顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計

顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計,顆粒,裝機,封口,系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計（論文）中期報告 題目：顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2013年 3 月 20 日 撰寫內(nèi)容要求： 設計（論文）進展狀況： 本畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計，具體包括對顆粒包裝機的橫封裝置、縱封裝置以及切斷裝置的詳細設計，從一開始拿到任務書正式開始畢業(yè)設計以來，按照任務書的要求，我的工作進展還較為順利。至今為止，通過大量查閱相關資料，我了解了課題的背景和發(fā)展狀況，完成了對課題的分析，學習了常用包裝機械設計的基礎知識和工作原理，并提出了自己的方案，完成了開題報告和對外文文獻的翻譯，對橫封機構、縱封機構和切斷裝置有了一定的認識，對其結構已經(jīng)設計完成，現(xiàn)在正對其進行詳細設計計算。以下是具體的進展狀況： 1 一開始對課題進行了詳細的資料查閱。首先了解了包裝機械發(fā)展的背景、發(fā)展狀況和發(fā)展的趨勢，然后根據(jù)選擇的課題，進一步了解本課題所設計的顆粒包裝機的具體情況，包括機器的工作原理、機械結構的組成以及各個執(zhí)行機構的工作方式，之后繪制工藝流程圖，并提出自己的方案，最后從中選擇出了最優(yōu)的方案。圖1-1和圖1-2所示的分別是設計的包裝機工作的工藝流程圖和工作原理圖。首先的工序是給料，將物料放入進料口并進行計量工作，與此同時，袋膜的供送也已經(jīng)開始，袋膜通過牽引拉膜裝置進入成型器，成型器下方的縱封機構對成型后的袋膜進行縱封，由于袋膜繼續(xù)受到牽引，在繼續(xù)向下經(jīng)過橫封器時，橫封器對袋膜進行橫向封口，此時計量后的物料進入袋中，隨著袋膜的繼續(xù)牽引，橫封器在經(jīng)過一個袋的長度后繼續(xù)橫封，這樣一個袋就封口完成，往下經(jīng)過切斷裝置對袋進行切斷，這樣一個袋就算完成了，之后只要進行重復的工作，包裝機就能對物料進行連續(xù)的包裝。 圖1-1 包裝工藝流程圖 圖1-2 包裝工作原理圖 2 方案確定了之后，就要對各個部分進行詳細的設計。本課題主要是研究顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計，所以必須先了解封口系統(tǒng)的組成。在經(jīng)過大量的查閱資料后，我了解到包裝機械的封口系統(tǒng)一般由橫封機構、縱封機構和切斷裝置三個主要執(zhí)行部分構成，所以，下一步就是對各個執(zhí)行單元進行詳細的研究和設計。由于方案中，首先經(jīng)過的是縱封機構，所以要首先對縱封機構進行設計。 2-1 縱封器是完成制袋成型后筒狀薄膜縱向封接功能的重要部件，方案中選擇的是連續(xù)式的輥式縱封器，所以下面就要對輥式縱封器進行設計計算。輥式縱封器工作時作反向連續(xù)回轉，迭合后的包裝材料側邊通過其間，熱量由安裝在輥筒內(nèi)的電熱絲加熱，靠輻射傳遞熱能，并壓合薄膜形成縱縫，此類縱封器除了縱封作用外，還輔助對袋膜進行牽引。根據(jù)任務書的要求和提供的數(shù)據(jù)，由袋長范圍為60-180mm，取100mm，可以得到輥輪的半徑為16mm。由包裝速度（生產(chǎn)率）范圍為30-60袋/min，取30袋/min，可得到縱封輥的角速度為3.125rad/s。生產(chǎn)中輥筒半徑一般不變，若袋長改變或生產(chǎn)率提高，則只需調(diào)整縱封輥的角速度即可。下圖2-1為縱封輥的結構示意圖： 圖2-1 縱封機構的結構示意圖 1-縱封輥 2-加熱線圈 2-2 橫封器是將經(jīng)縱封器縱向熱封合后的包裝材料，按照工藝要求的長度規(guī)格進行橫向封合，方案選擇的橫封器是旋轉式橫封器，它是由一對轉速相等、轉向相反的平行軸帶動各自的封接刀座作相對旋轉運動，刀座上安裝有加熱器，平行軸旋轉一周即完成一次封接動作。只做旋轉運動的主軸一般設計成中心軸位置相對固定的形式，從動軸采取彈性浮動形式，封接壓力來自從動軸左右兩端安裝的壓力彈簧，根據(jù)包裝材料的性質(zhì)以及厚度尺寸的不同來調(diào)節(jié)彈簧的壓力數(shù)值。根據(jù)任務書中提供的數(shù)據(jù)，取熱封頭數(shù)為2，因袋長為100mm，則可得橫封頭的回轉半徑為31.85mm。下圖2-2為橫封頭的草圖形式： 圖2-2 橫封器的封頭形式 2-3 切斷裝置選擇的是鋒利的金屬刀片，利用回轉的金屬刀片的鋒利的刀刃與刀架上的固定刀刃產(chǎn)生的剪切力將封裝好的袋進行物理切割，這樣可以隨著制袋同時完成包裝袋的切斷。 3 通過大量的網(wǎng)上檢索，下載到了幾份相關的外文文獻，之后就開始完成對外文文獻的翻譯工作，由于英文專業(yè)用語比較復雜，翻譯起來很困難，所以這用了我相當長一部分時間。 4 裝配草圖的繪制。對設計的裝配草圖進行布局，然后對相應的圖樣進行繪制工作。 存在問題及解決措施： 由于畢業(yè)設計涉及的范圍很廣，幾乎囊括了在大學里所學的全部知識，很多在大一、大二學習的知識由于很久沒有接觸造成了這些知識的模糊甚至淡忘，所以在某些細節(jié)方面總是會有多多少少的問題，給設計帶來了不小的麻煩。主要問題有： （1） 對傳動鏈的設計。在查閱了大量資料后，對資料中所提供的傳動鏈的設計也有了一定的認識，弄清楚了幾種資料中提供的傳動方式，但是不同的傳動方式有著各自不同的優(yōu)劣性，而自己設計出的傳動鏈又比較繁瑣，導致傳動精度下降嚴重，由于自身長時間沒有接觸有關這方面知識，導致在一段時間內(nèi)總是不知道怎么去設計。經(jīng)過與同學的探討和指導老師的幫助，我終于在這方面找到了設計的方法，在吸取總結他人設計中的優(yōu)點后，我正一步一步的完成設計要求的后續(xù)任務。 （2） 圖紙的繪制。由于好久沒有繪制過相關圖紙，對圖樣的認識也慢慢變得生疏，導致不論是讀圖還是繪制，都產(chǎn)生了一定的問題，通過回顧以前所學的知識，翻閱曾經(jīng)學過的書本，慢慢的這個問題也得以解決，目前制圖的工作也已經(jīng)進行了一部分。 后期工作安排： 下一步需要做的就是在以前工作的基礎上加倍努力，將各個執(zhí)行單元以及整體的傳動方案設計完畢，使其更合理，更簡便，并接著繼續(xù)認真學習查閱資料，按照任務書的要求進行后續(xù)的設計工作，對各個機構繼續(xù)進行詳細的設計計算，繪制相應的裝配圖和零件圖，并對系統(tǒng)進行論證和驗算，最終將最后的畢業(yè)設計說明書制作完成。后半段畢業(yè)設計我會更虛心地向老師和同學請教，認真的學習完成本次畢業(yè)設計的各項任務，盡量把細節(jié)做好做完善，為最終答辯做準備。 指導教師簽字： 年 月 日 本發(fā)明涉及一種包裝機。更具體地說，本發(fā)明涉及一種國內(nèi)研究的對筒狀料要求齊整性的包裝機，下面的描述就是對其內(nèi)容進行舉例說明。 背景 已知的國內(nèi)用于包裝的材料其折疊部分通常位于沿包裝折疊封口的路徑上，并且其中每個相應的折痕與將其折疊的組相接觸。為了獲得無折痕的折疊位置，在片材的包裝材料的其余部分必須與整個接觸折疊處的表面不干擾的情況下被折疊。折翼的大小依賴于該組的大小，而這又取決于組中各單元的大小和數(shù)量，而目前使用的包裝機的設計有固定的大小和包裝組，因此使用時不是很靈活。 發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的是提供一種具有多功能包裝組的包裝機可以適用于各種尺寸。根據(jù)本發(fā)明，文章中所提供的機器在片材包裝的折疊片上的接觸位置商至少有一個折疊構件具有至少一個有源部分。其特征在于：在包裝處設有一個調(diào)整裝置，誤碼率包括一個調(diào)整裝置，至少用于在第一方向上調(diào)整有效部分的延長。 簡要說明 本發(fā)明要在一個非特定的實例中將通過舉例的方式對其進行說明，參照附圖，其中：圖1示出了側視圖，根據(jù)本發(fā)明的文章，示例部分與其他部分為清楚起見，除去用于包裝的包裝組的一臺機器；圖2示出一個較大規(guī)模的側視圖，一些部件為清楚起見，去掉了圖1中一個折疊構件的圖。圖3示出一個較大規(guī)模的側視圖，為清晰起見，圖2進行了第一次變型，并去掉了一些部件 ；圖4示出了較大規(guī)模的側視圖，為清晰起見，圖2進行了第二次變型，并去掉了一些部件；圖5示出了較大規(guī)模的側視圖，為清晰起見，圖2進行了三分之一的改變，并去掉了一些部件； 圖6示出了較大規(guī)模的側視圖和零件部分，為清楚起見，去掉第一部分；第二個細節(jié)的一些部分以剖面形式展示， 圖7至圖11是該機器各個步驟的包裝示意圖。 摘要 國內(nèi)對筒狀料包裝的機器的研究表明，被帶進包裝中與包裝物接觸的包裝材料的每一個折疊片層都是有源的，調(diào)節(jié)裝置用于在第一方向上延長調(diào)節(jié)的活性。 發(fā)明詳情 圖1中的1表示作為一個整體的一臺機器相對于包裝片層4的包裝材料對包裝物3和包裝組2的組合以形成組件5，其中一個在圖11中示出。 參照圖7，如圖7所示，每個組2是大致高度為H的一個平行六面體的形式，并具有兩個主面6，兩個側面7，和兩個端面8。面6和7的凹凸表面形成由圓柱形相鄰的輥3的表面，而端面8具有基本平坦的表面。在未示出的變化，第2組由輥3垂直定位，而不是水平地示于圖。 1，7-ll一樣。參照圖。如圖1所示，機器1包括框架9輸送組2中的輸送機10， 用于支承垂直方向的Dl，和用于輸送的輸送機LL組2，部分包裹在各自的片材4的包裝材料，在水平方向的D2中所展示。 輸送機10包括一個導向件12與框架9一體；在垂直方向上的滑架13沿導向件12的運行分升；和一個一體的平臺14與托架13和提升輸送機11和進給方向D1中的基團2?；?3和平臺14通過已知的操作執(zhí)行器不顯示。 輸送機11包括一個隧道15延伸的方向D2和限定了路徑P的一個鏈式輸送機16，用于組2和組4的包裝材料的供給沿隧道15和路徑P供給。隧道15里還包括一個底壁17固定在框架9上的方法，在方向D2上延伸并限定了滑道組2、一個頂壁18和上方壁17，可動的方向是D1，由調(diào)整裝置19連接到框架9，用于調(diào)節(jié)頂部之間的距離D。被裝配到框架9、壁18和底壁17的鏈式輸送機16的具體方式不示出，其中還包括一個鏈條20。這里依次包括一個通過壁18的工作分支21，平行于方向D2的對分區(qū)22。它定義了一個座位的尺寸可容納一個第2組、第3組，并通過隧道15在壁18中形成的開口部分（圖中未示出）。機器1還包括關于2組沿隧道15的折疊裝置23，24，25，26，27的折痕4；有關組1中密封裝置28密封片。實際上，折疊裝置23，24，25，26，27和密封裝置28是形成隧道15的一部分。折疊裝置23與兩個葉片29和30平行并與底壁17基本上共面；兩個制動器31和32用于移動相應的葉片29的和30之間的其余部分（由點劃線所示的位置），并由連續(xù)的線表示工作位置。 折疊裝置24包括一個一體的引導件33與框架9和平行于方向D2的滑架34，運行沿導向件33，驅(qū)動器35用于驅(qū)動滑架34和兩個鏡面對稱折疊件36的固定架34。參照圖2所示，每個折疊件36包括兩個平行的桿37a和37b的螺紋緊固件38，用于連接桿37a到滑架34，一個調(diào)節(jié)裝置39，用于調(diào)整桿37a和37b的方向及分開他們之間的距離；部件40a擴展的方向D1的和連接桿37a和37b，在折疊操作期間，部件40a通過折疊構件36的部分的直接接觸包裝材料片4。調(diào)整裝置41以鉸接的方式彼此連接，以形成X，并在端部固定桿37a和37b的通過銷42、卡合孔43形成沿桿37a和37b的形式。 然后，選擇性地改變引腳42相鄰孔43配置兩桿41和調(diào)整桿之間的距離37a和37b和活性部40a的延伸方向D1。 主動部40a包括一系列平行的，側面的螺旋彈簧44，其中每一個的端部被固定在機架上，37a和37b，是在相同的方向上繞制線圈相鄰彈簧44的線圈。彈簧44的方向是選擇利用表4的推力線圈的片材4相對于部40a移動，并且，更具體地說，被選擇以產(chǎn)生一個向上的推力作為片4移動相對于在方向D2部40a。彈簧44是連接桿37a和37b的點沿兩個對準各自的直線，或沿兩個彎曲的路徑，以形成發(fā)散部40a。參照圖1所示，折疊裝置25的固定尊重隧道15，且包括兩個相對的，平行折疊構件36由相應的緊固件固定到框架938。 參照圖6，折疊裝置26包括兩個面對折入部件45（只有一個在圖6中示出），每個其中包括一個具有一第一端的三角形螺釘46樞轉框架9上，在底壁17中，有關的軸線47的平行的方向D3的方向垂直于DL和D2，并且在頂壁18上，它有一個轉動的第二端引腳48平行于軸線47，并在螺桿46的槽49嚙合。 當頂壁18通過調(diào)整裝置19向下降底壁17的方向DL（由虛線所示的位置線所示。 6），折疊構件45是圍繞軸線47取向螺釘46使壁18的下方，有一個部分46a和一個壁18的上面部46b。也就是說，調(diào)整頂壁18旋轉螺釘46繞軸線47，并調(diào)整延伸螺桿46。換句話說，螺桿46有一個活躍的部部46a旁的頂部的位置的變化而變化的壁18，并假定螺釘46時，充分擴展壁18是在最佳的極限位置。而不管延伸調(diào)整螺釘46，旋轉螺桿46左右軸47調(diào)整的活性部46a的延伸方向D1。 折疊裝置27包括兩個面向，鏡面對稱格律折疊構件50，其中只有一個的是，所示的圖6每個折疊件50包括一個螺釘51積分與墻17，附錄52鉸鏈螺絲51有關，這是平行于軸線47的銷53，是一體的螺絲50，附錄52和接合槽54和調(diào)節(jié)裝置55，其具有一個螺桿 - 螺母絲杠機構調(diào)整的方向附錄52的管腳53。 壁17有一個開口56，通過該密封裝置28被帶入接觸包裝材料片4，每個螺釘57的凹部51具有充分延伸長度，開口56方向D1。In換句話說，每個螺釘51是一個倒置的形式的倒U橋接開口56。凹部57所定義的頂邊緣58和兩個由線圈彈簧60的橫向邊緣59，和部分地占用固定螺釘51的頂部邊緣58和盤繞在相同的方向，從而抬起片4作為第2組的包裝材料移動到螺釘51所在位置。換言之，折疊部件50有一個活動的部件50，附件52，由螺釘51和彈簧60，定義和方向延伸，其中在DL是通過旋轉調(diào)整附錄52的管腳53的移動設備28包括一個導引件61平行于方向D1的； 運行的滑架62沿導軌61和致動器63。運輸62支持墻，64，接觸壁17關閉開口56和一個密封件65具有密封頭66和一個致動器67，用于移動頭66向后和向前方向D1。壁64的開口68，用于通過密封頭66和小于開口56；設置運動方向D1運輸62封頭66開放68至最佳位置密封各類組2。 在實際使用中，機器1被設置為收拾組2的組2的大小。即，第2組的高度H確定壁17和18之間的距離D，并延長的活性的部分40a，46a和SOA的各折入部件36，45和50；和組2的大小平行于方向D2確定的設置的密封通過滑架62的頭66，在方向D2。 一旦機器1被設置為包組如圖2所示，給定類型的包裝周期的開始，并且它提供了用于提升2組14平臺的方向D1的攔截片4保持在水平位置上通過公知的裝置（未示出），并把與壁18接觸的片材4和在分區(qū)之間22。組2和表4提出，片4的自由邊接觸的刀片29和30位于如在圖的點劃線所示的。如圖1所示，被折疊成U形關于第2組如圖所示。如圖7所示，其中的U-折疊包裝材料片4有兩個護翼69和70的親超過允許值向下，參照圖 1以及葉片29。 然后移動到閉合位置（圖中用在圖的連續(xù)線1）之間的平臺14和組2，以折疊護翼69和70上的底的主面6的第2組中，并形成管狀包裝示于圖8。管狀包裝有兩個管狀部分71超過允許值從相對的端面8的第2組，每個管狀部71具有兩個側折翼72平行于方向D1，和兩個主要的平行于方向D2折片73；作為一個整體，有一個管狀包裝部74所定義的疊加折片69和70的端部。 一旦形成管狀包裝，折疊裝置24移動折疊部件36到一個工作位置，在其中折疊的橫向折翼72位于上游側的行進組2的方向（從左至右在圖1中）。鏈，然后，傳送帶16饋送在方向D2上，以使第2組下游側皮瓣折疊位置72接觸固定折疊裝置25和36折的下游側折片73上，如示于圖2組9。作為組2，相對于表4，2組部分折疊，被送入前方進一步，底部主瓣73被折疊正視由折疊裝置27，如示于圖10在停止位置。 操作輸送機16，密封頭66通過開口68與74的接觸部分插入，被加熱到熔體沿部件74的包裝材料4，組2推壓而變形，使密封頭66滲入隧道15和變形的螺旋彈簧60。接觸式密封頭66一旦密封，密封頭66即被撤回，和組2被供給由右至左的方向D2，所以折疊裝置26和折疊瓣73正視形成圖5所示的包裝式樣。參照圖11，組3發(fā)生變化，折疊件36包括兩個桿75a和75b，其中的彈性由彈簧44的延伸部分40a和一個調(diào)節(jié)的移動設備76控制。每個桿75A，75B不同于桿37A，37B只具有一個孔43和槽77的地方的孔43。調(diào)整裝置76包括兩桿41，每在孔43的銷42上，在一端樞轉，而在另一端上的銷78卡合槽77和一個螺桿——螺母螺釘機構79位于沿欄75b中，以確定沿槽77和銷78的位置，因此，該活動的部分40a向方向D1擴展。桿75A連接螺釘緊固架34、38。上述變化的折疊件36提供準確以及快速的調(diào)整，憑借螺桿——螺母螺釘部40a的方向D1的機構79參照圖4進行改變，折疊件36包括三個平行的桿80a和80b以及80c，以及用于調(diào)節(jié)桿80a和80b距離的一個調(diào)節(jié)配合裝置81；兩個活性部件在部件40a之間，在兩個相鄰桿80a和80b中，在80c的每一個之間進行延伸。 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目： 顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2012年 12 月 28 日 一．畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況） 1.課題的目的與意義 封口是將充填有包裝物的容器進行封閉，一般有熱封和冷封兩種基本方式。封口系統(tǒng)由縱封裝置、橫封裝置和切斷裝置組成。本課題主要研究顆粒包裝機封口系統(tǒng)中的縱封機構、橫封機構以及切斷裝置的詳細設計，袋料為塑料膜，封口方式選擇熱封。 實際設計過程中，為改善封口的質(zhì)量、簡化機構的設計、減小機構的體積，一般會結合拉膜、加熱、封合等多種機構，進行綜合整體設計。 封口對于包裝來說是一道不可缺少的工序，只有封口以后才能密封保存和便于運輸銷售。隨著包裝產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，封口系統(tǒng)也應隨之同步發(fā)展以適應高速發(fā)展的現(xiàn)代化工業(yè)。因此，對封口系統(tǒng)的詳細研究設計就具有了一定的意義。 2.國內(nèi)外相關研究情況 國外： 美國、日本、德國、意大利是世界上包裝機械四大強國。美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其封口技術也遠遠領先于其他國家。1861年德國建立了世界上第一個包裝機械廠，并于1911年設計完成了全自動成形充填封口技術，將封口技術第一次進行了突破與創(chuàng)新。世界各國對包裝機械的封口技術的發(fā)展都十分重視，封口系統(tǒng)也完成了從一開始的全手工封口發(fā)展到人機結合封口，再發(fā)展到機電一體化封口，最后到現(xiàn)在向機、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術的蛻變。生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械封口系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，封口技術的發(fā)展同時引領包裝機械向集成化、高效化、智能化等方向發(fā)展。 國內(nèi)： 我國的封口技術的發(fā)展整體起步較晚，國內(nèi)缺乏非常高端的科研技術人員，不會合理運用科學技術研究出智能化的封口系統(tǒng)，封口技術落后發(fā)達國家很大一截，雖然經(jīng)過近些年的快速發(fā)展，總體水平已經(jīng)得到了很大的提高，但是在高速發(fā)展的工業(yè)世界，還是被其他國家的先進技術甩在身后。在經(jīng)過幾年殘酷的競爭后,盡管封口技術得到了迅速發(fā)展,但是在這幾年競爭中,全行業(yè)自主發(fā)展的能力仍不足,贏利能力低,對于解決一些關鍵性的問題,也沒有足夠的資本和技術支持。國內(nèi)的封口技術仍停留在國外已經(jīng)淘汰的技術層面，這些對我國封口產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是不利的,而且將長期制約著全行業(yè)的贏利能力和國際競爭能力,行業(yè)也會陷入低價競爭的惡性循環(huán)。目前，我國正在努力發(fā)展以達到世界先進水平。 二．本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 1.主要內(nèi)容和要求 主要內(nèi)容： (1) 縱封機構的詳細設計； 縱封器是完成制袋成型后筒狀薄膜縱向封接功能的重要部件，分為連續(xù)式和間歇式兩大類，設計中不僅要考慮到封口方式，還應結合拉膜、加熱、封合等多種機構進行綜合整體設計，包括機構的尺寸、形式、封口壓力和封口溫度。 (2) 橫封機構的詳細設計； 橫封器是將經(jīng)縱封器縱向熱封合后的包裝材料，按照工藝要求的長度規(guī)格進行橫向封合，橫封器分為旋轉式橫封器和往復式橫封器兩種，根據(jù)需要和包裝特點對其封合方式、尺寸結構、封口溫度及壓力進行分步設計。 (3) 切斷機構的詳細設計； 切斷的方式有冷切和熱切，要根據(jù)封口的方式、包裝材料在制袋過程中運動形式和切口的形狀等綜合考慮來選擇和設計。 (4) 對系統(tǒng)的論證和驗算； 設計完成后，要對總體的結構、尺寸、經(jīng)濟性和使用性能進行系統(tǒng)的論證，對所有的數(shù)據(jù)計算等要進行多次驗算，以得到正確結果。 要求： (1) 包裝速度：30—60袋/min； (2) 薄膜直徑不超過500mm； (3) 薄膜寬度不超過400mm； (4) 制袋尺寸(長X寬高)：(60—180)mmX(70—120)mmX(20—70)mm； 2.研究方法和方案 橫封裝置 旋轉式橫封器 往復式橫封器 縱封裝置 輥式縱封器 板式縱封器 切斷方式 電弧切斷 激光切斷 回轉刀切斷 齒形刀切斷 總方案共有2×2×4=16種。 旋轉式橫封器是由一對轉速相等、轉向相反的平行軸帶動各自的封接刀座作相對旋轉運動，刀座上安裝有加熱器，平行軸旋轉一周即完成一次封接； 往復式橫封器的橫封頭作相向運動，可橫封厚度較大的物料，橫封質(zhì)量較好； 輥式縱封器的熱封結構是作等速相向回轉的一對輥筒，在熱封期間，熱量由滾筒內(nèi)的電熱絲通電后供給，常熱式輻射加熱，使熱熔性塑料進入兩輥筒的熱合接觸面，相互黏合而形成一道密合的縱縫，它對袋筒兼有施壓、牽引及加熱封邊的作用； 板式縱封器呈板條狀結構，大都用氣缸作往復直線運動，當袋筒停歇時，縱封器可對其疊合的側邊壓緊并進行脈沖式熱封，使其形成一道密合的縱封，釋放后由其他裝置完成牽引； 電弧切是用電弧進行切割，激光切是用激光進行切割，回轉刀和齒形刀都是利用金屬刀具的鋒利刀刃進行分割； 根據(jù)上述材料，擬定如下四種方案： 方案一：旋轉式橫封器，板式縱封器，電弧切； 方案二：往復式橫封器，板式縱封器，回轉刀； 方案三：旋轉式橫封器，輥式縱封器，回轉刀； 方案四：旋轉式橫封器，輥式縱封器，齒形刀； 方案一中，由于本次設計是用的包裝袋是塑料膜，若使用電弧切可能引起塑料膜表面被燒熔破壞； 方案二中，往復式橫封器結構比較復雜，橫封速度較慢，結構尺寸較大，而且還需要另外的牽引系統(tǒng)來完成袋膜的牽引工作，加大了工作量； 方案三中，輥式縱封器不僅具有封口功能，還可以作袋膜的牽引工作，旋轉式橫封器可連續(xù)工作，回轉刀可以實現(xiàn)連續(xù)切割； 方案四中，齒形刀切割需要考慮齒形刀的連續(xù)工作問題，會增加傳動鏈，加大工作量。 結論：根據(jù)以上四種方案的綜合分析，方案三選為最優(yōu)方案，將方案三定為執(zhí)行方案。 3.重點和難點 重點： 1) 縱封器的工作原理及其結構的設計； 2) 橫封器的工作原理及其結構的設計； 3) 縱封器與橫封器的協(xié)調(diào)關系處理； 4) 切斷裝置的切斷方式和結構設計； 難點： 1) 縱封器、橫封器對薄膜的牽引； 1) 縱封器、橫封器具體封口時的工作情況； 2) 封口系統(tǒng)與供料系統(tǒng)的協(xié)調(diào)處理。 4．前期已開展工作 1) 我查閱了相關資料，了解了課題的背景和發(fā)展狀況; 2) 學習了常用包裝機械設計的基礎知識，并提出初步的原理方案; 3) 對傳動系統(tǒng)方案進行優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案。 三．完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 1—2周：接受設計任務，查閱相關資料，了解課題的背景和發(fā)展狀況； 3—4周：學習常用包裝機械設計的基礎知識、原理方案的提出； 5—6周：傳動系統(tǒng)方案的優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案； 7周：縱封裝置的機械結構設計； 8周：橫封裝置的機械結構設計； 9周：切斷裝置的結構設計； 10周：對系統(tǒng)的論證和驗算； 11—12周：繪制相關設計的零件圖和裝配圖； 13—14周：撰寫畢業(yè)論文； 15周：準備答辯。 本科畢業(yè)設計(論文) 題目：顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計 系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 學 生： 學 號： 指導教師： 2013年05月 顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計 摘要 本論文是對顆粒包裝機封口系統(tǒng)的設計，首先以相似類型的顆粒包裝機為參考，討論了許多包裝機的封口方法，并指出各個封口方式的優(yōu)劣，然后重點對熱封形式進行研究和設計。依據(jù)包裝工藝路線，確定了設計方案，根據(jù)對比分析結果，確定了橫封、縱封以及切斷機構的形式，從基本理論、基本工作原理、基本分析方法上對設計作了闡述，并進行了結構設計及相關計算。 封口對于包裝來說是一道不可缺少的工序，只有封口以后才能密封保存和便于運輸銷售，因此對封口系統(tǒng)的詳細研究設計就具有了一定的意義。 本設計能進一步提高包裝機封口系統(tǒng)的性能，并且結構簡單、結構尺寸較小，便于安裝和維護，操作簡單方便。 關鍵詞：包裝機；縱封；橫封；切斷 I Design of Sealing System for Granule Packaging Machine Abstract The paper is about granule packaging machine , discusses the sealing method for many packaging machine, and points out that various sealing methods, and then focus on the research and design of the heat sealing form. On the basis of the packaging process, the design scheme is determined, according to the results of comparative analysis, to determine the horizontal, longitudinal sealing and cutting mechanism of form. From the basic theory, basic principle, basic analysis method of design is expounded, and the structure design and calculation. Sealing is an indispensable procedure for packaging, only the sealing to storage and convenient transportation sales, so the design of a detailed study of the sealing system has a certain significance. This design can improve the properties of packing packing machine, and has the advantages of simple structure, small size, convenient installation and maintenance, the operation is simple and convenient. Keywords：packaging machine; sealing system; transverse sealing davice; the vertical sealing device 目 錄 1 緒 論 …………………………………………………………………………1 1.1研究背景及意義 ……………………………………………………………1 1.2包裝機封口系統(tǒng)簡介 …………………………………………………………2 1.3包裝機、封口機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ……………………………………………5 1.4本文主要研究工作 ……………………………………………………………6 2 包裝機封口系統(tǒng)總體方案設計 ……………………………………………7 2.1總體方案分析 …………………………………………………………………7 2.2總體方案提出 …………………………………………………………………7 2.3總體方案確定 …………………………………………………………………9 2.4傳動方案確定…………………………………………………………………10 2.5小結……………………………………………………………………………11 3 包裝機封口系統(tǒng)部件設計………………………………………………… 13 3.1縱封器的設計…………………………………………………………………13 3.2橫封器的設計…………………………………………………………………15 3.3偏心鏈輪的設計計算…………………………………………………………15 3.4剪切機構的設計………………………………………………………………20 3.5剪切相位調(diào)節(jié)機構的設計……………………………………………………21 3.6小結……………………………………………………………………………22 4 鏈輪的設計計算 ……………………………………………………………23 4.1鏈輪的介紹……………………………………………………………………24 4.2鏈輪的失效形式………………………………………………………………24 4.3鏈輪的詳細設計計算…………………………………………………………24 4.4鏈傳動的合理布置……………………………………………………………25 4.5鏈傳動的張緊…………………………………………………………………26 4.6鏈條的材料選用………………………………………………………………27 5結論………………………………………………………………………………28 參考文獻 …………………………………………………………………………29 致謝…………………………………………………………………………………30 III 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明 ……………………………………………31 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 ………………………………………………32 IV 1 緒論 1 緒論 1.1研究背景及意義 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)自動化水平的提高，市場對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高，而我國的包裝工業(yè)發(fā)展相對緩慢，故進行包裝機的設計研究具有一定的意義。 無論在國內(nèi)或國外，包裝工作已涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人民生活、國際貿(mào)易和國防建設都帶來深刻的影響，甚至在現(xiàn)代生活中出現(xiàn)了過去難以想象的新情況:未經(jīng)包裝出售的商品變得越來越少了，而且包裝上的失敗往往會使很好的產(chǎn)品得不到成功的銷售。因而不妨這樣說，在將來，如果沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品的生產(chǎn)和銷售;可是如果沒有先進的工業(yè)與科學技術的綜合發(fā)展，也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化包裝。迄今，一些科學技術發(fā)達的國家，在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門，已經(jīng)程度不同地形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產(chǎn)過程，有的還將包裝材料加工、包裝容器成型及包裝成品儲存系統(tǒng)都聯(lián)系起來組成高效率的流水作業(yè)線。大量事實表明，實現(xiàn)包裝的機械化和自動化，尤其是實現(xiàn)具有高度靈活性(或稱柔性)的自動包裝線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟效益。 現(xiàn)代包裝機械所能完成的工作已遠遠超出了簡單地模仿人的動作，甚至可以說在很多場合用巧妙的機械方法包裝出來的成品，不論在式樣、質(zhì)地或精度等方面，大都是手工操作無法勝任和媲美的。隨著商品的多樣化，這一點越來越引起了人們的重視。另外，用機械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人員同產(chǎn)品直接接觸時可能產(chǎn)生的感染，從而保證食品藥物的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。對有劇毒、刺激性的，低溫、潮濕性、爆炸、發(fā)射性的，以及必須放置在暗室的物品，實現(xiàn)了包裝的機械化和自動化，便可大大改善操作條件，避免污染危害環(huán)境。至于對需要進行長期、頻繁、重復的以及其他苯重的包裝工作，如能實現(xiàn)機械化和自動化，則能大大減輕體力勞動強度，增進工人健康和提高生產(chǎn)效率。有些粉末、液體物料在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、起泡、飛濺現(xiàn)象，若改善機械包裝則會大大減輕損傷。機械包裝的生產(chǎn)能力往往比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，無疑這將會更好地適應市場的實際需要，合理安排勞動力，為社會多創(chuàng)造財富。 本課題所設計的顆粒包裝機適用于包裝散粒食品、藥品、化學試劑、茶葉等顆粒小包產(chǎn)品。而目前全自動顆粒包裝機的應用仍舊不夠廣泛，全自動顆粒包裝 36 畢業(yè)設計（論文） 機應最多的要屬食品包裝了，據(jù)調(diào)查多數(shù)小型食品制造商仍使用的是半自動，甚至是全手動的包裝機，這種包裝機不僅效率低，而且耗費人力，但是優(yōu)點是造價便宜操作簡單，所以現(xiàn)在急需要一種造價既便宜，操作又簡便的顆粒包裝機。封口系統(tǒng)是包裝機的主要組成部分，所以它的設計對于包裝機來說是至關重要的，包裝機的效率、包裝準確性直接決定了包裝機的優(yōu)劣。 1.2包裝機封口系統(tǒng)簡介 目前我國包裝機、封口機應用極為廣泛。除單獨使用的封口機外，還有許多封口機與其它機器共同組成的生產(chǎn)自動線，大大提高了生產(chǎn)自動化程度及效率，減少了工人的勞動強度，提高了包裝質(zhì)量。塑料袋裝產(chǎn)品的封口方法有扎結、熱封、釘封、粘封等，其中以熱封封口方法較簡單可靠，應用最廣。 熱封是利用塑料具有熱塑性，使封口部位的塑料薄膜加熱、加壓相互粘合在一起。熱封的方式很多，有熱板封合、熔斷封合、高頻封合、超聲波封合、電磁感應縫合和紅外線封合等。 熱板封合如圖1.1所示， 把加熱板加熱到一定的溫度，將要封合的塑料薄膜緊壓在一起，這是熱封原理與結構最為簡單的一種，封合速度較快，可恒溫控制，這種方法常應用于封合聚乙烯等復合薄膜，而對受熱易收縮與分解的薄膜，如各種熱收縮薄膜，聚氯乙烯等不宜應用。 1-熱板 2-封縫 3-薄膜 4-耐熱橡膠 5-工作臺 圖 1.1 熱板封合 回轉輥筒封合如圖1.2所示，將一對反向等速回轉輥筒的一方或者雙方加熱，兩輥中間通過重合膜進行加熱、加壓封合，本方法的一大特點是能連續(xù)封合。主要適用于復合包裝薄膜，因單層薄膜受熱易變形會導致封縫外觀質(zhì)量較差而不宜應用。 1-熱輥 2-薄膜 3-封縫 圖1.2 回轉輥筒封合 帶狀縫合如圖1.3所示，一對相向回轉的金屬帶之間，夾著要封合的薄膜直線運動，在前進中通過鋼帶兩側加熱、加壓、冷卻。本結構稍為復雜，一般用于袋口的最后封口上，既能再運動中封合，以能適應受熱易變形的薄膜。 1-加熱區(qū) 2-冷卻區(qū) 3-鋼帶 4-薄膜 圖1.3 帶狀封合 滑動加壓封合如圖1.4所示，薄膜首先通過一對熱板中間受到加熱（電加熱或空氣加熱），再經(jīng)一對反向回轉輥加壓封合。本方法結構簡單，能適應那些熱變形大的薄膜的連續(xù)封合。 1-熱板 2-加熱輥 3-封縫 4-薄膜 圖1.4 滑動加壓封合 脈沖封合如圖1.5所示，用捏鉻合金扁電熱絲壓著薄膜，再瞬時通以大電流加熱，接著用空氣或通冷卻水強制封縫冷卻，最后放開壓板。本方法結構上略比熱板封合復雜，但適用于易熱變形與受熱易分解的薄膜，所得封口質(zhì)量較好，因冷卻占有時間，故生產(chǎn)率受到限制，只適用于間歇封合，在熱電絲與薄膜間常用耐熱防粘的聚四氟乙烯織物，薄膜另一端承壓臺上帶耐熱的硅橡膠襯墊，使焊縫均勻。 1-壓板 2-扁電熱絲 3-防粘材料 4-封縫 5-薄膜 6-耐熱橡膠墊 7-工作臺 圖1.5 脈沖加壓封合 熔斷封合如圖1.6所示，將熱源與要封合的薄膜靠近，使封口部融化成球狀。這種封縫的封口強度較大，適用于熱收縮薄膜，但不適應熱分解性的薄膜。 1，3-薄膜 2-封縫 4，5-冷卻板 6-加熱板 圖1.6 熱板熔焊封合 高頻封合如圖1.7所示，薄膜用上、下電極壓著，外加高頻電源時，聚合物有感應阻抗而發(fā)熱融化形成封縫，因是內(nèi)部加熱，中心溫度較高而不過熱，所得封縫強度較高，對聚氯乙烯很適合，但不適用低阻抗薄膜。 1-壓頭 2-高頻電極 3-封縫 4-薄膜 5-工作臺 圖1.7 高頻加壓封合 電磁感應封合，向圈狀的電阻通上高頻電流，就在其周圍產(chǎn)生高頻磁場，磁場內(nèi)如有磁性材料就會根據(jù)磁滯損耗而發(fā)熱，若在薄膜之間加上很薄的磁性材料，或在塑料中預先摻加一些磁性氧化鐵粉，塑料即瞬時熔化粘合，加熱部分可不需直接和塑料袋接觸，因此能連續(xù)又高速地進行封合，適合于生產(chǎn)線的生產(chǎn)，這是近幾年內(nèi)熱封塑料的新方法。 紅外線封合，將紅外線直接照射在薄膜有關位置進行熔化封口，照射源的發(fā)熱極高，深色容易加熱，對透明薄膜只要在封口層下鋪上黑布即可。本方法能對一般加熱無法封口的聚四氟乙烯和厚度達5～6毫米以上的聚乙烯片進行封合，這亦是近年來國內(nèi)外研制出熱封塑料的新方法。 1.3包裝機、封口機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 我國封口機等包裝機械起步較晚，1990年尚未形成完備的工業(yè)體系，95籌劃后，我國封口機等包裝機械得到快速發(fā)展，年平均增長速度大于30%，進入2000年以后，仍以20%的速度增長。經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國封口機等包裝機械已成為機械工業(yè)中十大行業(yè)之一。無論是產(chǎn)量還是產(chǎn)值，都取得了令人矚目的成績[1]。近20年來的發(fā)展，我國封口機已經(jīng)從人工參與較多的手工封口技術逐漸發(fā)展到現(xiàn)在全自動封口技術。隨著電子技術和機械制造的成熟和發(fā)展，全自動封口機也向著更加高精尖的領域發(fā)展。但是手動和半自動的封口機應用較為廣泛，還并未擺脫人力需求較多的缺點。目前我國的封口機研究主要分為三個方面：1.創(chuàng)新設計方面的研究；2.安全設計技術方面的研究；3.衛(wèi)生設計技術方面的研究[2]。 國外的包裝封口技術成熟較早，高頻封合，超聲波封合，電磁感應封合，紅外線封合等封口方法研究較早，已經(jīng)非常成熟了。德國、意大利、英國、瑞士、和法國等，都是世界上很重要的包裝機、封口機生產(chǎn)國家。德國的封口機在制造和技術性能等方面居世界領先地位。一些大公司生產(chǎn)的封口機采用光電感應，以光標控制，并配有防靜電裝置。德國的包裝封口機出口比例占80%左右，是世界上最大的包裝機械出口國。意大利是僅次于德國的第二包裝封口機制造大國，其封口機械多用于食品工業(yè)，具有性能優(yōu)良，外觀考究，價格便宜的特點。目前世界各國對包裝機封口機的發(fā)展十分重視，尤其是封口機的精確化、智能化和自動化的研究，高科技產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。生產(chǎn)高效化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、實用化、科研成果商業(yè)化已經(jīng)成為世界各國的包裝封口機械發(fā)展的趨勢。無論國內(nèi)還是國外，應用最廣泛的還是熱封式的封口機，縱封器多選用滾輪式熱封器，選擇這種熱封方法的好處就是穩(wěn)定、簡單、經(jīng)濟、便于維修；橫封器千差萬別，但主要還是以熱封為主。國外高檔包裝、精密包裝多用超聲波封合，因為這種封口方式熱效應極小，不起皺，無封合痕跡。量產(chǎn)時也經(jīng)常用到紅外線封合的方式，這種方式不但封合精確，而且封合深度可達5～6mm，是比較新的封合方式。國內(nèi)外自動化較高的封口機對本課題的研究有很大幫助。 1.4本文主要研究工作 本文首先確定了包裝機的總體布局，然后提出了封口系統(tǒng)的具體設計方案，根據(jù)方案，主要的設計和研究內(nèi)容有： a. 顆粒包裝機的原理方案設計； b. 顆粒包裝機的傳動系統(tǒng)方案設計； c. 縱封機構的詳細設計； d. 橫封機構的詳細設計； e . 切斷機構的詳細設計。 2 包裝機封口系統(tǒng)總體方案設計 2 包裝機封口系統(tǒng)總體方案設計 2.1總體方案分析 包裝機中封口的方法多樣，但是效率高，自動化高的包裝機往往用的還是熱封的封口方法。熱封方法也是應用最廣的一種方法。普遍情況下顆粒狀物品的包裝袋都是塑料類制品，借助熱變形，熱封器很容易的就能將薄膜封合在一起，而塑料制品熱塑性良好，冷卻后強度較高，封口質(zhì)量穩(wěn)定性好。 考慮到設計任務要求的包裝速度30-60袋/min。熱封系統(tǒng)的連續(xù)性和自動化要求要高，相比間歇性的封口系統(tǒng)，連續(xù)制袋更為優(yōu)。在方案選擇優(yōu)化的時候回轉型的熱封器應該優(yōu)先考慮使用。 2.2總體方案提出 方案一：臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng)，如圖2.1所示。 1-卷筒薄膜 2-導輥 3-成型器 4-導桿 5-張口器 6-橫封器 7-加料器 8-縱封牽引器 9-分切刀 10-成品袋 圖2.1臥式間歇制袋三邊封口系統(tǒng) 此類型的封口原理如圖2.1所示。卷筒塑料薄膜1經(jīng)導輥2引入成型器3，在成型器3和導桿4的作用下形成U形并由張口器5撐開。當加料器7下行進入加料位置時，橫封器6閉合，同時裝填物料。隨后，橫封器6和加料器7復位。然后?？v封器8閉合熱封并牽引薄膜移動一個袋位。最后由切刀9把包裝袋切斷。 方案二：立式間歇制袋中縫封口系統(tǒng)，如下圖2.2所示。 畢業(yè)設計（論文） 1-供料器 2-導輥 3-卷筒薄膜 4-成型器 5-加料管 6-成型筒7-縱封器 8-橫封牽引器 9-成品器 圖2.2立式間歇制袋中縫封口系統(tǒng) 如圖2.2所示，卷筒塑料薄膜3經(jīng)導輥2被引入成型器4，通過成型器4和加料管5以及成型筒6的作用，形成中縫搭接的圓筒形。其中加料管5的作用為：外作制袋管，內(nèi)為輸料管。封合時，縱封器7垂直壓合在套于內(nèi)筒和外壁的薄膜搭接處，加熱形成牢固的縱封。然后，縱封器復位，由橫封器8閉合對薄膜進行橫封同時向下牽引一個袋的距離，并在最終位置加壓切斷?？梢?，每一次橫封可以同時完成上袋的下口和下袋的上口封合。而物料的填充實在薄膜受牽引下移時完成的。 方案三：立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng)，如下圖2.3所示。 1-卷筒薄膜 2-導輥 3-成型器 4-加料器 5-縱封滾輪 6-橫封輥 7-切斷刀 8-成品袋 圖2.3立式連續(xù)制袋三邊封口系統(tǒng) 如圖2.3所示卷筒薄膜在縱封滾輪的牽引下，經(jīng)導輥進入制袋成型器形成種紙管狀。縱封滾輪在牽引的同時封合紙管對接兩邊緣。隨后由橫封輥閉合實行橫封切斷。同樣，每次橫封動作可同時完成上袋的下口和下袋的上口封合，并切斷分離。物料的充填是在紙管受縱封牽引下行至橫封閉合前完成的。 2.3總體方案確定 a. 方案1和方案2都是間歇制袋的，工作效率沒有方案3高。 b. 方案1的橫封和縱封以及方案2的橫封，機械動作復雜，要求的機械結構也相對復雜。相比之下方案3更優(yōu)。 c. 方案2和方案3的橫封器包含了切斷機構，故此可以考慮使用橫封切斷一體。 d. 方案3節(jié)省了空間、時間，又考慮到方便、造價低等特點，此次選用立式連續(xù)制袋三邊封口包裝機。 縱封原理方案的確定，如下圖2.4所示： 1-熱輥 2-塑料薄膜 3-封縫 圖2.4 回轉滾筒封合簡圖 如圖2.4所示，塑料薄膜2經(jīng)過熱輥1的牽引熱封在封縫3處熱合。這種封合方式既考慮了效率，又考慮了經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。 橫封原理方案確定，如下圖2.5所示： 1、3-輥體 2-加熱管 圖2.5 橫封輥結構簡圖 如圖2.5所示，在一個回轉周期內(nèi)，輥體兩次對塑料薄膜進行加熱封合。 2.4傳動方案確定 薄膜袋的封口過程如圖2.6所示，物料從1進入包裝袋，包裝袋在2處開始縱封，經(jīng)過3的橫封，完成封口，最后再由切斷機構對包裝袋進行切斷。 1-縱封器 2-橫封器 3，4，5，6，7，8，9，10-鏈輪 11-切斷裝置 圖2.6 傳動方案裝配簡圖 電機將動力通過小鏈輪傳到大鏈輪4上，帶動主軸上的鏈輪5和鏈輪7。鏈輪5通過鏈條將動力傳到鏈輪6上，鏈輪6帶動縱封器2運轉。帶輪7經(jīng)鏈條將動力傳到鏈輪8上，鏈輪8帶動偏心鏈輪10作不等速回轉，然后偏心鏈輪10將動力傳送到鏈輪9上帶動橫封器3的回轉。 主電機的確定： 由于整臺機器較小，功率、扭矩都較小，故而不需要較大的電機。由于要實現(xiàn)電機變速，綜上所述，參考機械設計手冊和同類型的小型機器，選擇型號為LL86HB156的步進電機，其主要性能參數(shù)如下所示： 步距角（°）：1.8；相電流（A）：6.0；設定轉速（r/min）：300r/min；保持轉矩（N·m）：12.2；轉動慣量(g·cm2)：4000；重量（kg）：5.4。 總傳動比分配： 機器的包裝速度是：30-60袋/min，所以橫封器嚙合次數(shù)應該達到30-60次/min，袋長范圍為60-180mm，據(jù)此，計算縱封器的轉速n。 袋長暫取L=100mm，包裝效率暫定Q=30袋/min，則包裝完一袋需要的時間為2秒。使縱封輥旋轉一周剛好封合兩個袋長，則由公式（2.1）可知縱封輥的半徑： 2L=2πR （2.1） 將所取數(shù)值代入，則縱封輥半徑R≈32mm。 由公式（2.2）可知縱封輥的角速度： （2.2） 將數(shù)值代入，則縱封輥的角速度ωz=1.5625rad/s 包裝的線速度=30袋/min100mm/袋=3000mm/min=50mm/s （2.3） 則可得縱封輥的轉速n≈15r/min （2.4） 傳動比的具體分配如下，電機到減速裝置的減速比為6，減速裝置到縱封系 統(tǒng)的減速比為3.33，減速裝置到橫封系統(tǒng)的減速比為1.8。 主軸轉速計算： 綜合上述傳動比的分配，主軸轉速計算如下，見公式（2.5）： n主軸 =n電機×i鏈輪減速 =300÷6=50r/min （2.5） 主軸最小直徑計算，見公式（2.6）： d0A==23.17mm （2.6） 設計軸時一般考慮軸上的鍵槽對強度的影響，設計時應該根據(jù)槽的個數(shù)增大尺寸，其經(jīng)驗公式計算如下，見公式（2.7）： d=d023.3mm≈25mm （2.7） 最終主軸最小直徑取25mm。 2.5小結 設計之初，傳動系統(tǒng)選擇的主要減速方式是：渦輪蝸桿，齒輪減速，其傳動比小，但是強度大。經(jīng)過導師指導，換成了一大一小鏈輪組合來代替部分齒輪和渦輪蝸桿進行減速。鏈輪配合的最大傳動比可以達到10；并且由于本包裝機整體尺寸較小，所需要的力也不大，工作條件完全可以滿足，所以最終選擇了依靠鏈輪組來對傳動系統(tǒng)進行減速工作。 3 包裝機封口系統(tǒng)部件設計 3 包裝機封口系統(tǒng)部件設計 塑料薄膜及其復合材料是自動制袋包裝機中最常用的包裝材料，特別是多層復合薄膜，因為它的氣密性良好以及高強度而廣泛應用于食品包裝中。 塑料薄膜的封口采用熱融封合的方法，具體操作是：對塑料薄膜的兩個接觸面加熱，使其處于熔融的熱塑化狀態(tài)，再給封接部位施壓，使薄膜兩個封接面融合密封牢固。影響封合質(zhì)量的因素主要是加熱溫度、封合壓力和和作用時間。熱融封合的方法有多種形式[2]，最常用的是電阻加熱法和脈沖加熱法，另外還有高頻電加熱封合、超聲波加熱封合、電磁加熱封合和紅外線加熱封合等。每種方法均適用于一定品種范圍的塑料材料。在自動制袋裝填包裝機中，廣泛應用電阻加熱的熱融封合方法，因其具有機構簡單，調(diào)控方便的特點。而且，用于食品包裝的薄膜主要是聚乙烯及其復合材料居多，也就是說主要以聚乙烯為熱封合材料，因此用電阻加熱封合法是完全能滿足要求的[3]。 連續(xù)制袋包裝機中有兩個封合裝置：縱封裝置和橫封裝置，分別實現(xiàn)包裝袋的縱縫封接和橫向封合。他們均采用電阻加熱的封合方法。 3.1縱封器的設計 在連續(xù)式自動制袋裝填包裝機中，由于薄膜連續(xù)輸送，因此其縱縫封接是連續(xù)進行的。為此采用一對滾輪式電阻加熱的熱融封接器來實現(xiàn)連續(xù)縱封。在此，熱融封接滾輪不僅完成包裝薄膜制袋的縱向熱封，同時還起到對包裝薄膜的輔助牽引輸送作用。也就是說，牽引和縱封是同時進行的，牽引滾輪同時也是縱封滾輪。 如下圖3.1所示是縱封執(zhí)行機構的結構。兩縱封輥輪的圓筒內(nèi)均裝有加熱器，發(fā)熱元件一般用電阻發(fā)熱線圈，繞裝在支座上，再通過支座安裝在軸承座或者安裝板上。當縱封輥輪隨軸旋轉時，加熱器固定不動，持續(xù)的對輥子的圓筒壁均勻加熱。加熱溫度通過測溫器測量，并由溫控表控制器變化范圍。 縱封器的動力來源在傳動系統(tǒng)設計時候已經(jīng)提到，通過鏈輪帶動了縱封器的主動軸，縱封器的主動軸和被動軸通過一對相互嚙合的齒輪同時驅(qū)動兩軸，使縱封輥實現(xiàn)相對旋轉。 畢業(yè)設計（論文） 1-加熱線圈 2-套筒 3-縱封輥 4-彈性擋圈 5-調(diào)節(jié)支桿 6-導熱套筒 7-軸承 8-縱封軸 圖3.1 縱封器結構圖 如圖3.1所示，縱封裝置主要由一對縱封輥1組成，輥子的外圓周表面緊密壓合，壓合力來自彈簧力的作用。縱封輥分別安裝在軸的左端，由螺母固定，使得輥輪可隨軸轉動。軸7的兩端軸承固定安裝。另外一軸可以相對滑動，滑動的目的是調(diào)節(jié)兩縱封輥的相對距離和壓力，其上端固定一個調(diào)節(jié)支桿8。 在縱封輥的封合圓柱表面上都加工有均勻細密的網(wǎng)紋，以增加封口的牢固度，使熱封美觀而且質(zhì)量得到保證。另外，由于縱封輥輪在工作中長時間處于加熱狀態(tài)，并連續(xù)相對滾壓運轉，因此需要有較好的綜合力學性能。在實際生產(chǎn)中可采用合金結構鋼加工，如40Cr等鋼材制造。 對于縱封輥輪的受力情況，已知低密度聚乙烯和鋼之間的靜滑動摩擦系數(shù)f=0.27，設調(diào)節(jié)支桿上的彈簧的預緊力為200N，則對縱封輥產(chǎn)生的摩擦力為： F=200×0.27=54N （3.1） 已知縱封輥的直徑為D=64mm，由公式T=可得： （3.2） 則縱封輥的功率，由公式（3.3）： P縱=≈181W （3.3） 則主軸的功率P=P縱×i=431W （3.4） 3.2橫封器的設計 橫封器用于復合薄膜包裝袋的橫向熱熔封合。橫封器是將經(jīng)縱封器進行縱向封合后筒狀的包裝材料，按照工藝要求的長度規(guī)格進行橫向封合，按照橫封器工作的運動形式，可分為連續(xù)運動和間歇運動兩種形式。根據(jù)設計需要，本次設計中采用連續(xù)式縱封裝置。 因塑料袋裝機有連續(xù)或間歇運動之分，故橫封器在機能、運動形式、實現(xiàn)運動的機構及橫封的結構方面往往有較大差異，即使是連續(xù)式橫封器，若該機僅只需完成單一規(guī)格袋的，一般較簡單，如要適用多規(guī)格可調(diào)的袋裝機就較為復雜。 將一對軸線平行反向等速回轉的滾輪的一方或雙方加熱，在二滾輪中通過封口薄膜進行封焊，其滾輪結構如下圖3.2所示，這種結構又稱橫封器，用來對連續(xù)運動的薄膜進行塑料袋橫向封口。滾輪依靠支桿4上的彈簧保持彈性接觸，其壓緊力大小可通過鎖緊螺母1和調(diào)節(jié)套筒2等來獲得。其中主動齒輪8帶動從動齒輪14等速回轉，橫封輥也就等速回轉接觸加熱。在滾輪內(nèi)裝有電熱絲卷繞后外套鋼管的加熱棒，電流由碳刷5和滑環(huán)（圖中未畫出）與加熱棒中的電熱絲相通。滾輪外形呈菱形（見界面A-A），利用留下的圓弧部分封口，在圓弧面上可刻有網(wǎng)狀花紋，以利封口美觀并保證封口質(zhì)量。熱封輥的有效長度（150mm）必須大于最大袋寬（120mm），熱封輥的半徑r應使其熱封時的線速度與塑料移動速度相等。橫封輥材料可用40Cr鋼，溫度可在100～178攝氏溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 1-鎖緊螺母 2-調(diào)節(jié)套筒 3-機架 4-支桿 5-碳刷 6-橫封輥 7-橫封主動軸 8-主動齒輪 9-軸套 10-從動鏈輪 11-傳動鏈輪 12-螺母 13-從動軸 14-從動齒輪 15-彈簧擋圈 16-加熱棒 17-彈性墊片 18-支架 圖3.2 橫封器 橫封器的一些設計計算： 由于包裝袋袋寬范圍為：70-120mm，所以橫封輥的長度>120mm，這里設計為150mm。 由于包裝袋的袋長范圍為：60-180mm，設計選擇的長度為100mm，平均袋長Lp=120mm，單軸熱封頭頭數(shù)取q=2，所以橫封輥半徑r可由下式（3.5）得出： r==≈38mm （3.5） 應用于連續(xù)制袋式袋裝機上的橫封機構有如下一些工藝要求應滿足，設計連續(xù)式袋裝機的橫封器應能滿足如下一些工藝要求： （1） 速度的同步 熱封時，熱封頭與連續(xù)運動著的袋筒須具有同步的速度。否則，封口部位就可能發(fā)生起皺或拉長，甚至斷裂等不現(xiàn)象。當袋長規(guī)格有變化時，尤其要注意這一點。因此，采用回轉型的熱封頭，由于半徑固定不變，往往采用不等速運動機構（如偏心輪機構、轉動導桿機構等）來帶動，以便適應調(diào)節(jié)其封合線速度滿足熱封要求。 （2） 橫封頭的不等速運動 由于橫封時，要求橫封頭在袋筒運動方向上的線速度和袋筒的運動速度相同，所以橫封頭必須作不等速運動。此外，工作中的橫封頭是處于高溫狀態(tài)（溫度高于100℃），為了防止包裝材料發(fā)生過熱現(xiàn)象，應使橫封頭的橫封動作結束，就很快速讓開，所以橫封頭也必須作不等速運動，常用的不等速機構有偏心鏈輪機構和傳動導桿機構，本次設計采用的是偏心鏈輪機構。 （3） 速度的無極可調(diào) 當包裝機的生產(chǎn)能力和包裝袋袋長規(guī)格變化時，由于橫封頭的回轉半徑不能調(diào)，所以只有改變橫封頭的回轉速度，即橫封速度的連續(xù)可調(diào)。 3.3偏心鏈輪的設計計算 偏心鏈輪機構是一種不等速機構，它被廣泛應用在立式包裝機連續(xù)橫封輥的傳動鏈中。通過調(diào)節(jié)偏心鏈輪不等速機構，可使連續(xù)式包裝機的橫封輥滿足如下一些工藝要求：熱封時，熱封頭與連續(xù)運動著的袋筒必須具有同步的線速度，否則，封口部位就可能發(fā)生起皺或拉長甚至斷裂等不良現(xiàn)象，當袋長規(guī)格有變化時，尤其應當注意這一點。 如圖3.3所示，偏心鏈輪不等速回轉機構它由兩個相同齒數(shù)的主從動帶輪2、4和一個張緊輪5，再繞以套筒輥子帶3構成。其中主動帶輪2由分配軸帶動作勻速回轉，其偏心距可以借助滾花手輪1進行調(diào)整。從動帶輪4則繞定軸作不等速回轉，并經(jīng)中間傳動裝置帶動熱封器的熱封頭實現(xiàn)不等速回轉。 1-輥花手輪 2-主動帶輪 3-套筒輥子帶 4-從動帶輪 5-張緊輪 圖3.3偏心鏈輪不等速回轉機構 運動規(guī)律分析：圖3.4所示為偏心鏈輪機構工作原理簡圖。設O、O2分別表示主從動鏈輪的回轉中心，其中心距OO2=L，節(jié)圓半徑O1A=O2B=R；主動帶輪的偏心距OO1=e，角速度為w0。若某瞬間的角位移為θ，相應的從動帶輪的角位移為ψ，當主動帶輪節(jié)圓上任一點A轉到與帶AB相切時，該點的瞬時線速度為vA，其值vA=w0ρ，（ρ=AO，為A點的瞬時回轉半徑），設它與帶同向分速度為v＇A，令vA與v＇A的夾角為β，則其值由公式（3.6）得： 圖3.4 偏心鏈輪機構工作簡圖 （3.6） （3.7） 由圖3.4可見，同一根帶在張緊時A、B兩點的線速度應該相等，即vB=v＇A若vB與從動帶輪的節(jié)圓相切，并令該輪的瞬時速度為ω，則由公式（3.8）： （3.8） 故得： （3.9） 上式表明， 當主動偏心輪以w0等角速回轉時，則從動鏈輪作變角速度轉動。偏心鏈輪輸出運動的特性曲線見圖（圖3.5）， 實質(zhì)上它反映了w-θ的變化規(guī)律。 根據(jù)不同袋長需要，輸出滿足工藝要求的角速度帶動橫封器，是設計偏心鏈輪機構時必須考慮的可調(diào)問題，欲得到所需的角速度，在實際應用中有兩個不同的途徑:直接調(diào)節(jié)選用熱合瞬時角，調(diào)解主動鏈輪上的偏心距。 調(diào)節(jié)選用熱合瞬時的θ角，即是利用式(3.9)或圖（圖3.5）特性曲線，使其中偏心距e、鏈輪半徑R及兩輪回轉中心距L不變的條件下，根據(jù)輸出的角速度ω，找到相應的主動輪瞬時轉角θ，在該瞬時使橫封器的熱封件與料袋上的光電色標處在封合狀態(tài)。由此可見，當袋長變化時應先打開不等速回轉機構輸出軸到橫封器輸入軸間的傳動鏈。待偏心輪上OO1連線與兩回轉中心連線O1O2調(diào)到應有的θ夾角時，讓橫封器的熱封件相嚙合，再合上暫時打開了的傳動鏈，橫封傳動時開時合，且找準θ夾角也十分麻煩，一般采用甚少。 圖3.5偏心鏈輪機構輸出運動特性曲線 調(diào)節(jié)主動鏈輪的偏心距同樣亦可達到改變輸出角速度滿足熱封的需要， 它是利用特性曲線的兩個極值點作為專門的熱封點， 偏心距的改變可使輸出的極大角速度在-ω0( 1+ e/R)~ω0之間；同樣也可使輸出的極小角速度在 ω0( 1-e/R )～ω0之間。與此同時，速度極限角ω1、ω2 分別有向π/2、3π/2靠攏的微小變化，包裝機在規(guī)定的袋長范圍內(nèi)，其中偏小規(guī)格利用的極點進行熱合，偏大規(guī)格利用這一極點輸出角速度進行熱合。 如將經(jīng)換算后袋長值刻在相應的偏心距的標尺上，只要調(diào)節(jié)偏心距到預定的袋長刻度上并加以固定，就能立即使用。這種方法調(diào)整方便，得到廣泛應用。這種機構就叫可調(diào)式偏心鏈輪，見圖3.6。 圖3.6可調(diào)式偏心鏈輪結構簡圖 調(diào)整時首先松開調(diào)整螺桿上的鎖緊螺母，然后轉動調(diào)整螺桿，使偏心鏈輪所需調(diào)整的刻度值對準傳動軸中心，調(diào)節(jié)好之后將其鎖緊即可。偏心鏈輪偏心位置相對橫封輥的位置調(diào)整見圖3.3。偏心鏈輪與鏈輪1的齒數(shù)相同，前后橫封輥齒輪的齒數(shù)相同，后橫封輥齒輪齒數(shù)是齒輪1齒數(shù)的2倍。這樣，偏心鏈輪沿傳動軸轉一圈，鏈輪1與齒輪1也相應轉一圈，而前后橫封輥齒輪只轉半圈。這就是說， 偏心鏈輪沿傳動軸轉一圈，橫封輥轉半圈，對一袋進行封口。經(jīng)主機點動運轉，當前橫封輥上的A點與后橫封輥上的B點重合時，調(diào)節(jié)偏心軸的位置，使偏心鏈輪的偏心方向與鏈條緊邊運動軌跡方向垂直，并使偏心軸處于鏈條緊邊的一側，然后將齒輪1與后橫封輥齒輪相嚙合即可。 由于偏心鏈輪不等速回轉機構輸出角速度的大小與偏心距e、鏈輪半徑R、兩輪軸中心距L各參數(shù)有關，因此設計偏心鏈輪不等速機構時，e、R、g也是必須計算確定的重要參數(shù)。由前分析可知，主動鏈輪的輸出角速度的兩個極限值: （3.10） 兩式左端、為從動輪與主動輪的角速度之比，用字母i表示，改寫成: （3.11） 如前所述，制袋工藝要求熱封件在熱合瞬間與包裝料袋運動線速度相同， 則有： = （3.12） 式中：Rh-橫封件的回轉半徑，故得： （3.13） 在設計時可在規(guī)定袋長范圍內(nèi)取中間袋長或稱平均袋長lp 的熱封計算值，可使e=0、i=1，由式(3.13)可知： （3.14） 設偏心鏈輪的轉速為n0(r/min)，由于： =πn0/30 （3.15） 則： （3.16） 代入（3.10），可得： ωf=（l/lp）ω0 （3.17） 也可寫if=l/lp。 與式（3.11）聯(lián)立，求得不同袋長所對應的主動鏈的偏心距： ef=±（1-if）R （3.18） 根據(jù)機械設計手冊上鏈輪齒數(shù)選取的優(yōu)先數(shù)列，先取鏈輪的齒數(shù)Z=31，鏈條節(jié)距P取8mm，中心距為300mm，則此偏心鏈輪的節(jié)圓半徑R應為： R= （3.19） 則當袋長為100mm時，偏心鏈輪的偏心距為： （3.20） 令偏心鏈輪（分配軸）的轉速為n0，則根據(jù)公式（3.14），可得n0=30r/min。 在裝配和調(diào)整不等速機構時，可遵循以下方法： 1） 首先把偏心鏈輪調(diào)節(jié)在處，即鏈輪中心和主軸中心重合。轉動偏心鏈輪使其偏心線（即調(diào)節(jié)螺桿軸線）垂直于兩鏈輪軸的中心連線，同時使最小袋長值的一邊靠近鏈條主動邊。 2） 確保橫封輥正處于熱合狀態(tài)，即封切刀相互接合狀態(tài)。 3） 配上鏈條，完成安裝。 4） 按要求調(diào)節(jié)偏心值到需要的袋長值，如此即可啟動機器工作。 偏心鏈輪不等速機構的優(yōu)點在于結構簡單，精度要求較低，使用調(diào)整方便。但其調(diào)速范圍因為取決于鏈輪偏心值，因此受到結構的限制。而且值大側帶張緊輪擺動范圍大，其張力波動大，對運動不利。另外，此結構不適于高速運動和可逆?zhèn)鲃樱俣仍礁?，帶跳動越歷害。 3.4剪切機構的設計 利用卷筒包裝材料來實現(xiàn)物料的包裝，都存在著成為單個包裝產(chǎn)品的切斷工序，切斷的方式根據(jù)熱封方式、包裝材料輸送形式和切斷方法可分為熱切和冷切兩類，熱切如高頻加熱到、脈沖電加熱熔斷和電加熱切刀等；冷切如回轉刀、鍘刀、剪刀、和鋸齒刀等多種。 熱切：它是靠薄膜受熱熔化和施加一定壓力而使薄膜分開的一種方法。采用熱切的切斷機構可與橫封機構合在一起，在橫封同時，進行熱切斷。熱切中有高頻加熱刀，電熱絲熔斷及電加熱切刀等。其中高頻加熱刀用在間歇式袋裝機上，對聚氟乙烯薄膜袋進行封口，同時完成切斷，實際是一只具有刃口的電極；電熱絲中間的一根1～2毫米左右直徑的圓電熱絲，根據(jù)需要可選擇斷續(xù)或連續(xù)通入脈沖電流，電熱絲與薄膜直接接觸使熔化的薄膜切斷；電加熱切刀是具有刃及熱量可使薄膜切斷。 冷切及其機構：冷切是利用金屬刀刃的鋒利度使薄膜在橫截面上受剪切力而分開薄膜的料袋方法。下圖3.7為輥刀式切斷裝置。 1-轉刀 2-定刀 圖3.7 輥刀式切斷裝置 回轉刀切斷機構如圖3.7所示，由轉刀與固定組合而成，兩刀的形狀尺寸完全相同，僅安裝方向相反，回轉刀順料袋前進方向作等速回轉，每袋一周，動刀與定刀間有微隙，保證無袋時不會打壞刀尖。有袋時順利分切。工作時?；剞D刀刃與定刀刃間不是全線同時相遇的，而是在刀刃的的全長上按1～2左右的傾角依次相遇的，這樣似剪刀一般，更有利于將薄膜分割開。 回轉刀切斷包裝袋的速度應大于薄膜前進的速度。為保持切刀鋒利，兩刃間有微隙，這樣切斷薄膜袋時，并不是靠兩把金屬刀刃完全相遇來完成的，而是靠活動刀刃線速度大于薄膜袋運動速度，產(chǎn)生的擠與拉相結合將薄膜分割開。所以，刀的回轉線速度小于薄膜前進速度是不行的，即使等于薄膜前進的線速度的話，也是切而不斷。只有回轉刀比薄膜有較高的線速度，將薄膜剪切變形。強度大大削弱，然后使前一包裝袋趕快離開本體到拉斷作用。 因該回轉刀切斷機構不是與橫封機構設計在一起的，而切斷時必須切在橫封接縫正中，才能使薄膜袋外形美觀。因而切斷在機構橫封器的下面，有一切斷刀與橫封器間的同步問題，解決同步問題就必須設計切斷機構的相位調(diào)節(jié)裝置。 3.5 剪切相位調(diào)節(jié)機構的設計 剪切相位調(diào)節(jié)機構如下圖3.8所示，相位調(diào)節(jié)裝置可通過調(diào)節(jié)兩鏈輪的相對位置來實現(xiàn)。 1-軸套擋環(huán) 2-螺母 3-軸套 4-從動鏈輪 5-鍵 6-彈簧 7-六角螺栓 8-軸承 9-主軸 10-剪切輥刀 圖3.8 剪切相位調(diào)節(jié)機構 如圖3.8所示，帶動回轉刀軸回轉的鏈輪4的軸向固定靠彈簧6的推力，當切斷刀工作不與橫封器同步時，只要用手按圖示向右推動鏈輪4，則鏈輪4沿軸9上的鍵5克服彈簧力，離開主動鏈輪，并根據(jù)滯后或超前的情況分別對鏈輪4作逆或順時針回轉一定角度后再將鏈輪4送回原處，與主動輪鏈輪鏈條嚙合，即能滿足同步要求。 3.6小結 在本節(jié)所有內(nèi)容中，偏心鏈輪的設計和剪切相位調(diào)節(jié)機構的設計是難點也是重點。而之所以要設計這兩個機構和所選的封口系統(tǒng)有直接關系，所選的連續(xù)性的封口系統(tǒng)，自動化高、效率高、人為參與過程較少，這就帶來了一個問題，長時間的運轉，機器所積累的誤差不能通過人為的消除，這樣不論是對包裝質(zhì)量、還是包裝美觀度都有很大的影響。同時，為了節(jié)約成本，這兩個機構的設計也必不可少，不能因為袋長發(fā)生變化就需要跟換橫封器和切斷機構。所以說這兩個機構體現(xiàn)了整機的自動化程度。 4 鏈輪的設計計算 4 鏈輪的設計計算 由于本包裝機整體較小，多數(shù)設計任務是外形和尺寸的設計，力求整機穩(wěn)定。由于本機的功率和扭矩非常小，參照其他同類型的機器，所選用和設計的零件都能滿足機器的正常運轉。因為本機對鏈輪使用較多，這里只選取主軸用于減速工作的從動鏈輪進行設計計算。鏈輪的結構如下圖4.1所示。 圖4.1 鏈輪 4.1 鏈輪的介紹 鏈傳動是一種撓性傳動，它由鏈條和鏈輪（小鏈輪和大鏈輪）組成（如圖4.1），通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力，鏈傳動在機械制造中應用廣泛。 與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較小；鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動的整體尺寸較小，結構較為緊湊；同時，鏈傳動能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。 與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，成本也低。在遠距離傳動時，其結構比齒輪傳動輕便的多。 鏈傳動的主要缺點是：只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動；不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動中。 傳動鏈又可以分為短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈）、齒形鏈等類型。其中滾子鏈常用于傳動系統(tǒng)的低速級，一般傳遞的功率在100kW以下，鏈速不超過15m/s，推薦使用的最大傳動比imax=8.齒形鏈應用較少。 畢業(yè)設計（論文） 4.2 鏈輪的失效形式 鏈輪和鏈條相比，鏈輪的強度高，使用壽命較長，所以鏈傳動的失效，主要是鏈條的失效，其主要失效形式是 a. 鏈條疲勞破壞. 鏈條各元件在變應力作用下，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)，鏈板發(fā)生疲勞斷裂，滾子，套筒表面出現(xiàn)疲勞點蝕和疲勞裂紋.在正常潤滑條件下，鏈板的疲勞強度是決定鏈傳動承載能力的主要因素。 b. 鏈條鉸鏈的磨損 鉸鏈磨損會使鏈節(jié)距增大而產(chǎn)生跳齒和脫鏈.該失效形式一般發(fā)生在開式或潤滑不良的鏈傳動中。 c. 鏈條鉸鏈膠合 在潤滑不當或鏈輪轉速過高時，鏈條鉸鏈的銷軸和套筒的工作表面會因潤滑油膜破壞，在高溫，高壓下直接接觸導致兩表面粘結，相對運動使粘結部位撕開，形成表面撕開而損壞，稱為膠合，因而要限制鏈傳動的極限轉速。 d. 鏈板疲勞破壞 鏈在松邊拉力和緊邊拉力的反復作用下，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)，鏈板會發(fā)生疲勞破壞。正常潤滑條件下，疲勞強度是限定鏈傳動承載能力的主要因素。 e. 過載拉斷 這種拉斷常發(fā)生于低速重載或嚴重過載的傳動中。 4.3 鏈輪的詳細設計計算 由于電機到主軸的傳動比為6，對于大小鏈輪，根據(jù)鏈輪齒數(shù)的優(yōu)先數(shù)列，小齒數(shù)取17，大齒數(shù)取102，所選的滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)如下： ISO鏈號：05B；滾子直徑：d1=5mm；內(nèi)鏈節(jié)寬：b1=3mm；銷軸直徑：d2=2.31mm；內(nèi)鏈板高度：h2=7.11mm；排距：pt=5.64mm；抗拉載荷：單排4.4kN，雙排7.8kN。由于系統(tǒng)的載荷不是很大，單排鏈足以滿足系統(tǒng)的需要，所以鏈選擇單排鏈。最終的滾子鏈的標記為：05B-1-54 GB/T1243-1997。 則根據(jù)以上參數(shù)，由公式（4.1）可知鏈輪的分度圓直徑為： d= （4.1） 代入數(shù)據(jù)，則有： d1≈260mm d2≈44mm 根據(jù)公式（4.2）和（4.3）知，鏈輪齒頂圓直徑為： damin= （4.2） damax= （4.3） 則da1=263mm da2=47mm 齒根圓直徑，根據(jù)公式（4.4）： （4.4） 則可得出： =255mm =39mm 齒寬根據(jù)公式（4-.5）可得： b= （4.5） b=2.79mm 齒高根據(jù)公式（4-.6）得： （4.6） 則齒高定為2.7mm。 綜上所述，所選的一對鏈輪的具體參數(shù)如下表4.1： 表4.1 鏈輪的具體參數(shù) 分度圓直徑d（mm） 齒數(shù)Z 齒頂圓直徑da（mm） 齒根圓直徑df（mm） 齒寬 b（mm） 齒高 ha（mm） 大鏈輪 260 17 263 255 2.79 2.7 小鏈輪 44 102 47 39 2.79