毕业设计GDR给袋机给袋系统设计

1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计(论文)GDR80给袋机给袋系统设计THE DESIGN OF THE GDR80 PACKAGING MACHINERY TO BAG SYSTEM年 级：2005级学 号：20051126姓 名：冯俊专 业：机械设计制造及其自动化指导老师：黄松和2009年 6 月院 系 机械工程学院机械工程系 专 业 械工程及其自动化 年 级 2005 级 姓 名 冯俊 题 目 GDR80给袋机给袋系统设计 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 毕业设计(论文)任务书班 级 05级机械(10)

2、班 姓 名 冯俊 学 号 20051126 发题日期： 2009年2月23日 完成日期：2009年6月10日 题 目 GDR80给袋机给袋系统设计 1、本论文的目的、意义 包装机在工业生产中起到举足轻重的作用，它能提高劳动生产率、改善生产环境、降低成本、提高产品质量，从而增强市场竞争力带来更多的经济效益。在国内或国外，包装工作已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻影响。通过本次毕业设计，学生能了解到更多包装机械的知识，基本熟悉国家的相关设计标准、规范和准则，培养严肃认真的科学态度。掌握正确的设计思想和方法，具备运用多学科的理论、知识、技能、进行科技创新活动的能力、

3、解决有一定复杂程度工程实际问题能力，掌握三维设计软件SolidWorks的使用，为以后的工作学习打下基础。 2、学生应完成的任务1、熟练使用三维设计软件SolidWorks； 2、用SolidWorks2007创建所测绘包装机系统各零件的三维几何模型； 3、检查模型的工程使用性，看有无需要改进地方； 4、对给袋系统进行机构仿真分析，确定相关尺寸； 5、对给袋系统相关物理量进行验算，是否有不合理地方； 6、验算分析一些关键零件的机构、受力等，看是否需要改进 7、绘制零件图、组件图和总装配图； 8、撰写设计说明书。 3、论文各部分内容及时间分配：(共 15 周)第一部分收集给袋机相关资料，学习三维

4、软件建模和设计方法； ( 2周) 第二部分研究GDR80给袋机给袋系统工作原理及模型； ( 3周) 第三部分着手用SolidWorks画零件图并进行装配； ( 2周)第四部分完成给袋系统所有零件的装配；并进行仿真模拟； ( 2周) 第五部分完成给袋系统重要零件的工程图 ( 2周)第六部分对重要机构稳定性，受力强度等进行计算 ( 4周)第七部分完成设计说明书 ( 1周)评阅及答辩 ( 1周)4、参考文献备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日摘 要GDR80给袋机给袋系统是一种八工位给袋式旋转包装机的给袋部分，包括送袋装置、吸袋装置和夹袋装置，所述的送袋装置包括链轮链条输送机构、送

5、袋板、重锤、连杆，可调挡板和小带轮，通过链轮带动带轮转动并通过塑料带转动产生的摩擦推动送袋板前进以达到送袋目的；所述吸袋装置包括吸盘平行机构、吸盘、真空管和凸轮，通过凸轮旋转，带动吸盘平行机构移动，在确定时间在确定地点吸盘吸住包装袋并送至夹袋夹下方;所述夹袋装置包括长短夹片、夹片驱动杆、凸轮、夹袋座和立柱座，通过凸轮旋转带动夹片驱动杆并通过齿轮传动已达到夹片的开与合。由于设有送袋装置、吸袋装置和夹袋装置，因此送袋准确，不会出现一次多袋情况，并且包装袋不会发生歪斜和下落现象，提高了给袋质量。在设计过程中为了提高产品设计质量、缩短产品开发周期和降低劳动强度，采用计算机辅助设计实现参数化设计。本论文

6、针对GDR80给袋机给袋系统结构设计特点，采用SolidWorks参数化软件，利用输入的给袋系统的主要设计参数，生成三维实体模型，实现工作仿真。软件还可输出二维的工程图纸，输出动画及相关的数据图形等，其中还对凸轮做了相应的计算包括凸轮曲线的选取，凸轮从动件的运动规律等，最后对一些必要的结构进行强度刚度校核确定机构是否满足设计要求。整个设计过程实现了参数化，体现了设计灵活性。本文的所有设计工作均切实执行了相关标准。通过本文的计算、校核可以确保所设计的所有部件均符合要求，能够满足多工位包装机的工作需要，可以在实际生产中加以应用。关键词：包装机 给袋系统 机械 SolidWorksAbstractG

7、DR80 machine to the bag to bag system is an institution to bag, which is a kind of eight-stationed rotary bag packing machine. It consists of bag device to send, suction bag device and folder pocket device. The described bag device to send involves conveyor chain sprocket body, board to send bags, h

8、eavy chain, link, adjustable baffle and small pulley. The friction engendered by the sprocket motivating the pulley to wheel and the plastic belt turning pushes the board forward and attains the purpose of sending. The discussed suction bag device adopts computer aided design in the interest of impr

9、oving the quality of designed products during the process, curtailing the products development cycle and decreasing labor intensity to realize parametric design. this paper points to the structure design features of the GDR80 system, adopts the solidworks parametric software and makes use of the mai

10、n design parameters fed in from the system, then, the three solid model comes into being and finishes the work simulation ultimately. output the animation and graph. Then do the calculation of the cam ,to let us know the cam curve and the characteristics of motion of the follower , After all this, d

11、o the analysis on the stability and intensity of the dangerous part to make sure it can satisfy the design requirements.The whole design process puts parametric into practice and incarnates the flexibility of design.In this paper, all the design work is based on the effective implementation of the r

12、elevant standards. Through this calculation, the check can ensure that all components are designed to meet the requirements as well as the multi-packaging machines work requirements, which can be applied in actual production.Key word: Packing machine To the bag system Machinery SolidWorks目录第1章 绪 论11

13、.1 包装机简介11.2 当前包装机械行业的发展现状21.3 本文研究的主要内容及目标4第2章 给袋系统设计62.1 背景技术62.2 GDR80给袋机简介62.3 GDR80给袋机给袋系统方案选择72.4 给袋系统方案建模9第3章 送袋装置设计113.1 送袋装置简介113.2 送袋装置机构设计123.2.1 链轮链条机构设计123.2.2 挡袋板的设计143.2.3 升降螺杆的设计143.2.4 传动锥齿轮的设计153.3 本章小结20第4章 吸袋装置设计214.1 吸袋装置简介214.2 吸袋装置机构设计224.2.1 四杆机构设计224.2.2 吸盘机构设计234.2.3 吸盘控制凸轮

14、设计254.3 本章小结34第5章 夹袋装置设计355.1 夹袋装置简介355.2 夹袋装置机构设计365.2.1 夹袋夹张合齿轮的设计365.2.2 夹带装置控制凸轮设计435.3 本章小结47结论48致谢50参考文献51附录 毕业实习报告52第1章 绪 论1.1 包装机简介一包装机的定义：包装机是一个产品生产和外包的机械的统称，主要分2个方面：1流水线式整体生产包装，应用于食品，医药，化工等行业的(袋装,瓶装)产品的灌装(添充)，封口机，打码。主要包括：液体(膏体)灌装机，枕式包装机，粉剂颗粒包装机等。2产品外围包装设备,用于产品生产出来后的,喷(打)生产日期,封口,缩膜等。主要包括：灌装

15、机、喷码机、打包机。二包装机的特点：1） 结构复杂，运动速度快，动作精度高；2） 包装作用力比较小，故其电动机功率小；3） 一般采用无级变速装置，便于灵活调整包装速度。三包装机的作用：1）大幅度的提高生产效率；2）降低劳动强度；3）保护环境，节约原材料，降低产品成本；4) 有利于被包装产品的卫生，提高产品质量；5) 延长保质期，方便产品流通；6) 减少包装产地面积，节约基建投资。四包装机的组成：1) 包装材料的整理与供送系统； 2) 包装机的计量与供送系统； 3) 主传送系统； 4) 包装执行机构； 5) 成品输出机构； 6) 动力机与传动系统； 7) 控制系统和机身；五包装机的维护：1、真空

16、包装机应在温度-1050，相对湿度不大于85%，周围空气中无腐蚀性气体，无粉尘、无爆炸性危险的环境中使用。像打包机和收缩机一样，本真空包装机为三相380V电源。2、为真空包装机确保真空泵正常工作，真空泵电机不允许反转。应经常检查油位，正常油位为油窗的1/2-3/4处（不能超过），当真空泵中有水分或油颜色变黑时，此时应更换新油（一般连续工作一两个月更换一次，用1#真空汽油或30#汽油、机油也可以）。3、杂质过滤器应该经常拆洗（一般1-2个月清洗一次，如包装碎片状物体应缩短清洗时间）。4、连续工作2-3个月应打开后盖30对滑动部位及开关碰块加润滑油，对加热棒上的各连接活动处应视使用情况加油润滑。5

17、、对减压、过滤、油雾三联件24要经常检查，确保油雾、油杯内有油（缝纫机油），过滤杯内无水。6、加热条、硅胶条上要保持清洁，不得粘有异物，以免影响封口质量。7、加热棒上，加热片下的二层粘膏起绝缘作用，当有破损时应及时更换，以免短路。8、用户自备工作气源和充气气源，真空包装机工作压力已设定为0.3MPa，比较合适，无特殊情况不要调节过大。9、真空包装机在搬运过程中不允许倾斜放置和撞击，更不能放倒搬运。10、真空包装机在安装时必须有可靠接地装置。11、严禁将手放入加热棒下，以防受伤，遇紧急情况立即切断电源。12、工作时先通气后通电，停机时先断电后断气。1.2 当前包装机械行业的发展现状中国真空包装机

18、形成行业仅20年，基础相对薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。预测到2010年，国内行业总产值可达到1300亿元（现价），而市场需求可能达到2000亿元。如何能够尽快的赶上并且抓住这个巨大的市场是我们迫切需要解决的问题。一、我国真空包装机行业的发展现状我国真空包装机起步于上个世纪70年代末，年产值只有七八千万元，产品品种仅有100多种。近5年来食品和真空包装机行业每年以1112的平均增长速度发展，高于同期国民经济增长速度，销售总额由1994年的150亿元增加到2000年的300亿元，产品品种由1994年的270种发展到2000年的3700种。产品水平

19、上了新台阶，开始出现规模化、成套化、自动化的趋势，传动复杂、技术含量高的设备开始出现。可以说我国的机械生产已满足了国内的基本需求，并开始向东南亚及第三世界国家出口，如我国2000年的进出口总额为27.37亿美元，其中出口额为12.9亿美元，比1999年提高了22.2。在出口的机械品种中以食品（乳品、糕点、肉类、水果）加工机、烤箱、封装、贴标签机、纸塑铝复合罐生产设备等机械出口较多，食品机械如制糖、酿酒、饮料、真空包装机等设备已开始成套出口。二、世界真空包装机的发展现状就食品的销售包装而言，现今最常用、最基本的包装工艺方法有两大类，即充填与裹包。充填方法几乎适用于一切物料和各类包装容器。具体讲，

20、对流动性较好的液体、粉体、散粒体，主要依靠自身重力，必要是辅以一定的机械作用便可完成包装过程。而对黏性较强的半流体或体形较大的单件、组合件，则要求采用相应的挤压、推入、拾放等强制性措施。至于裹包方法却与此有所差异，它主要适用于外形规整、有足够硬性挺性、且要求包装得较紧实的单件或组合件，多用柔性的塑料及其复合材料（有的附加轻质托盘、衬板），借助机械作用进行裹包。近十余年来，国际包装界十分重视提高包装机械及整个包装系统的通用能力和多功能集成能力，为市场开拓日新月异的多样化商品提供及时灵活应变的生产手段。同时基于合理简化包装和优势包装工艺方法的实际需要，不断探索，明显地加快了自身技术革新的步伐。尤其

21、是与现代自动机床同步发展相呼应，逐步明确。要想建立多样化、通用化、多功能集成化的包装机械新体系，首先必须着重解决组合化和机电一体化的大问题，无疑这是今后的重要发展方向。三、我国与世界强国的差距1产品品种及成套数量少国内大多以生产单机为主，而国外大多为配套生产，很少单机销售。一方面国产设备的品种无法满足国内食品和包装企业的需要，另一方面机械厂单机生产销售上利润微薄，无法获得成套设备销售的高效益。2技术水平低3产品质量差我国真空包装机产品的质量差距主要表现在稳定性和可靠性差、造型落后，外观粗糙、基础件和配套件寿命短、无故障运行时间短、大修周期短，且绝大多数产品还没有制定可靠性标准。4开发能力不足我

22、国食品和包装机械主要还是仿制、测绘，稍加国产化改进，谈不上开发研究。我们的开发手段落后，现在好一点的企业开展了“甩图版工程”，但真正使用的还很少。产品开发缺少创新，难上水平。生产手段落后，大部分还是用陈旧的通用设备加工。新产品开发不但数量少，而且开发周期长。在企业管理上，往往重生产加工、轻研究开发、创新不够，不能紧跟市场需求及时提供产品。四、未来1015年中国包装工业的发展趋势第一、2004年，中国包装工业总产值预计将达到3000多亿元，年递增速度达7左右，其中纸包装制品将达到1900万吨，塑料包装制品预计达到504万吨，金属包装制品预计达到288万吨，玻璃包装制品可望达到1050万吨，包装机

23、械将达到67万台套。 第二、从2006年到2010年，包装工业的总产值预计达到4500亿元，保持平均每年的增速为7。 第三、从2011年到2015年，包装工业总产值可达到6000亿元，平均每年以6的速度增长。到2015年，纸包装制品可达到3600万吨、塑料包装制品946万吨、金属包装制品491万吨、玻璃包装制品1550万吨、包装机械120万台套。 第四、包装工业结合产业结构调整，会更多地体现在产品的消耗降低、结构优化、品种改善、质量提高和竞争力的增强。符合消费升级、科技进步和可持续发展的产品将加速增长。中国将对中高档包装原辅材料和高档机械设备的进口给予足够的重视。 第五、到2020年，中国包装

24、工业将满足全面建成小康社会的需求，建成一个科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人才资源优势得到充分发挥的新型中国包装工业。1.3 本文研究的主要内容及目标通过测绘画出各个零件，并进行装配。了解各个机构如何协调运动，如何完成包装的过程。给袋系统通过动力装置中的17号凸轮转动带动吸盘平行机构臂，并以此带动四杆机构运动，实现吸袋装置吸盘的水平循环运动以达到送袋的自动化。夹袋装置通过动力装置中的22号凸轮转动带动凸轮杠杆，使通过螺栓连接在其上的连杆实现上下运动，控制驱动摇臂实现夹袋夹得张开、闭口。综合以上两个步骤，完成整个给袋循环。通过装配体做出工程图，明确地表达各个零件或装配体的相互位置

25、关系。并进行杆的拉伸强度的校核，凸轮材料的选取、强度的计算，各个机构的行程分析和计算。大概了解机械设计的流程，达到能独立完成简单的设计的目的，通过机构的优化，提高工作效率。本文的设计主要包括以下几个内容：1、链轮机构 带动送袋装置带轮转动，实现送袋。2、锥齿轮机构 带动升降螺杆旋转实现送袋工作台的上升与下降。3、吸盘机构 通过吸盘与包装袋结合，实现包装袋的特定转移。4、夹袋机构 通过凸轮控制夹袋夹的张开与闭合，完成夹袋。5、送袋机构 通过送袋装置带轮转动，依靠橡胶带与包装袋的摩擦力，推动包装袋的前移。本文主要对各个部分进行建模、装配最终出工程图，并且对相应的部分做出仿真，对需要校核的地方计算确

26、定机构是否满足设计要求。通过毕业设计，实践和掌握机械设计的基本方法和步骤，培养了自己在工程设计过程中的分析问题、解决问题和创新的能力 ，提高了在计算、制图、运用设计资料、考虑技术决策等机械设计方面的基本技能以及机械CAD技术。 有不妥的地方请大家批评指正。第2章 给袋系统设计2.1 背景技术目前普遍使用的给袋式包装机的给袋机构是用吸头从螺杆升降式工作台直接把包装袋给吸到转盘子夹里，因此只能是吸住包装袋的一面，而另一面却容易给弹开，会挡住子夹而使得包装袋下落。另外，吸头跟包装袋的接触面小，因此到子夹里的包装袋容易打皱而导致袋口两边高低不统一，影响包装质量。2.2 GDR80给袋机简介GDR80给

27、袋机是一款八工位给袋机，包括给袋工位、开袋工位、充填工位、振动1工位、振动2工位、热封工位，打码工位、落袋工位。结构合理设计简单，广泛用于食品、医疗、化工等方面。旋转全自动包装代替了手工包装，为大型企业、中小规模企业实现了包装自动化，提高了各行各业的生产效率，大幅降低了，快速更换包装袋规格，自动给袋装置的宽度可自动一次性调整。符合食品加工机械的卫生标准，机器上和物料或包装袋接触的零部件采用不锈钢或其他符合食品卫生要求的材料加工.包材损耗低。如图2.1：图2.1 GDR80给袋机2.3 GDR80给袋机给袋系统方案选择GDR80给袋机给袋系统方案的确定是给袋系统设计进行的一个重要的环节。它包括：

28、1. 根据给袋机构的形状特征、尺寸精度、整体质量和可占空间等条件进行分析与判断，确定设计步骤，选择合适的方案。2. 根据合适方案选择合适的设计软件进行三维建模。3. 根据三维软件所画的三维模型图，进行机构受力分析、强度校核、运动仿真、确定正确的方案与选择合适的材料和必要的工艺要求。4. 根据生产批量、尺寸大小、精度要求以及现有制造水平、设备能力等多种因素，却定产品的社会定位。通常按小批量，低加工精度要求设计。故通过网络和相关书籍，对现有的给袋系统机构进行分析与对比，对选择和改进自己所要设计的给袋系统方案具有指导作用。本文选择一个具有代表性的且与本设计类似的方案进行参考，分析如下：参考方案 给袋

29、式包装机给袋系统如图2.2图2.2 给袋式包装机给袋系统方案简介：该机构的主要特征在于给袋机构具有机械手和给袋器，所述机械手具有夹袋装置、支撑臂（5）、第一转轴（15）、转轴座（21）、传动轮（12）、第一摆臂（13）、第二摆臂（14）及第一摆臂（13）、第二摆臂（14）动作的第一凸轮（16）和第二凸轮（17），所述给袋器具有盛袋室（9），盛袋室（9）安装在升降杆（19）上，在所述盛袋室（9）的上方装配有吸袋头（8），所述吸袋头（8）通过管路与真空泵连接。该装置增加了机械手，通过机械手的动作来将包装袋夹到包装袋转盘夹子口上，因此给袋准确，并且不会出现包装袋下落现象，保证了与袋口的统一性。提高了

30、包装质量。本装置与现有技术相结合具有实质性特点与进步。优点：本方案由于增加了机械手,通过机械手的动作来将包装袋夹到包装袋转盘子夹口上，因此给袋准确，不会出现包装袋下落和保证袋口的统一性。缺点：机构结构复杂，制造难度大。在现有的机械加工水平下很难准确控制机械手的运动。外加给袋行程大且无什么支撑，保持机械手夹力要消耗多余的功率。方案总结：通过对上述方案的分析与思考，结合自己设计方案，GDR80给袋机给袋系统。如图2.3所示，为所设计给袋系统的右视图，为了更好的观察，隐藏了其中一些无关零件。 117号凸轮 2吸盘平行机构臂 3连杆 4重锤 5送袋装置链轮6吸盘机构 7夹袋座 8夹袋夹图2.3 GDR

31、80给袋机给袋系统方案简介：本给袋机构是一种八工位给袋式包装机的给袋机构，包括送袋装置、吸袋装置和夹袋装置，所述的送袋装置包括链轮链条输送机构、送袋板、重锤（4）、连杆（3），可调挡板和小带轮，通过链轮带动送袋装置带轮（5）转动并通过塑料带转动产生的摩擦推动送袋板前进以达到送袋目的；所述吸袋装置包括吸盘平行机构（2）、吸盘、真空管和凸轮，通过凸轮17（1）旋转，带动吸盘平行机构移动，在确定时间在确定地点吸盘吸住包装袋并送至夹袋夹下方;所述夹袋装置包括长短夹片（8）、夹片驱动杆、凸轮22、夹袋座和立柱座，通过凸轮旋转带动夹片驱动杆并通过齿轮传动已达到夹片的开与合。由于设有送袋装置、吸袋装置和夹袋

32、装置，因此送袋准确，不会出现一次多袋情况，并且包装袋不会发生歪斜和下落现象，提高了给袋质量。优点：结构简单，操作方便，送袋准确，不会出现一次多袋情况，并且包装袋不会发生歪斜和下落现象，故采用此方案进行建模设计。2.4 给袋系统方案建模方案确定后，对该类型包装机进行测绘、分析、改进和计算，并采用SolidWorks2007进行建模设计，并通过SolidWorks2007进行仿真检测其工程上的可行性。最终确定其由送袋装置，吸袋装置和夹带装置三个装置组成。如图2.4：1送袋装置 2吸袋装置 3夹袋装置图2.4 给袋系统通过总体设计可以确定其在总图中的具体位置，具体位置如图2.5：图2.5 GDR80

33、给袋机 第3章 送袋装置设计3.1 送袋装置简介送袋装置结构如图3.11挡袋板2小袋轮轴3小带轮4螺杆5链轮（Z=16）606B链轮7托链轮8托链轮轴9送袋装置链轮10升降螺杆 11大手轮轴 1206B单排滚子链条图3.1 送袋装置结构图如上图所示该机构包括挡袋板（1）、袋轮轴（2）、小带轮（3）、螺杆（4）、链轮（Z=16）（5）、06B链轮（6）、托链轮（7）、托链轮轴（8）、送袋装置链轮（9）、升降螺杆（10）、大手轮轴（11）、06B单排滚子链条（12）等主要零件和其他未标注零件组成。该机构主要通过凸轮机构来进行控制，凸轮运动带动吸袋平行机构臂运动，平行机构臂在将运动传至连杆，连杆另一

34、端接重锤，重锤与连杆以06B单排滚子链条（12）连接，在链轮（Z=16）（5）的相邻链轮(Z=10)T同样采用06B单排滚子链条（12）与、送袋装置链轮（9）连接。送袋装置链轮（9）和小带轮（3）通过塑料带连接，送袋板压在上面，当塑料带转动时，由于送袋板自身重力的作用与塑料带产生一个充当动力的摩擦力，带动送袋板前进。综上所述，送袋装置是通过链轮与凸轮共同协调来实现袋的间歇性供给，但方向不变。3.2 送袋装置机构设计3.2.1 链轮链条机构设计链条的选择：通过测量和查询机械设计手册，最终确定链条类型为06B型。节距P P=9.525内节内宽 销轴直径 套筒孔径 链条通道 内链板高度 外链板高度

35、链轮的设计 如图3.2图3.2 链轮链条机构计算项目 单位 计算结果大齿轮齿数 小齿轮齿数 从动齿轮齿数 所传递功率p KW p=0.15KW传动比 修正功率 KW 查机械手册的 初定中心距 mm 依设计需求中心距取链条节数： 依实际需求取圆整理论中心距： mm 转数 圈 链速 有效圆周力 作用于轴上的力 小链轮包角 度 链条长度 m 润滑采用定期人工润滑。本链传动的失效可能：1.正常润滑的情况下，铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2.因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正常啮合和造成脱链；3.经常起动、制动、反转造成冲击破断。3.2.2 挡袋板的设计如图 板高总宽可调板宽其他具体尺寸如图3

36、.3，图3.4图3.3 图3.43.2.3 升降螺杆的设计1 螺旋传动的特点及选材螺旋传动能将旋转运动转变成直线运动，当螺旋升角大于摩擦角时，也可将直线运动转变成螺旋运动，若小于则不能，因为螺旋传动具有自锁功能；能用较小转矩获得很大的推力和传动比，具有较高的运动精度且传动平稳。由于该螺杆只起升降作用且工作时间不长故其转速较低，螺旋副的失效也一般为擦伤，所以在选择螺杆材料和热处理时应提高螺杆的表面硬度，降低其粗糙度值，提高耐磨性。本螺杆的工作条件是低速低载短时，且要具有一定得耐磨性，用于载荷较大，工作不频繁的传动，故选材如下：材料 40Cr 热处理 淬火后回火，硬度 40-45HRC2 升降螺杆

37、的校核升降螺杆承担着整个送袋板和包装袋的全部重量，为保证升降螺杆能正常工作，以保证怎个系统的正常工作，故对其耐磨性进行校核，校核如下：计算项目 单位 计算结果螺杆的中径 mm 螺杆旋合长度H mm H=350螺杆旋合圈数 圈 100螺距p mm 螺纹工作高度 mm 许用比压 7.513螺旋副压强P 由此可知耐磨性能通过。3.2.4 传动锥齿轮的设计1 锥齿轮传动的特点锥齿轮副多用在相交轴之间传递功率或运动。直齿锥齿轮副传递功率科打2000KW，线速度直齿锥齿轮不磨齿可达。单级传动比小于10.传动效率直齿锥齿轮可达。本锥齿轮模型及空间位置如图3.5：图3.5 锥齿轮传动机构2 锥齿轮传动的设计1

38、.选择齿轮材料及热处理要求 据机械设计手册可得小齿轮用45钢调质硬度229286HBS大齿轮用45钢调质硬度217255HBS2.初步设计 设小轮转速为传递功率查机械设计手册得直齿锥齿轮按齿面接触强度初步计算公式式中初步取系数小齿轮转矩查机械设计手册小、大齿轮的接触疲劳强度极限：查机械设计手册取安全系数，则小、大轮许用动：小齿轮大端分度圆直径：取，则大端模数 取3.几何尺寸计算小齿轮分锥角大齿轮分锥角大端分度圆直径外锥距齿宽平均模数平均分度圆直径大端齿顶高大端齿根高齿根角齿顶角根锥角顶锥角大端齿顶圆直径冠顶距当量齿数端面重合度式中3.接触强度校核 查手册 动载荷系数 使用要求选用8级精度锥齿轮

39、，查表得 故可求出动载荷系数。齿向载荷分布系数 齿间载荷分布系数 节点区域系数 弹性系数 重合度系数 螺旋角系数 锥齿轮系数 寿命系数查表得齿数应力循环数润滑油膜影响系数工作硬化系数尺寸系数将上述系数带入计算可得如下结果：满足强度要求。由于本机构锥齿轮所受弯曲应力极小，故不作弯度强度校核。4.锥齿轮结构尺寸如图3.6：图3.6 锥齿轮结构图3.3 本章小结本章介绍了GDR80包装机给袋系统送袋装置链轮链条机构、升降螺杆机构、传动锥齿轮机构的组成材料、尺寸和不同的性能指标，只有把这写材料和不同的性能指标弄清楚了以后和对各机构进行必要的校核才能对给袋系统进行设计。第4章 吸袋装置设计4.1 吸袋装

40、置简介吸袋装置结构如图4.1所示1凸轮杠杆滚子轴2吸盘平行机构轴3吸盘平行机构臂盒4吸盘座5取袋气管紧固螺栓 6取袋气管7吸盘8吸盘平行机构臂盒盖9吸盘平行机构小轴10吸盘平行机构臂 11轴B 12吸盘机构臂座 13吸盘平行机构臂2 图4.1 吸袋装置如上图所示该机构包括凸轮杠杆滚子轴（1）、吸盘平行机构轴（2）、吸盘平行机构臂盒（3）、吸盘座（4）、取袋气管紧固螺栓（5）、取袋气管（6）、吸盘（7）、吸盘平行机构臂盒盖（8）、吸盘平行机构小轴（9）、吸盘平行机构臂（10）、轴B（11）、吸盘机构臂座（12）、吸盘平行机构臂2（13）等主要零件和其他未标注零件组成。该机构采用凸轮控制，通过凸轮

41、运动，凸轮杠杆滚子轴（1）紧贴其作圆周运动，使吸盘平行机构臂（10）作四杆运动，周期运动的凸轮使得取袋气管（6）和吸盘（7）实现来回的循环直线运动，由于采用拉伸弹簧可保持吸盘平行机构臂（10）在内的四杆机构与凸轮的紧贴。本机构还采用三吸盘错落布置以保证吸袋的准确与牢固。4.2 吸袋装置机构设计 四杆机构设计本机构中要杆组实现的运动是将凸轮的转动转化为吸盘机构的平移运动故设计如下四杆机构：如图4.2图4.2 四杆机构如上图所示，机构壁座3固定作为机架，杆件4通过轴承与原动件凸轮连接，与壁盒1和杆件2一起构成了该四杆机构。此机构中杆件2受力最大，为了保证该杆具有足够的强度，必须使杆件危险截面的最大

42、工作应力不超过材料拉伸的许用应力。即 材料的安全系数屈服极限许用应力许用最大拉力杆件危险截面积材料为Q235钢，满足故四杆机构可正常工作4.2.2 吸盘机构设计吸盘机构如图4.3图4.3 吸盘机构本机构采用三个高低错落吸盘保证物袋不易脱落，在吸袋四杆机构的推动下，真空吸盘前进到送袋机构挡板推动的包装袋吸取自立包装袋，送与夹袋夹下完成送袋后倒退回原位置，完成一个运动周期，实现自动给袋目的。吸袋机构的推动力有由凸轮运动并经单向链轮通过链条与重锤相连实现，利用重力原理实现给袋机构的自动给袋。同时本机构结构简单，易于实现，性能价格比高，生产自动化程度高，能够减轻操作者的劳动强度，提高工作效率。基本尺寸

43、设计如下图4.4、图4.5所示：图4.4图4.5吸盘平行机构臂尺寸如下图4.6、图4.7所示：图4.6图4.74.2.3 吸盘控制凸轮设计1 电机的选择通过测绘工作选择电动机的各项数据如下表：表4-1 电机的各项数据HZUAr/min602002.01735总的减速比为1：50，通过计算凸轮的转速为35.6r/min.则该凸轮为低数凸轮。根据以上分析，可进行凸轮材料的选取。2 凸轮材料的选取本凸轮的工作条件是低速低载，故选材如下：材料 HT300合金铸铁 热处理、极限应力HO 退火180250HB，HO=2HB从动件接触端材料 45热处理 表面淬火4050HRC3 凸轮公面粗糙度差及表表4-2

44、 凸轮公差及表面粗糙度凸轮精度极 限 偏 差表面粗糙度Ra/m向径/mm极角基准孔凸轮槽宽 凸轮工作轮廓凸轮槽壁一般精度(0.10.2)(3040)H7(H8)H80.81.61.64 凸轮尺寸的确定要确定出凸轮的具体尺寸，需确定从动件的位移、速度、加速度等与凸轮转角的函数关系，然后在确定出相应的边界条件。一般的设计原则是：从动件的位移线图、速度线图和加速度线图应该都是连续的，尤其是在凸轮速度比较高的时候。在确定具体尺寸之前可以先设计出凸轮轮廓线，凸轮的轮廓线可以用参数方程的形式表示。凸轮轮廓曲线的设计主要内容是建立凸轮轮廓曲线的参数方程，利用计算机或者手工画出凸轮的轮廓，如果出现轮廓不光滑、

45、有尖点等问题，则要修改凸轮、从动件的结构尺寸，甚至重新设计从动件的运动规律。本次设计是根据实体测绘进行的，故通过扫描可直接得出凸轮的轮廓曲线，然后在根据具体要求进行相关的修正。扫描并修正后所得凸轮如下4.8图：图4.8 吸盘控制凸轮由上图可知：AB段为推程运动段，最大推程运动角AOB=90BC段为远休止段，远休止角BOC=138AC段为回程运动段，最大回程运动角AOC=132推程运动角从动件由离凸轮转动中心最近位置到达最远位置时的相应的凸轮转角远休止角 从动件在距凸轮转动中心最远的位置上停歇时相应的凸轮转角。回程运动角从动件由离凸轮转动中心最远位置到达最近位置时的相应的凸轮角。通过测量得出该凸

46、轮推程段与回程段各点坐标如表4-3与表4-4所示：表4-3 吸盘控制凸轮推程段各点坐标推程角（）半径R1（）推程角（）半径R1（）032.064860.15332.155161.88632.585463.85932.225765.51233.986067.451534.876368.961835.966670.672137.766972.292439.867273.752742.337575.253044.697876.583347.398177.743650.018478.643952.448779.464255.279079.974557.63表4-4 吸盘控制凸轮回程段各点坐标回程角（）半径R2（）回程角（）半径R2（）032.076657.14332.166958.51632.357260.1932.637561.151233.217862.411533.978163.551834.868464.592135.918765.862437.129067.142738.539368.233039.749669.553341.149970.93642.7710271.953944.2910573.254245.7410874.564547.4311175.694848.9511476.595150.3911777.7254 52.0012078.4