颗粒状巧克力糖果包装机的设计论文

1、颗粒状巧克力糖果包装机的设计摘要本文首先分析了现代生活对巧克力糖果包装机的需求，然后在查阅大量资料并进行比较后，提出了设计方案、方法和步骤。本设计主要针对锥形巧克力糖的铝箔包装。设计主要包括设计方案设计、机械手及进出糖机构设计、传动系统链条设计三个方面。机械手和糖进出机构的设计是本设计功能执行的关键，也是本设计的设计重点之一。需要实现巧克力糖输入、折边、抄底等功能，直到最终由传送带输出。在整个系统功能的实现中，机械手要实现夹糖、包边、传送等重要功能。因此，对机械手的形状、夹持力和分度角提出了不同的设计要求。在设计机械手时，请始终关注以下几点。传动系统设计，作为动作执行系统，动力是必不可少的，当

2、然，动力传动系统尤为重要。为实现机械手分度、送糖托盘分度、送纸、切纸、抄纸、挑糖、顶糖除糖等功能，都需要不同大小的动力，这就需要调整传输系统。传动系统的设计包括皮带传动、链传动、齿轮传动和六槽机构的设计。例如在机械手的分度功能中，要实现间歇分度功能，就必须通过传动链中的滑轮机构来实现。收糖和去糖功能的实现为机械动作的执行提供了必要的时间。设计的包装机的生产率可以从 100 到 150 r/min 不等。关键词：包装机；传输系统设计；机械手第一章 简介1.1 学科背景我国包装机械在1980年代形成产业，1990年代进入高速增长阶段。已形成较为完善的生产体系，已成为机械行业十大产业之一。包装机械的

3、快速增长得益于食品行业的发展，因为无论过去还是现在，包装机械在食品行业的应用都是最为广泛和深入的。食品行业是与人们生活息息相关的行业。在激烈的市场竞争中，其产品必须有精美的包装设计才能吸引消费者的眼球，这是不争的事实。要做到精美包装，就离不开配备自动化包装生产线，这是保证产品包装质量、提高竞争力的关键。随着社会的发展和科技的进步，消费者的要求也在不断提高。人们不仅注重食物的美味和多样化，更注重其卫生和健康。因此，精美的外包装带给消费者的不仅是愉悦的视觉体验，更是卫生安全的需要。这些都对从事食品包装工程研究的科技人员提出了更高的要求，既带来了机遇，也带来了挑战。这个毕业设计的任务是颗粒状巧克力糖

4、果包装机的设计。巧克力糖果包装机的设计是典型的机械系统设计。经过长时间的调查和查找资料，选择和比较了各种方案，最终确定了包装机的方案。该方案具有体积小、工作效率高的优点。在本次设计中，包装机进行了系统的设计。采用皮带式无级变速器等新型执行机构和传动机构，提高了包装机的技术水平。本部分主要涉及皮带传动机构、链条传动机构和执行机构等传动系统的设计。执行器的设计主要基于机械手的设计。1.2包装机介绍我国包装机械未来发展趋势1 、工艺流程的自动化程度越来越高。目前，自动化包装机械技术已占包装生产线的50%以上。大量采用计算机设计和机电一体化控制，增加机器人完成复杂的包装动作（模拟人工包装）。每个机械手

5、由单独的计算机控制，摄像头监控包装运动并将信息反馈给计算机以调整运动范围，以确保包装的高质量。同时具有对包装材料和厚度的自动识别功能，计算机计算后控制机械动作。它是一个完全“自适应”的系统，确保系统工作在最佳状态。2.适应产品变化，设计具有良好的灵活性和灵活性。为了适应竞争的需要，产品更新换代的周期越来越短，有些产品甚至每季都会更换。包装机械的使用寿命远远长于产品的生命周期，所以一些包装机械只能以灵活灵活的方式适应产品的变化，包括数量上的灵活性、结构上的灵活性和供应上的灵活性。3 、一般采用仿真设计技术。包装机械的设计过程是先将各种机器单元以数据库的形式存储在计算机中，然后将图纸数字化并输入计

6、算机。电脑自动合成包装机械的三维模型，再结合实际生产指标和数据，可能出现的故障。等待输入计算机。三维电脑模型可根据实际工况进行操作，展示产能、废品率、生产环节匹配、生产线瓶颈在哪里等，也可根据实际情况进行模型修改。用户的意见，直到用户满意为止。采用计算机仿真技术后，包装机械的设计周期和新产品开发周期大大缩短。包装机械技术含量逐步提高向高水平发展：随着我国包装工业的快速发展，包装机械市场也趋于更高水平，包装机械的技术含量正在逐步提高，一些最新的远程遥控技术、步进电机技术、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术等包装技术已应用于包装机械。此外，国内包装机械零部件的生产也日趋专业化。很多零件不

7、再由包装机械厂生产，而是由一些通用标准件厂生产，而一些特殊零件则由高度专业化的厂家生产。随着大型企业客户的增加，市场更倾向于包装的高产串和产品多样化，推动了包装机械产品规格向高科技方向发展。食品包装机械行业要依靠技术进步求发展。专家预测，到2007年我国包装机械产量将增至67万台（套），到2010年将增至93万台（套）。如果要靠简单的重复，扩大生产数量，靠上下游延伸的方法，已经行不通了。未来我国的包装机械必须走专业化生产的道路。努力提高包装机械的技术含量，做精、精、专、强，依靠技术进步推动行业发展。据了解，为配合我国食品工业发展，包装机械设备正朝着机械功能多样化、结构设计标准化、模块化智能控制

8、、结构高精度等方向发展。 GEFanuc Automation Americas Packaging Machinery 是 GE 基础设施业务的一部分，它为包装机械制造商推出了一种新的“六度差异”(SDD) 自动化解决方案。具有高性能控制器、可升级的操作界面、工厂信息软件和运动控制单元，可显着提高包装机械的运转率，提高整体设备效率。这种全面的自动化解决方案可帮助包装机械制造商开发高效的设备，这些设备可以在不同尺寸的批次或产品流之间快速切换而不会中断。依托更新的自动化包装机械系统，在功能上引领主流包装机械潮流，同时设备用户可以更加独立、灵活、正确、高效、兼容，支持他们的最终打包。用户获得更高的

9、性能和生产力。因此，开发配套设备，使主机的功能得到最大的应用，是提高设备市场竞争力和经济性的关键因素。国外公司在为用户提供自动化生产线或生产线设备时，注重成套设备。无论是高科技附加值，还是相对简单的设备品类，都是根据配套要求提供的。未来，包装机械还必须具备多种功能，简单的调整和操作，基于计算机的智能仪表将成为食品包装机械控制器的新趋势。 OEM制造商和最终消费者将倾向于购买易于操作和安装的包装机械，尤其是在当前制造业大规模裁员的情况下，对简单操作系统的需求将日益增加。为了在未来的包装市场中获得一席之地，高效的客户服务和机械维护也将是包装机械企业制造商必须考虑的事情。因此，在这样的发展趋势下，选

10、择这个话题意义重大。首先，设计师可以了解世界先进的封装技术。其次，通过包装机的设计，对包装机的整体结构有了更详细的了解，熟悉了包装机功能机构的原理和结构。第二章糖果包装机方案设计2.1设计要求已知条件：将加工成型的锥形巧克力糖用铝箔包裹起来，逐个输出。巧克力糖的形状和大小如图所示。生产率100150张/分钟，糖纸为64mm64mm方形铝箔纸，厚度0.008mm。其大小如图 2-1 所示。要求巧克力糖包装后外观美观，铝箔纸无明显破损或撕裂。该机结构简单，工艺可靠，操作方便，安全，维修方便。图 2-1 巧克力的尺寸2.1.1建立一个黑匣子糖果包装机的黑匣子图如图2-2所示。图2-2 糖果包装机黑匣

11、子图从黑匣子可以看出，要实现这些功能，必须通过黑匣子的结构来实现，然后将设计转化为黑匣子结构的设计。把黑盒子变成白盒子。2.1.2确定技术流程工作流程如图2-3所示。图2-3 技术流程示意图2.1.3引入技术系统并定义边界其系统和边界如图 2-4 所示。图2-4 技术引入后的具体流程图2.2粒状巧克力糖包装工艺的确定通过翻书和上网查资料，我了解到糖果的包装方法有很多种，比如扭结、折边、信封、枕头、包裹等。扭结类型包括单扭结和双扭结。一般来说，我总是想模仿工人包装的动作作为机器工艺设计的初始基础，但作为一个聪明的设计师，我不能局限于模仿手工动作。因此，在开始设计机器的工艺时，应先对人工包装动作进

12、行分析研究，然后在此基础上加以改进。现作如下分析：产品特点： 粒状巧克力糖呈圆锥形，轮廓清晰，但质地松散，易碰伤。因此，在考虑机械作用时，应与其特性相适应，以保证产品的加工质量。例如，产品的锁模力要合适。进出料时，避免因碰撞等损坏产品。首先要解决产品的进料问题。显然，对于巧克力糖果等产品，不适合使用料斗式进料机构。如果采用筒仓式上料机构，则需要定期人工上料。如果自动机的进料系统直接与巧克力糖成型机的出料口相连，就更容易解决巧克力糖自动进料的问题。包装材料：食品包装材料要十分注意卫生。颗粒状巧克力糖包装纸由厚度为0.008mm的铝箔纸制成，其特点是薄而脆，抗拉强度较小，易撕裂。一般包装速度越高，

13、纸的拉力越大，越容易断纸。在选择送纸机构的结构时，主要基于以下两点：1、空白表格是单张纸还是卷纸。这台机器的原材料决定使用卷纸。2、送纸时，空间位置为垂直或水平。在这里，它被水平放置。包装工艺计划的制定按手工包装动作顺序，根据产品包装质量要求，包装过程中不得损伤产品表面，包装纸要紧贴巧克力糖，小端的铝箔纸和圆桌的边应平整、光滑、美观。该机的包装流程初步提出如下1. 用64*64的铝箔纸盖住巧克力糖的小头。2. 迫使铝箔沿着糖锥成型。3、将剩余的铝箔纸对半对折，依次对折至24大端面，迫使包装纸粘在巧克力糖上。封装过程分解图如图2-5所示。图2-5 巧克力糖包装流程2.3确定功能结构确定技术系统的

14、整体功能，进行功能分解。功能是对产品具体工作能力的抽象描述。它可以定义为一个技术系统在实现某项任务时的输入和输出之间的相互转换关系。2.3.1总功能锥形巧克力糖果通过传送带送入糖果包装机，包装好的巧克力糖果经过包装机的成型、折叠等一系列动作后输出。2.3.2功能分解从系统论的角度来看，系统可以分解为一些子系统，那么系统的总功能也应该分解为一些子功能。将总功能分解为子功能，最后制作功能结构图。这样的过程称为“功能分析”。巧克力糖果包装机的功能分解如图2-6所示。图2-6 包装机功能分解图2.4包装机整体方案设计1. 型号选择从产品数量上看，属于大批量生产。因此，从文献综述中的方案比较中选择了全自

15、动模型。从产品的工艺流程上，选择了旋转工艺路线多工位自动化机型。根据工艺路线分析，实际需要两个工位，一个是进料、成型和折叠工位，另一个是出料工位。自动机采用六槽滑轮机构进行有级传动。2.自动机的执行器根据巧克力糖果的包装工艺，自动机的执行机构可以确定为送糖机构、送纸机构、接糖打顶机构、抄纸机构、拉糖机构、夹糖机械手开合机构。 ，转盘步进驱动七类机构。机器的总体布局如图 2-7 所示。图 2-7 巧克力糖果包装机总体布局1- 电动机2 - 皮带 CVT 3 - 链传动机构4 - 分配轴手轮 5 - 糖顶机构6 - 送糖托盘部分7 - 送纸部分8 - 切纸器9 - 接糖机构10 - 凸轮箱11 -

16、 出糖机构12 - 机械手转盘13 - 传送带(1)机械手及进出糖机构如图所示。送糖盘6从送料带上取出方糖，与夹糖机械手同步转动至送料工位。送至卸糖站后，由采糖杆11下落或推下。开闭由机械手开闭凸轮控制。凸轮的轮廓线由两条不同半径的圆弧组成。机械手的夹持主要依靠弹簧力。(2)收糖机构的顶糖与收糖棒的运动不仅在时间上具有顺序关系，而且在空间上也具有相互干扰的关系。因此，它们的运动周期设计必须遵循空间同步的设计原则，并应充分重视结构设计。另外，当接糖杆和上糖杆同步上升时，对方糖的夹持力不宜过大，以免损坏方糖，同时要保持夹持力。稳定的。因此，接糖棒的头部采用类橡胶弹性元件制成。（3）抄纸除糖机构，抄

17、纸除糖机构见图2-8。图2-8 造纸除糖机构(4)工位间步进式传动机构，工位间工件的步进式传动，即夹糖器的间歇分度，六槽滑轮机构带动两组斜齿轮成对分别驱动机械手的转盘和送糖器。光盘，参见第 2 章中的传动系统图。第三章巧克力糖果包装机工作循环图糖果包装机的各种工艺动作相互独立，各自实现各自的子功能。但是，要实现糖果包装机的整体功能，这些独立的动作必须相互配合。这里使用运动循环图来描述每个执行器的运动循环图。它是在同一时间尺度上绘制的机器各执行器的运动周期图的总图，表示各执行器相对于主执行器的动作顺序的运动顺序。它是各个执行机构之间的协调图。运动循环图可用于计算机器的生产率，通过对运动循环图的分

18、析，找出提高机器生产率的方法，可用于指导各执行器的设计、安装和调试，以及它还可用于检查每个执行器中执行器的动作。他们是否密切协调，相互协调。3.1机器人站段循环图说明：首先，我们选择分配轴的转向方向作为参考对象，其工作转速为100150 r/min。巧克力糖果包装机的工作循环图如图3-1所示。图3-1 巧克力糖果包装机工作循环图接下来我们来研究机械手、送糖盘的分度、送纸机构、切纸机构、抄纸机构、接糖机构、顶糖机构和I-车站机械手：1 .分配轴分度120时，机械手和送糖盘分度60。在下一个周期，送纸机构继续供纸，直到分配轴转位120并停止送纸。他们再次开始移动，直到下一个周期。当分配轴转位约11

19、0时，接糖机构开始启动，并不断向下移动。2 .当分配轴分度127时，切纸机构开始启动，凸轮带动连杆，使切纸刀头快速切下。顶糖机制开始启动后，立即缓慢向上移动。3 .当分配轴转位160时，接糖机构运动到其行程的最低端，即进糖盘上表面，上糖机构也运动到进糖下表面此时托盘，所以此时连接。糖机构和顶糖机构之间的距离恰好是巧克力糖的12mm高度，然后它们保持这个距离进行同步平移运动。4 .分配轴分度170切纸机构的极限位置，实现切纸功能，然后快速后退。当分配轴旋转197时，它会回到原来的位置，直到分配轴的下一个循环旋转127才开始。5 .分配轴分度220左右时，I工位机械手开始闭合，分配轴分度240时完

20、全闭合，期间实现巧克力糖果包装的折叠功能。6 .当分配轴分度280时，顶糖机构也移动到机器的上表面，它与顶糖机构的距离始终是巧克力糖的高度12mm。然后顶部糖果机构后退（向下），而糖果接收机构仍然上升。此时巧克力糖已经被机械臂I站的闭合紧紧夹住，不会脱落。7、分配轴分度300时，抄纸机构启动，实现巧克力糖底边铝箔纸的包装。8、当分配轴旋转310时，顶糖机构退回到起始位置并保持静止，直到分配轴的下一个循环旋转约130重新开始。9 .抄纸功能在分配轴分度350时完成，在下一个循环分配轴分度10时重新启动。此时，接糖机构也回到起始位置，一直不动，直到下一个循环的110左右。3.2机器人二站部分最后研

21、究工位分配轴分度与机械手分度、排糖机构及机械手开闭的关系。1 .循环开始时，机械手刚开始转动时，采糖机构刚刚离开机械手，慢慢后退。当分配轴旋转60时，采糖机回到原位，没有任何停顿地慢慢压下。当分配轴转位120时，出糖机构移动到机械手顶部，此时机械手已经转动，处于待机状态。2、分配轴分度140左右时，第二位置的机械手开始张开，直到170左右完全打开，此时，出糖机构已经慢慢压入机械手，糖慢慢向下挤压。3、分配轴分度240时，摘糖装置到达行程底端，即机械手装置下表面左右，然后缓慢后退。第四章传输系统设计传动系统的作用是将原动机的运动和动力传递给工作机，以完成预定的功能。常用的传动机构有齿轮机构、连杆

22、机构、凸轮机构、丝杠机构、楔形机构、棘轮机构、滑轮机构、摩擦轮机构、柔性机构、弹性机构、液压气动机构、电气机构及利用。组合机构是通过组合上述一些常用的机构而产生的。传动机构在使用中的主要目的是实现速度或力的变换，或达到特定运动规律的要求。在巧克力糖果包装机中，传动机构有齿轮机构、凸轮机构、滑轮机构、链轮机构和皮带传动机构的设计。由于功率小，主要用于运动传输。4.1传动系统结构图传输系统图的结构图如图4-1所示。图 4-1 传输系统图1- 电机 2- 皮带 CVT 3- 链轮副 4- 分配轴手轮5 顶糖棒凸轮 6 剪纸凸轮 7 糖棒凸轮 8 纸板凸轮 9 糖棒凸轮10- 糖夹机械手 11- 糖杆

23、 12- 凹槽机构 13- 糖杆 14- 顶部糖杆15-送糖盘 16-齿轮副 17-送纸链轮 18-传送带链轮 19-斜齿轮副4.2选择电机原动机是机械系统的驱动部分。选择原动机时应考虑以下因素1 .必须考虑现场的能源供应。在有电源的情况下，尽量选择电驱动，因为它成本低，操作控制方便，机械活动范围广。2、必须考虑原动机的机械特性和工作系统与工作机相匹配。3、必须考虑工作机对原动机的启动、过载、运行稳定性、调速和控制的要求。4、必须考虑工作环境中的因素。如防爆、防尘、防腐等。5、必须考虑工作可靠、操作方便、维修方便。6、为了提高机械系统的经济效益，必须考虑经济成本，包括初始成本和运行维护成本。此

24、外，所选原动机的额定功率必须满足负载的需要，但不宜过大。电机功率因数过大、功率因数过低对电机也是不经济的。因为设计涉及低速轻载工况。开始时，无法获得每个执行器的力，无法计算出每个执行器所需的功率，因此无法计算所需电机的功率。但它可以从类似的机器和经验中大致得出。从机械设计P97中同类机器对比，取电机额定转速n=1440r/min，额定功率p=0.4kw总传动比为：i=100/1440150/1440=1/14.41/9.6。传动比分布如图3.1所示；带轮无级变速机构i=3.845.76；链轮机构传动比i=2.5；分配轴手轮上的齿轮i=1；滑轮为 i=3；机械手与糖输入输出机构上的两对齿轮副的传

25、动比为i=2。为了以后设计轴，粗略地进行了每个执行器的功率分配。由于水平有限，只进行粗略的分配，传输过程中的损耗不作记录。 （这里的功率只用于轴的设计）4.3皮带传动系统仪表皮带轮传动是一种无级变速机构，使巧克力糖果包装机的生产率可以在一定范围内变化。4.3.1皮带传动的缺点一、优势传动带有弹性，可减轻冲击和振动，运行平稳无噪音；机器超载时，皮带会在皮带轮上打滑，可防止损坏其他零件；制造和安装精度低，成本低，维修方便；适用于中心距较大时的传输。2.缺点由于皮带与皮带轮之间的相对滑动（弹性滑动），不能严格保证一定的传动比（一般为理论转速的98-99%）；有一定的摩擦损失，传动效率通常为90-97

26、%；传动皮带需要张紧，因此轴和轴承会受到压力。4.3.2和设计皮带传动要求变速器的用途和工作条件选择：选用的皮带传动可实现无级传动，传动比为1/3.841/5.76；轻载工作，一级传动，运行时间10小时，电机转速1440r/min。传输功率P=0.4kw的转速分别为= 250375r / min ,=1440转/分皮带传动设计要求带类型、长度、根数为了选择V带；滑轮的尺寸、材质和结构；中心距a；作用在轴上的力 R4.3.3皮带传动设计流程从皮带传动的特点可以知道，设计是基于大传动比（即小速比）。1.确定算力P ca皮带传动传递的标称功率N可由工作部分计算得出。如果工作部分计算困难，可以简单地用

27、电机的额定功率代替。但在设计计算时应考虑机器工作负荷的性质和连续工作时间长短的影响。计算功率 P 计算ca 的公式如下P ca =PK g (4-1)式中，P机器的标称功率（kw）式中，Kg工况系数由于传输负载稳定，每天工作时间小于10小时所以取 K g = 1.0P ca =0.41.0=0.40 kw2.选用V带型V带的类型决定了带的横截面。如果型号过大，虽然带子数量减少了，但带高h大，带高与带轮直径之比（h:D）也大，所以会增加。传输过程中的弯曲应力，降低磁带寿命和效率。如果类型太大，则增加直径D和中心距a。如果型号太小，弯曲应力小，但能传递的功率也小，这样胶带的数量太多，胶带的松紧度很

28、可能因制造误差而不同。因此，选择正确类型的胶带非常重要。计算出的功率 P ca和小皮带轮的速度分别为 0.40 kW 和 1440 r/min。所以选择Z带。大小带轮的直径D 1 、D 2取大皮带轮D 2 =300mm为实现1/3.841/5.76的传动比所以D 1 =52.08mm78.13mm然后取D 1 =50mm80mm即小皮带轮的最小直径为50mm其最大直径为 80 毫米。驱动轮的参考直径D 1 50mm，因此所选尺寸符合要求4.计算胶带的速度V(4-2)式中，D 1 =80mm n 1 =1440r/min（按小传动比计算）小姐根据上式确定了轮径，也确定了带速。同样的动力传递，带速

29、V越小，传递的圆周力越大，需要的胶带越多。如果皮带速度过高，由于皮带的离心力大，皮带与皮带轮之间的正压力会降低，从而降低摩擦力和工作能力，同时疲劳强度也会降低。由于 c 过大而减少。因此，在结构尺寸内容的条件下，最合适的速度为10-20m/s。 Z、A、B、C型V型带的带速大于35m/s时，应重新选择轮径。由于 V=6.032 m/s (35) mm ，取b=6 mm锁定圆弧张角其中Z滑轮的槽数为6式中n圆针数为2第 5 章 执行器设计执行器是机器最重要的部件，是机器不可缺少的。它的主要功能是给执行端件提供力并驱动它实现运动，即根据需要交换传动系统传递的运动和动力，以满足执行端件的要求。执行系

30、统的设计应满足以下基本要求：1.保证设计提出的功能目标2、足够的使用寿命和强度刚度要求3. 执行机构结构合理、协调一致在糖果包装机的执行机构中，最重要的是机械手、进出糖机构、进糖托盘机构的设计。这里只设计了机械手和送糖盘机构。进出糖机构主要是凸轮的设计。机械手及进出糖机构设计机械手设计标准：工位前，机械手必须处于闭合状态，使巧克力进入机械手模腔并处于合模状态，使巧克力在糖果时不会脱落。条和顶部糖果条缩回。再次进行造纸。当机械手到达工位时，机械手处于张开状态，可以进行巧克力下落和摘糖棒的动作。根据以上设计要求，机械手及进出糖机构如图5-1所示。图 5-1 机械手和糖进出机构1-机器人开闭凸轮 2

31、-成品 3-传送带 4-托盘 5-弹簧 6-夹糖机械手7-糖盘 8-托盘 9-巧克力糖 10-传送带-上料站-出糖站5.1.1夹糖机械手的设计夹糖机械手是机械手设计的关键部分，其设计的好坏直接影响糖果的包装质量。夹糖机械手的作用是把巧克力糖从送糖盘中包装出来，输送到传送带上输出糖果。它分为两部分：一是移动机械手部分，二是静态机械手部分。通过两者的配合，完成动作过程，实现所需功能。这也是机器人设计中最重要的部分。一、设计及加工要求(1)必须有足够的夹紧力P夹。在确定手指的夹紧力时，除了工件的重量外，还应考虑工件在传递过程中产生的惯性力和振动，以确保可靠夹紧。(2)必须有一定的开合角a。手指的开合

32、角度应能适应工件的尺寸变化和手的运动路线。(3) 确保工件定位正确。为了保持手指与工件的准确相对位置，必须根据工件的形状选择相应的手指形状进行定位。(4)结构要紧凑。使其轻巧灵活。(5)巧克力腔的表面光洁度很高，以免刮伤铝箔。而且机械手打开时不易粘在模腔上，因此要求锥面的表面粗糙度很低。型腔表面可以镀铬。2.基本结构夹糖机械手的结构和尺寸设计成两部分：移动机械手和静态机械手。材质选用45#钢。静态机械手固定在转盘上，其结构和尺寸如图 5-2 所示。图 5-2 静态机械手机械手的结构和尺寸如图5-3所示。5的孔用于在转盘上安装活动铰链孔，使移动机械手绕转盘转动，完成所需的操作。安装弹簧采用距离为

33、9和25的气缸； 4孔用于安装滚轮，减少机械手与凸轮之间的摩擦，减少两者之间的磨损量； R8.5 和 24 是用于武装巧克力的半腔，根据巧克力的大小而定。其余尺寸由设计师确定。图 5-3 移动机器人3、锁模力P计算机械手工作时，保证手指能可靠夹持工件所需的夹持力可按下式计算：9.8K 1 K 2 K 3 G (N) (5-1)式中K 1 安全系数（通常为1.52）K 1 =1.8中K 2 工况系数K 2 =1+a/g式中K 3 工作取向系数K 3 =1/2f最大加速度a=8.18m/s 2 （由凸轮计算）所以K 2 =1+8.18/9.8=1+0.835=1.835其中，摩擦系数f=0.30.

34、4取f=0.3G巧克力糖质量：G=0.098（N）（假设）9.81.81.8350.01/(20.3)=0.53949(N)取= 0.588 (N)4.弹簧力P计算弹簧是一种在载荷作用下能产生较大弹性变形的弹性元件。弹簧广泛用于各种机械，主要用于：控制机构的运动，如制动器和离合器中的控制弹簧、燃气发动机气缸的气门弹簧等；减振缓冲，如汽车、火车车厢下的减振弹簧，各种缓冲器用弹簧等；输出能量，如时钟弹簧、炮闩弹簧等；测量力的大小，如测力计中的弹簧、弹簧秤等；(1)选择圆柱螺旋拉簧：根据载荷的不同，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧四种。此处选择拉伸弹簧。如图 5-4 所示，圆柱螺旋拉

35、伸弹簧卸载时，线圈应相互靠近。另外，为了节省轴向工作空间，保证弹簧各圈在无负荷时相互压紧，弹簧丝在缠绕过程中往往绕着自己的轴线扭绞。这样制成的弹簧在每个线圈中都有一定的压紧力，在弹簧线材中也会产生一定的预紧力，所以也叫有预紧力的拉簧。图 5-4 弹簧(2)材质：低锰弹簧钢（65Mn）常用的弹簧钢材料主要有以下几种：碳素弹簧钢（65、70钢）、低锰弹簧钢（65Mn）、硅锰弹簧钢（60SiMnA）、铬钒钢（50CrVA）。这里选用低锰弹簧钢（65Mn）。与碳素弹簧钢相比，具有淬透性更好、强度更高的优点；缺点是淬火后容易产生裂纹和热脆性。但由于价格便宜，一般用于制造离合器弹簧等小型弹簧。由于其价格便

36、宜，淬透性好，强度高。(3)计算弹簧系数KF：K F = (4 ) (4 )+0.615/C 其中，旋转比C=d/D=(510)取C=8K F =1.1071+0.0769=1.184选择弹簧线径d=0.6mmD=Cd=80.6mm= 4.8mm5、计算弹簧伸长率为X=20/3 mm时弹簧拉力的变化F（由计算得出）(5-2)其中=(4 12) 取 =7F+ Fpre =2.4931(N)5.1.2凸轮设计凸轮机构广泛应用于特种机床的自动化和半自动化。常用于驱动工作部件的进给运动、调动运动和控制其他一些辅助机构。它具有运行可靠、体积小、结构简单的特点，多适用于行程小、运动规律复杂、转速低于500

37、转/分的运动循环。1. 选择凸轮类型机械手凸轮由两条圆弧和它们之间的过渡圆弧曲线组成。常用的凸轮有：圆盘、立柱、板。这里选用的圆盘形状如图5-5所示，是一个具有径向变化轮廓曲线的圆盘形零件。它的特点是结构简单，体积小。但半径差不宜过大，一般不超过510mm，这里的半径差为8mm。2.凸轮材料选择凸轮和从动件的材料应保证工作面具有一定的耐磨性，并能承受较大的动载荷。因此，较为重要的凸轮材料一般采用优质碳素钢或合金结构钢。如45号钢、50号钢、20Cr钢或40Cr钢。这里取的是 20Cr 钢。 20Cr钢经表面渗碳淬火回火，硬度为HRC=6062。图 5-5 凸轮3 .凸轮尺寸计算如图，取r1=5

38、0mm，r2=42mm选择凸轮和从动杆时应考虑以下几点：(1)满足生产工艺要求(2)尽量提高机器的生产效率(3) 减少冲击和振动，提高机器的工作性能(4) 凸轮轮廓曲线易于制造(5) r1 到 r2 的过渡是匀速过渡行程图、速度图、加速度图分别如图5-6所示。图 5-6 凸轮上的位移、速度和加速度图表5.1.3机械手固定转盘的设计它的作用是驱动机械手工作，其上每个孔的位置精度影响机械手的开合，所以对每个孔都有一定的要求。转盘的结构和尺寸如图5-7所示。图 5- 7 机械手固定转盘12-4.5孔用于固定机械手的静态机械手，静态机械手的两个孔的两个角度相同，因为弧长必须相等才能保证不会有孔间距.错

39、误而不会导致无法安装静态机械手。孔所在圆的尺寸为138mm，转盘大圆148mm与静态机械手固定部分的圆尺寸相同，从而定位12个孔的位置精度。 6-M8mm用于固定移动机械手，其尺寸自行确定，角度8和直径120mm由移动机械手8mm的尺寸和静态机械手与静态机械手的高度差决定。转盘的厚度由你自己决定。 M5用于轴向固定转盘。孔径由轴的设计决定。5.2糖盘及托盘设计送糖盘的作用：将巧克力从送料带传送到工位位置，进行后续操作。材质选择：45#钢45#钢具有良好的切削性能和良好的切削加工性，有利于加工复杂形状的送糖盘。与巧克力接触的每个表面都需要一定的表面光洁度。糖块厚度12mm，糖盘厚度10mm。由于

40、加工过程中的加工误差，加工24mm的半圆形进糖孔时应进行铰孔加工，以防止方糖因加工误差的存在而顺利进入半圆形孔，使顶部糖棒无法顺利将方糖推到顶部。进入机械手，使机器无法正常工作。轴端由轴端挡圈轴向固定。中心孔的尺寸由轴的设计决定。底座大于送糖盘的尺寸，以防止方糖倾斜或掉落。因此，送糖盘底座的最大尺寸是由送糖盘最大尺寸234mm为250mm决定的。 17mm的孔由方糖大小决定。方糖底面尺寸为24mm。孔的大小一定要小于方糖底面的大小，否则方糖会脱落，孔的大小不宜过小。 ，否则顶棒直径太小，顶棒容易弯曲，故设17mm。它的长度与托盘的最大厚度相同，使顶部糖棒能够顺利进入孔进行顶部糖动作。 105m

41、m的大小完全由送糖盘的大小决定，105mm，而且两者必须完全一样，否则上面的糖棒无法到达方糖的中心，导致方糖脱落与否进入机械手。5.3其他执行器的设计其余的执行机构包括顶糖机构、接糖机构、放糖机构、造纸机构和剪纸机构。这些不是糖果包装机的主要机构，这里只进行原理设计。图 5-8 为抄纸和拉糖机构示意图。图 5-8 造纸除糖机构1-分配轴 2-糖杆圆柱凸轮 3-造纸凸轮 4-弹簧5-纸板 6-夹糖机械手 7-糖杆 8-盘形凸轮 9-偏心轮造纸机构相对尺寸的计算纸板厚度：由于送糖转盘与机械手的距离为6mm，且纸板必须插在中间，所以其厚度不可避免地受到一定的限制，其厚度为4.5mm。对抄纸凸轮的要求

42、：要保证抄纸完成后抄纸板不干扰顶糖机构和接糖机构。因此，凸轮必须有足够的偏心距，这就对凸轮的尺寸提出了要求。凸轮的两个极限位置离轴心的距离分别为45mm和20mm，偏心距为25mm，使纸板的行程为25mm。顶糖及接糖机构的原理结构图如图5-9所示。图 5-9 顶糖和收糖机制1-平面凹槽凸轮机构 2-顶糖杆 3-糖块 4-糖杆 5-圆柱凸轮机构顶部糖棒、接糖棒和糖块表面安装橡胶块，防止损坏糖块。切纸机构的原理结构如图5-10所示。图 5-10 切纸机1 - Kirigami 圆柱凸轮2 - 活动铰链3 - 顶杆4 - 切纸刀动刀架 5 - 动刀6 - 切纸刀静刀综上所述技术设计是对结构进行原理设

43、计，确定零件的数量、形状、尺寸、材料等，对主要构件中的关键零件进行动力计算、功率计算、强度计算、刚度计算。 在整体设计中，要充分考虑整个包装机系统的布局、运动协调、造型设计、人机环境、包装运输等。模块化设计是一种先进的设计方法。其核心思想是将系统按功能划分为若干模块，将包装机中相同功能的单元设计成具有不同性能和互换性的模块。 ，使包装机多功能化、系列化。本设计采用弧齿同步带传动。皮带传动具有以下特点：（1）可以减轻负载的冲击，压力传感器和温度传感器的合理布置也直接影响传动速度的调节； (2)运行平稳、无噪音，通过滚动丝杠传动将旋转运动转化为活塞的直线运动，滚动丝杠传动效率可达90%以上； (3

44、) 过载会导致皮带在皮带轮上打滑，从而防止损坏其他部件。其次，在设计中还增加了机械手的操作，使整个混糖过程更加准确，按时完成过程，避免人工操作时受伤。控制，使电机速度控制非常简单。参考1黄景元，龚建霞，贾彦林。机械产品的实用设计。机械工业，2000（10）： 94972 濮良贵，季明刚机械设计。高等教育，2001（10）：10 153 修宁机械设计课程设计。大学, 2005: 40 504 洪，周建南，王道涵，等。机械工程手册。机械工程，2006(9)：88 925 詹启贤.自动机械设计。中国轻工业，2007： 9 0 936 唐锐.轻工业自动机。交通大学, 2002:3 4 447 修宁机械

45、设计基础。大学, 2004: 88 9 58 吴宗泽机械结构设计。机械工业，2003年：149 1509 史美堂金属材料和热处理。科技出版，2008：88 9910 Orlov P. 莫斯科机器设计基础：Mir Pub，2001：9495 1 1机械驱动（参考问题）机械设计52（14），2000：99105至本研究和论文是在我的导师守诚先生的悉心指导下完成的。他严肃的科学态度、严谨的学术精神和卓越的工作作风深深地感染和鼓舞了我。从选题、构思、材料收集到项目的最终完成，老师一直给予我细心的指导和不懈的支持。老师不仅在学习上给予我悉心指导，而且在思想和生活上给予我无微不至的关怀。谨向老师表示诚挚的

46、敬意和崇高的敬意。还想请教感官系的各位老师。他们在完成论文的各个方面都给了我很大的帮助，使我的毕业论文得以顺利完成。本次设计中应用的很多知识也是在完成论文中遇到的一些问题，只有在老师的帮助下，我才能一一克服困难和疑惑，直到设计顺利完成。毕业后，我无法立即报答帮助和教育我的老师。今后我会努力报答你的恩情。最后，感受一下在百忙之中审阅这篇文章的专家老师们！毕业设计（论文）原创性声明及使用说明授权书原创性声明我再次承诺：我提交的毕业设计（论文）是我在导师指导下开展的研究工作和成果。据我所知，除文中特别注明和注明外，它不包含已发表或由其他人或组织发表的研究成果，也不包含我为获得学位而使用的材料或 其他 教育 机构 的 资格 .对本研究提供帮助和贡献的个人或集体已在文中明确表达并表达了他