机械原理课程设计巧克力糖自动包装机.docx
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机械原理课程设计巧克力糖自动包装机
1．发展现状
1.发展现状
目前发达国家糖果、巧克力工业已步入现代化的进程，新的材料、新的设备和新的技术促使糖果巧克力生产工艺和包装技术不断推陈出新，精益求精。
标准化的产品包装机向高速自动化发展：
糖果、巧克力制造商在对标准化的产品包装时，一般需要高速、自动化的包装机，以追求规模经济的包装成本优化。
因此，近年来包装机制造商研制开发出适合不同类形产品的高速、自动化糖果、巧克力包装机，例如针对传统的枕式包装和一些适合双扭结类产品用的扭结包装机等。
在这类包装机上，制造商采用了当今最新的技术，如全伺服电机、光电跟踪、高速摄像等，以达到提高包装机效能，目前已有每分钟1500～2000粒的高速枕式硬糖包装机。
高速巧克力枕式包装机则更多的从设备与冷风包装膜相匹配等方面研制，以达到高速而又不影响内在巧克力产品的质量。
另外，与巧克力包装机连接的传送带的自动转向、整理、急停、加速也被广泛应用。
我国糖果和巧克力行业的生产历史不过半个世纪。
其产品包装经历了从手工包装、半机械化包装、连续化机械包装阶段，现在已有部分大企业引进国外先进的自动化包装机，实现了包装自动化。
在发展的过程中也仍有部分小企业还在沿用手工包装，但随着包装技术的发展，手工包装会越来越少。
目前，糖果、巧克力产品的包装形式有，纽结式包装、枕式包装、折叠（信封）式包装。
传统扭结式包装是最老的包装形式，这种包装形式多用于糖果，它不仅可以通过现代化高速、自动化的包装机来完成，也可以通过手工操作完成；枕式包装在国际上流行于60～70年代，国内从80年代开始流行至今。
由于枕式包装 机比较普及目前多数糖果、巧克力生产企业均采用枕式包装，折叠（信封）式包装，多用于巧克力产品，糖果适宜做卷包、条包、合装，由于这种包装形式对包装设备和包装材料都有较高的要求，因此国内采用这种包装形式的产品不多。
2.巧克力糖包装机的工艺确定
2.1工艺方案
巧克力糖果从浇注成型机出口进入送糖传送带，送糖传送带匀速将糖果挨个送给曲柄滑块推糖机构，推糖机构滑块开有圆形凹槽，能把糖果精准地推到垫有包装纸盘形机构上，再由压糖机构将糖压入盘形机构圆形凹槽中，迫使包装纸紧贴糖。
在每次将糖果送给压糖机构之时，完成一次送纸的动作；由于压糖凸轮内嵌入了剪纸的凸轮，并保持一定的角度（即有时间先后关系），所以在压糖之前先进行了剪纸的动作。
当压糖机构完成动作时，槽轮带动盘形机构转过90度，此时由折纸机构先后将包装纸压平，完成之后盘形机构再次转过90度，此时先有顶糖机构先将糖顶出圆形凹槽，最后由卸糖机构将包装包装好的糖送入卸糖的传送带。
3.粒状巧克力包装机的总体布局
3.1粒装巧克力糖包装机机构简图
3.2执行机构简图
巧克力糖自动包装机
1、折纸凸轮2、折纸挡板3、卸糖盘4、出糖传送带5、盘形机构
6、剪纸刀7、卷筒纸8、上摩擦轮9、送糖传送带10、推糖四杆机构
3.3折纸机构
3.4送纸与切纸机构
3.5推糖机构
参照第6部分，采用e=0的对心曲柄滑块机构，机构无急回特性
参数：
曲柄长度L1=29mm，从动杆L2=87mm，滑块最大行程s=58mm。
3.6其他
3.6.1盘形机构
3.6.2卸糖机构
4.曲柄滑块机构
4.1曲柄滑块机构的设计
曲柄滑块机构的设计主要用于进糖机构中进行推入到模具槽中，采用的对心曲柄滑块机。
参数：
偏心距e=0，θ=0曲柄长度L1=29mm，从动杆L2=87mm，滑块最大行程s=58mm。
曲柄滑块机构
5.巧克力糖包装机的凸轮机构
5.1顶糖凸轮机构设计
顶糖机构主要使用的是对心平底直动从动件盘形凸轮机构，主要作用是将糖块从模具中顶出以便卸糖机构将其送上传送带。
由于设计凸轮机构的偏心距e=0，基圆半径r=30，推程h=15，近休角90°，推程角135°，等加速、等减速运动规律，远休角45°，回程角90°简谐运动规律。
5.1.1凸轮机构轮廓曲线设计结构示意图
5.1.2顶糖凸轮机构平底从动件位移曲线图
5.2送纸滚筒凸轮机构设计
该凸轮机构使用的是对心平底直动从动件盘形凸轮机构，主要作用是将上摩擦轮按下与下摩擦轮配合从而达到间歇性送纸，基圆半径r=30，推程h=10，近休角90°，推程角90°，远休角90°，回程角90°推程回程皆为简谐运动规律。
5.3折纸凸轮机构设计
折纸凸轮为对心尖底摆动从动件盘形凸轮，利用等臂杠杆原理使得另一头折纸挡板转过相对应的角度，再加上两个凸轮周期并且初始位置相差T/4，从而起到了一前一后的折纸效果。
基圆半径R=50杆长L=80铰链与基圆距离为100近休角180°推程角90°等加速、等减速运动规律远休角45°回程角45°简谐运动规律。
5.4压糖凸轮及剪纸凸轮设计
压糖凸轮与顶糖凸轮完全相同
剪纸凸轮是在压糖凸轮内开宽度为2的凸轮槽，嵌入滚子链接剪纸刀基圆r=10，推程h=2，近休角90°，推程角45°，远休角45°，回程角180°推程回程皆为简谐运动规律。
6.粒状巧克力包装机的槽轮设计
槽轮机构由带四个直线沟槽的槽轮和带有圆柱销的拨盘及机架所组成。
拨盘为原动件，以作等速转动。
槽轮为从动件，作单向间歇转动。
当圆柱销进入径向槽时，槽轮转动；当圆柱销退出径向槽时，槽轮静止不动，拨盘转四周，槽轮转动一周。
对槽轮机构的设计为了简化出里，引用李雪玮.槽轮机构的参数化设计与自动装配.山西大同大学，2011-01-03，学术论文公式.根据题意，确定槽数Z=4圆销数n=1中心距L=100㎜.
项目
计算依据
计算结果
项目
计算依据
计算结果
Φ1
由结构定
45°
h
h≥s-（L-R-r）
54
Φ2
由结构定
45°
r0
R-r-b
50.22
L
由结构定
100
b
3~5mm经验值
4
R
R=Lsin（π/z）
70.71
d1
d1<2（L-R-r）
20
z
3≤z≤18
4
d2
d2<2（L-h）
20
s
71.64
γ
γ=360°-2Φ1
270°
参考文献
[1]机械设计手册（新编电子版）2008
[2]郑文纬.吴克健.机械原理.高等教育出版社，1997年7月第7版
[3]成大先.机械设计手册.第五版.化学工业出版社，2007年11月
[4]李雪玮.槽轮机构的参数化设计与自动装配.山西大同大学，2011年1月3日
[5]尚久浩.自动机械设计.北京：
中国轻工业出版社，2006
[6]王三民.机械原理与设计学习及解题指南.机械工业出版社，2009年5月
[7]中国机械工程学会.机械设计大典.江西课程出版社，2002年1月第一版
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