机械制造行业机械设计课程设计.docx

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机械制造行业机械设计课程设计

包装机械结构与设计课程设计

题目:

间歇双端扭结式裹包机扭结手

设计说明书

学号:

姓名:

专业:

完成时间:

1简介……………………………………………………………2

1.1糖果包装机的优点……………………………………2

1.2几种典型糖果包装机…………………………………3

2设计目的与任务………………………………………………3

2.1目的……………………………………………………3

2.2内容……………………………………………………3

2.3主要技术参数…………………………………………4

3.间歇双端扭结式糖果包装机的组成及工作原理…………4

3.1间歇双端扭结式糖果包装机的组成…………………4

3.2扭结手运动与结构分析………………………………6

4总体设计………………………………………………………8

4.1扭结包装机类型的确定………………………………8

4.2包装工艺流程、工艺路线和工位数的确定…………9

4.3扭结手结构……………………………………………9

5总结……………………………………………………………10

间歇双端扭结式裹包机扭结手设计

1简介

随着我国轻工业生产的高速发展，产品包装已逐步实现自动化和机械化随之出现了生产率比一般工作机高得多的自动机械，现在糖果包装机有了很大的发展，我国已能生产多种型号的糖果包装机，大、中型糖果厂已实现了糖果的机械化包装，一些工厂还装备有保温、匀条、成型及包装一体化的糖果生产流水线。

但是，我国糖果包装机械和世界先进水平相比，差距仍然很大,因此,必须加速提高糖果包装机械化的水平。

1.1糖果包装机的优点

（1）自动化程度高糖果包装机一般都是自动包装机，其结构复杂，自动化程度高。

它可以使送纸、切纸、抄纸、理糖、裹包及打糖过程自动完成。

（2）易于调节糖块的形状、大小及包装纸的性能。

为使糖果包装机能可靠地工作，糖果包装机都有调节系统和一定范围内的无极变速装置。

（3）消耗的功率小糖果包装机的包装对象（糖块）的质量小（一般不超过20g），机器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般电动机功率都在2kW一下。

（4）卫生要求高糖果包装机必须保证糖果的卫生质量。

直接和糖块接触的构件应符合食品卫生要求，且能迅速地分解和组合，形状简单，便于洗涤。

糖果包装机属于食品类产品包装机，按照包装的形式有折叠式包裹、扭结式包裹两大类。

这种包装机一般采用卷盘式包装材料，在主机上实现包装材料分切、包裹及封口工序。

糖果包装机属于食品类产品包装机，按照包装的形式有折叠式包裹、扭结式包裹两大类。

这种包装机一般采用卷盘式包装材料，在主机上实现包装材料分切、包裹及封口工序。

1.2几种典型糖果包装机

类别

名称

举例

按包装形式分

单端扭结式糖果包装机

G·D2400

双端扭结式糖果包装机

B·BF·N－150

叩头式糖果包装机

G·D2650

按工艺过程

连续性分

间歇运动多工位糖果

B·BF·N－150

连续运动多工位糖果

B·BF·N－400

2设计目的与任务

2.1目的

（1）包装机械课程设计是该课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握包装机械设计的一般方法。

（2）培养学生综合运用所学专业基础课、专业课理论知识与生产实际进行有效结合的能力。

（3）培养综合运用机械制图、机械设计基础、机械制造基础等相关知识进行工程设计的能力。

（4）培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。

（5）提高技术总结及编制技术文件的能力。

（6）提高学生独立分析问题和解决问题的能力。

（7）为毕业设计教学环节的实施奠定基础。

2.2内容

（1）参数设计根据课题设计任务，确定糖果包装机扭结手主要构件（例如滑移齿轮、凸轮）的结构形式与尺寸参数、运动参数。

（2）方案设计根据糖果包装机扭结手的结构形式、性质及运动参数，拟定扭结手的机械传动链、运动系统图、工作循环图。

计算并确定各级传动的传动比，齿轮传动、凸轮传动等传动构件的结构参数及尺寸，拟定扭结手的结构方案图。

（3）结构设计根据结构方案图，在正式图纸上拟定传动构件与执行构件的位置。

2.3主要技术参数

（1）生产能力200～350块／min

（2）糖块规格圆柱形（直径×长度）13～32

长方形（长×宽×高）27×16×11

（3）包装纸规格商标纸宽90，内衬纸宽30

（4）电机理糖电机0.37kW，主电机0.75kW

（5）外形尺寸1450×650×1620

3.间歇双端扭结式糖果包装机的组成及工作原理

3.1间歇双端扭结式糖果包装机的组成

间歇双端扭结式糖果包装机主要由料斗、理糖部件、送纸部件、工序盘以及传动操作系统等组成。

可完成单层或双层包装材料的双端扭结裹包。

其包装工艺流程图如图1所示。

包装机工作时,主传送机构带动工序盘2作间歇转动，如图2所示，随着工序盘2的转动，分别完成对糖果的四边裹包及双端扭结。

在第1工位，工序盘2停歇时，送糖杆7、接糖杆5将糖果9和包装纸6一起送入工序盘上的一对糖钳手内，并被夹持形成U形状。

然后，活动折纸板4将下部伸出的包装纸（U形的一边）向上折叠。

当工序盘转动到第Ⅱ工位时，固定折纸板10已将上部伸出的包装纸（U形的另一边）向下折叠成筒状。

固定折纸板10沿圆周方向一直延续到第Ⅳ工位。

在第Ⅳ工位，连续回转的两只扭结手夹紧糖果两端的包装纸，并且完成扭结。

在第Ⅵ工位，钳手张开，打糖杆3将已完成裹包的糖果成品打出，裹包过程全部结束。

图1包装工艺流程图

1-送糖；2－糖钳手张开、送纸；3－夹糖；4－切纸；5－纸、糖送入糖钳手；

6－接、送糖杆离开；7－下折纸；8－上折纸；9－扭结；10－打糖

图2包装扭结工艺路线图

1－扭结手；2－工序盘；3－打糖杆；4－活动折纸板；5－接糖杆；

6－包装纸；7－送糖杆；8－输送带；9－糖果；10－固定折纸板

包装机传动系统由主传动系统和理糖供送系统两部分组成。

图3所示为间歇双端扭结糖果包装机主传动系统图。

主电机经机械式无级变速器、轴I将运动传递给分配轴Ⅱ，分配轴Ⅱ将运动平行进行分配。

经齿轮、马氏盘将运动传递给轴Ⅲ，带动工序盘间歇转动，轴Ⅲ每转动一圈，工序盘转动一个工位（60°）。

另一传动路线为经齿轮传动带动轴V、Ⅵ转动，从而带动扭结手完成扭结动作。

轴V经链传动、齿轮传动带动供纸辊及切刀运动，实现包装纸的供送及切断。

分配轴Ⅱ上的偏心轮

（1）带动送糖杆送糖；偏心轮

（2）带动钳手开、合；偏心轮（3）带动活动折纸板完成下折纸；偏心凸轮（4）带动接糖杆和打糖杆分别完成接糖和打糖动作。

包装机正常工作之前，通过转动调试手轮对包装机进行调试。

主机采用机械式无级调速，生产能力连续可调，能适应不同的包装纸和糖果的变化。

由于采用马氏机构，该机不宜高速运转。

图3间歇双端扭结糖果包装机主传动系统图

3.2扭结手运动与结构分析

糖果经包装纸四面裹包后，两端需扭结封闭。

扭结机构由左右对称两部分组成，图4为单端扭结手机构的传动示意图,主要由扭结手、槽凸轮、摆杆、拨轮、齿轮及传动轴等组成，图5是扭结手的空间立体图。

为满足包装纸扭结的要求，扭结机构在扭结过程中完成扭结手的转动、轴向移动和扭结手的张开、闭合等三种运动。

输入轴1的运动经齿轮4、5、6、7传动后，带动扭结手2实现扭结转动；输入轴1的运动经齿轮4、5带动槽凸轮12转动，经过摆杆10、拨轮8、伞齿轮齿条3带动扭结手的张、合运动；输入轴1的运动经齿轮4、5带动槽凸轮12转动，经过摆杆10、拨轮9实现扭结手的轴向位移运动。

扭结手张开和闭合的角度大小与进退距离的协调，由槽凸轮12的曲线保证。

齿轮5、齿轮6的齿数分别为60和24，齿数比为2.5，保证扭结手每张、合一次，扭结手旋转2.5圈。

根据包装机各执行机构的运动规律及其动作配合要求，可绘制出包装机的工作循环图。

当工序盘携带糖块及包装纸旋转至扭结工位时，扭结手进行张合、旋转和轴向位移，完成扭结工序，其工作循环图如图6。

图4扭结手机构示意图

1-输入轴2-扭结手3-伞齿轮齿条4、5、6、7、13、14-齿轮

8、9-拨轮10-摆杆11-弹簧12-凸轮15-手盘16-调节螺杆

图5扭结手的空间立体图

图6扭结手工作循环图

图7为扭结手机构的装配简图。

左右扭结手之间的距离及对称度的调节，通过转动手轮20来实现。

转动手轮20旋转，带动滑座23左右移动，改变摆杆12的下支点位置，实现扭结手产生轴向位移。

图7扭结手结构装配简图

1-扭结手2-套轴3-扭结手轴4、13、16-齿轮5-螺母

6-拨轮7-弹簧812-摆杆9、15-销10-槽凸轮11-凸轮轴

14-输入轴17-滑块18-滑块轴19-滚子轴20-手轮21-固定板

22-调节螺杆23-滑座24-螺栓25-箱体

4总体设计

4.1扭结包装机类型的确定

扭结式糖果裹包机有间歇运动和连续运动两种类型。

连续运动型一般用于一层纸包装，包装速度较间歇运动型要快。

但它如果用两层纸包装糖果时要求内衬纸与外商标纸一样宽，这样会造成内衬纸的很大浪费。

间歇运动型既可用于一层纸包装，也可用于两层纸包装，用两层纸时内衬纸和外商标纸可以不一样宽，这样可以节约成本。

根据本次课题的设计要求选用间歇运动型包装机。

又由于糖果生产批量大，扭结式裹包动作也较多，故选用多工位裹包机。

4.2包装工艺流程、工艺路线和工位数的确定

（1）包装程序和工艺流程图：

如图1.

（2）包装扭结工艺路线图：

如图2.

（3）工位数及描述

从上图2.的扭结工艺路线图分析，糖果需经过夹持、下折纸、上折纸、扭结、打糖这几个阶段，为了减少工位数可将扭结和成品输出分别安排在工位Ⅲ、Ⅳ完成，这样只需四个工位即可。

但为改善槽轮机构的动力特性，并使总体布局合理，扭结和成品输出还是分别布置在工位Ⅳ、Ⅵ为佳，这样可简化传动，并且操作人员还可兼顾成品装盒工作。

如图2.所示，在第Ⅰ工位，送糖杆7、接糖杆5将糖果9和包装纸一起送入工序盘上的一对糖钳手内，并被夹持形成“U”形。

然后，活动折纸板4将下部伸出的包装纸（U形的一边）向上折叠。

当工序盘转到第Ⅱ工位时，固定折纸板10已将上部伸出的包装纸（U形的另一边）向下折叠成筒状。

固定折纸板10沿圆周方向一直延续到第Ⅳ工位。

在第Ⅳ工位，连续回转的两只扭结手夹紧糖果两端的包装纸，并完成扭结，在第Ⅵ工位，钳手张开，打糖杆3将已完成裹包的糖果成品打出，裹包过程全部结束。

4.3扭结手结构

糖果经包装纸四面裹包后，两端需扭结封闭。

扭结机构由左右对称两部分组成，图4为单端扭结手机构的传动示意图：

它主要由扭结手、槽凸轮、摆杆、拨轮、齿轮及传动轴等组成。

为满足包装纸扭结的要求，扭结机构在扭结过程中完成扭结手的转动、轴向移动和扭结手的张开、闭合等三种运动。

输入轴1的运动经齿轮4、5、6、7传动后，带动扭结手2实现扭结转动；输入轴1的运动经齿轮4、5带动槽凸轮12转动，经过摆杆10、拨轮8、伞齿轮齿条3带动扭结手的张、合运动；输入轴1的运动经齿轮4、5带动槽凸轮12转动，经过摆杆10、拨轮9实现扭结手的轴向位移运动。

扭结手张开和闭合的角度大小与进退距离的协调，由槽凸轮12的曲线保证。

齿轮5、齿轮6的齿数分别为60和24，齿数比为2.5，保证扭结手每张、合一次，扭结手旋转2.5圈。

根据包装机各执行机构的运动规律及其动作配合要求，当工序盘携带糖块及包装纸旋转至扭结工位时，扭结手进行张合、旋转和轴向位移，完成扭结工序。

5.总结

通过这次课程设计对本学期所学的知识有了综合的掌握，锻炼了自己独立思考、独立处理问题的能力，掌握了更多的画图方法，更加熟练了办公软件的应用，是对本学期学习的最好总结，为以后学习包装机械方面的知识打下了基础，更为毕业论文设计做下准备。