巧克力糖自动包装机说明书

1、上海巧克力糖自动包装机说明书Company Document number :T-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998学号06120330成绩课程设计说明书课程名称机械原理课程设计题目名称巧克力糖自动包装机专业机械设计制造及其自动化姓名梁灿辉指导教师张恩光老师2021年11 月15 日目录、设计任务书1、设计题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0.1mm 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) 将铝箔纸覆盖在巧克力

2、糖小端正上方；(2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；(3) 将余下的铝箔纸分半,先后向大端面上褶去,迫使包装纸紧贴巧克力糖.图1圆台状巧克力糖尺寸图2包装后的巧克力图3包装工艺动作过程2、原始数据及设计要求(1) 铝箔纸尺寸为64mmx64mm(2) 巧克力糖小端直径17mm,大端直径24mm,高12mm.(3) 生产率为60块/min(4) 锥面成形机构不管采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构,要求成形动作 尽量等速,启动与停顿时冲击小.(5) 电机转速为960r/min3、设计任务(1) 执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案,并在说明书中画出运动方案,经过所有运动方案,经过所有运

3、动方案,并在说明书中画岀运动方案草图,经过所有运动方案进行分析评价后,选择其中的最优方案进行详细设计.(2) 机构运动协调设计：对选择的方案画出机构运动循环图.(3) 传动系统的设计.(4) 对系统运动方案进行机构的尺寸综合.(5) 用UG软件对机构系统进行运动仿真.(6) 用UG软件对机构系统进行动力学分析,并画出输出机构的位移、速度和加速度线图.(7) 画出最终方案的机构运动简图.二、设计方案的拟定、选择以及评价1、方案的拟定和选择图4方案一设计简图图5方案二设计简图图6方案三设计简图小组讨论中发现方案三过于复杂并且加工本钱高,不易用UG运动仿真.机构之间的传 动也存在很大的局限性.而方案

4、三虽然结构简单,但是巧克力糖纸的加工效率却很难到达. 与另外两个方案相比之下,方案一传动紧凑,加工效率高并且可以用UG进行仿真,所以经 小组成员一致决定采用方案一.2、方案的评价(1)方案的评分表一方案评价表评价指标评分权重系数方案一方案二方案三完成实现功能目标的情况9分6分8分工作效率的上下8分7分8分运转精度的上下7分6分8分方案的实用性9分8分7分方案的可靠性X分6分X分方案的绿色性7分8分6分总分：Al =9x0.2+8x0.14-7x0+9xO.3+8xO.2 + 7xO=&3结果选取方案一.(2)结论与评价方案中大局部用了四个凸轮机构.三个间歇机构,一个连杆机构,虽然机构总

5、体可靠性 高,但是期间的传动较为复杂,不易仿真.经老师和小组成员一致决定将原先任务要求的一 个电动机,改为四个电动机.这样既降低了方案的难度,也同样能到达锻炼学生的水平的目 的.方案中的四个凸轮机构中主要用于压紧.虽然凸轮属于高副接触,易磨损,但是结构简 单、紧凑,只需要设计适当的凸轮轮廓,便可以到达预期的运动效果.方案中的送料、送出运动用的是槽轮间歇机构,但考虑到不完全齿轮机构更多用于生 产线上,并且送料的运动中传动速度不高,符合本次设计要求.不完全齿轮虽然加工比拟复 杂,但是设计灵活,从动轮的运动角范围大,很容易一个周期实现屡次动、停不等的间歇运 动,并且利于运动仿真,相对于槽轮机构来说更

6、为适宜.三、巧克力糖自动包装机的工艺确定1、工艺方案巧克力糖果从浇注成型机出口进入送糖传送带,送糖传送带匀速将糖果挨个送给曲柄滑 块推糖机构,推糖机构滑块开有圆形凹槽,能把糖果精准地推到垫有包装纸盘形机构上,再由 压糖机构将糖压入盘形机构圆形凹槽中,迫使包装纸紧贴糖.在每次将糖果送给压糖机构之 时,完成一次送纸的动作；由于压糖凸轮内嵌入了剪纸的凸轮,并保持一定的角度即有时间 先后关系,所以在压糖之前先进行了剪纸的动作.当压糖机构完成动作时,槽轮带动盘形机 构转过90度,此时由折纸机构先后将包装纸压平,完成之后盘形机构再次转过90度,此时先 有顶糖机构先将糖顶出圆形凹槽,最后由卸糖机构将包装包装

7、好的糖送入卸糖的传送带.值得说明的是：面压迫成型斜曲压迫成型时,应保持适当的间隙,大端面铝箔纸应该渐 被压入；由于采用的是卷筒纸,铝箔纸依靠滚筒的摩擦力进给,两滚筒之间间隙应适当, 并 且应使铝箔纸平行且轻贴与导轨,导轨上开一个宽64mm,深0.01mm的矩形长槽.2、方案选择电动机转速为960r / min糖果包装数为60个/min3、巧克力糖自动包装机的总体布局巧克力糖自动包装机机构简图I. 够 剪址机构 n,坤糠传送帶九、推糟圧繼 顶糖成型机构 IV,折纸;机构V.送糖传送带VI、减速机枸执行机构简图巧克力糖自动包装机1、折纸凸轮2、折纸挡板3、卸糖盘4、出糖传送带5、盘形机构6、剪纸刀

8、1、卷筒纸8、上摩擦轮9、送糖传送带10、推糖四杆机构折纸机构送纸与切纸机构推糖机构参照第6局部,采用e二0的对心曲柄滑块机构,机构无急回特性参数：曲柄长度Ll=29mm,从动杆L2二87mm,滑块最大行程s二58mm.其他3.6.1盘形机构3.6.2卸糖机构4、巧克力糖自动包装机的工作循环图执行机构的运动循环图执行机构周期确定工作正常的情况下完成一个糖包装工作为一个周期T.推糖曲柄滑块机构与卸糖机构为匀速圆周运动,周期分别为T, 2T=-T 31盘形机构：转动时间'4停下时间r 4TTv =-送纸机构：送纸时间5 4送纸与盘形机构转动同步剪纸机构：剪纸时间TTj=-J 8剪纸在送纸结

9、束时执行补Trr压糖机构：近休时间a = 4推程时间Tm=8补T T远休时间回程时间Tli'折纸机构1:近休时间TC2=推程时间Td2 = 7远休时间TJ 8回程时间乙=有丁TTTc3 =-折纸机构2 :近休时间2推程时间zn4远休时间f3 = 8回程时间ft,3=i 注：折纸机构1先于折纸机构2, 1/4周期顶糖机构:T近休时间?'4 = 4T丄 远休时间"_8回程时间机构初始状态设置设置机构的初始状态是为了方便安装与调试,能够更好得了解机构各个时间段的分配情况.表二机构初始状态机构名称初始状态目的槽轮机构拨盘与槽轮刚进入啮合带动盘形转过90.,开始一个周期运动送纸

10、凸轮远休角开始处盘形转动T/4时间内,完成送纸剪纸凸轮近休角开始处滞后盘形T/4推糖机构滑块离较链中央最近处转过T/8保证剪纸完成后压糖开始前送糖折纸机构1近休角转过90°优先折纸2, T/4滞后盘形T/4折纸机构2近休角开始处滞后折纸1, T/4滞后盘形T/2压糖凸轮,顶糖凸轮近休角开始处滞后盘形T/4卸糖机构卸糖后再转过.滞后顶糖机构5T/8传动机构传动比计算1减速装置的设计计算：电动机转速为960r / min,糖果包装数为120个/min.降速比为i二8由于传送带需较高的转速,故减速箱降速比i取4.2. 带轮传动：带轮传动比由送糖传送带与出糖传送带所需速度大小自行调节3. 锥

11、齿轮：模数为2齿数皆为20,传动比i二14. 槽轮：4个直槽传动比i二45. 锥齿至槽轮：总降速比i二&减速箱降速4,此传动比为26. 锥齿至曲柄滑块：与槽轮相同的周期故传动比为27. 槽轮至折纸凸轮：周期相同故i取18. 链轮：送纸机构要获得与槽轮相同的周期故传动比i二29. 其余齿轮皆为传递运动所以传动比皆为1五、曲柄滑块机构曲柄滑块机构的设计曲柄滑块机构的设计主要用于进糖机构中进行推入到模具槽中,采用的对心曲柄滑块 机.参数：偏心距e二0,.二0曲柄长度L1二29mm,从动杆L2=87mm,滑块最大行程s二58mm.图7曲柄滑块机构曲柄滑块机构的运动曲线图图8曲柄滑块机构的位移曲

12、线图图9曲柄滑块机构的速度曲线图图10曲柄滑块机构的加速度曲线图六. 巧克力糖自动包装机的凸轮机构压糖凸轮机构设计压糖机构主要使用的是偏心盘形凸轮机构,主要作用是将糖压入模具中,以完成包装的 动作.由于机构中对压糖动作要求不高,所以设计凸轮机构时,采用将两个偏心圆用曲线相连 的方法进行设计,其中基圆半径r二20,偏心圆半径rl二12,偏心距e二20.图行压糖凸轮机构6.1.1凸轮机构轮廓曲线设计结构示意图6.1.2压糖凸轮机构的运动曲线图图12压糖凸轮机构的位移曲线图图13压糖凸轮机构的速度曲线图图14压糖凸轮机构的加速度曲线图剪纸凸轮机构设计该凸轮机构使用的是对心平底直动从动件盘形凸轮机构,

13、主要作用是当纸筒送纸时将剪 指刀顶起,基圆半径r二16,推程h二10,近休角".,推程角25.,远休角270°,回程角25.推 程、回程皆为简谐运动规律°图15剪纸凸轮机构6.2.1凸轮机构轮廓曲线设计结构示意图6.2.2剪纸凸轮机构的运动曲线图图16剪纸凸轮机构的位移曲线图图17剪纸凸轮机构的速度曲线图图18剪纸凸轮机构的加速度曲线图折纸凸轮机构设计折纸凸轮为偏心盘形凸轮,利用等臂杠杆原理使得另一头折纸挡板转过相对应的角度, 连续顶起连个折纸板,从而起到了一前一后的折纸效果c基圆半径r二20,偏心圆半径rl=15, 偏心距e二35,杆长L二200.6.3.1凸轮

14、机构轮廓曲线设计结构示意图的运动曲线图图19折纸凸轮机构的位移曲线图图20折纸凸轮机构的速度曲线图图21折纸凸轮机构的加速度曲线图顶糖凸轮机构设计顶糖凸轮与压糖凸轮设计原理相同.顶糖机构主要使用的是偏心盘形凸轮机构,主要作用是将包装好的糖从模具中顶出,便卸糖机构将其送上传送带.由于机构中对顶糖动作要求不高,所以设计凸轮机构时,采用将两个偏心圆用曲线相连的方法进行设计,其中基圆半径r二20,偏心圆半径rl二14,偏心距e二20.6.4.1凸轮机构轮廓曲线设计结构示意图6.1.2顶糖凸轮机构的运动曲线图图22顶糖凸轮机构的位移曲线图图23顶糖凸轮机构的速度曲线图图24顶糖凸轮机构的加速度曲线图七、

15、巧克力糖自动包装机的齿轮机构设计表三不完全机构齿轮、曲柄滑块机构齿轮、折纸机构齿轮名称符号公式计算结果齿数Z50分度圆直径dd=mz300齿顶高haha= ha* m6齿根高hfhf = (ha* + c*) m齿全高hh= ha + hf齿顶圆直径dada=d+2 ha312齿根圆直径dfdf二d-2 hf285基圆直径dbdb=d cos Q表四卸糖机构齿轮名称符号公式计算结果齿数Z60分度圆直径dd=mz270齿顶高haha= ha* m齿根高hfhf = (ha* + c*) m齿全高hh= ha + hf齿顶圆直径dada=d+2 ha279齿根圆直径dfdf二d-2 hf基圆直径d

16、bdb=d cos a表五减速机内部齿轮与送纸机构传动齿轮名称符号公式计算结果齿数Z20分度圆直径dd=mz60齿顶高haha= ha* m3齿根高hfhf = (ha* + c*) m齿全高hh= ha + hf齿顶圆直径dada=d+2 ha66齿根圆直径dfdf二d-2 hf基圆直径dbdb=d cos Q表六锥齿轮参数名称符号公式计算结果分度圆锥角8S l=arc cot 12 S 2=90' -5145°齿数Z20分度圆直径dd=mz30齿顶高haha= ha* m3齿根高hfhf = (ha* + c*) m齿全高hh= ha + hf齿顶圆直径dada=d+2

17、ha cos 5 1齿根圆直径dfdf=d2 hf cos S 1当量齿数八、巧克力糖自动包装机传动总览图25原方案上图为原先设计的巧克力糖自动包装机,该方案符合课本任务要求,采用一个原 动机传动,但是在仿真过程中却极其复杂,仿真容易失败,经老师和小组成员讨论一 致决定将其改为四个原动机传动,在降低难度的根底上,到达原先的任务要求.图26修改后的方案九、总结由于在设计方面我们没有经验,理论知识学的不牢固,在设计中难免会出现问题,如： 在选择计算传动间可能会出现误差,如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大,在查 表和计算上精度不够准确.课程设计运用到了很多知识,使我对以前学习的知识有了更深刻 的体会.同时,在使用UG进行运动仿真的过程中,我们熟悉了传动命令、草图的建立,文 件的保存操作.软件也有很多不完善的地方,比方需要不断的更新的新的运算.机械设计的 过程需要不断的积累经验,増长自己对机械设计的理解和相关的知识,需要在不断的实践中 熟练设计的过程,需要查阅许多的相关的资料,熟悉各种标准的查询也非常的重要.通过课程设计,根本掌握了运用绘图软件制图的方法与思路,对使用UG有了进一步的 加深,能独立完成所有零件的创立和零件间运动仿真.在课程设计的过程中,培养了我综合 应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决