下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985I摘 要包裝機械能大幅度地提高生產(chǎn)效率，加快產(chǎn)品的不斷更新；降低勞動強度，改善勞動條件；能節(jié)約材料，降低成本，保護環(huán)境；有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品質量。本次課題設計的是紙箱膠帶封箱機，采用傳送帶驅動來進行封箱的方案，上下封箱、經(jīng)濟、快速、平穩(wěn)。這種方案在技術上是相當成熟的一種，它被廣泛應用于生產(chǎn)實際中。這次設計的紙箱膠帶封箱機，可以根據(jù)紙箱規(guī)格，手動調節(jié)寬度及高度，可單機作業(yè)，也可與 自動化包裝流水線配套使用。工作時，當箱體進入工作空間后，箱體在底部傳送帶的輸送下前進。當箱體運行至刀架位置時，箱體將刀架和前膠帶壓輪壓退位，而后膠帶壓輪在四桿機構的作用下與前膠帶壓輪保持同步運動而退位，并使前面的膠帶與紙箱貼合并封箱。隨著箱體前進，膠帶不斷地抽出封在箱體上。當箱體的后部離開刀架時，前膠帶壓輪由于四桿機構的作用與后膠帶壓輪的運動一致，而刀架受彈簧彈力作用，復位彈起，切斷膠帶。當箱體運動至離開后膠帶壓輪時，后膠帶壓輪也由于受可調彈簧回位作用而復位，使連在箱體上最后的膠帶也貼在箱體上，完成后段封箱任務。該論文詳細說明了本次封箱機設計的步驟及其依據(jù)。包括設計方案的選擇、電機的選擇、工作臺部件的設計、頂式部件設計和刀片的設計。關鍵詞：封箱機；四桿機構；工作臺部件；齒輪；滾筒下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985II下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IIIAbstractPackaging machinery can greatly increase productivity, accelerate constantly updated products; reduce labor intensity and improve working conditions; energy saving materials, reduce costs, protect the environment; conducive to health is packaged products, improve product quality. This topic is designed carton tape sealing machine, using belt drive for sealing solutions, sealing up and down, economic, fast and smooth. This approach is technically quite mature one, it is widely used in actual production. The design of the carton tape sealing machine, carton size can be adjusted according to the manual width and height can be stand-alone operation, but also with supporting the use of automated packaging line. In operation, when the working space into the box, the box at the bottom of the forward conveying belt. When the tank runs to turret position, the knife box and press wheel pressure to step down before the tape, and then push the wheel under the influence of tape four-bar mechanism to keep pace with the movement of the wheel while pressing the tape before the abdication, and to the front of the tape Post merger with carton sealing. With forward box, tape withdrawn continuously sealed in the housing. When the rear of the cabinet to leave the knife, tape before pressing wheel due to the effect of the four-bar mechanism is consistent with the movement of the tape pressure roller, and knife by the elastic force of the spring, reset bouncing off the tape. When the box moves to the left pinch roller tape, the tape is also due to the pressure roller adjustable spring return action reset, so that even at the end of the tape on the box is also attached to the box, after the completion of the task segment sealing . The paper details the design of this step and sealing machine basis. Including the selection of design options, select the motor, design workbench components, component design and top-blade design. Keywords: Sealing machine; Four institutions; Workbench components; Gear; Drum下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985IV目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 緒論 11.1 課題背景 11.2 封箱機的發(fā)展狀況 11.2.1 國外封箱機的發(fā)展狀況 .11.2.2 國內封箱機的發(fā)展狀況 .21.3 課題研究的內容以及采取的方法 41.4 技術參數(shù)要求 4第二章 方案設計 52.1 傳送機構方案設計 52.2.1 方案一：間歇式傳送 .52.1.2 方案二：連續(xù)式傳送 .62.2 封箱機構方案設計 62.3 設計方案的確定 72.3.1 傳送機構設計方案的確定 .82.3.2 封箱機構設計方案的確定 .82.3.3 調節(jié)機構設計方案的確定 .8第三章 傳送裝置設計 93.1 電動機的選用 93.1.1 電動機的性能和分類 .93.1.2 選擇電動機應綜合考慮的問題 .93.1.3 本傳動機構電動機的類型選擇 .103.2 傳動比的分配 123.3 各軸運動及動力參數(shù)計算 123.4 減速器的選用 143.4.1 減速器性能和分類 .143.4.2 減速器類型的選擇 .143.5 帶傳動的設計 153.5.1 平帶傳動 .15下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985V3.5.2 V 帶傳動 163.6 主軸部分的設計 193.6.1 軸材料的選擇 .193.6.2 各軸段直徑和長度的確定 .193.6.3 主軸的載荷分析 .213.6.4 軸的校核 .223.6.5 軸承的強度校核 .243.7 聯(lián)軸器的選用 253.8 滾筒的設計與計算 26第四章 封箱機構設計 274.1 工作臺高度的調節(jié)機構 274.2 紙箱寬度調節(jié)機構 274.2.1 導向桿的設計 .274.2.2 寬度調節(jié)機構 .274.3 紙箱高度調節(jié)結構 284.4 刀架部件設計 294.5 刀片的設計 294.6 壓帶機構的設計 30第五章 安裝、操作以及日常維護 325.1 封箱機安裝注意事項 325.2 封箱機的日常維護 325.3 封箱機常見故障及其排除方法 32結 論 34參考文獻 35致 謝 36下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854第一章 緒論1.1 課題背景包裝機械能大幅度地提高生產(chǎn)效率，加快產(chǎn)品的不斷更新；降低勞動強度，改善勞動條件；能節(jié)約材料，降低成本，保護環(huán)境；有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生，提高產(chǎn)品質量。增強市場銷售的競爭力；延長產(chǎn)品的保質期，方便產(chǎn)品的流通；可減少包裝場地的面積，節(jié)約基建投資。因此，設計、安裝自動包裝機械，無論是從提高產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率，還是從消除加工誤差、減輕勞動強度方面，都表現(xiàn)出十分明顯的作用。隨著社會的發(fā)展，封箱機在各種機中發(fā)揮著越來越重要的作用。包裝是產(chǎn)品進入流通領域的必要條件而實現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機。同時伴隨著時代的發(fā)展和技術的進步，封箱機在流通領域中起著越來越重要的作用。隨著科學技術在不斷發(fā)展和各種食品加工品的出現(xiàn)，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求。封箱機更是包裝機中不可缺少的部分。它主要是采用膠帶對紙箱封口，可以根據(jù)紙箱大小隨意調整封箱尺寸，封箱平整，可一次完成上、下封箱動作，即可單機作業(yè)，也可與流水線配套使用，廣泛應用于家用電器、紡織、百貨、醫(yī)藥等行業(yè)。目前封箱機競爭日趨激烈，未來的封箱機將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，促進包裝設備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的包裝設備，而封箱機技術也正朝著以下幾個趨勢發(fā)展：機電一體化、機功能多元化、結構設計標準化、控制智能化、結構運動高精度化[1]。1.2 封箱機的發(fā)展狀況隨著世界科技的發(fā)展，發(fā)達國家已經(jīng)把核能技術、微電子技術、激光技術、生物技術和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機制造技術中。新的合金材料、高分子材料、復合材料、無機非金屬材料等新材料也得到了推廣應用，封箱機的集成化、智能化、網(wǎng)絡化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。1.2.1 國外封箱機的發(fā)展狀況國外的封箱機工業(yè)技術的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個幾段；簡單機化、初級自動化、自動封箱機、計算機控制的高度自動化封口機。20 世紀 40 年代中期，在食品、卷煙、火柴等行業(yè)最先使用了封箱機對產(chǎn)品包裝箱進行封口。如英國的巧克力包裝封口，美國的餅干包裝封口被稱為包裝箱封口界的先驅。50 年代，封箱機上廣泛采用了光電管、電氣開關實現(xiàn)了封箱機的初級自動化。60 年代，在封箱機上廣泛采用了各種新型電子元件組成控制系統(tǒng)，并采用機、下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855電氣、液壓、氣動等綜合技術，出現(xiàn)了自動封箱機。70 年代，由于采用電子計算機對封箱機進行控制，進一步了解單片機和自動化封箱機的水平。80 年代，封箱機行業(yè)大量的應用了高新技術，如微電子技術、激光技術、超聲波技術以及光電纖維等，從而使封箱機及生產(chǎn)線高度自動化，使用效果更加理想可靠，包裝封口質量更加提高。經(jīng)過 60 多年的發(fā)展，國外封箱機的發(fā)展已經(jīng)形成了獨立完整的體系，成為機制造行業(yè)的一個重要分支。美國包裝工業(yè)起步于 20 世紀初期，自二戰(zhàn)以來得到快速發(fā)展，逐步建立并形成包括包裝材料、包裝工藝和包裝機完整而獨立的工業(yè)體系。其包裝工業(yè)總產(chǎn)值占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值 3%。據(jù)美國行業(yè)調查分析，其封箱機最大使用行業(yè)是食品產(chǎn)業(yè)，其次是飲料產(chǎn)業(yè)、家庭清潔用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)藥用品及煙草業(yè)。 美國當前前景看好的封箱機是：水平枕式微機控制、配有伺服電機和薄膜張力好的電力控制裝置的包裝機。今后微電子、電腦、工業(yè)機器人、智能型、圖像傳感技術和新材料等在包裝機中將會得到越來越廣泛的應用，使包裝機日趨向自動化、高效率化、節(jié)能化方向發(fā)展。德國的封箱機在計量、制造、技術性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構造的靈活性和供貨的靈活性，以適應產(chǎn)品更新?lián)Q代的需要；利用計算機和仿真技術提供成套設備，故障率低，可以進行遠程診斷服務；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。意大利生產(chǎn)的封箱機中，40％是食品封箱機，如糖果包裝機、茶葉包裝機、灌裝機等。產(chǎn)品的特點是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進行設計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設計、生產(chǎn)、試驗，實現(xiàn)監(jiān)督、檢驗、組裝、調整和用戶需求分析等。日本是封箱機的后起之秀。它是第二次世界大戰(zhàn)后才發(fā)展起來的，但是發(fā)展速度很快，20 世紀 60 年代至 70 年代，封箱機的產(chǎn)值平均每年增長20%。 70 年代初期達到世界先進水平，成為第二包裝大國，封箱機的平均年產(chǎn)量是60 萬臺（套） ，其年增長率為 10%。發(fā)展速度快的原因是日本善于引進、仿制、創(chuàng)新和經(jīng)營。德國的封箱機也很發(fā)達。它擁有幾家在世界上號稱規(guī)模最大的包裝機廠，它的包裝機產(chǎn)品大量用于出口。此外，英國、法國、瑞典、瑞士等國家的封箱機業(yè)各有優(yōu)勢，它們都在不斷研制新型封箱機，都有久享盛譽的封箱機供應國內外市場[3]。1.2.2 國內封箱機的發(fā)展狀況下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709856（1）我國封箱機概況解放前，我國封箱機基本上是空白的。絕大部分產(chǎn)品都不用包裝，只有少數(shù)產(chǎn)品采用手工包裝，因此談不上不上包裝機化。只有上海、北京、天津、廣州等幾大城市有英、美等國進口的啤酒、汽水灌裝機及卷煙小包裝機等。解放后的 30 年間，我國封箱機的發(fā)展相當緩慢。1956 年我國生產(chǎn)了第一臺卷煙小包裝機。20 世紀 60 年代，我國又生產(chǎn)了果酒、啤酒灌裝機，20 世紀 70 年代木逐漸開發(fā)了真空包裝機等，但是還沒有形成包裝工業(yè)體系。進入 20 世紀 80 年代，由于國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，對外貿易不斷擴大人民生活水平顯著提高，對產(chǎn)品的包裝要求越來越高，迫切要求包裝實現(xiàn)機化、自動化，從而大大促使了包裝機的發(fā)展，包裝機在國民經(jīng)濟中占有的位置越來越重要。20 世紀 90 年代以來，包裝機工業(yè)每年平均以 20%-30%的速度增長，發(fā)展速度高于整個包裝工業(yè)平均增長速度的 15%-17%，比傳統(tǒng)的機工業(yè)的平均增長值高4.7%。包裝機工業(yè)已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟中不可缺少的非常重要的新興行業(yè)。隨著我國商品經(jīng)濟的繁榮和人民生活水平的提高，封箱機包裝技術的前景十分樂觀。近年來，國家加大了對食品和藥品質量和安全的監(jiān)督力度，對食品的生產(chǎn)加工包裝技術都提出了新的要求。一批生產(chǎn)企業(yè)先后投入資金進行包裝設備的技術改造和生產(chǎn)技術的創(chuàng)新，在一定程度上提升了我國封箱機的水平和市場競爭力。盡管我國封箱機包裝技術的水平有了提高，但是我國的包裝箱機包裝技術與發(fā)達國家的相比在競爭中還是明顯處于弱勢。無論在產(chǎn)品品種、技術水平還是產(chǎn)品質量方面都有一定的差距。并且我國包裝機行業(yè) 30％左右的企業(yè)存在低水平的重復建設。這種狀況不但浪費了有限的資金、人力等重要資源，還造成了包裝機市場的無序混亂，阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展，制約了我國中小食品企業(yè)包裝機的升級換代和包裝技術的創(chuàng)新。我國的包裝機多以單機為主，科技含量和自動化程度低，在新技術、新工藝、新材料方面應用的少，滿足不了我國當前食品企業(yè)發(fā)展的要求。一些食品企業(yè)為了技術改造，不得不花費大量的資金從國外引進一些技術先進的、生產(chǎn)效率高、包裝精度高的成套食品包裝生產(chǎn)線，導致很大一部分國內的市場份額被國外品牌所占領。我國的食品包裝機發(fā)展空間依然廣闊，食品包裝機包裝技術的水平有待迫切開發(fā)的需要。日前，隨著包裝機技術含量日趨增加，國外已經(jīng)已將很多先進技術應用在包裝機上，如遠距離遙控技術、步進電機技術、自動柔性補償技術、激光切割技術、信息處理技術等，國內現(xiàn)有的一些包裝機技術含量較低，先進技術應用較少，國內包裝機低水平重復建設對行業(yè)產(chǎn)品的升級換代和創(chuàng)新已經(jīng)構成了阻礙。另外，包裝機市場日趨壟斷化。目前中國除了瓦楞紙箱包裝機和一些小型包裝機有一定規(guī)模和優(yōu)勢外，其他包裝機幾乎不成體系和規(guī)模，特別是市場上需求量大的一些成套包裝生下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857產(chǎn)線，在世界包裝市場中均被幾家大包裝機企業(yè)（集團）所壟斷，包裝機零部件生產(chǎn)專業(yè)化。國際包裝界十分重視提高包裝機加工和整個包裝系統(tǒng)的通用能力，所以包裝機零部件生產(chǎn)專業(yè)化是發(fā)展的必然趨勢，很多零部件不再由包裝機廠生產(chǎn)，而是由一些通用的標準件廠生產(chǎn)，某些特殊的零部件由高度專業(yè)化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，真正有名的包裝機廠將可能是組裝廠。產(chǎn)品向多功能與單一、高速兩極化發(fā)展。包裝機的最終作用在于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品多樣化。包裝機行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達國家的包裝機，及如何加大自主創(chuàng)新的步伐，力爭在短時間內開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權和國際先進水平的產(chǎn)品，是擺在我國封箱機機企業(yè)面前的緊迫任務[4]。1.3 課題研究的內容以及采取的方法課題研究內容為：封箱機的原理及結構，首先制定出設計過程中各部分的方案，如傳動方案、結構方案、壓帶機構、封箱機構的方案等，利用方案的對比的要求，確定最佳方案，然后根據(jù)這套方案進行具體設計，如強度校核、尺寸選擇、材料選擇等。擬采用的方法是理論推導和計算繪圖分析的方法。機械裝備現(xiàn)代設計方法也為我們提出了很多的新思路，如機構的運動分析、機構的力學分析、利用 CAD/CAM進行設計等。在設計過程中我們應該綜合運用這些方法，可以使設計更為細致。另外，要使我們的設計盡量優(yōu)化，以達到符合要求的性價比。1.4 技術參數(shù)要求（1） 包裝速度：≥15 箱/min（2） 適合紙箱尺寸：長 180～500mm，寬 150～500mm，高 125～500mm（3） 封箱膠帶寬度：36mm、48mm、60mm（4） 使用膠帶類型：OPP 膠帶（5） 工作臺高度：750mm-785mm下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709858第二章 方案設計2.1 傳送機構方案設計2.2.1 方案一：間歇式傳送（1）槽輪機構槽輪由主動撥盤、從動槽輪和機架組成。主動撥盤以一定加速度勻速轉動。當主動撥盤上的圓銷沒有進入槽輪的槽中的時候，槽輪上的內凹鎖止弧被撥盤外凸的鎖止弧卡住，槽輪靜止；當主動撥盤上的圓銷進入槽輪的槽中的時候，撥盤鎖止弧與槽輪鎖止弧分離，撥盤撥動槽輪轉動，直到圓銷與槽輪的槽脫離為止。如此循環(huán)實現(xiàn)槽輪的間歇運動，如圖 1 所示：圖 1 槽輪機構（2）曲柄連桿機構該機構實際為雙曲柄機構，中間連桿在曲柄的帶動下可以實現(xiàn)桿上任一點軌跡為圓的運動，依靠連桿上的特殊結構來推動其上物品，實現(xiàn)間歇式的傳送,如圖 2 所示下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709859圖 2 曲柄連桿機構（3）其他機構可以實現(xiàn)間歇式運動的其他機構還有：不完全齒輪，曲柄搖塊機構等，在此未考慮選用，故不作詳細說明。2.1.2 方案二：連續(xù)式傳送直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運動帶動傳送帶實現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實現(xiàn)。2.2 封箱機構方案設計封箱機構的具體功能是使封箱膠帶把紙箱封住，并且切斷膠帶，然后回到初始狀態(tài)等待下一次工作。機構主要依靠紙箱的運動，滾輪的滾動和彈簧（彈簧未畫出）的回復力壓緊膠帶，在紙箱通過各個機構后，機構依靠彈簧的彈力恢復初始位子。具體方案示意圖如圖 3：下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098510下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098511圖 3 封箱過程示意圖2.3 設計方案的確定以上各種機構的設計方案中各有優(yōu)缺點，需要對其進行比較分析，選擇最終的方案。2.3.1 傳送機構設計方案的確定間歇式傳送的一個很大的好處是可以配合其他裝置進行有規(guī)律的加工，但若電機轉速不變，其每次傳送距離與停留時間是固定的，考慮到現(xiàn)實中紙箱尺寸的不確定，在這里選取間歇式傳送機構已無多大意義，因為若紙箱尺寸改變，則不能保證裝置可以正常工作。并且間歇式的傳送工作效率較低，不能滿足快速封箱的要求。因此，傳送機構選擇連續(xù)式傳送。運動由電機提供依次經(jīng)過帶傳動、齒輪傳動、傳送帶傳遞到封箱機構下。2.3.2 封箱機構設計方案的確定上面設計的封箱機構的方案我們可以簡單設計成 2 滾輪的，當箱體從右往左行進時，推動滾輪 1，滾輪 2 會跟著滾輪 1 一起運動，并且把刀片抬起；膠帶被貼在箱體上，接著繼續(xù)向前行進，直至箱體通過滾輪 2 時，滾輪 2 向下運動，而滾輪 1隨著滾輪 2 一起向下運動，由于滾輪 1 的向下運動，帶動刀片的向下運動，因此膠帶會被切斷，當箱體完全通過時，機構回到初始狀態(tài)（依靠彈簧回到初始狀態(tài)，圖中未畫出） 。下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512圖 4 封箱機構的改進圖2.3.3 調節(jié)機構設計方案的確定（1）高度調節(jié)機構選用絲杠，確定為手動調節(jié)，因為單線絲杠自鎖性好，所以選單線絲杠，螺紋大徑取 30mm，螺距取 10mm，矩形螺紋牙，螺紋牙高度 5mm。（2）水平寬度的調節(jié)使用同軸的旋向相反的絲桿，可以實現(xiàn)兩邊對稱的調節(jié)。第三章 傳送裝置設計根據(jù)上述選定的傳送機構方案，采用連續(xù)傳送，即：直接依靠變速系統(tǒng)輸出的運動帶動傳送帶實現(xiàn)連續(xù)的傳送。變速系統(tǒng)通過帶傳動、齒輪傳動、以及平帶傳動實現(xiàn)。結構如下圖示：下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098513圖 3-1 傳動裝置簡圖1-傳送帶 2-滾筒 3-V 帶 4-減速器 5-電動機3.1 電動機的選用3.1.1 電動機的性能和分類電動機可分為交流電動機和直流電動機兩大類。現(xiàn)就這兩種類型電機論述如下：(1) 交流電動機交流電動機簡單、耐用、可靠、易維護、價格低、特性硬，但起動和調速性能差，輕載時功率因素低，一般在無調速要求的機械廣泛應用。在可變級頻率電源供電下可平滑調速。(2) 直流電動機直流電動機的調速性能好，范圍寬，采用電子控制，能充分適應各種機械負載特性的需求，但它的價格貴、維護復雜且需要直流電源，因此只有在交流電動機不能滿足要求時才采用。其中串勵電動機的特點是起動轉矩大、過載能力大、特性軟、適用于電力牽引機械等。復勵電動機的起動轉矩和過載能力比并勵電動機大，但調速范圍稍窄。3.1.2 選擇電動機應綜合考慮的問題選擇電動機應綜合考慮的問題：(1) 根據(jù)機械的負載性質和生產(chǎn)工藝對電動機的起動、制動、反轉、調速等要求，選擇電動機的類型。(2) 根據(jù)負載轉矩，速度變化范圍和起動的頻率程度要求，考慮電動機的溫升限制，過載能力和起動轉矩，選擇電動機的功率。所選電動機的功率應留有余量，下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098514負載率一般取 0.8 ~ 0.9。過大的備用功率會使電機的效率降低，對于感應電動機，其功率因素將變壞。(3) 如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕及易燃易爆氣體和其他因素的必要保護方式選擇電動機的結構形式。除此之外，選擇電動機還必須考慮運行的可靠性、設備的供貨情況、安裝檢修的難易、以及產(chǎn)品的價格、建設費用和生產(chǎn)過程前后期電動機功率變化關系等各種因素。3.1.3 本傳動機構電動機的類型選擇由于本設計中電動機是用來給傳動機構做動力，且載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)運轉，生產(chǎn)批量為小批量，所以按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，代號為 Y 系列，同時為了其具有廣泛的適用性，采用了 380V 電壓 50HZ 的頻率。A 選擇電動機的功率(容量)電動機功率選擇是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。功率過小不能保證工作機的正常工作，若功率選得過大，電動機的價格高，效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。負荷穩(wěn)定(或變化很小) 、長期連續(xù)運轉的機械(例如運輸機)，可按照電動機的額定功率選擇，而不必校驗電動機的發(fā)熱和起動轉矩。選擇時應保證rP?0式中 — 電動機額定功率，kW；0P— 工作機所需電動機功率，kW；r所需電動機功率有下式計算=rP?W式中 — 工作機所需有效功率，有工作機的工藝阻力及運行參數(shù)確定；W— 電動機到工作機的總效率。?傳動裝置的總效率 ，有傳動裝置的組成確定。多級串聯(lián)的傳動裝置的總效率為： W??321.B 確定電動機的轉速選擇電動機，除了選擇合適的電動機系列及容量外，尚需確定適當?shù)霓D速。因為容量相同的同類電機，可以有不同的轉速。電動機轉速相對工作機轉速過高時，勢必使傳動比增大，致使傳動裝置復雜，外廓尺寸增大，制造成本高。而選用電動下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098515機轉速過低時，優(yōu)缺點剛好相反。因此，在確定電動機轉速時，應分析比較，權衡利弊，安最佳方案選擇?？紤]到包裝速度 ，包裝箱長度：180mm~550mm，因此輸送帶速度min/15箱?v應滿足： smsv /138.060/5.i/??箱箱考慮到紙箱傳送、膠帶切斷等時間因此輸送帶速度應適當提高該處取運輸帶速v=0.5m/s。本設計中運輸帶運輸?shù)氖羌埾?。假設運輸箱體的質量 M=50kg，運輸帶滾筒直徑 D=100mm，查《機械設計使用手冊 》表 1-1-39 知，紙箱與皮帶之間的摩擦系數(shù)為 0.4～0.5，取 μ=0.45。則運輸帶的有效拉力 F=μmg=(0.45×50×9.81)N=220.73 N滾筒所需有效功率 P = = =0.11 KWw10Fv5.0732?傳動裝置總效率 = . . . .?聯(lián) 齒 輪4軸 承 滾 筒?帶按《機械設計課程設計手冊》表 4.2-9 ?。郝?lián)軸器效率 =0.99聯(lián)齒輪傳動效率 =0.97齒 輪?滾動軸承效率 =0.98軸 承滾筒效率 =0.96滾 筒帶傳動效率 =0.95帶?則傳動總效率 =0.99×0.97×0.98 ×0.96×0.95=0.814所需電動機效率 P = = ≈0.14 KWrw81.0滾筒轉速 = = =95.54 r/minwnDv?6.5?查《機械設計課程設計手冊》表 4.12-1，選擇 Y801-4 型號電動機，其額定功率=0.55 KW，同步轉速 1500 r/min,滿載轉速 1390 r/min。0P下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098516由《機械設計課程設計手冊》表 4.12-2 查得電動機中心高 H=80mm，外伸軸段D E=19mm 40mm?3.2 傳動比的分配傳動裝置的總傳動比可根據(jù)電動機的滿載轉速 和工作機軸的轉速 ，由 =0nWni算出。然后將總傳動比合理地分配給各級傳動?？倐鲃颖鹊扔诟骷墏鲃颖鹊倪B乘wn0積，即 ??21i當設計多級傳動比的傳動裝置時，分配傳動比是一個重要的步驟。往往與有傳動比分配不當，造成尺寸不緊湊、結構不協(xié)調、成本高、維護不便等許多問題。傳動比可按下式分配??214.3ii～?即 減～式中 分別為高速級和低速級的傳動比； 為減速器的傳動比。21,i 減i本設計中，傳動裝置的總傳動比= = =14.55iwn054.913根據(jù)《機械設計課程設計手冊》表 4.2-9 取 =2.5，則減速器傳動比為帶i= = =5.82減i帶 5.213.3 各軸運動及動力參數(shù)計算在選出電動機型號、分配傳動比之后，應將傳動裝置中各軸的傳遞功率、轉速、專據(jù)計算出來，為傳動零件和周的設計計算提供依據(jù)。(1)各軸的轉速可根據(jù)電動機的滿載轉速及傳動比進行計算。(2)各軸的功率和轉矩均按輸入計算，有兩種計算方法，其一是按工作機的需要功率計算；其二是按照電動機的額定功率計算。前一種方法的優(yōu)點是，設計出的傳動裝置結構尺寸較為緊湊；而后一種方法，由于一般所選定的電動機額定功率 略0P下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098517大于所需電動機功率 ，故根據(jù) 計算出個州功率和轉矩較實際需要的大一些，設rP0計出的傳動零件的結構尺寸較實際需要的大一些，因此傳動裝置的承載能力對生產(chǎn)具有一定的潛力。將傳動裝置中各軸從高速到低速依次定為Ⅰ軸、Ⅱ軸……(電動機的 0 軸)，各軸的輸入功率為 ，……，各軸轉速為 ……，各軸的輸入轉矩21,P,21n為 ……，則本設計中傳動系統(tǒng)各軸功率、轉速和轉矩的計算為：,21T0 軸：0 軸即電動機軸= =0.14 KWPr=1390 r/min 0n=9.55 =9.55 =0.96 Nm0T013904.?Ⅰ軸：Ⅰ軸即減速器高速軸= =0.14 =0.139 KW1P0聯(lián)??.= =1390 r/minn= =9.55 =0.955 Nm1T15.93901.?Ⅱ軸：Ⅱ軸即減速器低速軸= . . =0.139 0.97 0.98=0.13 kW2P1?齒 輪?軸 承= = =238.83 r/min2n減i8.5390=9.55 =9.55 =5.2 Nm2T2?83.10?Ⅲ軸：Ⅲ軸即傳動滾筒軸= . . =0.13 0.98 0.95=0.12 kW3P2軸 承?帶= = =95.54r/min3n帶i5.83下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098518=9.55 =9.55 =12 Nm3T3nP?54.91023?整理各軸運動及動力參數(shù)如下：軸名 功率 kw/轉矩 mNT?/轉速 in)/(?r電機軸 0.14 0.96 1390Ⅰ 0.139 0.955 1390Ⅱ 0.13 5.2 238.83Ⅲ 0.12 12 95.543.4 減速器的選用減速器是用于原動機和工作機之間的獨立的封閉的傳動裝置。由于減速器具有結構緊湊、傳動效率高、傳動準確可靠、使用維護方便等特點，故在各種機械設備中應用甚廣。3.4.1 減速器性能和分類減速器按其機構分為：圓柱齒輪減速器、圓錐—圓柱齒輪減速器；蝸桿減速器；行星輪齒輪減速器；擺線針輪減速器以及諧波輪減速器等等。常見減速器的類型及其應用簡述如下：（1）圓柱齒輪減速器兩級展開式圓柱齒輪減速器。它是兩級減速器中運用最廣，最簡單的一種。齒輪相對軸承位置不對稱。當軸產(chǎn)生彎曲變形時，載荷在齒寬上分布不均勻。因此，軸應具有較大的剛度，并盡量使高速齒輪遠離輸入端，高速級可制成斜齒，低速級可制成直齒。相對分流式講，用于載荷較平穩(wěn)的場合，傳動比一般為 i=8~60。（2）圓錐及圓錐圓柱齒輪減速器圓錐—圓柱齒輪減速器：它主要用于輸入軸與輸出軸相交而傳動化又較大的傳動。圓錐齒輪應在高速級，以減少錐齒輪尺寸，齒輪可分別制成直齒和斜齒。傳動比在直齒圓錐齒輪為 8~22，斜齒輪及螺旋齒輪為 8~40。3.4.2 減速器類型的選擇由前面計算知本設計所用減速器傳遞的功率 P=0.14 kW，傳動比 =8.732，輸減i入轉速 n=1390 r/min，則選擇兩級圓柱齒輪 (ZLY)減速器。由《機械設計實用手冊》表 9-1-2 查得：兩級減速器總中心距a=192mm， =80mm， =112mm。1a2下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098519根據(jù)表 9-1-4 選取減速器公稱傳動比系列 =5.8i根據(jù)表 9-2-3 ZLY 型減速器低速級許用輸入功率 =1.4 kW1P根據(jù)表 9-2-9 ZLY 型減速器外形尺寸設計減速器的尺寸。3.5 帶傳動的設計帶傳動的類型很多，根據(jù)《機械設計實用手冊》表 8-1-1 長用帶傳動的類型、特點及應用，選擇普通 V 帶用于連接減速器低速軸和滾筒軸之間的傳動；而置于導軌上用于輸送箱體的帶則選用聚酰胺片基復合平帶。3.5.1 平帶傳動平帶傳動在機械傳動中應用較普遍。它的特點是：⑴ 結構簡單，能適應多種傳動形式如交叉與角度傳動、多被動輪傳動、張緊離合器等。⑵ 主動輪與被動輪之間距離較大。適于體積較大的機具之間的傳動。⑶ 膠帶有彈性，傳動中產(chǎn)生打滑，可以緩和沖擊載荷和短時過載，又安全作用。⑷ 不能保持準確穩(wěn)定的速比。⑸ 軸和軸承上受壓力較大。聚酰胺片基復合平帶按承載層(聚酰胺片基)的能力(抗拉強度)分為輕型 L、中型M、重型 H 和特輕型 EL、加重型 EH、超重型 EEH 等幾種，其尺寸規(guī)格見《機械設計實用手冊》表 8-1-39。本設計中采用聚酰胺片基復合平帶傳動設計可以參照《機械設計實用手冊》表8-1-35 進行，但應考慮下列幾點：(1) 選擇帶型時，現(xiàn)根據(jù)用途、載荷的大小和變化情況按《機械設計實用手冊》表 8-1-40 選擇貼面類型，然后再根據(jù)設計功率 和小帶輪轉速 由《機械設計實用dP1n手冊》圖 8-1-7 選擇帶型。(2) 小帶輪直徑 可按表 8-1-35 的計算值減小 30%～50%，但必須大于表 8-1-1d39 中規(guī)定的 ，并應使帶速 〉10～15m/s。min?(3) 曲撓次數(shù) 應小于 =15～50 小帶輪直徑大時取高值，若 〉 ，則umins1 umin應該用輕薄的帶或較大的帶輪直徑 ，以免影響帶的壽命。1d(4) 確定帶寬（15）0PKbd???式中 —設計功率， = ，kW ；ddA下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098520—傳遞功率，kW；P—保教修正稀疏，查表 8-1-37；?K—傳動布置系數(shù)，查表 8-1-38；?—聚酰胺片基復合平帶的基本額定功率，(kW)，查表 8-1-41。0P根據(jù)上式算出帶寬，再結合所要輸送箱體的寬度，初步確定輸送帶的寬度，并按《機械設計實用手冊》表 8-1-39 選取標準值。取 =250mm，選用兩根該帶。b由以上推理計算可知，本設計中使用的聚酰胺片基復合平帶為：LR-M 250 3350 GB/1063-89(一面粘鉻鞣革、一面粘彈性膠片、帶寬為?250mm、帶長為 3350mm 的聚酰胺片基復合平帶)。3.5.2 V 帶傳動V 帶比平帶應用更廣泛，在許多情況下代替了平膠帶傳動和鏈傳動。 V 帶傳動的特點：(1)與鏈傳動相比，結構簡單，成本低，制造、使用、維護方便，能適應多種復雜的傳動形式。但其傳動不穩(wěn)定，局部損壞不易修理，需更換新品。(2)與平帶相比，不易掉帶，帶輪安裝要求不太嚴格，允許兩輪中心面有較大的位置度和平行度偏差，能更好地適應多種傳動形式，簡化傳動機構。V 帶得出拉力較低，允許用較小的包角和中心距，傳動比可以比較大，外廓尺寸小，沒有接頭，運行平穩(wěn)。本設計中使用的是 A 型普通 V 帶(基準寬度制)，其截面尺寸見《機械設計實用手冊》表 8-1-4，選擇 A 型普通 V 帶，其截面尺寸：節(jié)寬 =11.0mm；基本尺寸：pb頂寬 b=13mm,高度 h=10mm，楔角 =40°?；鶞书L度系列見《機械設計實用手冊》?表 8-1-8。根據(jù)型號可以外購到該 V 帶。（1）V 帶的基本參數(shù)1）確定計算功率 cP：已知： ； ；kw13.0?min/83.2rnm?查《機械設計基礎》表 13-8 得工況系數(shù)： 2.1?AK；則： kwkPKAc 156.0.??2）選取 V 帶型號：根據(jù) c、 mn查《機械設計基礎》圖 13-15 選用 Z 型 V 帶,下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985213）確定大、小帶輪的基準直徑 d（a）初選小帶輪的基準直徑：；md501?（b）計算大帶輪基準直徑：；mdid 5.122.12 ??????）（）（帶圓整取 ，誤差小于 5%，是允許的。m54）確定 V 帶的基準長度和傳動中心距：（a）中心距： )(2)(7.021021 dda???初選中心距 ?（b）基準長度： maddaLd 8.61204)51()50(214.302220 ??????? ?對于 Z 型帶選用 mLd7（c）實際中心距： mad 2148.6710200 ???????5）驗算主動輪上的包角 1?：由 ad?? 3.57)(18012???得 ???? 1209.4.)(1 ???主動輪上的包角合適。6）計算 V 帶的根數(shù) z： LArKPc ?)(0???下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098522（a） ， 查《機械設計基礎》表 13-3 得：min/1390rnm?md501?；kwP.（b） ，查表得： ；.2i/帶，rm k03.??（c）由 查表得，包角修正系數(shù)?9.15??95.?K（d）由 ，與 V 帶型號 Z 型查表得：Ld70 .L綜上數(shù)據(jù)，得 92.0.95.0)3.15.(2???z取 合適。01??z8）V 帶傳動的主要參數(shù)整理并列表：帶型 帶輪基準直 徑(mm) 傳動比 基準長度 (mm) 中心距（mm） 根數(shù)Z 1250?ad2.5 710 214 1（2）帶輪結構的設計1）帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT200）2）帶輪的結構形式：V 帶輪的結構形式與 V 帶的基準直徑有關。小帶輪接電動機， 較小，所mda501?以采用實心式結構帶輪。3.6 主軸部分的設計3.6.1 軸材料的選擇主軸零件要求材料具有良好的機械強度、韌性和耐磨性。這些性質是通過熱處理方法實現(xiàn)的。因此要求材料具有良好的淬火硬度，同時保持材料內在的韌性。低碳合金鋼的韌性優(yōu)于中碳鋼，故于重載、高速。氮化鋼具有淬火變形小的特點，使之適于精密主軸使用。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用于軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造尤為廣泛，45下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098523號鋼等優(yōu)質中碳鋼是最常用的材料。Q235-A 等普通碳素鋼用于不重要的軸或受載較小的軸。合金鋼比碳鋼具有更高的力學性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并要求減少尺寸與質量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。各種熱處理（如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等）以及表面強化處理（如噴丸、滾壓等） ，對提高軸的抗疲勞強度都有著顯著的效果。由于此設計中軸主要傳遞運動，且受力較小，選擇 45 鋼作為軸的材料，調質處理。3.6.2 各軸段直徑和長度的確定（1）初步確定主軸的最小直徑查閱表 ，由于彎矩較小，載荷平穩(wěn)，無軸向載荷，所以 取較大值，]3[5? ][y?MPa， 取較小值, mm2，則軸的最小許用直徑為：30?y?0A012?33min00.12.954pdAm??軸上鍵槽對軸有削弱作用，所以本次設計選取最小主軸直徑 mm。16in?d（2）軸上各段長度和直徑的初步確定如圖 6-1 所示，根據(jù)總體分析取主軸總長 mm，在根據(jù)軸上各段的作用，30?l分別確定各段的尺寸如下：軸上 1 段安裝帶輪，初定尺寸： mm；軸上 2 段安裝深溝球軸承，1621?dl初定尺寸： mm，軸上 3 段安裝滾筒，初定尺寸：202??dlmm，軸上 4 段安裝深溝球軸承，初定尺寸： mm。5603?l 014??dl（3）軸承與軸上配件的選擇根據(jù)主軸初步尺寸選擇配件。由于不承受軸向力，故選用深溝球軸承,選擇代號6204（GB/T276-1994）安裝在 2 和 4 兩段軸上，其基本尺寸：mm， mm，安裝尺寸：14720???BDd6.0min?symm， mm， mm。5mina 3maxaxY鎖緊螺旋主要用來鎖緊帶輪，實現(xiàn)軸向定位，采用圓螺母鎖緊。由表查得：螺紋采用 的普通螺紋，其基本尺寸為螺距 P=1,中徑]1[2?14?M下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098524mm，小徑 mm。由表 查得，選擇圓螺母的螺紋規(guī)格為1.32?d12?d]1[75?(GB/T810-1988) 其基本尺寸為：外徑 mm,厚度 mm，外小倒角4?M25?kd6?m。鏈輪用緊定螺釘來實現(xiàn)軸向定位。滾筒處選擇普通 A 型平鍵，平鍵尺寸：05，帶輪處選擇普通 A 型平鍵，平鍵尺寸： 。6?hlb 51?hlb（4）精確確定各軸段的尺寸軸 1 段： mm16201??dl軸 2 段： mm2軸 3 段： mm53l軸 4 段： mm014??d3.6.3 主軸的載荷分析根據(jù)文獻 進行受力分析和彎矩及扭矩的計算]3[（1）軸的受力確定首先根據(jù)軸的結構，做出軸的載荷分析圖，如圖 3-2 所示Fr1Fr3r2FNV1 NH2NH VFNH1 NH2NV1 FNV2MTFr3MTT3圖 3-2 主軸的載荷分析（2）支反力的計算下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098525水平面： 0??XF021???NHrNHF由于軸上的零件是對稱布置，且其載荷也是對稱，則N121293.4.93.4rNH?垂直面： 0?yF0321??rNVFN312.856.4rNv（3）彎矩扭矩的計算大鏈輪輸入的扭矩： N01 10.89959546PTn?????每個帶輪的輸出扭矩為鏈輪的一半，即N12348623T?m?水平作用在 C 點的彎矩：19.045169.CXrMFa???水平作用在 D 點的彎矩：232XrcNm??垂直作用在 E 點的彎矩：3()0.856(9)436EXrFab?????由圖 6-2 可知,可以看出軸的危險截面在 E 處222431.0.EHVMNm? ?3.6.4 軸的校核（1）按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 E）的強度。根據(jù)軸單向旋轉，扭轉切應力為不對稱循環(huán)變應力，取 ，軸的計算應力75.0??MPa22221 3()460.(.75486).1EcaMT????????前已選軸的材料為 45 鋼，調質處理，由《機械設計實用手冊》 ，表 查得，]1[5?