送装置 .396.3.2 气缸行程及推程回程时间计算 .396.3.3 气马达的选取 .407.线缝机的选型 .427.1 线缝机的选型 .427.1.1 缝合方式选择 .427.1.2 线缝机的选型设计 .43总结 .45结论与展望 .461.结论 .462.研究展望 .46谢辞 .47参考文献 .48附录 A：毕业设计（论文）外文翻译原文 .49附录 B：外文资料中文翻译 .531.绪论1.1 设计目的食品包装是指为在流通过程中保护食品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用容器、材料及辅助物等的总体名称，也为达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法的操作活动。食品包装是生产的继续，是实现食品价值和使用价值并增加价值的一种手段，它对食品生产有着重大意义。食品包装是食品生产的最后一道工序，是商品的组成部分；它是食品进入流通领域的必要条件；它有利于食品的卫生；它能减少食品损耗，降低生产成本。食品包装应主要考虑：食品的性质和特点；食品的生产、流通与消费的社会性；合适的包装材料与包装机械。随着食品生产与商品流通的发展，食品包装的形式日益繁多，按照食品包装在商品流通中的作用进行分类，它分为销售包装与运输包装两类。销售包装（包括内包装和中包装）的主要目的是促进商品的销售，它除具有保护食品，方便流通基本功能外，还具有美化食品、宣传食品，促进销售的功能。销售包装一般与充填、包封、灌装、封口及贴标签等机械联系在一起。保护食品，方便流通基本功能外，还具有美化食品、宣传食品，促进销售的功能。销售包装一般与充填、包封、灌装、封口及贴标签等机械联系在一起 1。食品包装技术的应用及其创新，极大地推动着包装机械的发展。应用与现代食品工业的自动化包装大多数以生产线的形式出现，集机、电、气、液控制于一体，成套性强、可靠性高。并且，以模块化组合的形式出现，具备系列化、标准化、通用化的特点。此外，越来越多采用的微机控制、模拟控制等高新技术，使包装机械跃上一个新台阶。（1）通过设计，把有关课程（机构分析与综合、机械原理、机械设计、液压与气动技术、自动控制原理、测试技术、理论力学、常用电气、可编程控制技术等）中获得的理论知识在实际中综合地加以利用，使这些知识得到巩固与发展，使理论知识与生活密切地结合起来。因此，工业机器人设计是有关专业基础和专业课后综合性的专业课程设计。（2）自动打包机构设计是机械设计与制造专业和机械电子工程专业学生一次性比较完整的机电一体化整体设计。通过设计，培养学生独立的机械整机的分析能力，树立正确的设计思想，掌握机电一体化产品设计的基本方法和步骤，为自动化机械设计打下良好的基础。（3）通过设计，熟练地应用有关参考资料，计算图表、手册、图册和规范，熟悉有关国家标准，以完成一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练。培养学生独立工作与分工合作完成大型设计的能力。（4）本次设计的具体要求：进行相关的机械、检测以及自动控制等方面的理论与技术研究，开发基于机电一体化的高效、简易、价廉的方便面块包装的自动包装机。1.2 国内外研究现状目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、声、磁为一体的高新技术产品不断涌现。生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势。这也是我国包装机械业的发展方向。对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是求精求专。努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来提升行业的发展。国外钢带气动打包机的发展：60 年代，出现了分离式钢带气动打包机，即一台拉紧机和一台锁扣机配套使用，以代替手动钢带打包机，到了 70 年代人工控制的集拉紧、锁扣、切断等打包动作与一体的联动式钢带气动打包机进入市场，该机操作时比起分离式要方便得多，而且效率提高 50%以上，既可手提进行单件打包，又可悬挂用于生产流水线上作业，比起分离式只能手提使用优越得多，这种机器在西方发达国家尤其是德国、英国、日本发展很快，形成了多类型、多用途、多规格的系列化产品，应用于生产线流水线上不再需要人工操作，全部由电子计算机进行控制，是目前上最先进的机型，现在国外的发展方向就是这种台式全自动钢带气动打包机和流动性很强的联动式轻型钢带气动打包机。这些联动式轻型钢带气动打包机的传动机构绝大多数是螺旋伞齿轮机构，它比涡轮传动效率高，而且重量轻，其使用钢带的果个已趋向各种宽度的钢带，能一机多规格钢带操作。随着市场经济的发展，包装工业在国民经济中所占的比重和作用也越来越大。我国成功加入 WTO 后，全球经济贸易一体化进程的发展促使商品流通领域的竞争更加激烈，人们在追求商品内在质量的同时，对商品包装的要求也越来越高。20 世纪 80 年代后，我国的包装机械的生产和设计取得了巨大的发展，大量填补国内空白的包装机械问世，品种规格不断增加，同时出现了很多包装机械的生产企业，许多研究机构着手研究包装机械，高等院校也纷纷设立了包装工程专业，从而形成了一个独立的的包装机械行业。进入 21 世纪，包装机械除继续增加新品种外，在产品的技术水平、内在质量和性能等方面都有了很大进步，这一切都与包装机械的设计有着密切的联系。国外打包机正向全自动、高级化和多样化方向发展。（1）全自动化 提高单机的自动化程度是包装物从输送辊道送入后，打包机能自动定位、自动捆扎、自动转位、以进行十字型、井字型捆扎，采用微机控制，以实现无人操作的自动打包生产线。（2）高级化 提高打包机打包速度；研制捆扎力可随机调节的打包机；提高自动打包机的适应性（如带宽、打包规格、工作台高、打包能力等） 。（3）多样化 研制各种用途的打包机，如研制代替钢带的重型带、聚酯带。开发不同的捆扎带以适应不同打包机的要求并满足不同用户的需要。我国钢带气动打包机的现状和技术差距：80 年代前钢带气动打包机在国内还是空白，需要完全依赖进口，70 年代末国内研制出第一台钢带气动打包机，但由于我国工艺技术落后，与国外产品相比还存在许多差距，这下差距是：（1）易损零件寿命短：日本产品寿命（每天工作八小时）可使用二年，而我国的同类产品最多只能使用六个月。（2）产品性能差：耗能大，取得拉紧的效率却小。（3）打包速度慢：国产设备与进口设备相比，每次打包速度平均慢 10 秒以上。（4）制造水平低：国外产品结构合理，加工制造精良，表面处理质量好，而国内产品由于材质差、热处理水平低、加工机床精度等原因，致使国产设备无法与国外同类产品相比。综述，我国的打包机技术及其工程应用的水平与国外相比还有一定的距离。打包机应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；以上原因主要是缺乏宏观调控、缺乏资金投入以及缺乏专业技术人员，发展我国气动打包机要重视高新技术的引入和应用、增强打包机的开发能力、开发与气动式打包机配套的辅助装置以及提高打包机的系列化、标准化、通用化、加强对热处理和材质的研究开发，积极推进产业化进程。现阶段仍存在很多问题，现状仍不容乐观，我国食品及食品包装机械从 80 年代初开始引进，到目前所引进的设备中，约有 40%属国内不能供应的，40%是国内己批量生产不靠进口的，20%是可以替代进口的。综合分析看，国内食品及食品包装机械需求市场约30%的保有量被国外设备所占领。此外国内有很多的产品急需提高技术含量和水平，所以开拓国内外市场的潜力很大。为了改变现阶段的食品及食品包装机械发展远远满足不了食品工业高速发展的现况，从根本上改变制约食品工业发展的机械水平大量依赖于从国外进口以及出口低的状况，一条有效的解决途径就是采取措施对国内空白的进口设备抓紧消化吸收并国产化，通过发展国内自己的技术和产品来制约进口。技术引进是促进一个国家经济高速增长的战略措施。但要取得最佳技术和经济效益，除了引进技术外还要对其进行深入的研究，这就需要应用反求工程消化创新和开发出先进产品，形成自己的技术体系。1.3设计内容包 装 过 程 包 括 充 填 、 裹 包 、 封 口 等 主 要 工 序 ， 以 及 与 其 相 关 的 前 后 工 序 ， 如 清 洗 、堆 码 和 拆 卸 等 。 此 外 ， 包 装 还 包 括 计 量 或 在 包 装 件 上 盖 印 等 工 序 。 使 用 机 械 包 装 产 品 可 提 高 生 产率 ， 减 轻 劳 动 强 度 ， 适 应 大 规 模 生 产 的 需 要 ， 并 满 足 清 洁 卫 生 的 要 求 。成 型 -充 填 -封 口 包 装 机 是 一 种 多 功 能 的 包 装 机 。 物 料 进 入 包 装 机 的 顶 部 后 ， 计 量部 分 将 定 好 数 量 的 产 品 依 次 送 入 物 料 通 道 。 卷 筒 包 装 材 料 在 通 过 物 料 通 道 的 外 壁 时 ，被 成 形 器 卷 绕 成 筒 状 ， 纵 封 器 将 其 纵 向 缝 焊 封 牢 固 。 横 封 器 完 成 包 装 袋 的 顶 封 和 下 一个 袋 子 的 底 封 ， 成 为 两 道 焊 缝 。 由 于 下 料 通 道 被 包 装 袋 裹 住 ， 底 封 封 焊 后 就 可 直 接 向袋 内 下 料 ， 随 之 移 动 一 个 工 位 完 成 顶 封 封 口 ， 并 用 切 刀 切 断 ， 完 成 包 装 工 序 。 卷 筒 包 装 材 料 有 单 层 的 和 复 合 的 。 单 层 的 如 防 潮 玻 璃 纸 、 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 高 密度 聚 乙 烯 ， 复 合 的 如 拉 伸 聚 丙 烯 聚 乙 烯 、 聚 乙 烯 玻 璃 纸 铝 箔 。 此 外 还 有 可 热 封的 材 料 等 。 包 装 封 口 型 式 有 枕 式 封 口 、 三 边 封 口 和 四 边 封 口 等 。 装 盒 机 用 于 产 品 销 售的 包 装 。 包 装 机 械 有 多 种 分 类 方 法 。 按 功 能 可 分 为 单 功 能 包 装 机 和 多 功 能 包 装 机 ； 按 使 用目 的 可 分 为 内 包 装 机 和 外 包 装 机 ； 按 包 装 品 种 又 可 分 为 专 用 包 装 机 和 通 用 包 装 机 ； 按自 动 化 水 平 分 为 半 自 动 机 和 全 自 动 机 等 。 本 课 题 需 要 包 装 的 物 体 是 方 便 面 块 ， 包 装 材料 是 蛇 皮 袋 。 而 且 要 进 行 的 是 全 自 动 包 装 ， 所 以 选 用 的 包 装 袋 是 筒 形 的 单 边 通 的 料 袋 。本课题设计思路：分析封袋的封装要求以及封袋总体尺寸确定包装的总体工艺方案。包装过程：筒形带状包装袋由卷筒引出，经光电检测器再由牵引辊，经过红外传感器至吸盘位置。在吸盘位置由机械手夹具夹紧，传送给分度器连接的分度盘，进行开袋装填。已充填包装物的包装袋左右整形输出，经输送带线缝机排出成品。传动部分是：减速电机 1 驱动分度盘转动；减速电机 2 驱动牵引机构运动；由于输送带的运动和转盘的运动相一致，所以其采用的减速电机 3 和分度盘采用的电机一致；其他机构的驱动由气源完成。工艺方案确定后，根据料袋的大小及方便面块的尺寸来确定各个部分的尺寸，保证各个部件之间工作连续可靠，包装机总体结构的紧凑。为保证封袋两侧大小相等，故在机构中有成形器和牵引棍。为保证包装纸的运动速度与线缝速度的同步，故用光电传感器对其进行检测并用减速电机加分度器动作使之运动或制动停止达到目的。为了避免包装过程中得到的袋长误差，故有电磁制动的牵引机构可以对得到的袋长加以调整。本课题需要解决的问题主要有:根据包装袋的形状、尺寸、袋内方便面块的体积、封边方式的要求完成包装袋封口位置、装料位置及计量装置形式的选择；卷筒、牵引棍、分度转盘、输送带等部件先后位置的确定;吸盘设计及气夹设计选型；推进气缸的选型及设计；输送带的设计等。方便面块是块状食品，包装速度为 1 袋/5s，包装膜为蛇皮袋卷。咖啡粉包装机由充填装置、封口装置、牵引装置、动力机构组成。各个装置之间通过一定的传动关系联系在一起，协调的工作。本设计的重点是在完成包装机总体设计的基础上完成牵引装置的具体设计和输送机构的结构设计。本包装机为食品专用，其料盘上的主要零件均为自行设计加工。设计时