半自动打包机设计说明书

1、东北大学毕业设计说明书毕业设计题目半自动打包机功能机构设计学院专业班级机械工程学院学 生姓 名性别指导教师职称年 月曰摘要打包机能减轻工人劳动强度，提高工作效率，降低成本，因而广泛应用于各领域工 业生产中，本文针对半自动打包机进行了研究和设计。本文所作的主要工作包括：(1) 对半自动打包机及其它打包机的国内外现状进行了分析；(2) 对半自动打包机的整体方案进行了比较和论证；(3) 对半自动打包机的各功能机构进行了设计，并有机的将这些功能机构整合到一个 系统；(4) 对关键的齿轮及轴等传动部分进行了计算和强度校核。本文所设计的半自动打包机能很好的满足对纸箱的捆扎要求，体积小，重量轻，运 行稳定。

2、关键词：半自动打包机 齿轮 功能机构 轴ABSTRACTPackagi ng can reduce labor inten sity, improve work efficie ncy, andreduce the cost of the manufacturing process. It is widely used in various fields of in dustrialproducti on.The desig n proposed in this dissertati onfocuses onto the semi automatic strapp ing mach ine.T

3、he main work studied in this paper includes as follows:(1) show ing the in troduct ion of automatic packag ing machi ne and otherpackagi ng mach ine at home and abroad;(2) perform ing the comparis on and validati on of the whole dem on strati on program of automatic pack ing mach ine;(3) con duct in

4、g the desig n of the function mecha ni smof automatic pack ing mach ine and the fun ctio n mecha nism of orga nic in tegratio n in to a system;(4) calculat ing the key parts of gear and shaft tran smissi on sect ions followed by the stre ngth check.The design of the semi-automatic packing can well m

5、eet the requirement of the cart on bin di ng requireme nts, small volume, light weight as well as the stable operati on.Keywords: semi-automaticpacking machine gear functionmechanism目录摘要 IABSTRACT II第一章绪论 11.1捆扎打包机国内外研究现状 1包装带捆扎打包机国外发展状况 11.1.2 包装带打包机国内发展现状 11.2本课题的意义 4第二章 半自动打包机功能机构总体方案设计与论证 5第三章 半

6、自动打包机功能机构系统设计 73.1半自动打包机功能机构整体设计 7半自动打包机功能机构基本要求 7半自动打包机功能机构整体设计 93.2电机选择 93.3传动齿轮设计 103.4轴的设计 143.5摩擦轮设计 163.6机架设计 17机架设计准则 17机座设计 18第四章 日常维护保养以及排除故障 204.1日常维护保养 204.2故障分析以及排除 23结论 24参考文献 25致谢 26第一章绪论1.1捆扎打包机国内外研究现状包装带捆扎打包机国外发展状况国外打包机械的应用，起始可追溯到本世纪初期，如美国的SIGNOD公司、德国的 CYKLOP公司等就涉足打包机行业，以生产钢带打包设备为主，但

7、其规模和生产技术水 平都还较低。直到上世纪的五十年，塑料材料的问世，使以塑料带作为打包材料成为现 实，极大地促进了塑料带打包机的发展。较早的如日本的下岛株式会社、株式会社，日鲁工业株式会社等。至2001年，日本的塑料带打包机总产量达 94万台，约占包装 机械总量的19. 5%,总产值达300亿日元。每年约有30%勺出口 ,几乎占领了全部东南 亚市场。由于他们能成功地引进和消化吸收别国的经验 ，不断改进发展。结构较为简单， 可靠性高，在国际市场上有很大的竞争能力。 其中最大的生产厂家为下岛株式会社，于 1969年开始正式生产自动打包机，主要从事产品开发，产品质量控制和推销工作，其 零部件加工和装

8、配均通过扩散的办法。在国内设有17家分公司和270个代销点，并在 35个国家和地区设有代理点。产品品种达 200多个，正常生产品种为29种。美国的 SIGNOD公司则是一家以钢带打包机为主，塑料带、聚酯带打包工具为辅的跨国公司， 属于美国ITW上市公司。在美国和其他六个国家设有分公司该公司自1913年就开始从事打包机械的生产，为100多个国家的工业产品包装提供服务，并为各国用户提供24 小时内的配件供应服务，他们不仅具有巨大的生产能力，而且还有一支精益求精的研 制和开发队伍，通过对打包机械各功能部件的反复试验和多方案对比，生产出的打包机 械具有很好的可靠性和最佳的经济寿命，虽然价格昂贵，但仍然

9、是国际市场上的强手。1.1.2 包装带打包机国内发展现状我国包装机械工业是在改革开放以后发展起来的。由于起步较晚，大部分设备都是通过引进设备消化吸收研制出来的。行业从无到有，从小到大，逐步发展起来。随着我国食品工业、包装工业和农业的迅速发展，我国的包装食品机械行业取得了世人瞩目 的进步。产品品种的数量不断增加，使包装和食品机械行业成为直接为提高人民生活质 量服务，为包装业和食品工业服务、农业和农副产品深加工业服务的新兴行业。成为我 国机械工业十大支柱产业之一。基本上能生产出满足人民生活需求的各种各样、各种档 次的产品，并正在不断努力、提高、缩小与国外先进水平、先进技术、先进设备的差距。 在全行

10、业广大企业、科研单位技术人员及行业工作者的共同努力下，新产品、新技术日 益涌现并转化为生产力。我国人口众多，民以食为天，包装与食品机械产品市场广阔、 潜力巨大。包装与食品机械在我同的迅速崛起已引起社会的广泛关注，即使在东南亚国 家遭受金融危机的情况下，该行业仍欣欣向荣，堪称“朝阳工业”。随着人民生活水平 的不断提高，对商品包装提出了更高的要求，哪里有商品，哪里就有包装，可以说包装 工业对国民经济整体结构的发展起着重要的作用。包装机械产品量大面广，广泛应用于 食品、医药、化工、军工等各个行业。我国包装机械工业通过采用国际标准和吸收国外 先进技术，在标准水平、设计制造和产品质量方面都有了较大的提高

11、。一些企业的产品 质量达到或接近国外同类机器的先进水平。这些企业采用先进的企业管理体系和质量保 证体系，不断改善和提高产品的质量，以质量和售后服务为企业的命脉，解决了用户的 后顾之忧。随着国民经济的不断发展，国内市场对包装机械产品的需求量与日俱增，年 产量也逐年提高，包装饥械企业数量越来越多，并且企业性质逐渐从国营转为私营、集 体甚至个体，市场竞争日趋激烈，从过去经济短缺的卖方市场转变为买方市场。因此产 品在技术、性能、价格上的竞争更为激烈。目前国内产品与国外相比，市场竞争能力偏低。目前我国包装机械产品普遍存在质量不稳定、性能单一、成本高、技术含量低的状况：随着我国进入世贸组织（WTO）国际先

12、进的技术、设备和管理经验的进入势必会对我国刚刚发展起来的包装机械工业造 成巨大冲击，企业面临着前所未有的严峻考验。我们应该根据自己的特点，发挥自身的 优势。包装机械企业要想寻找较好的、长远的发展必须不断开发新产品，提高产品的技 术含金量以及机械的可靠性以适应当前日新月异的发展形势，要规范优质服务标准，努 力搞好售后服务。只有这样，包装机械企业才能得以更好地发展。打包机械作为包装设备中的一个主要分支，是将一个或多个包装物用打包带 （绳）紧束一起的机器，使包装 件便于运输、保管和装卸，属于外包装设备。打包机械的发展，在一定程度上借助于打 包材料的开发应用，在打包材料中，先后出现的有草绳、绵麻绳、纸

13、绳、盒属丝、塑料 绳、塑料带、钢带、聚胺酯带等等，但由于其本身的强度和延伸率不同和对机械打包的 适应程度各异，以及考虑制作成本，目前以钢带和塑料带的应用最为广泛。特别是自五 十年代以来，随着石油化工的崛起，开始用塑料作为打包材料，为塑料带（绳）打包机 械的开发成功奠定了基础，由于塑料带比钢带，纸带具有较低的使用成本和不锈蚀、不 污染、强度适中、手感柔软、制造方便、外观美观等优点，使之在许多领域逐步替代原 来的钢带、纸带，塑料带打包机成为包装机械中少有的技术成熟、简单可靠、品种齐全、复盖面广的主要设备。国际市场上的抢手。我国打包机械生产自1976年开始。随着我国社会经济的不断发展和各行业对改善产

14、品包装产品质量的要求日益迫切，使打包机械不论在生产能力、生产技术、整机性能等方面都有了很大的提高，其主要表现为：(1 )已将微机技木应用于打包机程序控制，具有温度控制、自动计数、定长送带、故 障报警等多种功能，不仅可单机使用也可多机联用或与自动生产线配套使用。(2 )从机器的传动方式来看，有机械传动、液压传动和气动，特别是液压传动具有结 构简单，制造方便的特点，是我国特有的机型。(3) 品种规格比较齐全。为适应不同的用户需要，已有全自动、半自动和手提式打包器，根据包件打包要求不同，除通用的普通型外，又有带压力的打包机、双轨道打包机、 侧封式打包机等，其工作台面有高有低，可适应单件打包或自动连续

15、打包的需要，目前 最大的自动捆包尺寸可达2000X1200毫米，最小的可打包50X 80毫米的捆件、品种已 达20多种。(4) 打包能力在每分钟12 21道之间，基本能满足国内当前的生产需要。(5) 目前仍大量采用宽度为13.5毫米的塑料打包带和直径为 30毫米的筒形薄膜打包 绳，井正在开发使用宽度为510毫水的塑料打包带的打包机，但国外大繁使用的钢带自动打包机在国内尚未开发。(6) 打包带粘接主要利用烫头将打包带两端加热至一定温度后再施压使之粘合，称为热熔搭接型，其接头的拉力强度可达母带强度的80%塑料绳捆结机则以打结的形式捆紧包件。(7 )目前已能生产二十多个品种的打包机和三个品种的捆结机

16、，基本上能满足国内需 求，其中半自动打包机的整个性能已接近国外先进水平，故每年有较大的批量出口，而 全动打包机仍与国外有较大的差距。与国外打包机械生产技术水平相比，国产机差距主要为：品种单一，生产力低。虽 然经过二十多年的发展，但只能生产 20多个品种，还不及国外一个公司的品种数，而 且只能生产通用型的产品，如钢带自动打包机的生产至今仍是一个空白，无法满足一些 特殊行业的需要：据调查2006年全国产量已达19000台，但仍太大落后于国外的水平。 我国打包机械的生产起步较晚，主要是靠引进国外的整机经消化改进二次开发生产的。 因此在生产中着重于产品的整机性能而忽视了对零部件的研究，导致在打包速度、

17、接头 粘接方式和送带轨道等主要技术性能方面不硬国外先进水平。工作可靠性较差，其中特 别是打包带和元器件的质量不稳对整机的性能带来很大的影响。1.2本课题的意义打包机械作为包装设备中的一个主要分支 ，是将一个或多个包装物用捆扎带（绳） 紧束一起的机器，使包装件便于运输、保管和装卸，属于外包装设备。捆扎打包机械 的发展，在一定程度上借助于捆扎材料的开发应用。在捆扎材料中先后出现的有草绳、 绵麻绳、纸绳、金属丝、塑料绳、塑料带、钢带、聚胺酯带等。但由于其本身的强度和 延伸率不同和对机械捆扎的适应程度各异，以及考虑制作成本，目前以钢带和塑料带的 应用最为广泛。特别是自上世纪五十年代以来 ，随着石油化工

18、的崛起，开始用塑料作为 捆扎材料，为塑料带（绳）捆扎机械的开发成功奠定了基础。由于塑料带比钢带、纸 带具有较低的使用成本和不锈蚀、不污染、强度适中手感柔软、制造方便、外观美观等 优点，使之在许多领域逐步替代原来的钢带，纸带，塑料带捆扎机成为包装机械中少 有的技术成熟、简单可靠、品种齐全、覆盖面广的主要设备。目前，我国很多企业的包装水平跟不上生产设备的更新速度，包装质量不高。虽然 国内少数企业凭借自身的雄厚经济实力，从国外引进了部分全自动打捆设备，但其高昂 的价格增加了生产成本，绝大多数企业仍在使用半自动或人工打包设备，这样既使生产 效率降低，也浪费了大量劳动力，随着电子技术、计算机技术、自动化

19、技术的快速发展， 对机电一体化产品的技术含量、性能、功能要求也越来越高。为此，研发高质量，高可 靠性的打包捆扎机是非常必要的，而且形势紧迫。第二章 半自动打包机功能机构总体方案设计与论证针对半自动打包机的功能需求，现拟定如下两种传动方案:方案一:齿轮弹黄图2-1半自动打包机原理方案一齿轮电机一-弹簧摩擦轮*凸轮摩擦片手柄传动方案如图2-1所示：半自动打包机功能机构由开口进带机构、拉带机构、 捆扎封接机构及切带机构组成，手柄在弹簧力的作用下，使摩擦轮连同电机等向 上提起，从而胶带进料口张开一定角度，这样便可方便把捆扎带送进摩擦轮与摩 擦片之间，人拉起手柄，在力的作用下，捆扎带被压在摩擦片与摩擦轮

20、之间，这 时起动电机，通过齿轮传动，电机带动摩擦轮转动，摩擦轮将捆扎带拉紧，这时 操作凸轮手柄，使凸轮转一定角度，将热熔头和切刀一齐往下压，从而实现捆扎 带封接，并且上层捆扎带也被切断。万案二：传动方案如图2-2所示：半自动打包机功能机构由开口进带机构、拉带机构、 捆扎封接机构及切带机构组成，手柄在弹簧力的作用下，使摩擦轮连同电机等向 上提起，从而胶带进料口张开一定角度，这样便可方便把捆扎带送进摩擦轮与摩擦片之间，人拉起手柄，在力的作用下，捆扎带被压在摩擦片与摩擦轮之间，这 时起动电机，通过齿轮传动，电机带动摩擦轮转动，摩擦轮将捆扎带拉紧，这时 操作螺杆手柄，使使热熔头和切刀一齐往下压， 从而

21、实现捆扎带封接，并且上层捆扎带也被切断。综上所述，半自动打包机传动方案一和传动方案二的区别在于传动方案一压热熔头及切刀使用的是凸轮，而传动方案二压热熔头及切刀使用的是螺杆， 两相比较，方案一使用凸轮操作起来更迅速，更便捷，方案二使用螺杆更省力，便需 要旋转多圈，相对来说费时间，因此，本设计采用方案一设计本半自动打包机功 能机构。图2-2半自动打包机原理方案二第三章 半自动打包机功能机构系统设计3.1半自动打包机功能机构整体设计半自动打包机功能机构基本要求半自动打包机是由各种各样的零部件组成的，要使所设计的机器满足基本要求，就 必须使组成机器的零件满足以下要求：（1）避免在预定寿命期内失效的要求

22、（2）结构工艺性要求（3）经济性要求（4）质量小的要求（5）可靠性要求（一）避免在预定寿命期内失效的要求应保证零件有足够的强度、刚度、寿命。（1）强度要求提高零件强度的措施有：采用高强度的材料；使零件具有足够的截面尺寸；合理设 计零件的截面形状，增大惯性矩；采用热处理和化学处理方法提高材料的强度性能；提 高零件的制造精度，以减少工作时的动载荷；合理配置零件的相对位置，以降低零件的 载荷。（2）刚度要求零件在工作时的弹性变形不能超过允许的范围称为零件的刚度要求。提高零件刚度的措施有：增大零件的截面尺寸或增大惯性矩；缩短支承的跨距或采 用多点支承。（3）寿命要求影响零件寿命的主要因素有：疲劳破坏、

23、腐蚀、磨损，大部分零件工作在变应力下, 故疲劳破坏是引起零件破坏的主要原因。影响疲劳强度的因素有：应力集中；零件的尺 寸大小。零件表面质量及环境状况：零件处在腐蚀性介质中工作时，可能使材料遭到腐蚀。 抗腐蚀的措施有：表面发兰（发黑）；表面镀层；表面涂漆；表面阳极化。（二）结构工艺性要求零件工艺性良好的标志-在具体的生产条件下，零件要便于加工而加工费用又很低。（1）毛坯选择合理制备方法：选用型材、铸造、锻造、冲压和焊接等。毛坯选择与生产批量、材料性能和加工可能性有关。单件或小批量生产时，选用棒料、板材、型材或焊件。大批量生产时，往往选用铸造、锻造、冲压等方法。（2）结构简单合理最好采用平面、柱面

24、、螺旋面等简单表面极其组合；尽量减少加工面数和加工面积; 增加相同形状、相同元素（直径、圆角半径、配合、螺纹、键、齿轮模数等）的数量； 尽量采用标准件；（3）合理的制造精度和表面粗糙度零件的加工成本随精度和表面粗糙度的提高而急剧增加。决不能盲目追求高精度， 应在满足使用要求的前提下，尽量采用较低的精度和表面质量。（4）尽量减小零件的加工量毛坯形状和尺寸应尽量接近零件本身的形状和尺寸。力求使少或无切削加工，节约 材料、降低成本。尽量采用精密铸造、精密锻造、冷轧、冷挤压、粉末冶金等先进工艺满足上述要求。（三）经济性要求零件的经济性首先表现在零件的生产制造成本上。简化零件的结构，降低材料消耗；采用无

25、余量、少余量的毛坯，减少加工工时；采 用廉价而充足的材料代替昂贵材料；大型零件采用组合结构而非整体结构；尽量采用标 准件。（四）质量小的要求减小质量的好处：节约材料；减小惯性，改善机器的动力性能。减小质量的措施：采用缓冲装置来降低零件所受冲击载荷；采用安全装置来限制作 用在零件所受最大载荷；从零件应力较小处削减部分材料，以改善零件受力的均匀性， 提高材料的利用率；采用与工作载荷方向相反的预载荷，以降低零件的工作载荷；采用 轻型薄璧冲压件或焊接件代替铸造、锻压件；采用强重比高的材料。（五）可靠性要求零件的实效是随机发生的，其原因是零件所受的载荷、环境温度、零件本身物理和 机械性能等因素是随机变化

26、的。为了提高零件的可靠性，就应当在工作条件和零件性能 两个方面使其变化尽可能小。半自动打包机功能机构整体设计半自动打包机功能机构由开口进带机构、 拉带机构、捆扎圭寸接机构及切带机构组成, 根据上述机械设计的基本要求，半自动打包机整体设计如下图3-1 :图3-1半自动打包机整体包装带捆扎机采用聚丙烯塑料带作为捆扎材料，打捆完成后用热熔搭接法将捆扎带 加热粘贴。当捆扎物人工搁置在摩擦轮下面后，提起手柄，达到一定的捆紧力后，手动 将热熔压头压下，切刀随后顶上切带，焊接。稍后，提起热熔压头，松开手柄，完成一 个捆件的捆扎过程。在捆扎过程中，由送退带机构完成送带、收带、拉紧等动作；在 夹压、熨烫机构作用

27、下完成包装带粘结锁紧，防止包装带的打滑松动。本捆扎机以编程 序控制器作为控制单元实现打捆过程的半自动化。3.2电机选择(1) 机电领域中步进电机的选择原则步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每 输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步 进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产 品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载

28、所需的功率。而在选用 功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并 有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频 特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩 Mjmax大的电机，负载力矩大。选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。 在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通 过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电 机的固有特性所决定。选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之 与步进电机的惯性频率特性相

29、匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足执 行件快速移动的需要。（2）选择步进电机设计捆扎机的拉紧力在F=200N则;摩擦轮的阻力矩为T=FX rr 摩擦轮直径，根据结构要求，r取为40mm,T = 200 X 0.04 = 8N.m根据供电电压为12V选取步进电极电机，根据小功率电机手册，选择永磁式步进电机，其具体参数如下：表3-1相数型号57BYG00512V0.4A步近角1.83.3传动齿轮设计齿轮传动是半自动打包机功能机构的重要组成部分。1）确定计算公式及各参数值Z=20,(1)输入功率为200W齿轮的转速为450r/min选用直齿圆柱齿轮传动，7级精度。选择齿轮材料为45 (

30、调质)，硬度为280HBS选择齿轮齿数均为由公式:d 2.323 KtT11(ZE )2H3-1查机械设计手册确定3-5公式内的各计算数值3-2试选载荷系数：Kt= 1.3(3)计算齿轮传递的转矩:T 4.24N mm ；3-3齿宽系数：d 1 ;3-4(5)材料的弹性影响系数:ZE 189.8MPa ；3-5(6)按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1550MPa ；3-6计算应力循环次数3N 60n 1 jLh 2.07 109 ；3-7(8)接触疲劳寿命系数KhN10-95 ；3-8(9)计算接触疲劳许用应力3取失效概率为1%安全系数S=1.5，得:KHNt H lim13-91

31、348.3MPa -S，2)计算试用公式3算齿轮分度圆直径d;3-10d 2.32、KtT1( Ze )2 30.65mm；(1) 计算圆周速度3VV dn 0.29m ；60 1000 s3-11计算齿宽3b bdd30.65mm；3-12(3) 计算齿宽与齿高之比3b/h模数3 mt dz 1.5mm ；3-13齿高3 h 2.25mt3.45mm ；3-14b h 8.8888 ； 3-15(5)计算载荷系数7级精度，查得动载系数Kv 1.08 ；直齿轮，假设KAFt/b 100N/mm。查得 Kh Kf 1.2。查得使用系数Ka 1,得：Kh 1.08 0.18 d2 0.23 10

32、3b 1.415 ；3-16由b/h=9.1， kh1.415，查得Kf 1.42；故载荷系数 K 心心心心 1.87 ；3-17(6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径5，得:32.3mm ；3d1 d1t(7)计算模数：m忆 1.61mm3-183-193)按齿根弯曲强度设计弯曲强度设计公式 为3一 j2KT (YFaySa)dZF3-20确定公式内的各计算数值(1)查得齿轮的弯曲疲劳强度极限fe 500MPa ；(2)查得弯曲疲劳寿命系数kFN0.87 ；计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.5，得：K FN FE220.4MPa ；3-21（3）计算载荷系数5KK KAKv

33、Kf Kf 1.8743-22(4) 查取齿形系数YFa 2.16;3-23(5) 查取应力校正系数5Ysa 1.59;3-24(6) 计算齿轮的YFaYsa ,fYFaYsaF0.017933-254）设计计算由公式得：m 0.73mm3-26对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳计算的模数，由于齿轮模数m大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与 齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数 0.96，考虑到实际结构，模数取稍大一 点，圆整为标准值m 2，算出齿轮齿数Z d m 16，为了避免根切及实际结构尺寸要 稍大一点，取齿数为20,这样设计出的

34、齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足 了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。5）几何尺寸计算1）计算分度圆直径d=Zm=400mm3-272）计算中心距a=（ d1 + d2） /2 = 400mm3-283）计算齿轮宽度3-29B=160mm最终设计的齿轮如下图3-2所示:5-£.ql图3-2齿轮3.4轴的设计捆扎带拉紧机构的齿轮传动轴采用平键联接。电动机正常工作的转速为 n°=300r/min。齿轮的传动比为i 2=1 ： 1,得传动轴的转速ni=no/i i=450/1(r/min)=450r/min; 功 率 Pi=450W=0.3KW 从动轴 的转

35、速n2=ni/i 2=450r/min ;功率 R=200W=0.2KW1.确定轴1最小直径轴的扭转强度条件为4:P95500003-30严tWt0.2d式中： t 扭转切应力，单位 MPaT 轴所受的扭距，单位N*mrpWt轴的抗扭截面系数，单位 mm3 ;n 轴的转速，单位 r/min ；轴传递的功率。单位KWd 计算截面处轴的直径，单位 mmt许用扭转切应力，单位 MPa由上式可得轴的直径4,9550000PI9550000PA Pd 3，33 A033-31V 0.2 t n 0.2 t ¥ n Y n选取轴的材料为 40Cr钢，调质处理。A查表取100, P=200W=0.

36、2Kyh=450r/min 代入得：轴最小直径的初始值：d 7.6mm将其圆整为8mm根据送退带机构轴上各齿轮、摩擦轮与支架以及相互之间的尺寸关系确定传动轴的各部分轴径及长度如图3-3 :1A1B28341821Ad-g11 '0II" j兀±J. 386 L0* 1134图3-3传动轴3.轴的校核进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取，计算轴的应力4:ca；22M 2( T)2W3-32ca-轴的计算应力，单位 MPa 轴所受的弯距，单位N.mm轴所受的扭距，单位 N.mmW 轴的抗弯截面系数，单位 mm3。计算公式如3-3 :从轴的结构图3

37、.1可以看到轴的危险截面，现将计算出的截面处的Mh、Mv及M总的值列出表3-2 :ca前已选定轴的材料为W3-3345钢，调质处理，查得i90MPa。因此ca l，故表3-2载荷水平面H垂直面V支反力FF nh 1 161.6 N , Fnh250.6 NFnv1 58.8N, Fnv218.4N弯矩MM h 11108N mmMV 397.3N mm总弯矩M总 11115N mm扭矩TT 4244N mm截面为危险截面。带入公式4中得:安全。3.5摩擦轮设计摩擦轮是压紧扎带的滚轮，通过接触面间的摩擦力传递运动和动力的， 使扎带拉紧 结构简单、制造容易、运动平稳、噪声低，过载可以打滑，有着广泛

38、的应用。（一）摩擦轮材料的选择由于摩擦轮实现包装带的进与退，制造摩擦轮的材料应该是：弹性模量大、摩擦系 数高，接触疲劳强度和耐磨性好，吸湿小，价廉并易于加工，可以选用GCr15（二）本捆扎机采用圆柱摩擦轮传动，其示意图如下：Tprk惟鼎弧暮M 煤軽、蹶隊 黯抽A im:w删测删觴 hHtr 甜瞬 rtw#m 血 £#44亦脱何图3-3摩擦轮3.6机架设计机架设计准则底座、机架、箱体、基板等零件都属于机架零件。机架零件可划分为四大类：即机座类、机架类、基板类和箱壳类，对机架零件一般可提 出下列要求：(1) 工况要求：即任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证 机架上安装

39、的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起 设置执行某一工况所必需的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。(2) 刚度要求：在必须保证特定的外形条件下，对机架的主要要求是刚度。如果基 础部件的刚性不足，则在工作的重力、夹紧力、摩擦力、惯性力和工作载荷等的作用下， 就会产生变形，振动或爬行，而影响产品定位精度、加工精度及其它性能。例如机床的 零部件中，床身的刚度则决定了机床的生产率和加工产品的精度。(3) 强度要求：对于一般设备的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求(4) 稳定性要求：对于细长的或薄壁的受压结构及受弯 -压结构存在失稳问题，某些 板壳结构也

40、存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须 校核。(5) 美观：目前对机器的要求不仅要能完成特定的工作，还要使外形美观。(6) 其它：如散热的要求，防腐蚀及特定环境的要求。在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各 项要求，并有所偏重。(1) 机架的重量轻，材料选择合适，成本低。(2) 结构合理，便于制造。(3) 结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。(4) 结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由温度变化引起的变 形应力小。(5) 抗振性能好。(6) 耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。(7) 有导轨的机架

41、要求机架导轨面受力合理，耐磨性良好。机座设计1) 机座的结构及材料进行机架结构形式的选择是一个较复杂的过程，对结构形式、构件截面和结点构造 等均需要结合具体的情况进行仔细的分析。对结构方案要进行技术经济比较。由于各种 设备有不同的规范和要求，制定统一的机架结构选择方法较困难。但是，可以利用结构 力学的知识提出下列一般的规则。 这些规则是为了节约材料在选择形式时应遵守的一般 规律。(1) 结构的内力分布情况要与材料的性能相适应，以便发挥材料的优点。轴力较 弯矩能更充分地利用材料。杆件受轴力作用时，截面上的材料分布是均匀的，所有材料 都能得到充分利用。但在弯矩作用下截面的应力分布是不均匀的，所以材

42、料的应力分布 不够经济。机械结构中许多构件所受的都是沿垂直于杆轴的方向作用的。弯矩沿杆变化很迅速。有 垂直载荷处，弯矩曲线有曲率，且曲率与载荷集度成正比。最大的弯矩限于一小段内， 在较长段内材料不能充分利用，这是弯曲构件不经济的另一原因。(2) 结构的作用在于把载荷由施力点传到基础。载荷传递的路程愈短，结构使用 的材料愈省。(3) 结构的连续性可以降低内力，节省材料。因该打包机尺寸不是很大，结构比 较紧凑，受力不大，精度要求较高，材料上，考虑到机械臂要适用各种恶劣环境，为抗 压强度和硬度接近碳素钢，减震性好抗压强度和硬度接近碳素钢， 减震性好，便于安装, 选择HT200灰铸铁作为基座。第四章

43、日常维护保养以及排除故障4.1日常维护保养1、加油润滑；打包机捆扎速度快，因而需要其机件应经常处于良好的润滑状态， 下列部位 应一日最少加油一次，未列出部件应不定期酌情加油。滑板导轨导板将导板取下，在其起导向作用的四个面上均涂上润滑油，然后装入导轨。各凸轮的工作表面及其滚子加热体导轨卡带块卡带块两侧及内孔涂油。2、清扫打包机工作时会产生一些极细微的带屑散落在机器上，另外还有灰尘及杂物落入机器，这些杂物多到一定程度将影响正常工作，（例如接近开关、接触器） 因此需要经常地清扫机器。3、注意事项防止加热片变形减速器定量加油接近开关及其探头要固定牢固中顶体上部的顶块要拧紧电机过流过热保护是否灵敏，电流

44、范围不能调于过大二、简单故障的自行处理方法1. 正常使用情况下的常见故障1）打包带粘接效果不好：a. 加热片温度过高或过低，可适当调节温度旋钮，烫头温度应在150°C-215 C之间。b. 因送带不到位导致粘接不佳：因带头未能到达预定位置，故粘接不好，可 手动打一条带后，再观察打包带是否已到位。c. 带头劈裂：捆扎力太大是造成带头劈裂的原因，可适当调小捆扎力。2）送带不到位a. 带仓内储带量少：带仓内没有足够数量的带子便产生送带不到位，可适当调长打包带调节螺杆长度。b. 带头劈裂：带头劈裂后在带道内运行不畅容易导致送带不到位，产生劈裂的原因是捆扎力调得太大。因此只需适当调整捆紧力即可

45、消除送带不带位的情况。c. 穿带方向不对：错误的穿带方式使打包带在带仓内翻转或进带时在进退带 轮处卡住，导致送带不到位。解决方法：重新穿带。3）捆不紧捆扎力度调节装置处于较松位置，可适当调节捆扎力度。卡带块的齿槽间 塞满带屑，可用风枪对卡带块处进行清理。4）不打带打包机内部程序失控。解决办法：断开电源开关灯带一分钟后，再合上电 源开关。烫头温度低于设置温度。解决办法：适当调节烫头温度。打包带未送到。解决办法：a. 带仓内储带量少：带仓内没有足够数量的带子便产生带不到位，可适当调长打包带调节螺杆长度。b. 带头劈裂：带头劈裂后在带道内运行不畅容易导致送带不到位，产生劈裂的原因是捆扎力调得太大。因

46、此只需适当调整捆紧力即可消除送带不带位的情况。c. 穿带方向不对：错误的穿带方式使打包带在带仓内翻转或进带时在进退带 轮处卡住，导致送带不到位。解决方法：重新穿带。急停按钮的常闭触点坏了解决方法：更换急停的常闭触点即可。5）拉大圈退带时间不够。解决方法：调大退带时间。退带时力量太大或太小。解决方法：调整退带顶杆与横杆的间隙。框架阻力太大。解决方法：检查框架阻力源并排除它。电机皮带太松。解决方法：调整进退带电机的间距张紧皮带，或直接更换 皮带。6）全自动运行时打包机突然中断打包带子刮到T型块上或挡板上。解决方法：T型块有无变形，变形的话打磨 平，或更换T型块，挡板问题调整两档板的平行度。同步滚筒

47、的架子电机的线是不是连接牢靠。解决办法：加固联机滚筒电机 的插头。电箱后面的过载保护或热保是否跳了。解决方法：复位热保或过载保护7）掉带1.71进退带滚子力度不够导致送带不到位掉带。解决方法：检查滚子轴承是否 坏了，是的话更换轴承，如没有问题拉紧弹簧张紧两滚子之间的压力。预送带电机的轴承坏了导致带仓的预存带不多掉带。解决方法：更换预送 电机的轴承即可。机芯灰过多导致进带不顺畅导致掉带。解决方法：督促车间搞好打包机的 5S工作。打包机的退带光眼超前导致还未进带到位就退带。解决方法：把打包机的 退带光眼调靠后。8）飞带龙门架的某个地方的挡板缺了一个口导致从缺口飞带。解决方法：修补缺 口。进退带轮的

48、轴承压力过大导致力度太大飞带。解决方法：放松进退带轮的 压力即可。9）打包机不能打自动自动手动切换的手动旋钮触点坏了。解决方法：更换触点即可。1.9.2 PLC与自动输入的触点烧坏了。解决方法：用手编或电脑换点。光眼的感应不良。解决方法：先查看光眼线有无断了，断了重新接上，如 未断只是感应不良用小螺丝刀调大感应强度，或更换光眼。10）不能手动进带或退带手动触点坏了。解决方法：更换烧坏的触点。交流接触器不能吸合。解决方法：更换交流接触器。4.2故障分析以及排除故障一：黏合效果不好的原因可能是温度太高或者不够的缘故，如果使用特殊的带子，粘性差，必须要求 很准确的温度才行。可能是电压不够，这时可以选择使用而且一定要使用延长线，需要连接较粗而不要太长的电线。可能是打包机的中刀下方的635轴承破掉了，会导致加温而完全无法粘合。 打包