河南工業(yè)大學糖果自動包裝機送料裝置設計(畢業(yè)設計)

1、糖果自動包裝機送料裝置設計學 院繼續(xù)教育學院專 業(yè)機械工程及自動化班 級2014級學 號201482225023姓 名何波指導教師呂少芳負責教師呂少芳河南工業(yè)大學2016年4月河南工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）摘要 本次畢業(yè)設計要求設計一臺扭結式糖果包裝機，通過許多方案的綜合評價、篩選，最后確定了這一臺連續(xù)式包裝機。該機由上料斗、分糖落糖部件、鉗糖部件、扭結部件、紙架部件、切紙部件以及動力源無極變速部件、動力分度箱等幾大部件，整個包裝過程實現(xiàn)了自動化，與現(xiàn)代化機械相比，本機器實現(xiàn)了高速、連續(xù)性，具有較高的生產(chǎn)率、低動力消耗、使用簡單、維修方便可靠等優(yōu)點。 隨著科學技術的不斷發(fā)展進步，各種食品加工品的

2、出現(xiàn)，對包裝技術和包裝設備都提出了新的要求，包裝機械在流通領域中發(fā)揮著越來越大的作用。包裝機械競爭日趨激烈，而高度自動化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包裝設備越來越受到行業(yè)的青睞。包裝機械有多種分類方法。按功能可分為單功能包裝機和多功能包裝機；按使用目的可分為內包裝機和外包裝機；按包裝品種又可分為專用包裝機和通用包裝機；按自動化水平分為半自動機和全自動機等。本次設計采用CAD軟件畫了五幅裝配圖，分別是總體圖、撥糖部件、剪紙部件、扭糖部件、鉗糖部件，實現(xiàn)了設計任務要求。關鍵詞：包裝；傳送；撥糖；剪紙；Material Sending Equipment Design Of A CandyAu

3、tomatic Packing MachineAbstractMy graduated project is to design a candy snarling type automatic packing machine through a synthetically study and screaming of some plans.This machine is composed of electronic getting vibration raise candy funnel,separate andlover candy part,grip-candy part,energy s

4、ource-source-stepps speed change paretic.This produce-packing process realized automization and continuous of produce.This machine has advantage of high produce capability,low energy concume,simplify the use of maintenance et.With the continuous development and progress of science and technology, th

5、e emergence of a variety of processed foods on packaging technology and equipment have put forward new demands, packaging machinery in the circulation is playing an increasingly larger role. Packaging machinery increasingly competitive and highly automated, intelligent, versatile, high-efficiency, l

6、ow consumption of packaging equipment increasingly favored by the industry. There are a variety of packaging machinery classification methods. According to the functions can be divided into single-function and multifunction packaging machine packing machine; according to the purpose of use can be di

7、vided into inner and outer packaging machine machine; press pack varieties can be divided into specific and generic packaging machine packing machine; divided into semi-automatic machine according to the level of automation and fully automatic machines.CAD software drew five of the assembly drawing,

8、respectively is overall figure,dial the sugar,paper cutting parts,components,clamp sugar parts and components, and realize the design task requirements.Keywords:Packing;Send;Sugar allocation;Paper cutting目錄摘要IAbstractII目錄III1緒論11.1 研究背景和意義11.2扭結式糖果包裝機研究現(xiàn)狀11.3本文研究的主要內容32扭結式糖果包裝機總體方案設計42.1 功能、參數(shù)及應用范圍分

9、析42.2 總體的布局及機器的要求42.3撥糖和剪紙部件的要求和改進42.4現(xiàn)有的糖果包裝設備原理與結構分析52.5要求明細表的制定62.6設計的組織準備與計劃82.7功能結構分析92.7.1明確功能目標92.7.2分析整機功能122.8 總體設計212.8.1 選擇機型212.8.2 功能結構分析212.8.3 功能結構分析213 扭結式糖果包裝機部件設計233.1 對執(zhí)行構件的運動要求233.2 結構設計233.3 機器的傳動與調整314 繪制工作循環(huán)圖325 設計計算345.1分動軸的設計計算345.1.1 各傳動比的計算345.1.2功率的確定345.2撥糖部件設計計算355.2.1確

10、定撥糖鏈輪的轉速355.2.2設計鏈輪355.3剪切部件的計算375.3.1 剪刀軸的校核375.3.2 剪刀軸的軸承壽命校核405.3.3 剪紙部件鏈輪處軸的校核425.3.4 剪紙部件動力傳入軸的校核435.4撥糖部件的校核455.4.1撥糖部件軸1的校核455.4.2 撥糖部件軸1上軸承壽命的校核485.4.3 撥糖部件軸2的校核495.4.4 撥糖部件軸2上軸承壽命的校核505.4.5 撥糖部件軸3的校核51總結52參考文獻53致 謝54III河南工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）1緒論1.1 研究背景和意義目前, 國內糖果產(chǎn)品的包裝形式有扭結式包裝、枕式包裝、折益信封式包裝。枕式包裝在國際上流

11、行于上個世紀6070年代, 國內從80年代開始流行至今。傳統(tǒng)扭結式包裝是最老的包裝形式, 從發(fā)明到現(xiàn)在已有近百年歷史。這種包裝形式多用于糖果, 它不僅可以通過現(xiàn)代化高速、自動化的包裝機來完成, 也可以通過手工操作完成。最初的扭結包裝機結構簡單，功能單一，操作復雜，只能完成最基本的扭結動作，而且生產(chǎn)效率低下又極不衛(wèi)生。因此曾一度被枕式包裝機的出現(xiàn)所取代。多年以來, 糖果包裝一直是以枕式包裝獨占鰲頭，風靡一時。直到現(xiàn)在枕式包裝機也較扭結包裝機普及,。目前大多數(shù)糖果、巧克力生產(chǎn)企業(yè)均采用枕式包裝。但隨著糖果包裝行業(yè)的迅猛發(fā)展，以及各種先進技術的應用，糖果扭結包裝這種古老而有年輕的包裝形式越來越受到人

12、們的青睞。糖果扭結包裝機的結構和功能不斷完善, 使這種受人們歡迎的包裝形式沉寂了一段時期后又走上了舞臺。1.2扭結式糖果包裝機研究現(xiàn)狀用撓性包裝材料裹包產(chǎn)品，將末端伸出的裹包材料扭結封閉的機器稱為扭結式裹包機。其裹包方式由單端和雙端扭結。 我國糖果包裝六七十年代前主要以手工作業(yè)為主，這是由我國當時的特殊國情決定的，對糖果扭結包裝機的研究很少。隨著市場需求的不斷擴大和食品工業(yè)的快速發(fā)展，改革開放前我國開始從歐美等發(fā)達國家引進他們的糖果包裝機械設備，并開始有計劃的進行仿制和改造，吸收國外糖果包裝機械的設計理念和制造經(jīng)驗。到八十年代初已經(jīng)基本完成了對引進的糖果包裝機械裝置的消化吸收工作，并對糖果包裝

13、機開發(fā)出自己的新技術、新設備。九十年代，我國研制出伺服電機驅動的食品包裝機械，食品包裝機械行業(yè)實現(xiàn)了由機械裝置為主向電腦程控為主的技術升級。在這種情況下，我國糖果包裝機取得了長久的發(fā)展。伺服電機驅動的糖果包裝機生產(chǎn)速度更快，自動化程度更高，機械性能的柔軟性、系統(tǒng)化程度也迅速提高。中國以糖果包裝機、顆粒充填機、液體灌裝機等為代表的食品包裝機械以其獨特性贏得了世界市場廣闊的銷售空間。例如上海久豐食品機械有限公司自行研發(fā)制造的雙扭型糖果包裝機處于世界領先水平,申請專利并取得國家級鑒定備案。目前糖果包裝機的研究和開發(fā)主要是抓住一個核心技術：計算機技術進入食品包裝機械領域。我國已成功地研發(fā)出具有世界領先

14、水品的微電腦程控式扭結包裝機，并實現(xiàn)實用化，開始向眾多國內外食品包裝機械廠家提供該設備。該機采用國際流行的兩端扭結式包裝,設計合理、結構新穎、經(jīng)濟實用,受到廣東、福建、浙江、上海、山東、四川、河南等地及東南亞地區(qū)各使用廠家的一致好評。隨著時代的不斷發(fā)展和科技的不斷進步，中國制造的糖果包裝機械必將走向世界。雖然我國的糖果包裝機械發(fā)展較快，但由于歷史原因和我國的一些特殊國情，我國食品包裝機械起步較晚，技術水平從整體上看要比先進國家的枝術水平整體落后好幾年。糖果包裝機在產(chǎn)品的開發(fā)、性能、質量、可靠性等方面有著明顯不足。從質量上看：我國糖果包裝機械的生產(chǎn)技術和生產(chǎn)手段較落后，大部分還是采用陳舊的通用設

15、備加工，產(chǎn)品的規(guī)格、型號不全，質量還有待于進一步提高。糖果類包裝機械品種少，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型化產(chǎn)品，遠不能滿足市場需求。自行研發(fā)的糖果包裝機性能較低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不美觀、表面處理粗糙，許多元器件質量差，壽命短、可靠性低，影響了整體的質量。從產(chǎn)品開發(fā)看：我國糖果包裝機械主要還是仿制、測繪，稍加國產(chǎn)化改進，談不上正真意義的開發(fā)研究。目前，國內廠家對糖果包裝機的研發(fā)投入較少，產(chǎn)品開發(fā)缺少創(chuàng)新，難上水平，新產(chǎn)品開發(fā)不但數(shù)量少，而且開發(fā)周期長。在企業(yè)管理上，往往重生產(chǎn)加工，輕研究開發(fā)，創(chuàng)新不夠，不能緊跟市場需求及時更新產(chǎn)品。我國糖果包裝機械行業(yè)缺乏知識產(chǎn)權意識，這也是其他行業(yè)的

16、通病，往往剛設計出來的產(chǎn)品很快就被仿制出來了，短時間內有上千家企業(yè)同時投放市場，到最后甚至根本找不到誰是該設備產(chǎn)品的開發(fā)者。許多企業(yè)忙于現(xiàn)有產(chǎn)品擴大市場，忙于仿制和抄襲他人的產(chǎn)品，根本不去考慮產(chǎn)品如何升級換代，如何實現(xiàn)技術創(chuàng)新。從糖果包裝機自動化程度看：國外使用的糖果包裝機械自動化程度高，單產(chǎn)比我國大。這不是我國的制造水平達不到，而是需求上的問題。其原因：一是我國勞動力多、成本低；二是我國制造企業(yè)總體規(guī)模不大，而產(chǎn)能大的機型一次性投入大，會給企業(yè)帶來很大的負擔。目前我國糖果類食品包裝機械出口額還不足總產(chǎn)值的5%，進口額卻與總產(chǎn)值大抵相當，與發(fā)達國家相去深遠。1.3本文研究的主要內容本文的研究內

17、容主要包括以下四個方面： （1）總體方案的設計；（2）部件設計；（3）繪制工作循環(huán)圖；（4）設計計算；2扭結式糖果包裝機總體方案設計2.1 功能、參數(shù)及應用范圍分析用途：包裝已成型的蛋白糖和乳脂糖。生產(chǎn)率：400600塊/分糖塊規(guī)格：圓柱形：直徑Ø：1216mm 厚：2030mm 長方形：長：2530mm 寬：1216mm 厚：1014mm包裝材料：寬為70-85mm的雙層包裝紙裹包方式：雙端扭結式裹包。設計要求：1.連續(xù)式同步裹包外形尺寸：2500×1400×16002.2 總體的布局及機器的要求供送系統(tǒng)是由理糖機構和傳送帶組成。驅動系統(tǒng)由電機組成。裹包系統(tǒng)由復

18、紙器組成。分離系統(tǒng)由剪紙刀組成。扭結系統(tǒng)由扭結機械手組成。在設計時應在保證正常的條件下，盡量降低成本，本產(chǎn)品應小于5000元開發(fā)。周期 14周開發(fā)費用 3000元整機壽命 5年以損件壽命 2年2.3撥糖和剪紙部件的要求和改進 本次設計中，我負責設計糖果包裝機的撥糖機構、剪紙機構的設計任務。在撥糖部件中原來采用的是同步齒形帶，由于使用時間過長，易導致打滑現(xiàn)象，所以我把它改為同步齒形鏈，這樣既保證了傳動效率，又不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。剪紙部件以前有用一個刀片固定，另一個另一個刀片轉動來實現(xiàn)剪紙，這樣，由于兩個刀片接觸力不均導致紙不易剪斷。為了保證糖紙能順利的切斷，本設計用兩個斜齒輪帶動兩個刀片轉動的裝置

19、實現(xiàn)切。2.4現(xiàn)有的糖果包裝設備原理與結構分析近半個世紀以來，隨著生產(chǎn)與流通日益社會化，現(xiàn)代產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，因此包裝機械受到人們普遍的重視。包裝機械是特殊類型的專業(yè)機械，機種繁多，量多面廣。近年來隨著科學技術的突飛猛進，包裝機械的自動化程度越來越高，這樣就直接提高了產(chǎn)品的質量和經(jīng)濟效益，同時對加強市場管理，改善工人勞動條件，降低產(chǎn)品成本，提高勞動生產(chǎn)率有很大幫助。圖2.1 包裹示意圖包裝機械的種類繁多，據(jù)其功能不同可分為裹包、充填、封口、固定標簽、多功能包裝、清洗、干燥、殺菌等多種。我要設計的糖果包裝機屬于裹包類。裹包機按其方式不同分為半裹、全裹、纏繞、拉伸、貼體、收縮等六種。我這

20、次設計要求全裹扭結式，與其相并列的還有折疊、接縫、覆蓋三種方式。如上圖2.1所示。A折疊式，折疊信封式包裝，多用于巧克力產(chǎn)品，糖果適宜做卷包、條包、合裝，這種包裝形式對包裝設備和包裝材料都有較高的要求。B扭結式，常見的包裝形式，結構比較簡單。C接封式，D覆蓋式。2.5要求明細表的制定通過分析設計任務，從人機環(huán)境三方面的產(chǎn)生相互影響和作用考慮，對其全部的內容進行調整。完善并補充以后，按其性質和對實現(xiàn)設計任務作用的大小主次進行分類、排列、編制出完善的任務明細表。如表2.1所示表2.1糖果自動包裝機序號要求（F）愿望（W）內 容更改日期更改原因負責人 功能要求1F包裝速度可調2 F 包裝糖果種類可變

21、3 F 可靠性高4 F 裹包后包裝紙與糖果結合松緊度適宜且無破損5F包裝合格率高于90%技術要求6 F 糖果 形狀：圓柱形，長方形 尺寸： 1216長2030 長2530 寬1216mm 厚10147 F包裝材料：防油蠟紙，玻璃紙，寬度=7085mm8 F 裹包方式：單層雙扭結9 F 生產(chǎn)效率：400600塊/分10 F 出現(xiàn)故障能夠自動停機并報警11F連續(xù)包裹12F空間限制：2500×1400×1600mm13 F 機器重量小于1000kg14 W 包裝紙的商標在包好的糖塊的中央 運行特征15 W 不會因糖紙屑和糖屑引起堵塞二停機16 F 可以手動調整17 F各執(zhí)行機構既

22、可自動調節(jié)也可手動調節(jié)18 W 整機既可連續(xù)工作也可間歇工作 動力要求19 F執(zhí)行機構的力度和機械度不能損壞糖果20 W 結構簡單，成本低21 F電機驅動，電機功率=11.5kw22 F本機壽命=5年23 F 主要結構可靠性達0.9824 W 符合噪聲規(guī)定 人機工程25 F 操作件的布置使人工作舒適26 W整機外觀美觀27 W 有顯示裝置28 W 有計數(shù)器29 W 能防止工傷事故30 W 有測控裝置 制造和安裝31 F 小批生產(chǎn)，不需專用設備32 F 零件工藝性合理33 W 盡量采用標準件34 F 零件拆裝方便易維修 使用維修35 F 使用方便，無需專人看管36 F 機器要經(jīng)常保養(yǎng)37 F 便

23、于清洗和潤滑38 W 清洗，潤滑自動化39 F 無需專門的安裝基地40 F 運輸方便，拆開運輸 衛(wèi)生要求41 F 與糖果接觸部分五毒無污染42 F 包裝紙無污染43 F 工作環(huán)境衛(wèi)生，清潔 其它要求44 F 成本小于3000元2.6設計的組織準備與計劃本次畢業(yè)設計，為了能夠運用并掌握所學知識技能，提高分析和解決實際問題的能力，為將來的工作打下堅實的基礎，我們盡管是在原有機械設備基礎上的改進設計，我們以開發(fā)性設計來對待，以期達到預期效果。設計第一階段：我們根據(jù)任務書要求，在搜索，歸納分析資料的基礎上，應用現(xiàn)代設計方法學進行功能分析，方案評價和決策，設計要求具體實施，確定機器的結構形式及主要參數(shù)。

24、設計第二階段：對已確定的設計方案，通過必要的技術計算，進行機器的原理和總體設計，確定機器的總體參數(shù)、動力、以及與整機有關的主要部件參數(shù)，確定部件相互位置和尺寸，并考慮設計方案滿足多方面要求而采取的各種措施，使各部件相互協(xié)調，以保證整機性能最完善的滿足設計要求。設計第三階段：運用機械零件和機構學知識，進行零件和機構的設計，通過理論分析、技術計算及總體布置的要求，參考同類部件的結構，確定零部件結構參數(shù)。設計第四階段：我們將運用機制工藝學的知識對整機中的典型零件進行工藝性分析，以用來達到復習和鞏固零件幾何形狀、尺寸鏈的分析計算，并進一步熟練，根據(jù)零件的工作條件選擇適當?shù)牟牧?，以及確定零件尺寸及公差的

25、技術。2.7功能結構分析2.7.1明確功能目標（1）設計任務抽象化通過對明細表的進一步思考，拋棄知識、經(jīng)驗、思維方法、環(huán)境等因素影響，從任務書中找出其本質核心，拋棄非本質東西以后，將保留的要求所含內容加以擴展，最終得到抽象化結果如下：1. 被包裝糖塊尺寸與機器部件相匹配；2. 糖塊在送糖槽內放置狀態(tài)適宜；3. 糖塊輸入量與生產(chǎn)率相適應；4. 輸入量過大時自動停止上料；5. 扭結松緊度適宜；根據(jù)抽象的結果我們可以進一步進行功能分析（2）功能目標的明確。設計任務抽象化的最終結果對整個系統(tǒng)而言就是該系統(tǒng)的總功能?？偣δ苤饕w現(xiàn)在輸入和輸出之間的關系以及其性質狀態(tài)的變化上，對于糖果包裝機而言，主要體現(xiàn)

26、在材料的變化上，則材料流成為整機系統(tǒng)的主流，總功能主要反映材料的變化，用黑箱圖表示如圖2.2所示， 糖紙裹包糖塊成筒形將包裝紙伸出糖塊部分扭緊使糖塊封閉能量能量信號信號糖塊，包裝紙包裝時的糖塊 圖2.2 糖果自動包裝機總功能黑箱圖 （3）確定工藝原理和作業(yè)次序作業(yè)對象的每一種轉化的實現(xiàn)都可以采用多種方式。而工藝原理決定了技術過程的基本機構組成，工藝過程及其先后次序，例如：當要改變糖紙形狀進行裹包前，可以采用固定擋片和可動折紙板來實現(xiàn)。也是采用了模擬人手動作的原理，也可以采用彈性通道使糖紙自動成筒形裹覆于糖塊表面。究竟采用哪一種方式就決定了工藝過程同時也決定了工藝過程的基本次序。根據(jù)任務書要求，

27、確定本機工藝過程為：送紙 送糖 裹包 剪紙 扭結 出糖圖2.3 包裝工藝流程圖 1送糖；2糖鉗手張開、送紙；3夾糖；4切紙； 5紙、糖進入糖鉗手； 6接、送糖桿離開； 7下折紙； 8上折紙；9扭結；10打糖工藝過程的確定的同時包裝工藝路線隨之成定局。連續(xù)運動工位的糖果包裝機，工藝路線有直線型、階梯型、圓弧型和組合型。本機采用圓弧型和直線型組成的組合型。包裝材料由上而下傾斜送到輸入工位，被包裝物豎直下落與之結合，這種方案選用糖塊首尾銜接設計，由設計根據(jù)實際情況擬定，故比較靈活方便。 （4）確定技術過程：在確定了工藝原理和作業(yè)次序、工藝順序后、作業(yè)對象由此而完成的轉化，既構成了技術過程的主流程，本

28、機器將工藝和作業(yè)次序有機結合形成了改變包裝紙與糖塊相對狀態(tài)的特有功能：雙端扭結式裹包，擬定技術過程的方框圖如2.4所示：圖2.4 糖果自動包裝機技術過程方框圖 （5）引進技術系統(tǒng)并確定其邊界 由于技術過程中那些必須的效應既可以由人，也可以由技術系統(tǒng)來完成，人機間任務的分配將體現(xiàn)系統(tǒng)機械化和自動化程度，故技術系統(tǒng)的邊界應盡早確定，使人機間作業(yè)分工明確，同時確定機械系統(tǒng)的具體任務，并把這些任務分配給各個機械系統(tǒng)。1.技術系統(tǒng)的功能任何技術系統(tǒng)，都擁有五種基本的功能，即存儲、分離、傳導、組合和轉化。本臺糖果包裝機在糖果包裝這一總功能的擁有下，技術系統(tǒng)應具有如下幾種功能：1） 包裝材料的存儲、傳導、分

29、離。2） 作業(yè)對象（糖塊）的存儲、傳導。3） 包裝材料（商標紙）與作業(yè)對象（糖塊）的結合即裹包。4） 扭結是最主要的功能，只有具備了該功能本次設計才有成功的可能。2.操作者的任務1）開機前，安裝好糖紙，并安放到適宜位置；2）開機前手動調整，使糖塊運送到必要位置；3）開機、停機、調速、上下料；4）應付各種意外事故；2.7.2分析整機功能（1）經(jīng)過分析整機技術系統(tǒng)，確定出本機器的分功能如下：a.作業(yè)對象（糖塊）的存儲 （材料存儲） b.包裝材料的存儲 （材料存儲）c.作業(yè)對象的傳輸 （材料傳導）d.包裝材料的運送 （材料傳導）e.裹包成筒形 （材料結合）f.切斷包裝紙 （材料分離）g.扭結成形 （

30、材料轉換）h.落料 （材料分離）以上各功能只是本機主流材料流的各種轉換，盡管它們是總功能控制下的子功能，但由于其在技術系統(tǒng)中的地位不同又分為核心與非核心功能，本機中因分析時，應首先解決扭結這一關鍵問題，然后逐步解決其余各種功能。同時材料流中的各功能與能量流和信號流聯(lián)系到的緊密程度不同，其地位也有所區(qū)別。例如，包裝紙的存儲與能量的聯(lián)系甚弱，幾乎可以無須能量而自我實現(xiàn)，而其供送則不然，必須有一定的能量來為其提供動力方可實現(xiàn)，這樣我們就應該首先考慮包裝紙的供送而后考慮包裝紙的存儲。信號糖塊存儲糖塊運送糖塊存儲紙運送紙分離裹包 扭結 落料動力源信號源動力 圖2.5功能結構圖根據(jù)以上分析，繪制功能分析結

31、構圖如圖2.5其中表示強聯(lián)系 次聯(lián)系弱聯(lián)系1功能分解為了把復雜的問題簡化，以便進一步尋求解決原理，根據(jù)系統(tǒng)層次性將系統(tǒng)功能按照先主后輔，先粗后細，先一般后特殊的原則進行功能分析如下：1.糖塊（包裝紙）的存儲 （材料存儲）圖2.6 糖塊（包裝紙）的存儲糖塊存儲存糖理糖送糖包裝存儲存紙取出2.糖塊（包裝紙）的供送 （材料傳導）材料的供送形式通常有傳送，再送兩種形式，本機對糖塊和包裝材料的供送均采取傳送形式。糖塊供送糖紙供送調節(jié)張緊度傳送送進定位 圖2.7 糖塊（包裝紙）的供送3.糖塊（包裝紙）的分離 （材料分離）其中糖塊的分離即為成品輸出，只需有輸出機構即可，我們稱之為落料無需分解。包裝紙的分離是

32、指將卷紙分成傳紙，這一動作采用剪紙機構即可無需進一步分解。用包裝紙將糖塊裹包成形 （材料結合）裹包 結合成形圖2.8 糖塊（包裝紙）的分離5.扭結成形 （材料轉換） 本機采用扭結機械手進行扭結，將其實現(xiàn)限制到了特定程度，將其按同樣方法分解如下：扭結夾緊扭結軸向移動復位 圖2.9 扭結成形（2）功能組合 圖2.10功能結構圖a 圖2.11 功能結構圖 b圖2.12 功能結構圖c 從功能分解提供的組合元素出發(fā)，按照一定的邏輯關系把子功能組合在一起，通過系統(tǒng)邊界及功能組合兩方面設計特征的變化，形成多種形式的，達到設計的功能目標的集合體。本機功能結構從上述功能分解為依據(jù)，從形成的多種功能結構圖中選出如

33、上圖的幾種方案。通過功能結構圖顯示的方案比較，三種方案各局特色，主要區(qū)別在于傳動方式和裹包方式的差異，傳動方式個別采用傳動和集中式兩種，有先裹包后分離也有先分離后裹包的。本次畢業(yè)設計各個功能運動要求同步進行。所以我們采用c方案的集中式，先裹包后分離的方式。一.功能載體方案的確定每種子功能的實現(xiàn)，都需要有具體的功能載體，功能載體按一定的作用方式來完成特定的功能，通常存在著多種以自然現(xiàn)象為基礎的作用方式，因而功能載體也就有多種。為確定最佳載體，我們遵循從發(fā)散到收斂，不斷優(yōu)化的原則，將功能載體先限制在一定的范圍內，為達到此目的，我采用功能目標樹來實現(xiàn)。一） 卷紙筒的切斷（材料分離）切斷 往復式分離

34、融化 超聲波動 剪切式 腐蝕 激光切 冷切 滾刀式 旋轉式 機械切 立刀式 熱切 鋸齒式 圖2.13 分離方式目標樹二）糖塊（包裝紙）的運送 （材料傳導）其中：糖塊的傳送為主傳送 單工位 帶式 直線式運送 連續(xù)式 鏈式 回轉式 多工位 其它 組合式 間歇式 圖2.14 傳送方式目標樹三）扭結成形 （材料轉換） 單頭扭結 機械式 多頭 氣動式 液壓式 圖2.15 扭結方式目標樹一 .確定功能載體類型功能載體的確定是通過模幅箱圖的制定來實現(xiàn)的，模幅箱圖是把尋求的各子功能的各種解決原理匯聚在一起形成的。 表2.2 作用原理模幅箱作用原理子功能123451上糖偏心軸振動電磁振動棘輪振動凸輪振動2存紙卷

35、紙式折疊式3理糖差速式閘板式轉盤式轉動理糖孔盤式4送糖鏈式帶式推板式5送紙滾式輥式夾送吸送6裹包推壓復紙式7分離立刀式鋸齒式滾切式旋轉式8扭結機械手扭結液壓手扭結氣動手扭結9扭結方式糖轉同相反相對搓10成品輸出落入滑入送入人工11驅動氣動集中驅動分離驅動組合驅動液壓驅動三功能載體組合及方案的確定功能載體組合是把尋求到的各種作用原理組合在一起，形成的實現(xiàn)總共能的各種功能原理方案。為了保存模幅箱圖且節(jié)約時間，在復制的一張空白模幅圖上，在空白欄內標上相應的代號。用直線按子功能在功能結構圖中的順序連接起來，用箭頭表明連接方向，即可得到多種原理方案。 表2.3 原理方案方案a：1.1-2.2-3.1-4

36、.2-5.3-6.2-7.1-8.2-9.5-10.1方案b: 1.1-2.3-3.1-4.3-5.1-6.2-7.2-8.3-9.1-10.1 方案c: 1.1-2.4-3.1-4.3-5.2-6.1-7.1-9.2-10.1有了多種原理方案后，應進行方案評價，從中選出最佳方案。評價過程實際上是一個優(yōu)化過程，它貫穿于整個設計的始終，方案設計階段的 評價意義重大，它把缺點消除在了萌芽狀態(tài)之中。使設計后不必要的浪費和消耗大大減弱。本機通過對幾種方案進行比較選用圖中所示三個方案b.:1.1-2.3-3.1-4.3-5.1-6.2-7.2-8.3-9.1-10.12.8 總體設計2.8.1 選擇機型

37、（1）工位數(shù)確定扭結式裹包，動作較多執(zhí)行機構多，為了便于執(zhí)行機構的布置容易，選用多工位包裝，這樣可得到各個包裝動作分散在不同工位上同時進行，使生產(chǎn)率高并滿足糖塊生產(chǎn)批量大的需求。（2）運動形式的確定多工位包裝有間歇和連續(xù)運動兩種形式，由于該包裝機執(zhí)行機構種類少，為了避免間歇運動產(chǎn)生慣性力和沖擊現(xiàn)象而削弱生產(chǎn)率，本機要求選用連續(xù)運動形式來保證生產(chǎn)率是有道理的。同時，由于扭結工藝時間較長，為了保證生產(chǎn)率的提高，扭結機構采用雙頭型，其余動作因時間較短不影響包裝作業(yè)時間，故采用單頭型，這樣又可減少結構數(shù)目，進一步保證生產(chǎn)率。故本設計機型：連續(xù)運動多頭包裝機。2.8.2 功能結構分析（1）總體尺寸參數(shù)據(jù)

38、設計任務要求，本機器外廓尺寸限制在1600*1100*1600（2）總體運動參數(shù)根據(jù)工藝和和生產(chǎn)率3個/秒的要求，其運動速度要受到限制，具體數(shù)據(jù)選用在部件的設計確定。（3）總體動力參數(shù)根據(jù)設計任務要求，本機動力選用p50kw的電動機。2.8.3 功能結構分析 本機采用集中驅動，臥式組合型工藝路線，操作件有調速、手動、手輪以及各種電器開關，整機容量限制范圍，為使整機布置中機器各部件相對位置運動關系適宜并符合人機工程特性，特設立材料運送逆時針運行，機器適當調整位置安放轉速表使操作者觀察和操作方便，且機器外觀美觀。從以上方面考慮，設置總體布局和外觀圖。1 紙架部件 2送糖部件 3分糖落糖部件 4上料

39、部件 5覆紙機 6鉗糖部件 7剪紙部件 8轉動箱 9扭結部件 圖2.16 總裝圖3 扭結式糖果包裝機部件設計3.1 對執(zhí)行構件的運動要求 （1）包裝材料供送本機包裝材料的供送有鉗糖機械手鉗，經(jīng)過復紙器后，糖塊連續(xù)向前拖動而實現(xiàn)，經(jīng)過剪紙部件時剪斷，故需配置一對等速反向轉動的兩片剪刀。（2）為將糖塊整理成列并送到適當位置，需配置理糖和落糖機構，它們的運動形式與復紙機構類型密切相關。（3）主傳動將糖塊和包裝紙運動到位，故糖塊和包裝紙在進入糖鉗后經(jīng)扭結輸出。裹包執(zhí)行機構。（4）包裝紙在連續(xù)運動過程中先被折成U形，然后隨著連續(xù)送進折成形，然后由壓板壓成筒形。為將伸出的糖塊兩端包裝紙扭結封閉，配備了三對

40、扭結機械手，由機械手順次開閉、旋轉和軸向移動三種配合運動。 （5）成品輸出，在輸出工位，鉗糖手張開，糖塊靠刀下落致輸出機外。3.2 結構設計 （1）糖塊的供送： 1.電磁振動上料斗 本機采用槽式電磁振動給料斗，其主要部分包括料斗、料槽、主振板彈簧、底座、隔振圓柱螺旋彈簧和激振裝置。料斗同糖塊直接接觸，用不銹鋼制成，橫截面呈凹形，以便承載糖塊和增強機構剛度。斜槽外部尺寸據(jù)生產(chǎn)率和工作條件確定，因本機糖塊無需定向，故宜用寬槽。因本機給料器起排料作用，為保證停機時不讓內存糖塊從振動料口的開口自動流出，喂料口底部做成水平，為使糖硝隨糖塊進入輸糖槽，喂料斗內置多孔篩板。斜槽與底座之間固連著兩組主振板彈簧

41、，為保證互相接觸摩擦和噪聲小，各件組裝時留有適當?shù)目障?。彈簧底底座的斜角一般?025之間。且電磁鐵激振作用線與板彈簧垂直交叉，且通過整個槽體合成中心，保證工作過程中料槽不扭振，物料不偏流。本機整個喂料裝置座位于左右旋彈簧上，使整個懸料裝置產(chǎn)生每秒50次的大幅度往復振動，左右旋彈簧在此對機座又同時起到隔震作用。在設計時要盡量使活動部分質量盡可能小，底座的質量盡可能大，振動部分不發(fā)生共振即異常的振動現(xiàn)象。導向套與軸配合，要保證兩軸的同軸度，軸承要盡量采用滾動軸承，以便動作靈活。喂料量須大于實際生產(chǎn)率的需要量，當喂料斗累計部分在落料斗達到一定量時，由控制開關切斷電源，喂料斗停止送糖：當喂料斗內糖少

42、到控制開關失去控制作用時，電源自動接通，恢復送糖。注意，喂料斗應每次下班前清理糖硝。工作原理及主要參數(shù)確定：a 料斗振動規(guī)律當喂料斗受到劇增的電磁吸力作用偏離靜平衡而產(chǎn)生水平移動時，迫使主震彈簧和隔震彈簧均產(chǎn)生復雜的彈性變形。當電磁吸力劇減時，由于主震彈簧已經(jīng)變形，迫使喂料斗改變運動方向，而且超越原來的靜平衡位置達到某一上下限，如此循環(huán)，形成了高頻微幅振動。b 主要參數(shù)確定本機采用類比法確定主要參數(shù)為：料盤振幅：1.5mm 振動頻率：50Hz主振彈簧有效長度Z=10.5mm2 分糖落糖部件圖3.1 撥糖部件 本機采用豎式分糖落糖部件，動力由兩對錐齒輪傳動到兩根軸上，其中主傳動軸帶動錐形滑板，螺

43、紋軸帶動分糖盤同向轉動，由于錐齒輪傳動比不同，是分糖盤和錐形滑板產(chǎn)生1:4轉速，由振動上料斗送來的糖塊集中在錐形滑板上，在錐形和離心力的作用下把糖塊甩散并滑向料斗四周，落入分糖盤槽穴內分糖盤四周逐開40個槽穴，分糖盤轉一圈可分送40粒。當分糖盤的每一槽穴轉經(jīng)料斗底部的落糖空時，糖從孔中落下并進入送糖槽，這樣就達到分糖作用。在料斗周臂裝有三個彈性撥爪，增加糖塊的攪動，使糖塊易于充填到分糖盤的周緣槽穴去，從而減少因充填不足而造成的缺糖空格，在料斗底部糖孔處側壁裝有三個活門，蓋在分糖盤上面，用來隔絕料斗內的糖塊，避免因多粒落糖而造成的機器故障。3 送糖部件可供本機選用的整理供送方案有：1)如圖 2.

44、7(a)所示的閘板式理糖，借閘板的上下往復運動將糖塊整理成列，由送糖帶將糖塊送往包裝工位，結構簡單，工作可靠，但速度較慢。2)如圖 (b)所示的孔盤式理糖，孔盤作間歇運動，其上的糖塊在慣性力的作用下落入孔槽內，向左至箭頭所示位置被直接送入工序盤內，省去送糖機構，但整理圓柱形和長方形兩種糖形時空位較多。3)如圖 (c)所示的振動料斗理糖，比較簡單，但對整理長方體糖塊的把握不大。4)轉盤式理糖，如圖 (d)所示，轉盤作等速轉動，使其錐面上的糖塊落入環(huán)形槽內，再由送糖帶將糖塊送住包裝工位，它結構簡單，理糖速度快，對給定的兩種糖形都適用。（a）閘板式 （b）孔盤式（c）振動料斗式 （d）轉盤式圖3.2

45、 分糖機構比較這4種方案，并根據(jù)實際需要選用d方案，并在此基礎上附加一些裝置：在轉盤上方設置貯糖料斗，并用槽式電磁振動給料器定期將糖塊送到理糖轉盤上，而在轉盤出口處設置一等速轉動的毛刷以將豎立的和重疊的糖塊拔掉。 本機采用20個送糖條和180節(jié)工業(yè)磙子鏈組成的封閉履帶，雙鏈輪和支撐，動力經(jīng)鏈條傳動鏈輪，軸使送糖履帶按一定的速度運行，送糖條將分糖和落糖部件按一定的時間間隔送來的糖塊順序送入復紙帶。本機中送糖條位置的調整，由其上腰孔控制，使水平方向的送糖條位于送糖條的中心送糖條的支架上也沒有腰孔，用來調整送糖槽的高低，使送糖條爪部既接近于送糖槽底部又不與槽底擦碰。送糖槽的爪端與鉗糖手中心距離I=8

46、5.725+1/2糖塊長，該尺寸的確定借助于圓弧形腰帶，轉動鏈輪達到所要求的距離。其喂量調整可借助于護鏈板左右調整使糖條爪部轉向來控制糖塊的先后到達。為使送糖條幾何形狀一致且每兩個爪間距誤差為±1.5mm，要及時進行調整。運行一定時間后，鏈條因摩擦而伸長時，可擰松軸上的螺母，張緊螺栓上的螺母，使鏈條張緊后復原即可。（2）包裝材料的供送1紙架部分本機采用包裝卷筒紙，紙架既為其支撐裝置，其供送由鉗糖機械手夾持復紙后的糖塊運行中拉動，由拉簧、板和原皮帶組成浮動制動器，保持包裝紙在供送過程中處于適當?shù)膹埦o狀態(tài)。為方便包裝紙用完后更換，裁紙架上裝有調節(jié)塊。當按下調節(jié)塊時，調節(jié)塊爪部被拉出方形軸

47、桿，外端紙卷輪即可使用。當紙卷寬度變化時，調節(jié)內紙卷輪的位置來確定。支架上導向輪軸向線在水平與垂直兩個方向上與送糖導軌、鉗糖機械手運行直線垂直，這樣可避免發(fā)生包裝紙偏移和斷裂現(xiàn)象。2剪紙部件為使裹覆好的糖塊能順利進行下一步動作扭結在鉗糖機械手換向扭結前設置了切紙部件。本機切紙部件選用兩個刀片，由鏈條傳動錐齒輪，通過軸兩個刀盤產(chǎn)生正反旋轉動作，使包裝紙得以被剪斷。為保證兩刀片剪切韌的貼合，設置了壓力彈簧，壓力大小可通過調節(jié)軸后端的螺母去確定，通常貼緊壓力不宜過大，以能剪斷紙為標準，從而避免刀片過分發(fā)熱和磨損。為保證剪切部位適宜，應使剪刀合攏時略高于水平位置12mm，前后在每兩個鉗糖機械手中間，這

48、兩個尺寸保證也在結構中給予考慮。為安全起見，本部件設立刀罩，并在罩底下設置安全開關。當?shù)墩治赐耆]合時，電源被切斷，機器無法啟動，只有刀罩閉合時，電源才接通，機器方可啟動。 圖3.3 剪紙機構（3）扭結成形 1覆紙器部件為使包裝紙成管狀連續(xù)裹覆于糖塊上，本機器采用不銹鋼制成的的成型導向零件組成彈性通道來實現(xiàn)。左端有鋼板卷成U形，前壓片壓迫包裝制成形，然后由后壓片壓下另一端包裝紙成筒形，最后在復紙器右端加以壓片使裹包復合的筒形不至于馬上松開，而在覆紙器之后有鉗糖手拖動順利運行。為保證下一步動作的順利實現(xiàn)，覆紙器通道中心應于鉗糖手和送糖槽中心形成一條直線。為達到此目的，特在滑塊座和下滑塊座下設立腰孔。2鉗糖部件 圖3.4 鉗糖機構為保證裹覆后的糖塊順利達到扭結位置進行扭結成形，設立了鉗糖部件。本機器鉗糖部件采用16個機械手鉗糖手串聯(lián)在兩根封閉的工業(yè)鏈條組成的糖塊輸送履帶和鏈輪上。護鏈板、開鉗凸輪、放糖凸輪、換向塊鉗糖座等組成，由扭手部件傳動糖塊輸送履帶，16只機械鉗糖手順次連續(xù)進行，當每只機械手經(jīng)凸輪的尾端時機械手張開。離開另一側齒輪時，機械手閉合鉗住復紙器出口已復好紙的糖塊連續(xù)向前輸送，經(jīng)過剪紙部件時