顆粒藥品包裝機

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1、吉林大學本科畢業(yè)設計說明書中文摘要題目顆粒藥品包裝機設計顆粒藥品包裝機是具備包裝過程中的成型， 充填，封口等功能的多功 能包裝機。本包裝機采用臥式直線型布局機構，可實現(xiàn)薄膜成型，量杯充 填，三邊熱封等功能，用于對顆粒藥品的包裝。該機器主要由充填裝置， 傳動系統(tǒng)，橫封和縱封裝置，成型器，薄膜牽拉供送機構等部件組成。本 次設計的包裝機為三邊封形式的臥式成型-充填-封口包裝機，選用三角板成型器，機械無級調速裝置，可調容積量杯充填裝置，間歇牽拉和帶寬 調整機構，橫、縱封與切斷機構等，以實現(xiàn)包裝機的包裝參數(shù)要求。關鍵詞：包裝機，充填裝置，熱封，成型器，無級調速，間歇牽拉5外文摘要Title Design

2、 of particulate medicine packing machineAbstractIn packaging process. Particulate medicine packing machine is a type of multifunction packaging machine which can do forming, filling, sealing. This mach ine is a horiz on tal lin ear type packag ing mach ine, which used in particulate medic ine pack i

3、n g, it has functions of film-form ing, measuri ng cup filling, three edge heat-sealing. The major structures of this machine are filling device, transmission system, sealing device, former, film traction and transmition device. This design is three edge sealing type form-fill-seal particulate medic

4、i ne pack ing mach ine, we use deltoid plate former, mach inery stepless speed regulating device, adjustable volume mearsuring cup filling device, intermittent traction device, film width control device, traverse and Iongitudinal sealing mechanism, cutting off mechanism to satisfy the requireme nt o

5、f pack ing parameters.KeywordsPacking Machine, Filling Devices, Heat sealing, Former,Stepless speed regulati on, In termitte nt tractio n目 錄1 引言 42 包裝機械概述 52.1包裝機械的定義 52.2包裝機械的分類 52.3包裝機械的特點 82.4袋成型-充填-封口機簡介 83 包裝機總體方案設計 93.1包裝機的功能要求 93.2工藝分析 93.3確定主要執(zhí)行構件 93.4設計主傳動路線 163.5設計總體布局 174 主要機構設計與計算 184.1三

6、角板成型器設計 184.2蝸輪減速器設計 224.3直齒圓柱齒輪設計 264.4直齒錐齒輪設計 294.5 V帶設計 324.6同步帶設計334.7橫、縱封尺寸計算 35畢業(yè)設計總結 37致謝 38參考文獻 391引言包裝工業(yè)是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一， 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，其在國民經(jīng)濟 中所占比重和作用越來越大。世界各國經(jīng)濟發(fā)展歷程證明了這一點。 包裝 機械是使產(chǎn)品包裝實現(xiàn)機械化、自動化的根本保證，因此包裝機械在現(xiàn)代 工業(yè)生產(chǎn)中起著相當重要的作用。 能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率。如啤酒灌裝機的生產(chǎn)宰可高達36000瓶 /小時，這是手工灌裝無法比擬的。又如蛋形巧克力的包裝，用手工包裝 每人每班可包裝20k

7、g，而用機械包裝，每入每班可包裝 250kg以上。 降低勞動強度，改善勞動條件。如手工包裝糖果，一個工人8小時要 重復動作80000多次；再如人工袋裝化肥，粉塵飛揚污染環(huán)境等等。如果 廣泛地采用包裝機械代替手工包裝，不但能將包裝工人從繁重的體力勞動 中解放出來，而且還大大地改善了工人的勞動條件。 保護環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本。手工包裝液體產(chǎn)品時，易造 成產(chǎn)品外濺；包裝粉狀產(chǎn)品時，往往造成粉塵飛揚，既污染了環(huán)境，又浪 費了原材料。采用機械包裝能防止產(chǎn)品的散失，既保護了環(huán)境，又節(jié)約了 原材料。 有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品包裝質量，增強市場銷售的競爭 力。有些產(chǎn)品的衛(wèi)生要求很嚴格，如藥品

8、、食品等。采用機械包裝避免了人手和藥品、食品的直接接觸，減少了對產(chǎn)品的污染。同時由于機械包 裝速度快，食品、藥品在空氣中停留時間短，從而減少了污染機會，有利 于食品和藥品的保潔。另外，由于包裝機械的計量精度高，產(chǎn)品包裝的外形美觀、整齊、統(tǒng) 一、封口嚴密，從而提高了產(chǎn)品包裝的質量，提高了產(chǎn)品銷售的競爭力， 可獲得較高的經(jīng)濟效益。 延長產(chǎn)品的保質期，方便產(chǎn)品的流通。采用真空、換氣、無菌等包裝 機，可使食品和飲料等的流通范圍更加廣泛延長食品的保質期。 可減少包裝場地面積，節(jié)約基建投資。當產(chǎn)品采用手工包裝時，由于 包裝工人多，工序不緊湊，所以包裝作業(yè)占地面積大，基建投資多。而采 用機械包裝，產(chǎn)品和包裝

9、材料的供給是比較集中的， 各包裝工序安排比較 緊湊，因而減少了包裝的占地面積，可以節(jié)約基建投資。改革開放以來，隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展。商品流通的增加，物質的不斷 豐富，生活水平的提高，人們在追求商品內在質量提高的同時，對商品包 裝的要求也在不斷提高，包裝工業(yè)隨之迅速發(fā)展，在我國國民生產(chǎn)總值中 已占到2%以上，與經(jīng)濟發(fā)達國家的差距正逐步縮小。我國包裝工業(yè)雖然發(fā)展很快，成就很大，但與發(fā)達國家相比，無論 在產(chǎn)品品種、技術水平和產(chǎn)品質量方面都有很大差距。 發(fā)達國家已將微機 控制、激光技術、人工智能、光導纖維、圖像傳感、工業(yè)機器人等高新技 術成熟的應用于包裝機械，而這些高新技術在我國包裝機械行業(yè)才剛剛開 始

10、采用；我國的包裝機械產(chǎn)品品種缺口約 30% 40%，包裝機械產(chǎn)品的 性能、外觀質量有一定差距。因此我們必須采取強有力的措施進一步加 快包裝機械行業(yè)的發(fā)展速度，為早日趕上世界先進水平而奮斗！2. 包裝機械概述2.1包裝機械的定義包裝機械即完成全部或部分包裝過程的一類機器。包裝過程包括充填、 裹包、封口等主要包裝工序，以及與其相關的前后工序，如清洗、干燥、 殺菌、堆碼、拆卸等，也包括打印、貼標、計量等輔助工序。2.2包裝機械的分類包裝機械的分類方法很多，廣義地講整個包裝工業(yè)所用的機械設備都 屬于包裝機械的范疇。它可分為兩大類：(1)用于加工包裝材料的機械；(2)用于完成包裝過程的機械。國內外在研究

11、包裝機械術語和分類時， 吉林大學本科畢業(yè)設計說明書通常將其限定在“完成包裝過程的機械”的范圍之內。我國國家標準 GB412283包裝通用術語中對包裝機械所下定義是：“完成全部或部 分包裝過程的機器。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要包裝工序，以 及與其相關的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。此外，還包括蓋印、計 量等附屬設備?！卑b機械按其功能的不同，可分為： 裹包機用撓性包裝材料全部或局部裹包產(chǎn)品的機器稱為裹包機。按裹包方式 的不同，裹包機分為：半裹式裹包機，全裹式裹包機，纏繞式裹包機，拉伸裹包機，貼體包 裝機，收縮包裝機。 充填機將產(chǎn)品按預定量充填到包裝容器內的機器稱為充填機。充填液體產(chǎn)品的

12、充填機特稱為灌裝機。按計量原理與充填方法的不同，充填機分為：容積式充填機（量杯式充填機、計量泵式充填機、螺桿式充填機、插 管式充填機、料位式充填機、定時式充填機），稱重式充填機（間歇稱重 式充填機、連續(xù)稱重式充填機、稱重-離心等分式充填機），計數(shù)式充填機 （單件計數(shù)式充填機、多件計數(shù)式充填機），灌裝機（負壓灌裝機、常壓 灌裝機、等壓灌裝機），重力式充填機，推入式充填機，拾放式式充填機 封口機將容器的開口部分封閉起來的機器稱為封口機。按封口方法的不同， 封口機分為：無封口材料的封口機（熱壓式封口機、熔焊式封口機、壓紋式封口機、 折疊式封口機、插合式封口機），有封口材料的封口機（滾壓式封口機、 卷

13、邊式封口機、壓力式封口機、旋合式封口機），有輔助封口材料的封口 機（結扎封口機、膠帶封口機、粘結封口機、縫合封口機、釘合機） （固定）標簽機在產(chǎn)品或包裝件上加貼或掛插標簽的機器稱為標簽機。按固定標簽方法的不同，標簽 機分為：貼標簽機、收縮標簽機、掛標簽機、訂標簽機、插放標簽機 多功能包裝機能完成兩個或兩個以上包裝工序的機器稱為多功能包裝機。 常以其所 能完成的包裝工序聯(lián)合命名，但也有以其主要功能命名的。多功能包裝機 發(fā)展很快，種類日趨增多，主要有：充填-封口機，成型-充填-封口機（箱（盒）成型-充填-封口機、袋成 型-充填-封口機、沖壓成型-充填-封口機、泡罩包裝機、熔融成型 -充填- 封口機

14、），定型-充填-封口機（開箱（盒）-充填-封口機、開袋-充填-封口 機、開瓶-充填-封口機），真空包裝機，充氣包裝機，裹包-貼標機 清洗、干燥、殺菌用機器a清洗機清洗包裝材料、包裝件等，使其達到預期清潔度的機器稱為清洗機。b干燥機減少包裝材料、包裝件等的水分，使其達到預期干燥程度的機器稱為 干燥機。c殺菌機清除或殺死包裝材料、產(chǎn)品或包裝件等上的微生物，使其降低到允許 范圍內的機器稱為殺菌機。 單元貨載用集裝和拆卸機將若干個產(chǎn)品或包裝件集合包裝而形成一個搬運或銷售單元的機器 稱為集裝機。有的集裝機的工作原理與前述第一至第五部分中所述的包裝 機的工作原理是相同的，此外還有：捆扎機，捆結機，壓縮打包

15、機，堆碼 機。將集裝件拆開，并將其中產(chǎn)品取出，卸下和分離的機器稱為拆卸機。 有的機器兼有集裝和拆卸的功能。 輔助包裝機械和設備凡是完成對產(chǎn)品、包裝材料、包裝件有關作用，而又不能編入上述第 一至第七部分的包裝機械和設備都歸屬于此類。包括：a輔助手工包裝用機械和設備，如手動封箱器、手動捆扎器等。b排列、輸送或存儲產(chǎn)品、包裝材料及包裝件用機械和設備，如輸送 裝置、堆碼臺等。c加工處理產(chǎn)品、包裝材料及包裝件用機械和設備，如計量機、開箱 機、涂膠器等。d對產(chǎn)品、包裝材料及包裝件作打印、檢驗、試驗的機械和設備，如 打印裝置、物重選別機等。e處理包裝廢物用機械和設備，如破碎機、分選機等。f環(huán)境調節(jié)用機械和設

16、備。此外，還有兩種常用的分類方法：按機器自動化程度的不同，將其分為半自動包裝機和自動包裝機。 由 人工供給被包裝物品、包裝材料或由人工取出包裝成品， 但能自動完成其 他包裝操作的機器，稱為半自動包裝機。全部自動完成供料、包裝和成品 輸出的機器，稱為自動包裝機。按機器應用范圍的不同，將其分為專用、多用和通用包裝機。用于包 裝某種特定形狀尺寸及重量規(guī)格的產(chǎn)品的機器，稱為專用包裝機。能包裝 規(guī)定范圍內任意形狀尺寸及重量規(guī)格的產(chǎn)品的機器， 稱為通用包裝機。通 過調整或更換有關工作部件，能包裝兩種或兩種以上產(chǎn)品的機器， 則稱為 多用包裝機。2.3包裝機械的特點包裝機多屬于自動機。它既具有一般自動機的共性

17、，也具有其自身的 特性。包裝機械的主要特點是； 大多數(shù)包裝機械結構復雜，運動速度快， 動作精度高。為滿足性能 要求，對零部件的剛度和表面質量等都有較高的要求。 用于食品和藥品的包裝機要便于清洗，與食品和藥品接觸的部位要 用不銹鋼或經(jīng)化學處理的無毒材料制成。 進行包裝作業(yè)時的工藝力一般都較小， 所以包裝機的電動機功率較 小。 包裝機一般都采用無級變速裝置，以便靈活調整包裝速度、調節(jié)包 裝機的生產(chǎn)能力。因為影響包裝質量的因素很多，諸如包裝機的工作狀態(tài)（機構的運動狀態(tài)，工作環(huán)境的溫度、濕度等）、包裝材料和包裝物的質量 等等。所以，為便于機器的調整，滿足質量和生產(chǎn)能力的需要，往往把包 裝機設計成無級可

18、調的，即采用無級變速裝置，某些零件還設計成可以調 整的。 包裝機械是特殊類型的專業(yè)機械，種類繁多，生產(chǎn)數(shù)量有限。為 便于制造和維修，減少設備投資，在各種包裝機的設計中應注意通用性及 多功能性。2.4袋成型一充填一封口機簡介將撓性包裝材料形成袋，然后進行充填和封口的機器稱為袋成型一充 填一封口機。撓性材料包括紙、鋁箔、塑料薄膜及其復合材料等，因其具有良好的 保護物品的性能，并且來源豐富、價格低廉，又易于印刷、制袋等，因此， 廣泛應用于袋成型一充填一封口機。用塑料薄膜及其復合材料制成的包裝袋形式較多，袋形及其大小主要 取決于被充填物料的性質、容量、包裝材料的性能、制袋封口方法及使用 要求等。下列為

19、一些常見的基本袋形：四邊封口袋、三邊封口袋、兩邊封口袋、搭接或對接三面封口枕形袋、 三邊封口棱錐型袋、三邊封口自立袋、三邊封口叉形袋、三邊封口長方形 底袋袋形的多樣化，決定了袋成型一充填一封口機機型的繁多。根據(jù)包裝 工藝路線、運動形式及總體布局的不同，主要機型分類如下表所列：袋成型一充填一封口機:立式:連續(xù)運動間歇運動型連續(xù)型連續(xù)運動間歇運動我選擇臥式直移型間歇運動方案3. 包裝機總體方案設計3.1包裝機的功能要求包裝機要求的功能參數(shù)： 制袋尺寸：長50100mm,寬4590mm 制袋形式：三邊封 計量范圍：最大100ml 計量方法：量杯充填式 包裝速度：5070袋/min3.2工藝分析確定包

20、裝程序，工藝線路3.2.1包裝程序先將薄膜通過成型器折疊，再進行兩邊縱封，然后向其中填料，再用 橫圭寸圭寸合最后一邊，最后用切刀切斷。3.2.2工藝路線考慮包裝過程及功能要求，選用臥式直線型工藝路線。3.3確定主要執(zhí)行構件3.3.1包裝材料供送系統(tǒng)為使機器結構合理，更換包裝薄膜方便，將卷筒架設置在成型器的下 方，并通過兩根導輥引入成型器。采用間歇式牽拉機構對薄膜進行牽引，牽引機構設置在橫封機構和切 9吉林大學本科畢業(yè)設計說明書斷機構之間，以方便夾持熱封過的袋邊。為實現(xiàn)間歇式牽拉和袋寬調整，采用超越離合器作為裝置主要構件。 下圖所示為間歇牽引及袋寬調整裝置示意圖。 凸輪帶動擺桿使單向超越離 合器

21、轉動一定角度，升程時，離合器外圈帶動離合器軸旋轉，實現(xiàn)牽拉過 程；回程時，離合器外圈與軸脫開空轉，此過程軸停轉，牽拉停止，以實 現(xiàn)間歇運動。凸輪每轉一圈，離合器所轉過的角度。通過調節(jié)調整螺桿1限制單向超越離合器5的擺角大小，便可得到所需袋長。間歇牽引及袋寬調整裝置示意圖1-調整螺桿2-鎖緊螺母3-支架4-軸5-單向超越離合器6-凸輪7-拉簧由于袋長取決于牽拉輥的線速度，所以在單向超越離合器和牽拉輥之 間使用較為精確的同步帶傳動方式。3.3.2物料充填系統(tǒng)本機器要求使用量杯式充填機構，因為袋寬、袋長均可變，則容積也 要相應可變，且限制了計量范圍為最大 100ml。為實現(xiàn)上述功能要求，故 采用可調

22、容量式量杯充填器。如下圖所示：可調容量式充填機1-護圈2-上量杯 3-可調下量杯4-軸5-拉簧6-下料斗7-物料托盤8-凸輪9-可調套筒10-頂緊螺釘可調容量式充填機是采用可隨產(chǎn)品容量變化而自動調節(jié)容積的量杯 量取產(chǎn)品，并將其充填到包裝容器內的機器?？烧{容量式充填機如上圖所示：量杯由上、 下兩部分組成。通過調節(jié) 機構可以改變上、下量杯的相對位置，實現(xiàn)容積微調。微調可以自動進行， 也可以手動進行。為使機構簡單，選用手動微調機構。即通過上下旋可調 套筒9,以實現(xiàn)下量杯的位置。物料托盤7在凸輪8轉動到一定位置時，托盤傾斜一定角度，將量杯 內物料放出。設計量杯數(shù)為四組，按下圖分布：則轉軸旋轉1/4周，

23、完成一次下料，轉速為主軸的四分之一。 333包裝方式與封口方法米用三邊圭寸方式塑料袋的加熱封口方法，大體上分為接觸式和非接觸式兩大類。 接觸 式應用最廣，其封合的實質就是利用塑料薄膜本身所具有的熱熔性和熱塑 性，使其封口部位受熱、受壓而相互粘合在一起。主要有下列幾種熱封方 法：接觸式熱封方法：熱板加壓封合、熱輥加壓封合、環(huán)帶熱壓封合、預 熱壓紋封合、脈沖加壓封合、熱刀（或電熱細絲）加壓熔斷封合、高頻加 壓封合非接觸式熱封方法：熱板熔焊封合、超聲波熔焊封合、電磁感應熔焊 封合、紅外線熔焊封合由于本包裝機在包裝材料和包裝精度方面都沒有特殊要求，考慮經(jīng)濟 性及為使結構簡單化，故橫、縱封采用熱板加壓封

24、合，切斷部分使用熱刀 熔斷。其工藝過程如下：熱板加壓封合如下圖所示，當熱板1被加熱到預定的溫度后，將要封合的塑料薄膜 3緊壓在工作臺5上的耐熱橡膠墊4和熱板1之間，使其封合。這是熱封 裝置中原理與構造最為何單的一種，封合速度較快，可恒溫控制。熱板加壓封合1-熱板2-封縫 3-薄膜 4耐熱橡膠墊5-工作臺熱刀加壓熔斷：熱刀與薄膜接觸，使其熔斷，同時得到封口和分離的方法，雖然封口 強度不好，但由于上步已經(jīng)封口，只需熔斷分離即可，所以適合使用。橫、縱封與切刀都采用凸輪來實現(xiàn)工作過程，即凸輪轉動一周，實現(xiàn) 一個動作循環(huán)。以縱封為例，具體結構如下圖所示：哺 第 rf屯縱圭寸結構示意圖1-凸輪 2-滾子

25、3-導桿 4-拉簧5-縱封熱板6-縱封固定端7-彈簧 凸輪1通過滾子2和導桿3推動縱封熱板5向前移動，進行封合；拉 簧4起回位作用，彈簧7起緩沖作用。凸輪轉動一周實現(xiàn)一個工作循環(huán)。 由于切斷過程安排在縱封之后，即切刀切斷時要正好處在縱封過的封 縫上。本包裝機要求袋寬可變，則封縫的位置也會有相應變化，需要切刀 在水平方向可以調整，以實現(xiàn)對刀，設計此部分結構如下圖所示：切刀調整裝置示意圖1-導桿2-切刀3-切刀架4-可調螺桿將切刀2通過螺紋旋在螺桿4上，這樣旋轉螺桿4時，切刀通過螺紋 實現(xiàn)左右移動，在螺桿一端的手輪上標上刻度即可實現(xiàn)微調對刀。3.3.4開袋吸嘴裝置因為開袋吸嘴需要同時從包裝薄膜的兩

26、側進行壓緊和拉開動作，因為傳動系統(tǒng)最好都布置在包裝材料的一側，所以擬采用一個凸輪同時控制一 對吸嘴。設計為下圖所示結構：開袋吸嘴裝置示意圖1-凸輪 2-氣囊3-導氣管4-吸嘴導管5-開袋吸嘴6-彈簧將凸輪設計成如圖的橢圓狀，則轉動時，由小徑向大徑變化時為升程， 大徑向小徑變化時為回程，升程時由凸輪1通過導桿4推動吸嘴5向中間 壓緊，氣囊2被松開，吸入氣體即吸住薄膜；回程時由彈簧 6使吸嘴5項 兩邊分開，氣囊2被壓緊，放出氣體即吹開薄膜。上述循環(huán)完成一次開袋 過程。由于橫、縱封及切刀都是凸輪轉動一周開合一次， 而開袋吸嘴是凸輪 轉動一周開合兩次。如果橫、縱封及切刀部置在主軸上，要使吸嘴開合頻 率

27、與它們一致，就要使吸嘴凸輪軸的轉速為主軸轉速的1/2,擬用一對傳動比為1： 2的齒輪來實現(xiàn)。3.3.5無極調速裝置本機采用機械式無級調速裝置，根據(jù)實際需要包裝速度可以在50-70袋/min范圍內任意調節(jié)，下圖為所示的無級調速裝置示意圖。 通過旋鈕的 順，逆轉動帶動可動錐盤上下移動，即可實現(xiàn)速度的增減，達到無級調速 的目的。機械無級調速機構的類型很多，但多數(shù)是利用摩擦傳動機構實現(xiàn) 的，由于其結構簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，使用維修方便，效率高，所以 在各類機械中得到了廣泛的應用。 但由于摩擦副元件的彈性滑動，存在速 度損失，所以不能用于要求調速精度高的場合。該設計采用寬V帶式機械無級調速裝置，其傳動

28、比范圍為 2-4。無極調速裝置結構圖1-螺母2-V形帶3-鍵4-彈性定位套 5-分離錐盤6-可動分離錐盤7-調節(jié)螺母8-調節(jié)螺桿9-手輪10-鎖緊螺母3.3.6確定主軸轉速該包裝機時采用牽拉輥實現(xiàn)間歇牽拉，采用獨立的橫、縱封和切斷裝 置，因為這些機構的一個工作循環(huán)都是由凸輪轉動一周而帶動，且凸輪均安排在主軸上所以包裝機工作的時候其包裝速度就是主軸轉速。由設計參數(shù)我們知道該包裝機的包裝速度為50-70袋/min，所以主軸的轉速為50-70r/min。3.3.7選擇電動機電動機一般由專業(yè)工廠按標準系列成批大量生產(chǎn)，在機械設計中應該根據(jù)工作載荷，工作要求，工作環(huán)境，安裝要求及尺寸，重量有無特殊限 制

29、等條件從產(chǎn)品目錄中選擇電動機的類型和結構型式，容量和轉速，并確定其具體的型號。生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，如果沒有特殊要求通 常采用丫系列三相交流異步電動機。電動機的容量主要根據(jù)運行時發(fā)熱 條件決定，額定功率是連續(xù)運轉下電動機的發(fā)熱不超過許用溫度的最大功 率，滿載轉速是指負荷相當于額定功率時的電機轉速，同一類型的電動機按額定功率和轉速的不同具有一定的型號，對于長期連續(xù)運行的機械，要 求所選的電動機的額定功率應該大于等于電動機所需要的功率，通常不必校驗發(fā)熱和啟動力矩。電動機工作要求的功率Pw應該由機器工作阻力和 運動參數(shù)計算求得，設計過程中按 PwTwn進行計算，該包裝機的主9550%軸轉速為

30、50-70r/min。通過上式可以知道所需電動機的 Pw很小，根據(jù)設 計資料選取丫90S-4三相異步交流電動機，其額定功率為 1.1KW，滿載 轉速為 1400r/mi n。3.4設計主傳動路線因為所選的電動機的滿載轉速為 1400 r/min，而主軸的轉速為50- 70r/min，調速范圍較大，所以選擇傳動比比較大的蝸桿傳動實現(xiàn)調速。 電動機輸出軸與無級調速裝置相聯(lián)，選用寬V帶無級調速裝置，其傳動比為2-4。蝸桿傳動的單級傳動比為5- 80,選取傳動比為10進行計算。 則此時無級調速裝置的傳動比為 2-2.8,在所選取的無級調速裝置的傳動 比范圍之內，所以滿足要求。設主軸為1軸，開袋吸嘴凸輪

31、周為2軸，充填器軸為3軸。因為2軸 轉速為主軸轉速的1/2,轉動方向平行，則通過一對傳動比為1:2的直齒 圓柱齒輪來實現(xiàn)；3軸轉速為主軸轉速的1/4,即為2軸的1/2,轉動方向 互相垂直，則通過一對傳動比為 1: 2的直齒錐齒輪來實現(xiàn)。超越離合器 和牽拉輥通過同步帶傳動。安排傳動路線如下：主傳動示意圖1-電機2-無極調速系統(tǒng)3-蝸輪蝸桿減速器4-切刀5-橫封6-縱封7-開袋吸嘴8-充填器圖中數(shù)據(jù)為：i1=22.8， i2=10，i3=2，i4=2因為 n=1400 r/min可算出：n仁500 700 r/minn2=50 70 r/minn3=25 35 r/minn4=12.517.5 r

32、/mi n3.5設計總體布局根據(jù)上述設計和計算，畫出如下布局圖:包裝機總體布局圖1-電動機2-無極調速裝置 3-蝸輪蝸桿減速器 4-主軸5沖項超越離合器6-二軸7-三軸8-直齒圓柱齒輪 9-三角板成型器4. 主要機構設計與計算4.1成型器的設計與計算三角板成型器主要由等腰銳角三角形平板、 導輥和固定支板聯(lián)接而成。 在多種機型上應用，尤其當制袋規(guī)格有較大變化時，它具有良好的適應性。 利用三角板成型器即可將平張薄膜折疊成型，如下圖所示：設薄膜寬度為2b,折疊后臥式機的空袋高度為b（即袋長）；三角板與水 平面的傾斜角（即安裝角）為，三角板的頂角為2 一：，薄膜經(jīng)三角板翻折 的這一區(qū)段長為ao，若不計

33、三角板的厚度，而且折疊后兩膜又貼得很緊， 那末，在直角三角形 DEC中，令DE= b,DC=a故:sin =-a直角三角形 ADC或BDC中，令AD = BD = b，DC = a故：tg 一：=-a對同一個三角板成型器和空袋尺寸來說，顯然sin :二 tg ：或：=arctg sin由此可見，三角板成型器的頂角與其安裝角有關、 而值的大小關系 到三角板的形狀和尺寸。換言之，在給定條件下，一定的安裝角必對應著 一定形狀尺寸的三角板成型器，否則，會影響成型器的正常制袋。在生產(chǎn)實踐中，三角板頂角的21值是加工后得到的，而安裝角:則 可調整，所以:值最好是一個易于測量的整數(shù)。通?？上冗x定 :再用式:

34、二 arctg sin ：求解 ：值。19吉林大學本科畢業(yè)設計說明書實際上，安裝角就等于薄膜在三角板成型器頂角附近運動時的壓力 角。越大表示壓力角也大，從而使薄膜折疊所受阻力也大。當然，壓力 角過大時，薄膜容易產(chǎn)生拉伸變形，甚至被撕裂或拉斷。反之若壓力角很 小，又會使結構不緊湊，根據(jù)上述的壓力角與結構尺寸間的關系，三角板 成型器安裝角的選擇范圍一般為 =20 L 30 。由此可見，1 30。據(jù)此,既可將成型板制成等腰三角形，也可制成等邊三角形。決定三角板成型器的尺寸，除頂角外還有三角板頂高 h。而它與所制袋的最大尺寸有關，即：h二bmaxCSC 式中bmax 空袋的最大高度 :h余量，取 30

35、50mm下面根據(jù)上述方法計算本機的成型器尺寸：取安裝角- -30，b為袋長，則b=100mm,K因為：sin，貝q i =.a100200mm sin ： sin 3041240又：=arctgsin： =26.6 -30符合范圍h = bmax CSC：h?。篽 =46mm，則：100h46 - 246 mm0.5根據(jù)上述數(shù)據(jù)，畫出成型器示意圖4.2蝸輪減速器的設計（按主軸轉速50 r/min設計）電動機驅動，電動機的型號為 丫90S 4,額定功率為1.1KW，滿載 轉速為1400r/min。經(jīng)調速裝置傳到蝸桿軸后轉速為 500r/min蝸輪軸的轉 速為50 r/min，載荷平穩(wěn)，單向連續(xù)運

36、轉，預期使用壽命為19200h。1選擇蝸桿，蝸輪材料，確定許用應力。選擇材料：選擇蝸桿的材料為40Cr,表面淬火，硬度為45 50HRC;由于轉速 不快，先選蝸輪齒圈的材料為 ZCuAI10Fe3，金屬模鑄造。確定許用應力：應力循環(huán)次數(shù) N2 =60n2Lh =60 50 19200 = 5.76x107查表10-4 （參考機械設計教材，以下計算過程中所查的圖，表未注明的與此相同）得： 卜lOH =220MPa ; L-70MPaOHOF10- Oh =176.8MPaF =YnOF - Of =44.6MPa2選擇乙根據(jù)傳動比i =10，取乙=4Z2 = i乙=4 10 = 40,取Z2 =

37、 40,則實際傳動比i = 10; 3按齒面接觸疲勞強度設計 m2a_9KT2(罕)2乙叫由表10-7查得：Ka.1 ；由于n2較低，估計V2空3m/s，取Kv =1.1 ；因載荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，取K-： =1 ；載荷系數(shù) K 二KaKvK，1.1 1.1 1=1.21 ；T2 Ti當乙=4時，取 =0.9T2 =9.55 106 pLi =9.55 106 0.0022 10 0.9=189000NLmm由表 10-6 查得，ZE =156. MPa將以上數(shù)值代入接觸疲勞強度設計公式，求得 刊一9化（舌）2 = 921 189000 （胳）_1001.5mm3 按疲勞強度要求

38、， m2 一1001.5，查表10-1選出m = 5mm，4 = 50mm，W=4， q =10， Z2=40， r =214805中心距 a (q z2) = 125mm， d2 二 mz2 = 5 40 二 200mm 24驗算初設參數(shù)蝸輪圓周速度V2V2二 d2 n260 1000=0.52m/s原估計V2乞3m/ s選Kv值相符。滑動速度VVs=1.4 : 6m/s，選用鋁青銅為蝸輪材料適合。sin r蝸桿傳動效率 =(0.95 L 0.96) i ,根據(jù)Vs=1.4m/s,查表10-8得V =3 43 ,1 tgr空 0.84tg(r J 0.477傳動效率=(0.95 LI 0.9

39、6) 0.84 =0.8_ 0.81 0.9，不相符。則驗算 T2 =9.55 106 Pbi =9.55 106 0.0022 10 0.81 =170000NLmm5航_9緯(暑)2 = 9偽170000(品906血 不影響前面的結果5驗算齒根彎曲疲勞強度Z2m d1z2蝸輪當量齒數(shù) 乙2二亠廠=50，由圖9-19查得Zv2 =50時的齒形系數(shù)cos rrYFa2 =2.34 , Y：,=10.82120尺 1.6 勺.2170000 x 2.34 匯 0.82 仆2550 40f蘭丘，彎曲強度滿足:- F212.6MPa6熱平衡計算計算箱體散熱面積A,取環(huán)境溫度t20 C ,潤滑油工作溫

40、度t1 =70 C ,散熱系數(shù)Kt -15W/m2 C (通風條件好)。所需散熱面積A二100巳1 ) 1.1 .19二0.28m2心他t0)15x507蝸桿，蝸輪幾何尺寸計算蝸桿齒頂圓直徑：da1=d1 2ha1 = 4 2ha m = 50 2 5 = 60mm(ha =1)蝸桿齒根圓直徑：df1 “1 -2hf = d1-2(ha c )m =50-2 (1 0.2) 5 = 38mm(c = 0.2)蝸桿齒寬b 2.5m 勺 仁2.5 5 ,41 1 = 81mm蝸輪喉圓直徑：da2 = d2 2ha2 = d2 2m(ha x2) = 200 2 5 1 二 210mm(x2 二 0

41、)蝸輪齒根圓直徑：df2 =d2 -2hf2 =d2 -2m(hac -x2) =200-2 5 (1 0.2) =200-12 =188mm蝸輪咽喉母圓直徑rg2二a-如=127.5-215 = 20mmg 2 20蝸輪齒寬 d = d1 sin= 50 sin 50 = 38mm (取二-100 )2選蝸輪輪齒端面為錐面結構，見表10-3蝸輪輪緣高度：B =(da1 2c m)si n 寸 0.8m =(60 2 0.2 5)si n500.8 5 =(60 2)si n504=51.5mm取 B = 52mm為切去頂圓齒尖，蝸輪頂圓直徑：ec,de2 乞da2 2rg2(1 _cos，)

42、=210 2 20(1 -cos50”)= 224.3mm為了不損傷齒寬b2de2 - da22( rg2bg ) =210 2 (2038218.1mm2tg 502tg 50“取 de2 二 220 mm4.3直齒圓柱齒輪設計在該設計中，主軸與二軸之間采用一對直齒圓柱齒輪嚙合，以實現(xiàn)二 軸的降速，在上面的設計過程中我們知道這對齒輪之間的傳動比i應為2,對應的二軸的轉速為 g =2535r/min。1選擇齒輪材料和熱處理，精度等級，齒輪齒數(shù)因為是一般用途的閉式齒輪傳動，齒輪材料可選用45鋼，傳遞功率不大，且對尺寸無嚴格要求，可選擇軟齒面齒輪傳動，選小齒輪調質，齒 面硬度230240HBS,大

43、齒輪正火，齒面硬度 190200HBS,精度等級8 級。選小齒輪齒數(shù) Zi =27，Z2 =iZi =54，i = 22按齒面接觸強度設計般取決于齒面接觸強度,故先按對閉式軟齒面齒輪傳動，承載能力 接觸強度設計，校核齒根彎曲疲勞強度u _1(ZeZhZ 2u( ；h確定式中各項數(shù)值:因載荷平穩(wěn)，可初選載荷系數(shù)Kt =1.56 PT2 =9.55 10 =134000N.mm由表9-10,選取匚=0.9由表 9-7，查得 ZE =1898. MPa由圖9-14,查得Zh =2.421111；a =1.883.2()cos ： =1.883.2()cos0 =1.70乙Z22754；: = 0.3

44、18 d Zitg 1 =0由圖9-13,查得Z ； = 0.88N6 On jLh =6.67 107N17N21 =3.33 107i由圖 9-15,查得 Zni =1.40 , Zn2 =1.45由圖9-16d,查得二円血=540MPa ,由圖9-16c,查得二Him2= 390MPa由表9-8，選取SH min - 1Hlim 11_Z N1匚H1756MPaSH minHlim 2L-ZN2卜H2566MPaSH min取二H2 =566MPa設計齒輪傳動參數(shù)。將確定出的各項數(shù)值代入接觸疲勞強度設計式中，得:d1t1.5X34000,3.81 + 1 V 0.9* 3.81189.8

45、 2.42 0.88566=65.9mmd1tn1V口 0.17m/s60 1000由表9-5，查得Ka =1.0由圖9-7，查得Kv =1.05由圖 9-10，查得 K -： =1.08由表9-6，查得K 一 =1.1貝U K 二 KaKvK 理=1.25|1.25d1=65.9%y5 =62mmm 主=輕=2.30mm，選 mn = 2.5mm 乙 273.齒輪主要幾何尺寸：a = mn(Zl 型=101.25mm，取中心距 a=101mm, 2mnZ 2.5 27 = 67.5mmd2 二 mnZ2 =2.5 54 = 135mmb= dLdiOt 67.5 = 60.75mm ,取 B

46、2 = 62mm， B1 = 66mm4 校核齒根彎曲疲勞強度由式9-13,Y，0.2575 %由圖9-19、圖9-20,查得:YFa1 二 2.58Ysa1 =1 .62冷2 =2.35Ysa2 =1 .73YFaYsaYY；F二 F2Kbd1m由圖 9-21,查得 Yn1 =0.87 Yn2 =0.9由圖9-22c,按小齒輪齒面硬度均值 235HBS，查得匚=340MPa ;同理，由圖 9-22b査得二Flim2 =310MPa由表 9-8，選取 Sf min =1.25；F1 = FeIXm =236MPa 二 g2 = Fli 血 / 2 2MPaSF minSH m i n將確定出的

47、各項數(shù)值代入彎曲強度校核公式，得2 1.25 134000 2.58 1.62 0.69 = 92MPa 十F1Ya 2Ysa2YFa1YSa162 67.5 2.5二 92 2.35 1.73 二 89.5MPa 十F22.58 1.62齒根彎曲疲勞強度足夠。4.4直齒錐齒輪設計該設計中，三軸的轉動是通過一對錐齒輪傳動從二軸上得到，三軸的轉速為12.517.5r/min,傳動比i =2，載荷穩(wěn)定，使用壽命為19200h;1選擇齒輪材料，熱處理選用軟齒面齒輪，參考表 9-1，選用45號鋼。小齒輪調質，齒面硬度為220-230HBS大齒輪正火，齒面硬度為 190- 200HBS2選擇齒輪精度等級

48、，齒數(shù)，齒寬系數(shù)選用8級精度，選擇Z1 -22，Z2 “Z1 =44; u二生=2Z1錐齒輪推薦齒寬系數(shù)：r=0.25L0.3，因齒輪懸臂布置，取R = 0.263確定相關參數(shù)cos= _20.8944，= 26.57； 1 u21 221u1、cos222 =0.4472，2 =63.431 u 12當量齒數(shù):Z1Zv125;cos 心1Zv2Z2COS2-99當量齒輪端面重合度；va1 1va =1.88-3.2(-)=1.72 ;Zv1Zv24按齒面接觸疲勞強度設計d 打4KT/eZhZ 210.85鼻(1-0.5 r)2ulH確定式中各項數(shù)值：因載荷平穩(wěn)，轉速不高，可以初選載荷系數(shù)kt

49、 =1.5 ；h =9.55 106 - 210100 N_mmn由表 9-7，選取 ZE =189.8, M-a由圖9-14,查得Zh =2.5由圖 9-13,查得 Z,. = 0.88N1 =60n 1jLh =60 50 1 19200 =5.76 107N17N21 =2.88 107i由圖 9-15，查得 Zn1 =1.36，Zn2 =1.42由圖 9-16d，查得二Hlim1 =530MPa，由圖 9-16c，查得二=390MPa由表9-8,選取Sh min -1；H1 二 “1么1 二 720.8MPaSH min匚H2 = hmzn2 二 553$MPaSH min取刁H2 =

50、553.8MPa設計齒輪傳動參數(shù)。將確定出的各項數(shù)值代入接觸疲勞強度設計式中，得：,、4.5沃210100189.2.0.88 2d1t _ 32(0.85 0.26(1-0.5 0.26)4553.8=113.7mm60 1000= 0.29m/s由表9-5，查得Ka =1.0由圖9-7，查得Kv =1.02由圖 9-10，查得 K =1.08由表9-6，查得K：. =1.1d1 =貝U K 二 KaKvK 0 =1.21K =1143 1.25 = 106.1mmKt1.5mn =蟲=106.1 = 4.8mm，選 mn = 5mmZ1225.齒輪主要幾何尺寸：d2 二 mnZ2 =5 4

51、4 = 220mmR = m Z； Z； = 5222442 = 122.98mm，取 R = 123mm2、 2b - r|_R =0.26 122.98 = 31.98mm,取 B = B32mm （錐齒輪 B 應相等）d 門=d1 2hf cos1 = d1 -2 1.2mcos、1= 110 2 1. 2 5 0. 9 44mn9 9df2 二 d2 2hf cos、2 =220 一2 1.2 5 0.4472 = 214.63mmda1 =d1 2ha cos=110 2 5 0.8944 = 118.94mmda2 =d2 2hacos、2 =220 2 5 0.4472 = 22

52、4.47mm4.5 V帶設計所選的電動機的型號為丫90 4,額定功率P= 1.1KW，轉速1400r/min, 傳動比i =2 ;1確定設計功率PdFd *P，由表 7-7 查 kA =1.1 ;Pd =1.1 1.1 =1.21kw ；2選擇V帶型號選用普通V帶，根據(jù)Pd和n ,由圖7-8選取用spz型V帶3選擇帶輪直徑D1，D2由表7-4查，spz型V帶Dmin =75mm，應使D Dmin。考慮小帶輪轉速不是很高，結構尺寸又沒有特別的限制，所以選取D 125mm ；驗算帶速v:二 Dmv-9.16m/ s ；60 1000帶速在5L25m/s之間，也不過低，D1選擇合適。D2 = iD1

53、 =125 2 = 250mm ；查考表7-8給出的帶輪基準直徑系列，D2屬于基準直徑系列，故取D2 = 250mm ；4確定中心距a和帶長Ld設計條件中沒有限制中心距a，故初選中心距30，由式7-180.7(D1 D2)乞30 2(D1 D2)得：262.5mm 二 a0 二 750mm ； 初選 a。=500mm ；二(D2-DJ二(250 -125)2Ld =2a。(Di D2)2 1 2 500(125 250)1596mm24ao24 500查表 7-3，取 Ld = 1600mm ;Ld-Ld1600-1596中心距 a = a0- =500502mm ;2 2a的調整范圍：ami

54、n 二a-0.015Ld =502 -0.015 1600 = 478mm ；amax = a 0.03Ld =502 0.03 1600 =550mm ；5驗算小帶輪的包角1由公式 7-5，冷=180： _ 2 _D157.3得：a冷=180： - 250 一125 57.3=166120，合適。5024.6同步帶設計上一章的設計過程中，在牽拉機構中使用同步帶將單向超越離合器軸 的轉動傳遞到牽拉輥上，是因為同步帶傳動有傳動比準確，傳動效率高， 維護保養(yǎng)方便的特點。由于超越離合器轉過的角度由凸輪推動，因此不可能轉太大的角度， 根據(jù)畫圖過程中的實際情況，取擺桿擺動的最大角度為63，凸輪轉一周，

55、牽拉輥轉過的距離應該等于袋長，即2二R=L，袋長L=90mm360360L360 90則 R81.8mm : 82mm2兀2匯63匯兀對于牽拉輥來說，R過大，所以同步帶傳動比不能為1，取R=41mm, 比較符合實際，則定牽拉輥直徑為82mm,選取傳動比i為2，為方便計算， 使小帶輪直徑d1t和牽拉輥直徑同為82mm則大帶輪直徑d2t = id1t = 2 82 = 164mm選同步帶帶型為L型，由表3-7 (本節(jié)所查的圖表均出自機電一體化設計基礎）查得對應節(jié)距pb= 9.525mm82 二Pb一 9.525 一pbZ19.525 27JIpbZ29.525 54兀ji二 dit=81.86mm

56、=163.72mm驗算帶速:d1d2，取乙=27，則 Z2 Z1 =54，v -二d2n2/(60 1000)63n2 二 70r /min 二36012.25r /min163.72 12.25 二0.105m/ s60 1000對L型同步帶，Vmax = 40 50m/sV Vmax，所以合格考慮到機器整體結構，取中心距 a=239mm因為0.7（ d1+d2）2392（d1+d2）,所以此中心距合適 選擇帶寬根據(jù)式（3-16）計算所需帶寬1.14bs - bs0式中 Kz =1，由表 3-10 查得 Fn =2 4 4. 4J6 ； m= 0.095kg/m ；bs0 = 25.4 mm

57、基準額定功率 P0 二(Fn _mv )v =0.026Kw10001,i* 0.0260故 bs =25.4=1.1mm1 0.93為配合帶輪尺寸，按國標 GB11616-89取帶寬bs = 19.1mm4.7橫、縱封尺寸計算縱圭寸長度 L! _袋長=100mm頂端為橫封留了一點距離，可以選 Li -100mm,寬度取10mm 橫圭寸長度L? 一帶寬=90mm為保證封嚴，L2可適度取長一點取 L2=110mm,寬度取 20mm畢業(yè)設計總結作為我大學期間最后也是最重要的一次綜合性設計，我的畢業(yè)設計 題目：顆粒藥品包裝機設計，不僅涉及到大學期間所學的多門課程 ：機械 制圖，機械原理，機械設計，機

58、械制造等，還涉及了包裝機械概論等我們 沒有學習過的課程。很好的提升了我們綜合運用所學知識的能力， 很好的 培養(yǎng)了我們的研究能力，設計能力和動手能力。本次所涉及的設計內容有 很大一部分知識是自己沒有接觸過的， 對包裝機械也沒有太多的了解。所 以在這次畢業(yè)設計的過程中，不得不查閱大量包裝機械的相關內容， 迫使 自己增加對包裝機械的了解程度。 這種大量吸收新知識的學習過程，是對 自己知識的進一步擴充，也是對自己原有知識體系的一次拓展。 從了解包 裝機械到著手設計包裝機械，這個過程不僅僅總結了自己以前所學知識使 之更加系統(tǒng)，也是對自己學習能力的最大考驗。在這次畢業(yè)設計過程中， 遇到了很多困難，但是自己

59、從來都沒有放棄過，幸運的是遇到困難的時候 我能查閱到相關的參考資料，還有身邊的同學和老師給予幫助。 每次從遇 到困難到解決困難的過程都是知識的進一步積累， 也提高了自己學習和運 用新舊知識的能力，在這些困難中我學到了很多以前沒有涉及到的知識。 感謝學校學院能給我這次鍛煉自己的機會，也感謝在畢業(yè)設計的過程中給 予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W。致謝本次畢業(yè)設計是在曹師今老師的悉心指導下完成的。從拿到設計題目的那一天，我就感到了很大的壓力，因為我的設計題目對于我來說比較陌 生，因為在本科的學習過程中我很少接觸包裝機械的相關內容。題目確定下來以后，為了消除我們對課題的陌生感，曹老師第一時間帶領我們到交 通館參觀

60、了包裝機的實物，并且給我們詳細講解了包裝機的各部分組成原 理和工作原理，使我對包裝機有了一個大致的了解，不再是一片空白。在確定方案時，因為相關知識的欠缺和設計經(jīng)驗的缺乏，很長時間我都感到 無從下手，只能一次次的嘗試，又一次次的失敗。后來隨著知識與經(jīng)驗的 積累，設計方案開始有了頭緒。當有了稍微具體的方案后我經(jīng)常就這些方 案和曹老師交流，每次曹老師都會特別耐心的幫我分析方案的可行性，以及方案中存在的一些問題和不足，同時給我提出一些解決問題的辦法， 幫 我進一步完善和優(yōu)化設計方案。在老師的幫助下，我順利的完成了這個階 段。同時也要感謝機械學院，是學院給我提供了這次難得的鍛煉機會。感 謝所有幫助過我的同學們，他們在設計的過程中也給我提出了很多好的意 見提供了很大幫助。再次向幫助過我的老師同學們致以衷心的感謝!參考文獻1許成林.包裝機械原理與設計上海科技出版社.1988.92孫鳳蘭、馬喜川.包裝機械概論.印刷工業(yè)出版社.1998.63賀素良.包裝設備數(shù)字控制技術.國防科大出版社.2000.64王懷奧.包裝工程測試技術.化工出版社.2004.75侯洪生.機械工程圖學.科學出版社.2