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目錄
1簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………2
1.1 糖果包裝機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ……………………………………2
1.2 幾種典型糖果包裝機(jī) …………………………………3
2設(shè)計(jì)目的與任務(wù)………………………………………………3
2.1 目的 ……………………………………………………3
2.2 內(nèi)容 ……………………………………………………3
2.3 主要技術(shù)參數(shù) …………………………………………4
3.間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的組成及工作原理…………4
3.1 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的組成 …………………4
3.2 扭結(jié)手運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)分析 ………………………………6
4總體設(shè)計(jì)………………………………………………………8
4.1 扭結(jié)包裝機(jī)類(lèi)型的確定 ………………………………8
4.2 包裝工藝流程、工藝路線(xiàn)和工位數(shù)的確定 …………9
4.3 扭結(jié)手結(jié)構(gòu) ……………………………………………9
5總結(jié)……………………………………………………………10
間歇雙端扭結(jié)式裹包機(jī)扭結(jié)手設(shè)計(jì)
1簡(jiǎn)介
隨著我國(guó)輕工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，產(chǎn)品包裝已逐步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化隨之出現(xiàn)了生產(chǎn)率比一般工作機(jī)高得多的自動(dòng)機(jī)械，現(xiàn)在糖果包裝機(jī)有了很大的發(fā)展，我國(guó)已能生產(chǎn)多種型號(hào)的糖果包裝機(jī)，大、中型糖果廠已實(shí)現(xiàn)了糖果的機(jī)械化包裝，一些工廠還裝備有保溫、勻條、成型及包裝一體化的糖果生產(chǎn)流水線(xiàn)。但是，我國(guó)糖果包裝機(jī)械和世界先進(jìn)水平相比，差距仍然很大,因此,必須加速提高糖果包裝機(jī)械化的水平。
1.1糖果包裝機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
(1)自動(dòng)化程度高 糖果包裝機(jī)一般都是自動(dòng)包裝機(jī)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動(dòng)化程度高。它可以使送紙、切紙、抄紙、理糖、裹包及打糖過(guò)程自動(dòng)完成。
(2)易于調(diào)節(jié)糖塊的形狀、大小及包裝紙的性能。為使糖果包裝機(jī)能可靠地工作，糖果包裝機(jī)都有調(diào)節(jié)系統(tǒng)和一定范圍內(nèi)的無(wú)極變速裝置。
(3)消耗的功率小 糖果包裝機(jī)的包裝對(duì)象（糖塊）的質(zhì)量?。ㄒ话悴怀^(guò)20g），機(jī)器的功率主要用于克服摩擦力，所以功率消耗小，一般電動(dòng)機(jī)功率都在2kW一下。
(4)衛(wèi)生要求高 糖果包裝機(jī)必須保證糖果的衛(wèi)生質(zhì)量。直接和糖塊接觸的構(gòu)件應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，且能迅速地分解和組合，形狀簡(jiǎn)單，便于洗滌。
糖果包裝機(jī)屬于食品類(lèi)產(chǎn)品包裝機(jī)，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結(jié)式包裹兩大類(lèi)。這種包裝機(jī)一般采用卷盤(pán)式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。
糖果包裝機(jī)屬于食品類(lèi)產(chǎn)品包裝機(jī)，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結(jié)式包裹兩大類(lèi)。這種包裝機(jī)一般采用卷盤(pán)式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。
1.2幾種典型糖果包裝機(jī)
類(lèi) 別
名 稱(chēng)
舉 例
按包裝形式分
單端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)
G·D2400
雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)
B·BF·N－150
叩頭式糖果包裝機(jī)
G·D2650
按工藝過(guò)程
連續(xù)性分
間歇運(yùn)動(dòng)多工位糖果
B·BF·N－150
連續(xù)運(yùn)動(dòng)多工位糖果
B·BF·N－400
2設(shè)計(jì)目的與任務(wù)
2.1目的
(1) 包裝機(jī)械課程設(shè)計(jì)是該課程的延續(xù)，通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法。
(2) 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行有效結(jié)合的能力。
(3) 培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械制造基礎(chǔ)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。
(4) 培養(yǎng)使用手冊(cè)、圖冊(cè)、有關(guān)資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的能力。
(5) 提高技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。
(6) 提高學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
(7) 為畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)施奠定基礎(chǔ)。
2.2內(nèi)容
(1) 參數(shù)設(shè)計(jì) 根據(jù)課題設(shè)計(jì)任務(wù)，確定糖果包裝機(jī)扭結(jié)手主要構(gòu)件（例如滑移齒輪、凸輪）的結(jié)構(gòu)形式與尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
(2) 方案設(shè)計(jì) 根據(jù)糖果包裝機(jī)扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)形式、性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，擬定扭結(jié)手的機(jī)械傳動(dòng)鏈、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)圖、工作循環(huán)圖。計(jì)算并確定各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，齒輪傳動(dòng)、凸輪傳動(dòng)等傳動(dòng)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸，擬定扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)方案圖。
(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)結(jié)構(gòu)方案圖，在正式圖紙上擬定傳動(dòng)構(gòu)件與執(zhí)行構(gòu)件的位置。
2.3主要技術(shù)參數(shù)
(1) 生產(chǎn)能力 200～350塊／min
(2) 糖塊規(guī)格 圓柱形(直徑×長(zhǎng)度) 13～32
長(zhǎng)方形(長(zhǎng)×寬×高) 27×16×11
(3) 包裝紙規(guī)格 商標(biāo)紙 寬90 ，內(nèi)襯紙 寬30
(4) 電機(jī) 理糖電機(jī) 0.37kW，主電機(jī) 0.75kW
(5) 外形尺寸 1450×650×1620
3.間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的組成及工作原理
3.1 間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的組成
間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)主要由料斗、理糖部件、送紙部件、工序盤(pán)以及傳動(dòng)操作系統(tǒng)等組成。可完成單層或雙層包裝材料的雙端扭結(jié)裹包。其包裝工藝流程圖如圖1所示。
包裝機(jī)工作時(shí),主傳送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工序盤(pán)2作間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示，隨著工序盤(pán)2的轉(zhuǎn)動(dòng)，分別完成對(duì)糖果的四邊裹包及雙端扭結(jié)。在第1工位，工序盤(pán)2停歇時(shí)，送糖桿7、接糖桿5將糖果9和包裝紙6一起送入工序盤(pán)上的一對(duì)糖鉗手內(nèi)，并被夾持形成U形狀。然后，活動(dòng)折紙板4將下部伸出的包裝紙(U形的一邊)向上折疊。當(dāng)工序盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)到第Ⅱ工位時(shí)，固定折紙板10已將上部伸出的包裝紙 (U形的另一邊)向下折疊成筒狀。
固定折紙板10沿圓周方向一直延續(xù)到第Ⅳ工位。在第Ⅳ工位，連續(xù)回轉(zhuǎn)的兩只扭結(jié)手夾緊糖果兩端的包裝紙，并且完成扭結(jié)。在第Ⅵ工位，鉗手張開(kāi)，打糖桿3將已完成裹包的糖果成品打出，裹包過(guò)程全部結(jié)束。
圖1 包裝工藝流程圖
1-送糖；2－糖鉗手張開(kāi)、送紙；3－夾糖；4－切紙；5－紙、糖送入糖鉗手；
6－接、送糖桿離開(kāi)；7－下折紙；8－上折紙；9－扭結(jié)；10－打糖
圖2 包裝扭結(jié)工藝路線(xiàn)圖
1－扭結(jié)手；2－工序盤(pán)；3－打糖桿；4－活動(dòng)折紙板；5－接糖桿；
6－包裝紙；7－送糖桿；8－輸送帶；9－糖果；10－固定折紙板
包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)由主傳動(dòng)系統(tǒng)和理糖供送系統(tǒng)兩部分組成。圖3所示為間歇雙端扭結(jié)糖果包裝機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。主電機(jī)經(jīng)機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器、軸I將運(yùn)動(dòng)傳遞給分配軸Ⅱ，分配軸Ⅱ?qū)⑦\(yùn)動(dòng)平行進(jìn)行分配。經(jīng)齒輪、馬氏盤(pán)將運(yùn)動(dòng)傳遞給軸Ⅲ，帶動(dòng)工序盤(pán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，軸Ⅲ每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，工序盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位（60°）。另一傳動(dòng)路線(xiàn)為經(jīng)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)軸V、Ⅵ轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)扭結(jié)手完成扭結(jié)動(dòng)作。軸V經(jīng)鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)供紙輥及切刀運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)包裝紙的供送及切斷。分配軸Ⅱ上的偏心輪(1)帶動(dòng)送糖桿送糖；偏心輪(2)帶動(dòng)鉗手開(kāi)、合；偏心輪(3) 帶動(dòng)活動(dòng)折紙板完成下折紙；偏心凸輪(4)帶動(dòng)接糖桿和打糖桿分別完成接糖和打糖動(dòng)作。包裝機(jī)正常工作之前，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)試手輪對(duì)包裝機(jī)進(jìn)行調(diào)試。主機(jī)采用機(jī)械式無(wú)級(jí)調(diào)速，生產(chǎn)能力連續(xù)可調(diào)，能適應(yīng)不同的包裝紙和糖果的變化。由于采用馬氏機(jī)構(gòu)，該機(jī)不宜高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖3 間歇雙端扭結(jié)糖果包裝機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)圖
3.2 扭結(jié)手運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)分析
糖果經(jīng)包裝紙四面裹包后，兩端需扭結(jié)封閉。扭結(jié)機(jī)構(gòu)由左右對(duì)稱(chēng)兩部分組成，圖4為單端扭結(jié)手機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖,主要由扭結(jié)手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動(dòng)軸等組成，圖5是扭結(jié)手的空間立體圖。為滿(mǎn)足包裝紙扭結(jié)的要求，扭結(jié)機(jī)構(gòu)在扭結(jié)過(guò)程中完成扭結(jié)手的轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向移動(dòng)和扭結(jié)手的張開(kāi)、閉合等三種運(yùn)動(dòng)。輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5、6、7傳動(dòng)后，帶動(dòng)扭結(jié)手2實(shí)現(xiàn)扭結(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5帶動(dòng)槽凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)擺桿10、撥輪8、傘齒輪齒條3帶動(dòng)扭結(jié)手的張、合運(yùn)動(dòng)；輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5帶動(dòng)槽凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)擺桿10、撥輪9實(shí)現(xiàn)扭結(jié)手的軸向位移運(yùn)動(dòng)。扭結(jié)手張開(kāi)和閉合的角度大小與進(jìn)退距離的協(xié)調(diào)，由槽凸輪12的曲線(xiàn)保證。齒輪5、齒輪6的齒數(shù)分別為60和24，齒數(shù)比為2.5，保證扭結(jié)手每張、合一次，扭結(jié)手旋轉(zhuǎn)2.5圈。根據(jù)包裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其動(dòng)作配合要求，可繪制出包裝機(jī)的工作循環(huán)圖。當(dāng)工序盤(pán)攜帶糖塊及包裝紙旋轉(zhuǎn)至扭結(jié)工位時(shí)，扭結(jié)手進(jìn)行張合、旋轉(zhuǎn)和軸向位移，完成扭結(jié)工序，其工作循環(huán)圖如圖6。
圖4 扭結(jié)手機(jī)構(gòu)示意圖
1-輸入軸 2-扭結(jié)手 3-傘齒輪齒條 4、5、6、7、13、14-齒輪
8、9-撥輪 10-擺桿 11-彈簧 12-凸輪 15-手盤(pán) 16-調(diào)節(jié)螺桿
圖5 扭結(jié)手的空間立體圖
圖6 扭結(jié)手工作循環(huán)圖
圖7為扭結(jié)手機(jī)構(gòu)的裝配簡(jiǎn)圖。左右扭結(jié)手之間的距離及對(duì)稱(chēng)度的調(diào)節(jié)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪20來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪20旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑座23左右移動(dòng)，改變擺桿12的下支點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)扭結(jié)手產(chǎn)生軸向位移。
圖7 扭結(jié)手結(jié)構(gòu)裝配簡(jiǎn)圖
1-扭結(jié)手 2-套軸 3-扭結(jié)手軸 4、13、16-齒輪 5-螺母
6-撥輪 7-彈簧 812-擺桿 9、15-銷(xiāo) 10-槽凸輪 11-凸輪軸
14-輸入軸 17-滑塊 18-滑塊軸 19-滾子軸 20-手輪 21-固定板
22-調(diào)節(jié)螺桿 23-滑座 24-螺栓 25-箱體
4總體設(shè)計(jì)
4.1 扭結(jié)包裝機(jī)類(lèi)型的確定
扭結(jié)式糖果裹包機(jī)有間歇運(yùn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)動(dòng)兩種類(lèi)型。連續(xù)運(yùn)動(dòng)型一般用于一層紙包裝，包裝速度較間歇運(yùn)動(dòng)型要快。但它如果用兩層紙包裝糖果時(shí)要求內(nèi)襯紙與外商標(biāo)紙一樣寬，這樣會(huì)造成內(nèi)襯紙的很大浪費(fèi)。間歇運(yùn)動(dòng)型既可用于一層紙包裝，也可用于兩層紙包裝，用兩層紙時(shí)內(nèi)襯紙和外商標(biāo)紙可以不一樣寬，這樣可以節(jié)約成本。根據(jù)本次課題的設(shè)計(jì)要求選用間歇運(yùn)動(dòng)型包裝機(jī)。又由于糖果生產(chǎn)批量大，扭結(jié)式裹包動(dòng)作也較多，故選用多工位裹包機(jī)。
4.2 包裝工藝流程、工藝路線(xiàn)和工位數(shù)的確定
（1）包裝程序和工藝流程圖：如圖1.
（2）包裝扭結(jié)工藝路線(xiàn)圖：如圖2.
（3）工位數(shù)及描述
從上圖2.的扭結(jié)工藝路線(xiàn)圖分析，糖果需經(jīng)過(guò)夾持、下折紙、上折紙、扭結(jié)、打糖這幾個(gè)階段，為了減少工位數(shù)可將扭結(jié)和成品輸出分別安排在工位Ⅲ、Ⅳ完成，這樣只需四個(gè)工位即可。但為改善槽輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性，并使總體布局合理，扭結(jié)和成品輸出還是分別布置在工位Ⅳ、Ⅵ為佳，這樣可簡(jiǎn)化傳動(dòng)，并且操作人員還可兼顧成品裝盒工作。
如圖2.所示，在第Ⅰ工位，送糖桿7、接糖桿5將糖果9和包裝紙一起送入工序盤(pán)上的一對(duì)糖鉗手內(nèi)，并被夾持形成“U”形。然后，活動(dòng)折紙板4將下部伸出的包裝紙（U形的一邊）向上折疊。當(dāng)工序盤(pán)轉(zhuǎn)到第Ⅱ工位時(shí)，固定折紙板10已將上部伸出的包裝紙（U形的另一邊）向下折疊成筒狀。固定折紙板10沿圓周方向一直延續(xù)到第Ⅳ工位。在第Ⅳ工位，連續(xù)回轉(zhuǎn)的兩只扭結(jié)手夾緊糖果兩端的包裝紙，并完成扭結(jié)，在第Ⅵ工位，鉗手張開(kāi)，打糖桿3將已完成裹包的糖果成品打出，裹包過(guò)程全部結(jié)束。
4.3扭結(jié)手結(jié)構(gòu)
糖果經(jīng)包裝紙四面裹包后，兩端需扭結(jié)封閉。扭結(jié)機(jī)構(gòu)由左右對(duì)稱(chēng)兩部分組成，圖4為單端扭結(jié)手機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖：
它主要由扭結(jié)手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動(dòng)軸等組成。為滿(mǎn)足包裝紙扭結(jié)的要求，扭結(jié)機(jī)構(gòu)在扭結(jié)過(guò)程中完成扭結(jié)手的轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向移動(dòng)和扭結(jié)手的張開(kāi)、閉合等三種運(yùn)動(dòng)。輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5、6、7傳動(dòng)后，帶動(dòng)扭結(jié)手2實(shí)現(xiàn)扭結(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5帶動(dòng)槽凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)擺桿10、撥輪8、傘齒輪齒條3帶動(dòng)扭結(jié)手的張、合運(yùn)動(dòng)；輸入軸1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪4、5帶動(dòng)槽凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)擺桿10、撥輪9實(shí)現(xiàn)扭結(jié)手的軸向位移運(yùn)動(dòng)。扭結(jié)手張開(kāi)和閉合的角度大小與進(jìn)退距離的協(xié)調(diào)，由槽凸輪12的曲線(xiàn)保證。齒輪5、齒輪6的齒數(shù)分別為60和24，齒數(shù)比為2.5，保證扭結(jié)手每張、合一次，扭結(jié)手旋轉(zhuǎn)2.5圈。根據(jù)包裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其動(dòng)作配合要求，當(dāng)工序盤(pán)攜帶糖塊及包裝紙旋轉(zhuǎn)至扭結(jié)工位時(shí)，扭結(jié)手進(jìn)行張合、旋轉(zhuǎn)和軸向位移，完成扭結(jié)工序。
5.總結(jié)
通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)本學(xué)期所學(xué)的知識(shí)有了綜合的掌握，鍛煉了自己獨(dú)立思考、獨(dú)立處理問(wèn)題的能力，掌握了更多的畫(huà)圖方法，更加熟練了辦公軟件的應(yīng)用，是對(duì)本學(xué)期學(xué)習(xí)的最好總結(jié)，為以后學(xué)習(xí)包裝機(jī)械方面的知識(shí)打下了基礎(chǔ)，更為畢業(yè)論文設(shè)計(jì)做下準(zhǔn)備。
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