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巧克力糖包装机
机械原理课程设计说明书
设计题目巧克力糖包装机
学院机械工程学院
班级机英102班
设计者
同组人
指导教师
2012年6月25日
目录
1.机构简介
2.执行机构的选择与比较
3.主要机构设计7
4.机构的运动分析9
5.原动机的选择10
6.传动机构的选择与比较11
7.制定机械系统的运动循环图12
8.对结果的分析与设计体会14
9.主要参考资料14
1.机构简介
1.1设计题目
设计巧克力糖自动包装机。
包装对象为圆台状巧克力糖(图6),
包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。
包装后外形应美观挺拔,铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱(图7)。
包装工艺方案为:
纸坯型式
采用卷筒纸,纸片水平放置,间歇剪切式供纸(图8)。
包装工艺动
作为:
1.将64mmx64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖巾17mm小端正上
方;2.使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形;3.将余下的铝箔纸分半,先后
向巾24mm大端面上褶去,迫使包装纸紧贴巧克力糖。
a
图S包袈工艺动作
表1.1设计数据表
具体设计要求如下:
1.要求设计糖果包装机的间歇剪切供纸机构、
铝箔纸锥面成形机构、褶纸机构以及巧克力糖果的送推料机构。
2.整台机器外形尺寸(宽x高)不超过800mrX1000mm3.锥面
成形机构不论采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构,
1.2设计任务
1.巧克力糖包装机一般应包括凸轮机构、平面连杆机构、齿轮机构等。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3.图纸上画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。
4.设计平面连杆机构。
并对平面连杆机构进行运动分析,绘制运动线图。
5.设计凸轮机构。
确定运动规律,选择基圆半径,计算凸轮廓线值,校核最大压力角与最小曲率半径。
绘制凸轮机构设计图
6.设计计算齿轮机构。
7.编写设计计算说明书。
8.学生可进一步完成凸轮的数控加工。
1.3设计方案提示
1.剪纸与供纸动作连续完成。
2.铝箔纸锥面成形机构一般可采用凸轮机构、平面连杆机构等。
3.实现褶纸动作的机构有多种选择:
包括凸轮机构、摩擦滚轮机构等。
4.巧克力糖果的送推料机构可采用平面连杆机构、凸轮机构。
5.各个动作应有严格的时间顺序关系。
1.4设计参数
电动机转速为960r/min,糖果包装数为120个/min。
2执行机构的选择与比较
方案一
如图所示,1供纸机构送到传送带上,3压糖杆强迫糖纸成型,通过5曲柄滑块机构将糖块放入成型槽中,6压杆将右侧纸压到糖上,7刮纸板将左侧糖纸压到糖上
巧克力包装机
1-供纸机构2-弹簧3-压杆4-凸轮5-曲柄滑块6-滚筒7-刮纸板8-槽轮机构9成型槽优点:
操作性强,易于操作,传动性能好,成型容易,精致美观缺点:
占据空间大
方案二
如图所示,当钳糖机械手将糖送到指定位置后,凸轮1转动带动顶糖杆3将糖顶入包装机构形腔2内,左抄板纸8向右折边,同时锥形尼龙丝圈6将包装纸表面刷平整,然后右抄板纸7向左折边,然后
锥形尼龙丝圈6再次刷平包装表面,使铝箔纸全部平整地覆盖在糖块
的大端面上,完成全部包装工艺
包装机构及送糖机构
1-凸轮2-推杆3-顶糖杆4-糖块
5-铝箔纸6-锥形尼龙丝圈7-抄板纸8-右抄板纸9-形腔
优点:
完成包装任务后,能够保证包装表面平整美观,外形轮廓挺拔。
缺点:
包装纸平铺在巧克力糖表面上而不能够铺成花样,样式单一,简单。
方案三
下面是主要执行机构的结构和工作原理。
图6为钳糖机械手、进
出糖机构结构图。
送糖盘4与机械手作同步间歇回转,逐一将糖块送至包装工位I。
机械手的开合动作,由固定的凸轮8控制,凸轮8的廓线是由两个半径不同的圆弧组成,当从动滚子在大半径弧上,机械手就张开;从动滚子在小半径弧上,机械手靠弹簧6闭合。
1|"|
1-输送带2-糖块3托盘
4-钳糖机构5糖机械手
6-弹簧7-托板8-机械手
9-机械手开合凸轮10-
输带
I-进料,成型,折边工位
II-出糖工位
优点:
占据空间小,成型简单,易操作,节约能源
缺点:
机械手的力不容易控制,容易压坏糖块,机器制造较困难
综上所述,我选择第一种方案
3主要机构设计
3.1粒状巧克力糖包装机的凸轮设计
巧克力糖包装机
巧克力糖包装机压杆凸轮参数如下:
序号
凸轮运动角3
推杆的运动规律
1
0°~120°
等速上升h=50
2
120°~180°
推杆远休
3
180°~270°
正弦加速度下降h=50
4
270°~360°
推杆近休
偏心距e=20
基圆半径r0=25
刮纸板凸轮8参数
序号
凸轮运动角3
推杆的运动规律
1
0°~120°
等速右移h=40
2
120°~180°
推杆远休
3
180°~270°
正弦加速度左移h=40
4
270°~360°
推杆近休
偏心距e=20
基圆半径r0=30
3.2粒状巧克力糖包装机的槽轮设计
包装机的槽轮
包装机的槽轮参数图表
项目
计算(或选择)依据
计算(或确定)结果
d
d=(15~30)
28
di
d1<2L(1-sinT1)-d-2(3~6)
28
h
h=L(sinT1+cosT1-1)+d/2+
(3~6)
84
R
R=Lsin(180/z)
77
d2
d2<2(L-h)
27
3.3巧克力成型槽设计
巧克力糖进料槽图9
巧克力糖进料槽参数(/cm)
参数
D1
di
D2
d2
H
h
间隙
0.2-0.5
0.2-0.5
1.8-3.7
3.4曲柄滑块
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L仁29mm从动杆L2=87mm滑块最大行程s=58mm
4机构的运动分析
5原动机的选择
5.1YD系列变级多速三相异步电动机
取代JD02系列变极多速三相异步电动机的更新换代产品,其机械结构与丫系列相同。
电动机的容量选得合适与否,对电动机的工作和经济性都有影响。
当容量小于工作要求时,电动机不能保证工作装置的正常的工作,或使用电动机因长期的过载而过早损坏;容量过大则电动机的价格高,能量不能充分利用,且常常不在满载下运行,其效率和功率的因数都较低,造成浪费。
电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定,而发热又与其工作情况决定。
工作机所需工作功率Pw,应由机器工作阻力和运动参数计算得来
的,可按下式计算:
Pw
Tn
9550
Kw
其中:
T――工作机的阻力矩,Nmm;
n——工作机的转速,r/min;
传动装置的总效率°组成传动装置的各部分运动副效率之积,即
0123n
其中:
123分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率
经过比较选择---Y系列三相异步电动机。
电动机转速为960r/min,输出功率为0.4kW的交流电动机。
5.2相关计算
根据本例所给条件,巧克力糖包装机选用的原动电机的转速n=960r/min,而包装速度为120个/min,因此必需采用减速机构,其减速比为:
i=n/n2=960/120=8
可采用一级带减速传动、二级齿轮传动,它们的传动比分别为:
(1)带传动:
传动比为1;
(2)第一级圆柱直齿轮传动:
传动比为3.411,Z1=17,Z2=58;
(3)第二级圆柱直齿轮传动:
传动比为3.225,Z=17,Z3=55
6传动机构的选择与比较
电动机转速为1440r/min,功率为0.4kW,分配转速为70-130r/min,总降速比u总1,采用平带、链轮两级降速,其中
11〜20.6
Dmin40mm,Dmax70mm。
螺旋齿轮副1、2、3的传动比ii=i2=i3=1,直齿
标准齿轮副的传动比i=1.67
7制定机械系统的运动循环图
各执行机构运动循环的时间同步化设计
确定粒状巧克力自动包装机最短的工作循环
O
pmin
TpminTk1Tk2Tk3Tk4Ts4Td4
124423138/、
(s/
54545656519565
确定粒状巧克力自动包装机的工作循环T
令三对同步点的错移量分别
t1、△t2禾口△t3,若取
△t1=△t2=At3=1/195(s)
则其在分配轴上相应的转角为
丄360
Tp
3.1
粒状巧克力自动包装机的工作循环应为
Tp
TPmin
t1
t2
H1951951955s2.绘制粒状
巧克力自动包装机的工作循环如图
釦缎一ILIIJSW
230*
切纸7J
IB--GL.L-
23[■厂
VI41隔-帶
1
■-C
口楠11
__—一_1
拓抵砒
*
8对结果的分析和设计体会
整个课程检验了我们平时学习的效果,同样也融入了学以致用的原则,开始拿到课程设计题目根本不知道如何下手,周围的同学、朋友给了我不少帮助,自己才逐渐弄清方向!
做课程设计的这一段时间,让我明白合作的重要性,大家集思广益对一个问题总能给出多种解决的办法,从中进行适当的筛选与整合从而得出最优解,在这个过程里我们又将所学到的知识强化了!
能够完成这份课程设计,我要衷心的感谢我们小组的每一位成员,虽然这份课程设计还存在这样或那样的问题,但是当我们就一个问题需要解决的时候,不管问题有多么的繁琐,我们小组的每一位成员都想尽办法取解决它,都从各个方面提出自己解决问题的办法,常常为了一个问题的数据计算而熬夜,当对设计方案进行优化时,我们都尽可能的考虑到每一个工作的细节,让设计和方案尽可能的完美!
在我们思维陷入盲区时,是时老师给我们指明了方向,在此也向时老
师致谢!
9主要参考资料
[1]裘建新主编;机械原理课程设计指导书.北京:
高等教育出版
社,2006
[2]王知行,邓宗全.哈尔滨工业大学编.机械原理.北京:
高等教育出版社,2006
[3]郑文纬,郑星河主编.机械原理学习指导.北京:
高等教育出版社,1992
[4]颜鸿森著.机械装置的创造性设计.姚燕安等译.北京:
机械工业出版社,2002
[5]刘助柏,梁辰著.知识创新学.北京:
机械工业出版社,2002
[6]邹惠君主编.机械运动方案设计手册.上海:
上海交通大学出版社,1994
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