機械原理課程設計巧克力糖自動包裝機

1、目錄1. 設計任務書11.1設計題目11.2設計任務12. 巧克力糖包裝機的工藝確定22.1工藝方案22.2方案選擇23. 粒狀巧克力包裝機的總體布局33.1粒裝巧克力糖包裝機機構簡圖33.2執(zhí)行機構簡圖43.3折紙機構43.4送紙與切紙機構53.5推糖機構53.6其他63.6.1盤形機構63.6.2卸糖機構64. 巧克力糖包裝機的工作循環(huán)圖74.1執(zhí)行機構的運動循環(huán)圖74.2執(zhí)行機構周期確定74.3機構初始狀態(tài)設置84.3傳動機構傳動比計算85. 曲柄滑塊機構105.1曲柄滑塊機構的設計105.2曲柄滑塊機構的運動線圖106.粒狀巧克力糖包裝機的齒輪機構設計127. 巧克力糖包裝機的凸輪機構

2、137.1頂糖凸輪機構設計137.1.1 凸輪機構輪廓曲線設計結構示意圖147.1.2頂糖凸輪機構平底從動件位移曲線圖147.2送紙滾筒凸輪機構設計157.3折紙凸輪機構設計157.4壓糖凸輪及剪紙凸輪設計168. 粒狀巧克力包裝機的槽輪設計179. 設計小結18參考文獻19機制093 巧克力糖自動包轉機1. 設計任務書1.1設計題目設計巧克力糖自動包裝機。包裝對象為圓臺狀巧克力糖（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64mm&

3、#215;64mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖17mm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24mm大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。1.2設計任務1.巧克力糖包裝機一般應包括凸輪機構、平面連桿機構、齒輪機構等。2.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3.圖紙上畫出機器的機構運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。4.設計平面連桿機構。并對平面連桿機構進行運動分析，繪制運動線圖。5.設計凸輪機構。確定運動規(guī)律，選擇基圓半徑，計算凸輪廓線值，校核最大壓力角與最小曲率半徑。繪制凸輪機構設計圖。6.設計計算齒輪機構。7.編寫設計計算說明書。2. 巧克力糖包裝機的工藝確定 2.1工藝方案

4、巧克力糖果從澆注成型機出口進入送糖傳送帶，送糖傳送帶勻速將糖果挨個送給曲柄滑塊推糖機構，推糖機構滑塊開有圓形凹槽，能把糖果精準地推到墊有包裝紙盤形機構上，再由壓糖機構將糖壓入盤形機構圓形凹槽中，迫使包裝紙緊貼糖。在每次將糖果送給壓糖機構之時，完成一次送紙的動作；由于壓糖凸輪內(nèi)嵌入了剪紙的凸輪，并保持一定的角度（即有時間先后關系），所以在壓糖之前先進行了剪紙的動作。當壓糖機構完成動作時，槽輪帶動盤形機構轉過90度，此時由折紙機構先后將包裝紙壓平，完成之后盤形機構再次轉過90度，此時先有頂糖機構先將糖頂出圓形凹槽，最后由卸糖機構將包裝包裝好的糖送入卸糖的傳送帶。值得說明的是：面壓迫成型斜曲壓迫成型

5、時，應保持適當?shù)拈g隙，大端面鋁箔紙應該漸被壓入；由于采用的是卷筒紙，鋁箔紙依靠滾筒的摩擦力進給，兩滾筒之間間隙應適當， 并且應使鋁箔紙平行且輕貼與導軌，導軌上開一個寬64mm，深0.01mm的矩形長槽。 2.2方案選擇 電動機轉速為960rmin，糖果包裝數(shù)為120個min。3. 粒狀巧克力包裝機的總體布局3.1粒裝巧克力糖包裝機機構簡圖(由cad單獨出圖)3.2執(zhí)行機構簡圖巧克力糖自動包裝機1、折紙凸輪 2、折紙擋板 3、卸糖盤 4、出糖傳送帶 5、盤形機構6、剪紙刀 7、卷筒紙 8、上摩擦輪 9、送糖傳送帶 10、推糖四桿機構3.3折紙機構3.4送紙與切紙機構3.5推糖機構參照第6部分，采

6、用e=0的對心曲柄滑塊機構，機構無急回特性參數(shù)：曲柄長度l1=29mm，從動桿l2=87mm，滑塊最大行程s=58mm。3.6其他3.6.1盤形機構3.6.2卸糖機構4. 巧克力糖包裝機的工作循環(huán)圖4.1執(zhí)行機構的運動循環(huán)圖4.2執(zhí)行機構周期確定工作正常的情況下完成一個糖包裝工作為一個周期t。推糖曲柄滑塊機構與卸糖機構為勻速圓周運動，周期分別為t，2t盤形機構: 轉動時間 停下時間 送紙機構： 送紙時間 （送紙與盤形機構轉動同步）剪紙機構： 剪紙時間 （剪紙在送紙結束時執(zhí)行）壓糖機構： 近休時間 推程時間 遠休時間 回程時間 折紙機構1： 近休時間 推程時間 遠休時間 回程時間 折紙機構2：

7、近休時間 推程時間 遠休時間 回程時間 （注：折紙機構1先于折紙機構2，1/4周期）頂糖機構： 近休時間 推程時間 遠休時間 回程時間 4.3機構初始狀態(tài)設置設置機構的初始狀態(tài)是為了方便安裝與調試，能夠更好得了解機構各個時間段的分配情況機構名稱初始狀態(tài)目的槽輪機構撥盤與槽輪剛進入嚙合帶動盤形轉過90°，開始一個周期運動送紙凸輪遠休角開始處盤形轉動t/4時間內(nèi)，完成送紙剪紙凸輪近休角開始處滯后盤形t/4推糖機構滑塊離鉸鏈中心最近處轉過t/8保證剪紙完成后壓糖開始前送糖折紙機構1近休角轉過90°優(yōu)先折紙2，t/4滯后盤形t/4折紙機構2近休角開始處滯后折紙1，t/4滯后盤形t/

8、2壓糖凸輪，頂糖凸輪近休角開始處滯后盤形t/4卸糖機構卸糖后再轉過67.5°滯后頂糖機構5t/84.3傳動機構傳動比計算1.減速裝置的設計計算：電動機轉速為960rmin，糖果包裝數(shù)為120個min。降速比為i=8由于傳送帶需較高的轉速，故減速箱降速比i取4。2帶輪傳動：帶輪傳動比由送糖傳送帶與出糖傳送帶所需速度大小自行調節(jié)3.錐齒輪：模數(shù)為2齒數(shù)皆為20，傳動比i=14.槽輪：4個直槽 傳動比i=45.錐齒至槽輪：總降速比i=8,減速箱降速4，此傳動比為26錐齒至曲柄滑塊：與槽輪相同的周期故傳動比為27.槽輪至折紙凸輪：周期相同故i取18.鏈輪：送紙機構要獲得與槽輪相同的周期 故傳

9、動比i=29. 其余齒輪皆為傳遞運動 所以傳動比皆為15. 曲柄滑塊機構5.1曲柄滑塊機構的設計曲柄滑塊機構的設計主要用于進糖機構中進行推入到模具槽中，采用的對心曲柄滑塊機。參數(shù)：偏心距e=0，=0曲柄長度l1=29mm，從動桿l2=87mm，滑塊最大行程s=58mm。曲柄滑塊機構5.2曲柄滑塊機構的運動線圖1. 曲柄滑塊機構的位移線圖2. 曲柄滑塊機構的速度線圖3. 曲柄滑塊機構的加速度線圖6. 粒狀巧克力糖包裝機的齒輪機構設計1.槽輪機構齒輪、曲柄滑塊機構齒輪、折紙機構齒輪名稱符號公式計算結果齒數(shù)z50分度圓直徑dd=mz200齒頂高haha= ha* m4齒根高hfhf =（ha* +

10、c*）m5齒全高hh= ha + hf9齒頂圓直徑dada=d+2 ha208齒根圓直徑dfdf=d-2 hf190基圓直徑dbdb=d cos187.942卸糖機構齒輪名稱符號公式計算結果齒數(shù)z60分度圓直徑dd=mz180齒頂高haha= ha* m3齒根高hfhf =（ha* + c*）m3.75齒全高hh= ha + hf6.75齒頂圓直徑dada=d+2 ha186齒根圓直徑dfdf=d-2 hf172.5基圓直徑dbdb=d cos169.143.減速機內(nèi)部齒輪1與送紙機構傳動齒輪名稱符號公式計算結果齒數(shù)z20分度圓直徑dd=mz40齒頂高haha= ha* m2齒根高hfhf =

11、（ha* + c*）m2.5齒全高hh= ha + hf4.5齒頂圓直徑dada=d+2 ha44齒根圓直徑dfdf=d-2 hf35基圓直徑dbdb=d cos37.594.錐齒輪參數(shù)名稱符號公式計算結果分度圓錐角1=arc cot 2=90°-145°齒數(shù)z20分度圓直徑dd=mz20齒頂高haha= ha* m2齒根高hfhf =（ha* + c*）m2.5齒全高hh= ha + hf4.5齒頂圓直徑dada=d+2 ha cos142.83齒根圓直徑dfdf=d-2 hf cos136.46當量齒數(shù)28.287. 巧克力糖包裝機的凸輪機構7.1頂糖凸輪機構設計頂糖機

12、構主要使用的是對心平底直動從動件盤形凸輪機構，主要作用是將糖塊從模具中頂出以便卸糖機構將其送上傳送帶。由于設計凸輪機構的偏心距e=0，基圓半徑r=30，推程h=15，近休角90°，推程角135°，等加速、等減速運動規(guī)律，遠休角45°，回程角90°簡諧運動規(guī)律。7.1.1 凸輪機構輪廓曲線設計結構示意圖7.1.2頂糖凸輪機構平底從動件位移曲線圖7.2送紙滾筒凸輪機構設計該凸輪機構使用的是對心平底直動從動件盤形凸輪機構，主要作用是將上摩擦輪按下與下摩擦輪配合從而達到間歇性送紙，基圓半徑r=30，推程h=10，近休角90°，推程角90°，遠

13、休角90°，回程角90°推程 回程皆為簡諧運動規(guī)律。7.3折紙凸輪機構設計折紙凸輪為對心尖底擺動從動件盤形凸輪，利用等臂杠桿原理使得另一頭折紙擋板轉過相對應的角度，再加上兩個凸輪周期并且初始位置相差t/4，從而起到了一前一后的折紙效果。基圓半徑r=50 桿長l=80 鉸鏈與基圓距離為100 近休角180° 推程角 90°等加速、等減速運動規(guī)律 遠休角45° 回程角 45°簡諧運動規(guī)律。7.4壓糖凸輪及剪紙凸輪設計壓糖凸輪與頂糖凸輪完全相同剪紙凸輪是在壓糖凸輪內(nèi)開寬度為2的凸輪槽，嵌入滾子鏈接剪紙刀基圓r=10，推程h=2，近休角90&

14、#176;，推程角45°，遠休角45°，回程角180°推程 回程皆為簡諧運動規(guī)律。8. 粒狀巧克力包裝機的槽輪設計槽輪機構由帶四個直線溝槽的槽輪和帶有圓柱銷的撥盤及機架所組成。撥盤為原動件，以作等速轉動。槽輪為從動件，作單向間歇轉動。當圓柱銷進入徑向槽時，槽輪轉動；當圓柱銷退出徑向槽時，槽輪靜止不動，撥盤轉四周，槽輪轉動一周。 對槽輪機構的設計為了簡化出里，引用李雪瑋.槽輪機構的參數(shù)化設計與自動裝配.山西大同大學，2011-01-03，學術論文公式.根據(jù)題意，確定槽數(shù)z=4 圓銷數(shù)n=1 中心距l(xiāng)=100.項目計算依據(jù)計算結果項目計算依據(jù)計算結果1由結構定45&#

15、176;hhs-(l-r-r)542由結構定45°r0r-r-b50.22l由結構定100b35mm經(jīng)驗值4rr=lsin(/z)70.71d1d1<2(l-r-r)20z3z184d2d2<2(l-h)20s71.64=360°-21270°9. 設計小結整個課程檢驗了我們平時學習的效果，同樣也融入了學以致用的原則，開始拿到課程設計題目根本不知道如何下手，周圍的同學、朋友給了我不少幫助，自己才逐漸弄清方向！做課程設計的這一段時間，讓我明白合作的重要性，大家集思廣益對一個問題總能給出多種解決的辦法，從中進行適當?shù)暮Y選與整合從而得出最優(yōu)解，在這個過程里我們又將所學到的知識強化了！能夠完成這份課程設計，我要衷心的感謝我們小組的每一位成員，雖然這份課程設計還存在這樣或那樣的問題，但是當我們就一個問題需要解決的時候，不管問題有多么的繁瑣，我們小組的每一位成員都想盡辦法取解決它，都從各個方面提出自己解決問題的辦法，常常為了一個問題的數(shù)據(jù)計算而熬夜，當對設計方案進行優(yōu)化時，我們都盡可能的考慮到每一個工作的細節(jié)，讓設計和方案盡可能的完美！在我們思維陷入盲區(qū)時，是林老師給我