纸杯成型机整体成型部分及其传动设计

湖南工业大学本科生毕业设计（论文）湖南工业大学本科毕业设计（论文）（2010届）本科毕业设计（论文）资料题目名称：纸杯机整体成型部分及传动系统设计学院（部）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：陈爱班级：机设063学号06402600115指导教师姓名：何国旗职称教授最终评定成绩：湖南工业大学教务处

2010届本科毕业设计（论文）资料第一部分设计说明书

（2010届）本科毕业设计（论文）纸杯机整体成型部分及传动系统设计学院（部）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：陈爱班级：机设063学号06402600115指导教师姓名：何国旗职称教授最终评定成绩2010年5月湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料61-摘要在人们追求方便、卫生、安全以及环保的现代社会，一次性杯子在人们的日常生活中逐渐体现其优越性。并且随着一次性塑料杯的逐步退出现代消费市场，一次性纸杯正成为现代社会一次性杯子的主流，并也发展的趋势逐步进入到餐饮行业代替餐具容器。为满足日益增长的市场需求，纸杯成型机的研究、设计和改进工作也应与时俱进。自动纸杯成型机通过自动送纸、冲底、注油、封合、预热、加热、翻底、滚花、卷边、退杯、出杯等连续工序生产出纸杯。本设计主要完成纸杯整体成型及其传动系统部分的设计，该部分主要包括纸杯的预热、加热、翻底、滚花、卷边和退杯工序。纸杯成型机本部分的动作主要通过四杆机构，凸轮机构，间歇机构等机构来完成。本设计将依次对纸杯成型机生产工艺过程分析，各个功能实现以及执行机构的确选择、纸杯成型机总体传动方案的确定，并在此基础上进行传动系统零件的设计计算，主要对带传动、链传动、凸轮传动、偏心轮传动、弧面凸轮分度间歇机构以及主轴进行详细的设计计算。本设计对纸杯成型机的工作原理作了详细的介绍，并通过设计计算确定其主要参数和结构。该自动纸杯成型机结构合理，操作方便，功耗较小，效率较高，性能稳定，能进一步满足目前日益增长的市场要求。关键词：机械自动纸杯成型机纸杯成型

ABSTRACTInthemodernsociety,withpeople’spursuitofconvenience,health,safety,andenvironmentalprotection,sanitarycupsgraduallyshowitssuperiorityinpeople'sdailylife.Andasthedisposableplasticcupregularlywithdrawfromthemodernconsumermarket,papercupisbecomingthemainstreamofone-offcupandenterthecateringindustryinsteadofcutlerycontainers.Tomeetthegrowingmarketdemand,theresearch,designandimprovementofthepapercupformingmachineshouldalsobeadvancedwiththetimes.Theautomaticpapercupformingmachineproducespapercupsthroughcontinuousprocessofautomaticdocumentfeeder,redbottom,oiling,sealing,preheat,heating,turnthebottom,knurling,curling,exitcupanddumpcupetc.Themainpurposeofthedesignistodesigntheoverallshapeofthepapercupandthetransmissionsystemwhichincludetheprocessofpapercups’preheating,heating,turnthebottom,knurling,curling,andexitcup.Tofinishthispartofpapercupformingmachine,atypicallinkage,chaintransmission,belttransmission,cammechanismsandintermittentinstitutionsareused.Thisdesignwilldesignandcalculatetransmissioncomponentsonthebasisoftheanalysisofpapercupformingmachine’sprocess,achievementofdifferentfunctions,theselectionofimplementingagenciesanddeterminationoftheoveralltransmissionscheme.ThemaincontentistodesignandcalculateVbelt,chain,sprocket,cam,eccentricwheel,spindle,camGloboidalintermittentindexingagenciesandprincipalaxisdetailedly.Thedesignmakesadetailedintroductionabouttheworkingprincipleofpapercupformingmachine,anddeterminesthemainparametersandstructuresthroughdesignandcalculation.Theautomaticpapercupformingmachinehasreasonablestructure,convenientoperation,lowpowerconsumption,highefficiencyandstableperformancewhichcanfurthersatisfythegrowingdemandsofthemarketatpresent.Keywords:Machinery,AutomaticPaperCupFormingMachine,PaperCup

目录第1章绪论 -13-

2010届毕业设计（论文）课题任务书学院（部）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化指导教师何国旗学生姓名陈爱课题名称纸杯机整体成型部分及传动系统设计内容及任务一、设计参数1、纸杯规格：9盎司（规格尺寸：R=316mm，r=240mm，）；2、纸质材料：150—400g/平方米的单面涂膜纸张；3、生产速度：50只/分钟；4、电源要求：380V50Hz；5、总功率：4kW；6、机器重量：500kg；7、外形尺寸：(长×宽×高)2500×1200×1400。二、毕业设计图纸1、总装配图一张A0；2、机器中主要零件图若干张；3、总的图纸量不少于3张A0。三、设计说明书1、纸杯成型机的功能简介；2、纸杯成型机主要机构传动的设计；3、纸杯成型机的传动系统的设计；4、设计心得体会。拟达到的要求或技术指标1、熟悉纸杯成型机的工作原理；2、掌握纸杯成型机设计的一般步骤及工作方法；3、熟悉标准件的型号及选用；4、熟悉非标零件的结构设计及工艺规程设计；5、熟练掌握Auto-CAD、Pro/E等软件的使用；6、了解国内、外同类产品的现状和发展趋势。进度安排起止日期工作内容2010年01月10日—01月20日开题；2010年03月10日—03月19日毕业实习；2010年03月20日—04月15日Pro/E三维建模；2010年04月16日—05月10日书写说明书；2010年05月10日—05月25日绘制装配图和零件图；2010年05月26日—05月27日整理设计说明书，整理规范设计图纸；2010年06月01日—06月06日检查图纸和论文，准备答辩。主要参考资料1、机械设计；2、工程图学；3、工程材料；4、包装机械设计；5、非标零件的结构设计资料；6、机械零件；7、机械设计手册；8、机械加工工艺规程的设计资料；9、机械装配工艺规程的设计资料；10、Auto-CAD使用详解；11、Pro/E使用详解；系（教研室）意见签名：年月日学院（部）主管领导意见签名：年月日

湖南工业大学本科毕业设计（论文）开题报告（2010届）学院（部）：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：陈爱班级：机设063学号06402600115指导教师姓名：何国旗职称教授2010年01月20日

题目：自动纸杯机整体成型部分及传动系统设计结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写1500～2000字左右的文献综述纸杯成型机是生产一次性纸杯的机器，而一次性纸杯使用方便，安全卫生，价格低廉，绿色环保，相对传统的陶瓷杯，玻璃杯，塑料杯，不锈钢杯等非一次性杯子，其优越性在许多方面和领域都得到充分的体现。因为纸杯的以上优点，纸杯正成为许多家庭和公共场所主要食品容器。随着纸杯应用的区域的迅速推广以及使用人群的迅猛增长，对各式纸杯的成型技术展开研究成为必然趋势和当务之急，以研究、改进并开发出新的先进的纸杯成型机来降低成本，实现自动、高效地生产出足够的纸杯来满足市场的需要。最初的纸杯是圆锥形的，并且手工制造而成，后来出现了折叠纸杯，质量和生产率均不高。1932年第一只涂蜡两片纸杯问世，该纸杯美观耐用，成本较低，生产效益较高，但是此款纸杯不适于承载热饮料。为扩大纸杯的应用范围，1940年直壁双层杯推出市场，这种纸杯不但便于携带而且盛装热饮料，纸杯上涂布乳胶后能掩盖纸材的纸板味，并且能加强纸杯的防漏性，被广泛应用于自动售卖机来承载热饮料。当人们正在采用经乳胶涂布处理的纸杯承载热饮料的同时，有关食品公司有也开始将聚乙烯涂布在纸板上来增加纸包装的阻隔性和密封性，提高了产品质量，降低了生产成本，生产效率也得以提高。由于可以承载冷、热饮料，使纸板的应用范围得以进一步发展。制造一次性纸杯需要纸杯成型机，全自动纸杯机是一种多工位自动成型机械，它通过自动送纸(印刷好的扇形纸片)、封合（热封合纸杯壁）、注油(上卷口润滑)、冲底(从卷筒纸上自动冲裁杯底)、加热、滚花(杯底封合)、卷边以及卸杯、出杯等连续工序，以及具有光电检测、故障报警、计数等功能，是生产饮料纸杯、茶水纸杯、咖啡纸杯、广告纸杯及市场纸杯、冰淇淋纸杯以及其它的一次性食品纸质容器的理想设备。

目前国内市场上纸杯的生产大部分由手工走向了自动化，纸杯成型机应用越来越广泛，我们目前纸杯的成型技术都是在韩国技术上发展起来的，其研制的纸杯成型机被称为韩氏机型，韩氏机型具有简单、操作方便、造价低等优点。其在纸杯行业的起步阶段起到了一定的作用，但是随着纸杯市场的深入，纸杯使用领域的拓展，用户要求的不断提高，纸杯类型的增多，不同类型的纸杯其成型方法截然不同或者存在较大区别。这种机型暴露出来的缺点越来越制约行业的发展。市场急需一种高速并且能生产多品种、多型号的新一代纸杯成型机。针对韩氏纸杯成型机的诸多缺陷，大家也都看到了纸杯的无限潜在商机，而且在“消除白色污染，改善环境卫生”的国策背景下，很多大中型机械公司正组织科研人员不遗余力地在纸杯成型机项目上投入巨资研发，并借鉴国外先进技术，已潜心研制出具有国内领先水平的第二代纸杯机——智能高速纸杯机。该新式纸杯成型机采用了多工位、中封机构，利用卧式成型机构，大大提高了生产率和提高了纸杯制作范围。相信新一代卧式纸杯成型机将以其高速、产品多元化的优越性能而成为纸杯制造业更新换代、业务扩大之首选，它的出现将是纸杯业的一大飞跃。近年来，人们的卫生健康环保意识在不断提高，加之原油副产品价格上涨导致塑料餐饮容器成本上升，一次性塑料杯正迅速退出市场，而环保廉价的纸杯正凸现巨大商机，市场的需求日益扩大。一次性环保纸杯以其美观大方、干净卫生、防油耐温、无毒无味，低成本等优势已成为人们日常消耗用杯的首选，正在大量进入我国每个城镇居民家庭，并逐步向农村地区扩。在各种大型酒店、餐馆、电信、房地产、航空、铁路、医院、政府机构、家庭以及各大中小型商场超市用量巨大。为适应社会发展的需求，纸质容器必将取缔塑料纸杯，逐渐成为人们日常生活必需的消耗品。纸杯是一个很庞大的群体日常生活中必需的一次性消耗品，他们家家必备，一年四季必用，而作为人们日常生活必需的消耗品——一次性杯子，市场到底有多大？据有关资料显示：我国每年消耗的一次性塑料杯和纸杯达100亿只以上，预计今后几年内将剧增，在中国这个世界上人口最多的国家其市场潜力之大，需求源源不断，市场永不枯竭，商机无限。既然纸杯的商机无限，而制造纸杯需要纸杯成型机，于是很多企业家就购买了纸杯成型机，建起了自己的纸杯加工厂。而购买纸杯成型机加工制造环保纸杯更是诸多普通个人家庭投资致富、下岗工人二次创业、打工族返乡自主办厂、日用品经销商增项创收的上佳选择。纸杯成型机操作简便、性能稳定、占地少、效益高，是投资创业的首选项目。购买纸杯成型机也是广大中小投资者开办纸杯厂，进入环保产业开辟出一条成功之路。而在竞争日益激烈的今天谁购买的纸杯成型机的自动化程度越高，谁的经济效益就会越好，哪家机械设计制造公司生产的纸杯成型机越先进，它就能轻松占有更多的市场份额。所以纸杯成型机的设计制造更需要我们机械行业内的公司及人员投入更多精力、金钱、人力、物力去研究、改进和开发新产品。所以生产纸杯的纸杯成型机更是无限商机。2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案选题依据：一次性环保纸杯即将取代塑料杯而成为人们生活必需品，其市场潜力巨大，需求源源不断，市场永不枯竭，商机无限。而纸杯成型机是生产一次性纸杯的必需的机械设备,为了满足市场对纸杯的需求,纸杯成型机的技术将随纸杯的需量的大增而迅猛发展，市场需求量也将急剧增长。此课题的设计几乎涵盖了我们大学阶段学到的全部专业知识，例如机械原理、机械设计、工程制图、理论力学、材料力学、机械制造工艺学、机械设计学、液压与气压传动、几何公差与检测。我相信通过这个课题的设计能够更好地使我们所学到的知识在实践中得到检验、巩固与提高，使我们养成勤于动脑和查询资料的习惯，并提高我们的实际动手能力和解决实际问题的能力。主要研究内容：（1）方案论证和参数设计；（2）结构参数设计及其布置；（3）结构设计；研究思路及方案：（1）建立纸杯成型机结构模型；（2）查阅相关资料。3.工作进度及具体安排2010年01月10日—01月20日开题；2010年03月10日—03月19日毕业实习；2010年03月20日—04月15日Pro/E三维建模；2010年04月16日—05月10日书写说明书；2010年05月10日—05月25日绘制装配图和零件图；2010年05月26日—05月27日整理设计说明书，整理规范设计图纸；2010年06月01日—06月06日检查图纸和论文，准备答辩4.指导教师意见指导教师：年月日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师审查后签署意见生效。

本科毕业设计（论文）中期报告填表日期：2010年05月10日学院（部）机械工程学院班级机设063学生姓名陈爱课题名称：自动纸杯成型机整体成型部分及传动系统设计课题主要任务：Pro/E建模；纸杯成型机工艺的分析；纸杯机机构的选用；纸杯成型机总体方案的确定；纸杯机传动零件的设计；总装配图及主要零件图的绘制。1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果搜集整理纸杯成型机的相关资料；用Pro/e建模，绘制出机器的三维建模；编写并完成设计说明书的大部分内容。2、下一步的主要研究任务，具体设想与安排完成并完善设计说明书；完成主要零件图的绘制并整理规范所有设计图纸；按照规定对设计说明书进行合理排版检查图纸和设计说明书格式、规范等是否符合要求，准备答辩。3、存在的具体问题机器结构比较复杂，绘图以及设计计算的难度较大，涉及的设计计算难度较大；用Pro/E将零件图装配后部分机构（如：链传动、V带传动）无法做运动仿真。4、指导教师对该生前期研究工作的评价指导教师签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评阅表学院（部）：机械工程学院学生姓名陈爱学号06402600115班级机设063专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名何国旗课题名称自动纸杯机整体成型部分及传动系统设计评语：（包括以下方面，①学习态度、工作量完成情况；②检索和利用文献能力、计算机应用能力；③学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是□否□指导教师评定成绩