藥品包裝機上料和裝盒裝置設(shè)計【含cad圖紙+說明書】
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摘 要藥品包裝機為高科技、高智能、高競爭的集機電于一體的產(chǎn)品,高技術(shù)成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。紙盒包裝機分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平與打批號等功能。本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容為藥品裝盒機的上料裝置設(shè)計、藥板裝盒裝置設(shè)計。完成的主要工作有:1. 綜述了藥品裝盒機的發(fā)展歷程,發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。2. 確定了總體方案、包裝工藝,物料的運動方式采用垂直與水平相結(jié)合的方式,從而縮短了機器的尺寸。3. 設(shè)計了紙盒上料機構(gòu),利用負壓吸盤對紙盒進行分離、輸送,吸盤由凸輪機構(gòu)驅(qū)動,上下移動。4. 設(shè)計了藥板上料機構(gòu),通過槽輪機構(gòu)驅(qū)動齒形帶對藥板進行定量輸送。5. 設(shè)計了裝盒機構(gòu),將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi),同時完成紙盒的折疊封合。本設(shè)計充分考慮了機械動力學分析,使機械運行平穩(wěn)。設(shè)計過程參考了各類包裝機械設(shè)計的長處,同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設(shè)計。本機器包裝能力為50120盒/分。本機總體上具有較高的性價比,具有很強的競爭力和很好的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞:裝盒機;上料;藥品;包裝機AbstractMedicines and chemical reagents package machinery belongs to a high technology, the integration of machinery with electronics product, high technology achievement city that high intelligence, height compete for are applied in package machinery product. Paper box package machinery may be that the box opens, paper box transfers, breaks tongue, functions such as inserting tongue, flattening and putting a batch number up mark poison board under paper folding, deducing paper feed.Main part designing that originally expects that the device designs that , the medicine board dress box device designs that on designing that content is that medicines and chemical reagents is packed in box machines. Main part being completed works having: (1).Have summed up medicines and chemical reagents packing development of box machine course, present situation and development strategy. (2). Have ascertained the overall plan , package handicraft, the material motion way adopt the perpendicularity comparing with level to look at and appraise the way being tied in wedlock , the dimension having shortened a machine thereby. (3). The organization having designed that paper box fixes material, makes use of the negative pressure acetabulum to carry out separation , transportation on paper box , the acetabulum drives , moves about from cam organization. (4). Expect that organization, conveys by the fact that sheave organization drives jugged as well as carrying out a quantify on medicine board on the board having designed medicine. (5). Organization having designed the dress box, board , specifications put medicine into the paper box inner , the enfoldment accomplishing paper box at the same time seals off the small side door. The operation designing that having considered a mechanical kinetics sufficiently analyses, uses machinery originally is stable. Other machinery merit having designed that process has consulted package machinery design of all kinds strong point, drawing lessons at the same time has accomplished medicines and chemical reagents installing box machine design. The machine package ability is allotted for 50 120 boxes. This machine has higher nature price ratio as a whole, has very strong competition and the very good development prospect.Key words:Pack box machine;Fix material;Medicines and chemical reagents;Packer36目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 國外包裝機械概述11.2 我國包裝機械現(xiàn)狀21.3 藥品包裝機發(fā)展所面臨的問題31.4 我國藥品包裝機的發(fā)展方向4第2章 設(shè)計任務(wù)簡介62.1 設(shè)計題目62.2 主要組成部分62.3 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容及基本參數(shù)62.4 設(shè)計任務(wù)62.5 功能7第 3 章 方案設(shè)計83.1 總體方案設(shè)計83.2 執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計83.2.1 紙盒上料機構(gòu)設(shè)計83.2.2 藥板上料機構(gòu)設(shè)計93.2.3 裝盒裝置設(shè)計10第 4 章 設(shè)計計算134.1 圓錐齒輪傳動設(shè)計計算134.1.1 選擇齒輪材料精度等級134.1.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計134.1.3 校核齒根彎曲疲勞強度154.2 主軸的設(shè)計計算174.2.1 選擇軸的材料174.2.2 按扭矩初步估算軸端直徑174.2.3 初選滾動軸承184.2.4 對軸進行分析184.2.4.1 求垂直面內(nèi)的支反力184.2.4.2 求水平面內(nèi)的支反力184.2.4.3 合成彎矩184.2.4.4 當量彎矩194.2.5 校核軸靜強度194.2.6 校核軸的疲勞強度204.2.6.1 判斷軸的危險剖面204.2.6.2 校核I剖面疲勞強度204.2.6.3 校核IV剖面的疲勞強度214.3 滾動軸承設(shè)計計算224.4 鍵連接選擇和驗算23第 5 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計245.1 紙盒上料機構(gòu)方案設(shè)計245.1.1 凸輪機構(gòu)設(shè)計計算245.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計245.1.3 擋爪機構(gòu)設(shè)計255.2 藥板上料機構(gòu)方案設(shè)計265.2.1 槽輪機構(gòu)設(shè)計265.2.2 齒輪齒條機構(gòu)設(shè)計計算285.2.2.1 齒輪設(shè)計284.2.2.2 齒條設(shè)計285.3 裝盒裝置方案設(shè)計295.3.1 撥桿設(shè)計295.3.2 蓋盒裝置設(shè)計29第 6 章 循環(huán)圖設(shè)計316.1 機構(gòu)循環(huán)圖316.2 機器循環(huán)圖32結(jié)論33參考文獻34致謝36第1章 緒 論1.1 國外包裝機械概述包裝機械是集各方面機械工藝為具有高科技、高競爭為一體的產(chǎn)品。同時還具有發(fā)展速度和更新速度比較快等特點。在包裝機械產(chǎn)品上世界上大部分高等科學技術(shù)都能得到體現(xiàn)。包裝機械產(chǎn)品在國外近這些年出現(xiàn)了新的特點,主要特點有產(chǎn)品的生產(chǎn)效率大幅度提高,由于對資源的綜合利用和循環(huán)利用產(chǎn)品對資源的利用率大幅度提高,由于現(xiàn)在國際對能源的重視國外產(chǎn)品也正在向節(jié)能低消耗降低成本方向發(fā)展。隨著國際上各方面科學技術(shù)水平的提高國外包裝機械也在逐步更新在保障產(chǎn)品的質(zhì)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)上力求大幅度提高效率使得包裝機械大大提高了一個檔次,最后就是科技成果的商品化,使得科技成果在的商業(yè)價值在包裝機械得到體現(xiàn),使科技作為產(chǎn)品創(chuàng)造價值。美國意大利德國和日本在世界上都是包裝機械行業(yè)的強國。在包裝機械的發(fā)展歷史上美國是世界最早的一批涉及該項目的國家,早就形成了自己獨立完整包裝機械技術(shù)體系,其產(chǎn)品品種與產(chǎn)量都是穩(wěn)居世界首位。這些年來,美國在世界包裝機械行業(yè)中始終保持著消費大國和生產(chǎn)大國的地位,美國所生產(chǎn)的產(chǎn)品都是具有精、前、尖等特點,他們的產(chǎn)品都是使機械和計算機相互結(jié)合,實現(xiàn)包裝機械高智能化高自動化據(jù)世界前沿的先進產(chǎn)品,尤其是成型機械,填充機械和封口機械三種增長速度最快,裹包與薄膜包裝機械占其整個市場的15%,其中紙盒封盒機的占有率為第二位。自上個世紀八九十年代以來,美國的包裝機械業(yè)行業(yè)內(nèi)都是保持穩(wěn)定發(fā)展。1日本包裝機械廠商大部分都是中型企業(yè)和小型企業(yè),然而包裝機械品種卻很齊全,產(chǎn)品的品種將近500多種,規(guī)格也將近700個。日本包裝機械的中型化和小型化具有設(shè)備體積小、精密度較高、容易安裝、操作比較方便、自動化水平也比較先進等優(yōu)點。九十年代以來,日本已經(jīng)在包裝機械中運用了變頻,光電的追蹤,無觸點開關(guān),、動態(tài)數(shù)據(jù)的顯示等高科技技術(shù)。日本的包裝機械大多都是運用在食品包裝行業(yè)。德國、法國、瑞士、英國和意大利等國,在世界上都是很注重包裝機械發(fā)展的國家。歐洲各國的包裝機械行業(yè)有一個共同的特點,出口的比例都比較大,比如意大利與德國將近70% 在瑞士也超過80%,由于荷蘭在歐洲是非常重要貿(mào)易轉(zhuǎn)運地,在荷蘭的出口甚至還大于其產(chǎn)值。德國包裝機械行業(yè)在計量精度、制造水平、先進技術(shù)等方面居世界前列,尤其是飲料和啤酒裝罐設(shè)備都具有精度高、可靠性能好、高效率、自動化程度較高等特點,享譽全球的一些大型公司所生產(chǎn)包裝機械產(chǎn)品都是具有機、電、儀和計算機控制系統(tǒng)于一體的特點,一般都具有光電感應(yīng)、光標控制、防靜電裝置。其中大型包裝機械不僅所包裝容積較大,并且還能單機完成稱重、制袋、填充、封口等工序。德國的包裝機械行業(yè)多年以來一直都是處于較快增長狀態(tài),出口比例也占70%左右,德國在世界上是出口包裝機械最大的國家。2意大利在世界上是繼美國、日本、德國之后世界上最大包裝機械的生產(chǎn)國,在機械出口方面意大利還是僅次德國的第二大口國。意大利包裝機械大多都用于食品行業(yè),其設(shè)備外觀優(yōu)美、性能良好、價格偏低等特點。在這樣國際形勢下,我國包裝機械大部分都是種類少、科技水平低、產(chǎn)品性能差等特點,所以我國的企業(yè)面臨著來自國際市場激烈競爭。特別是在近5年,加快速度發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品深度加工,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟體系與加強科技創(chuàng)新力度,就引起了國外技術(shù)的引進高潮。比如這些年來我國對農(nóng)產(chǎn)品加工設(shè)備的總投入達到了310多億,加工與包裝設(shè)備大部分都靠在國外進口。包裝設(shè)備作為一種專業(yè)性較強機械,除了和那些普通設(shè)備一樣都要求外觀緊湊、運轉(zhuǎn)性能平穩(wěn)、還有就是外觀美觀、傳動裝置的精度高、產(chǎn)品生產(chǎn)效率高等要求來很好的來完成自身各種功能,充分適應(yīng)市場需求。31.2 我國包裝機械現(xiàn)狀由于在國內(nèi)人民的消費食品中大多來源都是農(nóng)業(yè)所提供自然產(chǎn)品,每年都會因為缺少必要食品加工設(shè)備使得食品不能被直接的加工,保鮮,貯藏從而造成損失以達到幾十億,未得到深加工與綜合利用所造成的資源損失也非常巨大.所以我國市場對食品加工機械的需求量很大。4我國的包裝機械發(fā)展較晚,現(xiàn)在正處于起步階段,雖然自八、九十年代開始我國包裝機械有了比較快的發(fā)展,同時還參考了國內(nèi)外先進的包裝機械用過消化吸收自主研制開發(fā),大大的提高了技術(shù)水平,但是和國外一些先進國家相比我國的大部分產(chǎn)品的技術(shù)含量還是比較低。成熟產(chǎn)品的技術(shù)容易被模仿與抄襲,產(chǎn)品的差異比較低,造成了低水平重復(fù),大大阻礙了我國對包裝機技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。在包裝機械的技術(shù)方面我國的特點:1. 種類少,速率低在國內(nèi)一般藥板裝盒機根據(jù)所包裝的物料不同與產(chǎn)量多少,大多都在60-130盒/分之間,一般情況下都為單列包裝封盒的形式大多為三面封,四面封與背封式。2.精度較低由于技術(shù)落后結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力差計量系統(tǒng)落后精度差,如果充填物料由較大變化時,國內(nèi)的精度大多都在52%53%之間,然而在國外一些先進機器精度大多都1%。3.可靠性較低在我國某些企業(yè)為了快速在初期利用產(chǎn)品賺錢,從而低價促銷在機器里安裝一些廉價質(zhì)量低劣的電子元件和一些劣質(zhì)材料,再加上技術(shù)水平較低不按裝配與加工工藝流程操作,不能有針對性的對產(chǎn)品合理的改造,從而使產(chǎn)品質(zhì)量下降不可靠。4.自動化水平與智能化水平較低近些年來,我國在包裝機械上采用了PLC和一些具有智能控制的儀表,但是大部分包裝機械還是采用水平較低的控制系統(tǒng)現(xiàn)在還不具有帶有存儲數(shù)據(jù),采集信息,適用能力強等功能的機器。5我國包裝機械發(fā)展開始于二十一世紀七十年代,到八十年代末與九十年代初達到了快速發(fā)展,構(gòu)成一大批含有高科技水平、自主研發(fā)能力、裝配條件與高規(guī)模的骨干企業(yè),這些廠商一般都在華北、江浙、東北等地區(qū)。據(jù)統(tǒng)計,到2001年年底,全國的食品機械企業(yè)約有3000家,科技企業(yè)將近百余家,科技研發(fā)人員將近萬人,職工將近60萬。食品機械的快速發(fā)展促進者我國食品機械水平的快速提高,一些新的科研技術(shù)也逐漸應(yīng)用在包裝機械設(shè)備,比如:冷藏技術(shù)、壓力技術(shù)、微波技術(shù)、分離技術(shù)、保鮮技術(shù)、粉碎造粒技術(shù)、包裝殺菌技術(shù)等。我國的食品包裝機械設(shè)備大約50%都落后于發(fā)達國家30年,能到達發(fā)達國家二十世紀九十年代產(chǎn)品大約50%,到達世界先進水平的只有20%,我們國內(nèi)科技技術(shù)都有大幅度的提高,但是和一些發(fā)達國家相比,仍然有很大程度的差距。近些年來我國食品包裝機械出口有了比較大的增長,一般為果蔬包裝設(shè)備、飲料包裝設(shè)備、糕點包裝設(shè)備為主,主要出售于美洲、亞洲一些國家。這些年來藥品包裝機行業(yè)每年都以12%-13%平均速度增長,高于國民經(jīng)濟的增長速度,銷售的總額由1995年160億增到2001年300億,產(chǎn)品的品種由1995年280種增長到2001年3800種。產(chǎn)品的水平進入新層次,開始呈現(xiàn)成套化、規(guī)?;?、自動化趨勢,傳動比較復(fù)雜、科技含量比較高的機械逐漸出現(xiàn)。表明我國包裝機械產(chǎn)品已經(jīng)滿足國內(nèi)的需求,并且逐漸向東南亞和第三世界的國家出口,我國2001年的進出口總金額為28.38億,其中出口總金額為13.9億美元,比2000年同期增加了22.3%在出口包裝機械產(chǎn)品中食品的加工機、封裝、烤箱、貼標簽、紙塑鋁的復(fù)合罐裝等設(shè)備出口比較多,食品機械比如釀酒、制糖、液體的食品灌裝機械等機械已經(jīng)成套出口。1.3 藥品包裝機發(fā)展所面臨的問題在產(chǎn)品質(zhì)量上,從某種程度上來說,藥品裝盒機是包裝機械中比較復(fù)雜機械,藥品包裝機種包含電、機、光還融合了其它機械技術(shù),但是現(xiàn)藥品包裝機械行業(yè)在我國無論先前總體結(jié)構(gòu)設(shè)計水準還是以后的產(chǎn)品加工裝配水準,都和一些西方發(fā)達國家有著很大的差距,因此在國際上還是在國內(nèi)市場我國藥品包裝行業(yè)都沒有競爭力。對于包裝機械的適應(yīng)性能方面,國內(nèi)生產(chǎn)的藥品包裝機具有結(jié)構(gòu)功能較單一,適用能力比較低,對需要包裝的藥品要求比較高大部分只是適用于一種或者兩種藥品,然而我國有眾多的藥品生產(chǎn)廠商,大部分廠商所生產(chǎn)的藥品種類有所不同,即使是一個相同企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品種類和數(shù)量也不相同,因此國內(nèi)生產(chǎn)的設(shè)備是不具備這些要求的。但是在國外藥品包裝機生產(chǎn)企業(yè)就非常注重此類問題,他們生產(chǎn)的設(shè)備也基本滿足市場多變的要求。國內(nèi)設(shè)備在可靠性能方面和進口的自動包裝機相比也是具有較大的差距,國產(chǎn)的藥品包裝機故障發(fā)生率比較高,所以許多企業(yè)就必須買很多國產(chǎn)包裝機,避免機器故障對生產(chǎn)所帶來的損失。大部分國產(chǎn)藥品包裝機的運行速率處于中低檔水準而且自動化的水平比較低,所以國產(chǎn)的設(shè)備的生產(chǎn)效率就大大落后于高檔的同類產(chǎn)品,因此產(chǎn)品的成本被大大的提高了,企業(yè)的利潤也有所降低無形中造成了不必要的浪費。目前在國內(nèi)藥品自動包裝機基本都有適用包裝產(chǎn)品單一,對盒的尺寸要求較嚴格,生產(chǎn)速率低等問題還需要很多地方需要改進。61.4 我國藥品包裝機的發(fā)展方向首先需要加大科技投入,提高企業(yè)創(chuàng)新能力,大力開發(fā)新產(chǎn)品,同時要積極引進國外那些已經(jīng)成熟技術(shù),爭取開發(fā)一些在國際上比較先進性設(shè)備。每個企業(yè)都要增加企業(yè)科技研發(fā)能力,提高產(chǎn)品生產(chǎn)檔次,在今后我國醫(yī)藥企業(yè)的壟斷趨勢將會比較明顯,他們所采購將會趨近集團化,這對于企業(yè)所生產(chǎn)的設(shè)備來說是個比較嚴峻的考驗,這樣要求那些企業(yè)把他們眼光放的長遠,要實行敢創(chuàng)新,用于開拓的發(fā)展策略。要獨立研發(fā)核心技術(shù)研發(fā)新產(chǎn)品。我國在加入WTO后,伴隨著我國市場進一步的開放,國內(nèi)大部分企業(yè)將要面臨來自國外企業(yè)的強大競爭,但是我國企業(yè)要勇敢的面對競爭,不僅僅要在國內(nèi)市場參加競爭還要積極開拓國際市場。這些對我國的企業(yè)提供了更開闊的發(fā)展空間同時也需要更高的要求。因此我國的企業(yè)應(yīng)立足于國內(nèi),放眼于國際,積極參加競爭,這樣才能讓自己得到更好的發(fā)展。17 其次還要加強和其他企業(yè)聯(lián)系,企業(yè)要根據(jù)用戶要求的不同來設(shè)計出客戶要求的產(chǎn)品,實現(xiàn)個性化服務(wù),從而讓企業(yè)和客戶之間建立互動,使得雙方都能受益。保持和其他企業(yè)之間的互動關(guān)系,可以使得藥品包裝機企業(yè)更快更準的了解到市場的動向,能夠及時的做出調(diào)整來滿足市場的需求,對于企業(yè)的發(fā)展是有極大地好處。最后國家還應(yīng)該比如加大調(diào)控,加大對我國市場引導(dǎo)作用,加大對市場管理,協(xié)調(diào)好各個企業(yè)存在的競爭,防止那些不正當競爭行為。并且國家還應(yīng)該加強行業(yè)內(nèi)的投入力度,扶持一些比較有競爭力的企業(yè),從資金和技術(shù)方面上都應(yīng)給子支持,從而設(shè)計出一些高端的產(chǎn)品。藥品包裝機的生產(chǎn)過程是比較系統(tǒng)工程,在生產(chǎn)和設(shè)計方面都要投入大量人力物力和財力,在短期內(nèi)很難見效益,很多企業(yè)獨自無力去做,在這種狀況下,還需要國家的協(xié)調(diào)和組織,集中人力和物力進行科技攻關(guān),研發(fā)新產(chǎn)品 。伴隨我國市場的規(guī)模日益增大,產(chǎn)品的種類也日益增多,藥品企業(yè)也在不斷增加,產(chǎn)品的自動化水平也在多不斷進步,市場對于藥品包裝機的需求漸漸也在增加,市場的前景十分寬廣。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計在“十五”期間我國醫(yī)藥工業(yè)的總產(chǎn)值年均增長率將近近20%,其中藥品所占貢獻約為其中一半,因此在我國藥品包裝行業(yè)潛力巨大。相信伴隨著醫(yī)療體制改革,醫(yī)藥市場日益興盛,藥品產(chǎn)量逐年增加,我國藥品包裝機的發(fā)展將會是跨越式發(fā)展。21俗話說“健康乃生命的本錢”,隨著生活水平的提高,人們越來越重視健康,藥品包裝的衛(wèi)生化更受到人們的關(guān)注。為了滿足人們的需要,我們設(shè)計藥品裝盒機。第2章 設(shè)計任務(wù)簡介2.1 設(shè)計題目藥品包裝機上料和裝盒裝置設(shè)計藥品包裝機為高科技、高智能、高競爭的集機電于一體的產(chǎn)品,高技術(shù)成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。紙盒包裝機分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平與打批號等功能。本設(shè)計充分考慮了機械動力學分析,使機械運行平穩(wěn)。設(shè)計過程參考了各類包裝機械設(shè)計的長處,同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設(shè)計。2.2 主要組成部分(1)傳動系統(tǒng)(2)紙盒上料裝置(3)藥板上料裝置(4)裝盒裝置2.3 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容及基本參數(shù)本設(shè)計的題目為藥品裝盒機上料、裝盒裝置設(shè)計。主要用于完成紙盒、藥板的上料及裝盒工作。本設(shè)計需要完成紙盒、藥板的上料及裝盒裝置設(shè)計?;緟?shù)為: 紙)規(guī)簽(說明書格:最大300mm210mm,最小80mm100mm; 紙盒規(guī)格:長=100mm;寬=65 mm;高=20mm; 包裝物(藥板)規(guī)格:長=80mm,寬=58 mm?;疽鬄椋喊b能力:50120盒/分,12板/盒;2.4 設(shè)計任務(wù) 總體方案設(shè)計、傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算; 紙盒上料機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算,完成相應(yīng)部裝圖; 藥板上料機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計,完成相應(yīng)的部裝圖; 裝盒裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算,完成總裝圖; 部分零件圖設(shè)計; 設(shè)計說明書一份,字數(shù)為12萬; 外文翻譯字數(shù)在4000漢字以上; 圖紙合計為3張零號圖,利用計算機繪圖。2.5功能本設(shè)計適用于藥品的藥板裝盒,本設(shè)計中包含了紙盒上料機構(gòu)、藥板上料機構(gòu)和裝盒機構(gòu),能將自動的完成將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi),同時完成紙盒的折疊封合。第 3 章 方案設(shè)計3.1 總體方案設(shè)計本課題設(shè)計的包裝機為立式藥品包裝機。本機器總體尺寸為15001444750。立式包裝機不僅節(jié)省了空間,而且外觀比較美觀。為了節(jié)省機器空間,本包裝機選用了YCJ電動機,及電動機和減速器直聯(lián)。機座號為160,電動機的功率為3,輸出軸轉(zhuǎn)速為58,輸出轉(zhuǎn)矩為452,電動機代號為100。3.2 執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計總體工藝路線:紙盒上料藥板上料折紙上料裝盒本設(shè)計主要設(shè)計內(nèi)容為紙盒上料機構(gòu)設(shè)計、藥板上料機構(gòu)設(shè)計、裝盒機構(gòu)設(shè)計三部分的方案設(shè)計。3.2.1 紙盒上料機構(gòu)設(shè)計紙盒上料主要由凸輪轉(zhuǎn)動帶動附有吸嘴軸上下運動完成上料的。軸上帶有撥桿,在將紙盒吸下的過程中,撥桿壓住連桿1上的小軸,這時彈簧處于拉伸狀態(tài),連桿2向上運動,使連桿3帶動擋片擋住上面的紙盒,從而保證只有一個盒被吸下。在盒被放下的過程中,擋片逐漸壓在盒上,防止盒蹦起來。當負壓真空裝置向上運動時,連桿2在彈簧的作用下向下運動,使連桿3帶動擋片向上翻。如此往復(fù)運動完成吸盒的過程。當盒被放下時,停止吸氣,盒被支撐起來,傳送裝置將盒傳送到下一道工序。原理圖如圖2-1所示。當動軸被凸輪帶動向上運動時,為了避免軸旋轉(zhuǎn),所以設(shè)計了一個導(dǎo)向桿,能使軸只沿著導(dǎo)向桿方向運動。吸取紙盒是由于負壓真空吸氣過程完成的。當軸被凸輪帶動向上運動,吸嘴到達頂端位置時,吸嘴開始吸氣,紙盒被吸下來,吸嘴向下運動到達低端時,則停止吸氣,紙盒被曲柄搖桿機構(gòu)移走。由于吸氣還是斷氣是由氣閥來控制的,所以當凸輪處在最大升程時,軸則被壓下去,氣路就會被堵死,從而實現(xiàn)斷氣;當凸輪旋轉(zhuǎn)時,彈簧被壓縮軸被帶動向上運動,氣路連通,實現(xiàn)吸氣過程。由于軸上有圓槽,所以也可以在軸上打個通孔。假如軸上有通孔,那要求的安裝精度將會比較高,因為需要保證通孔中心線與氣道中心線完全重合,這樣才能得到最大吸氣程度。但是在軸上做個圓槽就能避免這個問題,無論怎樣接觸,氣道一直會打通。彈簧1凸輪擋片工作臺撥桿吸嘴連桿1連桿2連桿3圖2-1 紙盒上料原理圖3.2.2 藥板上料機構(gòu)設(shè)計藥板是由齒形帶傳送到指定的位置 ,經(jīng)滑槽傳動到工作架上,推藥板機構(gòu)將會把說明書和藥板推送到紙盒里。藥板的傳送速度和間歇時間是由槽輪來控制。推藥板的機構(gòu)由齒輪齒條帶動。推藥板原理圖如圖2-2所示。工作架推桿齒條齒輪凸輪軸齒輪軸齒輪圖2-2 推藥板原理圖藥板厚度比較薄,如果推桿是簡單平頭,那么推送藥板的時候很容易被推空或者藥板被推偏。為了防止這種情況的發(fā)生,因此推桿的示意圖如圖2-3所示。圖2-3 推桿示意圖圖2-4為傳送帶示意圖。本設(shè)計中傳送帶帶輪是由鏈輪軸傳動的,而鏈輪軸是被槽輪帶動的,因此實現(xiàn)了間歇運動。但是在此處通過傳感器和伺服電機也可以實現(xiàn)。當傳感器安裝在指定位置,傳感器發(fā)送信號被伺服電機接收后伺服電機就開始工作,因此帶動帶輪藥板就會被傳送到指定位置。要想要被準確的傳送到工作架上滑槽的角度就要合理?;劢嵌仁怯啥啻卧囼烌炞C得來的,滑槽底邊要非常的圓滑,這樣不僅節(jié)省時間藥板可以以最快的時間被傳動到指定位置,而且還不會被卡在滑槽上。藥板帶圖2-4 傳送帶示意圖3.2.3 裝盒裝置設(shè)計裝盒裝置是由曲柄搖桿機構(gòu)帶動的,經(jīng)由固定裝置和撥桿完成裝盒過程。裝盒工序共分三道,分別為: A.裝載說明書和裝藥板B.打印生產(chǎn)日期日期 C.蓋紙盒蓋折疊封合圖2-5為紙盒示意圖。當推盒裝置推走紙盒后6將會被撥桿蓋上,從而傳送裝置就會把紙盒傳動到A工序等待裝盒。撥桿機構(gòu)示意圖為如圖2-6所示。紙盒被傳動到工序A后保持不動,從而說明書和藥板就會被齒輪齒條機構(gòu)推進紙盒內(nèi),傳送裝機從而將紙盒傳送到工序B。在傳送過程中,撥桿將會把2蓋上固定小軸將4蓋上。成型器被凸輪帶動上下運動,完成日期打印過程。打印日期完成后,紙盒就會被傳到工序C處。在紙盒的傳送過程中,3會被小軸蓋上。當經(jīng)過固定裝置后盒蓋將會被分別上翻和下壓折1和折5過程也同時被完成。如圖2-7所示為固定裝置的示意圖。固定裝置完成的是1的折疊和盒蓋的下壓過程,固定裝置完成的是5折疊和盒蓋上翻過程。當?shù)竭_C工序時蓋盒蓋過程將會由一個旋轉(zhuǎn)的裝置來完成。123465圖2-5 紙盒結(jié)構(gòu)示意圖撥桿軸圖2-6 撥桿示意圖固定裝置固定裝置圖2-7 固定裝置示意圖紙盒傳送裝置是由曲柄搖桿機構(gòu)來帶動能實現(xiàn)四邊形運動。當紙盒被吸嘴吸下來時,傳送裝置作向上運動,輔助把盒撐起來。傳送裝置從而向前運動,當完成裝盒、蓋盒蓋過程后,傳送裝置將向下運動,然后再往回運動,進行下一次動作。該機構(gòu)的設(shè)計為純機械設(shè)計,因此要嚴格要求與其他動作時間和空間的同步化,因此在設(shè)計方面要求的精度很高。圖2-8所示為紙盒傳送裝置示意圖。連桿紙盒送盒架圖2-8 紙盒傳送裝置第 4 章 設(shè)計計算由于本設(shè)計的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,傳動和執(zhí)行機構(gòu)的部件較多,因此本設(shè)計只對部分重要零件進行設(shè)計計算。4.1 圓錐齒輪傳動設(shè)計計算4.1.1 選擇齒輪材料精度等級齒輪材料要選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度取為217255HB,本設(shè)計采用的是直齒錐齒輪傳動。4.1.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由式可得小齒輪分度圓直徑為:載荷系數(shù)為:由式可得區(qū)域系數(shù)為: 由表可查得:材料彈性影響系數(shù)為: 齒寬系數(shù)為: 小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩: 應(yīng)力循環(huán)系數(shù)為:由圖可得壽命因數(shù), 最小安全因數(shù),工作硬化因數(shù)為,尺寸因數(shù),潤滑油膜影響因數(shù) 由圖可得接觸疲勞極限,由式可得許用接觸應(yīng)力為 取小齒輪齒數(shù)為大齒輪齒數(shù)為 模數(shù)為:取得標準模數(shù)為 平均分度圓直徑為: 圓周速度為: 由表可取使得系數(shù) 由圖可得動載系數(shù)為 錐距為: 齒寬為: 取得,齒寬系數(shù):由圖可得齒間載荷分配系數(shù) ,取的齒向載荷分布系數(shù)為, 安全 因此接觸疲勞強度合理。4.1.3 校核齒根彎曲疲勞強度由式可得齒根應(yīng)力 取當量齒數(shù),由圖可得齒形系數(shù)為,由圖可得應(yīng)力校正系數(shù)為,由圖可得齒根彎曲疲勞極限為,由圖可得載荷作用齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù)為,由式可得尺寸系數(shù)為可取得試驗齒輪盈利修正系數(shù)為,彎曲強度最小安全系數(shù)為由式可得許用齒根應(yīng)力為:齒根應(yīng)力為 安全 安全4.2 主軸的設(shè)計計算本設(shè)計中藥板上料機構(gòu)中的主軸起重要作用,因此對其進行設(shè)計。4.2.1 選擇軸的材料在本設(shè)計中軸材料選為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理。4.2.2 按扭矩初步估算軸端直徑由表可得,由表可得, 考慮到軸端有一個鍵槽=18.77+3=20mm 因此該段軸長4.2.3 初選滾動軸承為了裝拆和調(diào)整方便,因此選用了深溝球軸承。根據(jù)軸承大概安裝位置和軸端的尺寸可選深溝球軸承6204。4.2.4 對軸進行分析 帶對軸的壓軸力為4.2.4.1 求垂直面內(nèi)的支反力,, 4.2.4.2 求水平面內(nèi)的支反力求A,B,D三點的水平面內(nèi)彎矩4.2.4.3合成彎矩 4.2.4.4 當量彎矩取 4.2.5 校核軸靜強度由當量彎矩可得出B點彎矩最大,但是該處直徑比卻較小,因此應(yīng)檢驗B點強度。由表、表和式可得= 27.25mm 合理 因為E點彎矩比較大,但是直徑卻最小因此還需要驗證E點的靜強度。E點的當量彎矩為 =16.0mm 考慮到鍵槽的影響需加大.因此E點的剖面強度也足夠。 4.2.6 校核軸的疲勞強度4.2.6.1 判斷軸的危險剖面I-剖面均存在應(yīng)力集中源,因此均有可能是危險剖面。其中的I、均為過渡圓角所引起的應(yīng)力集中但剖面合成彎矩值較大,所以只需要驗證I、剖面疲勞強度。4.2.6.2 校核I剖面疲勞強度I剖面由鍵槽所引起應(yīng)力集中系數(shù)由附表可查得 由附表可查得:,由附表可查得:I剖面扭剪應(yīng)力、應(yīng)力副和平均應(yīng)力為: 由附表可查得,由表可查得 取S=1.8,SS I剖面安全。4.2.6.3 校核IV剖面的疲勞強度由附表可查得 由附表可查得 由附表可查得 安全4.3 滾動軸承設(shè)計計算本設(shè)計選用軸承6204AC,基本額定動載荷C=25.2KN,基本額定靜載荷C0=29.5kw,e=0.68。由前面D的計算可知,該處對軸承水平支反力分別為,垂直支反力分別為:,合成支反力: , ,軸承受到輕度載荷沖擊,支反力A有彎矩,則取 , , 計算軸承B壽命 預(yù)期壽命為 10年 -壽命足夠4.4 鍵連接選擇和驗算鏈輪是裝在主軸的軸端,需要用鍵來傳遞轉(zhuǎn)矩和周向定位。由前面的設(shè)計和計算可得知軸材料為45號鋼,鏈輪的材料為45號鋼,軸和鏈輪的配合直徑為15mm,輪轂的長為25mm。選用最常用圓頭(A型)平鍵,因為它對中性好、結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便。鍵截面的尺寸是由鍵所在的軸段直徑 d的標準選定,鍵長度是由輪轂寬度來確定,查表可得,。普通平鍵的主要失效形式是鍵,軸與輪轂三個零件中較弱零件的壓潰。因為鏈輪的材料為45號鋼的許用擠壓應(yīng)力可由表查得 。第 5 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 紙盒上料機構(gòu)方案設(shè)計5.1.1 凸輪機構(gòu)設(shè)計計算凸輪機構(gòu)在本設(shè)計中采用的力封閉式,做雙停歇運動,由表可查得改進等速 。由結(jié)構(gòu)選定凸輪行的程為100mm,最大壓力角選用=30,推程運動角為,由表可得基圓的半徑為。推桿推程的位移如下表。,表4-1 推桿推程位移/()0153045607590105120s/mm012.525 37.5 5062.57587.5 100式:,由計算得出推桿的回程位移,如表所示。表4-2 推桿回程位移/()0153045607590s/mm10083.042 66.085 49.12832.171 15.214 0根據(jù)作圖法畫出凸輪理論廓線與實際廓線。5.1.2 氣閥結(jié)構(gòu)設(shè)計當帶吸嘴的軸到達了最高位置時,氣閥接通開始吸氣,當軸到達最低位置時,氣閥被堵死停止吸氣。氣閥結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。如果軸上有個通孔,確保氣道和通孔的中心線重合這樣就能得到最大的吸氣程度。那么這樣需要的安裝精度較高,所以在本設(shè)計中軸加工一個圓槽,就會保證氣道一直打通。當在凸輪的作用下軸作上下運動時將會轉(zhuǎn)動,為了避免這種問題,設(shè)計了一個導(dǎo)桿機構(gòu)。軸在彈簧作用下,凸輪回程時候也能回到初始位置,而在導(dǎo)向桿作用下,能沿直線運動,不能發(fā)生旋轉(zhuǎn)。軸導(dǎo)向桿氣道凸輪軸彈簧管圖4-1 氣閥結(jié)構(gòu)圖5.1.3 擋爪機構(gòu)設(shè)計托紙盒架上有擋爪,當紙盒被吸嘴吸下來時,擋爪繞著軸作向下轉(zhuǎn)動,紙盒被吸嘴吸走時,擋爪會在拉伸彈簧作用下回到初始位置。這樣可以防止紙盒被吸下來過程中被損壞。擋爪的結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。機架軸軸彈簧圖4-2 擋爪結(jié)構(gòu)圖5.2 藥板上料機構(gòu)方案設(shè)計5.2.1 槽輪機構(gòu)設(shè)計藥板在傳送帶的作用下被傳送到工作架上,而傳送帶是由槽輪帶動的,根據(jù)結(jié)構(gòu)初定槽輪槽數(shù),中心距,圓銷半徑。槽輪在每次轉(zhuǎn)位時主動件轉(zhuǎn)角,其槽間角:,主從動件圓銷的中心半徑:和比值:,槽輪的外圓半徑:槽輪槽深:主動件的輪轂直徑:鎖止弧的半徑:,則取鎖止凸弧的張角:槽輪結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。槽輪撥銷軸和軸承軸軸鎖止弧 圖4-3 槽輪結(jié)構(gòu)圖5.2.2 齒輪齒條機構(gòu)設(shè)計計算5.2.2.1 齒輪設(shè)計齒數(shù) 模數(shù) 則 壓力角為 變位系數(shù) 齒頂隙系數(shù)齒頂高:齒根高齒頂圓直徑:4.2.2.2 齒條設(shè)計齒條總長 , 齒輪齒條結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。圖4-4齒輪齒條機構(gòu)導(dǎo)向桿推桿齒條螺釘軸齒輪5.3 裝盒裝置方案設(shè)計5.3.1 撥桿設(shè)計當推盒裝置把紙盒推走后,撥桿會將紙盒舌頭蓋上,然后紙盒會隨著傳送裝置被傳送到其指定的工序等待裝盒。撥桿結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。內(nèi)六角螺釘工作臺推力軸承軸緊定螺釘摩擦輪撥桿圖4-5 撥桿結(jié)構(gòu)圖5.3.2 蓋盒裝置設(shè)計當盒蓋上翻與下壓過程被完成紙盒被傳送到其指定工序時,一個旋轉(zhuǎn)裝置會完成蓋盒蓋過程。旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖4-6所示。圖4-6 旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)圖第 6 章 循環(huán)圖設(shè)計6.1 機構(gòu)循環(huán)圖(1)吸盒機構(gòu)0120180270360(2) 送盒機構(gòu)090270360(3) 推藥板機構(gòu)2902103606.2 機器循環(huán)圖吸盒機構(gòu)送盒機構(gòu)推藥板機構(gòu)000120180240270360360901 229036021029()()()其中,。結(jié) 論藥品包裝機為高科技、高智能、高競爭的集機電于一體的產(chǎn)品,高技術(shù)成果都會在包裝機械產(chǎn)品中得到應(yīng)用。紙盒包裝機分為折紙、下紙、藥板推送、紙盒打開、紙盒傳輸、折舌、插舌、壓平與打批號等功能。因此在設(shè)計的過程中還應(yīng)該具有設(shè)備的潤滑、設(shè)備的安全運行、工作衛(wèi)生功能。雖然我國在近十幾年來藥品裝盒機械得到了快速的發(fā)展,但是所存在問題仍然不少。在我國制藥設(shè)備行業(yè)中藥自動化裝盒機制造廠商之中,技術(shù)和質(zhì)量比較高的生產(chǎn)商卻寥寥無幾,并且大部分都處在半自動和中低速水準,和國外先進國同種類產(chǎn)品相比,無論設(shè)備的發(fā)展水平、科技含量還是推廣方面都存在差距。在市場的分配中,國內(nèi)的藥品包裝機械只在中檔和低檔市場上稍占優(yōu)勢,然而高檔市場大部分被國外的產(chǎn)品占據(jù)。 本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容為藥品裝盒機的上料裝置設(shè)計、藥板裝盒裝置設(shè)計。完成的主要工作有:1. 綜述了藥品裝盒機的發(fā)展歷程,發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。我國早期的藥品生產(chǎn)裝盒主要是采用手工裝盒,后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進步,逐漸采用機械化裝盒。我國最早使用的裝盒機主要是從國外進口的。2. 確定了總體方案、包裝工藝,物料的運動方式采用垂直與水平相結(jié)合的方式,從而縮短了機器的尺寸。3. 設(shè)計了紙盒上料機構(gòu),利用負壓吸盤對紙盒進行分離、輸送,吸盤由凸輪機構(gòu)驅(qū)動,上下移動。4. 設(shè)計了藥板上料機構(gòu),通過槽輪機構(gòu)驅(qū)動齒形帶對藥板進行定量輸送。5. 設(shè)計了裝盒機構(gòu),將藥板、說明書裝入紙盒內(nèi),同時完成紙盒的折疊封合。本設(shè)計充分考慮了機械動力學分析,使機械運行平穩(wěn)。設(shè)計過程參考了各類包裝機械設(shè)計的長處,同時借鑒了其它機械的優(yōu)點完成了藥品裝盒機的設(shè)計。本機器包裝能力為50120盒/分。本機總體上具有較高的性價比,具有很強的競爭力和很好的發(fā)展前景。此外包裝機械也可以有一些附加功能,如在包裝盒中加入藥勺、量杯等工具,以便于用戶使用。在設(shè)備種類開發(fā)研制方面還能設(shè)計比較先進機械,如無菌包裝機械、保鮮包裝機械等。還可以開發(fā)藥品包裝前處理成套設(shè)備和后處理配套設(shè)備。但由于經(jīng)驗不足,本設(shè)計也存在不足之處,有些地方考慮不夠周到,這些問題都有待進一步解決。參考文獻1 黃麗文,梁燕飛,梁旦宇. 國產(chǎn)藥品裝盒機的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展J. 機電信息2007,39(7):81-83.2 鄢臘梅,胡光華,張進疆,蘇建. 我國包裝機械的現(xiàn)狀分析及國際市場的開拓J. 中國包裝工業(yè),2005,14(12):627-629.3 彭國勛,呂月娥,李相偉. 論我國包裝機械的振興之路J. 包裝與食品機械2004,15(2):71-73.4 孫懷遠,廖月華,朱旭峰等. 藥品包裝技術(shù)與裝盒機發(fā)展J. 機電信息,2009,24(20):55-57.5 戴宏明,胡光華,張進疆,蘇建. 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