巧克力糖包裝機

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1、百度文庫 XXX 學院 設計題目：巧克力糖包裝機 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 班級： C08 機械（ 1）班 設計者： 學號： 081309121 1 百度文庫 目 錄 前言

2、 3 第 1 章 任務分析 3 1.1 設計題目內(nèi)容及設計要求 3 1.2 設計任務 4 1.3 設計提示 5 第 2 章 動力源選擇 5 2.1 動力類型 5 2.2 常見的電動機特點 5 第 3 章 執(zhí)行機構(gòu)的設計 6 3.1 功能分解 6 3.2 機構(gòu)選用 7 3.3 主要執(zhí)行機構(gòu)方案設計 7 第 4 章 機械運動系統(tǒng)設計方案擬定 9 4.1 擬定的方案 方案 1 9 第 5 章 系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)處理 10 5.1 傳動齒輪設計 11 5.2 移動凸輪的設計 11

3、 第 6 章 機械運動方案評價 12 結(jié)束語 13 摘要 機械原理課程設計為機械類課程中最適合培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的一門課程 , 是培養(yǎng)學生 綜 合運用機械原理課程所學理論知識、 技能和解決實際問題的能力， 使學生獲得工程技術(shù)訓練的必不可少的實踐性教學環(huán)節(jié)， 以達到具有對機械系統(tǒng)運動方案創(chuàng)新設計的能力和應用現(xiàn)代先進設計手段解決工程實際問題的能力。 關(guān)鍵詞 機械原理 課程設計 顆粒狀狀原料 巧克力糖包裝 2 百度文庫 前言 機械系統(tǒng)是機械的重要組成部分，

4、是機械的主體。 機械系統(tǒng)的設計師機械設計中極其重 要的一環(huán)， 設計得正確和合理與否， 對提高機械的性能和質(zhì)量、 降低制造成本與維護費用等 影響很大， 古應認真對待。 機械系統(tǒng)的方案設計是一項極富創(chuàng)造性的活動， 要求設計者善于 運用已有知識和實踐，認真總結(jié)過去的有關(guān)工作， 廣泛收集、 了解國內(nèi)外的有關(guān)信息（如查 閱文獻、專利、標準，同有關(guān)人員交談等） ，充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維和想象能力，靈活應用各 種設計方法和技巧，以設計方法和技巧，以設計出新穎、靈巧、高效的機械系統(tǒng)。 機械原理課程設計結(jié)合一種簡單機器進行機器功能分析、 工藝動作過程確定、 執(zhí)行機構(gòu) 選擇、

5、 機械運動方案評定、機構(gòu)尺度綜合、機械運動方案設計等， 使學生通過一臺機器的完 整的運動方案設計過程， 進一步鞏固、掌握并初步運用機械原理的知識和理論，對分析、運 算、繪圖、 文字表達及設計資料查詢等諸多方面的獨立工作能力進行的訓練， 培養(yǎng)理論與實 際相結(jié)合、 應用計算機完成機構(gòu)分析和設計的能力， 更為重要的是培養(yǎng)開發(fā)的創(chuàng)新能力。 因 此，機械原理課程設計在機械學生的知識體系訓練中，具有不可替代的重要作用。 第 1章任務分析 1.1 設計題目內(nèi)容及設計要求 設計巧克力糖自動包裝機。 包裝對象為圓臺狀巧克力糖 （圖 6

6、），包裝材料為厚 0.008mm 的金色鋁箔紙。包裝后外形應美觀挺拔，鋁箔紙無明顯損傷、撕裂和褶皺（圖 7）。包裝工 藝方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖 8）。包裝工藝動作 為：1.將 64mm 64mm 鋁箔紙覆蓋在巧克力糖ф 17mm 小端正上方； 2.使鋁箔紙沿糖塊錐面強迫成形； 3.將余下的鋁箔紙分半，先后向ф 24mm 大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。 3 百度文庫

7、 表 1.1 設計數(shù)據(jù)表 方案號 A B C D E F G H 電動機轉(zhuǎn)速 1440 1440 1440 960 960 820 820 780 r/min 每分鐘包裝 糖果數(shù)目 120 90 60 120 90 90 80 60 個 /min

8、 具體設計要求如下： 1. 要求設計糖果包裝機的間歇剪切供紙機構(gòu)、 鋁箔紙錐面成形機構(gòu)、 褶紙機構(gòu)以及巧克力糖果的送推料機構(gòu)。 2. 整臺機器外形尺寸（寬高）不超過 800mm 1000mm。3. 錐面成形機構(gòu)不論采用平面連桿機構(gòu)、 凸輪機構(gòu)或者其他常用機構(gòu)， 要求 成形動作盡量等速，起動與停頓時沖擊小。 1.2 設計任務 1. 巧克力糖包裝機一般應包括凸輪機構(gòu)、平面連桿機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等。 2. 設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 3. 圖紙上畫出機器的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。

9、 4. 設計平面連桿機構(gòu)。并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析，繪制運動線圖。 5. 設計凸輪機構(gòu)。確定運動規(guī)律，選擇基圓半徑， 計算凸輪廓線值，校核最大壓力角與最小曲率半徑。繪制凸輪機構(gòu)設計圖。 6. 設計計算齒輪機構(gòu)。 4 百度文庫 7. 編寫設計計算說明書。 8. 學生可進一步完成凸輪的數(shù)控加工。 1.3 設計提示 1. 剪紙與供紙動作連續(xù)完成。 2. 鋁箔紙錐面成形機構(gòu)一般可采用凸輪機構(gòu)、平面連桿機構(gòu)等。 3. 實現(xiàn)褶紙動作的機構(gòu)有多種選擇：包括凸輪機構(gòu)、摩

10、擦滾輪機構(gòu)等。 4. 巧克力糖果的送推料機構(gòu)可采用平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)。 5. 各個動作應有嚴格的時間順序關(guān)系。 第 2 章 動力源選擇 2.1 動力類型 生產(chǎn)生活中有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、水輪機、氣輪機、液動機等動力源。其中電機結(jié) 構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。 電動機已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標準系列成批或大量生產(chǎn)。機械設中應根 據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件， 從產(chǎn)品目錄中選擇電

11、動機的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號。 2.2 常見的電動機特點 （1） Y 系列三相異步電動機 該系列電機能防止水滴、灰塵、鐵屑或其他雜物浸入電機內(nèi)部，它是我國近年來研制成功的 型電動機。 （2） 電磁條速三相異步電動機 名稱： YCD 電磁調(diào)速三相異步電動機。有組合式和整體式兩種機構(gòu)，這兩種調(diào)速電動機為防護式，空氣自冷，臥式安裝，且無碳刷，集電環(huán)等滑動接觸部件 （3） YD 系列變級多速三相異步電動機 是取代 JDO2 系列變極多速三相異步電動機的更新?lián)Q代產(chǎn)品， 其機械結(jié)構(gòu)與 Y 系列相同。 電動機的容量選得

12、合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求 5 百度文庫 時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作， 或使用電動機因長期的過載而過早損壞； 容量 過大則電動機的價格高， 能量不能充分利用， 且常常不在滿載下運行， 其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。 電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。 工作機所需工作功率 Pw ，應由機器工作阻力和運動參數(shù)計算得來的，可按下式計算： Tn Pw Kw 其中： T——工作機的阻力矩， N mm； n ——工作機的轉(zhuǎn)速， r /

13、 min ； 傳動裝置的總效率 0 組成傳動裝置的各部分運動副效率之積，即 0 123n 其中： 12 3 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率 經(jīng)過比較選擇 ---Y 系列三相異步電動機 第 3 章 執(zhí)行機構(gòu)的設計 3.1 功能分解 按工藝動作要求可分為四個機構(gòu)： （ 1）間歇剪切供紙機構(gòu) （ 2）鋁箔紙錐面成形機構(gòu) （3）褶紙機構(gòu) （ 4）巧克力糖果的送推料機構(gòu) 間歇剪切供紙機構(gòu)： 該裝置的供紙機構(gòu)有送料滾輪來完成， 當送料滾輪將鋁箔紙送到指 定的位置之后， 送料滾輪將發(fā)生停歇， 那

14、么送料滾輪的停歇功能將由不完全齒輪機構(gòu)來控制。 不完全齒輪機構(gòu)是由普通漸開線齒輪機構(gòu)演化而成的一種間歇運動機構(gòu)。 其運動時間、 停歇 時間及每次轉(zhuǎn)動的角度變化范圍較大， 設計較靈活。 不完全齒輪機構(gòu)主動輪轉(zhuǎn)一周時， 從動 輪轉(zhuǎn)六分之一周，從動輪每轉(zhuǎn)停歇六次。根據(jù)要求（采用方案 C），從動輪旋轉(zhuǎn) 60 轉(zhuǎn) / 分， 從動輪將旋轉(zhuǎn) 360 轉(zhuǎn) /分，而電動機的轉(zhuǎn)速為 1440 轉(zhuǎn)/分，因此還要設計減速機構(gòu)。當送料 滾輪停歇后， 剪紙機構(gòu)將發(fā)生動作， 剪紙機構(gòu)由帶輪驅(qū)動一根曲柄旋轉(zhuǎn)， 此時曲柄滑塊機構(gòu) 帶動刀頭對鋁箔紙進行裁剪。 巧克力糖果送料機構(gòu)： 巧克力

15、的送料機構(gòu)將由圓柱凸輪機構(gòu)， 因為送料機構(gòu)要有運動變 換的過程，而且巧克力送料時，速度盡量穩(wěn)定，如果采用圓柱凸輪來送料，其傳動比恒定， 有利于巧克力的速度恒定，此設計中，圓柱凸輪將帶動推桿作橫向的直線往復運動。 錐面成形機構(gòu)： 當巧克力和鋁箔紙都送到了相應的位置后， 那么就要對巧克力進行包裝。 6 百度文庫 一般來說，都會用四桿機構(gòu)或者是凸輪機構(gòu)帶動錐面成形機作向下的運動來使鋁箔紙的錐面 形成， 并使它包在巧克力的外面， 但考慮到還要對巧克力進行褶紙， 所以錐面成形機作向下 運動的話， 會使褶紙變得困難。 本次設計

16、將采用另一種設計方法， 即錐面成型機不動， 而改 用直動從動件凸論機構(gòu)對巧克力和鋁箔紙作向上的運動從而強迫錐面成形。 褶紙機構(gòu)： 在錐面成形后， 同樣不完全齒輪機構(gòu)會帶動錐面型機旋轉(zhuǎn)來進行褶紙。 而且 不完全齒輪的設計與送紙機構(gòu)中不完全齒輪的設計是一樣的。 3.2 機構(gòu)選用 功能 執(zhí)行機構(gòu) 工藝動作 執(zhí)行機構(gòu) 送紙機構(gòu) 送紙滾輪 停歇旋轉(zhuǎn)運動 不完全齒輪 剪紙機構(gòu) 剪紙刀 縱向直線往復運動 曲柄滑塊機構(gòu) 送料機構(gòu) 推桿 橫向停歇往復運動 圓柱凸輪機構(gòu) 錐面成形 錐面成型機 上下直線往復運動 直動凸輪

17、機構(gòu) 褶紙機構(gòu) 褶紙成型機 旋轉(zhuǎn)往復運動 滾輪、曲柄滑塊 3.3 主要執(zhí)行機構(gòu)方案設計 1.送紙機構(gòu) 2.剪紙機構(gòu) 圖 1 不完全齒輪 摩擦滾輪 圖 2 曲曲柄滑塊 3. 送料機構(gòu) 4. 錐面成形 7 百度文庫

18、 圖 3 圓柱凸輪 圖 4 直動凸輪 完成送紙的機構(gòu)，作間歇往復直線運動， 間 完成送紙功能 歇 定 量 供 紙 上下往復間歇直線運動，紙張具有一定的 張力，完成間歇剪紙，不致滑移 直線往復等速運動的機構(gòu)，將巧克力 定位送料 糖送到工作臺的成形位置 克 克 力 力 糖 糖 錐面成形 完成錐面成形的機構(gòu)，上下直線急回間歇運動 包 包 裝 裝 的壓板將巧克力糖推入工作臺上的模具位置 機 機 實現(xiàn)直線往復運動，先后將半分的

19、 褶 紙 紙褶向巧克力糖表 8 百度文庫 第 4 章 機械運動系統(tǒng)設計方案擬定 4.1 擬定的方案 方案 1 圖 4.1 巧克力糖包裝機擬定方案 1-不完全齒輪 2-摩擦滾輪 3-圓柱凸輪機構(gòu) 4-直動凸輪機構(gòu) 5,6-曲柄滑塊 7-凸輪 8-模型 9-原

20、動機 方案 2 圖 4.2 巧克力糖包裝機的傳動方案圖 9 百度文庫 巧克力糖包裝機的執(zhí)行構(gòu)件如下： 1——不完全齒輪機構(gòu) 7 ——發(fā)動機 13- 連接凸輪和帶輪的軸 2——雙滾輪機構(gòu) 8 ——兩垂直的齒輪 14- 連接兩曲柄滑塊的連桿 3——曲柄滑塊機構(gòu) 9 ——固定架 15- 帶擋板的圓周固定工作臺 4——帶 45刀片的滾輪 10 ——強迫成

21、型模型 16- 連接電動機的軸 5——凸輪機構(gòu) 11 ——帶輪 17 —齒輪和滾輪的同軸 6—— 2 個固定在軸上的凸輪 12 ——卷筒紙 如圖 4.2 表示了機構(gòu)選形中用實線連接的方案的傳動簡圖， 該系統(tǒng)有 1 個電動機驅(qū)動， 電動機通過帶傳動，一端驅(qū)動分配軸 16，在分配軸 16 上驅(qū)動不完全齒輪 1，通過與摩擦滾 輪同軸 17，從而帶動摩擦滾筒，實現(xiàn)卷筒紙拉平功能并實現(xiàn)送紙功能；通過雙滾輪中的從 動輪與另一滾輪同軸滾輪，此時的滾輪 4 作的是間歇運動，又因為滾輪一段帶 45傾斜刀 片，所以可以

22、實現(xiàn)間歇剪切動作。通過分配軸 16 上帶動帶輪 11 運動，從帶輪通過軸 13 再 帶動凸輪，而使凸輪 5 實現(xiàn)上下作往復移動，通過強迫成型模型就可以實現(xiàn)強迫成型功能， 需要指出的是凸輪 5 的回程是往復運動， 可能有些時間段是沒有巧克力的時候， 所以速度必 須比較快。另一方面有發(fā)動機帶動垂直齒輪 8 運動，從而使運動方向改變 90，在通過軸 上的凸輪機構(gòu)一方面可以帶動曲柄滑塊機構(gòu)中的曲柄通過連桿 14 來帶動下面的曲柄滑塊機 構(gòu)來實現(xiàn)推送巧克力的動作，在有上面的凸輪機構(gòu) 來實現(xiàn)強迫成型運動， 接下來的話就是通過曲柄滑塊機構(gòu)

23、和滾輪來實現(xiàn)最后的皺紙運動， 這 個運動結(jié)束后， 就是一個循環(huán)的過程了。 總體來說，實現(xiàn)連續(xù)間歇供紙和剪切運動的話，就 是有發(fā)動機帶動不完全機構(gòu)來初次提供間歇運動， 再通過同軸的優(yōu)勢把間歇運動傳遞給雙滾 輪機構(gòu)， 雙滾輪機構(gòu)又傳遞給帶刀片的滾輪， 這樣一來就可以輕松地實現(xiàn)間歇供紙運動。 通 過齒輪 8 的傳遞，帶動曲柄滑塊機構(gòu)， 再傳遞到曲柄滑塊機構(gòu) 3 就可以實現(xiàn)推送巧克力的運 動，通過帶輪 11 傳動到凸輪，根據(jù)凸輪的特性就可以實現(xiàn)上下往復運動，通過上面的強迫 成型模型就可以實現(xiàn)強迫成型動作， 最后的話就是皺紙動作， 這一步的話， 其實本

24、來是和巧 克力推送同步的， 不過通過不同的尺寸設計來實現(xiàn)遲一步計劃， 就是比推送巧克力動作慢一 拍，這樣的話就可以實現(xiàn)皺紙動作的時候不至于浪費動力了。 最好是送完巧克力和將巧克力 強迫成型后，馬上實現(xiàn)皺紙動作，這樣的話效率最高。 第 5 章 系統(tǒng)設計數(shù)據(jù)處理 設計數(shù)據(jù)如下 ： 方案 1 （1）巧克力糖包裝機的生產(chǎn)率： 80 個/ 分鐘 （2）分配軸 3 的轉(zhuǎn)速 =帶輪 1 的轉(zhuǎn)速 =圓錐齒輪 5 的轉(zhuǎn)速 =主動撥盤的轉(zhuǎn)速 =410r/min 10 百度文庫 槽輪摩擦

25、滾筒 6 的轉(zhuǎn)速 =102.5r/min （3）齒輪 2 的轉(zhuǎn)速 =分配軸 4 的轉(zhuǎn)速 =圓錐齒輪的轉(zhuǎn)速 =不完全齒輪 14 的轉(zhuǎn)速 =工作臺的轉(zhuǎn)速 =80r/min 零件尺寸設計 r a=r c=r d=r e=r f= r g=r h=r i= r p=40 mm r b=160mm rj=rk= rl= rm=rn=ro=100mm 5.1 傳動齒輪設計 r a=r i=40mm r j= r k= r l =100mm 齒輪 a b i j k l 參數(shù) 齒數(shù) 20 80 20 50 50 50

26、 模數(shù) mm 4 4 4 4 4 4 壓力角 20 度 20 度 20 度 20 度 20 度 20 度 由于要達到固定的傳動比， 又使齒輪能正確嚙合， 因滿足相互嚙合的圓柱齒輪和圓錐齒 輪的模數(shù)和壓力角相等，為了不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，圓拄齒輪的最小不根切齒數(shù)為 17，圓錐齒 輪的最小不根切齒數(shù)為 14，為了使傳動效率高，應盡量減小壓力角，以上設計的齒輪基本 上滿足要求，實現(xiàn)齒輪減速和定速傳動的效果。方案 B 中需要較大的傳動比則在同等基礎 上需要齒數(shù)較大的齒輪不利于生產(chǎn)， 且其效率不能很好的利用，

27、造成不必要的浪費。 在這方 面方案 F 較好。 5.2 移動凸輪的設計 根據(jù)設計要求， 錐面成形機構(gòu)不論平面連桿機構(gòu)、 凸輪機構(gòu)或者其他常用機構(gòu)， 要求成形動作盡量等速，起動與停頓時沖擊小，在此設計移動凸輪機構(gòu)實現(xiàn)等速錐面成形。 推程：等速直線運動 回程：等速直線運動 基圓半徑 60mm 推程角 150 滾子半徑 10mm 遠休止角 30 偏心距 20mm 回程角 150 升程 20mm 近休止角 30 下圖為所設計的移動凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律圖 11 百度文庫

28、 其中“ —— ”為位移圖 “—— ”為速度圖 結(jié)果處理： 最大壓力角： 34.493 最小曲率半徑 53.9105mm 近休止 遠休止 推程運動 回程運動 基圓 總的來說設計的結(jié)構(gòu)較復雜， 很多方面有帶改進， 方案 F 好于方案 B ，但由于生產(chǎn)需要 可以 改變傳動比，及各個機構(gòu)的配合來完成任務。

29、 以實際為基礎設計方便， 簡潔的機構(gòu)體系，節(jié)約能源，提高利用率。 第 6 章 機械運動方案評價 巧克力糖包裝機構(gòu)一共由 5 個機構(gòu)協(xié)調(diào)運動完成， 其中供紙機構(gòu)和褶紙機構(gòu)由不完全齒 輪機構(gòu)完成，而送料機構(gòu)是由圓柱凸輪機構(gòu)完成， 這些機構(gòu)構(gòu)造簡單， 加工方便， 從經(jīng)濟性 12 百度文庫 角度來看， 也很合適。 其中圓柱凸輪適合于各種傳動系統(tǒng)， 傳遞回轉(zhuǎn)運動， 實現(xiàn)減速或增速、 變速以及換向等。 不完全齒輪機構(gòu)也可用作像包裝機構(gòu)這樣的輕工機械的間歇傳動機構(gòu)。 對 于剪紙機構(gòu)，它由帶輪驅(qū)動，

30、軸間距離較大，工作平穩(wěn)無噪音，能緩沖吸振，摩擦式帶傳動 有過載保護作用。結(jié)構(gòu)簡單，安裝要求不高。 但本設計的不足是褶紙成型機構(gòu)，由于凸輪機 構(gòu)一般只是傳遞運動，而不承受力的作用，在本次設計中，因為工藝動作的要求性，使本機 構(gòu)的直動從動件凸輪機構(gòu)承受巧 克力的重力，但是由于巧克力的質(zhì)量很輕，所以并不影響凸輪的運動。 結(jié)束語 課程設計結(jié)束了 ,在這過程中需要大量的知識，不是一般的了解，而是能靈活的運用才 能很好的設計構(gòu)造出理想符合實際的方案。 發(fā)現(xiàn)自己有很多很多的不足， 發(fā)現(xiàn)自己學的知識很少而且很難較好的運用。 在這設計過

31、 程中， 運用了繪圖工具， 運動分析， 開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎知識，加深了對專業(yè) 知識的理解和掌握。 在設計的過程中， 對機構(gòu)的運動， 機構(gòu)的如何組成， 機構(gòu)圖示的繪畫等都有不同程度的 疑問，通過同學的幫助，老師的指導，自己的思考都得到了不同程度的解決。 由于自己掌握的知識不夠全面具體， 對作業(yè)結(jié)果并不十分滿意。 在后期的學習的過程中 還要繼續(xù)加倍的努力。 機械設計可以提高學生使用技術(shù)資料、 運算、繪圖及應用計算機的能力。 培養(yǎng)學生機械 系統(tǒng)設計（機械系統(tǒng)運動方案設計）和創(chuàng)新能力。我們學好機械學是相當必要的。最后，非 常感謝各位指導老師的熱心指導和其他同學的協(xié)作！ 參考文獻 [1] 裘建新主編；機械原理課程設計指導書. 北京 :高等教育出版社 ,2006 [2] 王知行 ,鄧宗全 .哈爾濱工業(yè)大學編 .機械原理 .北京 :高等教育出版社 ,2006 [3] 哈爾濱機械原理課程設計指導書。北京: 高等教育出版社， 2005 [4] 陳秀寧 . 機械設計課程設計 . 浙江：浙江大學出版社， 1995 13