罐头装箱机的设计毕业设计论文

摘要罐头食品拥有携带简易、食用起来方便的特点。因为不受季节和地域的限制，所以随时可供给消费者食用，并且不需要冷藏。随着罐头需量的逐渐增加，生产力的不断提高，在罐头装箱的环节自动化装箱机代替手工装箱已成必然。装配是机械制造中手工劳动较多的工序之一，在一般的装配工序中可采用具有柔顺性的装配机器人进行工件传递、抓取、相配合零件的插入的工作，以实现自动化装配。当前，我国包装机械行业正受到国际金融危机的影响和国际竞争的挑战，以价格竞争的销售策略已经不能显现企业的优势。抓住机遇，调整产品结构，以高科技产品提升企业竞争力是未来我国包装机械行业应对危机和挑战的唯一出路。面对我国装箱机的市场需求，包装机械企业应重点开发一批具有国际先进水平的全自动，多功能，节能，环保的现代花装箱机，提高国产装箱机的市场竞争力。专家指出，在开发装箱机产品中一定要充分体现出高效，高精，智能化，标准化，模块化，弹性化且具有多种切换功能，可拆卸以及节能，环保的设计理念。在引进，消化，吸收的基础上，开发出具有自主知识产权的国产品牌。大多数装箱机是采用气动装置来实现操作的，此次装箱机的设计主要包含动作的机构部分、吸盘、控制部分、动力源。由带制动的电机驱动，使其完成装箱运转。通过独特的双四连杆机构，使罐头的升高和降落运动平稳准确。通过吸气、排气及电控等方式把罐头准确、可靠地放到箱子里。本机在工作过程当中，起步和终止均缓慢平稳，中途运动较快，缩短非工作时间，提高生产效率。罐头和箱的进出、定位、装运动作，安作保护均由PLC控制。关键词：装箱机；吸盘；连杆AbstractCannedfoodhastocarry,edibleconvenientetc.characteristic,maydonotgetseasonwiththerestrictionofregion,maysupplyatanytimetocustomer,neednotrefrigeration.Alongwiththegradualincreaseofcannedrequirementtheunceasingraisingofproductivityincanpackthelinkautomationofcasepackcasemachinereplacehandworkpackcasehavebecomeinevitable.Assemblyistheoneofhandworkprocessofmorelabourinmechanicalproduction.Ingeneralassemblerorder,mayadopttheassemblyrobotwhohascompliancetocarryoutworkpiece,transmit,grabtake,appearancecoordinationelementinsertenterwork,withrealizeautomationassembly.Rnationalfinancialcrisisandinternationalcompetitionchallenge,topricecompetitionstrategyofthesaleshavenotshowtheadvantageoftheenterprise.Seizetheopportunity,adjusttheproductstructure,improveenterprisecompetitivenessisthefutureofourcountrywiththehigh-techproductspackagingmachineryindustrytheonlywayoutofthecrisisandchallenge.Inthefaceofmarketdemandofpackingmachineinourcountry,packagingmachineryenterprisesshouldfocusondevelopmentofabatchofinternationallyadvancedleveloffullyautomatic,multi-function,energysaving,environmentalprotection,modernflowerpackingmachine,improvethemarketcompetitivenessofdomesticpackingmachine.Theexpertpointsout,inthedevelopmentofpackingmachineproductsmustfullyreflectsthehighefficiency,highprecision,intelligent,standardized,modular,elasticityandhasavarietyofswitchfunction,removableandenergy-saving,environmentalprotectiondesignconcept.Intheintroduction,digestion,absorption,onthebasisofdevelopedwithindependentintellectualpropertyrightsofdomesticbrands.Packcaseoperation,fromthegeneratordriveoftapebrake.passthrough4uniquetwolinkagemechanisms,makecanpromoteanddescendtomoveaccuratesteady.Throughbreathing,exhaustwithelectronic-controlledcancorrect,putreliablelyinchest.thismachineworkingprocessin,startwithterminateslowsteady,halfwaysportthanrapid,shortennonworkingtime,raiseproductionefficiency.Shipmentmovement,locationandthereceiptsandpaymentofcanandcaseareinstalledistheguarantortoprotect,controlbyPLC.Keywords:Packcasemachine；sucker；connectingrods目录TOC\o"1-3"\h\u12091第一章设计背景及方案的选择和确定 无菌的包装设备：如果想要缩短我国和国际的先进水平之间的差距，那么一定要提高速度，完善设备的性能。还要发展大袋无菌的包装技术和设备。研发出半液体无菌的包装设备，同时发展杯式无菌的包装设备，使得无菌的包装设备产品能够做到系列化。还要发展杯式的无菌小包装机械产品，来填补国内在这一领域的空白。真空、换气的包装设备：发展出适用于袋容量比较大的连续或者半连续的真空包装设备和将所需要的气体按照一定的比例充入袋内的非常高速的换气包装设备。瓦楞型纸板（箱）生产设备：是用来发展宽幅（2米以上）、高速成套的设备。一般在中轻型设备上都很注重成套性。想要拓展计算机技术的应用深度以及广度，主要在于提高性能和可靠性。制罐设备：是用来研制无汞焊接和专用电源的，课提高生产的速度。发展复合罐或者异型罐及喷雾罐等多种多样的系列制罐成套的设备以及相应的制罐生产线。环保包装机械：是一种开发各种各样的小包装用的纸袋的生产设备和一些以纸基材做为包装材料（容器）的包装设备，一定要适应环境保护的要求。推广和完善蜂窝纸板制造的技术，可以加快以纸代木的进度。推广和完善纸浆模塑的制造技术，要扩大应用的方面，例如向电子产品的包装方向上去发展。袋成趁充填—封口设备：发展系列化产品及配套装置，解决对物料的适应性、配套性和可靠性问题：采用先进技术，提高速度，同时开发可适用于单膜和复合膜两用的包装机；尽快开发性能可靠、高水平的粉粒自动包装设备。啤酒、饮料罐装成套设备：开发适用于10万吨/年以上大型啤酒、饮料罐装成套设备（包括装箱、卸箱、杀菌、贴标、原位清洗等）；发展具有高速、低耗、计量精确、自动检测等多功能全自动大型成套设备。称量式填充设备：发展各种形式的称量填充设备，着力提高速度和精度以及稳定性和可靠性，并与自动包装设备配套。裹包设备：提高产品的可靠性和操作安全性；除塑料薄膜裹包设备外，要开发折纸裹包设备；大力发展与裹包设备配套的各种辅助装置，以扩大主机功能应用面。包装机械的技术含量在一天一天的增加，我们国家现在有的一些包装机械产品的技术含量普遍不是很高，而国外都已经将很多的先进技术都应用在包装机械上了。例如远距离的遥控技术（包括监控）、自动柔性补偿技术、激光切割技术、步进电机技术、信息处理技术等。包装机械的零部件生产的专业化。很多的零部件不已经不是包装机械厂来生产了，都是通过一些比较通用的标准件厂来生产，某些特殊的零部件是由高度专业化的生产厂家来生产的，真真正正有名的包装机械厂一般都可能是组装厂。产品都在向多功能和单一，高速的两极化去发展。包装机械的最后的作用是在于提高生产的效率和产品的多样化。1.2方案的选择装配在机械制造的过程中相比其他是手工劳动相对较多的工序之一。而且由于技术上存在一定的复杂性，实现它的自动化非常难，尤其是在那种多品种、小批量的生产中能够实现其自动化装配对技术上的要求也会更高。在平常的装配工序中一般采用具有一定柔顺性的装配机器人去进行工件的抓取、传递、相配合零件的插入工作，从而实现其自动化装配。设计大体分四部分：传动部分、电控部分、电机的选择、吸盘的选择。方案一：传动部分：气压传动电控部分：单片机电机的选择：伺服电动机吸盘的选择：电磁铁吸盘方案二：传动部分：机构传动电控部分：可编程控制器电机的选择：交流调速电动机吸盘的选择：气动吸盘方案三:传动部分:液压传动电控部分:电机控制器电机的选择:步进电动机吸盘的选择：真空式吸盘1.3方案的选择在传动部分，方案一是采用气压传动，方案二是采用机构传动，方案三是采用液压传动。相比较，气动特点：（1）以空气作为工作介质，取之不竭，用之有余，用后的空气可直接排到大气中，不会让环境受到污染。（2）工作环境的适应性很好，尤其适用在那种易爆炸、易燃烧以及多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等机器劣质的环境中。（3）系统的定位困难。（4）气动元件结构简单，便于加工制造，使用寿命长，可靠性高。（5）空气的黏度很小，只有液压油的万分之一，流动阻力小，所以便于集中供气，中、远距离输送。机构得传动特点：（1）工作效率非常高。（2）定位十分准确。（3）工作的噪音特别大，尤其是排气时，需要加消音器。液压传动特点:液压工作压力比较大，工作系统稳定，调节方便，但液压系统安装和维护成本比较高。综合个条件比较，应该选择机构传动这一方案。在电控部分，方案一是采用单片机虽然能耗低、成本低，经济实惠，并且高集成度，体积小。但是由于单片机的硬件制作质量和抗干扰措施很难达到较高的标准，环境的适应性较差。用单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。可编程控制器是目前工控界发展最为迅速的工业自动化控制产品，该产品在国内外被广泛的应用于自动化领域内。可编程控制器体积小、抗干扰能力强、运行可靠，可以直接装入强电动力箱内使用，并且功能齐全、配套齐全，功能完善，适用性强运算能力强、编程简单直观，深深的受到各阶层使用者的喜爱。电机控制器抗电子干扰及抗震动性能强，但应用不是特别广泛，成本比较高，因此可以选择方案二。在电机选择上，三种电机都适用，但伺服电机在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电动机。并且价格昂贵，维护比较困难。步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机，所以主要应用在精度要求不是特别高的场合因此选方案二。在吸取方案上，气动吸盘和电磁铁吸盘都具有可行性，但真空式吸盘易损耗，所以不考虑。气动吸盘是利用负压原理将罐头吸起传送。而当罐头盒是铁制时用电磁铁也可将罐头吸起、传送及放下，但电磁铁还需断电保护，因此选方案二。根据以上的分析比较，选择方案二可行。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章传动机构的设计第二章传动机构的设计传动机构是把动力从机器的一部分传递到另一部分，使机器或机器部件运动或运转的构件或机构称为传动机构。传动机构的作用是（1）改变动力机输出转矩，以满足工作机的要求；（2）把动力机输出的运动转变为工作机所需的形式，如将旋转运动改变为直线运动，或反之；（3）将一个动力机的机械能传送到数个工作机上，或将数个动力机的机械能传送到一个工作机上；（4）其他特殊作用，如有利于机器的控制、装配、安装、维护和安全等而设置传动装置。图2.1罐头装箱机的动作原理图此设计采用气动吸盘进行吸取罐头，底部是一个曲柄摇杆机构，实现工作面A的位置移动，相连平行四边形四杆机构，来实现工作平面相对位置的水平移动。通过曲柄的旋转来实现在X方向的左右摆动，从而实现吸盘的动作。图2.2动作原理图简图用试选杆长的方法：初步设1杆长为1330mm，2杆长为853mm，3杆长为880mm，4杆长为399mm，5杆长为354mm，6杆长为257mm，7杆长为523mm，8杆长为151mm。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章动力系统的选择第三章动力系统的选择3.1电机的选择电机的选择包括选择点击的类型、容量（功率）和转速结构型式，并且要确定型号。3.1.1电动机类型和结构型式选择工业生产中通常使用三相的交流电源，如果没有什么特别的要求，一般都会选用三相交流异步电动机。最为常用的就是Y系列的电机和笼型的三相异步交流电动机。它的效率很高、工作十分可靠、结构普遍简单、维修起来十分方便、成本也低，通常用于不易燃的、不易爆的，无腐蚀性气体以及无特殊的要求的场合。也可以适用在某些要求比较高的起动转矩的机械中。本次设计主轴要求转速很低，因此转矩会很大，所以主要从输出转矩考虑电机的选择。估算主轴转矩的计算图3.1机构受力简图上图为机构受力简化图：AB方向为吸盘重力方向，ED为动力提供的转矩方向，所以可列力矩平衡方程：罐头重量6.5N/个，吸盘重取150NFAB×sin73ºBC=FED×sin82ºCD（3-1）FAB=罐头总重+吸盘重=24×6.5+150=306N306×sin73ºBC=FED×sin82ºCD（3-2）解得：FED=2101NFEDcos32º=FBCFBC=3189N图3.2机构受力简图如图3.2所示曲柄在CE这两点要求输出的扭矩最大扭矩T：T=FBC×CD（3-3）T=3189×0.1515=483.1N/m（3-4）通过转速、扭矩、功率选择由沈阳恒宇贝尔动力传动设备有限公司生产的减速电机,型号：BWE2215（引自参考文献）3.2气缸的选择3.2.1气缸的相关参数的介绍气缸的种类多样，各种型号的气缸性能及使用条件有所不同，且各生产厂家规定的技术条件也各不相同。一定要合理的选择气缸，使得气缸能够符合正常的工作条件和需求，进从而达到非常理想的效果。这些条件分别有工作介质的温度、工作压力的范围、环境条件以及润滑条件等等。首先根据对气缸的工作要求，选定气缸的工作规格：即缸径和行程。按气缸的工作要求的行程再加上适当余量，依此值选取相近的标准行程作为预选行程，以此进行轴向负载检测、径向载荷及缓冲性能校核。其次还一定要考虑到：例如环境条件，安装的方式，活塞杆的连接方式以及行程的发信方法等等。根据操作经验一般应该选择双作用气缸。普通双作用气缸理论推力F为：F=0.25πD²p（N）（3-5）式中：D—缸径（m）；p—气缸的工作压力（pa）。其理论拉力为F为：F=0.25π（D²-d²）p（3-6）式中：d—活塞杆直径（m）；估算时可令d=0.3D。气缸的行程应选择生产厂商提供的标准行程。由于制造误差或者安装误差，气缸行程到达终点时，工件没有受到气缸输出力的作用。选用标准行程的气缸就避免了这种现象的发生。3.2.2工作压力如何确定气缸的输出压力是由气动装置的工作压力和所有的管路阻力损失所决定的，即：P=p-ΣΔΡi（3-7）式中：p为气缸的输出压力；ΣΔΡi为管路中的压力损失。活塞杆的连接和活塞力的计算活塞杆与工件之间的连接最好采用柔性连接，用来补偿轴向或径向偏差以及与气缸在一个平面上实现摆动连接。有效活塞力（最终力）的计算：（3-8）式中：p为工作压力（bar）；d为活塞直径（cm）；R为摩擦力~10%（N）。耗气量的计算：Q=0.25π×d²×h×p×10（3-9）式中：Q为空气体积l/cm；d为活塞直径（mm）；h为行程（mm）；p为工作压力（bar）。转动惯量的计算：（3-10）式中：J为转动惯量（kgm²）；m为质量（kg）；h，l为元件尺寸（m）。3.2.3气缸的安装方式气缸可以采用耳轴式、脚架式和法兰式安装等，但这样安装时应该尽量避免安装螺钉本身直接受推力或者拉力负荷；同时要使安装底座有足够的刚性。3.2.4确定气缸类型主要有气缸单作用、气缸双作用、和特殊作用气缸等本设计就是为了实现简单的推动作用，所以我选择采用单作用气缸。又因为这套设备要求较低噪音，所以我选择了缓冲式气缸。缓冲式气缸。对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施，活塞就会以很大的压力（能量）撞击端盖，引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击现象，在气缸两端加设缓冲装置，一般称为缓冲气缸。3.2.5确定缸盖与缸筒之间的连接形式缸盖与缸筒之间的连接形式主要分为以下几种：(1)双头螺栓连接，(2)螺栓连接，(3)缸筒螺纹连接，(4)卡环连接。双头螺栓连接的结构应用广泛，结构简单易于加工易于装卸，但法兰尺寸比螺纹连接和卡环连接大，重量较重；螺栓连接同螺纹连接又相似之处，另对其缸筒又特殊要求，必须式铸件或焊接件（缸筒两端墩粗加工螺纹孔方式除外）；缸筒螺纹连接，气缸直径较小，重量较轻，但要求螺纹中径与气缸内径要同心，而且拧动端盖时又可能把密封圈拧扭；卡环连接，重量比螺纹连接的还要轻，结构紧凑，但其零件组件较多，加工复杂，且卡环槽削弱了缸筒强度性能，装配密封圈时有可能被进气孔边缘擦伤。又由于该设备需固定在支撑架上，故选用角架式气缸，易于固定。综上所述，选种QGBⅡD×S-M1型气缸（引自参考文献）。3.2.6确定气缸类型由于推动缸的工作原理及工作环境相同，所以，推动缸的选择类型与推动缸类型相同。详细说明见推动缸。选择QGBⅡD×S-M1型气缸（选自参考文献）3.2.7确定气缸管道内径由于推气缸要把罐头产品从传送带推到托架上，通过计算皮带与罐头.间的摩擦力，以及气缸内部的力损耗，确定气缸的内径。其中：罐头重量=6.5N/个计算摩擦力f=u（m1+m2）g（3-11）式中：m2-推板部分质量；m2=5千克；g-重力加速g=9.8N/Kg；f=0.5×(6×6.5+5×9.8）=44N。引起加速的力推动的部分速度由0m/s～1.5m/s则加速度a==7.5m/sF1=（m1+m2）a（3-12）式中：m1-推动缸质量；m1=20千克；m2-推板部分质量；m2=5千克；F1-引起加速度的力。F1=（6.5/9.8+5）×7.5=5.6×7.5=42.5N确定气缸的输出力F≥2（f+F1）（3-13）式中F-气缸的输出力；2-克服气缸内部摩擦系数；f-摩擦力f=44N；F1-引起加速度的力F1=42.5N。F≥2×（44+42.5）F≥173N计算气缸的截面积s=（3-14）式中：s-气缸内径截面积；F-气缸推动力F=39N；P-气源压强P=（0.4～0.6）Mpa。s==432.5mm计算气缸内径r=（3-15）式中：s-气缸内径截面积；-圆周率；=3.14。r=10mm则气缸内径D=2×10=20mm即气缸内径≥20mm推动缸的行程要求＞135mm所以选用QGBⅡ40×200-MF1型气缸3.2.8升降气缸的选择这次选择的气缸主要是为了实现升降作用，所以我采用双作用气缸。又由于工作条件设备，对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施。根据以上选择条件，我所设计的小型断路器码垛专机的上推气缸，使用的是FESTO公司的：缸径φ80mm，行程200mm的QGBⅡD×S-M1型气缸（选自参考文献）。气缸相关参数:工作介质:过滤压缩空气结构特点:活塞式气缸最大许用工作压力:12bar活塞杆上的最大扭矩:1.5Nm温度范围:-20~+80℃(考虑行程开关的温度范围)材料:前后缸盖(压铸AlSi12);缸筒(阳极氧化铝合金);活塞杆(X20Cr13);滚压螺纹(密封聚氧酯)重量:1.087kg根据气缸型号，护电路和红色LED显示。带电缆：型号SMEO-4U-K-LED-243.2.9导向套作为导向套的常用材料为铸造的青铜材料或耐磨铸铁材料。导向套的内径配合，一般选取H7/f6，其表面粗糙度则应Ra=0.63~1.25um。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章附件的选用及控制电路的设计第四章附件的选用及控制电路的设计4.1附件的选用4.1.1热继电器的选择热继电器一般是对电动机的过载进行保护。热继电器的选择一般主要是根据电动机的额定电流来确定它的型号和规格的。热继电器的额定电流IRT一般都要接近或者略微大于电动机的额定电流Ied的，即IRT=（0.95~1.05）Ied热继电器的整定电流值通常情况下指的是热元件通过的电流超过这个值的20%的时候，热继电器应当在20min内动作。选用时整定电流应与电动机额定电流一致。如遇到下列情况，选择的热继电器元件的整定电流要比电动机的额定电流高一些，以便来进行保护：（1）电动机负载惯性转矩非常大，起动时间长。（2）电动机所带动的设备，不允许任意停电。（3）电动机所拖动的是冲击性负载。终上所述，我选择的热继电器的型号为：JR16B20/3型热继电器，热元件电流等级为11A，它的电流调节范围为6.8~11A,可将其电流调节在10A（引自参考文献）。4.1.2熔断器的选择选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。额定电压是根据所保护电路的电压来选择的。熔体电流的选择是熔断器选择的核心。通常对于一台异步电动机而言，熔体可以按照下列的关系选择：IR=(1.5~2.5)Ied或IR=Ist/2.5（4-1）式中IR——熔体额定电流；Ied——电动机的额定电流；Ist——异步电动机起动电流。对于无冲击电流的负载，应使熔体的额定电流等于或稍大于线路工作的电流，即≥I（4-2）式中I——工作电流。对于多台电动机，由一个熔断器保护，熔体按下列关系选择：≥（4-3）式中——可能出现的最大电流。根据以上所述，我选择的熔断器的型号为：RL1-15型的熔断器，配用为15A的熔断体。4.1.3接触器的选择接触器在一般情况下是用于那些带有负载的主电路的自动接通或者切断的。本设计中所选用的是直流接触器。选择接触器一般都会主要考虑以下的技术数据：（1）电源的种类：交流或者直流。（2）主触点的额定电压和额定电流等。（3）辅助触点的种类、数量和触点的额定电流。（4）电磁线圈的电源的种类，频率以及额定电压。（5）额定操作的频率（次/h），也就是允许的每小时接通的最大次数。主触点的额定电流，一般是根据电动机的容量Pd来计算触点电流Ic的,即：Ic≥Pd×1000/KUd（4-4）式中K——经验常数，一般取1~1.4；Pd——电动机功率（kW）；Ud——电动机额定线电压（V）；Ic——接触器主触点电流（A）；Uea——线圈额定电压，接触器触点额定电压Uc≥Uea。根据以上分析，我选用的接触器型号为：CZ0-40/20型，电磁线圈电压为24V直流（引自参考文献）。4.2控制电路的设计4.2.1电气控制相关内容绘制电气原理图的一般原则电气原理图是迎来表示电气控制线路的工作原理以及各各电器元件的作用和互相的关系的，而不需要去考虑各电路元件的实际的安装位置和实际的连线情况。绘制电气原理图的时候，一般要遵循以下几条原则：（1）电气的控制线路分主线路和控制线路。主线路是用粗线来绘出的，控制线路用细线绘制出。一般情况下主线路都在左侧，控制线路都在右侧。（2）电气控制得线路中，同一个电器的各导电部件常常不能画在一起，但用同一文字标明可以。（3）电气控制线路的全部的触点都可以按找“平常”状态来绘出。“平常”状态对于接触器、继电器等都是指线圈在没有通电的时候的触点状态；对于按钮、行程开关一般是指在没有受到外力的情况下触点的位置；对于主令控制器，则指的是手柄置放于“零位”的时候各触点所在位置。4.2.2PLC部分的设计PLC的选择这套装置共有一台电机、五个电磁换向阀。每台电机需要启动，停止两个输出点，每个电磁换向阀需要一个输出点，异常报警需一个输出点，所以，一共需要八个输出点。而输入部分三个接近开关，两个光电检测器，程序启动、关闭，和报警解除，因此一共需要八个输入点。综上所述，我选择了SYSMAC公司的CPMIA型可编程控制器，即SYSMACCPMIA（引自参考文献）输入信号的确定(1)启动程序输入一个(2)关闭程序输入一个(3)接近开关输入三个(4)光电检测器输入两个(5)报警解除输入一个共八个输入信号输出信号的确定启动程序继电器输出一个关闭程序继电器输出一个接近开关继电器输出三个光电检测继电器输出四个报警解除继电器输出一个共八个输出信号输入分配表格表4.1输入分配表格名称按钮按钮接近开关接近开关接近开关光电检测器光电检测器报警接触代号SB1SB2SK1SK2SK3JK1JK2SB3输出分配表格表4.2输出分配表格名称继电器继电器继电器继电器继电器继电器继电器继电器继电器代号KA1KA2KA3KA4KA5KA6KA7KA8KA9沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第五章轴的设计与轴的校核计算第五章轴的设计与轴的校核计算5.1轴的设计5.1.1估算轴径d≥A（5-1）式中：P—轴所传递的功率，kW；n—轴的转速，r/min；A—由材料的许用扭转应力所确定的系速d≥A=108×≈40mm图5.1轴承简图5.1.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为===180(5-2)而===282N==º=103N因轴承受径向力和轴向力作用，故选深沟球轴承6208圆锥滚子轴承30311==0.3mm==10+3=13mm=15-1=14mm齿轮右端选用轴肩定位，轴肩高度为取h=2mm则轴环处的直径为:=13+8=21mm轴环宽度b≥1.4h取=3mm=17mm=18mm

=15mm=61.8mm圆头普通平键GB1096-90=深沟球轴承6208==0.3mm圆锥滚子轴承30311==0.3mm板厚=7mm5.2轴的校核计算5.2.1按扭转强度条件校核由公式=≈≤MPa（5-3）式中:--扭转切应力(Mpa)；T--轴所受的扭矩(N·mm)；--轴的抗扭截面系数(mm)n轴的转速取n=5.9(rad/min)P轴传递的功率取P=1(KW)d计算截面处轴的直径取d=40(mm)=≈≤19.5MPa（5-4）因为此轴选用材料为45号钢,所以查表可知45号钢的许用抗扭截面应力=25-45Mpa因为＜,所以满足要求。5.2.2弯扭合成强度条件校核轴的危险截面的计算弯矩如下：=483(N·m)所以,弯曲应力为==≤(Mpa)（5-5）式中:W轴的抗弯截面系统由此轴的截面形状可知:W=-（5-6）式中:b--键槽宽取b=12(mm)；t--键槽深取t=8(mm)；d--轴直径取d=40(mm)W=-=6280-819.2=5460.8轴的许用弯曲应力,应查表可知45号钢在回火处理之后［σ-1］=55。-==43.13≤,满足要求。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文结论结论本设计在实际与实验的证明下，完全可以应用在国内大部分小型工厂的实际生产中。本文所设计的罐头装箱机，采用气动吸盘进行吸取罐头，底部是一个曲柄摇杆机构，实现工作面处的位置移动，相连平行四边形四杆机构，来实现工作平面相对位置的水平移动。通过曲柄的旋转来实现在水平方向的左右摆动，从而实现吸盘的动作。本设计最终所选择的设计方案在传动部分，使用机构传动，电控部分则使用可编程控制器，电机最终选择了交流调速电动机，吸盘用的是气动吸盘。所选用的电机的具体型号为电：BWE2215，气缸型号为QGBⅡD×S-M1型气缸，继电器为JR16B20/3型热继电器，接触器型号为：CZ0-40/20型，电磁线圈电压为24V直流，选择了SYSMAC公司的CPMIA型可编程控制器。本次设计本着生产效率高并且损耗还很低的，产销皆对路的大型的成套设备和高新技术型产品。开发出一些新、特、奇的包装设备，从而加速包装机械的更新和换代。促进生成专业化的，系列化的生产，从而提高产品的质量和适应市场的能力。还要积极主动的开发出支持多核心的企业以及品牌产品的改善，推进建立现代企业的制度的发展模式而设计的。总体结构的数据汇总于装配图上，一些细节部件的尺寸在装配图中都有所标注。通过各种分析比较，方案的选择与实验，分析系统的受力，实用性与工作原理的比较，最终确定了设计方案。从课题选择、方案论证、到具体设计和调试，无不凝聚老师的心血和汗水，正式因为有老师的细心指导，才使我能够完成此次设计。为了保证本文所设计的罐头装箱机能够安全平稳的运行与应用，必须严格遵守装箱机的生产、检查、安装和维修的各项规定，进行合理的设计。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文致谢致谢新的世纪，面临新的挑战，转眼间大学四年的生活即将结束，带着对未来美好的憧憬，进入了大学的最后一个阶段--毕业设计阶段。在老师的精心指导下，终于完成了此次设计。毕业设计是大学毕业之前所进行的一次时间较长，设计内容较多，涉及范围较广的最后一次实践性教学环节。毕业设计是我们综合三年所学专业知识的基础上，在毕业设计老师指导下进行的具有专业性、代表性的工程设计，使学生巩固和运用所学得的知识，并受到一次较为深入和复杂的综合训练。通过毕业设计，使学生能综合运用所学的理论知识和生产实际相结合，去分析和解决机械设计问题，使所学知识巩固、深化和发展，通过毕业设计培养正确的设计思想，在理论联系实际的基础上，锻炼我们独立思考问题、分析问题、解决问题的综合能力进一步了解和运用所学过的各种理论知识，并通过学习更加充实和积累了自己的实践经验，为即将步入社会工作奠定了坚实的基础。设计期间，王老师给了我正确的指导，即使在百忙之中也能及时的发现并帮助我解决论文、图纸中出现的各种问题，让我能够正确并及时的完成毕业设计。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再一次演绎了团结合作的童话，把一个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。在本次毕业设计中，设计内容均采用Autocad绘图软件，使我们真正体会到了现代化工具的先进性，同时也为将来能应用高科技技术设备打下了一定的基础，又培养了我的实际操作能力，通过同学间的相互合作与协调，真正认识到具有查阅技术资料的能力的重要性，深刻体验到知识之广博，理论与实践的结合性，创新思维的重要性。不积跬步何以至千里，本设计才能够顺利的完成，也归功于任课老师的认真负责，才能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，正是有了他们的细心帮助和支持，才使得本次毕业论文工作顺利完成，在此向全体老师表示由衷的谢意。感谢他们四年来的辛勤栽培。这几年也是人生中最重要的学习时间。在大学校园里，不仅学到了丰富的专业知识，也学到了终身受用的学习知识和积极的生活态度，通过对课程的学习和与相关专业老师的沟通，感到机会难得，获益匪浅。在此要特别感谢我的指导老师，感谢您给与的帮助与关怀，本人将带着对本专业的热爱，不辜负您的期望，积极地投身于社会主义的建设中去。设计中涉及了罐头装箱机的设计,气动元件的选择,机构传动,机械设计,机械制图,计算机绘图等多方面知识,全面考核了大学期间所学的专业知识。通过本次设计学到了很多知识，在拟定方案，进行结构分析，结构设计以及计算机等能力方面都得到了锻炼，初步掌握了设计的方法和步骤，而且在工程技术人员所必须具备的基本技能方面也得到了训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册、熟悉国家标准和规范等，在编写有关技术文件方面也得到了进一步训练。毕业设计扩展了设计思路，提高了思维能力、创造能力，为将来从事社会工作打下了良好的基础。设计过程中虽然遇到了很多困难，但在指导教师的指导下，经过不懈努力，终于克服了种种困难，圆满地成了本次设计任务。由于本次设计时间仓促，加之本人水平有限，设计中缺乏经验，误漏之处恐属难免，殷切希望各位老师，各位专家给予批评指正，提出宝贵意见，改进设计。在毕业设计过程中，得到了老师的悉心指导和大力支持，帮助解决了很多实际问题，同组的其他同学也提出了很多宝贵意见，谨在此一并致以衷心的感谢。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文参考文献参考文献[1]机械设计手册.新编第2卷[M].机械工业出版社,2004.[2]简召全.工业设计方法学[M].北京理工大学出版社,1991.[3]机械设计手册.新编第1卷[M].机械工业出版社,2004.[4]阮礽忠.常用机械电气控制手册[M].福建科学技术出版社,2004.[5]电动机选型及应用[M].中国电力出版社,金续曾.2003.[6]徐景珩.未来十年中国食品和包装机械发展趋势[M].北京轻工业出版社,1998.[7]邹文生、刘晔.全自动装箱机的研制（四）[J].南昌大学学报（理科版）,1999,23（2）：179-181.[8]液压气动速查手册[S].北京化学工业出版社,张利平.2007.[9]机械设计课程设计[M].北京航空航天出版社,任嘉慧、李建平、王之栎、马纲2001.[10]郁明山.现代机构传动手册[M].机械工业出版社,1996.[11]甘永立.几何量公差与检测[M].上海科学技术出版社,2001.[12]程周.田啸.可编程控制器技术及应用[M].电子工业出版社,2002.[13]Brownell,L.E,YoungE.H.ProcessEquipmentDesign-VesselDesign[M].NewYork:JohnWiley&Sons,1959.[14]JacobsP.F.StereolithographyandotherRP&MTechnologies[M].NewYork：SocietyofManufacturingEngineers,2003.[15]HenryH.bednar.PressureVesselDesignHandbook[M].Florida:KriegerPublishingCompany,1991.[16]汤瑞.轻工机械设计[M].同济大学出版社,1994.[17]孙恒.陈作模.机械原理[M].高等教育出版社,2001.[18]成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社,1993.[19]兰建设.董燕等.液压与气压传动[M].高等教育出版社,2002.[20]徐恒.食品无机包装技术的研究进展[J].北京工业出版社,2001.基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机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