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編號(hào)
無錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目： 立式袋裝機(jī)縱封裝置設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923824
學(xué)生姓名： 王 輝
指導(dǎo)教師： 唐正寧 （職稱:副教授 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 立式袋裝機(jī)縱封裝置設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械97
學(xué) 號(hào)： 0923824
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 立式袋裝機(jī)縱封裝置設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
近半個(gè)多世紀(jì)以來，隨著生產(chǎn)與流通日益社會(huì)化、現(xiàn)代化，產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們普遍重視。一些技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家，在食品、輕工、化工、醫(yī)藥、電子、紡織、兵器和儀表等相關(guān)工業(yè)部門，已經(jīng)不同程度地形成由原料處理、加工和產(chǎn)品包裝基本環(huán)節(jié)組成的包裝自動(dòng)化和連續(xù)化的生產(chǎn)過程，有的還將包裝容器成型、包裝材料加工及包裝成品儲(chǔ)存系統(tǒng)聯(lián)系起來形成高效率的流水作業(yè)線。所以，實(shí)現(xiàn)包裝的機(jī)械化和現(xiàn)代化，尤其是實(shí)現(xiàn)具有高度靈活性的自動(dòng)包裝線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代化的發(fā)展方向，同時(shí)也可以獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹了裹包機(jī)的橫封裝置設(shè)計(jì)。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
① 閱讀外文資料，翻譯與所學(xué)專業(yè)或課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)3000字左右，語(yǔ)句通順、流暢、準(zhǔn)確；
② 了解立式袋裝機(jī)縱封裝置的工作原理；
③ 根據(jù)加工產(chǎn)品具體結(jié)構(gòu)和加工要求，擬定分析設(shè)備設(shè)計(jì)方案；
④ 用繪制部分零件圖，裝配圖；
⑤ 能夠熟練使用UG，并用UG對(duì)部分零件進(jìn)行三維建模；
⑥ 撰寫論文，要求符合本科論文的格式要求，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、流暢、層次分明。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的技術(shù)工作要嚴(yán)謹(jǐn)、靈活、工作要有主動(dòng)性，計(jì)算方法、計(jì)算的程序、計(jì)算結(jié)果、結(jié)論要正確。
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械97 班 姓名 王 輝
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
摘要
論文是關(guān)于食品的包裝設(shè)備簡(jiǎn)稱包裝機(jī)的設(shè)計(jì)。包裝機(jī)是將食品裝入袋內(nèi)，再封裝。主要適用于小食品、醫(yī)藥產(chǎn)品的包裝。它具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)量大、適用范圍廣等特點(diǎn)。
包裝機(jī)主要由幾部分構(gòu)成：引導(dǎo)成型部分、喂料部分、縱封牽引部分橫封切割部分。塑料薄膜安裝在退卷裝置上，經(jīng)過導(dǎo)輥的引導(dǎo)輸送塑料薄膜在成型器的作用下形成袋狀，這時(shí)縱封將袋封上縱向口，喂料裝置下料，橫封輥在將其封住橫向開口，并且切斷。至此一個(gè)包裝袋形成。
本文從基本理論、基本工作原理、基本分析方法上對(duì)設(shè)計(jì)作了闡述。在本次設(shè)計(jì)中采用了，滾輪縱封裝置，整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu)。
滾輪縱封裝置將以往的縱封和牽引合為一體，這樣既節(jié)省了空間，又使整體更具有美觀性。整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu)將橫封和切斷裝置合成一體，減少了封裝時(shí)間。
最后一個(gè)重要的部分是UG的建模、裝配。Unigraphics(簡(jiǎn)稱UG)是當(dāng)前世界上最緊密集成和先進(jìn)的、面向制造相關(guān)行業(yè)的CAD/CAE/CAM高端軟件。作為一種集成的產(chǎn)品工程解決途徑，UG軟件使得用戶能夠數(shù)字化地獲取和創(chuàng)建三維產(chǎn)品定義。UG軟件成為當(dāng)今世界領(lǐng)許多先進(jìn)的制造商用來從事工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)以及數(shù)字化和更成仿真化的制造等各個(gè)領(lǐng)域。
關(guān)鍵字：包裝機(jī)；縱封；橫封；UG
Abstract
This paper is about the design of the packing equipments with small grain food which is call for grain packer. the grain packer is to pack the food of the small grain into the bag inside, then seal the bag. It is applicable to the packing of small food, medicine product primarily. It has the operation simple、produce have great capacity、apply wide etc. in scope characteristics.
The grain packer is main from several parts of composingses: the part of the leading models and the part of feeding machine device, the part which vertical-seal and draught, and the part which horizontal-seal and cut down. The plastics thin film installs at equipment for withdraw the film, hasing been led the leading roller to molding machine, with which the film is form pockety, at this time vertical-seal seal the vertical caliber, feeding machine put the feed into the pockety, horizontal-seal seal the horizontal caliber, and cut off. Thus pockety is done.
This paper makes to expatiate to the design from the basic theories, basic work principle, basic analysis method. Vertical-seal rolling device will be former seals with lead to match for integral whole, thus this device saved the space, and make the whole even have the beautiful again. Integer machining type horizontal-seal make the whole horizontal seal with the cut-off device synthesize the integral whole, reducing sealing-pack time.
The last important part really is an UG to set up the molding and assemble. The Unigraphics (brief name UG) is current to enter first in the world with close gather of, face to the CAID/CAD/CAE/CAM that make the profession the high carrying the software. Be used Be used as a gathers of completely product engineering solution, the UG software household makes customer can the arithmetic figure turn the ground creates to set up with obtain three dimension product definition. This paper is detailed to introduced to set up axially the mold, wheel gear sets up the mold, and its assemble really imitate with the development.
Key words: The grain packer; vertical-seals; horizontal-seal;UG assembleseal
III
目錄
摘要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1 課題的來源 1
1.2 本課題設(shè)計(jì)的目的意義 1
1.2.1 設(shè)計(jì)的目的及研究的內(nèi)容 1
1.2.2 設(shè)計(jì)的意義 1
1.3 本設(shè)計(jì)的發(fā)展方向與存在的問題 2
1.3.1 設(shè)計(jì)的方向 2
1.3.2 設(shè)計(jì)存在的問題 2
1.4 研究的內(nèi)容和方法 2
2 立式袋裝機(jī)縱封總體方案設(shè)計(jì) 5
2.1 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求 5
2.1.1 包裝機(jī)的功能與應(yīng)用范圍 5
2.1.2 工藝分析 5
2.1.3 總體布局 6
2.1.4 總傳動(dòng)系統(tǒng) 6
2.2 設(shè)計(jì)包裝機(jī)的一般過程 6
2.3 主要組成結(jié)構(gòu) 7
2.4 縱封裝置 8
2.5 主要性能參數(shù) 9
3 立式袋裝機(jī)縱封裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 10
3.2 鏈傳動(dòng) 10
3.2.1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) 10
3.2.2 鏈傳動(dòng)的主要設(shè)計(jì)任務(wù) 10
3.2.3 鏈傳動(dòng)的張緊 10
3.2.4 鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 11
3.3 錐齒輪設(shè)計(jì)及計(jì)算 14
3.3.1 錐齒輪計(jì)算 14
3.3.2 計(jì)算主要尺寸與參數(shù) 15
3.4 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17
3.5 縱封器的結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì) 20
3.5.1 結(jié)構(gòu)原理 20
3.5.2 縱封輥的設(shè)計(jì) 21
3.6 鍵的校核 25
3.6.1 主軸上鍵的選擇 25
3.6.2 鍵的強(qiáng)度校核 25
3.7 軸承的選擇 25
3.8 潤(rùn)滑與密封 26
4 使用和維護(hù)保養(yǎng) 27
4.1 安全操作規(guī)程 27
4.2 封口質(zhì)量的調(diào)整 27
4.4 維護(hù)清潔與保養(yǎng) 27
5 結(jié)論與展望 28
5.1 結(jié)論 28
5.2 不足之處及未來展望 28
致謝 29
參考文獻(xiàn) 29
V
立式袋裝機(jī)縱封裝置設(shè)計(jì)
1 緒 論
1.1 課題的來源
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活的不斷提高，包裝工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重和作用也越來越大。一方面映射出全球工業(yè)化生產(chǎn)的高速發(fā)展，另一方面又可以看出人們?cè)谧非笊唐穬?nèi)在質(zhì)量的同時(shí)，對(duì)商品包裝的要求也越來越高。這為推動(dòng)包裝機(jī)械工業(yè)帶來的巨大的動(dòng)力。 綜觀世界范圍來看，包裝機(jī)械工業(yè)是一個(gè)市場(chǎng)潛力巨大的朝陽(yáng)行業(yè)，特別是在近幾年發(fā)展迅猛，已經(jīng)在各國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的地位。它可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，提高商品檔次，增加附加值，從而增強(qiáng)商品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、帶來更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前，美、日、德、意是世界包裝機(jī)械的四大強(qiáng)國(guó)，這些國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)械品種多、數(shù)量大，在國(guó)際市場(chǎng)上具有較高的占有率。 目前世界包裝機(jī)械發(fā)展總趨勢(shì)是發(fā)展重點(diǎn)趨向于效率高、自重輕、外觀造型、占地的空間較小、低耗能、結(jié)構(gòu)緊湊適應(yīng)環(huán)境和工作人員的心理需求的高速、高效、高質(zhì)量的“三高”產(chǎn)品包裝機(jī)。這在國(guó)外體現(xiàn)為現(xiàn)代化的先進(jìn)包裝機(jī)械的技術(shù)，特別是經(jīng)濟(jì)及科技發(fā)達(dá)的歐美及日本等技術(shù)先進(jìn)國(guó)家生產(chǎn)的有關(guān)包裝機(jī)械設(shè)備，其技術(shù)伴隨著商品經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，已處于國(guó)際相對(duì)領(lǐng)先地位，他們將機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)和信息技術(shù)結(jié)合，開發(fā)數(shù)字化、智能化、柔性化的新型包裝機(jī)械產(chǎn)品。近些年來，發(fā)達(dá)國(guó)家一方面為滿足現(xiàn)代商品包裝多樣化的需求，發(fā)展多品種，小批量的通用包裝技術(shù)設(shè)備；同時(shí)又緊跟高科技發(fā)展步伐，不斷應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展和開發(fā)應(yīng)用高科技的現(xiàn)代化通用型包裝機(jī)械，不斷從提高包裝機(jī)械的智能化。在國(guó)內(nèi)，包裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)是在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上，有了一定的創(chuàng)新，產(chǎn)品科技含量也在一直提升，這些有關(guān)包裝機(jī)械產(chǎn)品不斷的向成套連線、機(jī)電結(jié)合、主輔機(jī)結(jié)合方向發(fā)展。當(dāng)然，包裝機(jī)械相關(guān)產(chǎn)品在研發(fā)過程中也存在一些有待解決的問題，主要有如何根據(jù)本國(guó)國(guó)情，提高產(chǎn)品的“三化水平”，做到包裝產(chǎn)品規(guī)格多樣化，工作高速化，提高可靠性以及如何使食品和藥品包裝機(jī)達(dá)到無菌化。而這些必然需要我們著緊包裝機(jī)械的研究，不斷的開發(fā)新的技術(shù)，這樣才能加快國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械技術(shù)的提升。
1.2 本課題設(shè)計(jì)的目的意義
1.2.1 設(shè)計(jì)的目的及研究的內(nèi)容
商品包裝是一個(gè)不斷崛起的行業(yè)，是在商品經(jīng)濟(jì)不斷繁榮，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的新形式下，慢慢成長(zhǎng)起來的。在商品流通過程中，人們袋商品的包裝要求主要有兩個(gè)方面，其一是要求包裝袋內(nèi)的商品計(jì)量準(zhǔn)確，誤差小（包裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)量誤差小于5‰），以維護(hù)商品生產(chǎn)廠商的形象、信譽(yù)。二是要求包裝漂亮，以便吸引顧客的注意，同時(shí)保證商品在流通環(huán)節(jié)中包裝袋不出現(xiàn)任何的破損。因此商品包裝的計(jì)量精準(zhǔn)，是包裝行業(yè)時(shí)刻關(guān)注的一項(xiàng)重要的課題。
1.2.2 設(shè)計(jì)的意義
目前市場(chǎng)上的包裝機(jī)種類繁多，性能各異。其計(jì)量方案主要有以下幾種：a. 定容積式量杯計(jì)量；b. 稱重式計(jì)量；c. 螺桿式容積計(jì)量等上述幾種落料計(jì)量方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈活，傳動(dòng)效率高。上述計(jì)量方案實(shí)用意義不大，而且其適應(yīng)面窄，基本上只是針對(duì)單一品種單一定量的產(chǎn)品包裝，面對(duì)品種繁多的商品自動(dòng)化包裝要求，這些設(shè)計(jì)方案都需要改進(jìn)。 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)自上世紀(jì)90年代以來發(fā)展成績(jī)顯著，在引進(jìn)消化吸收的基礎(chǔ)上已經(jīng)開始自行研制開發(fā)產(chǎn)品，且有部分出口。但是，我國(guó)包裝機(jī)械工業(yè)的整體水平還只相當(dāng)于國(guó)際上世紀(jì)70年代末和80年代中期水平，有的產(chǎn)品達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家90年代末期水平，但數(shù)量極少。從總觀看，我國(guó)包裝工業(yè)水平仍處于世界落后地位。而作為包裝機(jī)械中重要產(chǎn)品的立式粉劑包裝機(jī)在日常生活的需求上越來越突出，無論是從藥品上還是從食品包裝上，它都充當(dāng)著十分重要的角色，因此，如何能生產(chǎn)出現(xiàn)代化的食品包裝的質(zhì)量乃至提高人們物質(zhì)需求水平上具有非常重要的意義，特別是作為世界上人口最多的發(fā)展中國(guó)家來說，提高食品包裝機(jī)的性能和能力對(duì)解決眾多消費(fèi)者對(duì)小商品的龐大需求。提升國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值，提高人民生活水平上來說意義重大，同時(shí)，對(duì)提高我國(guó)在立式袋裝機(jī)縱封包裝機(jī)械甚至包裝機(jī)械行業(yè)方面具有十分積極的作用。
1.3 本設(shè)計(jì)的發(fā)展方向與存在的問題
1.3.1 設(shè)計(jì)的方向
從發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)械水平來看，當(dāng)代包裝機(jī)械的發(fā)展動(dòng)向具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
a.提高包裝機(jī)械系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平，建立組合化、機(jī)電一體化的現(xiàn)代包裝機(jī)械的結(jié)構(gòu)體系仍是今后的一個(gè)重要的發(fā)展方向 包裝機(jī)械發(fā)展到今天，其系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化水平不斷提高。有些國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)，通用件、標(biāo)準(zhǔn)件約占整機(jī)零部件的70%，有的高達(dá)90%，產(chǎn)品更新的速度很快。
b.包裝機(jī)械日趨高速化、自動(dòng)化和聯(lián)合化.機(jī)械設(shè)備的高速化是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)高速發(fā)展的根本措施，是提高設(shè)備生產(chǎn)率的主要途徑，故包裝機(jī)的工作速度是衡量其性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。包裝機(jī)械的高速化，隨之對(duì)相應(yīng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)化和自動(dòng)化提出了更高的要求。
c.重視高新技術(shù)的應(yīng)用，使包裝機(jī)械的功能日趨先進(jìn)可靠
而針對(duì)我的課題：定容積式量杯計(jì)量，其發(fā)展方向?yàn)椋l(fā)展各種形式的定容積填充設(shè)備，著力提高速度和精度以及穩(wěn)定性和可靠性，并與自動(dòng)包裝設(shè)備配套。
1.3.2 設(shè)計(jì)存在的問題`
包裝機(jī)的由于包裝機(jī)械動(dòng)作復(fù)雜而頻繁，執(zhí)行元件比較多，若采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的故障率高、動(dòng)作不準(zhǔn)確、包裝質(zhì)量不穩(wěn)定，停機(jī)維修時(shí)間多等弊病。因此，研制和發(fā)展包裝機(jī)時(shí)，重視高新技術(shù)的應(yīng)用，是提高其先進(jìn)性、可靠性的主要途徑。 另外，跟國(guó)外包裝機(jī)械設(shè)計(jì)水平相比，我國(guó)的包裝機(jī)設(shè)計(jì)雖然品種繁多，但是其適應(yīng)面窄，基本上只是針對(duì)單一品種單一定量的產(chǎn)品包裝，面對(duì)品種繁多的商品自動(dòng)化包裝要求，跟不上包裝形式，同時(shí)，由于其標(biāo)準(zhǔn)化、通用化水平低，其生產(chǎn)成本相對(duì)偏高。這些都是需要在以后的包裝機(jī)設(shè)計(jì)中著力解決的。
1.4 研究的內(nèi)容和方法
本次設(shè)計(jì)主要就立式袋裝機(jī)縱封包裝機(jī)成型包裝及其傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并對(duì)其運(yùn)行流程、工藝方案、參數(shù)設(shè)定、設(shè)備選擇以及結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)做詳細(xì)的說明論證。
按照一般立式袋裝機(jī)縱封包裝機(jī)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，由以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：
（1）立式袋裝機(jī)縱封包裝機(jī)的應(yīng)用范圍 立式袋裝機(jī)縱封包裝機(jī)的應(yīng)用范圍則是指其包裝不同物品的能力，包括鎖能包裝的物品的類型與所能采用的包裝材料的種類。 一般說來，縮小應(yīng)用范圍，可以簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)、降低創(chuàng)造成本、提高生產(chǎn)率、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。反之，增加功能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，則可以一機(jī)多用、相對(duì)縮小占地面積、有利于擴(kuò)大機(jī)器制造批量，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。
（2）包裝質(zhì)量與生產(chǎn)率
① 包裝質(zhì)量
影響包裝質(zhì)量的因素有很多，它既與被包裝物品、包裝材料的性能以及所用 的包裝技術(shù)方法有關(guān)，也與包裝機(jī)的質(zhì)量及其使用條件和操作者的技術(shù)熟練程度有關(guān)。就包裝機(jī)而言，主要考慮一下幾個(gè)方面：
a. 包裝成品的質(zhì)量 其一是包裝工序完成后的質(zhì)量，如熱壓的緊密程度、 計(jì)算精度、封口的牢度和密封性；其二是包裝過程對(duì)包裝質(zhì)量的影響，如被包裝物品和包裝材料由于受到摩擦、振動(dòng)、包裝工藝力以及環(huán)境污染等機(jī)械和化學(xué)作用，對(duì)包裝內(nèi)在和外觀質(zhì)量的影響。在任何情況下對(duì)質(zhì)量的影響都不應(yīng)超過允許程度。
b. 裝物品和包裝材料的損耗 在機(jī)械包裝過程中，由于片狀、塊狀物品的 變形損壞，粉狀、顆粒狀物料的飛揚(yáng)散落，包裝材料的撕裂破損，以及缺少自動(dòng)控制引起多于供料、包裝不良等原因造成的各種損耗，通?？偸请y以完全避免的，所以應(yīng)從制造精度、包裝工藝設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及機(jī)構(gòu)選型等方面綜合采取有效措施，以降小先關(guān)損耗，提高包裝產(chǎn)品的正品率。
② 生產(chǎn)率
常用的是計(jì)件生產(chǎn)率，即單位時(shí)間之內(nèi)能夠生產(chǎn)的包裝的數(shù)量，亦稱為理論生產(chǎn)率。在正常生產(chǎn)中，開機(jī)前后的相關(guān)準(zhǔn)備和結(jié)束時(shí)工作時(shí)間，添加包裝相關(guān)材料及發(fā)生機(jī)器故障時(shí)所造成的生產(chǎn)停滯時(shí)間，以及出現(xiàn)廢次品和空位等的損失時(shí)間總是難以避免的，因此，實(shí)際生產(chǎn)率總會(huì)小于理論生產(chǎn)率的。所以，有的工廠為了管理簡(jiǎn)便，通常用一個(gè)工作班次內(nèi)所能夠包裝的產(chǎn)品質(zhì)量或數(shù)量來表示包裝機(jī)的生產(chǎn)效率。
提高生產(chǎn)率的主要措施有縮短輔助操作時(shí)間，分散包裝工序、增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)頭數(shù)、合理擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和提高制造精度等。
③自動(dòng)控制和自動(dòng)化
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展為包裝機(jī)械的自動(dòng)控制和自動(dòng)化提供了先進(jìn)的技術(shù)途徑，于此同時(shí)也對(duì)它提出了更新更高的要求。在確定設(shè)計(jì)的包裝機(jī)的自動(dòng)控制和自動(dòng)化程度方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同情況分開對(duì)待。既要盡可能的采用先進(jìn)技術(shù)，趕超國(guó)際相對(duì)先進(jìn)水平，又要結(jié)合本國(guó)的國(guó)情，講究經(jīng)濟(jì)效益，以便于擴(kuò)大應(yīng)用。
（3）制造和維修
在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量可能使制造和維修方便，可采取一下方面的措施。
① 裝機(jī)的系列化、零部件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度 提高“三化”程度是我國(guó)是一項(xiàng)重要的技術(shù)政策，也是包裝機(jī)械的一個(gè)發(fā)展方向。
② 結(jié)構(gòu)工藝性 機(jī)械的結(jié)構(gòu)工藝性由零件的通用化程度、對(duì)制造單位的適應(yīng)能力、精度要求、加工表面數(shù)量、零部件的可拆性及標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度等來評(píng)定。制造維修周期延長(zhǎng)，不僅使制造成本增加，而且還使結(jié)構(gòu)工藝性差，甚至難以達(dá)到預(yù)定的加工要求。
（4）操作條件與工作可靠性
立式袋裝機(jī)縱封包裝機(jī)的操縱、維護(hù)保養(yǎng)、排除故障、裝卸物料等工作應(yīng)省力、省時(shí)、省事；被包裝物品規(guī)格變化時(shí)，有關(guān)工作部件的調(diào)整或更換要迅速方便。此外，還要有安全措施，如防止過載保護(hù)、誤動(dòng)作、自動(dòng)停機(jī)和故障報(bào)警等。
工作是否可靠性是評(píng)定包裝機(jī)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。若可靠性低，必然降低機(jī)器 的效率，增加操作的困難，對(duì)組成包裝自動(dòng)線的包裝機(jī)尤應(yīng)重視。
（5）經(jīng)濟(jì)性及其他
在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)性問題。這就要求制造成本低，功率消耗少，使用壽命 長(zhǎng)，運(yùn)輸、安裝、維修方便和生產(chǎn)率高。
此外，包裝機(jī)的占地面積要小，外形應(yīng)美觀。這同操作條件、機(jī)械機(jī)構(gòu)、產(chǎn) 品銷售均有密切關(guān)系。美觀的外形和協(xié)調(diào)的色彩可以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
2 立式袋裝機(jī)縱封總體方案設(shè)計(jì)
2.1 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求
2.1.1 包裝機(jī)的功能與應(yīng)用范圍
包裝機(jī)的功能，是指包裝機(jī)所能夠完成的包裝工序種類；而應(yīng)用范圍則是指包裝機(jī)在包裝不同商品的能力，包括所能包裝的商品的種類與所能采用的包裝材料的種類。
一般來說，減少功能和縮小應(yīng)用范圍，可以簡(jiǎn)化機(jī)器結(jié)構(gòu)、降低創(chuàng)造、提高生產(chǎn)率、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。反之，增加功能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，則可以一機(jī)多用、相對(duì)縮小占地面積、有利于擴(kuò)大機(jī)器制造批量，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高
2.1.2 工藝分析
工藝分析是研究、分析和確定所設(shè)計(jì)包裝機(jī)完成預(yù)定包裝工序的工藝方法。鑒于工藝方法與包裝工序類別、被包裝物品和包裝材料的特性、以及包裝質(zhì)量和生產(chǎn)率等因素均有密切關(guān)系，下面著重中說明幾個(gè)問題
1. 包裝方式
(1) 把保證包裝質(zhì)量放在首位，不論選擇或革新某種包裝方式，都要適應(yīng)
包裝物品和包裝材料的特性。
(2) 當(dāng)有多重方式都能滿足要求時(shí)，應(yīng)選用容易實(shí)現(xiàn)的方案。
2. 機(jī)器類型
(1) 單工位與多工位
① 根據(jù)包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)的多少選擇。
② 根據(jù)生產(chǎn)率的高低選擇。
(2) 間歇運(yùn)動(dòng)與連續(xù)運(yùn)動(dòng)
多工位包裝有間歇運(yùn)動(dòng)和連續(xù)運(yùn)動(dòng)兩種形式。
間歇運(yùn)動(dòng)：物品由一個(gè)工位轉(zhuǎn)移到另一個(gè)工位作間歇步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，主要包裝操作可在物品靜止時(shí)完成，因而相對(duì)簡(jiǎn)單，但其運(yùn)動(dòng)的慣性力和沖擊現(xiàn)象不利于提高生產(chǎn)率。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)比較多時(shí)，為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單常選用這種形式。
連續(xù)運(yùn)動(dòng)：物品及主傳送系統(tǒng)均作連續(xù)等速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類比較少、生產(chǎn)率要求高時(shí)可選用這種形式。
3. 包裝程序、工藝路線和工位數(shù)
(1) 包裝程序
包裝程序是指完成各個(gè)包裝操作的先后順序。包裝方式往往決定了包裝程序，要熟悉包裝操作所要求的工藝參數(shù)（如工藝力、時(shí)間、溫度、速度等）。
(2) 包裝工藝路線
包裝工藝路線包括包裝材料和被包裝物品的供給路線、以及它們?cè)诎b過程中的傳送路線、包裝成品的輸出路線。
① 直線型 ② 階梯型 ③ 圓弧形 ④ 組合型
(3) 工位數(shù)
工位數(shù)是指在多工位包裝機(jī)上從輸入到輸出工位區(qū)間內(nèi)所包含的物品的數(shù)目。
(4) 工藝路線
4. 運(yùn)動(dòng)要求和機(jī)構(gòu)選型
根據(jù)已定的功能、應(yīng)用范圍和工藝方法，分析和確定對(duì)執(zhí)行構(gòu)建的要求，進(jìn)而完成機(jī)構(gòu)的選型及其綜合。
機(jī)構(gòu)的選型及其綜合時(shí)應(yīng)考慮的要求和條件主要有：
(1) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(2) 運(yùn)動(dòng)精度
(3) 承載能力與工作速度
(4) 總體布局
(5) 使用要求與工作速度
2.1.3 總體布局
包裝工藝確定后，要考慮怎么實(shí)現(xiàn)這種包裝動(dòng)作。因此，要選擇適合的操作、傳動(dòng)和執(zhí)行元件。這些元件組成若干個(gè)部件，這些部件是怎樣聯(lián)系和形成一個(gè)完整的整體?相互位置怎么去安排?這就是包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)的任務(wù)。包裝機(jī)的傳動(dòng)與控制機(jī)構(gòu)，可以采用機(jī)械式，液壓式，或氣動(dòng)式。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、生產(chǎn)能力、使用者的情況等具體條件以及機(jī)器動(dòng)作的復(fù)雜程度而定。
立式袋裝機(jī)一般包裝速度在50-80袋每分，最高可以達(dá)到80袋每分鐘。要實(shí)現(xiàn)這樣高的包裝速度，而且要保證動(dòng)作的相互協(xié)調(diào)和工作可靠穩(wěn)定，用液壓式或氣動(dòng)式控制機(jī)構(gòu)仍有困難，因?yàn)闅怏w和液體有可以被壓縮，此外油液的粘度較大，當(dāng)高速換向運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性沖擊較大、發(fā)熱較高，液壓還會(huì)因溫度升高而使粘度發(fā)生變化，從而影響動(dòng)作的準(zhǔn)確性，因此一般只用于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)較慢的機(jī)械。目前國(guó)內(nèi)外立式袋裝機(jī)包裝機(jī)中絕大多采用機(jī)械傳動(dòng)形式。因?yàn)橥馆?、連桿機(jī)構(gòu)一旦調(diào)整后就能夠嚴(yán)格保證運(yùn)動(dòng)的可靠性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，并配合當(dāng)今的微機(jī)控制和電子技術(shù)技術(shù)，更進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。
根據(jù)以上分析，本文設(shè)計(jì)的立式袋裝包裝機(jī)的操縱系統(tǒng)采用機(jī)械式控制系統(tǒng)，涉及有:鏈條傳動(dòng)，帶(齒形帶)傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。 布局形式的選定，最主要根據(jù)包裝工藝的特點(diǎn)即決定于包裝的工藝性。布局式要便于包裝，使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，工人操作和維修方便。根據(jù)包裝工藝，粉料包裝機(jī)布局形式宜采用立式布局，這樣便于進(jìn)料、送紙、包裝、封切等。
在設(shè)計(jì)中總體布局的要求: (1)傳動(dòng)系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)潔，在能滿足多功能的基礎(chǔ)上從而保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔; (2)機(jī)械操作，調(diào)整簡(jiǎn)單，易上手，裝拆方便，聯(lián)鎖防護(hù)可靠; (3)操縱手柄的位置要方便操作，同時(shí)要考慮潤(rùn)滑系統(tǒng)等; (4)排料位置也要考慮方便及安全; (5)外形要既美觀又大方，移動(dòng)安裝且方便。
2.1.4 總傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)器的重要組成部分。由傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)各個(gè)執(zhí)行部件并按照工藝要求完成各項(xiàng)動(dòng)作。傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)準(zhǔn)確性，將直接影響機(jī)器的包裝加工質(zhì)量。傳動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性不高是噪音、機(jī)器振動(dòng)的主要來源。傳動(dòng)系統(tǒng)直接影響機(jī)器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，因此傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)系到機(jī)器的性能和結(jié)構(gòu)。
2.2 設(shè)計(jì)包裝機(jī)的一般過程
1. 可行性分析
·可行性分析要弄清和解決以下幾個(gè)問題：
（1）用戶的需求，即要包裝哪些產(chǎn)品，采用哪些包裝材料，要求何種包裝方式，生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)以及對(duì)機(jī)械包裝的各種要求等。
（2）根據(jù)用戶需求，確定包裝機(jī)（包裝自動(dòng)線）的設(shè)計(jì)內(nèi)容和該機(jī)的使用部門，明確它的功能、應(yīng)用范圍和須達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
（3）現(xiàn)有同類型包裝機(jī)（包裝自動(dòng)線）的發(fā)展情況，當(dāng)前技術(shù)水平及今后發(fā)展方向。
（4）構(gòu)思設(shè)計(jì)方案，并從工作原理、技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益三個(gè)方面分析對(duì)比各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)和可行性，從政找出較為合理的方案。
2. 初步設(shè)計(jì)
將設(shè)計(jì)方案具體化，著重抓包裝機(jī)各組成要素的綜合、總體布局、編制工作循環(huán)圖和擬定主要技術(shù)參數(shù)等。
（1）技術(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括個(gè)組成個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件強(qiáng)度與剛度校核、動(dòng)力計(jì)算、繪制設(shè)計(jì)圖樣和編寫技術(shù)文件等。
（2）對(duì)擬定的方案、設(shè)計(jì)圖樣、技術(shù)計(jì)算等進(jìn)行詳細(xì)審核，并對(duì)試制的樣機(jī)進(jìn)行鑒定。特別要注意審查整個(gè)設(shè)計(jì)方案是否合理，各個(gè)具體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是否正確，設(shè)計(jì)是否完整，還須做哪些改進(jìn)。
每個(gè)設(shè)計(jì)階段均有其明確的目的和中心內(nèi)容，相互又有密切聯(lián)系，設(shè)計(jì)中那些需要進(jìn)過反復(fù)修改、校核，才能逐步完善。應(yīng)該注意，定型設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的每個(gè)設(shè)計(jì)階段的重點(diǎn)與難度不完全一樣。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要再劃分若干個(gè)設(shè)計(jì)步驟，以使整個(gè)工作周密而又有秩序地進(jìn)行，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度。
2.3 主要組成結(jié)構(gòu)
2.1 裝配示意圖
輸送滾輪熱封器適合于熱封性復(fù)合包裝材料連續(xù)裝袋時(shí)縱封的封合，它由輸送、封合、折邊等件組成。
輸送、封合是由兩對(duì)滾輪1和3完成的，為了保證它們的輸送速度一致，滾輪3的傳動(dòng)一般經(jīng)由滾輪1傳動(dòng)軸上的鏈輪6，并通過錐形變速器帶動(dòng)鏈輪7進(jìn)行。滾輪1與3之間的距離視包裝材料而有所不同，每對(duì)滾輪之間的壓緊程度也因包裝材料不同而需調(diào)節(jié)拉伸彈簧5的張力使之適當(dāng)。
第一對(duì)滾輪1主要用于引送包裝材料。為了方便地將包裝材料在開始制袋時(shí)引入兩滾輪之間，所有設(shè)有操縱手柄2當(dāng)其往返轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)軸端頭偏心凸輪的作用使兩滾輪可隨意脫開或重新貼合。
第二對(duì)滾輪3除用于繼續(xù)輸送外，主要用于封合包裝材料，因此兩只滾輪內(nèi)裝有加熱器9（350W）。為了便于熱封溫度的自動(dòng)控制，在其中一只滾輪內(nèi)還設(shè)有熱電偶測(cè)溫頭10，電熱電流和測(cè)溫信號(hào)可由設(shè)在機(jī)架下面的滑環(huán)12經(jīng)電刷輸入或輸出；滾輪封合表面包裝材料不同可刻有各種花紋，務(wù)使得到滿意的熱封效果。當(dāng)機(jī)器因故停止或恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電磁鐵4能將兩滾輪自動(dòng)脫開或合上，以免包裝材料過熱燒壞。
當(dāng)包裝材料被第二對(duì)滾輪封合成袋后繼續(xù)輸出經(jīng)過臺(tái)面板8和11上折角處時(shí)，包裝袋的縱向接縫即折向一邊，緊貼于包裝袋底面。
2.4 縱封裝置
縱向熱封裝置用來對(duì)卷狀塑料縱向熱封呈管狀。當(dāng)卷料經(jīng)對(duì)折器14對(duì)折送至兩縱封輥8之間（如點(diǎn)劃線示），由于縱封輥8經(jīng)加熱器線圈8加熱（常熱連續(xù)式），致使塑料封合，見熱縱封過程示意圖。
縱封輥的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)由齒輪11、10、9傳來，在縱封輥的熱封圈柱面上則有網(wǎng)紋，以增加美觀及封口牢度。兩縱封輥之間的壓力可以調(diào)整。當(dāng)擰緊調(diào)節(jié)套筒2時(shí)，壓縮壓簧，使壓縮力增大，然后用調(diào)節(jié)螺母1鎖緊。
縱封輥采用國(guó)產(chǎn)材料。熱封溫度約180℃，有測(cè)溫器12控制其變化范圍。
2.2 縱向熱封示意圖
2.5 主要性能參數(shù)
根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品所加工產(chǎn)品的對(duì)象分析得該包裝機(jī)的主要性能參數(shù)，參考同類型大小的包裝機(jī)型號(hào)，查閱相關(guān)機(jī)械手冊(cè)。
表1-2 主要性能參數(shù)
包裝材料
液體 顆粒狀 膏體
包裝速度（袋/min）
50-80（袋/min）
制袋尺寸/mm
120240(mm)
包裝袋材料
鋁箔、聚乙烯、BOPP
電動(dòng)機(jī)功率
1.1KW
熱封器的功率
350W
電源電壓
380V
外形尺寸
長(zhǎng)*寬*高 550*700*2028
伺服電機(jī)
55SL5A2,8W/220V,2700r/min
主電動(dòng)機(jī)
Y90L-4，1.5kw/380V，1400r/min
3 立式袋裝機(jī)縱封裝置設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算
包裝機(jī)屬于功率較小的機(jī)械，根據(jù)工作條件：室內(nèi)常溫、灰塵較大單向運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)頻率高，電壓為380V的三相交流電源，因此根據(jù)當(dāng)前產(chǎn)品所選用的電動(dòng)機(jī)情況分析選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，主電動(dòng)機(jī)功率為1.1kw，參考同類大小的包裝機(jī)型號(hào)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，同步轉(zhuǎn)速等涉及其性能和造價(jià)，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)，確定用Y系列電動(dòng)機(jī)（摘自JB/T8680.1-1988）全封閉型自扇冷鼠籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)，如下表。
表3-1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)
型號(hào)
額定功率
額定電流
同步轉(zhuǎn)速
實(shí)際轉(zhuǎn)速
效率
重量
Y90L-4
1.5kw
3.65A
1500r/min
1400r/min
0.78
22Kg
3.2 鏈傳動(dòng)
3.2.1 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)
鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，它由鏈條和鏈輪(大鏈輪和小鏈輪)組成，通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，鏈傳動(dòng)在機(jī)械制造中廣泛應(yīng)用。
與摩擦型的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)有自身的優(yōu)點(diǎn)，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，提高了傳動(dòng)效率較高，又因鏈條不需要像帶那樣張的很緊，所以作用在軸上的徑向壓力比較小，鏈條采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊，同時(shí)鏈傳動(dòng)能夠在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。 與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求相對(duì)較低，成本也相對(duì)低，在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)相對(duì)輕便的多。 鏈傳動(dòng)也有自身的缺點(diǎn)：只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，磨損后容易發(fā)生跳齒，工作時(shí)會(huì)有噪聲，同時(shí)不易用在載荷變化很大，高速和急速反向的傳動(dòng)中。
3.2.2 鏈傳動(dòng)的主要設(shè)計(jì)任務(wù)
確定鏈條型號(hào)，鏈節(jié)數(shù)以及排數(shù)，鏈輪齒數(shù)和鏈輪的結(jié)構(gòu)，材料和幾何尺寸，鏈傳動(dòng)的中心距,壓軸力，潤(rùn)滑方式和張緊裝置等。
3.2.3 鏈傳動(dòng)的張緊
鏈傳動(dòng)的張緊的目的，主要是為了避免在鏈條的松邊垂度過大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的震動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角，減少打滑現(xiàn)象。當(dāng)中心線與水平線的夾角大于60°時(shí)，通常設(shè)有張緊裝置，為了減少打滑現(xiàn)象。張緊的方法很多，中心距不可調(diào)時(shí)，設(shè)張緊輪。張緊輪可以是鏈輪，也可以是滾輪，張緊輪的直徑應(yīng)與小鏈輪的直徑相近，張緊輪有自動(dòng)張緊和定期張緊。
3.2.4 鏈傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)
3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
1.各軸中心距的確定
機(jī)軸—中心軸
（1）取小鏈輪齒數(shù)=20，
（2）修訂算功率
KW
式中工況系數(shù)
（3）確定鏈型規(guī)格，鏈節(jié)距
根據(jù)計(jì)算的功率和小鏈輪的轉(zhuǎn)速r/min，08-A-1-42-GB/T 1243-1997，鏈條節(jié)距mm
（4）初定中心距
mm
mm
取mm
（5）確定鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)
鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)
mm
mm
實(shí)際鏈條節(jié)數(shù)X=48mm
mm
（6）最大中心距
mm
為了保證傳動(dòng)松邊一定的下垂度，實(shí)際中心距比計(jì)算值小約mm，故實(shí)際中心距mm。
（7）鏈速
m/s
（8）有效圓周力
N
（9） 作用在軸上的拉力
N
(10) 潤(rùn)滑方式的選定
根據(jù)鏈號(hào)08-A和鏈條速度0.845，選用潤(rùn)滑方式為用油壺或有刷定期人工潤(rùn)滑。
2.鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸：
3.2 鏈輪尺寸示意圖
，節(jié)距mm,mm
分度圓直徑
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
齒寬
齒側(cè)倒角
齒側(cè)半徑
齒轂厚度
輪轂長(zhǎng)度
輪轂直徑
排距
3.3 錐齒輪設(shè)計(jì)及計(jì)算
3.3.1 錐齒輪計(jì)算
選用直齒錐形齒輪,取錐齒輪傳動(dòng)效率0.95, 小錐齒輪傳動(dòng)功率為=1.016 kw,轉(zhuǎn)速=60r/min.傳動(dòng)比=2
1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
（1）選擇齒輪材料
齒輪用45調(diào)質(zhì),齒面硬度240HBS, 根據(jù)齒面硬度中值,按參考資料[2]圖10-21d中MQ線查得齒輪
（2)選定齒輪精度等級(jí)
根據(jù)工作情況,選用8級(jí)精度
2. 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪分度直徑
d≥2.92 (3.1)
小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T
N·m
齒數(shù)比
=
(3) 載荷系數(shù)
根據(jù)載荷情況,齒輪精度和1齒輪結(jié)構(gòu)位置取K=1.5
(4) 許用應(yīng)力
=0.9=0.9600=540MPa
(5）計(jì)算小齒輪分度圓直徑
≥
3.3.2 計(jì)算主要尺寸與參數(shù)
(1) 選定小齒輪齒數(shù)
由參考資料[2]圖17-18,并根據(jù)小齒輪直徑,齒面硬度選定=20,則
45
(2) 確定模數(shù)m
==
取標(biāo)準(zhǔn)值
（3) 計(jì)算分度圓直徑,
（4) 計(jì)算分錐角,
=arctan()=arctan()=26.6°
（5）計(jì)算錐距R
R=
（6）計(jì)算輪齒寬度b
取=0.33
b=R=560.33=18.4
取b=
(7) 計(jì)算齒頂圓直徑,
(8) 計(jì)算平均圓周速度
=
3.4 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
凸輪機(jī)構(gòu)通常由凸輪、推桿、機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成。其特點(diǎn)是凸輪具有曲線工作表面，利用不同的凸輪輪廓曲線可使推桿實(shí)現(xiàn)各種預(yù)定規(guī)律，并且簡(jiǎn)單緊湊。根據(jù)裝置要求，為了方便地將包裝材料在開始制袋時(shí)由于轉(zhuǎn)軸端頭偏心凸輪的作用使兩個(gè)滾輪可以隨意脫開或重新貼合，需要凸輪有機(jī)回特性。故采用偏置擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，這種推桿由于滾子與凸輪輪廓之間為滾動(dòng)摩損比較小。且凸輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律為等速與運(yùn)動(dòng)規(guī)律有利于與裝置其他部件協(xié)調(diào)。為不產(chǎn)生過大沖擊，凸輪的運(yùn)動(dòng)采用運(yùn)動(dòng)曲線。
3.3 凸輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1.凸輪設(shè)計(jì)主要參數(shù)
由《機(jī)械原理》（第七版）可知，基圓半徑r應(yīng)符合：
r≥ (3.2)
凸輪的基圓半徑為r≥43.56mm ,取r為50mm
從動(dòng)件擺角 8.35度
滾子半徑Rr:14mm
基圓半徑Rb:555mm
遠(yuǎn)休止角β:70°
回程運(yùn)動(dòng)角β2:105°
中心距L:245mm
推程運(yùn)動(dòng)角β1:108°
擺動(dòng)滾子從動(dòng)件凸輪設(shè)計(jì)計(jì)算公式
(3.3)
凸輪理論輪廓：
直角坐標(biāo)：
(3.4)
同向型以負(fù)值代入極坐標(biāo)：
(3.5)
曲率半徑：
同向型以負(fù)值代入，回程等也以負(fù)值代入。
壓力角
(3.6)
2.凸輪工作輪廓：
(1) 直角坐標(biāo)：
求的坐標(biāo)時(shí)用下方符號(hào)。
(2) 極坐標(biāo)：
(3.7)
3. 曲率半徑：（外包絡(luò)時(shí)正號(hào)，內(nèi)包絡(luò)時(shí)用負(fù)號(hào)）
表3-4 凸輪設(shè)計(jì)計(jì)算值列表
轉(zhuǎn)角
壓力角
工作
輪廓
工作
輪廓
工作
輪廓
工作
輪廓
位移
速度
加速度
0
-13.815
-31.717
20.211
50.047
-17.246
0
0
0
5
-14.644
-32.984
16.327
50.055
-22.247
0.005
-0.186
4.235
10
-16.968
-34.219
12.251
50.157
-27.245
0.043
-0.729
8.114
15
-20.375
-35.448
7.984
50.462
-32.233
0.142
-1.582
11.31
20
-24.3
-36.69
3.498
51.063
-37.202
0.326
-2.675
13.55
25
-28.122
-37.933
-1.25
52.031
-42.143
0.613
-3.916
14.66
30
-31.354
-39.136
-6.305
53.411
-47.046
1.011
-5.199
14.54
35
-33.697
-40.229
-11.698
55.211
-51.902
1.518
-6.418
13.19
40
-35.028
-41.12
-17.436
57.406
-56.71
2.126
-7.47
10.74
45
-35.335
-41.709
-23.494
59.937
-61.472
2.815
-8.266
7.383
50
-34.666
-41.891
-29.808
62.711
-66.197
3.559
-8.74
3.405
55
-33.093
-41.573
-36.278
65.617
-70.897
4.33
-8.852
-0.85
60
-30.703
-40.685
-42.777
68.562
-75.588
5.093
-8.592
-5.05
65
-27.605
-39.189
-49.151
71.313
-80.286
5.819
-7.983
-8.81
70
-23.941
-37.076
-55.238
73.863
-85.007
6.478
-7.075
-11.84
75
-19.901
-34.365
-60.877
76.081
-89.762
7.047
-5.945
-13.8
80
--15.721
-31.084
-65.921
77.902
-94.561
7.512
-4.687
-14.7
85
-11.671
-27.624
-70.25
79.298
-99.407
7.865
-3.408
-14.3
90
-8.027
-22.934
-73.786
80.275
-104.301
8.109
-2.215
-12.8
95
-5.093
-18.129
-76.491
80.874
-109.237
8.257
-1.208
-10.1
100
-2.905
-12.89
-78.378
81.171
-144.207
8.328
-0.471
-6.627
105
-1.756
-7.269
-79.502
81.265
-119.198
8.349
0
0
續(xù)表3-4
轉(zhuǎn)角
壓力角
工作
輪廓
工作
輪廓
工作
輪廓
工作
輪廓
位移
速度
加速度
110
-1.569
-1.338
-79.943
81.268
-124.198
8.349
0
0
115
-1.569
4.652
-79.774
81.265
-129.198
8.349
0
0
120
-1.569
10.606
-78.999
81.265
-134.198
8.349
0
0
125
-1.569
16.479
-77.622
81.265
-139.198
8.349
0
0
130
-1.569
22.228
-75.655
81.265
-144.198
8.349
0
0
135
-1.569
27.807
-73.111
81.265
-144.198
8.349
0
0
140
-1.569
33.174
-70.012
81.265
-154.198
8.349
0
0
145
-1.569
38.289
-66.379
81.265
-159.198
8.349
0
0
150
-1.569
43.133
-62.241
81.265
-164.198
8.349
0
0
155
-1.569
47.608
-57.63
81.265
-169.198
8.349
0
0
160
-1.569
51.741
-52.58
81.265
-174.198
8.349
0
0
165
-1.569
55.48
-47.13
81.265
-179.198
8.349
0
0
170
-1.569
58.797
-41.321
81.265
-184.198
8.349
0
0
175
-1.569
61.667
-35.197
81.265
-189.198
8.349
0
0
180
-1.569
64.067
-28.806
81.265
-194.198
8.349
0
0
3.5 縱封器的結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)
3.5.1 結(jié)構(gòu)原理
3.4 縱封器結(jié)構(gòu)原理示意圖
縱封器的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示，圖中：1為復(fù)合薄膜；2為輸送輥；3為縫合輥；4為縫縫。兩個(gè)作相向純滾動(dòng)的輸送輥將復(fù)合薄膜紙勻速平穩(wěn)地輸送給兩個(gè)作等速相向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的兩封合輥。封合輥芯部裝有電熱環(huán)，它發(fā)出的熱量通過軸射傳給封輥體。當(dāng)兩片塑料薄膜通過兩封合輥熱合接觸時(shí)被滾壓互相粘合而成一道密合的縱封，完成包裝袋縱向封合。
3.5.2 縱封輥的設(shè)計(jì)
連續(xù)回轉(zhuǎn)的輥式縱封器如圖所示,由縱封輥、加熱器、加熱線圈、固定與可調(diào)軸承等組成。
3.5 縱封輥示意圖
縱封輥的輥面寬為5~10毫米,輥面上開有直紋、斜紋或網(wǎng)紋等花紋,以適應(yīng)各種薄膜封合的需要,縱封輥采用的材料有銅鋼,40Cr鋼及金屬塑料等,縱封輥半徑由下式求算。
(3.8)
式中：
由上式看出,縱封輥半徑R與生產(chǎn)率Q和縱封輥角速度及袋長(zhǎng)L有關(guān)。正常生產(chǎn)中R及L不變,則生產(chǎn)率的變化由縱封輥角速度起作用,要提高生產(chǎn)率就得加大縱封輥角速度；在一定的封輥半徑及生產(chǎn)率Q情況下,袋長(zhǎng)L與角速度成正比,這類制袋式包裝機(jī)一般能進(jìn)行多規(guī)格生產(chǎn),若袋長(zhǎng)改變時(shí),相應(yīng)的變換縱封輥輸出角速度,而不去改變縱封輥的半徑,生產(chǎn)中用搭配齒輪的辦法變更由分配軸輸出到縱封輥的角速度,此種改變袋長(zhǎng)規(guī)格的調(diào)節(jié)為粗調(diào)節(jié)。
即然縱封器又起輸送包裝材料的作用,包裝材料是按光電色標(biāo)位置分切的,分切正確與否,由光電發(fā)訊使縱封器在連續(xù)回轉(zhuǎn)中作微量的角速度變化來達(dá)到的,即亦是微量改變袋長(zhǎng)Ｌ,所以與前述相比,角速度改變?yōu)槲⒄{(diào)節(jié)。
（1）包裝要求
包裝速度：50-80（袋/min）
包裝尺寸（b1）：120240（mm）
70140 (mm)
（2）包裝線速度
（3）縱封輥的直徑
縱封輥轉(zhuǎn)動(dòng)線速度=包裝袋移動(dòng)速度
取縱封輥的直徑
（4）輥的轉(zhuǎn)速
（5）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
縱封輥所需有效功率上限p=0.75kw
傳動(dòng)裝置總效率：
(3.9)
減速器（一級(jí)）傳動(dòng)效率：
聯(lián)軸器效率：
齒輪嚙合效率： （齒輪精度為8級(jí)）
滾動(dòng)軸承效率：
縱封輥效率：
則傳動(dòng)總效率：
所需電動(dòng)機(jī)功率：
選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，Y801-4，額定功率，轉(zhuǎn)速r/m
1.縱封輥 2.加熱線圈 3.軸承
3.6 輥式縱封器 3.7 伺服電機(jī)控制
縱封輥所以能根據(jù)光電信號(hào)忽快、忽慢改變角速度,它由一套齒輪差動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的,常用圓柱式和圓錐式兩種齒輪差動(dòng)機(jī)構(gòu)。
由伺服電動(dòng)機(jī)控制示意圖。設(shè)由分配軸通過齒輪傳入差動(dòng)機(jī)構(gòu)的角速度為,與軸固聯(lián)的太陽(yáng)輪齒數(shù)為,三個(gè)行星齒輪的齒輪數(shù)為,與行星齒輪內(nèi)嚙合的內(nèi)齒輪齒數(shù),內(nèi)齒輪又能被蝸輪所帶動(dòng)作正反轉(zhuǎn)動(dòng),蝸桿受伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),蝸桿頭數(shù)為,角速度為與內(nèi)齒輪固聯(lián)的蝸輪的齒數(shù)為,蝸輪角速度,與三只行星輪軸相固聯(lián)的輸出輪對(duì)外輸出角速度為。
由行星輪傳動(dòng)關(guān)系：