粒状巧克力糖包装机的传动系统设计

本科毕业设计（论文）通过答辩 摘 要120r/min。关键词：包装机；巧克力糖包装；机械手。优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 ABSTRVTGranularcandypackagingmachinedesignistypicalofmechanicalsystemsdesign,itisnotonlytheorganization'ssize,strengthdesign,includingthedesignofthemechanicaltransmissionsystem.Thisdesignisforroundcylindricalchocolatealuminumfoilpaperpackaging.Design:thedesignandpowertraindesign.Thepackagingmachineinputchocolatehem,sideofthebargain-hunting,andmore,untilthelastoutputbytheconveyorbelt.Implementationoftheentiresystemfunctions,therobottoachievethefoldersugar,folding,transferfunction,sothetransmissionsystemdesign,asanactionexecutionsystem,powerisessential,ofcourse,itappearsthepowerdeliverysystemparticularlyimportant.Thesystemfunctionstoachievetherobotturntosendthetransferofthesugardish,forpaper,papercutting,papermaking,thensugar,sugartopandreversalofsugar,andotherfunctions,theyallrequiredifferentamountsofpower,whichrequirestheadjustmentofthetransmissionsystem.Manipulatortranslocationfunctiontoachieveintermittenttransferfunctionhavetodrivechainsheaveinstitutionstoachieve,theagencyyouwanttoensurethatrobotgotothebit,thereisacertainresidencetime,andthustothetopofsugar.thensugarandreversalofsugarfunctionsprovidethenecessarymechanicalactionexecutiontime.Designedpackagingmachineinstitutionsnormalproductionrateof120r/min.Keywords :packingmachine; chocolatepackaging;mechanicalhand.优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 目 录绪论 1粒状巧克力糖包装机的工艺确定 1产品特征 1包装材料 1包装工艺方案拟定 2巧克力糖包装工艺的实验 2粒状巧克力糖包装机的总体布局 3机型选择 3自动机的执行机构 3包装机总体布置 4粒状巧克力糖包装机的传动系统 5粒状巧克力糖包装机的电机选择 5电动机类型和结构的选择 5电动机容量选择 6确定电动机转速 6分配各级传动装置传动比 7V带传动设计 7确定设计功率 7选择带的型号 7确定带轮的基准直径 7验算带的速度 7确定中心距a和V带基准长度Ld 8计算小轮包角 8确定V带根数Z 8确定初拉力 9计算作用在轴上的压力FQ 9带轮结构设计 10链传动设计 11选择链轮齿数 11确定计算功率 11确定链节距p 11初定中心距a0，取定链节数Lp 11确定链长和中心距 12求作用在轴上的力 12确定润滑方式 12链轮的设计 12螺旋齿轮设计 13选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 13按齿面接触强度设计 14确定公式内各计算数值 148.2.2计算 148.2.3几何尺寸计算 15优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 轴设计 16凸轮和槽轮设计 17结论 21参考文献 22致谢 23优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 1绪 论80粒状巧克力糖包装机的工艺确定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。80题。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：采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 包装工艺方案拟定图2-1包装工序分解图2-175mm×75mm2-1(a)所示。使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图2-1(b)所示.2-1(c),(d)所示.巧克力糖包装工艺的实验]图2-3为钳糖机械手及巧克力糖包装简图.图2-2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:476852-2(b102-2(c259,2-2(d优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 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.（软性尼龙丝2-3巧克力糖包装成型机构2-3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-顶糖杆这样的工艺方案就此确定。粒状巧克力糖包装机的总体布局3-1钳糖机械手及进出糖块机构机型选择3-1钳糖机械手及进出糖块机构根据前述工艺过程，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。自动机采用四槽槽轮机构作工件步进传送。自动机的执行机构根据巧克力糖包装工艺，确定自动机由下列执行机构组成：送糖机构；优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 1-输送带2-糖块3-托盘4-钳糖机构5-钳糖机械手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-出糖工位接糖和顶糖机构；抄纸机构；拨糖机构；钳糖机械手的开合机转盘步进传动机下面是主要执行机构的结构和工作原理。3-148863-2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。包装机总体布置图3-1接糖和顶糖杆机构1-圆柱凸轮2-接糖杆 3-糖块图3-1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-平面槽凸轮优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 粒状巧克力糖包装机的传动系统17161716图4-1粒状巧克力糖包装机传动系统简图1-电动机5-顶糖杆凸轮9-接糖杆凸轮2-带式无级变速机构6-剪纸导凸轮10-钳糖机械手3-链轮幅7-拨糖杆凸轮11-拨糖杆4-盘车手轮8-抄纸板凸轮12-槽轮机构13-接糖杆14-顶糖杆15-送糖盘16-螺旋齿轮副17-分配轴粒状巧克力糖包装机的电机选择电动机类型和结构的选择]择Y优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 电动机容量选择由《机械设计》[2]根据已知条件，电动机工作所需要的有效功率为：FPwVwF

0.4kww式中Fw＝1600N Vw＝120r/minηw—轴承的效率0.98ηb—Vηg0.97ηl0.96

103

w （5-1）由电动机至运输带的传动总效率为：

2

公式（5-2）则：总

总 bwgl0.980.9820.970.960.88所以：电机所需的工作功率：

PPwP0

公式（5-3）总代入数: p=0.4／0.88=0.46(kw)0因载荷平稳，电动机额定功率Pm只需略大于P0即可，选Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率为0.55KW。确定电动机转速取螺旋圆斜柱齿轮传动一级传动比范围ig

1~2Vib

2~4,链轮的传动比i1~2,则总传动比例的范围il

2~16.故电动机转速的可选范围为n=in×120r/mina w=(2~16)×120r/min=240~1920r/min则符合这一范围的同步转速有：750r/min、1000r/min、1500r/min三种。根据容量和转速，由《机械设计》[2]查出适用的电动机型号为Y801-4额定功率0.55kw，额定转速1390r/min。根据电机转速转速得总的传动比:iinmn=1500/120=12.5优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 分配各级传动装置传动比[2]查，确定带轮的传动比i4，链轮的传动比i2.1，齿轮传动比ib l g表5-1各轴数据参数参数电动机轴1轴2轴3轴转速/（r/min）1390348174116功率P/kW0.550.5390.5070.482转矩T/(N•m)3.7814.7927.8339.68V确定设计功率由《机械设计》[2]查得工作情况系数ka

1.1pd

kp1.10.55kw0.605kw。a选择带的型号V带型号根据设计功率Pd和小带轮转速n1确定，查《机械设计》[2]可选取Z型带。确定带轮的基准直径d 和dd1 d2[2]V

d

z

d

=50mm,选取小带轮基准直径：d d1 d

idd1

=4×63mm=252mm。选取大带轮基准直径dd2

=250mm。验算带的速度由带的速度公式：

V（6-1）代入数: =3.14x63x1390/(60x1000)=4.6m/s优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 式中: n为电动机转速；D为小带轮基准直径。即v=4.6m/s<Vmax=25m/s,符合要求。确定中心距aVLd根据0.7(dd1

d )ad2

2(dd1

d 初步确定中心距d20.7x（63+250）=219mm≦a0≦2x（63+250）=626mm要求工作平稳，选取中心距a0=440mm。初算带的基准长度Ld： (d d)2L2ad

(d2

d )d2 d1 d2 4a

（6-2）0代入数: =2x440+3.14x313/2+187x187/(4x440)=1391mm式中: Ld为带的标准基准长度；Ld’为带的初算基准长度a0为初选中心距。查教材表5.2普通带基准长度Ld及长度系数KL，确定带的基准长度Ld=1400mm。计算实际中心距a，由Laa 0d2

公式（6-3）代入数值:

a=440+(1400-1391)/2=445mm计算小轮包角小带轮包角：

d180 d1

da d157.3

公式（6-4）代入数值:

180-187x57.3/445=156>901确定VZ得优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 Pzd 公式（6-5）P(pp)KK0 0 L确定式中各值：k为包角修正系数，考虑包角180对传动能力的影响，由参考文献查得k

0.93；k为带长修正系数，考虑带长不为特定带长时对使用寿命的影响，由参考文献查得kl

1.14；pV根Vp0

=0.28kW；计算功率增量p=0.03。0

pzd （6-6）p(p0p0)kkl代入数值:所以，选取V带根数z=2。

z=0.605/[(0.28+0.03)x093x1.14]=1.84确定初拉力F0单根普通V带初拉力计算公式：P 2.5KF500d( mv2 （6-7）0 vz K式中 Pd为设计功率；Vzk为包角修正系数；m为普通V带每米长度质量，由参考文献查得m=0.1kg/m。所以F5000

0.605(250.9325.2

0.065.25.254.4N计算作用在轴上的压力压力等于松边和紧边拉力的向量和，如果不考虑带两边的拉力差，可以近似为按带两边所受初拉力的合力来计算：β α式中， F0

为初拉力；

F=2ZFcosQ 2

=2zF0

sin12 （6-8）z为带的根数；优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 所以FQ

为小轮包角。12255Sin(1572)216N＼\＼勹＼\＼勹带轮结构设计图6-1小带轮1／y—＼＼勹1／y—＼＼勹1f图6-2大带轮优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 7链传动设计选择链轮齿数链传动速比：i1

2.1。由《机械设计》[2]查表得：z1z2

19iz1

2.11940，z2

120，合适。确定计算功率已知链传动工作平稳，电动机拖动，由表选KA=1.0，kz

1.32，单排链则计算功率为:pkkc az

p11.320.5390.7kw （7-1）确定链节距p首先确定系数kz

,k,kl p由《机械设计》[2]查得小链轮齿数系数kz额定功率为：

kl

1.09kp

1.0。所需传递的p pc 6.7p 0 KKK 1.341.091.0Z L P选择滚子链型号为10A，链节距p=15.875mm。初定中心距a0，取定链节数Lp初定中心距a0取640mm；

=(30~50)p：a0

(30~50p476.25~793.75 公式（7-3）a zz zz pL 201 2(2 1)2 p0 p 2 a

公式（7-4）0带入数值得111.9节；由《机械设计》[2]取链节数为112节。优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 确定链长和中心距链长L=Lpp/1000=112×15.875/1000=1.778m中心距：af1

p[2Lp

(z1

z)] 公式（7-5）2a0.2491715.875[2112(1940)]652.7mm取a=653mm，a>550mm，符合设计要求。求作用在轴上的力nzp 3471915.875链速：

v1 1.7m/s

公式（7-6）60103 60103工作拉力： F=1000P/v=1000×0.539/1.7=317N；由《机械设计》[2]查得，工作平稳，取压轴力系数KQ

=1.15。轴上的压: FQ

=K=1.15×317N=365NQ确定润滑方式由《机械设计》[2]根据P、v查表，知可采用油脂润滑。链轮的设计7-1小链轮优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 7-28螺旋齿轮设计选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数高速级选用直齿圆柱齿轮传动；7材料选择选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45(调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS；Z1=40，大齿轮齿数Zi2 1

Z=1.5×24=60，取；Z=601选取螺旋角β=45优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算d 1t

公式（8-1）2kT 2kT i1t3d (H E)2ZZi]H1)试选载荷系数Kt=1.6。2)小齿轮传递的转矩T9.55105p11624Nmmn[2]Φd=1。1[2]查得材料的弹性影响系数锻钢ZE=189.8MPa2[2]σlim1=600MPaσlim2=550MPa。[2]300N60njL1 1 h

60419130028151.81109 公式（8-2）NN1N2 i1

1.811091.21109 （8-3）1.5[2]查得，取接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力取失效概率为1﹪，安全系数S=1,则

K

0.9,

1.05K ]H1

HN1lim1540MpaSK ZH

1.9

]H2

HN2lim2522.5MpaS端面齿和度1

0.5,2

0.5计算试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 21.611624 1.521.611624 1.513111.9189.8( )21.5531.251t计算圆周速度

n 30.57419v0.6760103 60103计算齿宽b计算齿宽与齿高比b/h

b

dd

130.5730.57mm 公式dcos 30.57cos45模数：

0.54mmnt z 401齿高： h2.25mt1

0.542.251.22mm计算纵向重合度

b30.5725.1h 1.22计算载荷系数K

z d

tan0.138140tan451.3 公式由《机械设计[2]查得使用系数KA=1；根据7级精度，由《机械设计[2]查动载系数查表k K K K 1.4H F H H故载荷系数KKKK K 11.111.41.422.21 公式（8-6）AV H H3KK3KKt32.211.6计算模数m1

d=d1 1t

=30.57× .58

公式（8-7）dcos45 33.58cos45m1 0.59取模数为mn

0.6

1 z 401dcos45z1 1 0.6取小齿数为40，则大齿数为60。几何尺寸计算计算大小齿轮的分度圆直径优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 zmd 1n

400.6 400.61 cos cos45zm 600.6d2n51.581 cos cos45计算中心距

(zz)ma1 2 n42.42cos45圆整取中心距为43mm。按圆整后的中心距修正螺旋角

(zz)m

1020.6arccos1 2 narccos 45 公式2a 243计算齿轮宽度

bdd1

134.4034.40圆整后取B2=35mm,B1=40mm。9轴设计步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45A=1120d Amin

112 0.53912.96mm 公式p3n3p3n初定轴的直径为20mm，其余尺寸根据各零件相应确定。图9-1大带轮轴图9-1大带轮轴优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 -—－一－—-—-—-尸—--图9-2单螺旋齿轮轴口 争争－一一1--t图9-3凸轮轴勹曰 勹 三勹图9-4双螺旋齿轮轴10凸轮和槽轮设计表10-1顶糖杆槽凸轮5参数R=（40~70） 50H=（50~100） 80推程h=H-R 30优秀论文设计，答辩无忧｀ 本科毕业设计（论文）通过答辩 ｀图10-1顶糖杆槽凸轮5表10-2拨糖杆偏心凸轮参数R=（40~70） 50H=（50~100） 87/ ------l/ ------l ＼＼迂：宁宁图10-2拨糖杆偏心凸轮优秀论文设计，答辩无忧 本科毕业设计（论文）通过答辩 表10-3剪纸刀平面凸轮6参数序号凸轮运动角δ推杆的运动规律10°~120°等速上升h=602120°~180°推杆远休3180°~270°正弦加速度