毕业设计（论文）-标准粒状巧克力糖包装机的设计.doc

蚌埠学院本科毕业设计 毕业设计(论文)粒状巧克力糖包装机设计系 别 ：机械与电子工程系专业（班级）：作者（学号）：指导教师：完成日期： 2011年5月20日 XXXX教务处制3- - 目 录摘 要IABSTRACTII1 引 言11.1 包装机械11.1.1 包装的分类及作用11.1.2 包装机械的组成11.1.3 包装机械的特点21.2 包装机发展方向31.3 国内包装机发展现状及趋势41.4 我国包装技术与国外先进包装技术的差距62 粒状巧克力糖包装机的工艺确定72.1 产品特征72.2 包装材料72.3 包装工艺方案拟定72.4 巧克力糖包装工艺的实验83 粒状巧克力糖包装机的总体布局103.1 机型选择103.2 自动机的执行机构103.3 包装机总体布置114 粒状巧克力糖包装机的传动系统124.1 选择电动机124.2 电动机的选择134.3 传动方案的确定144.4 各级传动比的确定155 电机到主输送带装置的传动设计165.1 第一级传动带的设计165.2 蜗轮蜗杆传动减速箱的计算175.2.1 选择蜗杆的传动类型185.2.2 选择材料185.2.3 按齿面接触疲劳强度进行设计185.2.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸195.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度205.2.6 精度等级公差和表面粗糙度的确定205.2.7 传动效率的计算205.2.8 蜗轮蜗杆最小轴径的确定215.3 第三级传动链传动的设计计算215.4 主传送带的设计计算235.4.1 主传动链的设计计算235.4.2 计算主传送带的牵引力F245.4.3 验算主链条输送装置的功率256 粒状巧克力糖包装机的工作循环图286.1 分析各执行机构的运动循环图286.2 各执行机构运动循环的时间同步化设计306.3 绘制粒状巧克力自动包装机的工作循环316.4 修正自动包装机的工作循环图317 粒状巧克力糖包装机的齿轮设计337.1 斜齿轮副1、2、3的设计计算表337.2 标准直齿齿轮副16的设计计算表348 粒状巧克力糖包装机的机械手设计359 粒状巧克力糖包装机的凸轮设计369.1 顶糖杆槽凸轮5369.2 拨糖杆偏心凸轮7369.3 剪纸刀平面凸轮6 、抄纸板平面凸轮8379.4 接糖杆圆柱凸轮93810 粒状巧克力糖包装机的槽轮设计3911 结论40谢 词41参 考 资 料42摘 要粒状巧克力糖包装机摘 要: 由于生产和流通的日益社会化，现代化，尤其是半个世纪以产品包装得到了飞速的发展，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，包装业也不例外。现在大部分的包装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，同时也使包装的形式在不断的改进、革新，使广大的消费者普遍能够接受。这在客观上促进了产品的营销，提高了产品在市场上的竞争力，也可以为企业带来高额的利润。本次毕业设计，通过许多种方案的综合评价、筛选，最后确定了这一台连续式包装机。该机由电磁震动上料斗、分糖落糖部件、钳糖部件、扭结部件、纸架部件、切纸部件以及动力源无级变速部件、动力分度箱等几大部件，整个包装过程实现了自动化，与现代机械相比，本机器实现了高速、连续性，具有高的生产率、低动力消耗、使用简单、维修方便可靠等优点。关键词：上料；分糖落糖部件；切纸部件；自动化；现代化41 ABSTRACTGranular chocolate packaging machineABSTRACT: With sociality and modernization of manufacture and circulation, especially since half of century produce packing has developed at high speed. At the same time, it is important for produce industry to packing.Development of science and technology throw great impact on all industry in our sociality, especially devices that realize the mechanizing and automation have been widely used, so produce packing has also been poured into great vigor. Nowadays, almost much of produce packing to mechanical operation. This change not only lowers peoples intensity of labor, but also increases, produce speed, and raise productivity, at the same time, the style of produce packing has also been made better and innovated, that not only improves produce competitiveness at market but also achieve enormous economical benefit for factory.My graduated project is to design a continuous produce packing machine through a synthetically study and screening of some plans. This machine is composed of electromcgnetign vibration raise candy funnel, separate and lover candy part, grip-candy part, energy source-source-steppes speed change paretic. This produce-packing process realize atomization and continuous of produce. This machine has advantage of high produce capability, low energy consume, simplify the use of reliability of maintenance et. Keyword: Anticipate Divide sugar to fall a sugar partsSlice a paper parts and automate Modernize up1 引 言1.1 包装机械包装机械是指完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括成型、充填封、口裹、包等主要包装工序以及清洗、干燥、杀菌、贴标、困扎、集装、拆卸等前后包装工序，转送、选别等其他辅助包装工序。1.1.1 包装的分类及作用包装的分类方法很多，按包装产品的流通领域分类，有工业产品包装和商业产品包装，按产品包装的结构形式分类，有内包装和外包装；还可以按包装材料或包装容器的品种类别分类以及按包装对象即包装物品的名称分类等等。其中按包装的结构形式分类比较有意义，内包装是一种基本的包装结构形式，它包括直接包装和中间包装。直接包装是用包装材料或容器直接裹包产品或装载的包装形式；包装材料或容器与被包装物品间保持着直接触，是最小的包装单元。直接包装时，必须根据被包装物品的物理性能，按包装要求，选择包装材料或容器，制定包装工艺，选择或设计包装机械设备。中间包装是以一定数量的直接包装品经组合后再作一次包装的包装形式。如物品装瓶或装袋后的装盒包装；卷烟小包包装后的条包包装；牙膏类物品的装管封尾后的装盒包装等。随着消费者需要的多样化，尤其是超级市场的发展，内包装突出日益重要的地位。完成内包装所需的机器设备，在包装工业中的需求量最大。 外包装是以一定数额的、经内包装后的产品装裁到包装箱的包装结构形式。包装箱现在多用瓦楞纸板箱。内包装的主要目的，在于促进销售，并为消费者提供使用上的方便，在包装设计中，除保证包装内容物质和量的要求外，还需重视包装装潢的重要作用。外包装的主要目的，是为流通储运提供保障，要求包装坚固牢实。包装是对被包装物所采取的一种保护性措施，包装的主要目的在于保护产品的使用价值。因此，包装中还要顾及到物品在流通中的运输、装卸、存贮保管和销售的方便；此外，包装的装潢还起到美化、宣传和推销的作用。包装加工是产品在生产中的最后环节，是提高产品的商品价值不可忽视的重要环节。1.1.2 包装机械的组成被包装物品供送系统主传送系统成品输出系统控制系统传动系统辅助装置动力机机身包装材料供送系统包装操作执行系统图1.1包装机械的组成和特点1.1.3 包装机械的特点（1）大多数包装机械结构和机构复杂，运动速度快且动作配合要求高。（2）用于食品和药品的包装机要便于清洗，符合药品和食品的卫生和安全要求。 （3）包装执行机构的工作力一般都较小，所以包装机的电机功率较小。 （4）包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。（5）包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在包装机的设计中应注意标准化、通用性及多功能性。（6）包装机械的自动化程度高，大部分已采用PLC、单片机控制，实现了智能化。 （7）包装机械实现了包装生产的专业化，大幅度地提高生产效率。（8）包装机械化降低了劳动强度，改善劳动条件，保护环境，节约原材料，降低产品成本。（9）保证了包装产品的卫生和安全，提高了产品包装质量，增强市场销售的竞争力。（10）延长产品的保质期，方便产品的流通。产品采用包装机，可减少包装场地面积，节约基建投资 。1.2 包装机发展方向目前，国外包装和食品机械水平高的国家主要是美国、德国、日本、意大利和英国。而德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位，2002年德国包装机械产值达34亿欧元，其产量的77 %为出口产品。最近几年，这些国家包装和食品机械设备发展呈现出新的趋势。德国包装机械设计的新趋势:德国与美国、日本、意大利均为世界包装机械大国。在包装机械设计、制造、技术性能等方面居于领先地位。德国包装机械的设计是依据市场调研及市场分析结果进行的，其，目标是努力为客户，尤其是为大型企业服务。为满足客户要求，德国包装机械制造厂商和设计部门采取了诸多措施：(1) 工艺流程自动化程度越来越高，以提高生产率和设备的柔性及灵活性。采用机械手完成复杂的动作。操作时，在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑指令完成规定动作，确保包装的质量。(2) 提高生产效率，降低生产成本，最大限度地满足生产要求。德国包装机械以饮料、啤酒灌装机械和食品包装机械见长，具有高速、成套、自动化程度高和可靠性好等特点。其饮料灌装速度高达12万瓶/h，小袋包装机的包装速度高达900袋min。(3) 使产品机械和包装机械一体化。许多产品要求生产之后直接进行包装，以提高生产效率。如德国生产的巧克力生产及包装设备，就是由一个系统控制完成的。两者一体化，关键是要解决好在生产能力上相互匹配的问题。(4) 适应产制品变化，具有良好的柔性和灵活性。由于市场的激烈竞争，产品更新换代的周期越来越短。如化妆品生产三年一变，甚至一个季度一变，生产量又都很大，因此要求包装机械具有良好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性的要求。(5) 普遍使用计算机仿真设计技术。随着新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计普遍采用了计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。包装机械设计不仅要重视其能力和效率，还要注重其经济性。所谓经济性不完全是机械设备本身的成本，更重要的是运转成本，因为设备折旧费只占成本的68，其他的就是运转成本。1.3 国内包装机发展现状及趋势我国包装机械行业起步于20世纪70年代，在80年代末和90年代中得到迅速发展。已成为机械工业中的10大行业之一，无论是产量，还是品种上，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业的快速发展提供了有力的保障。目前，我国已成为世界包装机械工业生产和消费大国之一。包装机械作为一种产品，它的含义不仅仅是产品本身的物质意义，而是包括形式产品、隐形产品及延伸产品3层含义。形式产品是指包装机本身的具体形态和基本功能；隐形产品是指包装机给用户提供的实际效用；延伸产品是指包装机的质量保证、使用指导和售后服务等。所以包装机的设计应该包括：市场调研、原理图设计、结构设计、施工图设计、使用说明书编写及售后服务预案等。包装机械设计的类别主要有：测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为164万瓶/h，其中灌装机的灌装阀工位数从48个、60个、90个到120个就属于系列化设计。由普通啤酒灌装生产线到纯生啤酒灌装生产线的设计就属于改进、开发性设计。对于中低速运行的包装机，目前我们基本上可以进行自主设计。而高速运行的包装机，特别是一些先进机型，大多是测绘、仿制国外的同类机型，进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是：(1)大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法，如高速包装机械的动力学设计理论和方法等，对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决；(2)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；(3)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。在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法：(1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机；(2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围；(3)设计工作原理图、传动系统图；(4)设计关键零件，部件；(5)设计总装图方案和动作循环图；(6)设计部件图、总装图和零件图；(7)对主要部件中的关键零件进行强度、刚度校核；(8)设计控制原理图、施工图等。而今，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CADCAM软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。新型包装机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计人员不了解包装机械的这一发展趋势。如果说以前我国包装机械设计是仿制、学习阶段，那么现在我们应该有创新设计的意识我国包装业技术与机械近些年所取得的成绩是显著的，其起步于20世纪70年代末，刚起步时年产值仅七、八千万元，产品品种仅100 余种，技术水平也较低。在20纪80年代中期至20世纪年代中期十余年的时间里，才得到快速发展，年增长率达到20%30% ，到1999年底食品和包装机械达40 大类，品种达1700种，到2000年产值增加到300亿元，且技术水平也上了个台阶，开始出现了规模化、自动化趋势，传动复杂、技术含量高的设备也开始出现，许多包装机械如液体食品灌装机等设备已开始成套出口。我国包装行业的发展趋势主要有如下几个方面：(1) 制袋充填封口包装机械大多数是小包装机械，在这一范围内已较好地解决了颗粒、膏体和粉状的包装的问题。(2) 无菌包装机械无菌包装是将经过消毒的食品在无菌环境装入消毒的容器中，可最大限度地保持食品的天然风味、品质和营养，确保产品质量等优点。无菌包装机主要分为无菌袋式大包装和无菌袋式小包装。无菌袋式大包装一般在原料产地用于果蔬浓缩汁包装。而无菌袋式小包装通常用于饮料品，供市场零售。无菌袋式小包装又分为杯式、盒式、袋式成型充填密封小包装三种类型。由于无菌包装机械制造工艺和技术比较复杂，我国以前一直依靠进口。当然，近年来，我国一些企业努力，在这方面取得了很大的进展，如上海轻工装备（集团）公司研制的屋顶盒式纸盒无菌包装机。(3) 啤酒灌装成套设备随着国内啤酒行业向规模化集约化经营方向发展，啤酒灌装成套设备要重点发展年产5万吨以上的大型灌装成套设备，适度发展10万吨以上的大型灌装成套设备。目前我国广州轻工机械厂已能生产4万瓶/小时、6万每小时的啤酒灌装成套设备。包装业在生产自动化趋势的影响下 ，呈现高度自动化的包装链、机械功能要求多元化、结构设计标准模块化、控制功能智能化要求、装重安全方便环保等特点。今后朝着高速、低耗、计量精确、自动检测、多功能、全自动大型化成套设备发展。其他还有真空包装机械和塑料中空容器加工机械。1.4 我国包装技术与国外先进包装技术的差距虽然我们食品包装技术与机械在近年来取得骄人的成绩，但同国外比较，技术上仍存在二十年的差距，其具体表现在：1） 产品品种单调，成套设备少到2000年为止,国外食品包装机械达2300余种，且大多配套生产；国内食品包装机械只有1700余种，且多以单机为主。2） 技术水平低主要表现在产品可靠性差，技术更新速度慢，新技术、新工艺、新料材应用少，单机多，成套机少，技术含量低的产品多，高技术含量的产品少，智能化的设备还处于研制阶段。3） 产品质量低主要表现在稳定性可靠性差，造型落后，外观粗糙，且大多数产品还无可靠标准。4） 开发能力不足主要表现是我们还在仿制、测绘或稍加国产化的改进，更谈不上系统的开发研究。2 粒状巧克力糖包装机的工艺确定2.1 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。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80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。2.2 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。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。2.3 包装工艺方案拟定图3 包装工序分解图图3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75mm75mm铝箔纸覆盖在巧克力糖小端正上方,如图3(a)所示。2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图3(b)所示.3) 将余下的铝箔纸分成两半,先后向大端中央折去,迫使包装纸紧贴巧克力糖,如图3(c),(d)所示.2.4 巧克力糖包装工艺的实验根据初拟的包装工艺方案,进行工艺实验.图5为钳糖机械手及巧克力糖包装简图. 图4 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)6-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,I 不存在拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。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4(b)所示,接着折边器10向左折边,成图4(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4(d)所示.由于包装纸表面还不够光滑,有时还发生褶皱现象,需要进一步改进.经过实验,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5是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。图5 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。这样的工艺方案就此确定。3 粒状巧克力糖包装机的总体布局3.1 机型选择由于大批量生产，所以选择全自动机型。根据前述工艺过程，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。3.2 自动机的执行机构图6 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 下面是主要执行机构的结构和工作原理。图6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7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。图7 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3.3 包装机总体布置 图8 总体布置图 4 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9所示的传动系统。图9 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-顶躺杆 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，。而无级变速的锥轮直径。螺旋齿轮副1、2、3的传动比,直齿标准齿轮副的传动比i=1.67。4.1 选择电动机合理选择电动机类型，对工作机械有效的工作，以及机组运行的可靠性、安全、节能及降低设备造价都有重要意义。电动机类型的选择要从负载的要求出发，考虑工作条件，负载性质、生产工艺、供电情况等，尽量满足下述各方面的要求：4.1.1 机械特性由电动机类型决定的电动机的机械特性与工作机械机械特性配合要适当，机组稳定工作；电动机的起动转矩、最大转矩、牵入转矩等性能均能满足工作机械的要求。4.1.2 转速电动机的转速满足工作机械要求，其最高转速、转速变化率、稳速、调速、变速等性能均能适应工作机械运行要求。4.1.3 运行经济性从降低整个电动机驱动系统的能耗及电动机的综合成本来考虑选择电动机类型，针对使用情况选择不同效率水平的电动机类型；对一些使用时间很短、年使用时数也不高的机械，电动机效率低些也不会使总能耗产生较大的变化，所以并不注重电动机的效率：但另一类年利用小时较高的机械，如空调设备、循环泵、冰箱压缩机等，就需要选用效率高的电动机以降低总能耗。4.2 电动机的选择本机器的动力选用交流380V。包装机械中常用的点机转速多为1400分转/分，由于整个载荷比较小，所以综合考虑最终选用Y112M-4型三相异步电动机，电压为380V，功率为180W，额定转速为1400r/min，根据电机转速及效率要求确定各级传动比。其中转送带为主要工作部件，其效率直接影响整机工作效率。电动机的外形图及尺寸见表2.1和图2.1。图2.1 Y112M-4型电动机外形尺寸表2-1电动机外形尺寸机座号安装尺寸D(j6)EF(N9)GMN(j6)PRST8019+0.009-0.004406-0.0315.5-0.1165130+0.014-0.011200012+0.433.5外形尺寸不大于ACADAEL1751201103004.3传动方案的确定包转机工作时，先将经理瓶机构整理的瓶子经输送带8送入，再经花盘轮9旋转转到送料装置10，然后通过槽轮6进行间歇运动使之停下，进行灌料。然后再通过花盘轮转出，由输送带送出。 图2.1片剂包装机系统传动原理图1.电机 2.带轮 3.减速箱 4.减速箱链轮 5.齿轮6.槽轮机构7.圆锥齿轮 8.送瓶传送带 9.花盘轮 10.转鼓计数装置 4.4 各级传动比的确定按图2.1，电动机经带轮、减速器、链轮减速。减速器选用传动比为i2=1：50的蜗轮减速机，电机与减速箱采用皮带传动，其传动比为i1=1：4，链轮减速的传动比为i3=1：1，即 电机与减速器的传动比 蜗轮减速箱传动比 减速箱与主轴间传动比 所以主轴转速及传动带上的瓶的线速度为 /=/=0.03663m/s=36.63mm/s每分钟30瓶，那么瓶子间的距离为：mm5 电机到主输送带装置的传动设计5.1 第一级传动带的设计1）确定带的计算功率由表8-61查得带的工作情况系数，故 w =198w (5.1) 2） 选取窄V带带型 根据 、由图8-9确定选用SPZ型。3） 确定带轮基准直径 由表8-3和表8-7取主动轮基准直径63mm。 根据式（8-15），从动轮基准直径。 =252 mm (5.2)根据表8-7，取。按式=4.618 m/s (5.3)=4.618m/s所以带的速度合适。4） 确定窄V带的基准长度和传动中心距根据0.7（，初步确定中心距400 mm。根据下式计算所需的基准长度=1316.9mm (5.4) 由表8-2选带的基准长度=1400mm。则按式（8-21）计算实际的中心距a =442.4mm (5.5)圆整取a=442mm5） 验算主动轮上的包角 由式（8-6）得 (5.6) 主动轮上的包角合适。6）计算窄V带的根数Z 由 (5.7) 又1400 r/min 、63mm、4,查表8-5a和表8-6b得 0.24 kw P0=0.03 kw 查表8-8得 包角系数0.93，查表8-2得长度系数0.99，则 =0.7则取Z=1根。7） 计算预紧力由 (5.8)查表8-4得q=0.06kg/m，故 N=33.08N8） 计算作用在轴上的压轴力=65.35 N (5.9)5.2 蜗轮蜗杆传动减速箱的计算 蜗杆所在轴：=700 r/min, 172.8 w，传动比，传动不反向，工作载荷稳定，设计寿命12000 h。5.2.1 选择蜗杆的传动类型根据GB/T100851988 的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。5.2.2 选择材料考虑到本设计中蜗杆传动的传递功率不大，速度较低，所以蜗杆用45钢。因希望效率高些赖磨性好，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为里节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。5.2.3 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭齿蜗轮蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计,再较核齿根弯曲疲劳强度。由式（1112），传动中心距 (5.10)1）确定作用在蜗轮上的转矩按1，取效率0.8，则 =94300 (5.11)2）确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数=1；选使用系数=1.15；由于转速不高，冲击不大，可取重载荷系数=1.05；则 =1.21 (5.12)3）确定弹性影响系数因选用的铸锡磷青铜ZCuSn10P蜗轮和钢蜗杆相配，故=160 。 4）确定接触系数先假使蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值=0.35，从图11-18中可查得=2.9。5）确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSu10P,金属模锻造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力=268MPa。则应力环次数为: =1.008 (5.13)寿命系数 =1则 =1268=268 MPa6）计算中心距 =69.93mm取中心距为a=80mm，因i=50，故可模数m=2.5，蜗杆分度圆直径=30mm。这时/a=0.375。从图11-18中可查得接触系数=2.8。因为，上述计算结果可用。5.2.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1）蜗杆 轴向齿距=7.854；直径系数q=12；齿顶直径=35 mm， 齿根圆直径=24mm；分度圆导程角=；蜗杆轴向齿厚=6.283 mm。2）蜗轮蜗轮齿数=51；变位系数=；验算传动比=51，这时传动比误差为=2.0，这是允许的。 蜗轮分度圆直径 =127.5 mm 蜗轮喉圆直径 =127.5+22.5=132.5 mm 蜗轮齿根圆直径 =127.5-=121.5 mm 蜗轮咽喉母圆半径 = mm5.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (5.14)当量齿数 =51.52 (5.15)根据，=51.52，从图中可查的齿形系数=2.75。螺旋角系数 =0.966 (5.16)许用弯曲应力 从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56MPa。寿命系数 =0.893=50MPa而实际弯曲强度 = =48.5MPa弯曲强度满足条件。5.2.6 精度等级公差和表面粗糙度的确定由蜗轮蜗杆传动的情况，选用8级精度，侧隙种类为f。则 1） 蜗杆轴向齿距极限偏差，蜗杆轴向齿距累计公差 mm ，蜗杆齿行公差=0.022 mm 。2） 蜗轮齿距累积公差=0.160 mm，蜗轮齿圆径向跳动公差=0.050mm，蜗轮齿形公差=0.014 mm，蜗轮齿距极限偏差=0.020 mm。5.2.7 传动效率的计算滑行速度=1.1 m/s (5.17)故采用下置蜗杆。此时查得，总效率=0.52 (5.18)5.2.8 蜗轮蜗杆最小轴径的确定1）蜗杆 选择轴的材料为45钢，由于蜗杆小，所以做成齿轮轴。此时=40MPa，则 由公式 (5.19)=6.65 mm取=12 mm。 2）蜗轮 同样选轴的材料为45钢，轴传递的功率 =89 W由公式（1）得 =19.65 mm取轴最小直径为=25 mm。5.3 第三级传动链传动的设计计算由设计条件可知传动比i=1，输入的功率为=89 W，转速n=14 r/min ，载荷平稳。则可进行如下设计1）选择链轮齿数 假定链轮转速为0.63 m/s ，由表98选取小链轮齿数=20；从动轮齿数=20。2）计算功率由表991查得工作情况系数=1，故 =89 W确定链条链节数初定中心距=30p,则链节数为=80 节 (5.20)13）确定链条的节距p由图9131按小链轮转速估计，链工作在功率曲线顶点的左侧时，可能出现链板疲劳破坏。由表910查得小链轮齿数系数=1.05；=0.94；选取单排链，由表911查得多排链系数=1.0，故得所需传递的功率为 =90 W根据小链轮转速=14 r/min，及=89 W，可选链号为08A单排链。同时也证实原估计链的工作在额定功率曲线顶点左侧是正确的。此时查得链节距p=12.70mm。4）确定链长L及中心距a=1.012 m (5.21) =445 mm中心距减小量 a=(0.0020.004)a=(0.0020.004)445 mm =0.891.78 mm实际中心距 =a- a =445-(0.891.78)=444.11443.22 mm取 =444 mm5）验算链速 =0.06 m/s (5.22)6）验算小链轮毂孔 由表查得链轮毂孔最大许用直径=34 mm，大于蜗轮轴径=25 mm,故合适。7）作用在轴上的压轴力 有效圆周力 =1483 N (5.23) 按水平布置取压轴力系数，故 =1705 N5.4 主传送带的设计计算5.4.1 主传动链的设计计算由前述可知，选取08A型滚子链。P=12.7 mm。1） 选择链轮的齿数：选取链轮的齿数=36。2） 计算功率：工作情况系数=1.0，输入功率=51.2 W其中 为输入主轴的功率分配给主传动链的分配比故 =51.2 W3）确定链条链节数：初定中心距=100p，则链节数为 =236 节 为了能均匀的分配三角挡板，故选取=240 节。4）确定链长L及中心距a： =3.05 m =1295.4 mm中心距减小量： a=(0.0020.004)a=(0.0020.004)445 mm =2.605.20 mm实际中心距： a-a=1295.4-（2.605.20）=1292.81290.2 mm取 1292 mm 5） 验算链速： =0.1067 m/s6） 选取轮毂孔：由表可查的轮毂许用最大直径，以及参考第二传动链的轮毂许用最大直径，拟选择此段轴径=35 mm。 7） 作用在轴上的压轴力： 又主传动带的输入功率=有效圆周力 =480 N 按水平布置取压轴力系数，故 =552 N5.4.2 计算主传送带的牵引力F 假设回程链条有支托的水平式输送装置，则 (3.24)6式中 F输送链条的牵引力，N； L物品输送的水平长度，m； 每米长度上的输送链质量，kg； W输送机每米长度上的输送物品质量，kg； 物体与滑台表面间摩擦系数； 链条与导轨间摩擦系数； 3 为链条数。在本设计中瓶子由链条本身传送，所以选=0.40；由于08A滚子链单排每米质量q=0.60 kg/m，则0.60 kg；在开始确定瓶间距时H=10P=127mm, 又在设计时我选用娃哈哈矿泉水作为参考物品，所以 取W=4 kg/m，式中L由上可知L= 785 mm 。在设计中送料机构给一个瓶子灌料时，输送带上有10个待灌瓶子。这样它们所需要的链长为=1270 mm，（1290 mm）故符合设计条件。所以 = =59.43 5.4.3 验算主链条输送装置的功率由于精确计算链条运输物品时所遇的阻力相当的困难，故均采用经验方法来计算。可用下式估算输送链轮的功率。 (5.25)6 式中 主传动带的功率，W