餐具包裝紙袋包裝機(jī)的設(shè)計(jì)【全套含有CAD圖紙三維建?！?全套含有CAD圖紙三維建模,餐具,包裝,紙袋,裝機(jī),設(shè)計(jì),全套,含有,CAD,圖紙,三維,建模
畢業(yè)設(shè)計(jì)
餐具包裝紙袋包裝機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)老師
日 期
機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
隨著生產(chǎn)和流通的日益社會(huì)化現(xiàn)代化，尤其是半個(gè)世紀(jì)以產(chǎn)品包裝得到了飛速的發(fā)展，在市場(chǎng)商品交換的重要地位也越來(lái)越來(lái)突出，目前，已普遍引起人們的重視。
科技的發(fā)展在當(dāng)代社會(huì)各個(gè)不同的領(lǐng)域都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。機(jī)械化，自動(dòng)化設(shè)備的普遍應(yīng)用，為這些領(lǐng)域增添了活力，包裝業(yè)也不例外?，F(xiàn)在大部分的包裝過(guò)程已有手工作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械化作業(yè)。這不僅僅降低了人的勞動(dòng)程度，而且也加快了生產(chǎn)速度，提高了生產(chǎn)率，同時(shí)也使包裝的形式在不斷的改進(jìn)、革新，使廣大的消費(fèi)者普遍能夠接受。這在客觀上促進(jìn)了產(chǎn)品的營(yíng)銷，提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，也可以為企業(yè)帶來(lái)高額的利潤(rùn)。
本次機(jī)械設(shè)計(jì)，通過(guò)許多種方案的綜合評(píng)價(jià)、篩選，最后確定了這一臺(tái)連續(xù)式紙袋餐具包裝機(jī)。該機(jī)由輸送帶機(jī)構(gòu)送料部件、齒輪齒條推料部件、紙袋推送部件、紙袋張口部件、紙袋熱封部件以及動(dòng)力源——二級(jí)減速器、電機(jī)等幾大部件。整個(gè)包裝過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，與現(xiàn)代機(jī)械相比，本機(jī)器實(shí)現(xiàn)了高速、連續(xù)性，具有高的生產(chǎn)率、低動(dòng)力消耗、使用簡(jiǎn)單、維修方便可靠等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：餐具；特殊紙袋；包裝機(jī)；熱封機(jī)構(gòu)
目 錄
1 概述 1
1.1 課題背景及意義 1
1.1.1 包裝機(jī)械的分類及作用 1
1.1.2 包裝機(jī)械的特點(diǎn) 1
1.2 國(guó)外包裝機(jī)械發(fā)展概況 1
1.3 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.4 我國(guó)包裝機(jī)械與國(guó)外先進(jìn)包裝技術(shù)機(jī)械的差距 3
2 紙袋餐具包裝機(jī)工藝的確定 4
2.1 產(chǎn)品特征 4
2.2 紙袋餐具包裝工藝的擬定 4
3 紙袋餐具包裝機(jī)總體布局 5
3.1 紙袋餐具包裝機(jī)三維視圖 5
3.2 送紙機(jī)構(gòu) 5
3.3 熱封機(jī)構(gòu) 5
3.4 箱體機(jī)構(gòu) 6
3.5 底座機(jī)構(gòu) 6
4 紙袋餐具包裝機(jī)工作周期 8
4.1 機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)設(shè)置 8
4.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的周期確定 8
5 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
5.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
5.2 齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
5.3 輸送帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
6 傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算 11
6.1 選擇電動(dòng)機(jī) 11
6.1.1 機(jī)械特性 11
6.1.2 轉(zhuǎn)速 11
6.1.3 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 11
6.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 11
6.2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算 11
6.2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比計(jì)算 11
7 減速器的選擇 13
7.1 確定減速器的傳動(dòng)比 13
7.2 選擇的減速器的型號(hào)及尺寸 13
8 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
8.1選擇鏈輪齒數(shù) 14
8.2確定計(jì)算功率 14
8.3選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 14
8.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 14
8.5計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式 14
8.6計(jì)算壓軸力Fp 14
8.7主要設(shè)計(jì)結(jié)論 14
總結(jié) 16
致謝 17
參考文獻(xiàn) 18
工程概況
本文首先介紹的是包裝機(jī)械的分類和作用，以及國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械的發(fā)展概況。分析了國(guó)內(nèi)外包裝技術(shù)機(jī)械的差距。明細(xì)餐具包裝紙袋機(jī)械的在市場(chǎng)上的需求性和可實(shí)施性。確定紙袋包裝機(jī)的工藝，以及紙袋包裝餐具包裝機(jī)械的整體布局，其中包括送紙機(jī)構(gòu)、熱封機(jī)構(gòu)、箱體機(jī)構(gòu)、底座機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過(guò)合理的設(shè)計(jì)明確包裝機(jī)的工作周期，設(shè)計(jì)合適的鏈傳動(dòng)，輸送帶，通過(guò)分析計(jì)算，選擇合適的三相異步電動(dòng)機(jī)、減速器、金屬聯(lián)軸器。從而裝配形成整體。最后通過(guò)餐具包裝的工作情況，提出餐具包裝紙袋包裝機(jī)設(shè)計(jì)的合理性和可行性。
塔里木大學(xué)畢業(yè)論文
1概述
1.1課題背景及意義
包裝機(jī)械是指在運(yùn)用自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備將所需的產(chǎn)品經(jīng)行外包裝，具有高效，統(tǒng)一的包裝過(guò)程的機(jī)械[1]。一般包裝過(guò)程包括成型、充填封、口裹、包等主要包裝工序以及清洗、干燥、殺菌、貼標(biāo)、困扎、集裝、拆卸等前后包裝工序，轉(zhuǎn)送、選別等其他輔助包裝工序。本文所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)械是餐具包裝機(jī)械。目前塑料薄模餐具包裝機(jī)在市場(chǎng)上極為普遍，應(yīng)用極廣。包裝作為商品生產(chǎn)和流通的主要重要部分，隨著科技的進(jìn)步和物質(zhì)文明的進(jìn)步的得到了巨大的發(fā)展。但是，由于其壽命周期短，廢棄物產(chǎn)生量大的特點(diǎn)，包裝廢物給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)了極大的壓力[2] 。
1.1.1 包裝機(jī)械的分類及作用
機(jī)械包裝的分類方法很多，按包裝產(chǎn)品的流通領(lǐng)域分類，有工業(yè)產(chǎn)品包裝和商業(yè)產(chǎn)品包裝，按產(chǎn)品包裝的結(jié)構(gòu)形式分類，有內(nèi)包裝和外包裝；還可以按包裝材料或包裝容器的品種類別分類以及按包裝對(duì)象即包裝物品的名稱分類等等。其中按包裝的結(jié)構(gòu)形式分類比較有意義，內(nèi)包裝是一種基本的包裝結(jié)構(gòu)形式，它包括直接包裝和中間包裝。直接包裝是用包裝材料或容器直接裹包產(chǎn)品或裝載的包裝形式；包裝材料或容器與被包裝物品間保持著直接觸，是最小的包裝單元。
1.1.2包裝機(jī)械的特點(diǎn):
（1）大多數(shù)包裝機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)速度快且動(dòng)作配合要求高。
（3）包裝機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作用力一般偏小，所以一般包裝機(jī)的電機(jī)都功率較小。
（4）包裝機(jī)機(jī)械一般都采用無(wú)級(jí)變速裝置，以便靈活調(diào)整包裝速度、調(diào)節(jié)包裝機(jī)的生產(chǎn)能力。
（5）包裝機(jī)械是特殊類型的專業(yè)機(jī)械，種類繁多，生產(chǎn)數(shù)量有限。為便于制造和維修，減少設(shè)備投資，在包裝機(jī)的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)化、通用性及多功能性。
（6）包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度高，大部分已采用PLC、單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了智能化。
（7）包裝機(jī)械實(shí)現(xiàn)了包裝生產(chǎn)的專業(yè)化，大幅度地提高生產(chǎn)效率。
（8）包裝機(jī)械化降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本。
（9）提高產(chǎn)品包裝質(zhì)量，保證了包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生和安全，增強(qiáng)了市場(chǎng)銷售的競(jìng)爭(zhēng)力。
1.2國(guó)外包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)
目前，國(guó)際包裝機(jī)械市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，包裝機(jī)械發(fā)展的總趨勢(shì)是趨于“三高”——高速、高效、高質(zhì)量。發(fā)展重點(diǎn)是趨向于能耗低、自重輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間小、效率高外觀造型適應(yīng)環(huán)境和操作人員心里需求、環(huán)保需求等 [3] 。
1.2.1包裝機(jī)械的發(fā)展進(jìn)程
標(biāo)準(zhǔn)包裝——綠色包裝——太空包裝——金屬包裝——防腐包裝——輻照包裝 ——塑料包裝——納米包裝
1.2.2發(fā)達(dá)國(guó)家包裝工業(yè)
目前，國(guó)外包裝和食品機(jī)械水平高的國(guó)家主要是德國(guó)、美國(guó)、日本。而德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造及技術(shù)性能等方面則居于領(lǐng)先地位，尤其是在酒類等飲料灌裝設(shè)備中，其包裝機(jī)械不僅自動(dòng)話程度高，高速，而且穩(wěn)定，可靠性要更好[4] 。
德國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的新趨勢(shì):德國(guó)包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)是依據(jù)市場(chǎng)調(diào)研及市場(chǎng)分析結(jié)果進(jìn)行的，其目標(biāo)是努力為客戶，尤其是為大型企業(yè)服務(wù)。為滿足客戶要求，德國(guó)包裝機(jī)械制造廠商和設(shè)計(jì)部門采取了諸多措施：?
(1) 其工藝流程自動(dòng)化程度越來(lái)越高，以提高生產(chǎn)率和設(shè)備的柔性及靈活性。采用機(jī)械手完成復(fù)雜的動(dòng)作。操作時(shí)由電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下，機(jī)械手桿按電腦指令完成規(guī)定動(dòng)作，確保包裝的質(zhì)量。?
(2) 提高包裝機(jī)械生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地滿足生產(chǎn)要求。德國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)品在飲料、啤酒灌裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械中優(yōu)勢(shì)明確，具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。其飲料灌裝速度高達(dá)11.5萬(wàn)瓶/h，小袋包裝機(jī)的包裝速度高達(dá)910袋／min。
(3) 促進(jìn)產(chǎn)品機(jī)械和包裝機(jī)械一體化。另外許多產(chǎn)品要求生產(chǎn)之后直接進(jìn)行包裝，以提高生產(chǎn)效率。比如德國(guó)生產(chǎn)的巧克力生產(chǎn)及包裝設(shè)備，就是由一個(gè)系統(tǒng)控制完成的。兩者一體化，關(guān)鍵是要解決好在生產(chǎn)能力上相互匹配的問(wèn)題。?
(4) 要求適應(yīng)產(chǎn)品變化，具有良好的柔性和靈活性。因?yàn)槭袌?chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來(lái)越短。包裝產(chǎn)品在整個(gè)包裝運(yùn)輸過(guò)程中，對(duì)不同的包裝容器、不同的包裝內(nèi)容物、不同的包裝方法以及不同的包裝材料，包裝機(jī)械通過(guò)電腦控制的攝像機(jī)和探測(cè)器來(lái)分辨其變化，使系統(tǒng)控制在最優(yōu)化狀態(tài)下工作，以最短時(shí)間完成包裝工序 [5]?。
(5) 普遍使用計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)。隨著新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期速度不斷加快，德國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)普遍采用了計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)技術(shù)，大大縮短了包裝機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)周期。?
??美國(guó)包裝機(jī)械工業(yè)市場(chǎng)規(guī)模大，發(fā)展迅速，主導(dǎo)著世界的包裝技術(shù)更新。而且其包裝業(yè)的各種協(xié)會(huì)繁多，各項(xiàng)制度完備，有一整套包裝工業(yè)的管理辦法，使得在包裝業(yè)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用 [6]。在美國(guó)，塑料是主要的包裝材料，近年來(lái)以6.4%的速度增長(zhǎng)，而紙制品在包裝材料中所占的比重在逐年下降；在日本，包裝材料主要以塑料包裝和紙包裝為主，而且每年都有較高的增長(zhǎng)。如下表1所示
表1-1 包裝材料的年均增長(zhǎng)率
紙制品
金屬
玻璃
塑料
美國(guó)
2.20%
4.90%
0.90%
6.40%
日本
4.70%
4.90%
3.30%
7.10%
1.3國(guó)內(nèi)包裝機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
近年來(lái)我國(guó)包裝機(jī)械得到了顯著發(fā)展，但是仍然面臨著很多問(wèn)題，其中專業(yè)化和經(jīng)營(yíng)理念落后、技術(shù)含量低、創(chuàng)新能力不強(qiáng)等嚴(yán)重阻礙了我國(guó)包裝機(jī)機(jī)械的發(fā)展[7]。
1.3.1 我國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展中存在的問(wèn)題
大多數(shù)企業(yè)規(guī)模小，專業(yè)化程度低，經(jīng)營(yíng)理念落后，中小型包裝機(jī)械企業(yè)占據(jù)了國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械業(yè)的大多數(shù)，具有分散性、規(guī)模小、技術(shù)落后、資金缺乏等特征，不利于包裝機(jī)械業(yè)向集中、高產(chǎn)、高技術(shù)創(chuàng)新性方向發(fā)展，這樣造成了中國(guó)包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期處于低水平重復(fù)生產(chǎn)的局面。半數(shù)以上的包裝機(jī)械業(yè)并非專門生產(chǎn)包裝機(jī)械，這些企業(yè)通常以多品種、小批量為主要方向兼顧經(jīng)營(yíng)其他方面的生產(chǎn)，這樣就難以將主要的資金投入擴(kuò)大規(guī)模、提高技術(shù)含量中，不利于企業(yè)做大做強(qiáng)。另外，中國(guó)包裝機(jī)械生產(chǎn)主要集中在卷煙、飲料、輕工業(yè)等方面，在重袋包裝機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域極少涉足，這是因?yàn)槠髽I(yè)技術(shù)水平難以到達(dá)這些領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法集中資金投入科研當(dāng)中。因此，我國(guó)包裝機(jī)械企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，必須依靠經(jīng)營(yíng)理念的變革:
(1) 在重有形資本向重?zé)o形資本轉(zhuǎn)變。隨著全球化的發(fā)展，不同國(guó)家地區(qū)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越轉(zhuǎn)化為無(wú)形資本的競(jìng)爭(zhēng)，要扭轉(zhuǎn)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的弱勢(shì)地位，必須抓獲無(wú)形資本的提升。
(2) 在重?cái)?shù)量增長(zhǎng)向重質(zhì)量效益提升轉(zhuǎn)變。企業(yè)發(fā)展應(yīng)該學(xué)習(xí)外國(guó)經(jīng)營(yíng)的成功經(jīng)驗(yàn)，逐步走向“少品種、專業(yè)化、大批量”的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)方式。
(3) 從最終產(chǎn)品質(zhì)量控制向全程質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變。加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)和使用的各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢測(cè)力度。
技術(shù)產(chǎn)品含量不高，成套裝備嚴(yán)重依賴進(jìn)口產(chǎn)品技術(shù)含量低、附加值低等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了包裝機(jī)械業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。其主要表現(xiàn)在: 品種局限性強(qiáng)；對(duì)配套附件及軟件的生產(chǎn)重視程度不足，在與國(guó)外引進(jìn)的機(jī)械相比，難以形成更強(qiáng)的吸引力；設(shè)備穩(wěn)定性差，壽命短； 設(shè)計(jì)方法落后。我們的國(guó)家在機(jī)械設(shè)計(jì)上，計(jì)算機(jī)仿真運(yùn)用水平不高，很難做到數(shù)據(jù)的進(jìn)一步精確，使得制造過(guò)程中容易出現(xiàn)誤差，生產(chǎn)過(guò)程不能明確，導(dǎo)致問(wèn)題溯源困難。
1.4我國(guó)包裝技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)包裝技術(shù)的差距
雖然我們食品包裝技術(shù)與機(jī)械在近年來(lái)取得驕人的成績(jī)，但同國(guó)外比較，技術(shù)上仍存在二十年的差距，其具體表現(xiàn)在：
(1) 產(chǎn)品品種單調(diào)，成套設(shè)備少
到2001年為止,國(guó)外食品包裝機(jī)械達(dá)2400余種，且大多配套生產(chǎn)；國(guó)內(nèi)食品包裝機(jī)械只有1800余種，且多以單機(jī)為主。
(2)技術(shù)水平低
其主要表現(xiàn)在產(chǎn)品可靠性差，技術(shù)更新速度慢，新技術(shù)、新工藝、新料材應(yīng)用少，單機(jī)多，成套機(jī)少，技術(shù)含量低的產(chǎn)品多，高技術(shù)含量的產(chǎn)品少，智能化的設(shè)備還處于研制階段。
(3)產(chǎn)品質(zhì)量低
其主要表現(xiàn)在穩(wěn)定性可靠性差，造型落后，外觀粗糙，且大多數(shù)產(chǎn)品還無(wú)可靠標(biāo)準(zhǔn)。
(4) 開(kāi)發(fā)能力不足
其主要表現(xiàn)是我們還在仿制、測(cè)繪或稍加國(guó)產(chǎn)化的改進(jìn)，更談不上系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究。
2紙袋餐具包裝機(jī)工藝的確定
2.1產(chǎn)品特征
餐具包裝的餐具包括一定尺寸的碗、碟、和茶杯和勺。包裝餐具的紙袋需設(shè)計(jì)一定的尺寸cm,紙袋的外層用毫米的牛皮紙，五面封口的牛皮紙袋。
圖2-1 紙袋
餐具內(nèi)部用一定可降解的樹(shù)脂高分子材料，高溫時(shí)滿足餐具包裝機(jī)械的熱封。
2.2紙袋餐具包裝工藝的擬定
餐具從傳送帶送入，通過(guò)具有動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的齒輪齒條推桿機(jī)構(gòu)，將紙袋由傳送帶的特定位置推送到已經(jīng)被紙袋張口機(jī)構(gòu)張口的紙袋中，曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)用過(guò)延時(shí)電路裝置，控制電機(jī)的暫停運(yùn)轉(zhuǎn)。 齒輪齒條推桿繼續(xù)推送已經(jīng)被紙袋裝好的餐具，直到餐具到達(dá)指定的熱封位置。在三相異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力下，齒輪齒條推桿機(jī)構(gòu)作回程運(yùn)動(dòng)直至一定的位置，YCJ130齒輪減速電機(jī)的繼續(xù)工作，曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，紙袋張口繼續(xù)動(dòng)作同時(shí)熱封紙袋開(kāi)始工作。當(dāng)?shù)诙€(gè)餐具推送到熱封機(jī)構(gòu)的位置的同時(shí)推送出第一個(gè)包裝好的餐具。如此往復(fù)配合運(yùn)動(dòng)形成餐具的連續(xù)包裝。
3紙袋餐具包裝機(jī)總體布局
3.1紙袋包裝機(jī)三維視圖如圖3-1
圖3-1 紙袋包裝機(jī)裝配圖
3.2 送紙機(jī)構(gòu)
送紙機(jī)構(gòu)的的工作原理：通過(guò)彈簧可恢復(fù)性形態(tài)推送紙袋。填充紙袋時(shí)通過(guò)人工下拉把手進(jìn)行填充，送紙機(jī)構(gòu)如圖3-2所示。
3.3 熱封機(jī)構(gòu)
熱封機(jī)構(gòu)工作原理：經(jīng)過(guò)使用通電迅速發(fā)熱的電阻絲，對(duì)紙袋進(jìn)行熱封使紙袋內(nèi)部高分子樹(shù)脂材料速融，從而完成紙袋的熱封。為了使紙袋的熱封均勻、快速、有效。采用一定材料的彈簧對(duì)熱封部件懸墜，以獲取充足的紙袋熱封時(shí)間，熱封機(jī)構(gòu)如圖3-3所示。
圖3-2 送紙機(jī)構(gòu)
圖3-3 熱封機(jī)構(gòu)
3.4箱體機(jī)構(gòu)
餐具包裝機(jī)的箱體機(jī)構(gòu)主要作用是傳動(dòng)軸和曲柄滑塊的導(dǎo)軌的定位。避免傳動(dòng)暴露在空氣當(dāng)中造成的危害。箱體機(jī)構(gòu)如圖3-4所示。
圖3-4 箱體
3.5底座機(jī)構(gòu)
底座機(jī)構(gòu)的主要作用是Y112M-6電機(jī)、ZLY-112減速器、傳送帶和YCJ130齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)的定位。底座機(jī)構(gòu)如圖3-5所示。
圖3-5 底座機(jī)構(gòu)
4紙袋包裝機(jī)的工作周期
4.1機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)的設(shè)置
推桿的最初位置與紙袋的張口位置相距L1=400mm；
紙袋張口機(jī)構(gòu)的吸盤最初位置是曲柄滑塊的最遠(yuǎn)處，L2=150 mm；
第一個(gè)餐具的最初位置與推桿相遇位置為L(zhǎng)3=157mm；
第一個(gè)和第二個(gè)餐具相距L4=628mm；
4.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的周期確定
理想狀態(tài)：即齒輪齒條推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與機(jī)架的摩擦系數(shù)為0，以及三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)的過(guò)渡時(shí)間為0。
在理想狀態(tài)下，假設(shè)推桿與餐具的相遇時(shí)間在t1=0.5s，與張口紙袋相遇的時(shí)間在t2=1s，即曲柄滑塊到到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)與紙袋相遇?？捎?jì)算出：
餐具的進(jìn)給速度v=0.314m/s，即傳送帶的進(jìn)給速度；
齒輪齒條推桿運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給速度v=0.4m/s；
曲柄滑塊的上升速度v=0.15m/s；
齒輪齒條推桿運(yùn)動(dòng)往復(fù)的運(yùn)動(dòng)周期T=4.6s
為了齒輪齒條推桿機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與其他的運(yùn)動(dòng)緊密配合，互不干涉。采用一定的PLC電路控制裝置，當(dāng)曲柄滑塊到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，延時(shí)控制YCJ-130電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，保證曲柄滑塊和餐具不影響齒輪齒條推桿的回復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)推桿到達(dá)曲柄滑塊的初始相遇位置時(shí)，即YCJ-130電機(jī)延時(shí)2.6S后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)工作。當(dāng)推桿推進(jìn)第二個(gè)餐具到達(dá)熱封機(jī)構(gòu)的位置時(shí)順勢(shì)推出第一個(gè)已經(jīng)熱封好的餐具，完成一個(gè)餐具包裝熱封的周期。
即T=4.6+2.3-1=5.9s。
故知道包裝機(jī)的包裝速度為600個(gè)/h。
5執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
5.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
曲柄滑塊的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖5-1所示。
1．曲柄 2．連桿 3.滑塊 4．連桿 5.吸盤 6.銷軸1 7．銷軸2
圖5-1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.2齒輪齒條機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
圖5-2 推桿的傳動(dòng)
齒輪齒條的推桿的最大進(jìn)給量為L(zhǎng)=920mm
齒輪齒條的的進(jìn)給速度v=0.4m/s
故可計(jì)算出所需轉(zhuǎn)速為106r/min
5.3輸送帶結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
輸送帶的相關(guān)數(shù)據(jù)：
設(shè)計(jì)皮帶周長(zhǎng)為L(zhǎng)周=3768mm
主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪的直徑為D1=D2=200mm
故皮帶可標(biāo)記的6個(gè)相距628mm的餐具固定點(diǎn)，第一個(gè)餐具的位置與齒輪齒條配合的固定點(diǎn)相距L=157mm=0.157m/s，帶運(yùn)動(dòng)t=0.5s時(shí)，與齒輪齒條推桿相遇，此時(shí)v=L/t=0.157/0.5=0.314m/s
此由計(jì)算可得所需轉(zhuǎn)速n=30r/min。實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖5-3所示，實(shí)際裝配圖如5-4所示。
圖5-3輸送帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
圖5-4 輸送帶裝配圖6傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算
6.1選擇電動(dòng)機(jī)
三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種動(dòng)力機(jī)械。合理的選擇與使用電動(dòng)機(jī)能保證電動(dòng)機(jī)安全，經(jīng)濟(jì)、高效的運(yùn)行；選擇使用不得當(dāng)，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)造成經(jīng)濟(jì)損失[8]。
6.1.1機(jī)械特性
電動(dòng)機(jī)類型決定的電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性與工作機(jī)械特性配合要恰當(dāng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的運(yùn)行；電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩以及牽入轉(zhuǎn)矩等性能均能滿足工作機(jī)械的要求。
6.1.2轉(zhuǎn)速
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足工作機(jī)械要求，其最高轉(zhuǎn)速、穩(wěn)速調(diào)速、等性能均可適應(yīng)工作機(jī)械的運(yùn)行的要求。
6.1.3運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性
從降低整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的耗能以及電動(dòng)機(jī)的綜合成本來(lái)選用電動(dòng)機(jī)的類型，針對(duì)工況選擇不同效率標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)機(jī)類型。
6.2電動(dòng)機(jī)的選擇
6.2.1齒輪齒條推桿動(dòng)力機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)餐具包裝機(jī)的工作設(shè)計(jì)要求選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y112M-6電機(jī)，其中減速器選用ZLY-112減速器。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 》第十二章相關(guān)資料查的電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)列于表6-1，電動(dòng)機(jī)的外形尺寸如表6-2，電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖6-1。
表6-1 Y系列電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)（JB/T10391-2008）[9]
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率/kw
滿載轉(zhuǎn)速(r/min)
額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩
質(zhì)量/kg
Y112M-6
2.2
940
2.0
2.2
45
表6-2 Y112M-6型電動(dòng)機(jī)外形尺寸
機(jī)座號(hào)
級(jí)數(shù)
A
B
C
D
E F G H K AB AC AD HD BB L
112M
4
190
140
70
28
60 8 24 112 12 245 240 190 265 185 400
圖6-1 電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
6.2.1熱封機(jī)構(gòu)和傳送帶機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的選擇
熱封機(jī)構(gòu)和傳送帶機(jī)構(gòu)根據(jù)工況要求，選用YCJ130齒輪減速電動(dòng)機(jī)。結(jié)構(gòu)外形如圖6-2，技術(shù)參數(shù)如表6-1。
圖6-2 YCJ130減速電機(jī)
表6-1 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù) [11]
產(chǎn)品型號(hào)
功率/kw
輸出轉(zhuǎn)速(r/min)
輸出轉(zhuǎn)矩
配用電動(dòng)機(jī)
YCJ130
0.75
30
224
Y90S-6
7減速器的選擇
減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機(jī)械的需求[9]。按照傳動(dòng)形式不同可分為齒輪減速器、渦桿減速器和行星減速器。其中齒輪減速器傳動(dòng)效率可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，維修護(hù)理相對(duì)簡(jiǎn)便，適用范圍更廣。
7.1確定減速器的傳動(dòng)比
齒輪齒條推桿機(jī)構(gòu)的所需速度v=0.4 m/s
故n1= =106r/min
Y112M-6電機(jī)的額定功率為2.2kw，額定轉(zhuǎn)速n2 =1000 r/min
故傳動(dòng)比
7.2選擇的減速器的型號(hào)及尺寸
由傳動(dòng)比可選硬齒面圓柱齒輪二級(jí)減速器ZLY-112型號(hào)i=6.3~11.2
ZLY-112二級(jí)減速器的結(jié)構(gòu)外形如圖7-1所示，具體尺寸如表7-1所示
圖7-1 Y112M-6二級(jí)減速器
表7-1 Y112M-6型電動(dòng)機(jī)外形尺寸
型號(hào)ZLY
A
B
H
a
d1
l1 L1 b1 t1 d2 l2 L2 b2 t2 c m1 m3 n1 n2 e1 e2 e3 h
112
385
215
268
192
24
36 141 8 27 48 82 192 14 51.5 22 160 180 43 85 75.5 92 134 125
8鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，它由鏈條和鏈輪（小鏈輪和大鏈輪）組成。通過(guò)鏈輪輪齒和鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。鏈傳動(dòng)的在機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用[ 10 ]。
鏈傳動(dòng)特點(diǎn)：鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因?yàn)槟鼙３譁?zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，又因?yàn)殒湕l不需要像皮帶那樣需要很高的張緊，所以作用于軸上的徑向壓力小，鏈條采用金屬材料制造。鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時(shí)還能在高溫下工作。
YCJ-130三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率p=0.75kw，主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n1=30r/min,傳動(dòng)比的i=1.5，載荷平穩(wěn)，中心線水平布置。
8.1選擇鏈輪齒數(shù)
取小鏈輪的齒數(shù)為z1=17，大鏈輪的齒數(shù)為z2=i·z1=1.5 17=25.5=25。 (8-1)
8.2確定計(jì)算功率
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九章表9-6查得工況系數(shù)KA=1.0，查得主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)KZ=1.53，單排鏈，則計(jì)算功率為：
Pca=KAKzP=1.0 1.530.75=1.1475kw (8-2)
8.3選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距
根據(jù)Pca=1.1475 kw, n1=30r/min 和Pca
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