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摘 要
本次設(shè)計(jì)課題為“全自動(dòng)單標(biāo)直線貼標(biāo)機(jī)總體設(shè)計(jì)”。據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界用于灌裝的各種容器已經(jīng)多達(dá)3030億個(gè)，而其中71%是玻璃瓶。我國(guó)是世界上玻璃瓶使用比例最多的國(guó)家，占全球總量的55%以上。再加之近年來我國(guó)釀造技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的人工貼標(biāo)簽的方式必將不能滿足需要，所以近些年來，國(guó)內(nèi)眾多廠家積極引進(jìn)國(guó)外成套釀造生產(chǎn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)有了很大的發(fā)展空間。 設(shè)計(jì)此食用油瓶貼標(biāo)機(jī)，要求在滿足自動(dòng)分瓶、送標(biāo)帶、同步分離標(biāo)簽，標(biāo)貼情況下，使貼標(biāo)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠、高效。 其中著重針對(duì)于單標(biāo)真空轉(zhuǎn)鼓式直線貼標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)及貼標(biāo)方式進(jìn)行改進(jìn)、分析與設(shè)計(jì)，并對(duì)其主要傳動(dòng)部分進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。了解和掌握全自動(dòng)單標(biāo)直線貼標(biāo)機(jī)在實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的問題，在進(jìn)行理論分析和計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)全自動(dòng)單標(biāo)直線貼標(biāo)機(jī)供標(biāo)裝置涂膠裝置進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)其貼標(biāo)精度不足的問題提出具體可行的解決方案。
通過整個(gè)總體設(shè)計(jì)，我熟練的使用CAD,Solidworks等繪圖軟件設(shè)計(jì)分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，對(duì)總體設(shè)計(jì)的整體構(gòu)思有了更為深刻全面的了解。
關(guān)鍵詞：直線貼標(biāo)機(jī)， 真空轉(zhuǎn)鼓，貼標(biāo)方式，涂膠裝置
II
Abstract
This design topic is “Automatic straight line labeling machine for single label——overall design”. Mainly of single label drum vacuum line labeler to the structure and labeling methods to improve the analysis and design, and transmission parts of the main program design and strength check. Understanding and knowledge of standard single-line automatic labeling machines actually used in the course of problems in theoretical analysis The important position of the wheel gear and shaft can't falter in traditional machine and modern machinesThe passing to process to make them can is divided into many model numbers, useding for many situations respectively.So we must be the multilayers to the understanding of the wheel gear and shaft in many ways , and calculated based on the standard single-line automatic labeling machines for the standard device to improve the labeling system, and gelatinize fixture of its lack of specific and feasible solutions.
Through the whole design process,the design for analysis software including CAD,Solidworks and so on,Usething these soft wares optimizes the parameters cutsdown the design time and makes the process efficient.I learned the more knowledge of the whole design.
Key words：
labeling machine,drum vacuum,labeling system, gelatinize fixture
目 錄
摘 要 I
1 概述 1
1.1簡(jiǎn)介 1
1.2國(guó)內(nèi)及國(guó)外包裝機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1
2 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析 5
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的提出 5
2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的可行性分析 7
3 總體設(shè)計(jì) 9
3.1工藝分析 9
3.2 總體布局 9
3.3各主要部分設(shè)計(jì) 10
3.4電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng) 12
3.5帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.6齒輪材料選擇及熱處理 17
4 使用及維修 21
4.1 安全技術(shù)操作規(guī)程（工作準(zhǔn)備） 21
4.2操作基本技術(shù)要求 21
4.3常見的貼標(biāo)機(jī)故障及排除 21
結(jié) 論 23
致 謝 24
參考文獻(xiàn) 25
附 錄 26
1 概述
1.1簡(jiǎn)介
我國(guó)包裝設(shè)備在今后的發(fā)展方向可以概括為：高效化、智能化方向發(fā)展；加快提高裝備工程化配套能力；包裝設(shè)備要滿足包裝多樣化方向發(fā)展的要求；設(shè)備必須符合提高質(zhì)量、高效節(jié)能的要求；采用和推廣新技術(shù)，提高自主創(chuàng)新能力。所以，貼標(biāo)機(jī)是將事先印好的商標(biāo)粘貼到包裝容器的特定部位的機(jī)械設(shè)備，一般在包裝作業(yè)的灌裝結(jié)束裝箱之前環(huán)節(jié)進(jìn)行，其完成的工藝過程包括取標(biāo)簽、送標(biāo)簽、涂膠、貼標(biāo)簽、整平等。貼標(biāo)機(jī)有很多種類型，按自動(dòng)化程度可分為自動(dòng)與半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)；按瓶子運(yùn)動(dòng)方式可分為直線式與轉(zhuǎn)盤式貼標(biāo)機(jī)；按貼標(biāo)工藝特征可分為壓捺式滾壓式、搓滾式、刷撫式貼標(biāo)機(jī)。
貼標(biāo)時(shí)容器直接由設(shè)置在貼標(biāo)機(jī)上的板式輸送鏈進(jìn)行輸送，在輸送過程中接受貼標(biāo)，容器自送入到完成貼標(biāo)排出運(yùn)行所經(jīng)過的軌跡是一條直線或近似直線者，稱為直線式貼標(biāo)機(jī)。
貼標(biāo)機(jī)主要工作裝置有機(jī)架、傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)、包裝件傳送裝置系統(tǒng)、涂膠裝置、貼標(biāo)整理裝置等部分組成。
1.2國(guó)內(nèi)及國(guó)外包裝機(jī)械現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界用于灌裝的各種容器已經(jīng)多達(dá)3030億個(gè)，而其中71%是玻璃瓶。我國(guó)是世界上玻璃瓶使用比例最多的國(guó)家，占全球總量的55%以上。再加之近年來我國(guó)釀造技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的人工貼標(biāo)簽的方式必將不能滿足需要，所以近些年來，國(guó)內(nèi)眾多廠家積極引進(jìn)國(guó)外成套釀造生產(chǎn)設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)，使我國(guó)全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)有了很大的發(fā)展空間。釀造水平有了很大提高。以啤酒為例，生產(chǎn)能力由每小時(shí)8000瓶提高到每小時(shí)24000—36000瓶，并且實(shí)現(xiàn)了灌裝壓蓋貼標(biāo)裝箱的機(jī)械自動(dòng)化，大大降低了勞動(dòng)程度，提高了生產(chǎn)效率。國(guó)內(nèi)啤酒設(shè)備生產(chǎn)廠家也在吸收消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新，現(xiàn)已形成完整的行業(yè)體系，不僅滿足了國(guó)內(nèi)的需求還實(shí)現(xiàn)了出口創(chuàng)收。我國(guó)企業(yè)開發(fā)的啤酒包裝機(jī)械生產(chǎn)能力已達(dá)2.4萬瓶/時(shí)至43.6萬瓶/時(shí)，并實(shí)現(xiàn)了兩次抽真空以及適合于高速輸瓶的無壓力輸瓶系統(tǒng)。然而相對(duì)于國(guó)外釀造設(shè)備的發(fā)展，我國(guó)仍有不小的差距，為此，今后一段時(shí)間我國(guó)包裝業(yè)將面臨著一個(gè)大的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)包裝設(shè)備在今后的發(fā)展方向可以概括為：高效化、智能化方向發(fā)展；加快提高裝備工程化配套能力；包裝設(shè)備要滿足包裝多樣化方向發(fā)展的要求；設(shè)備必須符合提高質(zhì)量、高效節(jié)能的要求；采用和推廣新技術(shù)，提高自主創(chuàng)新能力。
1.2.1貼標(biāo)機(jī)械在國(guó)際方面發(fā)展的特點(diǎn)
德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)、意大利均為世界包裝機(jī)械大國(guó)，在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)性能等方面很值得中國(guó)學(xué)習(xí)借鑒。其中德國(guó)的包裝機(jī)械中尤其是飲料、啤酒包裝機(jī)械和食品包裝機(jī)械，其具有高速、成套、自動(dòng)化程度高和可靠性好等特點(diǎn)。美國(guó)包裝設(shè)備則以“高大精尖“聞名于世，機(jī)電一體化程度極高，并且具有速度快，成本低，靈活多用途等特點(diǎn)。法國(guó)包裝機(jī)械則在靈活，通用和自動(dòng)化方面有其獨(dú)到之處。因此，提高國(guó)產(chǎn)裝備技術(shù)含量和使用度是我國(guó)啤酒行業(yè)面臨的艱巨任務(wù)，在未來我國(guó)啤酒工業(yè)包裝設(shè)備在今后的發(fā)展方向可以概括為：啤酒工業(yè)技術(shù)裝備必須向高效化、智能化方向發(fā)展；加快提高裝備工程化配套能力；啤酒裝備要滿足啤酒包裝多樣化方向發(fā)展的要求；設(shè)備必須符合提高啤酒質(zhì)量、高效節(jié)能、安全衛(wèi)生的要求；采用和推廣新技術(shù)，提高自主創(chuàng)新能力。
1.2.2在我國(guó)貼標(biāo)機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)
貼標(biāo)機(jī)械在我國(guó)的發(fā)展速度也是相當(dāng)迅速的。尤其是近年來，對(duì)外開放，對(duì)內(nèi)搞活政策的實(shí)施，使一些釀造企業(yè)及包裝機(jī)械生產(chǎn)廠家通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的設(shè)備并在結(jié)合自身的實(shí)際情況，敢于創(chuàng)新，使得貼標(biāo)機(jī)械在我國(guó)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但與國(guó)外產(chǎn)品相比仍存在接近20年的技術(shù)差距。
上世紀(jì)60年代末期，個(gè)別專家、學(xué)者通過考察從德國(guó)帶回了飲料包裝生產(chǎn)線技術(shù)，并在國(guó)內(nèi)試制成功。該技術(shù)后被某企業(yè)購買，并迅速制成產(chǎn)品，投放市場(chǎng)，可稱為我國(guó)第一代具備現(xiàn)代意義的自動(dòng)化包裝技術(shù)。隨著改革開放的推進(jìn)，一批中小企業(yè)對(duì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)出無所適從，企業(yè)遇到較大困難。一些原來從事機(jī)床、農(nóng)機(jī)制造的企業(yè)就轉(zhuǎn)到包裝設(shè)備的開發(fā)制造上。另外，啤酒飲料包裝機(jī)械行業(yè)市場(chǎng)空間巨大，一些私營(yíng)企業(yè)開始看好這一行業(yè)，也加入了包裝設(shè)備的生產(chǎn)行列?？上鄬?duì)于中國(guó)的機(jī)械行業(yè)，食品包裝機(jī)械行業(yè)的正式確立晚了32年。中國(guó)的食品包裝行業(yè)既是一個(gè)擁有較長(zhǎng)歷史的行業(yè)，也是一個(gè)年輕的行業(yè)。現(xiàn)階段，很多80-90年代甚至90年代末期進(jìn)入包裝行業(yè)的企業(yè)已成為行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)，占據(jù)較大市場(chǎng)份額，并引領(lǐng)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)水平。在這種情況下，瓶裝食品貼標(biāo)機(jī)械行業(yè)乃至整個(gè)食品包裝機(jī)械行業(yè)迅速擴(kuò)大，從業(yè)廠商和市場(chǎng)規(guī)模均快速增長(zhǎng)。1989年9月確立了食品和包裝機(jī)械行業(yè)，成為機(jī)械工業(yè)部直管的十二個(gè)行業(yè)之一，使得貼標(biāo)機(jī)械行業(yè)技術(shù)水平有了大幅度提升，大大縮小了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距，許多廠商已經(jīng)走出國(guó)門，將我國(guó)食品包裝設(shè)備遠(yuǎn)銷世界各國(guó)。[2]
傳統(tǒng)的包裝機(jī)械多采用機(jī)械式控制，但是隨著生產(chǎn)力的日益提高，包裝參數(shù)的隨機(jī)多變，這些控制系統(tǒng)已越來越難以滿足新的需求。在這種情況下機(jī)電一體化技術(shù)徹底改變了包裝機(jī)械的面貌，標(biāo)志著“智能化”時(shí)代的到來。它摒棄了常規(guī)包裝機(jī)械中的繁瑣和不合理部分，而將機(jī)械、微機(jī)、微電子、傳感器等多種學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給包裝機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造和控制方面都帶來了深刻的變化，從根本上改變了包裝機(jī)械的面貌。
由于我國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展起步較晚，資金，科研力量，高新技術(shù)嚴(yán)重不足，我國(guó)包裝機(jī)械整體水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距仍相當(dāng)大。目前，雖然國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)引進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)都能很好地掌握和應(yīng)用，但技術(shù)創(chuàng)新少，研究水平和技術(shù)儲(chǔ)備力量較弱，新學(xué)術(shù)研究難度大，由此可見，國(guó)產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)械還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)包裝工業(yè)的需求。以貼標(biāo)機(jī)為例，中國(guó)貼標(biāo)機(jī)雖然在短短的三年時(shí)間里把絕大部分國(guó)外產(chǎn)品擠出了“國(guó)門”，但是，在國(guó)際市場(chǎng)中仍無地位可言。究其原因，大致如下：[3] 1. 缺少核心技術(shù)，或者說產(chǎn)品技術(shù)含量不高，質(zhì)量不夠穩(wěn)定2. 產(chǎn)品品種單一，缺乏系列產(chǎn)品，如套標(biāo)機(jī)、熱熔膠貼標(biāo)機(jī)、不干膠貼標(biāo)機(jī)等3.重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重4.開發(fā)能力不足我國(guó)包裝機(jī)械主要還是仿制測(cè)繪，稍加國(guó)產(chǎn)化改進(jìn)，談不上自主開發(fā)研究，
雖然在“2008中國(guó)國(guó)際啤酒、飲料制造技術(shù)及設(shè)備展覽會(huì)”上大放異彩，但國(guó)產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)若要全面占領(lǐng)國(guó)內(nèi)啤酒、飲料的需求市場(chǎng)，打入國(guó)際市場(chǎng)，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，還應(yīng)該在“質(zhì)”和“量”上下功夫，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性上下功夫，在發(fā)掘自己的核心技術(shù)、自主創(chuàng)新上下功夫，這對(duì)中國(guó)貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)來說將是一段很漫長(zhǎng)的路。我國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展新趨勢(shì)如下:[4]
1 資源的高利用化
資源的高利用化含有三層含義：提高資源的高利用率；提高有效成分的提取率；減少其營(yíng)養(yǎng)成分的損失。
2 生產(chǎn)效率化
機(jī)電一體化技術(shù)是提高包裝機(jī)械自動(dòng)化程度及運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性的重要保證，未來包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，技術(shù)發(fā)展將朝著四個(gè)方向發(fā)展：一是機(jī)械功能多樣化。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化。三是控制智能化。四是結(jié)構(gòu)高精度化。
3 高新技術(shù)實(shí)用化
包裝機(jī)械中采用微機(jī)技術(shù)、無菌包裝技術(shù)等新技術(shù)可提高產(chǎn)品品質(zhì)。高新技術(shù)在包裝機(jī)械中具有廣泛的應(yīng)用前景，是包裝機(jī)械上檔次、上水平的重要組成部分。
4 產(chǎn)品節(jié)能化
節(jié)能的新技術(shù)新產(chǎn)品已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外包裝機(jī)械的發(fā)展重點(diǎn)，在包裝機(jī)械中，廣泛采用節(jié)能技術(shù)對(duì)降低生產(chǎn)成本和提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用。
5 大力加強(qiáng)科研、開發(fā)能力
加快科研成果向商品轉(zhuǎn)化的步伐，使科學(xué)技術(shù)正真成為解放生產(chǎn)力和推進(jìn)社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大動(dòng)力。包裝機(jī)械產(chǎn)品應(yīng)向知識(shí)密集化、技術(shù)綜合化和產(chǎn)品智能化等方向發(fā)展，以包裝工業(yè)中急需的、量大面廣的成套技術(shù)裝備為重點(diǎn)，增加品種，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，以微電子和計(jì)算機(jī)為先導(dǎo)，引進(jìn)新技術(shù)，增加自主開發(fā)能力，促進(jìn)機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的而結(jié)合，積極推進(jìn)包裝裝備的機(jī)電一體化。[5]
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2 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的提出
2.1.1設(shè)計(jì)任務(wù)的要求
重量： （Kg） 約500
工 作 制 ： 每年300天, 每天兩班；
生產(chǎn)類型 ： 成批生產(chǎn)。 適用范圍 ：適用于中小型生產(chǎn)廠家用于玻璃瓶貼單一標(biāo)簽
生產(chǎn)能力 ： （瓶/小時(shí)） 2000-6000
取標(biāo)板數(shù)： （個(gè)） 1
貼 標(biāo) 數(shù)： （個(gè)） 1身標(biāo)
瓶子直徑： （mm） 50-85
標(biāo)紙盒容量： （張） 約2000
壓縮空氣壓力： （Mpa） 0.35-0.5
空氣耗量： （/n） 約0.9
主電機(jī)功率： （Kw） 0.37KW
主機(jī)外型尺寸： （長(zhǎng)×寬×高cm） 190×85×70
2.1.2貼標(biāo)機(jī)的選擇
合理選擇貼標(biāo)機(jī)是保證包裝質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。一般來說，應(yīng)密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，盡量選擇質(zhì)量好、效益高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便、體積小、重量輕的，在選擇貼標(biāo)機(jī)時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：
1.為生產(chǎn)工藝服務(wù)原則 首先應(yīng)根據(jù)待貼標(biāo)容器形狀（圓形，方形，扁形）選擇適宜的貼標(biāo)機(jī)，以滿足生產(chǎn)工藝要求。
2.貼標(biāo)范圍大原則 貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)范圍時(shí)指其適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。工藝范圍越寬，越能提高設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，即利用同一設(shè)備可以粘貼多種瓶型多種尺寸的商標(biāo)。因此為了適應(yīng)酒水、飲料，調(diào)味品行業(yè)多品種、多規(guī)格的貼標(biāo)要求，應(yīng)選擇工藝范圍盡可能寬的貼標(biāo)機(jī)[6]
3.生產(chǎn)率高和貼標(biāo)質(zhì)量好原則 貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)率的高低直接反映包裝線的生產(chǎn)能力。所以生產(chǎn)率越高，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益越好。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)選擇設(shè)備精度高，自動(dòng)化程度也高的貼標(biāo)機(jī)。但是設(shè)備的售價(jià)也相應(yīng)提高，增大了產(chǎn)品的單位成本。如若灌裝工序生產(chǎn)能力不夠，還會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況。因此在選擇貼標(biāo)機(jī)時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)能力要求，對(duì)相關(guān)的因素進(jìn)行綜合考慮。
2.1.3提高生產(chǎn)率，選擇貼標(biāo)機(jī)的類別
1.根據(jù)待貼標(biāo)容器的傳送形式，貼標(biāo)機(jī)可分為“直線式”和“回轉(zhuǎn)式”兩種。[7]
(1)直線式貼標(biāo)機(jī)（如圖2-1）：就是貼標(biāo)時(shí)容器直接由設(shè)置在貼標(biāo)機(jī)上的板式輸送鏈進(jìn)行輸送，在輸送過程中接受貼標(biāo)，容器自送入到完成貼標(biāo)排出運(yùn)行所經(jīng)過的軌跡是一條直線或近似直線的貼標(biāo)機(jī)。這種機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，工作穩(wěn)定性好，再者，這種設(shè)備占地面積小，故廣泛應(yīng)用在中小型生產(chǎn)企業(yè)中。
圖2-1直線式貼標(biāo)機(jī)
(2) 回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)（如圖2-2）：回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)在貼標(biāo)時(shí)，容器由板式輸送鏈與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)交替載運(yùn)著通過相應(yīng)的貼標(biāo)工作區(qū)段接受貼標(biāo)。由于回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)可設(shè)置多工位，同時(shí)貼身標(biāo)背標(biāo)等，生產(chǎn)率又較直線式貼機(jī)高，所以目前大型企業(yè)貼標(biāo)機(jī)大多采用 “回轉(zhuǎn)式”的結(jié)構(gòu)。
圖2-2回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)
2. 從降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度而言，主要是增設(shè)進(jìn)瓶檢測(cè)
以前貼標(biāo)機(jī)開機(jī)貼標(biāo)時(shí)機(jī)必須由操作工人確定，這樣既費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，又容易出現(xiàn)漏標(biāo)情況，增設(shè)進(jìn)瓶檢測(cè)裝置后，實(shí)現(xiàn)無瓶不上標(biāo)，有瓶必貼標(biāo)，這樣一來，既不需要專人負(fù)責(zé)，又能保證連續(xù)作業(yè)，還大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的可行性分析
將事先印好的商標(biāo)粘貼到包裝容器的特定部位的機(jī)械設(shè)備稱為貼標(biāo)機(jī)。
液體包裝容器主要有玻璃瓶、金屬瓶，以及由塑料或柔性復(fù)合材料制作成的各種杯、管、瓶、袋等，我國(guó)目前廣泛采用玻璃瓶灌裝各種液料，這是因?yàn)椴Ａ吭县S富，成本低廉，化學(xué)穩(wěn)定性好，貯藏期長(zhǎng)，無毒，易清洗，可回收利用，尤其適合包裝高檔商品。但其也有自身的缺點(diǎn)，不夠美觀就是其一，因此貼標(biāo)機(jī)械必將得到了廣泛的應(yīng)用。
包裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)率的提高不但與灌裝工序有關(guān)，而且與緊接著的貼標(biāo)工序有關(guān)。另外，為了進(jìn)—步提高生產(chǎn)率，在可能條件下，包裝生產(chǎn)線必須向洗瓶、灌裝、上蓋，貼商標(biāo)等聯(lián)合自動(dòng)線方向發(fā)展，這樣的自動(dòng)線國(guó)外已經(jīng)有很多了，為了使我國(guó)食品包裝工業(yè)盡快趕上世界先進(jìn)水平，有必要對(duì)貼標(biāo)機(jī)械的設(shè)計(jì)加以研究。
各種不同類型的貼標(biāo)機(jī)，其主要工作程序是大致相同的，先把待貼標(biāo)容器輸送到貼標(biāo)機(jī)上，由螺旋限位器進(jìn)行分瓶，同時(shí)完成取標(biāo)刮膠過程，然后待貼標(biāo)容器在貼標(biāo)及其理標(biāo)裝置的作用下完成貼標(biāo)過程。
自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)按容器運(yùn)動(dòng)特性可分兩類，一是直線式，即貼標(biāo)時(shí)容器直接由設(shè)置在貼標(biāo)機(jī)上的板式輸送鏈進(jìn)行輸送，在輸送過程中接受貼標(biāo)，容器自送入到完成貼標(biāo)排出運(yùn)行所經(jīng)過的軌跡是一條直線或近似直線者。另一類是回轉(zhuǎn)式，容器由板式輸送鏈即回轉(zhuǎn)式工作臺(tái)交替載運(yùn)著通過相應(yīng)的貼標(biāo)工作完成貼標(biāo)。前一類結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，適用于中小企業(yè)對(duì)圓柱形玻璃瓶貼單一身標(biāo)。后一種適用于大型企業(yè)使用，特別是啤酒生產(chǎn)企業(yè)使用。[8]
各種類型的貼標(biāo)機(jī)其結(jié)構(gòu)基本由四大部分組成：(1)機(jī)架；(2)傳動(dòng)裝置系統(tǒng)； (3)標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)；(4)涂膠裝置；（5）貼標(biāo)理標(biāo)裝置。
以下為貼標(biāo)流程圖2-1：
圖2-1 貼標(biāo)流程圖
選擇合理的貼標(biāo)方法：由于標(biāo)簽的物理化學(xué)性質(zhì)各有差異，在貼標(biāo)時(shí)，就有著不同的貼標(biāo)要求，常采用以下幾種方法：
a.滾壓式貼標(biāo)法
b.搓滾式貼標(biāo)法
c.刷撫式貼標(biāo)法
d.壓按式貼標(biāo)法
本設(shè)計(jì)的任務(wù)是貼標(biāo)機(jī)的總體設(shè)計(jì)，要考慮到它的總體的結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)鍵的部件的配合和安裝，要合理設(shè)計(jì)其布局和傳動(dòng)部分，在設(shè)計(jì)構(gòu)思和繪圖期間要周密考慮，做到尺寸和配合一致。作為總體的設(shè)計(jì)要考慮機(jī)器立體空間的大小，做到布局合理，尤其是儲(chǔ)標(biāo)盒和刮膠裝置的布局安排。在傳動(dòng)上要做好輸送鏈板與進(jìn)出瓶系統(tǒng)的速度匹配，進(jìn)出瓶系統(tǒng)和貼標(biāo)中心的速度匹配，標(biāo)盒擺動(dòng)與取標(biāo)板的速度匹配。在借鑒成功案例的基礎(chǔ)上初步擬定采用直線式結(jié)構(gòu)，滾壓式貼標(biāo)法。
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）
3 總體設(shè)計(jì)
3.1工藝分析
3.1.1確定機(jī)器類型
考慮到設(shè)計(jì)生產(chǎn)率要求不高，而且是貼單一身標(biāo)的貼標(biāo)要求，所以選擇直線式真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)為本次設(shè)計(jì)類型。
3.1.2確定貼標(biāo)程序
要保證貼標(biāo)精度最重要的是要保證同步要求，為此，由于進(jìn)入貼標(biāo)機(jī)的瓶子在鏈道上的傳送速度較高而瓶距不均，經(jīng)過螺旋限位器后，就可將其速度降低至貼標(biāo)機(jī)機(jī)的工作速度范圍之中，并使瓶距保持一定值進(jìn)入貼標(biāo)機(jī)等待貼標(biāo)，與此同時(shí)，取標(biāo)板完成從標(biāo)盒取標(biāo)過程并對(duì)標(biāo)簽涂膠，然后由標(biāo)簽傳送裝置傳送到貼標(biāo)區(qū)完成貼標(biāo)，最后將貼好標(biāo)的瓶子經(jīng)過輸瓶鏈道送出，進(jìn)行下面的一系列工序如：檢驗(yàn)、裝箱等。其具體的工藝路線如下圖3-1[9]所示。
上膠
標(biāo)盒進(jìn)入
標(biāo)板取標(biāo)
真空吸附取標(biāo)
自動(dòng)檢測(cè)
螺旋限位器
貼標(biāo)
標(biāo)紙
瓶子 裝箱
圖3-1 貼標(biāo)工藝路線圖
3.2 總體布局
3.2.1整機(jī)組成
貼標(biāo)機(jī)主要由以下幾個(gè)部分組成：機(jī)架，傳動(dòng)裝置系統(tǒng)，標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)，標(biāo)簽傳送裝置系統(tǒng)，涂膠系統(tǒng)，貼標(biāo)整理裝置及檢測(cè)連鎖裝置。
3.2.2設(shè)計(jì)平面圖
原則：各部分布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，操作方便，安全、美觀整齊。
圖3-2 貼標(biāo)機(jī)整機(jī)布局圖
1-螺旋限位器 2-真空轉(zhuǎn)鼓 3-海綿襯墊 4-搓輥 5-取標(biāo)板 6-儲(chǔ)標(biāo)盒 7-鋼輥 8-膠輥
整個(gè)機(jī)器的布置大體可分為以上幾個(gè)部分，各部分在空間的布置影響到整機(jī)的空間尺寸。考慮到整機(jī)布局時(shí)要盡量使其占地面積小，搭配角度合理，利于生產(chǎn)，一般將各部件在空間交錯(cuò)布局，而避免線性排列，以利于發(fā)揮各部分的工作效率。由于取標(biāo)板、膠輥、真空轉(zhuǎn)鼓的分布必須滿足其分度圓相切的原則，才能形成一個(gè)具有協(xié)調(diào)性、同步性的自動(dòng)貼標(biāo)過程，整個(gè)機(jī)器主要部件相互關(guān)系如圖所示。由此可以知，各部分的相互位置互相影響，當(dāng)取標(biāo)板位置定好后，其他部件位置大體可以確定，具體尺寸見總裝圖。
3.3各主要部分設(shè)計(jì)
3.3.1貼標(biāo)裝置
圖3-3 貼標(biāo)裝置示意圖
1-真空接入管 2-起標(biāo)器 3-真空轉(zhuǎn)鼓 4-皮帶張緊輪
5-搓輥 6-皮帶傳送輥 7-調(diào)節(jié)方螺母
如圖3-3所示為本機(jī)的貼標(biāo)裝置，主要由取標(biāo)和貼標(biāo)兩部分構(gòu)成。取標(biāo)器2主要作用是將標(biāo)簽從取標(biāo)板上剝離，然后由真空轉(zhuǎn)鼓3將標(biāo)簽吸附在其表面，當(dāng)標(biāo)簽被摩擦皮帶送至搓輥5位置時(shí)，真空轉(zhuǎn)鼓消除真空吸力，開始進(jìn)行貼標(biāo)。貼標(biāo)時(shí)標(biāo)簽在摩擦皮帶上相對(duì)于待貼標(biāo)容器做純滾動(dòng)。搓輥另一側(cè)的海面襯墊則能夠?qū)?biāo)簽理順并貼實(shí)。此種貼標(biāo)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于普通貼標(biāo)機(jī)貼單一身標(biāo)。[10]
3.3.2標(biāo)簽供給裝置
圖3-4 標(biāo)簽供給裝置示意圖
1-高度調(diào)節(jié)旋鈕 2-上下抓標(biāo)鉤 3-左右抓標(biāo)鉤
4-高度調(diào)節(jié)旋鈕 5-寬度調(diào)節(jié)旋鈕 6-標(biāo)盒 7-推桿
供標(biāo)裝置的功能是在貼標(biāo)的過程中，將標(biāo)簽按照一定得工藝要求進(jìn)行供送，裝置的結(jié)構(gòu)隨所用標(biāo)簽形式的不同而不同，通常由6-標(biāo)簽盒和7-推桿組成。本設(shè)計(jì)采用可調(diào)式標(biāo)盒結(jié)構(gòu)，使用時(shí)可以根據(jù)所用標(biāo)簽的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)采用螺旋裝置，上下左右抓標(biāo)鉤由調(diào)節(jié)旋鈕1、4、5根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
貼標(biāo)機(jī)中采用的標(biāo)簽盒運(yùn)動(dòng)形式有固定式和運(yùn)動(dòng)式兩類。本設(shè)計(jì)采用左右搖擺式運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，整個(gè)標(biāo)簽盒安置在一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)上，工作時(shí)整個(gè)標(biāo)盒與取標(biāo)板同步運(yùn)動(dòng)完成松標(biāo)過程。標(biāo)盒的推進(jìn)是由安置在標(biāo)盒下方的小型汽缸完成的，當(dāng)進(jìn)瓶檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到有瓶子進(jìn)入貼標(biāo)機(jī)待貼標(biāo)時(shí)，汽缸才開始動(dòng)作，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間檢測(cè)不到有瓶進(jìn)入時(shí)，汽缸停止動(dòng)作，標(biāo)盒在彈簧的拉力作用下退回，真正實(shí)現(xiàn)“有瓶必貼標(biāo)，無瓶不貼標(biāo)”。 [11]
3.3.3涂膠裝置
圖3-5 涂膠裝置示意圖
1- 膠輥 2-鋼滾 3-刮膠盒 4-調(diào)節(jié)手把 5-膠水盤 6-箱體
涂膠裝置是將適量的膠黏劑涂抹在標(biāo)簽的背面或取標(biāo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，主要包括上膠，涂膠和膠量調(diào)節(jié)裝置，常用的有圓盤式輥式磙子式等形式，本設(shè)計(jì)采用雙立輥式結(jié)構(gòu)，如上圖所示。膠水由外置氣動(dòng)膠水泵注入刮膠盒3中，通過調(diào)節(jié)把手將膠水均勻涂在鋼輥2上，再由鋼滾與膠輥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將膠水均勻涂在膠輥上，工作時(shí)取標(biāo)板從膠輥上粘取粘結(jié)劑，完成取標(biāo)。多余膠水由膠水盤接住通過排膠管流入外置膠水桶內(nèi)。
3.4電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)
3.4.1原動(dòng)機(jī)的選擇
在自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)中，合理的電動(dòng)機(jī)功率能夠保證貼標(biāo)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)功率的選擇是以貼標(biāo)機(jī)啟動(dòng)和連續(xù)生產(chǎn)時(shí)其中最大的功率作為依據(jù)，—般情況下，貼標(biāo)機(jī)的啟動(dòng)功率為最大，啟動(dòng)時(shí)，功率要消耗在以下幾個(gè)方面：①使貼標(biāo)機(jī)各工作部分由靜止達(dá)到工作轉(zhuǎn)速；②克服運(yùn)動(dòng)的工作阻力和摩擦力；③傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)副間的功率損失。
由于貼標(biāo)過程的作用力一般較小，所以電動(dòng)機(jī)功率較小且要采用無級(jí)變速，以便靈活調(diào)整貼標(biāo)速度，調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力?？紤]到前面的各因素，通過類比和比較，選電機(jī)功率為0.55kw，型號(hào)YCT-112-4A（電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)），調(diào)速范圍1250～125轉(zhuǎn)／分（SEW(天津)調(diào)速設(shè)備有限公司）。[12]
3.4.2確定傳動(dòng)系統(tǒng)[13]
由于電機(jī)最高轉(zhuǎn)速1250～125轉(zhuǎn)／分，其變速范圍可以滿足工作要求。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)能力為2000～6000瓶每小時(shí)，由于貼標(biāo)速度是傳動(dòng)系統(tǒng)首先要解決的問題，故先確定取標(biāo)板的轉(zhuǎn)速，于是：
由公式Q=60nZ (3-1)
則n= (3-2)
Q：生產(chǎn)能力 Z：?jiǎn)沃苋?biāo)數(shù) n：轉(zhuǎn)速
根據(jù)設(shè)計(jì)要求Q1：2000瓶／小時(shí)，Q2：6000瓶／小時(shí)，
r/min (3-3)
r/min (3-4)
則貼標(biāo)機(jī)主軸調(diào)速范圍R=>1，一般當(dāng)R>1的時(shí)候要采取變速裝置，本設(shè)計(jì)用電磁調(diào)速電機(jī)滿足要求。另外，還應(yīng)增設(shè)兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器，及齒輪傳動(dòng)。
根據(jù)貼標(biāo)機(jī)的工作情況，同時(shí)結(jié)合本次設(shè)計(jì)課題，現(xiàn)擬定以下兩種傳動(dòng)方案供選擇：
標(biāo)盒箱體
方案一：無級(jí)調(diào)速電機(jī)減速器圓柱直齒輪真空轉(zhuǎn)鼓、螺旋限位器
鏈板輪 交錯(cuò)軸斜齒輪 涂膠裝置
方案二：無級(jí)調(diào)速電機(jī)減速器圓柱直齒輪真空轉(zhuǎn)鼓、螺旋限位器
調(diào)速電機(jī)鏈板輪
兩種方案的比較：方案一輸瓶鏈板動(dòng)力由主電機(jī)提供，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是交錯(cuò)軸斜齒輪的加工與安裝更是要求極高。方案二輸瓶鏈板動(dòng)力由單獨(dú)電動(dòng)機(jī)提供，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且調(diào)速方便。根據(jù)以上的評(píng)價(jià)比較和分析，最終選擇方案二作為本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)方案。傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖見圖3-6所示。
圖3-6 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
1-兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器 2-電動(dòng)機(jī) 3-帶輪 4-膠輥齒輪 5-標(biāo)盒齒輪 6-取標(biāo)板齒輪
7-滾子鏈聯(lián)軸器 8-真空轉(zhuǎn)鼓齒輪 9-轉(zhuǎn)換齒輪 10-交錯(cuò)軸斜齒輪
3.4.3確定各級(jí)傳動(dòng)比及齒輪齒數(shù)、模數(shù)
1. 確定各傳動(dòng)比
(1). 所選用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min
取標(biāo)板主軸轉(zhuǎn)速 r/min
則兩級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器減速比μ＝25
(2). 取標(biāo)板設(shè)計(jì)直徑d1=250mm 真空轉(zhuǎn)鼓直徑d2=116mm
由于取標(biāo)板與真空轉(zhuǎn)鼓線速度相同，所以
=d1/d2=2.15 (3-5)
(3).對(duì)膠輥和鋼輥設(shè)計(jì)尺寸d3=d4=70mm，由同步要求有
d1/d3=3.57 (3-6)
d3/d4=1 (3-7)
(4).對(duì)標(biāo)盒的運(yùn)動(dòng)，由于取標(biāo)板單周取標(biāo)兩個(gè)，所以
2
(5).根據(jù)同步要求，對(duì)螺旋限位器來說，其工作能力：
(3-8)
s’—右旋單頭螺桿，s’＝1；n’— 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)
而＝2000瓶/小時(shí) ；
＝6000瓶/小時(shí)
則＝r/min;
r/min
而取標(biāo)板主軸轉(zhuǎn)速r/min ; r/min
則螺旋限位器至取標(biāo)板主軸傳動(dòng)比
現(xiàn)將各部分傳動(dòng)比列在下表3.1中：
表3.1 各部分傳動(dòng)比
序號(hào)
μ
i
25
2.15
3.57
2
1
2. 確定各齒輪齒數(shù)、模數(shù)
首先確定標(biāo)板軸大齒數(shù)輪，由此類比其它相關(guān)機(jī)械灌裝包裝設(shè)備主齒輪齒數(shù)=100。標(biāo)盒主軸與標(biāo)板主軸設(shè)計(jì)中心距a=180mm，由公式
m=（0.007-0.02）a (3-9)
得m=1.26-3.6
取m1=3.5
現(xiàn)將各齒輪齒數(shù)及模數(shù)列在下表3.2：
表3.2 各齒輪齒數(shù)及模數(shù)表
序號(hào)
1
2
3
4
5
Z
100
46
28
52
50
M
3.5
3
3.5
3.5
3.5
3.5帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.5.1傳動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
齒輪的齒數(shù) Z1=100，模數(shù)為m=3.5
分度圓直徑：d=mz (3-10)
d=mz = 3.5×100=35
齒頂高: (3-11)
齒根高: (3-12)
齒高： (3-13)
齒頂圓直徑： (3-14)
齒根圓： (3-15)
，采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)
3.5.2 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1.確定計(jì)算功率 PA
(kw) (3-16)
P—傳遞的額定功率；ka-工作情況系數(shù) ka=1.4
2.選擇帶的截面形狀
根據(jù)計(jì)算功率，帶輪轉(zhuǎn)速n1，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)175頁表9-8選擇帶的截面形狀為B型帶
由 =0.77kw n1=1250r/min
選B型帶
3.5.3確定帶輪的直徑
帶輪1，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第三卷13-7頁表13-1-10參考取D=146mm
驗(yàn)算帶的速度
(3-17)
介于5～12之間，合適。
計(jì)算帶輪2的直徑由傳動(dòng)比i=1，則
3.5.4確定中心距
(3-18)
選擇mm
選擇帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
(3-19)
mm
由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)175頁表9-3取=1900mm,則實(shí)際安裝中心距a=500mm
安裝是所需要的最小中心距
(3-20)
=500-0.015×1900=471.5mm
張緊或伸長(zhǎng)時(shí)所需要的中心距
(3-21)
=500+0.03×1900=557mm
3.5.5驗(yàn)證小帶輪上的包角
(3-22)
= 適合
3.5.6計(jì)算帶的跟數(shù)Z
(3-23)
則選取Z=2
3.6齒輪材料選擇及熱處理
3.6.1齒輪材料的基本要求[14]
從對(duì)齒輪的失效分析可知，為了使齒輪能夠正常工作，應(yīng)對(duì)齒輪的材料提出如下基本要求：
（1）齒面應(yīng)有足夠的硬度和耐磨性，以防止齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等失效。
（2）輪齒心部應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以防止齒根折斷忽然抵抗沖擊載荷。
（3）應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能，以便加工和提高力學(xué)性能。
3.6.2常用材料及熱處理
適合制造齒輪的材料有很多，最常用的是鋼、鑄鐵，有些場(chǎng)合也采用非金屬材料。
1、鋼
鋼具有強(qiáng)度高、韌性好、便于制造和熱處理等優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)齒輪毛坯都采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼通過鍛造而成，并通過熱處理改善和提高力學(xué)性能。按熱處理后齒面硬度的不同，鋼制齒輪分為軟齒面齒輪和硬齒面齒輪兩種。
軟齒面齒輪的齒面硬度小于或等于350HBS，通常適用于一般用途、中小功率以及精度要求不高的場(chǎng)合，例如一般用途的減速器。由于齒面硬度不高，這種齒輪的毛坯在進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火的熱處理之后再進(jìn)行精加工，一般采用插齒或滾齒等方法。
對(duì)于一對(duì)軟齒面的齒輪來說，在傳動(dòng)的過程中，小齒輪的輪齒嚙合次數(shù)比大齒輪的多，同時(shí)小齒輪的齒根較薄，使得小齒輪的輪齒彎曲強(qiáng)度較弱。因此，通常使小齒輪的齒面硬度要比大齒輪的齒面硬度高30～50HBS或更多，以保證大、小齒輪的使用壽命相接近。在一般情況下，通常選用不同的材料或不同的熱處理可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。
硬齒面齒輪的齒面硬度大于350HBS，常用于高速重載及受有沖擊載荷的或要求結(jié)構(gòu)緊湊的重要機(jī)械傳動(dòng)中，例如機(jī)床、汽車變速箱等。這種齒輪的毛坯在進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火后，進(jìn)行精切齒，然后再進(jìn)行表面淬火處理，使得齒輪的耐磨性提高，承載能力增大。
硬齒面齒輪與軟齒面齒輪比較，其綜合承載能力可提高2～3倍?；蛘哒f，在相同的承載能力下，硬齒面的齒輪傳動(dòng)要比軟齒面的結(jié)構(gòu)尺寸小得多。所以，除非受到工藝或生產(chǎn)等條件的限制，一般情況下應(yīng)盡可能采用硬齒面齒輪。
2、鑄鋼
對(duì)于齒輪的直徑尺寸較大（大于400～600mm），或結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易鍛造的齒輪毛坯，可用鑄鋼來制造。例如低速、重載的礦山機(jī)械中的大齒輪。
3、鑄鐵
灰鑄鐵具有較好的減磨性和加工性能，而且價(jià)格低廉，但它的強(qiáng)度較低，抗沖擊性能差，因此，常用于開式、低速輕載、功率不大及沖擊振動(dòng)的齒輪的傳動(dòng)中。
球墨鑄鐵的力學(xué)性能和抗沖擊能力較灰鑄鐵高，可代替灰鑄鐵、鑄鋼和調(diào)質(zhì)鋼鑄造大直徑齒輪。
4、非金屬材料
非金屬材料的彈性好，耐磨性好，可注塑成型，成本低，但承載能力小，適用高速輕載以及精度要求不高場(chǎng)合。例如食品機(jī)械、家電產(chǎn)品以及辦公設(shè)備等。
常用齒輪的材料見下表3.3：
表3.3 常用齒輪的材料及其力學(xué)性能
材料
牌號(hào)
熱處理
方 法
齒面硬度
強(qiáng)度極限
屈服極限
主要應(yīng)用
優(yōu)質(zhì)
碳
素鋼
45
正火
160～217HBS
580
290
低速輕載
調(diào)質(zhì)
217～255HBS
650
360
低速中載
表面
淬火
48～55HRC
750
450
高速中載或低速重載
50
正火
180～220HBS
620
320
沖擊很小
合金鋼
40Cr
調(diào)質(zhì)
表面淬火
240～260HBS
48～55HRC
700
900
550
650
中速中載
高速中載無劇烈沖擊
42SiMn
調(diào)質(zhì)
表面淬火
217～269HBS
45～55HRC
750
470
高速中載無劇烈沖擊
20Cr
滲碳淬火
56～62HRC
650
400
高速中載
承受沖擊
20CrMnTi
滲碳淬火
56～62HRC
1100
850
鑄鋼
ZG310～570
正活
表面淬火
160～210HBS
40～50HRC
570
320
中速、中載、大直徑
ZG340～640
正火
調(diào)質(zhì)
170～230HBS
240～270HBS
650
700
350
380
球墨鑄鐵
QT600-2
QT500-5
正火
220～280HBS
147～241HBS
600
500
低中速輕載有小的沖擊
灰鑄鐵
HT250
HT300
人工時(shí)效
170～240HBS
187～235HBS
200
300
低速輕載沖擊很小
根據(jù)上述齒輪材料的介紹，我設(shè)計(jì)改進(jìn)后的貼標(biāo)機(jī)齒輪，直齒圓柱齒輪齒輪選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，十字交叉斜齒輪由于是點(diǎn)接觸沖擊較大選用40Cr，表面淬火處理。
使用及維修
4.1安全技術(shù)操作規(guī)程（工作準(zhǔn)備）
1. 檢查螺旋限位器，刮膠刀，取標(biāo)板，并清除雜物。
2. 按規(guī)定向潤(rùn)滑部位加油。
3. 上膠裝置鋼輥、膠輥以及取標(biāo)板須擦干凈，干燥才可用。
4. 電動(dòng)機(jī)，檢查是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
5. 風(fēng)機(jī)、膠水泵，檢查是否工作正常。
6. 操作人員需熟悉機(jī)器性能，工作時(shí)精神集中，堅(jiān)守崗位。
7. 出現(xiàn)悶車及爆瓶時(shí)應(yīng)及時(shí)停車，排除故障。
8. 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中不得隨意調(diào)整。不得打開安全防護(hù)罩。
發(fā)生機(jī)電故障時(shí)，應(yīng)通知專業(yè)人員維護(hù)，操作人員保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)等待查修在本機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，盡量減少機(jī)器的專用性，增加其通用性，也是我們的一個(gè)設(shè)計(jì)原則和目標(biāo)。換而言之，就是使本機(jī)在生產(chǎn)中不僅能夠適應(yīng)有共同點(diǎn)的各種標(biāo)型的貼標(biāo)任務(wù)，同時(shí)也要使本機(jī)器能夠適應(yīng)有共同點(diǎn)的各種不同規(guī)格，但具有相似形狀的瓶子或塑料容器相適應(yīng)。當(dāng)然，對(duì)于前者，對(duì)本機(jī)的影響不大，無非就是調(diào)整標(biāo)盒尺寸，但后者就首先在螺旋限位器方面能更換，同時(shí)在瓶子或塑料容器的傳送過程中的直徑控制方面也須增加調(diào)節(jié)裝置。
4.2 操作基本要求
1. 操作及維修人員必須熟悉本機(jī)結(jié)構(gòu)和性能，嚴(yán)格按操作過程進(jìn)行工作。
2. 新機(jī)器安裝后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)試，合格后方可交付使用。
3. 經(jīng)常檢查機(jī)器，及時(shí)排除故障。
4. 安全保護(hù)失靈后，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，不允許在無保護(hù)狀態(tài)下開機(jī)生產(chǎn)。
5. 各調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)和緊固應(yīng)使用合適的工具，不能用非常方法踢打。
6. 經(jīng)常檢查各潤(rùn)滑部位并及時(shí)加油，保證潤(rùn)滑通順，油路暢通。
7. 進(jìn)行沖洗及清洗工作時(shí)，不能用水沖洗電器部分。
8. 超過本機(jī)使用范圍的瓶型不得使用。
9. 根據(jù)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)工時(shí)，定時(shí)進(jìn)行大、中、小修復(fù)。
10. 新更換的備品配件必須符合設(shè)計(jì)圖紙要求。
4.3常見的貼標(biāo)機(jī)故障及排除[15]
1.左右傾斜（歪標(biāo)） 標(biāo)盒底線不處于水平線上，取標(biāo)時(shí)已傾斜，調(diào)整角度；檢查標(biāo)紙?jiān)跇?biāo)盒中是否平整，如果不平整，可將標(biāo)鉤調(diào)整使之平整；海綿厚度不均勻；轉(zhuǎn)鼓推出裝置是否在三點(diǎn)一線上且放夾時(shí)間與凸輪配合是否恰當(dāng)；瓶托板膠墊磨損過度既影響對(duì)中又會(huì)歪斜。
2.身背標(biāo)、膠水太厚，掃標(biāo)磨損；導(dǎo)瓶架海綿塊磨損；出口星輪小轆生銹不轉(zhuǎn)動(dòng)和脫膠圈；瓶子撞導(dǎo)瓶架膠條和護(hù)欄。
3.標(biāo)盒上取標(biāo)失敗或漏膠 標(biāo)紙外形尺寸誤差太大，根本無法取標(biāo)；標(biāo)紙要么在標(biāo)盒內(nèi)卡死，無法取出；要么從標(biāo)盒前未取標(biāo)時(shí)已跌落；標(biāo)勾太緊或彈簧太松，應(yīng)放松標(biāo)勾或收緊標(biāo)勾；標(biāo)紙盒進(jìn)入取標(biāo)位置距離不當(dāng)，標(biāo)板壓入標(biāo)盒取標(biāo)深度應(yīng)約2mm，標(biāo)夾開放時(shí)間不當(dāng)，標(biāo)鼓夾夾板壓縮量為1~2mm，否則過小會(huì)取標(biāo)不牢，過大會(huì)影響放標(biāo)時(shí)間；標(biāo)盒內(nèi)的標(biāo)勾有膠水，阻礙取膠，應(yīng)及時(shí)清洗標(biāo)勾；標(biāo)紙不夠，馬上加足標(biāo)紙；標(biāo)夾松或標(biāo)夾斷彈簧，應(yīng)上緊標(biāo)夾或更換彈簧。
4.貼標(biāo)不對(duì)中 檢查取標(biāo)時(shí)是否對(duì)中，若不對(duì)中則調(diào)整標(biāo)盒到恰當(dāng)位置；放標(biāo)是否最佳位置；標(biāo)夾或海綿臟，倒粘；貼標(biāo)對(duì)中，掃后不對(duì)中：膠水太厚；初黏性差，溫度太低（最佳溫度為26~28）；標(biāo)掃臟，標(biāo)掃太硬，兩邊力不均勻，掃歪；標(biāo)鼓取標(biāo)后吹氣量沒調(diào)好；定中杯擺動(dòng)阻力大，不能自由旋轉(zhuǎn)；入口星輪錯(cuò)位，造成瓶子不在轉(zhuǎn)盤中心造成角度不均勻，影響掃標(biāo)質(zhì)量。
結(jié) 論
本機(jī)用以完成圓形容器的貼標(biāo)簽過程，貼標(biāo)能力為2000～6000瓶/小時(shí)。基于“直線式貼標(biāo)”原理，并采用新式可調(diào)式儲(chǔ)標(biāo)盒和真空吸附式轉(zhuǎn)鼓，能適應(yīng)不同的瓶型和商標(biāo)尺寸。標(biāo)盒推進(jìn)是在檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到有瓶進(jìn)入后才開始工作的，真正實(shí)現(xiàn)，無瓶不上標(biāo)有瓶必貼標(biāo)。整機(jī)由0.55KW電磁調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)，輸瓶鏈道由減速電機(jī)帶動(dòng)，兩臺(tái)電機(jī)由一臺(tái)變頻器控制，真正實(shí)現(xiàn)了按生產(chǎn)能力進(jìn)行無級(jí)同步變速。
安裝條件，水泥地面平整，須埋設(shè)地腳螺栓，整機(jī)高度與輸瓶鏈道高度一致，機(jī)器四周應(yīng)設(shè)有溝槽排水。
本機(jī)總體設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行了傳動(dòng)部分的改進(jìn)：
由于傳動(dòng)比的要求，使得螺旋限位器傳動(dòng)齒輪和其主動(dòng)齒輪中心距不能滿足設(shè)計(jì)要求，故設(shè)計(jì)了中間過渡齒輪。過渡齒輪采用了擺轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，極大的方便了安裝和調(diào)試。（具體結(jié)構(gòu)見裝配圖）
本次設(shè)計(jì)是在康朋桂老師的精心指導(dǎo)下順利完成的，是我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的所有科目的理論有了一個(gè)較系統(tǒng)、完善的與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合，鞏固了知識(shí)，深化了理解，強(qiáng)化了記憶，對(duì)機(jī)械、控制、液壓、氣壓等專業(yè)有了更全面的了解，同以往的課程設(shè)計(jì)相比較收獲很大，無論從知識(shí)上還是從綜合能力水平上都有一定的提高。
首先，使我初步掌握了設(shè)計(jì)的基本思想與程序。以往的課程設(shè)計(jì)，只是對(duì)當(dāng)時(shí)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的一個(gè)零碎的演練，而這次設(shè)計(jì)是一條完整的生產(chǎn)線，這就需要專門從整體出發(fā)全面著眼，去設(shè)計(jì)各個(gè)零部件，從開始構(gòu)思到總體方案的確定以及草圖的繪制、修改、驗(yàn)證，是一個(gè)復(fù)雜的程序。需要我慢慢去體會(huì)和摸索，從而考驗(yàn)我在大學(xué)四年中所學(xué)的知識(shí)。
其次，由于設(shè)計(jì)涉及的范圍較廣，是一次綜合性專業(yè)知識(shí)的考驗(yàn)，我以往所學(xué)的專業(yè)課程以及專業(yè)基礎(chǔ)課程是理論的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)中得到了實(shí)際的應(yīng)用，從機(jī)械制圖到金屬工藝學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的溫習(xí)和鞏固。
最后，我體會(huì)到一個(gè)工程技術(shù)人員應(yīng)具備的素質(zhì)。個(gè)人固然重要，但與別人親密配合、團(tuán)結(jié)合作是必不可少的。搞一個(gè)設(shè)計(jì)，一個(gè)人往往很難完成，必須學(xué)會(huì)與別人合作，共同探討。而且，在相互協(xié)作中，我會(huì)學(xué)到許多原來不懂的東西。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們互相幫助、團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。但同時(shí)也讓我知道，一個(gè)好的工程技術(shù)人員必須具備獨(dú)立工作能力，不能互相依賴。只有這樣我們才能不局限于別人的思路中 ，做出具有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。
致 謝
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)在經(jīng)過近一個(gè)學(xué)期的努力工作之后，終于順利完成了。本人所學(xué)的知識(shí)和工作實(shí)踐有限，設(shè)計(jì)過程中存在一些問題還請(qǐng)老師批評(píng)指正。
首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和淵博知識(shí)深深地感染了我，給了我很大的幫助。接下來我要感謝我的同學(xué)及朋友，他們幫我解決了許多的難題，并為我的設(shè)計(jì)提出了許多的寶貴意見。
在老師的指導(dǎo)下，我終于靠自己的能力成功地完成了此次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。感謝各位老師對(duì)我的悉心栽培，我將會(huì)努力使自己成為一名優(yōu)秀的機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員。
最后，在此向答辯小組的全體老師們表示由衷地感謝
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附 錄
1.主要符號(hào)表
q ————————— 生產(chǎn)能力(或輸送能力)
n ————————— 轉(zhuǎn)速
Q ————————— 貼標(biāo)能力
Z ————————— 齒數(shù)
m ————————— 模數(shù)
i ————————— 傳動(dòng)比
P ————————— 功率
ka ————————— 工作情況系數(shù)
—————————帶輪包角
—————————帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
—————————帶計(jì)算功率
2.英文參考資料
GEAR AND SHAFT INTRODUCTION
The important position of the wheel gear and shaft can't falter in traditional machine and modern machines.The wheel gear and shafts mainly install the direction that delivers the dint at the principal axis box.The passing to process to make them can is divided into many model numbers, useding for many situations respectively.So we must be the multilayers to the understanding of the wheel gear and shaft in many ways .
Key words: Wheel gear;Shaft
In the force analysis of spur gears, the forces are assumed to act in a single plane. We shall study gears in which the forces have three dimensions. The reason for this, in the case of helical gears, is that the teeth are not parallel to the axis of rotation. And in the case of bevel gears, the rotational axes are not parallel to each other. There are also other reasons, as we shall learn.
Helical gears are used to transmit motion between parallel shafts. The helix angle is the same on each gear, but one gear must have a right-hand helix and the other a left-hand helix. The shape of the tooth is an involute helicoid. If a piece of paper cut in the shape of a parallelogram is wrapped around a cylinder, the angular edge of the paper becomes a helix. If we unwind this paper, each point on the angular edge generates an involute curve. The surface obtained when e