枕型包装袋形式的液体立式成型-充填-封口包装机设计

第1章引言本科毕业设计说明书-PAGE4--PAGE5-全套图纸加V信153893706或扣3346389411中文摘要成型－充填－封口包装机是能够完成包装容器的成型，充填，封口的机器。而立式袋成型―充填―封口包装机是包装机械中应用最广泛，批量最大的机型之一，其特点是被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为枕型袋包装形式的液体立式成型－充填－封口包装机，选用万能枕型袋成型器，机械无级调速装置，高频加热式横封器，纵封器，牵拉滚轮通过传动，执行机构实现包装机的包装参数要求。关键词包装机，计量装置，横封，纵封，牵拉滚轮，成型器，机械无级调速装置TitleAbstract:Shaped-filling-sealpackagingmachineisabletocompletepackingcontainersshaped,andthefilling,sealingmachine.Andthetypeofimmediatebagsshaped-filling-sealingpackagingmachinery,packagingmachinesisthemostwidelyapplied,thelargestnumberofplanesone,characterizedbythepackingmaterialsforLiaotongbaggingmachinesinstalledinbusy,baggingandfillingmaterialsfromtheverticaldirectionalongtothenext.Theshapedprimarilybythemeasurementmachinedevices,drivetrainsystem,andverticalandhorizontalroadclosuredevices,shapeddevice,filledwithpipesandmembranecomponentsQianlaforsendinginstitutions.Thisdesignpackagingmachinesforpillow-typebagpackagingliquidformverticalshape-filling-sealingpackagingmachineschosenAlmightypillow-shapeddevicesbags,machineryWujidiaosudevices,high-frequencyheating-WangroadvehiclesverticallettersvehiclesQianlarollerthroughtransmission,theexecutingagencyforpackagingmachinespackagingparameters.Keywordspackagingmachine,measureequipment,acrossing-seal,verticaling-seal,involvinganddrawing-trolley,molding目录1引言………………12包装机械概述……………………42.1充填机………………42.2封口机………………73设计方案及其计算…………………193.1枕型袋成型器设计………………193.2薄膜牵拉机构设计………………213.3布局图………………223.4无级变速装置………………………243.5高频加热式横封器…………………263.6数据计算……………273.6.1主轴转速计算……………………283.6.2选择电机…………293.6.3蜗轮减速器计算…………………303.6.4锥齿轮计算………………………353.6.5齿型带设计………………………403.6.6双联滑移齿轮设计………………42结论……………………48致谢………………50参考文献…………51附录A求轴支撑点支反力的C语言设计…………531引言近半个世纪以来，随着商品经济的发展、消费水平的提高和现代军事的需要，产品包装已成为生产的一个重要环节。追求包装的多样性、科学性、艺术性和经济性，基本上反映了时代的潮流。这样使出现了过去难以想象的新观念：包装本身就是一门科学；在将来，如果没有科学的包装根本谈不上商品的生产与销售，并且这又离不开先进的工业、农业和科学技术综合协调的发展，以及各种先进技术在包装领域里的渗透应用。现代包装的基本功能大体上包括保护商品、便于使用和促进销售三个方面。事实上，各行各业生产的包装产品，只有经历一定的时间和空间才能逐步实现各自应有的功能。这个物流经常会反馈地贯穿在从设计、生产、管理直至流通的整个过程中，使之不断更新完善。若将有关的作用环节有机地联系起来，遂自然形成有着明显动态特征的现代包装体系。时至今日，一些科学技术发达的国家几乎征所有工业部门都已程度乐园地实现了由原料处理、中间加工和产品包装所组成灼机械化与自动化生产过秤，有的还外延到包装制品加工及包混成品的储存系统，从而极大地提高了产品质量积劳动生产率，开发了单凭手工难以完成的新品种，增强了商品在国内外市场上的竞争能力，丰富了久民群众的物质、精神生活。包装机械根据包装物与包装材料的供给方式，可分为全自动包装机械及半自动包装机械；按包装物的使用范围划分，还可分为通用包装机、兼用包装机及专用包装机；依包装种类可分为内包装机及外包装机等。近几年来我国的包装机械虽然发展很快，产品水平也上升到了新台阶，开始显现规模化、成套化、自动化的趋势，传动复杂、技术含量高的设备开始出现。但是与国外产品相比仍然存在很大的技术差距。我国现有的一些包装机械产品技术含量不高，而国外已将很多先进技术应用在包装机械上，如远距离遥控技术(包括监控)、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。国内大多以生产单机为主，而国外大多为成套生产线，很少单机销售。我国的食品和包装机械单机多、成套少，通用机型多、满足特殊要求、特殊物料的设备少;技术含量低的多，高技术附加值、高生产率的产品少；智能化设备还处于研制阶段。我国食品和包装机械产品的质量差距主要表现在稳定性和可靠性差、造型落后，外观粗糙、基础件和配套件寿命短、无故障运行时间短、大修周期短，且绝大多数产品还没有制定可靠性标准。同时我国食品和包装机械主要还是仿制、测绘，稍加国产化改进，很少有自行研究开发的。目前国内的科研、开发投人较少。我们的开发手段落后，现在好一点的企业开展了“甩图版工程”，但真正使用CAD的还很少。产品开发缺少创新，难上水平。生产手段落后，大部分还是用陈旧的通用设备加工。新产品开发不但数量少，而且开发周期长。在企业管理上，往往重生产加工、轻研究开发、创新不够，不能紧跟市场需求及时提供产品。现在随着人们膳食结构的调整和饮食习惯的改变，促进了食品加工业的快速发展，增加了对高品质的包装机械和食品加工机械的需求。所以现代包装机设计应该满足“绿色设计”，即人性化设计的要求。它是面向质量设计、装配设计、制造设计、维修设计、可靠性设计的综合设计。包装机械的设计要考虑到可靠性、安全性、环保性、低噪音等各方面的因素。充分体现原理优化、结构优化、制造优化、造型优化。按包装机械的工作原理与结构性能通常将包装机械分成八个组成要素：Ⅰ，被包装物品的计量与供送系统；该系统是指将被包装物品进行计量，整理，排列，并输送至预定工位的装置系统。有的还完成被包装物品的成型和分割。Ⅱ，包装材料的整理与供送系统；该系统是指将包装材料进行定长切断或整理排列，并逐个输送至预定工位的装置系统。Ⅲ，主传送系统；该系统是指将被包装物品和包装材料由一个包装工位顺次传送到下一个包装工位的装置系统。Ⅳ，包装执行机构；Ⅴ，成品输出机构。Ⅵ，动力机与传动系统；该系统是指将动力机的动力与运动传递给执行机构和控制元件，使之实现预定动作的装置系统。Ⅶ，控制系统；控制系统由各种自动和手动控制装置组成，是现代包装机械的重要组成部分，包括包装过程及其参数的控制，包装质量，故障与安全的控制等。Ⅷ，机身；机身用于支撑和固定有关零部件，保持其工作时要求的相对位置，并起一定的保护和美化外观等作用。本次包装机械的毕业设计涉及到大学期间所学的机械原理，机械设计，机械系统设计，机电传动控制，测试与传感等多门课程。作为大学四年的最后一次大型的综合性设计它会提升我们综合运用所学知识，融合各个学科，交叉运用各个学科知识的能力，很好的培养了我们的研究能力，设计能力和动手能力，认真完成本次的毕业设计可以为我们将来的学习和工作打下良好的基础。第2章包装机械概述2包装机械概述：2．1充填机充填机是指将产品以预定量充填至包装容器内的机器。将产品按预定容显充填至包装容器内的机器叫容量式充填机；将产品按预定重量充填至包装容器内的机器叫秤量式充填机；将产品按预定数目充填至包装容器内的机器则叫计数充填机。充填液体产品的机器通常称为灌装机。2.1.1容量式充填机．适合干科或稠状体容量式充填机的主要型式有；量杯式、螺旋式、气流式、柱塞式、计显泵式、插管式、定时式。1)量杯式充填机量杯式充填机的充填装置原理图如图2—1所示。它适合于粒状、片状、粉末等流动性能良好的物科充填。物料经供料斗1自由地靠重力落人量杯8中，转盘6上装有数个(图上为4个)经杯和对应的活门底盖3，上面为粉罩2；当主轴4带动转盘6旋转时，刮板5将量杯8上多余的物料刮去，转到卸科工位时，撞杆(图上末示出)将底盖3顶开，量怀中一定容量的物料在自重作用下充填到下方的容器内．它的结构简单，造价低。上述量杯的容量不能调整，若要改变定量，则必须更换至三变量杯。为了适应物树视比重不稳定的情况，保证定量的精度，可采用图2—2所示的可调容量式充填机。量杯由上下两个容杯组合而成，通过调节机构改变它们之间的相对位置，微调容杯的总容量，达到视比重变化但重量不变的目的。调整可以手动或自动。计量精度可达2-3％。2)螺杆式充填机螺杆式充填机的原理如图2—3所示。它适合于流动性良好的颗粒料、粉末，也可用于稠状体；但是不宣用在易碎的片状物料或视比重变化较大的物料。螺杆8由离合器驱动，由定时器或计数器控制旋转圈数。每围螺旋周长为，螺旋截面积为，则一圈螺旋的容积当物料视比重为时，刚每次充填的物料重量为：螺杆式充填机的计量精度可达2-3％，充填不是靠重力，是强迫运动，光填速度快，飞扬小，若容器带振动，可保证很高的充填系数。2．2封口机封口机是指在包装容器内盛装产品后，对容器进行封口的机器。按所用的容器不同，可分为以下几种；(1)不使用封口材料，仅用热封合的方法封闭包装容器的热压封口机；用塑料或复合材料制成的容器绝大多数都采用这种机器。(2)使用封口材料，通过按压金属盖子等使之变形，与容器封闭，或用滚轮将金属盖与容器结合部相互卷曲勾告，以封闭容器等，称之为滚压或卷边封口机。金属罐头的封口即属于这一类。(3)采用封口编助材料，如粘结剂、胶带、缝拨、金属钉等，对包装容器进行封口，缝合机、钉合机、胶密封口机和粘结封口机等均属于这一类。1．热压封口机热压是将热塑性包装材料结合在一起的最主要封口方接。加热可分为直接与间接两种方式。直接加热时，被封接面被热板压在一起，待被封接材料在封接温度下充分粘着后，卸压冷却，完成封口操作。有时需要在压力条例：下冷却，如后面将要介绍的脉冲封口机就是这样。为了防止塑料薄膜与热封扳粘附，一般在热封板上涂有聚四氟乙烯层或罩着涂有聚四氟乙烯的玻璃丝布。有的条件下可采用硅油或硅脂来防止粘附。较薄的包装材科一般只要单边加热，另一封接扳装有硅橡胶垫，它既耐高温，又不会与薄膜粘附，并可保证得到均匀的封接压力。包装封口一般有两个要求：机械强度与气密性。多数非食品包装主要要求有良好的强度性能，食品包装则强调气密性，以便能防止氧化或变潮。在封口区有时会发生少量皱纹，既不美观又会渗漏。用机械的办法夹住封口区进行热压，能减少封口区的皱纹。另外，在薄膜之间采用附加粘接剂，可以避免起皱纹和减少渗漏，但需增加成本。包装机的充填方法，应尽量减少潮气、油脂和产品粉末对封口区的污染。某些封口材科，如离子树脂和乙基酷酸乙烯醋酸不易被污染。封接表面的形状十分重要。所有的热板边缘不应有尖角，以免划破薄膜。例如，图2—21a表示热板式封口机的封接头表面边缘有小圆角。图2—21L采用圆弧封接面，下面配以弹性硅橡胶垫，使封口中心线附近的封口压力渐变，保证在封口长度方向有两条最优封口压力线，并可减少封口材料在可能受到高压点过分挤压而破环气密性。弹性材料也可放在上面，如图2—21c所示。对子图2—22所示可撕开封口的包装形式，要求控制温度和压力，保证能有足够封接强度但可撕开，不会撕破封口材料，即只从封口材料与杯缘之间的粘结剂处撕开。粘结剂不能过多，否则既浪费材料又有粗糙感。热板式封口机虽然结构最简单，可以间歇运动，也可连续旋转，但主要用在复合膜和塑料杯等场合。封口质量与速度是矛盾的，特别是旋转式热封头高速时，不足以把复合薄膜加热到预定温度，需另加预热装置，才能获得良好的封口质量。要求高速封口时，可采用图2—23所示的环带式封口机，小袋的待封口端被环形输送带1夹住，边移动边与输送带内设置的加热块2与冷却块3接触，由弹簧4加压；完成封口后，被环形带送出。这种封口方法速度高，封口不易起皱。另一种使用广泛的热压封口机是脉冲封口机，它的封头始结构如图2—24所示。上下压板上衬有硅橡胶，表面饺铬，外罩以聚四氟乙烯破璃纤维布。当压板把待封袋口夹紧时，在预定短时间内，在镀镕层上通以脉冲电流而发热使袋口粘合，然后在保持压紧状态下，靠水冷却的压板使封口冷却。这种封口方法的速度比热板式慢，但封口质量好，可用于袋子在封接过程中不用支持的情况。用脉冲封口法对图2—22所示杯缘与盖进行封接时，封口形状可随怀缘做成圆形、矩形或其他异形。除上述三种常见的热压封口机外，在某坚持殊场合，可以来用下述各种热压封口方法：1)热风封口机采用热空气熔融包装容器的封口处，然后加压使其冷却封闭。聚乙烯涂层纸板盒(包浆牛奶等)的封口就是采用这种机器。2)熔焊封口机采用热板或热刀，使被接触的或切断的封口处熔焊在一起，不用加压力。这种封口方法最经济，适用于对气密性要求不高的场合。s)厚包装材料的封接可采用超声封口法，它的封口质量好，但价格贵，速度低，设备复杂。有铝箔的贴薄膜只能选用这种方法封口。4)硬而厚的包装材料可以靠封口表面之间的高速相对摩擦发热而粘合在一起，称为摩擦封口法。常用于塑科带的封接。2包装机械的发展动向随着工农业生产的发展，近年来，我的包装机械取得了较快的进展。但是，无论是数量、质量还是品种或经济性方面，都远远不能适应目前包装工业大发展的需要，技术水平落后于欧。美、日等发达国家。在本世纪五十年代到七十年代期间，电子技术和合成化工的迅速发展，对包装机械产生了很大约影响，出现了一系列以采用合成材料为包装材料的新包装工艺及装备。如机电密切结合的高速化自动包装机、调整操作方便的多功能包装机和劳动生产率极高的自动包装线等的大量出现，使包装机械在产业机械中成为嘱目的一个领域。八十年代是积极采用其他领域的新技术(如微电子、激光、热管、新材料等)，开创包装机械新局面的关键性年代。各发达国家，为了维护本国包装机械市场扩大出口能力，正在展开实质性较量，力图采用各种新技术，研试出具有独创性设计的包装机械。关于机械技术本身，也有高速化、稳定性、耐用性、节约能温和资源、低噪音等许多普通但十分重要的技术研究课题。欧美国家的包装机械生产，以大、中企业为主。欧洲的一些制造厂，正在以联合经营的方式克服弱点，扩大在国际市场上的竞争实力。美国的情况则不同，包装机械制造广大部分附属于大包装材料制造厂，销售也完全依赖母公司，其主要力量放在发展技术和生产上。这是因为包装材料的产值一般是包装机械的20倍左右，包装机械产业与材料产业结合，自然获得了强大的资本后盾。而且包装机械常常与包装材料一起进行系统化的销售，其中大部分带有租赁性质。欧美制造厂在经营上重视展览会上成交和销售。在发展方针上，不太注重增加本公司产品的品种，而是注重在原有品种的基础—乙继续研究改进性能，很少追随别的企业在同一品种上竞争，而且特殊规格的产品极少。日本的包装机械制造厂则以小小企业为主。日本最拿手的是微电子技术，用它来控制包装帆，达到安全性高、无人操作、高生产率，最终或许能提高国际竞争能力。包装机械基本上由机械技术构成，很容易成为发展中国家的赶超对象，只有那些要求设计经验丰富和加工技术较高的先进机型或关键部件，才不易被人赶超。有些无法靠专利等方式保密的技术，则往往会被人模仿去。因此，当前出现了一股海外投资潮流，利用发展中国家的廉价劳动力、低关税等有利条件。下面介绍包装机械的技术发展动向一、向高速发展包装机械向高速发展，是用户提出的要求。利用户的经济效益联系在一起的。但是，包装机速度提高后，一股来说，故障率将增机停机检修的时间会增多，势必降低实际的生产率。其次，速度高，必然噪音大，多数国家以80一85分贝为限，设计或加工不当，则难以达到达一标准。高速包装机对包装材料、容器和辅助添加材料的性能，均有更高要求。由于包装成本的限制，速度不允许过高。运动部件的振动与摩擦发热，在高速时加剧，导致易损件使用寿命下降，增加了维修成本。综合以上因素，显然，对于每一种包装机，都存在着一个最佳的包装速度，不是越高越好。要注意的是，有些外因包装机样本中标注的最高速度，具有广告性用户绝不可以把它看成最佳的生产速度。包装机高速化的效益，还取决于筋后陶接设备的配套与否，不能单看包装机主要工作过程的速度大小。就制造厂来说，提高包装机速度需要解决的技术问题是多方面的。完成包装工序，不存在转位等辅助时间没有间歇运动肘的冲击与振动，速度可以大大提高。连续式包装机的速度提高与工作机构的头数以正比。例如，啤酒灌装机的头数越多，生产率就越高，这是由于灌装工序的时间基本上是一样的；提高转速而又要保证必要的工序时间，只有增加灌装头数。二、由单机向包装线发展伴伴随着高速包装机的发展，比现了许多由数台不同或相同类型包装机与有关的辅助设备连接成的自动包装线，使包装工作系统化。早期的自动包装线是以单一品种大批量生产为对象发展起来的。图4—4是由裹包机、装盒机、排列装箱机和堆码机等组成的一条包装自动线示意图。这种串联式的布局显然足不合理的，因为故障率高、前后设备能力不平衡。为了平衡内包装机与外包装机之间的生产能力的差异合理的布局应该是团4—5所示并联一串联式自动包装线，物料内科仓l经输送机2分送到8台充填封口机3上。充填封口好的包装袋经重量检验设备4，把重量精度不合格的包装袋剔除掉；合格袋经输送机6，送到金属异物检验设备6进行检任，由分选机7把有异物的包装级剔除掉。包装贷经整理机8定向，由装箱9L9充填到纸箱内、再由封口机10完成封接。封闭好的纸箱由输送机11传送到堆四机12，完成全部包装工序。这条自动包装线的各主机与辅机的动作，均出小央控制台13协调，实际1：构成一个全囱动化的包装车间。由于是按8台内包装机、构套外包装机、一台集装机的比例肥置，相互之间的生产能力基本上达到平衡。由于内包装机是按4台并联布局，一台故隙停机不会影响全线停止工作，故障率较小。亿包装机之间的长短离输送，实际上起着贮存缓冲环节的作用。质量检验设备的设置，进一步完善了自动包装线的功能。今后的自动包装线用在单一思种的包装将越来越少。大批量生产的点心、食品等生产线，随着消费者需要的多样化，不断地问灵活包装线方面变化。即使是单一品种的自动包装线，在大小尺寸上也应有某种程度的可变幅度，也就是要有在大小尺寸上的兼用范围，以满足顾客对商品多样化的需求。能进行多品种包装的灵活包独线，要求选用换产品时间尽可能短、操作调整简便、维住价格低廉的笼用性能强的包装机型。例如卧式简经成型—箔分封口瓤，它是一种次状物品包装的理想包装机型。当路还镇研制适合用户要求的电动供科装巴这是一件十分满意的工作。自动包装线上包装机与包装机之间的传送，与普通以搬运为主的输送机不同，要求配备有合流装置、分流裴置后工序停止时包装件自动卸出装置，以及包装件滞留检测与计数装置等。图4—6所示的自动包装线用的链式输送机，当包装件发生滞留时，不易挤练或挤扁包装件。两条链条之间装有近接执轴上装有活动辊5，当包装件2被档板1滞留时，活动辊6顺时针转动。当放开挡板1和升起摩擦板4时，包装件将以二倍于链条的速度快速送出。实现包装自动化还应注意经济性。自动包装线的投资一般比单机投资高得多。包装自动化带来的经济效益，主要是包装成本的降低，应符合国家对投资回收期的要求。采用新工艺、新技术、简化结构、节省能耗与资源消耗民都是当前各国研究的重大技术课题可靠性是自动包装践教其实注意解决曲问题。万一出现故障，要能很容易发现，有完善助监掘、报警，显示系统，并能很方便地修复。一般要求保证整机助寿命为l0年，易损件寿命为半年至三年不等，并不要求更长期的可靠性。第3章设计方案及计算3设计方案及其计算3．1枕型袋成型器的设计:万能枕袋成型器：万能枕袋成型器是一种可以根据产品尺寸，随意改变包装袋宽度和高度的多用制袋器。他适应于需要包装多种规格产品的枕型包装机包装袋的宽度需要改变时，先将螺钉2和5松开，然后对照标尺10，旋动调节手轮3，当两制袋侧板6往返移动到要求的位置后，螺钉2和5应该重新拧紧。包装袋的高度需要改变时，先将螺帽9松动，然后旋动调节螺帽12，两制袋翼片8即由螺杆11带动，绕着在侧板4上的支点转动到要求的位置，再将螺帽9重新拧紧即可。制袋范围：宽度100-150毫米，高度：120-180毫米。3．2薄膜牵拉机构设计:支撑板；2-卷筒；3-支架供膜驱动机构由电机驱动，使薄膜卷转动，薄膜在张紧辊，调整辊的作用下连续正确的送至成型器及充填筒外，薄膜经过万能枕型器自动卷成枕形，包围在充填管外面，纵封机构纵封枕型缝。接着由滚轮牵拉机构牵拉枕型薄膜，接着经横封器，底部封口器从前后封合，制成袋子的底封。液料经液压泵仍通过充填管填入，同时将袋子拉下。装料，拉袋结束后顶部横封器就开始封接，制出袋子的顶封和下一个袋子的底封。封接器中间装有一把切断刀，在每次封接的同时，从封口的中部位切断袋子，然后前后封口器分开袋子落下，封口器空行程返回。3．3布局图：1，蜗轮减速器2，主轴3，双联滑移齿轮4，卷筒支架5，万能枕型袋成型器6，纵封机构7，锥齿轮8，横封机构9，链式无级变速器10，电动机被包装材料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。该成型机器主要由计量装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为枕型袋包装形式的液体立式成型－充填－封口包装机，选用万能枕型袋成型器，机械无级调速装置，高频加热式横封器，纵封器，牵拉滚轮通过传动，执行机构实现包装机的包装参数要求。3．4无级调速装置：1－弧面链轮；2－箱体；3－箱板；4－整板；5－连板；6－压环；7－特殊螺钉；8－轴承盖；9－轴；10－轴塞；11－调整定位板；12－轴盖；13－箱盖；14－调节丝杠；15－轴承塞；16－手轮；17－法蓝；18－垫；19－弹簧板；20－指针；21－指示盘钉；22－法蓝盘；23－螺母轴；24－调节丝杠；25－支杆；本机采用机械式无级调速装置，根据实际需要包装速度可以在15－20袋/min范围内任意调节，上图为链变速器的结构图。两对有60个齿槽的弧面链轮1用导向键分装在两根平行轴9上；滑片链套在两对链轮上并用弹簧加压的压脚机构28将其压紧在链轮上以产生一定的预紧力．并可抑制运行中链的横向跳动。调速时，通过手轮16转动具有左、右螺纹的丝杠24，经螺母、杠杆架29使一根轴上的两链轮合拢(分离)的同时，另一根轴上的两链轮分离(合拢)，改变了链与两个链轮的工作圆半径，实现变速。其传动比范围为2－4。3．5高频加热式横封器：1，3封合电极2，弹性夹板4，加热切刀上图所示为高频加热式横封器的截面图。它左右两只电极，即封合电极。其间通入高频电流进行加热。在电极两外侧各配置一对弹性夹板，以利于减少电极合拢时的刚性冲击和对封口缝的拉力。电极表面胶粘着环氧板及聚四氟乙烯编织物作为耐热，绝缘，防粘材料，与薄膜偶尔被热穿时可以防止高频加热切刀与封合电极直接接触而产生的电火花现象。数据计算：设计参数制袋尺寸：长120－180mm，宽100－150mm计量范围：150－550ml包装速度：15－20袋/min见主传动示意图，设电动机的转速为，无级调速装置输出轴的转速为，主轴的转速为，二轴的转速为，带动纵封滚轮转动的轴的转速为，无级调速装置的传动比为，蜗轮减速器的传动比为，主轴与二轴之间齿轮的传动比为。其中：；；；为两横封凸轮之间的间隔时间，（；为两凸轮之间的夹角，该设计中，即）故纵封滚轮的角速度；线速度（为纵封滚轮的半径）包装袋的袋长由上式可以看出：包装袋的袋长取决于和，牵拉滚轮的半径在设计的过程中是个定值，所以要想改变包装袋的袋长尺寸必须改变传动比。该设计采用一对双联滑移齿轮来改变的值。袋长取120和180两种尺寸规格进行计算，牵拉滚轮的半径取定值，则当时，当时，主轴转速计算:该包装机时采用间歇纵封机构实现纵封，牵拉滚轮实现连续牵拉，横封装置连续工作实现对包装袋的横封和切断，所以包装机工作的时候其包装速度取决横封机构横封的间隔时间，间隔时间越长每分钟包装的袋子就越少，又知横封器的间隔时间又与主轴的转速有关，主轴转速越高，横封机构横封之间的间隔时间就越短。由设计参数知该包装机的包装速度为15－20袋/min，即横封器的间隔时间为3－4s/袋。主轴旋转一周包装机完成1次包装，所以主轴的转速为7.5－10r/min主传动示意图蜗轮减速器2，凸轮3，双联滑移齿轮4，凸轮5，锥齿轮6，牵拉滚轮7，链式无级变速器8，电动机3.6.2选择电动机:电动机一般由专业工厂按标准系列成批大量生产，在机械设计中应该根据工作载荷，工作要求，工作环境，安装要求及尺寸，重量有无特殊限制等条件从产品目录中选择电动机的类型和结构型式，容量和转速，并确定其具体的型号。生产单位一般采用三相交流电源，如果没有特殊要求通常采用Y系列三相交流异步电动机。电动机的容量主要根据运行时发热条件决定，额定功率是连续运转下电动机的发热不超过许用温度的最大功率，满载转速是指负荷相当于额定功率时的电机转速，同一类型的电动机按额定功率和转速的不同具有一定的型号，对于长期连续运行的机械，要求所选的电动机的额定功率应该大于等于电动机所需要的功率，通常不必校验发热和启动力矩。电动机工作要求的功率Pw应该由机器工作阻力和运动参数计算求得，设计过程中按进行计算，该包装机的主轴转速为7.5－10r/min。通过上式可以知道所需电动机的非常小，根据设计资料选取Y90S－6三相异步交流电动机，其额定功率为1.5KW，满载转速为720。3.6.3蜗轮减速器的设计:蜗轮减速器1-蜗杆；2-蜗轮因为所选的电动机的满载转速为720，而主轴的转速为7.5－10r/min，调速范围很大，所以选择传动比比较大的蜗杆传动实现调速。电动机输出轴与无级调速装置相联，选用链式无级调速装置，其传动比为2－4。蜗杆传动的单级传动比为10－40，选取传动比为40进行计算。则此时无级调速装置的传动比为2.3－3.0，在所选取的无级调速装置的传动比范围之内，所以满足要求。电动机驱动，电动机的型号为Y90S－6，额定功率为0.75KW，满载转速为910r/min。则蜗杆轴输入功率P=1.5*0.99=1.48KW；蜗轮轴的转速为10r/min，载荷平稳，单向连续运转，预期使用寿命为16000h。1选择蜗杆，蜗轮材料，确定许用应力。选择材料：由于是自动生产线上的传送机构，较为重要，选择蜗杆的材料为40Cr，表面淬火，硬度为45－50HRC；蜗轮齿圈的材料为ZCuSn10Pb1，金属模铸造。确定许用应力：应力循环次数查表10-4（参考《机械设计》教材，以下计算过程中所查的图，表未注明的与此相同）得：；2选择,根据传动比，参考10-2节的推荐，取＝2＝＝41.42，取＝41，则实际传动比＝20.5；按齿面接触疲劳强度设计由表10-7查得：；由于较低，估计，取；因载荷平稳，通过跑合可以改善偏载程度，取；载荷系数；当时，取=123002由表10-6查得，将以上数值代入接触疲劳强度设计公式，求得＝按疲劳强度要求，，查表10-1选出，，，，，中心距，不是标准中推荐的中心距，如取推荐的中心距，蜗轮变位系数，本设计不采用变位，取。验算初设参数蜗轮圆周速度原估计选值相符。滑动速度，选用锡青铜为蜗轮材料适合。蜗杆传动效率＝，根据，查表10-8得，传动效率，初选与之相符。5热平衡计算：计算所需箱体散热面积A取环境温度，润滑油工作温度，散热系数（通风条件好）。所需散热面积=1.5根据箱体草图，计算箱体面积，如不满足散热要求，应求取散热措施。6验算齿根弯曲疲劳强度蜗轮当量齿数，由图9-19查得时的齿形系数，，弯曲强度满足。7蜗杆，蜗轮几何尺寸计算蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径：蜗杆齿宽蜗轮喉圆直径：蜗轮齿根圆直径：蜗轮咽喉母圆直径蜗轮齿宽＝（取）选蜗轮轮齿端面为锥面结构，见表10-3蜗轮轮缘高度：取为切去顶圆齿尖，蜗轮顶圆直径：为了不损伤齿宽取3.6.4锥齿轮的计算:锥齿轮1-主轴；2-锥齿轮取主轴的转速设计传动比为的双联滑移齿轮，则对应的；该设计中，纵封滚轮的转动是通过一对锥齿轮传动从主轴上得到，传递功率，锥齿轮的转速为14.34r/min，传动比，载荷稳定，使用寿命为18000h；选择齿轮材料，热处理因是开式齿轮传动，选用软齿面齿轮，参考表9-1，选用45号钢。小齿轮调质，齿面硬度为220－230HBS；大齿轮正火，齿面硬度为190－200HBS。2选择齿轮精度等级，齿数，齿宽系数选用8级精度，开式齿轮传动，推荐，选择，；锥齿轮推荐齿宽系数，因齿轮悬臂布置，取。3确定相关参数，，当量齿数：；当量齿轮端面重合度；4按齿根弯曲疲劳强度设计开式齿轮传动，主要失效形式是齿面磨损，按弯曲疲劳强度设计，通过增大模数考虑磨损的影响。由式9-35：确定式中各项数值：因载荷平稳，转速不高，可以初选载荷系数；由式9-13，由图9-19，9-20，按，查取，，由式9-12，；；由图9-21，查得,；由表9-8，选；由图9-22c，按小齿轮齿面硬度均值225HBS，在ML线上查取；同理，由图9-22b，查取；齿轮单向传动；；取，设计齿轮的模数。将确定的数值代入设计式，求得：修正：由表9-5，查取；由图9-7，按，精度等级为9级查取值，；由图9-10，查取，图中；由表9-6，查取；；；因是开式齿轮传动，考虑磨损影响，将模数加大，即：；由表9-1，选取锥齿轮大端标准模数。5确定锥齿轮传动主要几何参数；；；；取齿宽；3.6.5齿型带设计:齿型带1-锥齿轮；2-齿型带；3二轴所选的电动机的型号为Y90－6，额定功率P＝1.5KW，转速720r/min,传动比；1确定设计功率，由表7-7查；；2选择齿型带型号选用普通齿型带，根据和，由图7-8选取用型齿型带3选择带轮直径，由表7-4查，型V带，应使。考虑小带轮转速不是很高，结构尺寸又没有特别的限制，所以选取；验算带速：；带速在之间，也不过低，选择合适。；查考表7-8给出的带轮基准直径系列，故取；转速误差＝；4确定中心距和带长设计条件中没有限制中心距，故初选中心距，由式7-18得：；初选；带长：查表7-3，取；中心距；的调整范围：；；5验算小带轮的包角由公式7-5，得：，合适。3.6.6双联滑移齿轮设计:双联滑移齿轮1-双联滑移齿轮；2-主轴；3-二轴在该设计中，主轴与二轴之间采用双联滑移齿轮啮合，通过操纵机构拨动齿轮之间的啮合关系从而改变二轴的转速，用以实现对包装机包装袋长的改变，在上面的数据计算过程中我们知道两对齿轮之间的传动比分别为1.3和1.9，对应的二轴的转速为；，功率0.52以下是对双联滑移齿轮设计的数据计算和校核：选择齿轮材料和热处理，精度等级，齿轮齿数考虑到传递功率较小，并且要求结构紧凑，使用寿命长，由表9-3选大小齿轮材料用40MnB钢，齿面硬度48-55HRC。精度等级8级，参考《机械制造装备设计》教材中有关双联滑移齿轮的设计，查表选取两对齿轮的齿数和；第1对齿轮齿数：；。第2对齿轮齿数：；；2对闭式硬齿面齿轮传动，承载能力一般取决于齿面弯曲强度，故先按弯曲强度设计，验算接触强度，由式9-15：确定式中各项数值：；；根据相关资料，查得，，；；；插图9-19，9-20查得；；；根据式9-12，齿轮工作应力循环次数：；，，，；由图9-21查得：，；由表9-8查得：；由图9-22d，按齿面硬度均值51HRC，在ML线上查得：则；；；；取设计齿轮模数。将确定的各项数值代入设计公式，求得：；；修正：；同理求得；由图9-7查得；由图9-10查得；由表9-6查得；则；，则；；由表9-1，选取第一系列的标准模数；齿轮的主要几何尺寸：第1对齿轮：，；；；取，；第2对齿轮：，；；；取，；3校核齿面接触疲劳强度由表9-7查得；由图9-14查得；由图9-13查得；由图9-15，按不允许出现点蚀，查得,；由图9-16e，按齿面硬度均值51HRC，在MQ和ML线中间查出；由表9-8，选取；，；将确定的各项数值代入接触强度校核公式，得：第1对齿轮：；第2对齿轮：；所以两对齿轮的接触强度满足要求。结论结论本次包装机械的毕业设计涉及到大学期间所学的机械原理，机械设计，机械系统设计，机电传动控制等多门课程。作为大学四年的最后一次大型综合性的毕业设计很好的提升了我们综合运用所学知识，融合各个学科，交叉运用各个学科知识的能力，很好的培养了我们的研究能力，设计能力和动手能力，本次毕业设计我的设计题目是：枕型袋形式的液体立式成型－充填－封口包装机，本次所涉及的设计内容是自己在本科阶段没有接触过的，对包装机械也没有太多的了解。感谢华老师第一时间带领我们到交通馆参观了包装机的具体结构，并且给我们详细讲解了包装机的各部分组成原理和工作原理，从那一刻我才对包装机有了一个大致的了解。而且在这次毕业设计的过程中自己查阅了大量包装机械的相关内容，对包装机械也有了很大程度的了解，这无疑是对自己知识的进一步扩充。从了解包装机械到着手设计包装机械，这个过程不仅仅是对自己以前所学知识的综合运用和总结，也是对自己能力的最大考验和肯定，毫无疑问这次毕业设计给我们提供了一次很好的锻炼机会。在这次毕业设计过程中，自己难免会遇到很多困难，但是自己从来都没有放弃过，遇到困难的时候我会首先查阅相关的参考资料，实在是自己解决不了的问题我会请教身边的同学和老师，在困难中学习，每次从遇到困难到解决困难的过程都是知识的进一步积累，也是自己经验和能力的一种提高，在这些困难中我学到了很多教科书上学不到的东西。感谢机械学院能给我这次锻炼自己的机会，也感谢在毕业设计的过程中给予我帮助的尊敬的华老师，还有班级同学。附录考文献赵德，包装机械选用手册，（上，下）化工出版社，2001.5.TB486-62/E1（2）贺素良，包装设备数字控制技术，国防科大出版社，2000.6.TB486/5王怀窦，包装工程测试技术，化工出版社，2004.7.TB487/4许成林.包装机械原理与设计.上海科技出版社.1988.9.谭庆昌、赵洪志、曾平.机械设计.吉林科学技术出版社.2000.5.郑玉华.典型机械（电）产品构造.科学技术出版社.2004.7.寇尊权.机械设计课程设计.吉林科学技术出版社.1999.9.陈塑寰.材料力学.吉林科学技术出版社.20