旋轉工作臺式真空包裝機設計含4張CAD圖
旋轉工作臺式真空包裝機設計含4張CAD圖,旋轉,工作,臺式,真空,裝機,設計,cad
XXXX
設計（XX）任務書
機械工程 學院
XX專業(yè)
論文題目 旋轉工作臺式真空包裝機設計
學生姓名 XX 學 號 XX
起訖日期 20XX.2.20-20XX.6.8
指導教師姓名（簽名）
指導教師職稱 XX
指導教師工作單位 XX
院（系）領導簽名
下發(fā)任務書日期 ： 20XX年2月 20日
題 目
旋轉工作臺式真空包裝機設計
論文時間
20XX年2月20日至 20XX年6月1日
課題的主要內容及要求(含技術要求、圖表要求等)
根據以下參數
旋轉工作臺真空包裝機是一種新型高效包裝機，它在厚兩工儉，聯(lián)動真空包裝機的基礎上創(chuàng)新突破，大大提高了生產效率。適合于食品保鮮，包裝行業(yè)的大批量生產。該設備目前沒有廠家生產，有一定的推廣價值。
設計一種旋轉式真空包裝機，完成總裝圖及零件。編寫設計說明書；完成專業(yè)外文資料翻譯1份。
課題的實施的方法、步驟及工作量要求
設計方法：學生在指導教師的指導下，利用所學的課程并自學有關知識，掌握機械設計的特點、方法，借助《機械設計手冊》等技術資料，完成本機設計。
設計步驟：調研收集設計資料——根據所給定的參數制定總體設計方案——完成總裝圖及部裝圖——完成零件圖——編寫設計說明書。
工作量要求：設計圖紙工作量合計3張零號圖紙（A0-2張，A1-2張，A2-0張，A3-0張，A4-0張，電子手繪-若干）；畢業(yè)設計說明書不少于8000漢字；外文資料原文(與課題相關的1萬印刷符號左右)，外文資料翻譯譯文（約3000漢字）。
指定參考文獻
[1]成大先主編.機械設計手冊（單行本）-減（變）速器.電機與電器[M]
北京：化學工業(yè)出版社,2004.
[2]濮良貴,紀名剛主編.機械設計（第七版）[M].北京：高等教育出版社,2001.
[3]成大先主編.機械設計手冊（單行本）-機構[M].北京：化學工業(yè)出版社,2002.
[4]王世剛,張秀親,苗淑杰.機械設計實踐（修訂版）[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2003.
[5]孫鳳蘭,馬喜川主編.包裝機械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社, 2006.
[6]成大先.機械設計手冊（第七卷）[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.
畢業(yè)設計(論文)進度計劃(以周為單位)
第 1 周（2012年 2月20日----2012年 2 月 26 日）：
下達設計任務書，明確任務，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。
第2周——第8周（2012年 2 月 27 日----2012年4 月 15 日）：
制定總體方案，繪制總裝圖草圖。
第 9 周——第14周（2012年4月16 日----2012年 5月 27日）：
修改并完成總裝圖及部裝圖，完成有關零件圖的設計。
第15 周（2012年 5 月28日----2012年 6 月5 日）：
編寫設計說明書
第 16 周（2012年 6月 6日----2012年6 月 8 日）：
準備答辯
備注
開題報告
題 目
旋轉工作臺式真空包裝機設計
學生姓名、學號
專業(yè)
指導教師姓名
職稱
1.課題背景和意義：
我國真空包裝機起步于上個世紀70年代末，形成行業(yè)僅20多年，年產值只有七八千萬元．產品品種僅有100多種。隨著產品研發(fā)的投入，我國真空包裝機的產品水平也有了新的發(fā)展，產品生產開始有了自動化，成套化，規(guī)模化的趨勢．高技術含量．傳動復雜的設備開始出現。近5年來食品和真空包裝機行業(yè)每年以11％～12％的平均增長速度發(fā)展．高于同期國民經濟增長速度，銷售總額由1994年的150億元增加到2000年的300億元。產品品種由1994年的270種發(fā)展到2000年的3700種?？梢哉f我國的機械生產已滿足了國內的基本需求，并開始向東南亞及第三世界國家出.如我國2000年的進出13總額為27．37億美元．其中出口額為12．9億美元，比1999年提高了22．2％。在出口的機械品種中以食品(乳品、糕點，肉類、水果)加工機、烤箱，封裝，貼標簽機、紙埋鋁復合罐生產設備等機械出口較多，食品機械如制糖、釀酒、飲料。
近十余年來，國際包裝界十分重視提高包裝機械及整個包裝系統(tǒng)的通用能力和多功能集成能力，為市場開拓日新月異的多樣化商品提供及時靈活應變的生產手段。同時基于合理簡化包裝和優(yōu)勢包裝工藝方法的實際需要，不斷探索，明顯地加快了自身技術革新的步伐。尤其是與現代自動機床同步發(fā)展相呼應，逐步明確。要想建立多樣化、通用化、多功能集成化的包裝機械新體系，首先必須著重解決組合化和機電一體化的大問題，無疑這是今后的重要發(fā)展方向。
真空包裝機等設備已開始成套出口。本次畢業(yè)設計題目方向為旋轉工作臺真空包裝機。目前市場上的真空包裝機種類型繁多。但其中旋轉工作臺式真空包裝機尚為市場空白。其研發(fā)前景和市場預期都較為樂觀。現有的包裝接卸很多已經是集成機、電、光、氣一體化的高新技術產品，自動化、智能化、全電腦控制、觸摸屏操作顯示的多功能包裝機亦有成熟發(fā)展。
2.文獻綜述：
2.1調研報告：
在進一個月的調研中，通過查找相關資料信息，使自己對包裝機械的生產技術、市場開發(fā)以及先關服務都有了一定程度的認識。
以下是對市場上主要包裝機械的生產廠家所生產的包裝機械（真空充氣包）
（1）.DZQ400/2S雙室真空中期包專機
生產廠家：上海人民包裝股份有限公司
用途特點：該機適合于各類食品、果品、醬品等的真空包裝。該機采用深式工作室，雙工作室可輪番工作，每室有兩組單獨加熱帶封口裝置，并有生產日期壓字機構，工作性能穩(wěn)定，可在商場、食品加工廠使用。
技術參數：包裝能力3.5次/min（800mmf封口長度，真空包裝）
工作室尺寸（長*寬*高）410mm*45mm*140mm 真空度 -0.1MPa
真空充氣包裝 3次/min（800mm封口長度） 整機質量 300kg
電熱封口長度 400mm*2 電機功率 1.5kw
電熱 0.7kw*2 外形尺寸（長*寬*高） 1000mm*710*950mm
（2）.DZ600/2S不銹鋼真空包裝機
生產廠家：上海人民包裝股份有限公司
用途特點：該機采用電腦控制的新一代全不銹鋼真空包裝機。其工作室采用新工藝成型，強度高，確保該機長期使用的可靠性和穩(wěn)定性。該機采用雙室結構，工作控制采用電腦版和觸摸式面板操作方便，維修容易。
技術參數：工作室尺寸（長*寬*高）720mm*580mm*45
封口有效尺寸（長*寬） 600mm*12mm 供電電源 380V/50Hz
真空度 -0.1MPa 工作周期 約30S/次
真空泵抽氣率 內接泵（XD-063泵）63 外接泵（ZX-15）15L/S
功率 ：泵電機功率 1.5kw（XD-063）2.2kw(ZX-15) 封口功率 1kw
外形尺寸（長*寬*高）1500mm*730mm*880mm 整機質量 320kg
（3）.DZ/DZ15002SB雙室真空（充氣）包裝機
生產廠家：上海余特包裝機械制造有限公司
用途特點：本機適合對食品行業(yè)的肉類、醬制品、果脯、糧食、豆制品、化學行業(yè)、制藥等行業(yè)的顆粒、分裝、液體等商品進行真空后充惰性氣體包裝，可以防止產品氧化霉變、腐敗、防潮、達到產品的儲存期限。本機以電腦芯片為控制核心，技術國內領先。
技術參數：真空室尺寸（長*寬*高）570mm*470mm*90mm
封口有效尺寸（長*寬） 500mm*10mm 供電電源 380V/50Hz
真空室絕對值 MPa 包裝能力13次/min
泵功率 0.75kw*2 熱封功率 0.9kw
外形尺寸（長*寬*高）1300mm*770mm*960mm 整機質量 215kg
（4）.DZD-680/2SD系列真空包裝機
生產廠家：南通騰通包裝機機械有限公司
該機適合于偏大包裝裝及高效要求的產品真空包裝，如肉類熟食、畜禽分割速凍出口產品、醬腌制品、水產品等。并能適應潮濕、腐蝕性特強的使用環(huán)境。由專用PC進口泵（德國），進口電器元件（法國）配置，屬高配制，高穩(wěn)定性機構，整機價格是國外同檔次機型的1/3.
技術參數：真空室尺寸（長*寬*高）680mm*700mm*110mm
包裝能力34次/min 整機質量 580kg
外形尺寸（長*寬*高）1680mm*935mm*1080mm
（5）.ZBJ84-型自動真空包裝機
生產廠家：天津天利航空機電有限公司
用途特點：本機適用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)產品中的固體顆粒、液體等多種形態(tài)物品的真空包裝。包裝物品在無氧狀態(tài)下進行。本機可連續(xù)運轉，工作效率高。ZBJ84-BS型自動真空包裝機是再B型基礎上設計的一種新產品，忒單是再電氣方面具有兩套控制線路，真空室有雙電熱棒，適用于小袋包裝。ZBJ84-BB豪華型，是自動真空包裝機精品，箱體全部采用不銹鋼材料制造，適用于腐蝕性的工作環(huán)境。
技術參數：真空室尺寸（長*寬*高）1000mm*350mm*100（60）mm
封口有效尺寸（長*寬） 1000mm*8mm 供電電源 380V/50Hz
真空泵 30L/S 真空度 >97.325kpa
功率 7.5kw （含ZX-30泵）（B型BB型）9.5kw（含ZX-30泵）(BS型)
外形尺寸（長*寬*高）1740mm*1360mm*1100mm 整機質量 約500kg
以上調研機型是本次設計數據源，因而得出以下結論。
2.2抽氣形式的選用：
要實現真空包裝，必須要對包裝袋抽氣達到真空。實現真空方法有：（1）機械擠壓式（2）吸管脫氣式（3）腔室方法：裝有物品的包裝袋放在腔室中，打開閥門，由真空泵進行抽氣，然后加以熱封。通常的真空包裝機都是采用的這種方式。實踐證明，腔室方法工作可靠，生產效率高，易于自動，故該機采用腔式真空法。
2.3真空室和電熱帶數的確定：
真空室和電熱帶數的確定主要依據生產效率上的要求。通常用單位時間內包裝機能夠完成的包裝袋的數量表示：
式中-生產效率，次/min L-加熱帶的有效長度，mm
b-袋口寬度,mm K-包裝袋熱封時，袋之間的間隔,mm
-包括合箱、抽氣、熱封、放氣及開箱的時間
-制袋或袋的供給、送人腔室的時間
由上式可知，采用四真空箱對稱布置和旋轉工作臺（8個工作位）可以提高機器效率。
2.4傳動設計：
旋轉工作臺真空包裝機的傳動系統(tǒng)分為兩個部分，即工作臺旋轉傳動系統(tǒng)和真空箱升降傳動系統(tǒng)。
在初做課題的時候，我選定了多種傳動系統(tǒng)，經過比較。首先，在電機控制上，初定一臺電機同時控制旋轉和升降系統(tǒng)，由此設計出來的傳動系統(tǒng)需要一根長度貫穿整個機器的傳動橫軸，此傳動橫軸的長度約在1600mm以上，不但制造上有難度，而且由于長度、傳動穩(wěn)定性的原因，否定了該方案，改為雙電機同步控制，兩套傳動系統(tǒng)。
其次，對于真空箱升降系統(tǒng)，實現此工作要求，可以用四連桿機構，凸輪連桿機構、液（氣）壓升降機構。經過比較，四連桿機構傳動性雖好，但是剛性沖擊大，穩(wěn)定性方面也存在問題，而液（氣）壓缸升降系統(tǒng)在控制上比較有難度，為簡化電氣控制，降低成本呢，最終選定凸輪連桿這個方案，凸輪連桿方案的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，和諧，通過自身輪廓線實現運動，控制上比較簡單，此方案的原理圖如下：
圖示原理中，有一杠桿，目的是放在凸輪滾子行程，以減小設計凸輪時的尺寸，本方案所涉及的頂桿，由于較長，可能存在壓桿穩(wěn)定上的問題，故以套筒配以間隙配合，起到穩(wěn)定頂桿的作用。
再次，對于旋轉分度系統(tǒng)的設計，有著多種方案，可以用槽輪分度，或者分度盤分度。涉及到傳動考慮到工作速度和電機旋轉，我所確定的傳動方案都是靠齒輪的傳動來實現，由電機到齒輪的直接相聯(lián)，省去了減速箱。而且，對于我所采用的偏心分度盤，由于其結構上的特殊，可以省去離合器，實現電機-齒輪的不間斷運動，避免了結構上的復雜和沖擊。
3.課題研究的基本內容：
我的研究目標是旋轉工作臺式真空包裝機的結構設計。要實現這一目標，需要進行的研究基本內容有：
1）傳動方案的選擇，保證傳動的穩(wěn)定性及正確性;
2）在基本參數和受力分析的條件下，確定各軸的基本尺寸;
3）確真空包裝機機構中電機、軸承、鍵型號；
4）繪制機構各二維圖包括:總體裝配圖，真空箱裝配圖和零件圖。
4.選題研究的技術路線、研究方法和要解決的主要問題：
研究技術路線：首先，了解本論題的研究狀況，形成文獻綜述和開題報告。其次，進一步搜集閱讀資料并研讀文本，做好相關的記錄，形成論題提綱。第三，深入研究，寫成初稿。最后，反復修改，完成定稿。
研究方法： 運用文獻分析法、比較法、綜合分析法等進行研究。
要解決的關鍵問題：1、傳動方案的選擇 2、電機型號的選擇 3、軸承類型的選擇 4、真空箱的結構設計
5.研究與寫作計劃：
第 1 周（2012年 2月20日----2012年 2 月 26 日）：
下達設計任務書，明確任務，熟悉課題，收集資料，上交外文翻譯、參考文獻和開題報告。
第2周——第8周（2012年 2 月 27 日----2012年4 月 15 日）：
制定總體方案，繪制總裝圖草圖。
第 9 周——第14周（2012年4月16 日----2012年 5月 27日）：
修改并完成總裝圖及部裝圖，完成有關零件圖的設計。
第15 周（2012年 5 月28日----2012年 6 月5 日）：
編寫設計說明書
第 16 周（2012年 6月 6日----2012年6 月 8 日）：
準備答辯
6、參考文獻：
[1]成大先主編.機械設計手冊（單行本）-減（變）速器.電機與電器北京[M]：化學工業(yè)出版社,2004.
[2]濮良貴.紀名剛主編.機械設計（第七版）[M].北京：高等教育出版社,2001.
[3]成大先主編.機械設計手冊（單行本）-機構[M].北京：化學工業(yè)出版社,2002.
[4]王世剛.張秀親.苗淑杰.機械設計實踐（修訂版）[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2003.
[5]孫鳳蘭.馬喜川主編.包裝機械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社,2006.
[6]成大先.機械設計手冊（第七卷）[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.
學生簽名： 年 月 日
指導教師批閱意見
（指導教師應對課題研究的思路、方法、對策、措施和預期成效等做出評價，并提出具體的改進意見）
指導教師簽名： 年 月 日
7
XXX
XX設計（XX）
題 目 旋轉工作臺式真空包裝機設計
XXX 學院
XXXXXXX專業(yè)
學生姓名 XXX 學號 XXXXXXX
指導教師 XXX 職稱 XX
指導教師工作單位 XXX
起訖日期 20XX.2.20-20XX.6.8
摘 要
包裝機行業(yè)是我國的一個新興產業(yè)，它產生于改革開放之初，并且在上世紀末開始了蓬勃發(fā)展。經過二十多年的飛速發(fā)展，我國的包裝機行業(yè)取得了長足的進步，但由于起步較晚，與國外同行業(yè)相比仍有一定的差距，而這種落后主要體現在包裝機的精度、電器控制系統(tǒng)、機電一體化的程度等。本論文主要對國內外包裝行業(yè)的歷史、現狀和發(fā)展趨勢進行了闡述。論述了旋轉工作臺式真空包裝機的市場應用價值，描述了其工藝過程，并在現有的真空包裝機的基礎上，著重對其旋轉的工作方式進行了詳細的分析和說明，并對其機械部分結構進行設計，對各類工件進行了計算及驗算。闡述了其工作過程和主要機構及核心部件的工作原理和工藝過程，并且在滿足使用要求的基礎上大大提高了工作效率。
關鍵詞：真空包裝機；旋轉工作臺；真空箱；偏心分度盤；升降凸輪
ABSTRACT
In china ,the manufacturing of packaging machine is a quiet new industry .During last twenty years of development , Chinese packaging machinery industry has made substantial progress, but due to a late start compared with the same industry abroad a certain gap, and this backwardness is mainly reflected in the accuracy of the packaging machine, electrical controlsystem, the degree of mechanical and electrical integration. This thesis focuses on the history, status and development trend of the packaging industry at home and abroad are described. The rotary desktop vacuum packaging machine market value, describe its process, and on the basis of the existing vacuum packaging machine, focusing on their rotating work out a detailed analysis and description. Described the course of their work and the main institutions and the core components of the working principle and process. Meet the requirements on the basis of greatly improved work efficiency.
Key words：packaging machine; vacuum; roating working bench;
Vacuum bag; dimensional tolerances
目 錄
緒論 1
第一章 總體方案設計 2
1.1課題分析 2
1.2總體方案的確定 2
1.3傳動方案的選擇 3
第二章 計算和校核 5
2.1電機的選擇 5
2.2凸輪升降機構 6
2.3各傳動軸的校核 7
2.4軸承的選擇 9
2.5分度機構設計 9
2.6鍵的校核 9
2.7真空箱設計 10
2.8旋轉工作臺與升降機構的工作要求 11
2.9齒輪校核 11
2.10真空泵的選擇 14
2.11聯(lián)軸器的選擇 15
第三章 其他說明 17
3.1機器的保養(yǎng) 17
結束語 18
致 謝 19
參考文獻 20
三江學院2012屆本科生畢業(yè)設計（論文）
20
緒論
我國真空包裝機起步于上個世紀70年代末，形成行業(yè)僅20多年，年產值只有七八千萬元．產品品種僅有100多種。隨著產品研發(fā)的投入，我國真空包裝機的產品水平也有了新的發(fā)展，產品生產開始有了自動化，成套化，規(guī)模化的趨勢．高技術含量．傳動復雜的設備開始出現。近5年來食品和真空包裝機行業(yè)每年以11％～12％的平均增長速度發(fā)展．高于同期國民經濟增長速度，銷售總額由1994年的150億元增加到2000年的300億元。產品品種由1994年的270種發(fā)展到2000年的3700種?？梢哉f我國的機械生產已滿足了國內的基本需求，并開始向東南亞及第三世界國家出.如我國2000年的進出13總額為27．37億美元．其中出口額為12．9億美元，比1999年提高了22．2％。在出口的機械品種中以食品(乳品、糕點，肉類、水果)加工機、烤箱，封裝，貼標簽機、紙埋鋁復合罐生產設備等機械出口較多，食品機械如制糖、釀酒、飲料。
近十余年來，國際包裝界十分重視提高包裝機械及整個包裝系統(tǒng)的通用能力和多功能集成能力，為市場開拓日新月異的多樣化商品提供及時靈活應變的生產手段。同時基于合理簡化包裝和優(yōu)勢包裝工藝方法的實際需要，不斷探索，明顯地加快了自身技術革新的步伐。尤其是與現代自動機床同步發(fā)展相呼應，逐步明確。要想建立多樣化、通用化、多功能集成化的包裝機械新體系，首先必須著重解決組合化和機電一體化的大問題，無疑這是今后的重要發(fā)展方向。
真空包裝機等設備已開始成套出口。本次畢業(yè)設計題目方向為旋轉工作臺真空包裝機。目前市場上的真空包裝機種類型繁多。但其中旋轉工作臺式真空包裝機尚為市場空白。其研發(fā)前景和市場預期都較為樂觀?，F有的包裝接卸很多已經是集成機、電、光、氣一體化的高新技術產品，自動化、智能化、全電腦控制、觸摸屏操作顯示的多功能包裝機亦有成熟發(fā)展。
第一章 總體方案設計
1.1課題分析
本次畢業(yè)設計的題目是旋轉工作臺式真空包裝機的機械部分
真空包裝機品種較多，通常分為機械擠壓式、插管式、腔室式熱成型式。機械擠壓式方法較為簡單，但真空度低；插管式結構緊湊，但效率低；本機采用腔室式。改進現有兩工作位及鏈動真空包裝機，可具有多個工位（4工位）生產效率大大提高。
本機采用四個真空箱，4個工位，8個裝卸點，人工輔助機型，每兩個真空室共用一套抽真空系統(tǒng)。交替工作，生產效率大大提高，生產能力為20次/min。
該種機型尚無國內廠家生產，具有一定的市場推廣價值和前景。本次的課題研究是有一定的價值的。
1.2總體方案的確定
1.2.1抽氣形式的選用
要實現真空包裝，必須要對包裝袋抽氣，達到真空。實現真空的方法有：（1）機械擠壓式；（2）吸管脫氣室；（3）腔室方法：裝有物品的包裝袋放在腔室中，打開閥門，由真空泵進行抽氣，然后加以熱封。通常的真空包裝機械都是采用的這種方案。實踐證明，腔室方法工作可靠，生產效率高，易于自動化，故該機采用腔式真空法。
1.2.2真空室和電熱帶數的確定
真空室和電熱帶數的確定主要依據生產效率的要求。通常用單位時間內包裝機能夠完成的包裝袋的數量表示：
式中-生產效率，次/min -加熱帶的有效長度，mm
b-袋口寬度，mm k-包裝袋熱封時，每袋之間的間隔,mm
-包括合箱、抽氣、熱封、放氣及開箱的時間
-制袋或袋的供給、送入腔室的時間
由上式可知，采用四真空箱對稱布置和旋轉工作臺（4個工作為）可以提高機械效率。
1.2.3程序和氣路的設計
為滿足工作的需要，機器應有下面的動作程序：真空箱上升——工作臺旋轉——真空箱下降——抽氣——熱封——冷卻——放氣——重復上述程序。
氣路原理如下圖所示：
1——真空泵
2——放氣閥
3——兩位四通電磁閥
4——真空箱
5——小氣室
包裝過程概述：
真空箱上升
熱封
抽氣
真空箱下落
開啟電源后，兩臺電機開始工作，分別帶動凸輪和分度盤，實現頂桿的上升和工作臺的旋轉運動。
重復框中動作
工作位旋轉至工人處，取出包裝物
工人在其余四個工作位放下新的未包裝物
工作臺旋至真空箱下方
放入包裝物—開機— —
1．3傳動方案的選擇
旋轉工作臺真空包裝機的傳動系統(tǒng)分為兩個部分，即工作臺旋轉傳動系統(tǒng)和真空箱升降傳動系統(tǒng)。
在初做課題的時候，我選定了多種傳動系統(tǒng)，經過比較。首先，在電機控制上，初定一臺電機同時控制旋轉和升降系統(tǒng)，由此設計出來的傳動系統(tǒng)需要一根長度貫穿整個機器的傳動橫軸，此傳動橫軸的長度約在1600mm以上，不但制造上有難度，而且由于長度、傳動穩(wěn)定性的原因，否定了該方案，改為雙電機同步控制，兩套傳動系統(tǒng)。
其次，對于真空箱升降系統(tǒng)，實現此工作要求，可以用四連桿機構，凸輪連桿機構、液（氣）壓升降機構。經過比較，四連桿機構傳動性雖好，但是剛性沖擊大，穩(wěn)定性方面也存在問題，而液（氣）壓缸升降系統(tǒng)在控制上比較有難度，為簡化電氣控制，降低成本，最終選定凸輪連桿這個方案，凸輪連桿方案的優(yōu)點是傳動平穩(wěn)，和諧，通過自身輪廓線來實現運動，控制上比較簡單，此方案的原理圖如下：
圖示原理中，有一杠桿，目的是放在凸輪滾子行程，以減小設計凸輪時的尺寸，本方案所涉及的頂桿，由于較長，可能存在壓桿穩(wěn)定上的問題，故以套筒配以間隙配合，起到穩(wěn)定頂桿的作用。
再次，對于旋轉分度系統(tǒng)的設計，有著多種方案，可以用槽輪分度，或者分度盤分度。涉及到傳動考慮到工作速度和電機旋轉，我所確定的傳動方案都是靠齒輪的傳動來實現，由電機到齒輪的直接相聯(lián)，省去了減速箱。而且，對于我所采用的偏心分度盤，由于其結構上的特殊，可以省去離合器，實現電機-齒輪的不間斷運動，避免了結構上的復雜和沖擊。
第二章 計算和校核
2.1電機的選擇
旋轉工作臺真空包裝機，屬一般輕工機械，并且根據工作需要和傳動方案的需要，我將目光投向了轉速低、轉矩大、體積小的Y系列（IP44）的派生系列。由同軸轉速器和全封閉自冷式電動機構成一個整體。B級絕緣，IC0141冷卻方式、容量范圍0.55~1.5KW。適用于驅動低轉速傳動機械，可供礦山、冶金、制糖、造紙、化工、橡膠等行業(yè)設備配套。
本機需要低轉速，考慮到簡化傳動方案設計，選用YCJ200-1.5-14齒輪減速電機。
含義：CJ-齒輪減速
200-輸出軸中心高（mm）
14-輸出轉速（r/min）
1.5-電動機額定功率（kw）
輸出轉矩：941N.m
配用電動機Y100L-6.
由該機型的結構，組成傳動裝置和工作機器的各部分運動副或傳動副的效率分別為（由[4]表10.7）得總效率
聯(lián)軸器 齒輪傳動
球推力軸承 凸輪傳動
所以
由[4]表10.17得
錐出輪傳動比
工作臺轉速
進過齒輪和錐齒輪后，分度盤主軸的轉速為
所以分度盤主軸的功率
其扭矩為
2.2凸輪升降機構
旋轉工作臺真空包裝機，要求真空箱作升降，工作行程300mm,經杠桿原理與槽輪連接，可是凸輪設計尺寸縮小，減輕設計重量。
最大速度因數 凸輪轉速 5r/min
由[3]表19-2-17，定需用壓力角
由[3]3.4枝，
設計參數：
滾子行程h=150mm
凸輪最小半徑
相應外徑
推程運動角
回程運動角
由[3]表19-2-22畫出凸輪輪廓線展開如下：
由[3]表19-2-43可知，由工作條件決定選用一般精度即可。
極限偏差：向徑
極角
基準孔H7(H8)
凸輪槽寬H8
表面粗糙度
凸輪工作輪廓0.8~1.6 凸輪槽壁1.6
曲線槽坐標值公差
支承總重量：
真空箱為鋁合金鑄件，，真空箱吊臂為角鋼，具體尺寸見圖紙所示，估算總重量為35kg，頂桿尺寸見圖紙，可以承受此重量而不發(fā)生壓潰、壓彎等變形。
2.3各傳動軸的校核
由[2]表15-3，軸常用幾種材料的
軸選用40Cr，調質處理。
根據該機型工作條件，所受彎矩較小，主要受扭矩作用，載荷平穩(wěn)，低速度，只做單向旋轉。
由[2]式15-1，
當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑，從考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于軸徑d>100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3%；有兩個鍵槽時，應增大7%，對于直徑d《100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大5%~7%，有兩個鍵槽時，應增大10%~15%，然后將軸徑圓整為標準直徑。
由此最小直徑
將軸徑圓整為標準直徑d=55mm。
由[2]式15-16，得
對于階梯軸軸向扭轉變形：
，式中，L為階梯軸受扭矩作用的長度，（mm）
G為軸的材料的剪切彈性模量，單位為MPa，對于鋼材，
分別代表階梯軸第i段上的收到扭矩，長度和極慣性矩。
為階梯軸受扭矩作用的軸段數
軸的扭轉剛度條件為，式中為軸每米長的允許扭轉角，對于一般傳動軸，可取
所以安全。
2.4軸承的選擇
由于傳動方案的要求，軸承將承受機器相當一部分的軸向載荷，故選用能夠承購較大軸力載荷的推力球軸承。
本機所選用的四種軸承型號分別為51203、51206、51210、51208。
其中51203型可承受的基本額定載荷為：
動載荷Ca=17.0kg，靜載荷Coa=27.2kg
其中51206型可承受的基本額定載荷為：
動載荷Ca=28.0kg，靜載荷Coa=54.2kg
其中51208型可承受的基本額定載荷為：
動載荷Ca=47.0kg，靜載荷Coa=98.2kg
其中51210型可承受的基本額定載荷為：
動載荷Ca=48.5kg，靜載荷Coa=112kg
其潤滑方式選擇為脂潤滑。
2.5分度機構設計
本旋轉工作臺真空包裝機，有四個工作真空箱、四個工位，四工人操作，所有工序連接有序，皆有賴于分度機構是否可以準確分度，此偏心輪分度定位機構原理如下圖所示：
滑塊4、5鉸接于桿3上，可分別在桿7與固定盤6的滑槽中滑動。當主動軸1回轉時，通過偏心輪2使桿3繞滑塊5上的鉸銷作往復擺動，此時，桿3帶動滑塊4、5交替插入輸出盤的周邊孔中，當4脫出周邊孔而5插入時，輸出盤固定不動。反之，5脫出而4插入周邊孔，則輸出盤被帶動，做單向間歇運動，且每次旋轉都為45度角（由周邊孔數目決定）。輸出盤工作平穩(wěn)，分度可靠。偏心分度盤機構間圖紙。
2.6鍵的校核
根據工作條件決定，一般8級以上精度的齒輪有定心精度要求，應選用平鍵聯(lián)接。平鍵聯(lián)接具有結構簡單，裝拆方便等優(yōu)點。由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）宜放在軸上，用鍵槽銑刀銑出的鍵槽中，鍵在鍵槽中軸向固定良好，缺點是鍵的側面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而鍵的圓頭部分不能充分利用，而且軸上鍵槽端部的應力集中放大，形式和尺寸如圖。
根據軸尺寸由[4]表18.1中查得鍵的截面尺寸，齒輪軸端直徑d=40mm。則b=12mm，h=8mm.t=5.0mm,由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取鍵長L=32mm，凸輪軸段直徑d=30mm，則b=8mm,h=7mm,t=4.0mm，由輪轂寬度并參考鍵的長度系列，取建長L=125mm。
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由[2]表6-2查得需用擠壓應力
鍵的工作長度l=L-b=32-12=20mm。
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5*8=4mm
由[2]式6-1得
所以鍵具備足夠的強度
鍵的工作長度l=L-b=125-8=117mm
鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5*7=3.5mm
由[2]式6-1得
可知連接的擠壓強度不夠，考慮到相差很大，因此改用雙鍵，相隔180度布置，雙鍵的工作長度l=1.5*117=175.5mm
由[2]式6-1得
故雙鍵可用。
2.7真空箱設計
普通真空包裝機的真空箱，熱封頭在下方的臺板上。但由于本機的工作臺在做工時不斷旋轉，如將熱封頭布置在工作臺上，則其布線和真空管都將就糾纏在一起。故將熱封頭與真空管插口處布置于真空向內。
真空箱的尺寸（長*寬*高）為490mm*280mm*193mm。
其材料為2L401，壁厚10mm。
真空箱通過角鋼和圓盤與頂桿相連接（具體形式見部件圖所示）。為使真空箱落下后與工作臺密封嚴閉，工作臺相應的工位上開與箱形相應的槽溝，內嵌入密封膠圈。
本真空箱的熱封頭由加熱器、臺板、緩沖墊條、復位彈簧、活塞、壓條、玻璃布、保護膜、電熱帶、枕條、接線塊、鎖緊螺釘、鑲板組成、其活塞是靠上部的大氣壓與下部小氣室的真空壓差而實現的。加熱器見圖見部件圖。其封口方法為脈沖熱封。聚四氟乙烯墊條起到絕緣與隔熱作用，而玻璃布保護膜的作用是防止粘接。
2.8旋轉工作臺與升降機構的工作要求
本機器的設計工作能力為20次/min，即在每分鐘內工作臺完成5次旋轉，真空箱實現5次升降，要求旋轉和升降要同步配合，已完成動作。
電機轉速:
初級錐齒輪出動比
經初級減速后，到分度盤的轉速為10r/min.
經主傳動齒輪（工作臺聯(lián)接）（i=2）減速后，工作臺轉速為5r/min。
經主傳動齒（與頂桿凸輪聯(lián)接）（i=2）減速后，行程凸輪的轉速v=5r/min。
對于凸輪推程轉角
凸輪經回轉后，進入推程作用，（經時3s）帶動杠桿上頂真空箱，向下運動。3s后
達到工作臺面。滾子進入水平軌道，頂桿靜止（經時6s）,真空箱完成熱封。凸輪經回轉進入回程（經時3s），帶動杠桿上推真空箱上升，完成熱封。
杠桿尺寸（mm）:
2.9齒輪校核
與工作臺相連接的傳動齒輪（D=240mm.d=120mm）是本次設計中需要校核的重點，其承受的轉矩和載荷可能會引起齒輪的損傷，因此以下校核：
（1） 選用直齒圓柱齒輪傳動。
（2） 包裝機為低轉輕載機器，故用7級精度（GB10095-88）
（3） 材料選擇。由[2]表10-1選用小齒輪材料為40Cr（調質）硬度為280HBS，大齒輪為45鋼（調質），硬度為240HBS，而這材料硬度差為40HBS。
（4） 選用小齒輪齒數（在此處，選擇多齒是因為提高傳動精度和穩(wěn)定性）。大齒輪齒數.
由設計計算公式[2]10-9a進行試算，即
1)確定公式內的個計算數值。
（1） 試選載荷系數
（2） 小齒輪傳遞的轉矩
（3） 由[2]表10-7選取齒寬系數
（4） 由[2]表10-6查得材料的彈性影響系數
（5） 由[2]圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。
（6） 由[2]式10-13計算應力循環(huán)次數
（7） 由[2]圖10-19查得接觸疲勞系數
(8)計算接觸疲勞需用應力
取失效概率為1%，安全系數S=1，由[2]式10-12得：
2)計算
（1） 計算小齒輪的圓周速度V
（2） 計算齒寬b,
（3） 計算齒寬與齒高之比 b/h
模數,齒高
則， b/h=120/6.75=17.78
（4） 計算載荷系數
根據V=0.0628m/S,7級精度，由[2]圖10-8插得動載荷系數；
直齒輪，假設,由[2]表10-3查得
由[2]表10-2查得使用系數
由[2]表10-4查得7級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時，
將數據代入后得，
由b/h=17.78, ,查[2]圖10-13，得,故載荷系數
由[2] 式10-5得彎曲強度設計公式為
1）確定工室內的各計算數值
（1）由[2]圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限大齒輪的疲勞強度極限
（2）由[2]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數
(3)計算彎曲疲勞需用應力
取彎曲疲勞安全系數S=1.4，由[2]表10-12得
(4)計算載荷系數K:
(5)查取齒形系數
由表10-5查得
(6)查取應力校正系數
由[2]表10-5可查得
（7）計算大小齒輪的并加以比較。
，
所以大齒輪的數值大
小于初定模數
由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒數和模數乘積有關，因計算模數小于初定摸數，故初定各值可滿足安全要求。
2.10真空泵的選擇
在選擇真空泵時應該考慮到一下幾個方面：
1.真空泵的工作壓強應該滿足真空設備的極限真空及工作壓強要求。如：真空鍍膜要求1×10-5mmH的真空度，選用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常選擇泵的真空度要高于真空設備真空度半個到一個數量級。
2.正確地選擇真空泵的工作點。每種泵都有一定的工作壓強范圍，如：擴散泵為10-3~10-7mmHg，這樣寬壓強范圍內，泵的抽速隨壓強而變化，其穩(wěn)定的工作壓強范圍為5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作點應該選在這個范圍之內，而不能讓它在10-8mmHg下長期工作。
3.真空泵在其工作壓強下，應能排走真空設備工藝過程中產生的全部氣體量。
4.真空設備對油污染的要求。若設備嚴格要求無油時，應該選各種無油泵，如：水環(huán)泵、分子篩吸附泵、濺射離子泵、低溫泵等。如果要求不嚴格，可以選擇有油泵，加上一些防油污染措施，如加冷阱、障板、擋油阱等，也能達到清潔真空要求。
5.了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸氣，有無顆?；覊m，有無腐蝕性等。選擇真空泵時，需知道氣體成分，針對被抽氣體選擇相應的泵。如果氣體中含有蒸氣、顆粒、及腐蝕性氣體，應該考慮在泵的進氣口管路上安裝輔助設備，如冷凝器、除塵器等。
6.真空泵排出來的油蒸氣對環(huán)境的影響如何。如果環(huán)境不允許有污染，可以選無油真空泵，或者把油蒸氣排到室外。
7.真空泵工作時產生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。若工藝過程不允許，應選擇無振動的泵或者采取防振動措施。
而泵的類型主要由工作所需的氣量、真空度或排氣壓力而定。
當泵所需的真空度或氣體壓力不高時，可優(yōu)先在單級泵中選取。如果真空度或排氣壓力較高，單級泵往往不能滿足，或者，要求泵在較高真空度情況下仍有較大氣量，即要求性能曲線在較高真空度時較平坦，可選用兩級泵。如果真空度要求在－710mmHg以上，可選用水環(huán)－大氣泵或水環(huán)－羅茨真空機組作為抽真空裝置。
由于本機有4個真空箱，而且是同步工作，所以宜選用功率大，抽速快的真空泵，對此，選擇2SK型號真空泵，該型號是國內設計雙級水環(huán)真空泵，相當于兩臺SK水環(huán)泵串聯(lián)使用，比較單級水環(huán)泵具有真空度高及高真空下抽速較大的特點。目前國內主流水環(huán)式真空泵。極限真空度為-735mmHg，工作真空度-300~700mmHg，抽速范圍1.5~30.采用盤根機械密封方式。
2.11聯(lián)軸器的選擇
常用聯(lián)軸器大多已標準化或規(guī)格化，一般情況下只需正確選擇聯(lián)軸器的類型、確定聯(lián)軸器的型號及尺寸。必要時，可對其易損的薄弱環(huán)節(jié)進行負荷能力的校核計算，轉速高時，還應驗算其外緣的離心應力和彈性元件的變形，進行平衡檢驗等。
1、聯(lián)軸器類型的選擇
選擇聯(lián)軸器類型時，應考慮：
(1)所需傳遞轉矩的大小和性質，對緩沖、減振功能的要求以及是否可能發(fā)生共振等。
(2)由制造和裝配誤差、軸受載和熱膨脹變形以及部件之間的相對運動等引起兩軸軸線的相對位移程度。
(3)許用的外形尺寸和安裝方法，為了便于裝配、調整和維修所必需的操作空間。對于大型的聯(lián)軸器，應能在軸不需作軸向移動的條件下實現裝拆。
此外，還應考慮工作環(huán)境、使用壽命以及潤滑和密封和經濟性等條件，再參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。
2、聯(lián)軸器型號、尺寸的確定
對于已標準化和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類型后，可按轉矩、軸直徑和轉速等確定聯(lián)軸器的型號和結構尺寸。
聯(lián)軸器的計算轉矩：
Tca=KAT
式中：T 為聯(lián)軸器的名義轉矩(N.m)；
Tca為聯(lián)軸器的計算轉矩(N.m)；
KA為工作情況系數 (此系數也適用于離合器的選擇)。
根據計算轉矩、軸直徑和轉速等，由下面條件，可從有關手冊中選取聯(lián)軸器的型號和結構尺寸。
Tca[T]
n
式中：[T]為所選聯(lián)軸器的許用轉矩(N.m)；
n為被聯(lián)接軸的轉速(r/min)；
為所選聯(lián)軸器允許的最高轉速(r/min)。
多數情況下，每一型號的聯(lián)軸器適用的軸徑均有一個范圍。標準中已給出軸徑的最大與最小值，或者給出適用直徑的尺寸系列，被聯(lián)接的兩軸應在此范圍之內。一般情況下，被聯(lián)接的兩軸的直徑是不同的，兩個軸端的形狀也可能不同。本次設計電機功率為1.5kw，轉速為1400r/min，電機機動軸和齒輪輸入軸的直徑均為16mm.為了緩沖和減輕震動，選用彈性套用柱銷聯(lián)軸器。
第三章 其他說明
3.1機器的保養(yǎng)
真空包裝機排除了包裝容器中的部分空氣（氧氣），能有效地防止食品腐敗變質，它采用阻隔性（氣密性）優(yōu)良的包裝材料及嚴格的密封技術和要求，能有效防止包裝內容物質的交換，即可避免食品減重、失味，又可防止二次污染，真空包裝機廣泛用于熟制品如雞腿、火腿、香腸等；腌制品如各種醬菜以及豆制品、果脯等各種各樣需要保鮮的食品中，所以真空包裝機的維護和保養(yǎng)也是非常重要的。
3.1.1真空室的保養(yǎng)
對于真空室的保養(yǎng)而言，保持干燥以及清潔是必須的。同時真空室蓋上的橡膠密封圈是保證真空密封性的關鍵件,一定要防止劃傷?斷裂和腐蝕?若己損壞,須及時更換?另一種可能是蓋子有變形,引起密封不良,也需修理矯正?
3.1.2真空泵的保養(yǎng)
根據真空泵的型號及時做好維護保養(yǎng)工作，一般而言，一般3月一換油,一年一換排氣過濾器,及時對油質進行檢查跟換。
3.1.3電機的保養(yǎng)
為了保證電機正常工作，除了按操作規(guī)程正常使用、運行過程中注意正常監(jiān)視和維護外，還應該進行定期檢查，做好電機維護保養(yǎng)工作。這樣可以及時消除一些毛病，防止故障發(fā)生，保證電機安全可靠地運行。定期維護的時間間隔可根據電機的形式考慮使用環(huán)境決定。
結束語
截止今日19時30分，整個畢業(yè)設計工作宣告完工，前后共歷經4個月的時間，在這百來天的時間里，使我對四年依賴的所學有了一個系統(tǒng)的回顧和綜合應用?？梢哉f，在這白來天的時間里學到的東西要比以前多很多。
在本次設計的過程中，我曾走了許多彎路，也不止一次喪失設思路和靈感，但是在老師與同學們的幫助下，樹立信心，克服了這些困難。在沒有任何可供參考借鑒的條件下，充分發(fā)揮了自己的創(chuàng)新意義和自己的設計能力。可以說，雖然我的設計還存在很多的缺陷和不足，但是它卻是充滿了我的知識，我將自己四年的所有知識應用到這里，來完成這次設計。這是值得我所驕傲的。
通過此次的畢業(yè)設計，使我對本專業(yè)有了更新更深的認識，使我明白了一個合格的設計師的重任，所要承受的責任是非常重的。雖然在以后的工作中，我不一定有機會能夠再次設計產品，但是有了這次設計經理，必將在我以后的學習生涯中書寫下濃重的一筆，在設計中學到的知識以及積累的經驗也必將使我受益終身。
本文對旋轉工作臺真空包裝機的設計部分作出了說明，并對其數據及校核進行了驗算。
致 謝
在這次的畢業(yè)論文中，我得到了諸多的幫助和照顧，使得我的論文能得到順利的完成，這次畢業(yè)論文的結束，也代表了我這四年的學校將要結束了，在我大學的四年中，不管是同學還是老師，都給了我很大的鼓舞以及幫助，特此感謝：
首先，感謝我的導師對我的悉心指導。老師認真負責，對于我的論文經多次修改更正，對我有耐心的進行教導，不止一次的對我的論文進行編排，好使我的論文能夠如期順利的完成，特此感謝我的老師在這期間對我的悉心照料。
其次，感謝學校為我提供豐富的資料，良好的編寫環(huán)境和諸多方便，使我在寫作中完成一切不安和后顧之，讓我在遇到困難的時候，能夠順利的進行查詢資料，及時的解決自己的錯誤，完善自己的論文
最后，感謝四年來所有教導過我的各位老師，是他們傳授的知識支持我順利完成這四年的學習，是他們教導我了經驗，讓我在步入社會前能夠更擁有更多的自信以及經驗，對我的幫助非常大。
參考文獻
[1]成大先主編.機械設計手冊（單行本）-減（變）速器.電機與電器[M].北京：化學工業(yè)出社,2004.
[2]濮良貴,紀名剛主編.機械設計（第七版）[M].北京：高等教育出版社,2001.
[3]成大先主編.機械設計手冊（單行本）-機構[M].北京：化學工業(yè)出版社,2002.
[4]王世剛,張秀親,苗淑杰.機械設計實踐（修訂版）[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2003.
[5]孫鳳蘭,馬喜川主編.包裝機械概論[M].北京：印刷工業(yè)出版社, 2006.
[6]成大先.機械設計手冊（第七卷）[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002.
[7]王萍.真空包裝機氣路系統(tǒng)設計原理[J].包裝與食品機械，1998.
[8]金國斌.現在包裝技術[M].上海：上海大學出版社,20001.4.
[9]Walter Soroka.Fundamental of Packaging Technology(Third Edition)(M) .USA:Institute of Packaging Professionals(IOPP). 2002
[10]Glean Davis.Packaging Machinery Operations(J). USA:Packaging Machinery Manufactturers Intitute(PMMI).1986.
[11]Glean Davis.Introduction to Packaging Machinery(J).USA:Packaging Machinery Manufacturers Institute(PMMI).1997.
21
收藏