巧克力糖包裝機

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1、 景德鎮(zhèn)陶瓷學院 機械原理課程設計 課程題目： 巧克力糖包裝機 院 別： 機電學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 08機設（4） 姓 名： 李成 學 號： 200810310432 指導教師： 黃志誠 2010

2、年12月22日 巧克力糖包裝機 摘要： 顆粒狀糖果包裝機設計是典型的機械系統(tǒng)設計，它不僅包括機構(gòu)的尺寸、強度設計，還包括了傳動機械系統(tǒng)設計。本設計主要是針對圓臺柱狀巧克力糖的鋁箔紙包裝。設計主要內(nèi)容有三方面：設計方案設計、機械手及進出糖機構(gòu)設計與傳動系統(tǒng)鏈設計。 機械手及進出糖機構(gòu)設計是本設計功能能否執(zhí)行的靈魂，它也是本設計的設計重點之一。它要實現(xiàn)巧克力糖的輸入、折邊、抄底邊、等等功能，直到最后由輸送帶輸出。整個系統(tǒng)功能實現(xiàn)中，機械手要實現(xiàn)的是夾糖、折邊、轉(zhuǎn)送等重要功能，因此對機械手的形狀、夾緊力及轉(zhuǎn)位角度也提出了不同的設計要求，設計機械手時，也始終回繞著這幾點進行。

3、傳動系統(tǒng)設計，作為一個動作執(zhí)行系統(tǒng)，動力是必不可少的，當然對動力的傳遞系統(tǒng)也就顯得尤其重要了。系統(tǒng)功能中要實現(xiàn)機械手轉(zhuǎn)位、送糖盤轉(zhuǎn)位、供紙、剪紙、抄紙、接糖、頂糖及撥糖等功能，它們都需要不同大小的動力，這就需要傳動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。如在機械手的轉(zhuǎn)位功能中，為實現(xiàn)間歇的轉(zhuǎn)位功能就得通過傳動鏈中的槽輪機構(gòu)來實現(xiàn)，該機構(gòu)要保證機械手在轉(zhuǎn)到位后，有一定的停留時間，從而為頂糖、接糖及撥糖功能的實現(xiàn)提供必要的機械動作執(zhí)行時間。設計好的包裝機機構(gòu)正常的生產(chǎn)率為120r/min，且其生產(chǎn)率可在70～130r/min。 關(guān)鍵詞：包裝機，巧克力糖包裝，機械手。 整體要求： 設計巧克力糖自動包裝機。包裝對象為圓臺狀

4、巧克力糖（圖6），包裝材料為厚0.008mm的金色鋁箔紙。包裝后外形應美觀挺拔，鋁箔紙無明顯損傷、撕裂和褶皺（圖7）。包裝工藝方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖8）。包裝工藝動作為：1.將64mm64mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖ф17mm小端正上方；2.使鋁箔紙沿糖塊錐面強迫成形；3.將余下的鋁箔紙分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。 目錄 一．巧克力糖包裝機的功能 3 （1）需求分析： 3 （2）巧克力糖的設計要求 4 （3）巧克力糖包裝機設計數(shù)據(jù) 5 二．巧克力糖包裝機總體結(jié)構(gòu)與工作原理 5 三．工作循環(huán)圖 7 （1）分析各

5、執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖 7 （2）各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設計 11 （3）各機構(gòu)循環(huán)圖各機構(gòu)循環(huán)圖 12 四．總體布置和典型機構(gòu) 13 （1）包裝機總體布置 13 （2）機械手及進出糖塊機構(gòu) 13 （3）接糖和頂糖機構(gòu) 13 （4）抄紙和撥糖機構(gòu) 14 （5）粒狀巧克力糖包裝機的齒輪設計 14 （6）包裝機頂糖機構(gòu)設計...................... .........15 五．糖果包裝機的衛(wèi)生以及使用安全問題 18 六．設計小結(jié)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 七．參考文獻： 19

6、一．巧克力糖包裝機的功能 需求分析： 包裝巧克力制品是生產(chǎn)的最后一道工序，在糖果、巧克力制品中起著重要的作用。首先，漂亮的外包裝可以保護產(chǎn)品應有的光澤、香味與形態(tài)，延長其貨架壽命：其次，高質(zhì)量的包裝也能夠防止微生物和灰塵污染，提高產(chǎn)品衛(wèi)生安全性：再次，精美的產(chǎn)品包裝可以提高消費者購買欲望和商品價值。此外，高質(zhì)量的包裝對于巧克力制品的貯存、流通和消費有著很重要的作用。我國巧克力包裝機械起步較晚，生產(chǎn)的包裝設備在使用性能方面還不能滿足生產(chǎn)的要求，因此，巧克力包裝機械的設計與研究愈顯必要。 巧克力糖包裝機的主要功能是包裝圓臺裝巧克力糖，使用厚度為0.008mm的金屬鋁箔紙為包裝材料，

7、包裝出外形美觀挺拔，鋁箔紙五明顯損傷、撕裂和褶皺的成品，并逐個輸出。 巧克力糖的設計準確要求 （1） 生產(chǎn)率為90粒/min。自動機的生產(chǎn)率為70--130粒/min。 （2） 要求巧克力糖包裝后外形美觀、挺括，金屬鋁箔紙無明顯損傷、撕裂、皺褶。 （3） 機械結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠、穩(wěn)定、操作方便、安全、維修容易，造價低。 （4） 要求設計糖果包裝機的間歇剪切機構(gòu)、鋁箔紙錐面成型機構(gòu)、褶紙機構(gòu)以及巧克力糖果的送推料機構(gòu)。 （5） 整臺機器外形尺寸（寬高）不超過800mm1000mm。 （6） 錐面成形機構(gòu)不論采用平面連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)或者其他常用機構(gòu)，要求成形動作盡量等速，啟動與停頓

8、時沖擊小。 巧克力糖包裝機設計數(shù)據(jù) 方案號 A B C D E F G H 電動機轉(zhuǎn)速 1440 1440 1440 960 960 820 820 780 每分鐘包裝糖數(shù) 120 90 60 120 90 90 80 60 二．巧克力糖包裝機總體結(jié)構(gòu)與工作原理 1、總體介紹 巧克力包裝機總體按照緊湊，高效，節(jié)約，安全等因素布置。主要由傳動機構(gòu)、供紙機構(gòu)、接糖機構(gòu)、頂糖機構(gòu)、進出糖機構(gòu)等組成。巧克力包裝機的傳動系統(tǒng)是將電動機轉(zhuǎn)速通過減速并傳遞到各個執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動構(gòu)件，使之完成機器的工作循環(huán)。其動力傳遞過程為：動機通過帶式無級變速器和

9、鏈輪傳動，將合適的動力和轉(zhuǎn)矩傳遞給分配軸，分配軸通過左螺旋齒輪副與頂糖凸輪、剪紙刀凸輪以及供紙部件相連；分配軸上的動力，經(jīng)槽輪機構(gòu)，傳遞給同一軸上的送糖部件和鉗糖機械手，使其正常工作，將糖塊按要求包裝成型。同時，當鉗糖機械手完成一次動作時，撥糖桿將成型后的糖塊推向下方的傳送帶，圓滿完成整個巧克力的包裝成型過程。 2、傳動系統(tǒng)示意圖 上圖 粒狀巧克力糖包裝機傳動系統(tǒng) 1-電動機 2-帶式無級變速機構(gòu) 3-鏈輪幅 4-盤車手輪 5-頂糖桿凸輪 6-剪紙導凸輪 7-撥糖桿凸輪 8-抄紙板凸輪 9-接糖桿凸輪

10、 10-鉗糖機械手 11-撥糖桿 12-槽輪機構(gòu) 13-接糖桿 14-頂躺桿 15-送糖盤 16-齒輪副 17-供紙部件鏈輪 18-輸送帶鏈輪 19-螺旋齒輪副 20-分配軸 3、機構(gòu)組成 （1）送糖機構(gòu) （2）供紙機構(gòu) （3）接糖和頂糖機構(gòu) （4）抄紙機構(gòu) （5）撥糖機構(gòu) （6）鉗糖機械手的開合機構(gòu) （7）轉(zhuǎn)盤步進傳動機構(gòu) 三．工作循環(huán)圖 1分析各執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖 1) 確定各機構(gòu)的運動循環(huán)。 已知＝90件/min，則分配軸的轉(zhuǎn)速為

11、 n=90(r/min) 分配軸每轉(zhuǎn)的時間就是該機的工作循環(huán)，即等于各個執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)，所以 ＝60\n=60\90=2\3（s） 2) 確定各機構(gòu)運動循環(huán)的組成區(qū)段。 撥糖機、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位都是間歇運動機構(gòu)，它們的運動循環(huán)由兩個區(qū)段組成： ——撥糖機、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位等三個機構(gòu)的轉(zhuǎn)位運動時間； ——撥糖機、送料輥輪和機械手轉(zhuǎn)位等三個機構(gòu)的的停歇時間。 因此，應有 ＝＋ 相應的分配軸轉(zhuǎn)角為 剪刀機構(gòu)8的運動

12、循環(huán)可分為三個區(qū)段： ——剪刀機構(gòu)的剪切工作行程時間； ——剪刀機構(gòu)的返回行程時間； ——剪刀機構(gòu)在初始位置的停留時間。 因此，應有 ＝＋＋ 相應的分配軸轉(zhuǎn)角為 頂糖桿機構(gòu)5的運動循環(huán)的組成區(qū)段為： ——頂糖桿機構(gòu)的頂糖工作行程時間； ——頂糖桿機構(gòu)在工作位置的停留時間 ——頂糖桿機構(gòu)的返回行程時間； ——頂糖桿機構(gòu)在初始位置的停留時間。 因此，應有

13、 相應的分配軸轉(zhuǎn)角為 活動折紙板機構(gòu)6的運動循環(huán)也可以分為四個區(qū)段： ——活動折紙板機構(gòu)的折紙工作行程時間； ——活動折紙板機構(gòu)在工作位置的停留實際； ——活動折紙板機構(gòu)的返回行程時間； ——活動折紙板機構(gòu)在初始位置的停留時間； 因此，應有 相應的分配軸轉(zhuǎn)角為 3) 確定各機構(gòu)運動

14、循環(huán)內(nèi)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角 由于粒狀巧克力自動包裝機的工作循環(huán)是從送料開始的，因此以送料輥輪機構(gòu)的工作起點為基準進行同步化設計，撥糖盤和機械手轉(zhuǎn)位兩個機構(gòu)與之相同。 a.送料輥輪機構(gòu)運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取送料時間＝，則停歇時間為＝，相應的分配軸轉(zhuǎn)角為 =360=360＝120 =360=360＝240 b．剪刀機構(gòu)8運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取剪切工作行程時間＝，則相應的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360＝360＝26.7

15、初定＝s，則＝s，則相應的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360＝360＝44.4 ＝360＝360＝288.9 c.頂糖桿機構(gòu)5運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取工作位置停留時間＝s，則相應的分配軸轉(zhuǎn)角為： ＝360 圖表 1＝360＝9.1 初定＝s，＝s，則＝s，相應的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360＝360＝80 ＝360＝360＝62.2

16、 ＝360＝360＝208.9 d．活動折紙板機構(gòu)6運動循環(huán)各區(qū)段的時間及分配軸轉(zhuǎn)角：根據(jù)工藝要求，試取折紙工作行程時間＝s，則相應的分配軸轉(zhuǎn)角為： ＝360＝360＝36.9 初定＝s，＝s，則＝s，相應的分配軸轉(zhuǎn)角分別為： ＝360 圖表 2 ＝360＝18.5 ＝360 圖表 3 ＝360＝161.5 ＝360＝360＝143.1 各執(zhí)行機構(gòu)運動循環(huán)的時間同步化設計 1) 確定粒狀巧克力自動包裝機最短

17、的工作循環(huán)。 ＝＝（s） 2) 確定粒狀巧克力自動包裝機的工作循環(huán)。 令上述三對同步點的錯移量分別為△t1、△t2和△t3，若取 △t1=△t2=△t3=17/4212（s） 則其在分配軸上相應的轉(zhuǎn)角為 圖表 4 粒狀巧克力自動包裝機的工作循環(huán)應為 各機構(gòu)循環(huán)圖各機構(gòu)循環(huán)圖 四．總體布置和典型機構(gòu) （1）包裝機總體布置 見手繪圖 （2）機械手及進出糖塊機構(gòu)

18、 左圖示 鉗糖機械手及進出糖塊機構(gòu) 1-輸送帶 2-糖塊 3-托盤 4-鉗糖機構(gòu) 5-鉗糖機械手 6-彈簧 7-托板 8-機械手 9-機械手開合凸輪 10-輸料帶 I-進料,成型,折邊工位 II-出糖工位 機械手的開合動作，由固定的凸輪8控制，凸輪8的廓線是由兩個半徑不同的圓弧組成，當從動滾子在大半徑弧上，機械手就張開；從動滾子在小半徑弧上，機械手靠彈簧6閉合。 （3）接糖和頂糖機構(gòu) 見手繪圖紙 （4）抄紙和撥糖機構(gòu) 見手繪圖紙 （5）粒狀巧克力糖包裝機的齒輪設計 1．斜齒輪副1、2、3的設計

19、計算表 項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級 級 7 2.材料選擇 45#鋼 3.選擇齒數(shù)Z Z1=28 Z2=128 個 28 28 4.選取螺旋角β 一般?。?-20）度 12 度 12 5.齒寬系數(shù)Фd 0.6 6.選取模數(shù) 查標準模數(shù)系列表 mm 2 7.計算齒輪的 分度圓直徑d 圖表 5 mm 57.25 57.25 8.計算齒輪寬 度B b = φdd1 圓整后取： B1

20、 =57.250.6=35 B2 =57.250.6=35 mm 35 35 2．標準直齒齒輪副16的設計計算表 項目 計算（或選擇）依據(jù) 計算過程 單位 計算（或確定）結(jié)果 1.選齒輪精度等級 級 7 2.材料選擇 45#鋼 3.選擇齒數(shù)Z 圖表 6 Z1=28 Z2=228 個 28 56 4.齒寬系數(shù)Фd 0.5 5.選取模數(shù) 查標準模數(shù)系列表 mm 2.1 6.計算齒輪的 分度圓直徑d 圖表 7 mm 56 117

21、 7.計算齒輪寬度B b = φdd1 圓整后?。? B1 = 28 B2 = 56 mm 28 56 頂糖機構(gòu)的設計 從動滾子是作升—?！颠\動，為滿足從動件這種運動規(guī)律，圖輪廓 五．糖果包裝機的衛(wèi)生以及使用安全問題 1.衛(wèi)生 設計中將整個糖果包裝機用鋼化玻璃罩起來，設計通風口，并在進風口處安裝空氣濾清器，保證進入空氣的質(zhì)量，通過調(diào)節(jié)進氣量和濕潤度控制包裝機里的溫度和濕度，定期對糖果包裝機進行殺毒消菌，保證糖果的衛(wèi)生和可口。 2.安全 留出必要的洞口方便操作人員對機器的操作與維護，

22、鋼化玻璃罩對操作人員起到一定的保護作用，防止機械對操作人員的傷害。定期對包裝機的螺母，螺栓等零件進行檢查，防止不安全隱患。 六．設計小結(jié) 七．參考文獻： [1] 濮良貴，紀名剛。機械設計。北京：高等教育出版社，2001。 [2] 孫桓，陳作模。機械原理。北京：高等教育出版社，2000。 [3] 尚久浩。自動機械設計。北京：中國輕工業(yè)出版社，2006。 [4] 湯瑞。輕工機械設計。上海：同濟大學出版社，1994。 [5] 鄒慧君。機械系統(tǒng)設計。上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1996。 [6] 成大先。機械設計手冊。北京：化學工業(yè)出版社，1993。 [7] 吳宗澤。高等機械設計。北京：清華大學出版社，1991。 19