包裝機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(3)-圓形或方形料管翻領(lǐng)成.doc

包裝機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（3）機(jī)械工程學(xué)院2012年十一月一、課程設(shè)計(jì)的目的包裝機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是本課程各教學(xué)環(huán)節(jié)中重要的一環(huán),它讓學(xué)習(xí)者聯(lián)系實(shí)際進(jìn)一步深入理解、掌握所學(xué)的理論知識。其基本目的是：（1） 培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用包裝機(jī)械和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識。（2） 通過制訂設(shè)計(jì)方案，合理選擇包裝袋成型器的形式，正確計(jì)算和確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，之后進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了解和掌握機(jī)械零件、包裝機(jī)械經(jīng)常采用的成型器的設(shè)計(jì)過程和方法。（3） 進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。例如計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊、圖冊、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理數(shù)據(jù)的能力。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟（一）設(shè)計(jì)內(nèi)容以袋成型-充填-封口機(jī)中包裝袋成型器為題。課程設(shè)計(jì)通常包括如下內(nèi)容：了解設(shè)計(jì)題目要求；合理選擇成型器的類型，具體計(jì)算和設(shè)計(jì)成型器的基本參數(shù)；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；繪制零件工作圖；編寫計(jì)算說明書以及進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。（二）設(shè)計(jì)步驟：（1）設(shè)計(jì)準(zhǔn)備認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、條件、內(nèi)容和步驟；通過閱讀有關(guān)資料、圖紙、參觀實(shí)物或模型、觀看電視教學(xué)片、掛圖等，了解設(shè)計(jì)對象；復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容，熟悉零部件的設(shè)計(jì)方法和步驟；準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書、資料和用具；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。（2）成型器類型的選擇根據(jù)題意，選擇合適的成型器類型。（3）參數(shù)設(shè)計(jì)和計(jì)算計(jì)算和選擇成型器的參數(shù)；確定成型器的有關(guān)尺寸；進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；完成圖紙的繪制；審核圖紙。（4）零件工作圖設(shè)計(jì)（5）整理和編寫計(jì)算說明書（6）設(shè)計(jì)總結(jié)和答辯三、設(shè)計(jì)要求在課程設(shè)計(jì)之前，準(zhǔn)備好必要的設(shè)計(jì)手冊或參考資料，以便在設(shè)計(jì)過程中逐步去學(xué)習(xí)查閱資料。確定設(shè)計(jì)題目后，至少應(yīng)復(fù)習(xí)在課程中學(xué)過的相關(guān)內(nèi)容。完成本課程設(shè)計(jì)的具體要求如下：、設(shè)計(jì)說明書要全面反映設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)過程和結(jié)論性認(rèn)識。其工藝設(shè)計(jì)要有文字、計(jì)算、公式來源、參數(shù)選取的資料名稱或代號、圖表（草圖）。說明書用A4紙打印，約20頁左右，并裝訂成冊。、設(shè)計(jì)圖樣按“機(jī)械制圖”、“公差與配合”等國家標(biāo)準(zhǔn)完成。、零件圖按生產(chǎn)圖樣要求完成，零件的有關(guān)精度和技術(shù)要求要有合理的標(biāo)注或說明。設(shè)計(jì)過程中，提倡獨(dú)立思考、深入鉆研，主動地、創(chuàng)造性地進(jìn)行設(shè)計(jì)，反對不求甚解、照抄照搬或依賴?yán)蠋?。要求設(shè)計(jì)態(tài)度嚴(yán)肅認(rèn)真、有錯必改。只有這樣，才能保證課程設(shè)計(jì)達(dá)到教學(xué)基本要求，在設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技能等方面得到良好的訓(xùn)練。四、設(shè)計(jì)指導(dǎo)制袋成型器是自動袋裝機(jī)的一個關(guān)鍵部件，其作用是使平面狀的包裝薄膜材料轉(zhuǎn)變?yōu)閳A筒狀，并產(chǎn)生封接邊以利于包裝物料的進(jìn)入。制袋成型器的選擇、設(shè)計(jì)、和使用，直接影響著產(chǎn)品的包裝形式、包裝袋的形狀與尺寸、包裝質(zhì)量以及機(jī)器布局等。1.翻領(lǐng)成型器如圖（1）所示，平張薄膜拉過該成型器后，成塔接或?qū)訄A筒狀。翻領(lǐng)成型器成型阻力較大，容易使薄膜產(chǎn)生變形、發(fā)皺或撕裂，對塑料薄膜的適應(yīng)性差，對復(fù)合膜適應(yīng)性較好，常用于粉狀、顆粒狀物料以及部分液料的包裝，立式枕型包裝機(jī)應(yīng)用較多。每種規(guī)格的翻領(lǐng)成型器只能成型一種規(guī)格的袋寬，當(dāng)袋寬規(guī)格發(fā)生變化時(shí)，需要更換相應(yīng)尺寸的成型器，設(shè)計(jì)、制造以及調(diào)試都比較復(fù)雜。圖1 翻領(lǐng)成型器 2.圓形管翻領(lǐng)成型器的設(shè)計(jì)（1）數(shù)學(xué)模型的建立 圖2所示為圓形管翻領(lǐng)成型器的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)簡圖。圖2 圓形管翻領(lǐng)成型器計(jì)算簡圖以圓形管的軸線為縱軸，建立直角坐標(biāo)系，管料與平面相交所得圓半徑為r。直線AB為包裝材料從最后一根導(dǎo)輥引出后與成型器的接觸線。ABC構(gòu)成平面等腰三角形，并與平面的夾角為角。D是AB的中點(diǎn)，有ACD=BDC=?？臻g曲線ACS、BCS構(gòu)成對稱的兩個曲面，SCS為成型器領(lǐng)口交接曲線，S為該曲線的最低點(diǎn)且位于軸上；C為該曲線的最高點(diǎn)，其在平面上的投影我為N點(diǎn)，N點(diǎn)位于軸上，令。將AC延長至T，DC延長至，作，由此得到的和均為直角，且與在同一平面，在平面，令。成型器領(lǐng)口交接曲線上任一點(diǎn)P在平面上的投影為Q，令弧長，P點(diǎn)的高即為交接曲線函數(shù)，則P點(diǎn)的直角坐標(biāo)值為：T點(diǎn)的直角坐標(biāo)值為：連接P,T兩點(diǎn)，并令f=PT，有：將P、T兩點(diǎn)的直角坐標(biāo)值帶入上式得： （1）將成型器沿剪開并展平，如圖（3）所示，PT長度可由下式表達(dá)： （2）對于同一成型器，展開前后，PT的長度不會改變，也即f值不會改變，聯(lián)立式（1）,式（2），消去f，可得領(lǐng)口交接曲線上任意點(diǎn)P的高度的表達(dá)式： （3）此式的邊界條件為：時(shí)，；時(shí)， （4）令，代入式（3），可求得線段的長度值e： （5）由此可見，設(shè)計(jì)中若能首先包裝袋凈寬、管料半徑r、翻領(lǐng)三角形ABC的半頂角、翻領(lǐng)三角平面的后傾角以及成型器領(lǐng)口交接曲線的最大高度h，則可求得e值，再利用式（3），計(jì)算出每一段弧長所對應(yīng)的在交接曲線上各點(diǎn)的高度，即成型器的領(lǐng)口交接曲線。其整體設(shè)計(jì)步驟如下：(2)參數(shù)、的確定包裝袋凈寬。包裝袋袋筒的內(nèi)表面與料管的外表面近似直接接觸，故取。 翻領(lǐng)三角平面的后傾角。與三角成型器安裝角相似，角越大，則薄膜通過成型器的成型阻力亦大，但結(jié)夠尺寸小，包裝機(jī)總體尺寸緊湊。生產(chǎn)實(shí)踐表明，翻領(lǐng)成型器的后傾角取用范圍較大，一般在。翻領(lǐng)三角形平面的形狀尺寸。如圖3所示，三角形平面將平張薄膜從導(dǎo)輥牽引至成型器最高點(diǎn)，在開始拆彎成型器之前用來引導(dǎo)和承載包裝材。其形狀尺寸由底、高 (或頂角)來決定。值與包裝袋袋尺寸有關(guān)。值大小反映了引導(dǎo)面的大小，如果值太小，會使包裝薄膜在交接曲線附近的運(yùn)動阻力過大，引起包裝薄膜材料的拉伸變形；反之，則會導(dǎo)致成型器結(jié)構(gòu)不夠緊湊，且增加薄膜與成型器表面之間的摩擦。設(shè)計(jì)時(shí)可取，則 （7）圖3 圓形管翻領(lǐng)成型器展開示意圖領(lǐng)口交接曲線的最大高度。領(lǐng)口交接線是一條空間曲線，對某一特定的、和而言，其領(lǐng)口交接線的最大高度與線段的長度有關(guān)。當(dāng)值由0 變化時(shí)，由某一高度值逐漸減?。ㄆ鸪踔惦S變化較大，而后越來越?。?，值至減為 （8） 當(dāng)取值較大時(shí)，較小，成型器較矮，包裝薄膜在成型時(shí)變形急劇，阻力增大，不利于制袋；當(dāng)取值較小時(shí)，較大，成型器較高，雖然薄膜成型時(shí)的變形或阻力較小，但結(jié)構(gòu)不緊湊，導(dǎo)致加料管懸臂增長，受力情況變差，給制袋成型器的制造與使用帶來困難。由圖（4）可知，當(dāng)時(shí)，的變化已極為緩慢，一般可取。將式（5）代入此不等式，推導(dǎo)得 為不使成型器尺寸過大，值通常在計(jì)算值附近取整數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，為使領(lǐng)口交接曲線較精確，對來說，在的范圍內(nèi)一般不應(yīng)少于8個計(jì)算點(diǎn)，在之間，因曲線對稱，則無需重復(fù)計(jì)算。確定領(lǐng)口交接曲線的軌跡點(diǎn)由式