行李包装机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 一章 引言 (1) (1) (1) (2) 第二章 行李打包机的构造、工作过程及应用 （ 5） 工作过程 (5) (5) （ 5） （ 6） （ 7） 第三章 运动和动力参数及结构设计计算 （ 8） （ 8） 构设计计算 以及校核 （ 8） 及校核 （ 26） （ 32） 总结 （ 40） 参考文献 （ 41） 附录 翻译译文及原文 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 行李包装机的设计 摘要 ： 随着社会的发展和人民生活水平的提高，在科学技术迅速发展的今天，人民生活节奏越来越快，人民出远门已不再是仅仅只是坐火车、轮船，飞机成了许多人选择，出行的行李打包成了许多机场需要解决的问题。本课题针对这种现象 和需求，开发结构紧凑，打包方便快捷的行李打包机。 该系统包括：转盘系统、薄膜拉伸系统、支撑系统，可以完成薄膜的拉伸，缠绕。本设计主要完成这三个 系统的结构和方案设计。通过对各部件结构参数的分析 设计，使组成该机构的各部分结构运行协调平稳，结构紧凑，美观经济。 关键词 ： 行李、打包机、缠绕 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of s of in s of no a by to to be to a a a be of to of of so of s 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 引 言 题的背景及意义 随着经济的发展航空业也迅速发展起来，中国有国际机场就有几十个，还不包括那些中小型机场，国际机场每年旅客吞吐量就有几千万，平均每天就有几万甚至几十万的吞吐量，这仅仅只是国际机场的不包括更多的中小型机场，就算每人一个行李包这对机场也是一个巨大的工作量， 行李包装机是专为机场包装行李或小物品缠绕等设计，可防止行李被调换和破损等现象，在运输过程中起到保护行李的作用。 如果采用人力去打包会大大提高工人的 劳动强度，并且增加了打包时间以及打包场地，增加了机场成本。鉴于此，我们寻求一种机械形式实现此功能的包装设备。而行李包装机的出现会提高行李或小物品缠绕的速度，降低工人的劳动强度，减少包装场地面积。以及对机场降低成本，提高竞争力有很大的帮助。 内外包装机械 的发展史 我国的包装机械产业在新中国成立时 ,几乎是一片空白 ,只有少数工厂或作坊在生产一些简单的手工包装机具 ,或为少数进口机器进行修配服务。经过五十年的发展 ,我国包装机械已成为机械工业中的十大行业之一 ,无论是产量还是品种 ,都取得了令人瞩目的成就 ,我国包装 工业的高速发展提供了有力的保障。纵观国内现有的包装机械 ,除大型生产包装线外 (许多是从国外引进产品生产后随即包装 ,如奶粉、洗衣粉之类 ,耗资大 ,占地面积大 ,物料多品种适应性差 )大都处于一种落后的局面 ,如一些家庭个人小作坊 ,买一些现成的包装袋 (包装袋有人专业生产 ,也十分精致、漂亮 )将需要包装的粉状、颗粒状食品或其它商品用量杯类器具灌装在袋中 ,用热膜封口机封口后流通于市场。这种包装作业方式不仅不符合卫生条例 ,产品计量无法保障 ,也为产品掺假、制假打开了方便之门 ,是目前产品升级、上档次必须严格杜绝的包装作业方式。 80年代末 ,国内陆续引进并迅速发展生产了一系列机械传动的小型全自动包 (灌 )装机 ,因能基本上满足小袋物品包装从有计量的落料到制袋、灌装、分割等动作的自动化作业 ,生产效率和包装质量得到了很大程度的提高 ,克服了众多作业环节中人为因素的影响。加上投资少 (每台售价 3 5 万元 ),占地面积小 ,适应于个体小作坊的作业生产 ,因而深受用户的欢迎 ,也使包装机械的成长有了新的发展目标和前景 ,小袋物品的包装质量也有了质的飞跃。 但是，在设计过程中，大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法 2，如高速包装机械的动力学设计理论和方法 等，对高速情况下买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决；产、学、研，结合不够紧密，理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用，设计人员缺乏及时的技术培训；整个行业缺乏宏观调控的力度，优势资源不能得到合理的配置与调整。 国内一些大学的设计软件，可以对包装机中常用机构进行有限元分析和优化设计，其开发的凸轮连杆机构 件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际包装机械的设计中应用还不普遍。 美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械体系，其品种和产量均居世 界之首。从上世纪 90 年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头，其产品多以内销为主，出口只占包装机械总产值的 18%。继加拿大、墨西哥、日本、英国、德国之后，中国已成为美国包装机械的第 6大出口市场。 日本与美国、德国相比，起步较晚，包装机械制造业的发展经历了引进 吸收国外长处的基础上加以改进提高，目前已成为世界上仅次于美国的包装机械生产国。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种、规格较多。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化 程度高等优点。 90 年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中。日本包装机械的很大一部分用于食品包装领域，食品包装机械产值占包装机械总产值的一半以上。日本包装机械的主要市场也在本国，出口额只占总产值的 10%。亚洲是日本包装机械的主要出口市场。从上世纪 90年代以来，日本对中国的出口额连年大幅增长，自 1995年起，中国已成为日本包装机械的最大出口国。 目前，世界各国对包装机械的发展都十分重视，集机、电、气、光、生、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。 方案一：在蜗轮杆末端装法兰盘，这种方法结构紧凑，系统稳定。 但是安装不方便，结构复杂，检修不方便。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 图 1方案一图 12345买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 方案二 ：在蜗杆 末端用键来提供轴向力，用铁球来支撑转盘，这样不但让减速器未受到径向力，而且提供了轴向力来旋转转盘，这种方案结构简单，安装方便，检修简单。 图 1案二 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章 行李打包机的构造、工作过程及应用 作原理 行李打包机由转盘系统、薄膜拉伸系统、支撑系统组成 。 盘系统 转盘系统包括支架、位于支架上部的连接法兰、连接盘已经转盘。转盘上安装有定位装置，起特殊之处在于连接法兰下部设有减速器，减速器一侧安装有与减速器配合使用的电 动机。其结构如图 2图 2支撑系统 1 定位杆； 2 转盘； 3 减速器； 4 铁球； 5 键 工作时把行李放在转盘 2 上，用定位杆 1 将其固定，可以根据行李的大小调整定位杆 1的位置，将拉伸薄膜手动缠绕在行李后，打开电源，电动机转动，通过带传动，带动减速器 3 转动，通过连接 铁球 4、 键 5，带动转盘 2 转动，使行李旋转，拉伸膜层层包转在行李上。 膜拉伸系统 薄膜拉伸系统包括相对位置的胶辊 、导向辊、放模筒以及动力电动机，胶辊 一端分别固定主动齿轮很从动齿轮，主动齿轮上固定一 大链轮，动力电动机上固定一与主动齿轮 上大链轮配合使用的小链轮。起结构如图1 3 2 4 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2 图 2膜拉伸系统 1 大链轮； 2 大齿轮； 3 胶辊 1； 4 胶辊 2； 5 滚筒； 6 电动机； 7 小链轮； 8 小齿轮 当拉伸薄膜时，由电动机 6产生动力，带动小链轮 7转动，通过链传动带动大链轮 1转动，大链轮 1带动主动齿轮 2和从动齿轮 8转动。由于主动齿轮和从动齿轮的转动产生转速比，拉伸膜在通过胶辊 3很胶辊 4时线速度不同，拉伸膜前端行走速度高，后端行走速度低，从而使拉 伸膜受力作用，产生拉伸效果。经过传动机构和减速装置两次变速就可以达到拉伸膜拉伸 撑系统 转盘系统装在支撑系统左侧；上述支架的另一端上面有模架安装板，模架安装板的两侧为两个相对垂直固定的支撑板，模架安装板内为模架。 如图 2. 1 2 3 4 5 7 8 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 图 2撑系统 李打包机的应用 本台包装机采用了立式滚封的设计方案，操作方便，融入人因工程学元素来提高其宜人性， 具有工艺简单，效率高，成本低的特点 ，可以包 装不同形状的行李。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第三章 运动和动力参数及 结构 设计计算 1) 行李装盘转速为 20转每分钟，整机功率 瓦，电源 220伏 /50 赫兹； 2) 拉伸膜部分的功率 3) 整机体积约为 1400 毫米 *600毫米 *1200毫米。 盘系统部分 结构设计计算 由已知条件可知转盘转速为 20r 一般电动机转速在 750 r 动比 i虑行李打包机结构紧凑，选用一级蜗轮蜗 杆减速器。电动机与减速器之间采用传动比 2i =4的带传动连接。传动方案简图如图 4所示。 选择额定功率系列三相异步电动机 80 表 3动机的参数 方案 电动机型号 额定 功 率 （ 同步转速（ r 1 10 2 390 如果选择 s 5 m 速不合适。 m s， 5 m s m s 30 m 择电动机 (1)确定设计功率 由参考文献（ 1）表 8k = =2)选择 根据1n 由参考文献（ 1）图 8 v 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 1）初选小带轮基准直径1参考文献（ 1）表 8表 8小带轮基准直径11 2）验算带速01）式（ 8算带的速度 V= 100060 1d =s 因为 5 m s m s 30 m s，故带速合适。 3）计算大带轮的基准直径。根据参考文献（ 1）式（ 8计算大带轮的基准直径284据参考文献（ 1）表 8整为280 据参考文献（ 1）式（ 8初定中心距0a=400 2）由参考文献（ 1）式（ 8算带所需的基准长度 020a+2（1+02412d ）（ 1443据参考文献（ 1）由表 8400 3）按参考文献（ 1）式（ 8算实际中心距 a。 a 20a+2 0L 378心距的变化范围为 772 1 0180 -（ 12 dd ） 0144 090 6计算带的根数 z 1） 计算当根 由1n ，查参考文献（ 1）表 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 根据 1n ， i=4和 参考文献（ 1）表 8 查参考文献（ 1）表 8k=参考文献（ 1）表 8k =是 （ 0p + 0p ） k ） 计算 z。 Z= 3根 1）表 8q=m，所以 500 k5.2+q 2v =48N 应使带的实际初拉力0F 2z =1） 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限 15年，小批量生产，两班制工作，运输带工作速度允许误差为 5%。 2） 原始数据： 整机功率 出转速 20r 3）传动装置的总功率根据参考文献（ 2）附表 2v=承=杆=带v 2轴承蜗杆=动机输出功率：）总传动比 总i=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 跟据参考文献（ 2）表 2蜗轮蜗杆传动比 12i =级减速器减速器i=1040合理） 0n=电动机n=1390 r 1n =010r 2n =1210 r 3n=2320 r 4) 计算各轴的 输入 功率 0p=p = 0p p = 0p p= 2p ）各轴输入转矩 0T=9550000n=7283N T =9550000 1p 1n =20818N T =9550000 2p 2n =358125 N T=95500003p3n=353350 N 3轴的运动及动力参数 轴名 功率 P（ 转矩 T(N 转速 n（ r 传动比 i 效率 0轴 283 1390 1 1 轴 0818 轴 58125 20 轴 53350 20 1 ）传动零件的设计计算 1、蜗杆传动类型 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2、选择蜗轮蜗杆材料及精度等级 蜗杆 选 40面淬火 4555 蜗轮边缘选择 属模铸造。从 10089柱蜗轮蜗杆精度中选择 8级精度。侧隙种类为 f,标注为 8f 10089 传动中心距： a 322 1）蜗杆上的转矩 2T 按 1z =2，估取效率 = 2T =95500002243800N 2）确定载荷系数 K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布系数K=1；由参考文献（ 1）表 11取使用系数 于转速不高，冲击不大，可取动载系数 K= 3)确定弹性影响系数 铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配 ,故 1601a 。 （ 4）确定接触系数d 和传动中心距 a 的比值参考文献 （ 1）图11= （ 5）、许用接触应力 H 蜗轮材料： 铸锡磷青铜 属模铸造。蜗杆螺旋齿面硬度 45H 由参考文献（ 1） 表 11H =268力循环系数：260 hN =86400000 寿命系数： 78 10=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 则 H =H=05中心距 a=1801Z=2，故从参考文献（ 1）表 11m=杆分度圆直径1d=63时 1参考文献（ 1）表 11可查的接触系数 Z 15. 输出轴的设计 设计计算 1、轴的材料的选择 （ 1）、 轴的材料的选择，确定许用应力 考虑到减速器为普通中用途中小功率减 速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩。 21 F 当量齿数：322 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 3轮 轴 选用 45号钢，正火处理 b=600 b 1=55 2）、按扭转强度，初步估计轴的最小直径 d223 伸部位安装 突面带劲螺纹钢制管法兰 。 由转速和转矩得2T K T=m 取整 直径 45轴伸直径为 45 （ 3）、轴承和键 采用角接触球轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定，轴伸处 有螺纹跟突面带劲 螺纹钢制管法兰连接， 用 2、轴的结构设计 （ 1） 、 径向尺寸的确定 从轴段 5始逐渐选取轴段直径， 固定作用，定位轴肩高度可在（ h （ 取 3mm；轴承的内径相配合，为便与轴承的安装，取 5 参考文献（ 2） 选定轴承型号为 7011C， 标准直径系列，取 6蜗轮轴向固定作用，由 h=（ 56= h=44轴承配合，取 d7=5承轴向固定，符合轴承拆卸尺寸，查轴承手册，取 8 2） 、 轴向尺寸的确定 与 键 相配合的轴段长度， 50对蜗轮 b=轴长段L4=3)0定位轴肩 整则 1011=18 =18其他轴段的尺寸长度与箱体等的设计有关，蜗轮端面与箱体的 距离取 10 15承端面与箱体内壁的距离取 5初步估计 5承环宽度为 13轴承的中心的跨度为 87文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 轴的总长为 327 (3)、轴的强度校核 图 3轮轴的载荷分布图 （ a） 轴的结构与装配 （ b）受力简图 （ c）水平面的受力和弯矩图 （ d）垂直面的受力和弯矩图 （ e）合成弯矩图 （ f）转矩图 （ g）计算弯矩图 （ 4）计算蜗轮受力 1）、绘出轴的计算简图（ a） 2）、绘制 水平面弯矩图 （ b） 蜗轮的分度圆直径2d= 转矩2T=343800N m 蜗轮的圆周力2222d =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 蜗轮的径向力22ta =轮的轴向力112 2=471N 轴承支反力： 212 2 N H 面 1 72H N m m ）、绘制 垂直面弯矩图 （ c）图 轴承支反力： 22 2F 算弯矩： 截面 2 72v N m m ）、绘制合成弯矩图（ d）图 M 22M =m 5）、绘制弯矩图（ e）图 69 . 5 5 1 0 pT n ）、绘制当量弯矩图 （ f）图 转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化，取 面 为： 22 c =）、校核危险截面 C 的强度： 351.0 dM c = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 （ 4）计算当量载荷 据 参考文献（ 1） 表 13据 参考文献（ 1） 式 13P1=fP(1 )=2=fp(1 )= 5）轴承寿命计算 2 故取 P=角接触球轴承 =3 根据手册得 7005r=23000N 由教材 3 6670/n() =16670/1390 (1 23000/ =3216949974h72000h 预期寿命足够 2、计算输出轴轴承 （ 1）已知 n =20r/2471N, 选 7011根据参考文献（ 1）表 13S= 2）计算轴向载荷 2 471N 任意用一端为压紧端， 1为压紧端， 2为放松端 两轴承轴向载荷： 3）求系数 x、 y 据教材 1e= （ 4）计算当量动载荷 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 根据表 3 据式 13P1=fP(1 2=fP(1 5)计算轴承寿命 2 故 P= =3 根据参考文献（ 2） 7011r=30500N 根据参考文献（ 1） 表 13 根据参考文献（ 1式 136670/n() =16670/20 (1 30500/ =2000h 此轴承合格，预期寿命足够。 键连接的选择及校核计算 1、输 出 轴与蜗轮连接采用平键连接 轴径 672m 查 参考文献（ 2） 选 ： b=16 h=10 L=50 即：键 16 50 1096l= 26 p=4 T2/ 358125/56 10 56=e （ 4）计算当量载荷 据参考文献（ 1）表 13据参考文献（ 1）式 13P1=fP(1 )=2=fp(1 )= 5）轴承寿命计算 2 故取 P=角接触球轴承 =3 根据手册得 7005r=23000N 由教材 3 6670/n() =16670/50 (1 23000/ =1990477236h72000h 预期寿命足够 2） 胶辊 2轴承 （ 1）已知 n =100r/2471N, 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 38 试选 7011根据参考文献（ 1）表 13S= 2）计算轴向载荷 2 471N 任意用一端为压紧端， 1为压紧端， 2为放松端 两轴承轴向载荷： 3）求系数 x、 y 据教材 1e= （ 4）计算当量动载荷 据表 3 据式 13P1=fP(1 2=fP(1 5)计算轴承 寿命 2 故 P= =3 根据参考文献（ 2） 7011r=30500N 根据参考文献（ 1） 表 13 根据参考文献（ 1式 136670/n() =16670/100 (1 30500/ =2000h 此轴承合格，预期寿命足够 。 8、键连接的选择及校核计算 （ 1） 输 出 轴与蜗轮连接采用平键连接 轴径 672m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 39 查机械零 件设计手册 选 ： b=16 h=10 L=50 即：键 16 50 1096l= 26 p=4 T2/ 563100/56 10 56= p(110（ 2） 输入轴与 接用平键连接 轴径 0 2 机械零件设计手册 选用 ： b=6 h=6 L=32 即：键 6 321096l=26 根据教材 6得 p=4 T1/ 23940/20 6 46= p (110买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 40 总结 通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。 毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最 后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对学生所做的