咖啡粉枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及計(jì)量裝置設(shè)計(jì)含開(kāi)題、Proe三維及13張CAD圖
咖啡粉枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及計(jì)量裝置設(shè)計(jì)含開(kāi)題、Proe三維及13張CAD圖,咖啡,粉枕式包,裝機(jī),總體,設(shè)計(jì),計(jì)量,裝置,開(kāi)題,Proe,三維,13,CAD
咖啡粉枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)及計(jì)量裝置設(shè)計(jì)
摘要：本設(shè)計(jì)是咖啡粉枕式包裝機(jī)，課題來(lái)源于鹽城市盛和輕工機(jī)械廠。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為：咖啡粉枕式包裝機(jī)的包裝原理設(shè)計(jì)，計(jì)量裝置工作原理，包裝的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)量裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本包裝機(jī)考慮到咖啡粉的特性和包裝袋的要求以及該廠的實(shí)際生產(chǎn)條件，選用凸輪作為包裝袋封口和牽引的主要機(jī)構(gòu)；同時(shí)采用量杯式計(jì)量，并且通過(guò)開(kāi)閉蓋銷對(duì)活動(dòng)底蓋的位置限制來(lái)實(shí)現(xiàn)量杯下料口的開(kāi)閉，從而保證計(jì)量過(guò)程的穩(wěn)定。
本設(shè)計(jì)對(duì)咖啡粉包裝的傳動(dòng)路線和包裝路線進(jìn)行了分析，并對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行合理分配，解決了咖啡粉快速、穩(wěn)定、自動(dòng)包裝等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)的預(yù)期效果。
關(guān)鍵詞：包裝機(jī)；計(jì)量裝置；咖啡粉
The Design of Overall Packing Machine and Measurement Device for Coffee Powder
Abstract : The design of overall packing machine for coffee powder ,subjects come from Yan cheng sheng he light machinery factory . The design of the principle of the packaging for coffee powder , measuring device principle, the overall structure of packaging design and the overall measurement device structure design.
The packaging machine for coffee powder accounts into characteristics and requirements of the packaging plant and the actual production conditions, cam was taken into account during the design; While using measuring cup meter, serviced through the opening and closing of activities bottom cover the location restrictions to achieve the mouth of measuring cup opening and closing, measurement process so as to ensure stability.
The design of the coffee powder packaged transmission and packaging line analysis and drive reasonable allocation. Resolved quickly coffee powder, stability,automatic packaging problem and so on . Implementation of the packaging machine achived expected goal .
Key words : Packaging; Metering devices; Coffee Powder
目 錄
1．前言 3
2．咖啡粉枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì) 5
2.1動(dòng)力設(shè)計(jì) 6
2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 6
2.1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 6
2.1.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算 7
3傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 9
3.1V帶設(shè)計(jì) 9
3.2蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) 11
3.3同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 16
3.4齒輪的設(shè)計(jì) 18
3.5料盤軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核 21
4.計(jì)量裝置設(shè)計(jì) 24
4.1料盤裝置設(shè)計(jì) 24
4.2量杯尺寸確定 24
4.3料盤結(jié)構(gòu)尺寸確定 25
4.4聯(lián)接盤設(shè)計(jì) 26
4.5料盤罩設(shè)計(jì) 27
5.咖啡粉枕式包裝機(jī)計(jì)量裝置三維爆炸圖 28
結(jié)論 31
參考文獻(xiàn) 32
致 謝 33
附 錄 34
1．前言
食品包裝是指為在流通過(guò)程中保護(hù)食品，方便儲(chǔ)運(yùn)，促進(jìn)銷售，按一定技術(shù)方法而采用容器、材料及輔助物等的總體名稱，也為達(dá)到上述目的而采用容器、材料和輔助物的過(guò)程中施加一定技術(shù)方法的操作活動(dòng)。食品包裝是生產(chǎn)的繼續(xù)，是實(shí)現(xiàn)食品價(jià)值和使用價(jià)值并增加價(jià)值的一種手段，它對(duì)食品生產(chǎn)有著重大意義。食品包裝是食品生產(chǎn)的最后一道工序，是商品的組成部分；它是食品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件；它有利于食品的衛(wèi)生；它能減少食品損耗，降低生產(chǎn)成本。食品包裝應(yīng)主要考慮：食品的性質(zhì)和特點(diǎn)；食品的生產(chǎn)、流通與消費(fèi)的社會(huì)性；合適的包裝材料與包裝機(jī)械。隨著食品生產(chǎn)與商品流通的發(fā)展，食品包裝的形式日益繁多，按照食品包裝在商品流通中的作用進(jìn)行分類，它分為銷售包裝與運(yùn)輸包裝兩類。銷售包裝（包括內(nèi)包裝和中包裝）的主要目的是促進(jìn)商品的銷售，它除具有保護(hù)食品，方便流通基本功能外，還具有美化食品、宣傳食品，促進(jìn)銷售的功能。銷售包裝一般與充填、包封、灌裝、封口及貼標(biāo)簽等機(jī)械聯(lián)系在一起[1]。
食品包裝技術(shù)的應(yīng)用及其創(chuàng)新，極大地推動(dòng)著包裝機(jī)械的發(fā)展。應(yīng)用與現(xiàn)代食品工業(yè)的自動(dòng)化包裝大多數(shù)以生產(chǎn)線的形式出現(xiàn)，集機(jī)、電、氣、液控制于一體，成套性強(qiáng)、可靠性高。并且，以模塊化組合的形式出現(xiàn)，具備系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的特點(diǎn)。此外，越來(lái)越多采用的微機(jī)控制、模擬控制等高新技術(shù)，使包裝機(jī)械躍上一個(gè)新臺(tái)階。
咖啡粉枕式包裝機(jī)是實(shí)現(xiàn)咖啡粉銷售包裝的主要機(jī)械工具。包裝機(jī)械工具的使用不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時(shí)也是提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。1）包裝機(jī)的使用大大提高了產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。2）包裝機(jī)械不僅可以大大改善操作條件，而且能最大限度的避免操作人員同食品直接接觸是可能產(chǎn)生的污染，從而保證食品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防銹防蝕。采用機(jī)械化包裝就可以把人們從復(fù)雜、笨重的手工勞動(dòng)中解放出來(lái)，減輕了體力勞動(dòng)的強(qiáng)度，增進(jìn)了工人的健康。3）機(jī)械包裝的生產(chǎn)能力一般比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，而且能更好的適應(yīng)市場(chǎng)的實(shí)際需要，加速產(chǎn)品的更新?lián)Q代。4）咖啡粉在手工包裝過(guò)程中容易發(fā)生逸散、飛濺現(xiàn)象，采用機(jī)械包裝則會(huì)大大地減少損失，節(jié)約原料，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，包裝工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占的比重和作用也越來(lái)越大。我國(guó)成功加入WTO后，全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易一體化進(jìn)程的發(fā)展促使商品流通領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，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(lái)越高。20世紀(jì)80年代后，我國(guó)的包裝機(jī)械的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)取得了巨大的發(fā)展，大量填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的包裝機(jī)械問(wèn)世，品種規(guī)格不斷增加，同時(shí)出現(xiàn)了很多包裝機(jī)械的生產(chǎn)企業(yè)，許多研究機(jī)構(gòu)著手研究包裝機(jī)械，高等院校也紛紛設(shè)立了包裝工程專業(yè)，從而形成了一個(gè)獨(dú)立的的包裝機(jī)械行業(yè)。進(jìn)入21世紀(jì)，包裝機(jī)械除繼續(xù)增加新品種外，在產(chǎn)品的技術(shù)水平、內(nèi)在質(zhì)量和性能等方面都有了很大進(jìn)步，這一切都與包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)有著密切的聯(lián)系[2]。
本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)咖啡粉枕式包裝機(jī)。課題來(lái)源于鹽城市盛和輕工機(jī)械廠。本課題有兩個(gè)人共同參與，本人設(shè)計(jì)的內(nèi)容為咖啡粉枕式包裝機(jī)，具體任務(wù)是進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、計(jì)量裝置設(shè)計(jì)及橫封切斷裝置設(shè)計(jì)。需要解決的問(wèn)題主要有:根據(jù)包裝袋的形狀、尺寸、袋內(nèi)咖啡粉的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計(jì)量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測(cè)器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設(shè)計(jì);不等速機(jī)構(gòu)、無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及位置布置。
本課題設(shè)計(jì)思路：分析封袋的封裝要求以及封袋總體尺寸確定包裝的總體工藝方案。包裝過(guò)程：片狀包裝紙由卷筒引出，經(jīng)光電檢測(cè)器再由成形器成形和牽引輥，縱封輥制成包裝。已充填包裝物的包裝袋上下整形輸出，經(jīng)輸送帶送到橫封頭橫封并切斷排出成品。傳動(dòng)部分是：主電機(jī)將運(yùn)動(dòng)傳入橫封傳動(dòng)軸，再經(jīng)不等速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)橫封頭傳動(dòng)，不等速機(jī)構(gòu)是用來(lái)調(diào)整橫封頭的封切瞬時(shí)速度，使之與包裝袋移動(dòng)速度同步的。調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速差動(dòng)機(jī)構(gòu)可以得到所需袋長(zhǎng)。
工藝方案確定后，根據(jù)封袋的大小及咖啡粉的多少來(lái)確定各個(gè)部分的尺寸，保證各個(gè)部件之間工作連續(xù)可靠，包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)的緊湊，本裝置用容積計(jì)量裝置對(duì)粉式裝料咖啡進(jìn)行計(jì)量。為保證封袋兩側(cè)大小相等，故在機(jī)構(gòu)中有成形器和牽引棍。為保證包裝紙的運(yùn)動(dòng)速度與橫封速度的同步，故用光電傳感器對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)并用超越電機(jī)動(dòng)作使之運(yùn)動(dòng)或制動(dòng)停止達(dá)到對(duì)速度誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)哪康?。為了避免包裝過(guò)程中得到的袋長(zhǎng)誤差，故有調(diào)節(jié)無(wú)級(jí)變速差動(dòng)機(jī)構(gòu)可以對(duì)得到的袋長(zhǎng)加以調(diào)整。
本課題需要解決的問(wèn)題主要有:根據(jù)包裝袋的形狀、尺寸、袋內(nèi)咖啡的體積、封邊方式的要求完成包裝袋封口位置、裝料位置及計(jì)量裝置形式的選擇；卷筒、光電檢測(cè)器、成形器、牽引棍、縱封棍等部件先后位置的確定;橫封頭及加料裝置的設(shè)計(jì);不等速機(jī)構(gòu)、無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及位置布置;差動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)對(duì)各個(gè)部分誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
咖啡粉是粉狀食品，包裝速度為30袋/min，包裝膜為PP卷、最大寬度50mm、長(zhǎng)度50m?？Х确郯b機(jī)由計(jì)量充填裝置、封口裝置、牽引裝置、動(dòng)力機(jī)構(gòu)組成。各個(gè)裝置之間通過(guò)一定的傳動(dòng)關(guān)系聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)的工作。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是在完成包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成計(jì)量裝置的具體設(shè)計(jì)和橫封切斷機(jī)構(gòu)的三圍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本包裝機(jī)為粉類食品專用，其料盤上的主要零件均為自行設(shè)計(jì)加工。設(shè)計(jì)時(shí)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件，非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)尺寸是取整，以便縮短設(shè)計(jì)周期，降低加工難度，提高經(jīng)濟(jì)效益。所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)為企業(yè)的生產(chǎn)提供參考。
本課題的設(shè)計(jì)意義及價(jià)值：所設(shè)計(jì)的設(shè)備應(yīng)能滿足咖啡粉包裝要求，保證包裝膜對(duì)正，便于調(diào)整，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，便于維修。
2．咖啡粉枕式包裝機(jī)總體設(shè)計(jì)
咖啡粉枕式包裝機(jī)的包裝原理： 咖啡粉枕式包裝機(jī)整體是由幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成，主要有：料盤裝置，橫封裝置，豎封裝置，走袋裝置，料卷裝置，電機(jī)等通過(guò)一定的傳動(dòng)關(guān)系組成。塑料薄膜卷在料卷裝置上通過(guò)成型器成型形成卷筒狀然后通過(guò)豎封裝置熱封，再通過(guò)牽引機(jī)構(gòu)向前走袋，在走袋的過(guò)程中料盤裝置把計(jì)量好的咖啡粉通過(guò)料斗注入豎封好的袋中，最后通過(guò)橫封機(jī)構(gòu)橫封切斷，包裝完成。根據(jù)包裝機(jī)的要求，在包裝過(guò)程中要確保各個(gè)裝置之間運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。
圖2.1包裝機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖
傳動(dòng)方案要滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率、使用維護(hù)便利、工藝和經(jīng)濟(jì)性好等要求。
經(jīng)過(guò)分析與比較,決定采用如下運(yùn)動(dòng)方式：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)V帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)蝸桿蝸輪減速帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，然后一部分動(dòng)力通過(guò)用同步帶軸，同步帶軸通過(guò)一對(duì)齒輪把動(dòng)力傳給料盤軸。用蝸桿蝸輪減速是因?yàn)樗膫鲃?dòng)比大可以一次將轉(zhuǎn)速降到需要的大小，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；用一根軸同時(shí)帶動(dòng)橫封機(jī)構(gòu)、豎封機(jī)構(gòu)、走帶機(jī)構(gòu)既能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又能保證三者之間同時(shí)協(xié)調(diào)的工作；用同步帶傳動(dòng)既能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比又能實(shí)現(xiàn)較大中心距的傳動(dòng)。整個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小。
2.1動(dòng)力設(shè)計(jì)
2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選得是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常工作，或電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)動(dòng)，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。
A. 料盤轉(zhuǎn)速的計(jì)算：
（2-1）
-- 料盤的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度
擬定 0.25 m/s
-- 料盤直徑
擬定 294 mm
由公式4-1得：
=7.5 r/min
B. 傳動(dòng)效率的計(jì)算：
由于傳動(dòng)裝置較為復(fù)雜，取保險(xiǎn)效率
===0.68
C. 式中 ,,，，
確定電機(jī)的輸出功率 P：
由于料盤的轉(zhuǎn)速很慢P < 0.5kw
查表16-1-28[8]，根據(jù)其中Y系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y802-4，額定功率0.75Kw，滿載轉(zhuǎn)速為1390r/min，安裝類型為B5型。
2.1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
I軸 n1 = (2-2)
n1 =
P1 = Po·η帶 (2-3)
P1= 0.75×0.95×0.99 = 0.705kw
T1 = (2-4)
T1 =
II軸 n2=
P2 = =0.705×0.99×0.8= 0.558kw
T2 = N·m
Ⅲ軸 n3=/min
P3 = P2·η軸承·η軸承·η齒輪·η同步帶= 0.558×0.99×0.99×0.98×0.98 = 0.525kw
T3 = N·m
Ⅳ軸 n4=
P4= P3·=0.525×0.99×0.98=0.51kw
T4 =
表2-1參數(shù)表
參數(shù)
軸名
電動(dòng)機(jī)軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
轉(zhuǎn)速n/r.min-1
1390
600
30
15
7.5
功率P/KW
0.75
0.705
0.558
0.525
0.51
轉(zhuǎn)距T/N.m
2.2
11.22
177.63
334.25
649.4
傳動(dòng)比i
2.3167
2
2
2
效率η
0.94
0.79
0.94
0.97
2.1.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算
電動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速n m及工作軸的轉(zhuǎn)速n w即可確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=n m /n w 。
具體分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a. 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對(duì)減速傳動(dòng)盡可能不超過(guò)其允許的最大值。
b. 應(yīng)注意使傳動(dòng)級(jí)數(shù)少﹑傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)少﹑傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，以提高精度。
c. 應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)﹑勻稱利于安裝，絕不能造成互相干涉。
d. 應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。
電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n m = 1390 r/min
工件（料盤）轉(zhuǎn)速 = 7.5 r/min
機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比i =185.33
，，，
3傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)
3.1V帶設(shè)計(jì)
小帶輪大帶輪
初定傳動(dòng)比 傳遞功率P=0.75kw
設(shè)計(jì)項(xiàng)目
設(shè)計(jì)依據(jù)幾內(nèi)容
設(shè)計(jì)結(jié)果
a.選擇V帶型號(hào)
1）計(jì)算功率
2）V帶型號(hào)
查文獻(xiàn)[9]表4.6得工作情況系數(shù)=1.1
=P=1.1×0.75
按=0.825kw， =1390r/min 查文獻(xiàn)[9]表4.11選Z型V帶
=0.825
kw
選Z型V帶
b.確定帶輪的直徑dd1 dd2
1）選取小帶輪的直徑dd1=71mm
2）驗(yàn)算帶速
3）確定大帶輪的直徑dd2
4）算從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速
5）算實(shí)際傳動(dòng)比
參考文獻(xiàn)[9]圖4.11及4.44[9]，選取小帶輪的直徑dd1=71mm
V==m/s
dd2 =dd1 =1390/600×71mm查文獻(xiàn)[9]表4.4
考慮到三角帶的滑動(dòng)系數(shù)=0.02 則
= dd1/ dd2 ×（1-）
=71/160×1390（1-0.02）
= /=1390/604
dd1=71mm
V=5.165m/s
在5～25m/s內(nèi)，合適
dd2 =160mm
=604r/min
=2.3
c. 確定中心距a和帶長(zhǎng)Ld
1）初選中心距a0
0.7(dd1+dd2)≤a0 ≤2(dd1+dd2)
取a0 =200mm
2）求帶輪的計(jì)算長(zhǎng)度Lo
3)計(jì)算中心距a
4)確定中心距的調(diào)整范圍
Lo==772.756mm
查表4.2[9] 取Lo=800mm
a==()=213.5mm
=a+0.03ld=(213.5+0.03×800)mm =a-0.015 ld =213.5- (2×8.5+0.009×800)mm
Lo=800mm
a=213.5mm
=237.5mm
=189.3mm
d.驗(yàn)算小帶輪的包角α1
α1=180°- (dd2 -dd1 )×57.3°/a
=156°﹥120°
α1 =156°
合適
e. 確定V帶的根數(shù)Z
1)確定額定功率P0
2)確定V帶的根數(shù)Z
確定
確定包角系數(shù)
確定帶長(zhǎng)系數(shù)
計(jì)算V帶根數(shù)Z
由dd1=71mm, =1390r/min及=600r/min
查文獻(xiàn)[9]表4.5，得單根Z型V帶的額定功率分別為0.27kw和0.3kw，用線性插值法求=1390r/min時(shí)的額定功率P0值
kw
Z≥
查文獻(xiàn)[9]表4.7得 ≈0
查文獻(xiàn)[9]表4.8得≈0.93
查文獻(xiàn)[9]表4.2得=1
Z≥根
=0.293kw
=0
=0.93
=1
取Z=4根，
合適
f.計(jì)算單根V帶的初拉力
查文獻(xiàn)[9]表4.1得q=0.06kg/m
=()N
≈35.3N
g.確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖
dd1 =71mm,采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)
dd2 =160mm，采用孔板式結(jié)構(gòu)
B=(z-1)e+2f=(4-1)×12+2×8=52mm
帶傳動(dòng)效率取 ，
3.2蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)
采用阿基米德蝸桿傳動(dòng)，其特點(diǎn)是：
a.齒廓凹凸嚙合的形式，而共軛曲面的當(dāng)量曲率半徑大，單位齒面壓力小。因而接觸強(qiáng)度得到提高。
b.瞬時(shí)接觸線方向與相對(duì)滑動(dòng)速度方向的夾角比較大，有利于形成和保持共軛齒面間的動(dòng)壓油膜。能夠減小磨損，提高傳動(dòng)效率及可靠性。
c.基本齒廓為圓弧齒形，只要齒形參數(shù)選擇合適，就能增大齒根厚度，提高齒的彎曲強(qiáng)度和抗沖擊能力。
d.設(shè)計(jì)方便，工藝簡(jiǎn)單。制造加工不需要特殊專用機(jī)床。
e.采用蝸輪正變位，變位系數(shù)一般在0.5以上嚙合性能好，能保證傳動(dòng)質(zhì)量，當(dāng)然也應(yīng)該注意防止大變位引起的理論嚙合區(qū)減少，蝸輪齒面根切區(qū)擴(kuò)大。以至齒頂變尖等現(xiàn)象。
總之它具有承載能力大，傳動(dòng)效率高。使用壽命長(zhǎng)，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。
A.模數(shù)m和壓力角α
通過(guò)蝸桿軸線并垂直蝸輪軸線的平面稱中間平面。在中間平面上，蝸桿與蝸輪的嚙合相當(dāng)于齒條和齒輪嚙合。阿基米德蝸桿傳動(dòng)中間平面上的齒廓為直線，夾角為2α=40°蝸輪在中間平面上齒廓為漸開(kāi)線，壓力角等于20°。顯然，蝸桿軸向齒距（相當(dāng)于螺紋螺距）應(yīng)等于蝸輪端面齒距，因而蝸桿軸向模數(shù)必須等于蝸輪端面模數(shù)；蝸桿軸向壓力角必須等于蝸輪端面壓力角，即==m， ==α。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓力角α=20°。
B.蝸桿標(biāo)準(zhǔn)直徑d1
為了保證蝸桿與蝸輪正確嚙合，蝸輪通常用與蝸桿形狀和尺寸完全相同的滾刀加工。區(qū)別在于蝸輪滾刀有刃槽，且外徑比蝸桿稍大，以便切出蝸桿傳動(dòng)的頂隙。也就是說(shuō)，切削蝸輪的滾刀不僅與蝸桿模數(shù)和壓力角一樣，而且其頭數(shù)和分度圓直徑還必須與蝸桿的頭數(shù)和分度圓直徑一樣。即同一模數(shù)蝸輪將需要有許多把直徑和頭數(shù)不同滾刀。為了限制滾刀數(shù)目和有利于滾刀標(biāo)準(zhǔn)化，以降低成本，特制定了蝸桿分度圓直徑系列的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即蝸桿分度圓直徑與模數(shù)m有一定的搭配關(guān)系，由此可見(jiàn)，同一模數(shù)只有有限幾種蝸桿直徑。蝸桿同螺旋一樣如果旋轉(zhuǎn)一周的周長(zhǎng)為π其螺旋升角為γ，則沿軸線移動(dòng)距離為（p為蝸桿軸向齒距）則可得：
(3-1)
(3-2)
式中q為蝸桿分度圓直徑與模數(shù)的比值，稱為蝸桿直徑系數(shù)，由上式可知，q值越小，即蝸桿直徑越小，則升角越大，傳動(dòng)效率越高，但直徑變小會(huì)導(dǎo)致蝸桿的剛度和強(qiáng)度削弱，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。一般轉(zhuǎn)速高的蝸桿可取較小q值，蝸輪齒數(shù)較多時(shí)可取較大q值。
C.蝸桿螺旋升角與蝸輪螺旋角β
?一對(duì)蝸桿蝸輪嚙合時(shí)，蝸輪螺旋角β與蝸桿螺旋升角γ大小相等，且旋向相同，才能吻合一致，即=β。
D.蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)
蝸桿頭數(shù)愈多，角愈大，傳動(dòng)效率高；蝸桿頭數(shù)少，升角γ也小，則傳動(dòng)效率低，自鎖性好。一般自鎖蝸桿頭數(shù)取=1。常用蝸桿頭數(shù)=1、2、4，過(guò)多，制造高精度蝸桿和蝸輪滾刀有困難。蝸輪齒數(shù)=i。和取推薦值。為了避免根切，不應(yīng)少于26，但也不宜大于60～80。過(guò)多時(shí)，會(huì)使結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大，蝸桿支承跨距加大，剛度下降，影響嚙合精度。
E.傳動(dòng)比i和中心距a
對(duì)于減速蝸桿傳動(dòng)
（3-3）
式中：和分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)速r/min。對(duì)于單級(jí)動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)，i=5～80，常用15～50。普通圓柱蝸桿減速裝置傳動(dòng)比i的公稱值，推薦按下列數(shù)值選取：5；7.5；10；12.5；15；20；25；30；40；50；60；70；80，其中10；20；40和80為基本傳動(dòng)比，應(yīng)優(yōu)先采用。非變位的標(biāo)準(zhǔn)蝸桿傳動(dòng)的中心距為
（3-4）
式中，為蝸輪分度圓直徑，=m國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了中心距標(biāo)準(zhǔn)系列值：40．50．63．80．100．125．160．（180）．200．250. （280）. 315. 355. 400. 450. 500另外，為了配湊中心距，蝸桿傳動(dòng)常需要變位。
所以取中心距a=80mm
蝸桿頭數(shù)Z1=1
蝸輪齒數(shù)Z2=30
蝸桿傳動(dòng)的受力分析：
蝸桿傳動(dòng)的受力分析與斜齒輪傳動(dòng)相似。通常不考慮摩擦力的影響。
蝸桿傳動(dòng)時(shí)，齒面間相互作用的法向力可分解為三個(gè)相互垂直的分力：切向力，徑向力r和軸向力。蝸桿，蝸輪所受各分力大小和相互關(guān)系如下:
(3-5)
式中：、、分別為蝸桿所受的切向力，軸向力，徑向力；、、分別為蝸輪的切向力，軸向力，徑向力；、分別為蝸桿、蝸輪的分度圓直徑；α為壓力角，T1、T2分別為蝸桿和蝸輪的轉(zhuǎn)矩，,i為傳動(dòng)比，η為蝸桿傳動(dòng)的總效率。
蝸桿，蝸輪上各分力方向的判定方法如下：切向力方向?qū)χ鲃?dòng)件蝸桿，與其運(yùn)動(dòng)方向相反；對(duì)從動(dòng)件蝸輪，與其受力點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相同。徑向力各自指向輪心。而蝸桿軸向力的方向則與蝸桿轉(zhuǎn)向和螺旋線旋向有關(guān)。用左（右）手定則來(lái)判定比較方便：右旋蝸桿用右手，左旋蝸桿用左手，四指順著蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)方向，四指伸直所指方向即為蝸桿軸向力的方向。蝸桿軸向力的反方向即蝸輪的切向力的方向。
蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算主要是為了防止齒面產(chǎn)生點(diǎn)蝕。鋼蝸桿與青銅或灰鑄鐵蝸輪配對(duì)時(shí)，齒面接觸疲勞強(qiáng)度公式如下：
校核公式 （3-6）
設(shè)計(jì)公式 （3-7）
式中，K為載荷系數(shù)，用以考慮載荷集中和動(dòng)載荷的影響。一般K=1.11.5。當(dāng)載荷平穩(wěn)、蝸輪圓周速度≤3m/s和7級(jí)以上精度時(shí)，取較小值，否則取較大值；為蝸輪許用接觸應(yīng)力（MPa），G為承載能力提高系數(shù)，對(duì)于普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，G=1；對(duì)于圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)，G=1.10-3.9。當(dāng)中心距a和蝸輪齒數(shù)較小時(shí)，G取較大值；其他符號(hào)意義和單位同前。2．蝸輪輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于閉式蝸桿傳動(dòng)，輪齒彎曲折斷的情況較少出現(xiàn)，通常僅在蝸輪齒數(shù)較多(>80100)時(shí)才進(jìn)行輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)于開(kāi)式傳動(dòng)，則按蝸輪輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
A.按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
a.選 ,
查文獻(xiàn)[9]表7.2 取=4則 。
b.蝸輪轉(zhuǎn)矩
初選
c.載荷系數(shù)K
查文獻(xiàn)[9]表7.8 得K=1.1
d.材料系數(shù)
查文獻(xiàn)[9]表7.9 得
e.
f.初選m,
查文獻(xiàn)[9]表7.1 取m=4mm、=40mm、q=10,此時(shí)=640
g.導(dǎo)成角
h.許用接觸應(yīng)力
=242MPa
其中
B．計(jì)算傳動(dòng)效率
a.滑移速度
b.齒合效率
由Vs=1.26m/s 查文獻(xiàn)[9]表7.5得 =2.433
（3-8）
0.70
c.傳動(dòng)效率
（軸承效率=0.99，潤(rùn)滑效率=0.98）
d.檢驗(yàn)值
（3-9）
=2521.3
<640 原選參數(shù)強(qiáng)度足夠
C．確定傳動(dòng)的主要尺寸
m=4mm, =40mm, =2, 中心距 a=100mm
a.蝸桿尺寸
a）分度圓直徑d
=40mm
b）齒頂直徑
c）齒根直徑
d）導(dǎo)程角
右旋
e）軸向齒距
f）輪齒部分長(zhǎng)度
取=60mm
b.蝸輪尺寸
a）分度圓直徑d
b）齒頂圓直徑
c）齒根圓直徑
d）外圓半徑
e）蝸輪輪齒寬度
f）螺旋角
g）齒寬角
h）咽喉母圓半徑
D．潤(rùn)滑方式
根據(jù)其具體的功用，采用噴油潤(rùn)滑。
E．蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
蝸桿：車制 蝸輪：采用齒圈壓配式結(jié)構(gòu)
3.3同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
傳動(dòng)功率
小帶輪轉(zhuǎn)速 大帶輪轉(zhuǎn)速
傳動(dòng)用途：輕型包裝機(jī) 原動(dòng)機(jī)種類：交流電動(dòng)機(jī) 工作制度：8-10小時(shí)/天
由于轉(zhuǎn)速不大 所以選擇模數(shù)制同步帶(設(shè)計(jì)查表參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械傳動(dòng)》成大先 主編
計(jì)算項(xiàng)目
單位
公式及數(shù)據(jù)
說(shuō)明
設(shè)計(jì)功率
kw
查表12-1-67=1.2
=0.67kw
帶型或模數(shù)m
mm
根據(jù)和=30r/min
由圖12-1-8選取m4
-小帶輪轉(zhuǎn)速
小帶輪齒數(shù)
由表12-1-68
取
小帶輪節(jié)圓直徑
mm
帶速v
m/s
<
m=4mm
傳動(dòng)比i
<10 合適
-大帶輪轉(zhuǎn)速
r/min
大帶輪齒數(shù)
大帶輪節(jié)圓直徑
mm
初定中心距
mm
初選mm
初定帶的節(jié)線長(zhǎng)度及其齒數(shù)
mm
=687.244mm
查表12-1-54[8]
取
實(shí)際中心距a
mm
鑒于整體結(jié)構(gòu)中心距不可調(diào)
查表12-1-71
得
a=202.178mm
小帶輪嚙合齒數(shù)
帶寬
mm
模數(shù)制=
=
=148.4mm
取
=
-小帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)=7所以
=1.00
單位帶寬許用應(yīng)力查表12-1-76[8]得：
=
因?yàn)関<0.1m/s取
=80N/mm
帶的單位寬度、單位長(zhǎng)度的質(zhì)量由表12-1-76得：
3.4齒輪的設(shè)計(jì)
a．選擇齒輪的材料、精度、齒數(shù)和齒寬：
由于齒輪轉(zhuǎn)速不高，選7級(jí)精度，開(kāi)式硬齒面齒輪傳動(dòng)。小齒輪齒數(shù)Z1=20，則大齒輪齒數(shù)Z2= 40。齒輪的布置形式為非對(duì)稱布置，查文獻(xiàn)[9]表6.5，選齒寬系數(shù)。
b．按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：
a）取載荷系數(shù) Kt=1.5
b）小齒輪的轉(zhuǎn)距 T1=649.4N/m
c）大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
查圖6.9[9] 得
d）應(yīng)力循環(huán)系數(shù) N1=60nJLh=60×7.5×3000×16=2160×109
N2= N1/i=108×108
e）彎曲疲勞強(qiáng)度
查文獻(xiàn)[9]圖6.7 KFN1=0.88 KFN2=1
f）計(jì)算許用彎曲應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)，應(yīng)力特征系數(shù)，則 MPa
MPa
g）查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)
根據(jù)當(dāng)量齒數(shù)
由文獻(xiàn)[9]表6.4查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)
h）計(jì)算大小齒輪的并加以比較
c．設(shè)計(jì)計(jì)算：
a）計(jì)算齒輪模數(shù)
=3.52mm
b）計(jì)算圓周速度V
c）計(jì)算載荷系數(shù)
查文獻(xiàn)[9]表6.2得
根據(jù)V=0.0553m/s，10級(jí)精度，查文獻(xiàn)[9]圖6.10得
查文獻(xiàn)[9]圖6.13得齒間載荷分配系數(shù)=1
則載荷系數(shù)
d）校正并確定模數(shù)
mm 取=4mm
d. 計(jì)算齒輪傳動(dòng)幾何尺寸
a）中心距a
mm 取a=120mm
b）兩分度圓直徑
c）齒寬
0.08×160=12.8mm 取18mm， mm
e. 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
由公式6.12
確定公式中各項(xiàng)參數(shù)值
a)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
按齒面硬度查文獻(xiàn)[9]圖6.8得，350MPa
b)接觸疲勞壽命系數(shù)、
查文獻(xiàn)[9]圖6.6得
c)計(jì)算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù)，則
=1.05×350/1=367.5MPa
=1.1×350/1=385 MPa
=385 MPa
d)材料系數(shù)
由文獻(xiàn)[9]表6.3查得材料系數(shù)=146
校核計(jì)算
=
≈28.1 MPa≤385 Mpa 接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求。
f. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
大齒輪：分度圓直徑160mm，所以選用整體式結(jié)構(gòu)。
3.5料盤軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核
A.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是要確定軸的合理外形和結(jié)構(gòu)，以及包括各軸段長(zhǎng)度、直徑及其它細(xì)小尺寸在內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)尺寸。
軸的結(jié)構(gòu)主要取決以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸的毛坯種類；軸上作用力的大小和分布情況；軸上零件的布置及固定方式；軸承類型及位置；軸的加工工藝以及其它一些要求。由于影響因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又因具體情況的不同而異，所以軸沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)具有較大的靈活性和多樣性。但是，不論具體情況如何，軸的結(jié)構(gòu)一般應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：
a.軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；
b.軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；
c.軸應(yīng)具有良好的制造工藝性；
d.軸的受力合理，有利于提高強(qiáng)度和剛度；
e.節(jié)省材料，減輕重量；
f.形狀及尺寸有利于減小應(yīng)力集中。
B.軸的最小直徑估算
軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般已知裝配簡(jiǎn)圖、軸的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率及傳動(dòng)零件的類型和尺寸等。
轉(zhuǎn)軸受彎扭組合作用，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，其長(zhǎng)度、跨距、支反力及其作用點(diǎn)的位置等都未知，尚無(wú)法確定軸上彎矩的大小和分布情況，因此也無(wú)法按彎扭組合來(lái)確定轉(zhuǎn)軸上各段的直徑。為此應(yīng)先按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件估算轉(zhuǎn)軸上僅受轉(zhuǎn)矩作用。
d=C (3-10)
C——計(jì)算常數(shù)，取決于軸的材料和受載情況。
當(dāng)軸段上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大直徑以考慮鍵槽對(duì)軸的削弱：d>100mm時(shí)，單鍵槽增大3％，雙鍵槽增大7％；d100mm時(shí)，單鍵槽增大5％～7％，雙鍵槽增大10％～15％。最后對(duì)d進(jìn)行圓整。
查表C=103 (當(dāng)所受彎距較小或只受轉(zhuǎn)距、載荷較平穩(wěn)，無(wú)軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn)；反之，[]取小值，C取較大值。)
料盤的實(shí)際功率很小，扭矩約等于零，取P=0.1kw,n=7.5r/min
最小直徑處有鍵槽，增大5%取=26mm
C.各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定
軸的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示：
圖3.1軸
a.Ⅰ段軸頭的長(zhǎng)度，此處要裝料盤、聯(lián)結(jié)盤、法蘭，取。
b. 確定、選擇滾動(dòng)軸承型號(hào),取> 查軸承樣本，選用型號(hào)為36206的角接觸球軸承，其內(nèi)徑d=30mm,外徑D=62mm,寬度B=16mm。
c.Ⅲ段直徑，為方便安裝，應(yīng)略大于，取=36mm。Ⅲ段長(zhǎng)度，根據(jù)料盤總體結(jié)構(gòu)取=68mm。
D.軸承的選擇
選擇滾動(dòng)軸承的類型，一般從載荷的大小、方向和性質(zhì)入手。在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承承載能力大，適用于載荷較大或有沖擊的場(chǎng)合。當(dāng)承受純徑向載荷時(shí)，通常選用徑向接觸軸承或深溝球軸承；當(dāng)承受純軸向載荷時(shí)，通常選用推力軸承；當(dāng)承受較大徑向載荷和一定軸向載荷時(shí)，可選用角接觸球軸承。
根據(jù)軸的應(yīng)用場(chǎng)合可知，軸主要受到徑向力和軸向力。查詢常用滾動(dòng)軸承的性能和特點(diǎn)，選擇角接觸球軸承。角接觸球軸承的性能特點(diǎn)：可同時(shí)承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷，也可承受純軸向負(fù)荷。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于剛性較大跨距不大的軸及須在工作中調(diào)整游隙的場(chǎng)合。
E.軸承的潤(rùn)滑
潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要意義。軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力，，還具有散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕等。潤(rùn)滑方式與軸承速度有關(guān)，一般根據(jù)軸承的d值（d為滾動(dòng)軸承內(nèi)徑，單位mm；n為軸承轉(zhuǎn)速，單位r/min）做出選擇。如表3-1所示：
表3-1深溝球軸承潤(rùn)滑方式
d值界限（10mm·r/min）
軸承類型
脂潤(rùn)滑
油潤(rùn)滑
深溝球軸承
16
>25
軸承的潤(rùn)滑方式選擇脂潤(rùn)滑。
F.滾動(dòng)軸承的密封
軸承工作時(shí)，潤(rùn)滑劑不允許很快流失，且外界灰塵、水分及其他雜物也不允許進(jìn)入軸承，故應(yīng)對(duì)軸承設(shè)置可靠的密封裝置。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩類。
a.接觸式密封
通過(guò)軸承蓋內(nèi)部放置的密封件與傳動(dòng)軸表面的直接接觸而起密封作用。密封元件主要用毛氈、橡膠圈、皮碗等軟性材料，也有用減磨性好的硬質(zhì)材料如石墨、青銅、耐磨鑄鐵等。
b.非接觸式密封
接觸式密封必然在接觸處產(chǎn)生摩擦，非接觸式密封則可以避免此類缺點(diǎn)，故非接觸式密封常用于速度較高的場(chǎng)合。
由于轉(zhuǎn)速大于5r/min 選擇非接觸密封。
4.計(jì)量裝置設(shè)計(jì)
料盤裝置工作原理是：料盤裝置是由料盤，料盤罩，轉(zhuǎn)軸，法蘭，連接盤，活動(dòng)底蓋，開(kāi)蓋銷，閉蓋銷等主要部件通過(guò)一些輔助件連接在一起。其工作原理：料盤是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，料盤中有圓周等分裝配的4個(gè)量杯，在各個(gè)量杯的底部均有一個(gè)活動(dòng)底蓋封閉其出口，在料盤內(nèi)還設(shè)計(jì)一個(gè)料盤罩，上部開(kāi)有一個(gè)圓孔，可以通過(guò)料斗進(jìn)料。轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)法蘭旋轉(zhuǎn)，法蘭通過(guò)連接盤帶動(dòng)料盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于料盤罩固定不動(dòng)，因此料盤罩可以把充填入量杯的物料面刮平，保證各量杯所盛的物料容積相同。當(dāng)量杯隨料盤轉(zhuǎn)到卸料位置時(shí)，活動(dòng)底蓋被開(kāi)蓋銷碰開(kāi)，物料靠自重向下卸出，經(jīng)成型器充填入包裝內(nèi)。隨后料盤繼續(xù)回轉(zhuǎn)，使活動(dòng)底蓋碰到閉蓋銷令其回復(fù)原位，重新另一個(gè)充填的過(guò)程。
4.1料盤裝置設(shè)計(jì)
圖3.1料盤裝置結(jié)構(gòu)
4.2量杯尺寸確定
量杯內(nèi)徑可以按照包裝粉劑的體積多少來(lái)做相應(yīng)大小的量杯，由于包裝咖啡的體積小，選擇量杯外徑40mm，為了加工方便其他尺寸相應(yīng)取整。其尺寸如圖3.2。
圖3.2量杯
4.3料盤結(jié)構(gòu)尺寸確定
料盤直徑的大小決定了料盤裝夾量杯的尺寸和排部，料盤的直徑不宜過(guò)大，太大會(huì)增加總體的尺寸，導(dǎo)致制造成本的提高；料盤直徑過(guò)小，達(dá)不到量杯排部的要求。綜合因素考慮取料盤直徑φ294mm,高度100mm。
料盤的材料為2Cr13
料盤上分布四個(gè)放量杯的沉孔，其尺寸同量杯外輪廓尺寸。
圖3.3 料盤
為保證料盤和料盤軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)料盤上端用圓頭螺母卡在料盤軸上保證軸向固定，下端用聯(lián)結(jié)盤連接法蘭，法蘭用鍵和軸連接保證同步轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)料盤轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.4聯(lián)接盤設(shè)計(jì)
聯(lián)接盤的主要作用是連接料盤和法蘭。上端用兩個(gè)銷與料盤相連，下端用四個(gè)螺釘與法蘭連接。其尺寸受料盤尺寸限制。其結(jié)構(gòu)如圖3.4
圖3.4聯(lián)接盤
4.5料盤罩設(shè)計(jì)
料盤罩的作用是擋料，一方面防止料從料斗下落時(shí)發(fā)生的逸散、飛濺，另一方面是在裝料過(guò)程中刮平量杯里的料，其結(jié)構(gòu)尺寸由料盤尺寸和量杯的位置確定。
圖3.5料盤罩
5.咖啡粉枕式包裝機(jī)計(jì)量裝置三維爆炸圖
在商品流通中人們對(duì)小袋商品的包裝提出了越來(lái)越高的要求,不僅要求包裝美觀、便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用方便和產(chǎn)品保質(zhì),而且要求包裝袋內(nèi)的商品計(jì)量準(zhǔn)確,誤差小?！坝?jì)量”是包裝過(guò)程中的重要組成部分,因此商品包裝的精確計(jì)量是包裝行業(yè)時(shí)刻關(guān)注的一項(xiàng)重要課題。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也遇到了這方面的問(wèn)題，我們經(jīng)過(guò)分析后，決定采用容積式定量包裝計(jì)量裝置，它主要適用于視密度穩(wěn)定、容量較小的物料包裝計(jì)量。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,計(jì)量速度快,成本低,但準(zhǔn)確度低(一般只能達(dá)到3%～1 5%)。[4]
容杯式定量包裝計(jì)量裝置,分為固定和可調(diào)容杯式定量包裝計(jì)量裝置兩種。固定容杯式定量包裝計(jì)量裝置有兩種類型,一種適用于顆粒狀、粉狀物料包裝;另一種適用于粉狀物料包裝。適用于顆粒狀、粉狀物料包裝主要由料斗、定量杯、轉(zhuǎn)盤、刮板、粉罩、活門、轉(zhuǎn)軸及機(jī)架等組成。其工作原理為:轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)定量杯在轉(zhuǎn)軸的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)入由刮板隔斷的料倉(cāng)時(shí),向其內(nèi)充填物料,同時(shí)料斗補(bǔ)充物料,以便定量杯充滿物料;當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)出由刮板隔斷的料倉(cāng)時(shí),刮板將其上口物料刮平,保證各杯料高一致;當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)到卸料口時(shí),由固定在機(jī)架上的頂桿撥開(kāi)其底部的活門,物料經(jīng)下料管落入包裝袋,落料完畢再由頂桿關(guān)閉其底部的活門,完成計(jì)量自動(dòng)落料的動(dòng)作要求。適用于粉狀物料包裝主要由料斗、定量杯、滑板、滑座、滑座蓋、支座、攪拌器及機(jī)架等組成。其工作原理同上相似。就本課題來(lái)講，我們選擇了固定定量包裝計(jì)量裝置。[2]
根據(jù)設(shè)計(jì)的二維圖，通過(guò)PRO/E2.0軟件繪制出了咖啡粉枕式包裝機(jī)計(jì)量裝置三維爆炸圖：
(a)右側(cè)面
(b)左側(cè)面
(c)側(cè)視圖
(d)俯視圖
圖3.5 咖啡粉枕式包裝機(jī)計(jì)量裝置三維爆炸圖
結(jié)論
本課題是經(jīng)過(guò)對(duì)包裝要求和條件的分析，選擇型號(hào)為Y802-4的電機(jī)，選擇了v帶和蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)作為減速機(jī)構(gòu)，運(yùn)用了齒輪傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)并且對(duì)齒輪、軸、帶輪、蝸桿蝸輪進(jìn)行了設(shè)計(jì)校核，所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)橫封、豎封、走帶都是用凸輪機(jī)構(gòu)，主要針對(duì)用塑料袋包裝的食品。其計(jì)量裝置采用容積計(jì)量主要是針對(duì)咖啡粉一類粉狀食品設(shè)計(jì)的。計(jì)量用的量杯可以根據(jù)包裝食品體積的不同做相應(yīng)大小的內(nèi)徑。料盤采用回轉(zhuǎn)式圓盤，四周均勻分布四個(gè)量杯，其回轉(zhuǎn)一周可以完成四個(gè)計(jì)量動(dòng)作。
設(shè)計(jì)的包裝機(jī)能滿足加工要求，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于調(diào)整和維修。
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致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)到此為止已接近尾聲，回顧整個(gè)過(guò)程，我覺(jué)得受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為在大學(xué)里的最后一道學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。
對(duì)于計(jì)量裝置，我們還是比較陌生的，而咖啡粉枕式包裝機(jī)又是計(jì)量研究領(lǐng)域的先進(jìn)設(shè)備，因此，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)必定存在不少問(wèn)題。在解決這些問(wèn)題時(shí)，我查閱了許多相關(guān)資料，并得到了陳樹(shù)祥老師的指點(diǎn)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們走向工作的前奏，作好畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們以后的工作有很大幫助。而畢業(yè)設(shè)計(jì)完成得好壞離不開(kāi)指導(dǎo)老師的幫助。完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先要感謝陳樹(shù)祥老師，他在百忙之中抽出時(shí)間來(lái)指導(dǎo)、監(jiān)督我們，為我們糾正不少常見(jiàn)錯(cuò)誤。其次要感謝我們所到的實(shí)習(xí)單位的技術(shù)人員，從他們身上我學(xué)到了不少相關(guān)知識(shí)。
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鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2007
附 錄
序號(hào) 圖 名 圖 號(hào) 圖 幅
1 咖啡粉包裝機(jī)總裝配圖 BFZ30-00 A0
2 料盤裝置裝配圖 BFZ30-11-00 A1
3 料盤 BFZ30-11-01 A1
4 軸承座 BFZ30-11-02 A2
5 轉(zhuǎn)軸 BFZ30-11-03 A2
6 機(jī)架 BFZ30-11-04 A2
7 量杯 BFZ30-11-05 A3
8 法蘭 BFZ30-11-06 A3
9 齒輪 BFZ30-11-07 A3
10 聯(lián)接盤 BFZ30-11-08 A3
11 料斗 BFZ30-11-09 A3
12 料盤罩 BFZ30-11-10 A3
13 活動(dòng)底蓋 BFZ30-11-11 A4
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