糖果包裝機(jī)扭結(jié)手設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
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包裝機(jī)械 課程設(shè)計(jì)說明書
題目: 糖果包裝機(jī)扭結(jié)手的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名:
學(xué) 號(hào):
院 (系):
專 業(yè):
指導(dǎo)教師:
一、課程設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容
(一)目的
包裝機(jī)械課程設(shè)計(jì)是專業(yè)課教學(xué)的一個(gè)重要實(shí)踐性環(huán)節(jié),是機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)的延伸,是包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的一次全面訓(xùn)練,目的是:
1. 聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn),運(yùn)用所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)獨(dú)立分析問題、解決問題的能力;
2. 利用“包裝機(jī)械設(shè)” 、“機(jī)械原理” 、“機(jī)械設(shè)計(jì)”等前序課知識(shí),學(xué)會(huì)并掌握包裝機(jī)械的特點(diǎn)及方法;
3. 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練,加強(qiáng)計(jì)算能力和運(yùn)用有關(guān)設(shè)計(jì)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力的培養(yǎng),加強(qiáng)機(jī)械繪圖能力的培養(yǎng),綜合培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)的能力;
4. 鞏固和加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。
(二)內(nèi)容
本課程以間歇雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)的扭結(jié)手作為設(shè)計(jì)課題,需學(xué)生兩周內(nèi),完成糖果包裝機(jī)扭結(jié)手的全部設(shè)計(jì),獲得包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練。
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)件的結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(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、傳動(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)建的結(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,在正式圖紙上擬訂傳動(dòng)構(gòu)件與執(zhí)行構(gòu)件的位置,然后依次進(jìn)行執(zhí)行構(gòu)件設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、密封及潤(rùn)滑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
二、設(shè)計(jì)要求
(一)根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書,在兩周時(shí)間內(nèi),獨(dú)立完成糖果包裝機(jī)扭結(jié)手的設(shè)計(jì)。
(二)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求
1.圖量
1)完成0號(hào)圖一張,進(jìn)行糖果包裝機(jī)扭結(jié)手總裝配圖的設(shè)計(jì)
2)完成3號(hào)圖三張,進(jìn)行三個(gè)主要零件的零件圖設(shè)計(jì)
2.要求
1)設(shè)計(jì)方案必須合理
2)裝配圖必須表明扭結(jié)手的全部結(jié)構(gòu)、原理
3)標(biāo)明每個(gè)機(jī)械零件的功能、形狀、尺寸、位置及相互聯(lián)接的方法、相互配合的性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)關(guān)系;
4)必須標(biāo)明所有配合尺寸、定位及聯(lián)結(jié)尺寸、位置及相互聯(lián)接方法、相互配合的性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)關(guān)系;
5)必須由視圖及剖視圖組成,視圖完整,投影關(guān)系準(zhǔn)確,線條及畫法、尺寸及配合的標(biāo)注必須符合國家標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)條件齊全;
6)零件圖必須標(biāo)清零件的形狀、大小及結(jié)構(gòu)、尺寸精度、表面粗糙度;形狀及位置公差,按國家標(biāo)準(zhǔn)繪制,技術(shù)條件齊全。
(三)設(shè)計(jì)說明書要求
設(shè)計(jì)說明書是設(shè)計(jì)的主要依據(jù),內(nèi)容必須詳盡準(zhǔn)確,必須使用工程術(shù)語,文字通順簡(jiǎn)練,字跡工整,總文字不少于5000字。設(shè)計(jì)說明書具體包括:
1. 設(shè)計(jì)題目;
2. 用途與規(guī)格(生產(chǎn)能力);
3. 運(yùn)動(dòng)參數(shù)、動(dòng)力參數(shù)及主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定;
4. 結(jié)構(gòu)形式、傳動(dòng)方式、傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定,方案的論證,畫結(jié)構(gòu)草圖;
5. 機(jī)構(gòu)及主要零部件的設(shè)計(jì)、選用;
6. 主要零件、部件的強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)計(jì)算校核;
7. 操縱機(jī)構(gòu)及潤(rùn)滑方式的設(shè)計(jì)計(jì)算;
8. 設(shè)計(jì)說明書中的理論及計(jì)算公式要 注明出處;參考文獻(xiàn)標(biāo)注規(guī)范。
三、扭結(jié)手工作原理
間歇式雙端扭結(jié)式糖果包裝機(jī)主要由料斗、理糖部件、送紙部件、工序盤以及傳動(dòng)操作系統(tǒng)等組成,昌東系統(tǒng)如圖1所示。包裝機(jī)工作時(shí),住傳送機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工序盤作間歇轉(zhuǎn)動(dòng),隨著工序盤轉(zhuǎn)動(dòng),完成對(duì)單層或雙層材料卷封糖果的雙端扭結(jié)包裝。調(diào)整主電機(jī)的轉(zhuǎn)速,即可調(diào)整包裝機(jī)的生產(chǎn)速度,從而適應(yīng)不同的包裝紙和糖果。
圖3工作循環(huán)圖
糖果經(jīng)包裝紙四面裹包后,兩端扭結(jié)封閉。糖果包裝機(jī)扭結(jié)手由左、右兩手組成,左右對(duì)稱布置,單端扭結(jié)手結(jié)構(gòu)示意如圖2所示,主要由扭結(jié)手、槽凸輪、擺桿、撥輪、齒輪及傳動(dòng)軸等組成。為滿足包裝紙扭結(jié)的要求,在扭結(jié)過程中,鉗手應(yīng)完成自身的轉(zhuǎn)動(dòng)、軸向移動(dòng)和張合三種運(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)鉗手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)凸輪12轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過擺桿10、撥輪、傘輪3齒條3帶動(dòng)鉗手的張、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)擺桿10、撥輪9實(shí)現(xiàn)鉗手的軸向位移運(yùn)動(dòng)。彈簧11使鉗手在復(fù)位時(shí)總保持張開的狀態(tài),鉗手張合的角度的大小與軸向移動(dòng)距離的大小,由凸輪12的曲線保證。齒輪5、齒輪6的齒數(shù)比,保證鉗手每張、合一次,鉗手旋轉(zhuǎn)一定的圈數(shù)。
根據(jù)包裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)作配合要求,可繪制出包裝機(jī)的工作循環(huán)圖,如圖3。當(dāng)工序盤攜帶糖塊及包裝紙旋轉(zhuǎn)至扭結(jié)工位時(shí),鉗手進(jìn)行張合、旋轉(zhuǎn)和軸向位移,完成扭結(jié)工序。
扭結(jié)手的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。扭結(jié)手的手動(dòng)調(diào)整通過旋轉(zhuǎn)手輪15實(shí)現(xiàn)。左右扭結(jié)手之間距離及對(duì)稱度的調(diào)節(jié),通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿16來實(shí)現(xiàn),轉(zhuǎn)動(dòng)手輪螺桿16,改變擺桿10的下支點(diǎn)位置,帶動(dòng)扭結(jié)手產(chǎn)生軸向位移。
四、設(shè)計(jì)步驟
(一)方案設(shè)計(jì)
1、 設(shè)計(jì)的要求:
1)、設(shè)計(jì)題目:糖果包裝機(jī)的機(jī)械扭結(jié)手設(shè)計(jì)。
2)、設(shè)計(jì)任務(wù):
a、設(shè)計(jì)參數(shù)
生產(chǎn)能力:200~300塊/分鐘
包裝物尺寸:
①圓柱形:直徑13X長(zhǎng)32mm
②長(zhǎng)方形:長(zhǎng)27X寬16X高11 mm
箱體外形尺寸:長(zhǎng)320X寬230X高200 mm
傳 動(dòng) 比:1:2.5
鉗手展開距離:30mm;包裝一次旋轉(zhuǎn)圈數(shù)2~3;鉗手軸向移動(dòng)距離:5mm
包裝扭轉(zhuǎn)阻力矩:0.05Nm
2、 鉗手運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)形式
1) 鉗手實(shí)現(xiàn)張合運(yùn)動(dòng),可采用多種不同結(jié)構(gòu),如圖5所示,而且,需要一個(gè)復(fù)位裝置,一般采用彈簧進(jìn)行復(fù)位。
2) 實(shí)現(xiàn)鉗手軸向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式有多種,圖6所示。不同的機(jī)構(gòu)形式,具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。端面凸輪一連桿一滑移齒輪方式,結(jié)構(gòu)緊湊;盤形凸輪一滑移齒輪方式,空間結(jié)構(gòu)比較大;四連桿機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,但體積比較大。
3) 實(shí)現(xiàn)鉗手轉(zhuǎn)動(dòng),可采用齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)(同步帶)等方式。鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng),帶傳動(dòng)磨損較快;齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)恒定,傳遞扭矩大。
3、 扭結(jié)手應(yīng)實(shí)現(xiàn)功能:
1) 鉗手可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng);
2) 鉗手可實(shí)現(xiàn)軸向直線運(yùn)動(dòng) ;
3) 扭結(jié)手各運(yùn)動(dòng)相對(duì)關(guān)系可手動(dòng)調(diào)整;
4) 扭結(jié)手可進(jìn)行糖果的手動(dòng)扭結(jié)包裝。
4、 確定扭結(jié)手的總體方案及總體布局
根據(jù)扭結(jié)手功能設(shè)計(jì)要求。對(duì)比不同機(jī)構(gòu)形式的特點(diǎn),類比現(xiàn)有糖果包裝機(jī)扭結(jié)手形式,確定扭結(jié)手的總體方案及總體布局。初步確定扭結(jié)手箱體的總體尺寸320×230×200mm。
5、 初步擬定傳動(dòng)方式,布置主要傳動(dòng)件的位置。
6、 擬定扭結(jié)手的機(jī)械傳動(dòng)鏈、傳動(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。
7、 參考機(jī)械設(shè)計(jì)理論,對(duì)各元件(主要是軸承、齒輪、軸)進(jìn)行初步的手里分析和強(qiáng)度校核。
(二)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
方案設(shè)計(jì)結(jié)束后,審定方案的合理,進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。裝配圖的繪制與相關(guān)的設(shè)計(jì)、計(jì)算應(yīng)交替進(jìn)行,相輔相成。
1、 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成,主要包括:
1) 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 計(jì)算齒輪、斜齒齒輪傳動(dòng)的中心距、模數(shù)、齒數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸(如分度圓、頂圓、跟圓、齒寬等);
2) 凸輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 計(jì)算凸輪的輪廓尺寸并進(jìn)行強(qiáng)度校核;
3) 根據(jù)軸上零件的結(jié)構(gòu)尺寸以及支撐軸承的尺寸,確定各軸的結(jié)構(gòu)尺寸;
4) 對(duì)各軸的軸承潤(rùn)滑及密封進(jìn)行設(shè)計(jì);
5) 對(duì)主要傳動(dòng)軸的軸承進(jìn)行受力分析
2、 各元件的空間布置、定位與支撐面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3、 手動(dòng)操作裝置的設(shè)計(jì)
4、 相對(duì)位置調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
5、 加黑,標(biāo)注尺寸與公差配合,標(biāo)注件號(hào),填寫明細(xì)欄及裝配技術(shù)要求。
(三)零件圖設(shè)計(jì)
1、三件主要零件的設(shè)計(jì),零件形式:軸類零件一件、齒輪零件一件、凸輪零件一件。為防止學(xué)生之間有重復(fù),零件的確定必須經(jīng)指導(dǎo)老師指定。
2、要求:
1)零件工作圖視圖完整,必須表明零件的結(jié)構(gòu)、形狀、大小。
2)注明零件所有表面的尺寸、尺寸公差、表面粗糙度、形狀及位置公差。
3)技術(shù)條件齊全。
(四)撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
五、計(jì)算說明
(一)、齒輪的計(jì)算
設(shè)扇形齒輪的全齒數(shù)Z為17,模數(shù)M為1.25,齒條厚度L=40mm齒條厚度Hz為9,扇形齒輪轉(zhuǎn)過的角度為β。則
齒輪中心距Dz=MZ+Hz=17×1.25+9=30.25mm。
∠AO1B=2arcsin(l/4L)=2arcsin(15/2/40)=21.62°
[β]=Kβ=1.2×21.62°=25.95°。
△S9=[β]mZ/360°=25.95°×1.25×17/360°=1.532mm
[S9]=Ks9*S9=1.2×1.532=1.838mm
圖6
(二)凸輪的計(jì)算
前面已給出凸輪圖。設(shè)L1=5mm,L2=10mm,已知S8=5mm,則槽輪中S8軌道的行程S8c滿足:
于是確定工作循環(huán)圖中對(duì)應(yīng)曲線的最大位移為S8c。討論S9對(duì)應(yīng)槽輪曲線。如上圖中手爪由左向右移動(dòng)過程中對(duì)應(yīng)于165°點(diǎn),手爪處于最左側(cè),同時(shí)處于張開狀態(tài),并開始閉合到195°點(diǎn)完全閉合。此過程中構(gòu)件9相對(duì)于構(gòu)件8移動(dòng)的距離為△S9(上面已求出),對(duì)應(yīng)于槽輪12中S9的對(duì)應(yīng)軌道行程S9c:
(三)應(yīng)力計(jì)算
圖7
已知 T=0.05Nm=500Nmm,小齒輪分度圓直徑 ,嚙合角,則計(jì)算出:
圓周力
徑向力
法向載荷 。
(四)配合說明
本次課程設(shè)計(jì)扭結(jié)手是可進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),軸向移動(dòng),鉗手的張合三種運(yùn)動(dòng)。就要求有間隙配合(如扭結(jié)軸和齒條軸的配合),過度配合(如扇形齒輪的固定)、過盈配合(如套筒和軸之間的配合)。具體的配合關(guān)系和公差詳見附圖。
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