巧克力糖包装机机械原理课程设计

机械原理课程设计学号：XXXXXXXXXX姓名：XXX专业：机械设计制造及其自动化（卓越）论文题目：巧克力糖包装机指导教师：XXX所属学院：XXXXXXXXXX2012年9月5日1目录一、机构简介...................................................................................................................................21、设计题目...............................................................................................................................22、设计数据...............................................................................................................................33、设计任务...............................................................................................................................34、设计提示...............................................................................................................................3二、执行机构的选择.......................................................................................................................4三、原动机选择、传动比计算与分配...........................................................................................7四、构建设计...................................................................................................................................81.铝箔纸锥面成形机构...........................................................................................................82.褶纸机构................................................................................................................................83.间歇剪切供纸机构...............................................................................................................94.送推料机构............................................................................................................................9五、巧克力糖包装机的设计总体分布...........................................................................................9六、主要机构设计.........................................................................................................................13七、传动机构的选择与比较.........................................................................................................15八、制定机械系统的运动循环图.................................................................................................16九、课程设计小结.........................................................................................................................18十、参考材料.................................................................................................................................182引言：人们在长期的生产实践和社会生活中，为了节省劳动，提高效率，不断改进所使用的工具从而创造和发明了机械和机械科学。然而在当今社会，使用机器进行生产的水平已成为衡量一个国家生产技术水平和现代化程度的标志之一。其中机械设计扮演着很重要的角色。通观总过程，设计应本着以下原则：1、满足功能性要求：机械设计的目的就是要实现预定的目标，任何设计也不例外，要经过对相关书籍的精读，确定最终方案。2、满足可靠性要求：为不使机械在于预期时间内发生破坏、零件过度磨损、变形而导致失效，强烈的震动和冲击而损坏机器的工作性能，为保证人身和财产安全，对机械的整体设计及零部件的强度设计要做严格的要求。3、满足经济要求：机械产品的经济体现在设计、制造、销售和使用的全过程，产品的成本很大程度上取决于设计阶段。设计要在保证机器质量的前提下，降低了原材料的消耗；在满足要求的前提下，采用价格低廉的原材料；采用标准零部件，并充分考虑其工艺性以减少加工成本。一、机构简介1、设计题目设计巧克力糖自动包装机。包装对象为圆台状巧克力糖（见附图21），包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（见附图22）。包装工艺方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（见附图23）。包装工艺动作为：①将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm小端正上方；②使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；③将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。附图21巧克力糖形状附图22铝箔纸成形附图23间歇剪切式供纸32、设计数据设计数据如附表16所示。附表16设计数据表方案号ABCDEFGH电动机转速r/min144014401440960960820820780每分钟包装糖果数目个/min120906012090908060具体设计要求如下：1）、要求设计糖果包装机的间歇剪切供纸机构、铝箔纸锥面成形机构、褶纸机构以及巧克力糖果的送推料机构。2）、整台机器外形尺寸（宽×高）不超过800mm×1000mm。3）、锥面成形机构不论采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构，要求成形动作尽量等速，起动与停顿时冲击小。3、设计任务1）、巧克力糖包装机一般应包括凸轮机构、平面连杆机构、齿轮机构等。2）、设计传动系统并确定其传动比分配。3）、图纸上画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。4）、设计平面连杆机构。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。5）、设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算凸轮廓线值，校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图。6）、设计计算齿轮机构。7）、编写设计计算说明书。8）、学生可进一步完成凸轮的数控加工。4、设计提示1）、剪纸与供纸动作连续完成。2）、铝箔纸锥面成形机构一般可采用凸轮机构、平面连杆机构等。3）、实现褶纸动作的机构有多种选择：包括凸轮机构、摩擦滚轮机构等。4）、巧克力糖果的送推料机构可采用平面连杆机构、凸轮机构。5）、各个动作应有严格的时间顺序关系。4二、执行机构的选择方案一：图11—凸轮2—推杆3—顶糖杆方案一如图1和图2所示，执行机构采用凸轮机构，通过凸轮1转动连推动推杆2从而推动滑块3（顶杆）上下往复滑动，从而将糖块4顶入形腔6内。顶糖杆3向上推糖块4和包装纸5,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入形腔6,迫使铝箔纸成型,接着折边器7向左折边,,然后折边器8向右折边，使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺。但还存在问题，由于执行机构速度不稳定、巧克力糖在浇注成型时，外形尺寸误差较大，而刚性模腔不能完全适应这种情况，又由于铝箔纸又薄又脆，在强迫形成时很容易撕裂。优点：结构简单，可以拥有轻便的机身，节省材料。缺点：成形动作不是等速，成长过程受力不均匀，容易造成褶皱或者撕裂情况。5图24—糖块5—铝纸6—型腔7—右折边器8—右折边器方案二：图31—曲柄2—摇杆3—顶糖杆如图3和图2所示，方案二执行机构改用曲柄滑块机构，使运动更加平稳，将刚性锥形模腔改成具有一定弹性的钳糖机械手夹子，这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化，不存在拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。通过曲柄1转动连动摆杆2摆动从而推动滑块3（顶杆）上下往复滑动，从而将糖块4顶入形腔6内。顶糖杆3向上推糖块4和包装纸5,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入形腔6,迫使铝箔纸成型,接着折边器7向左折边,然后折边器8向右折边，使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺。6优点：能够按部就班地完成巧克力糖的包装，动作清晰紧凑，包装效率较高。顶糖机构无死点位置。缺点：包装纸表面不够光滑,有时还发生褶皱现象，包装后表面不平整，不美观，甚至会出现撕裂现象。要求曲柄的转速尽量要小，所以导致包装效率很低，不能够实现90个/min的包装要求。另外，由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较大误差积累。方案三：图41—推杆2—顶糖杆3—曲轮如图4所示，将执行机构改为凸轮摇杆机构，运动更加平稳，又经多次试验,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上,达到预期的外观包装质量要求.因此增设了一个带有锥形毛刷圈（软性尼龙丝），在定糖过程中，先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈，然后再进入机械手成形，结果使包装纸光滑、平整、美观，完全达到包装质量要求。当钳糖机械手转至装糖位置时，接糖杆向下运动，当钳糖机械手将糖送到指定位置后,凸轮1转动带动顶糖杆3将糖顶入包装机构形腔2内，左抄板纸8向右折边，同时锥形尼龙丝圈6将包装纸表面刷平整，然后右抄板纸7向左折边，然后锥形尼龙丝圈6再次刷平包装表面，使铝箔纸全部平整地覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺。优点：完成包装任务后，能够保证包装表面平整美观，外形轮廓挺拔。7缺点：包装纸平铺在巧克力糖表面上而不能够铺成花样，样式单一，简单。经过对比选择，采用方案三。三、原动机选择、传动比计算与分配生产生活中有电动机、内机、蒸汽机、水轮机、气轮机、液动机等动力源。其中电机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。笼型电动机：结构简单、耐用、可靠