巧克力糖包装机.docx
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巧克力糖包装机
机械原理课程设计说明书
设计题目巧克力糖包装机
学院机械工程学院
班级机英102班
设计者
同组人
指导教师
2012年6月25日
目录
1.机构简介
2.执行机构的选择与比较
3.主要机构设计7
4.机构的运动分析9
5.原动机的选择10
6.传动机构的选择与比较11
7.制定机械系统的运动循环图12
8.对结果的分析与设计体会14
9.主要参考资料14
1.机构简介
1.1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（图6）,
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（图7）。
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（图8）。
包装工艺动
作为：
1.将64mmx64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖巾17mm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
向巾24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。
a
图S包袈工艺动作
表1.1设计数据表
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x高）不超过800mrX1000mm3.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,
1.2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。
1.3设计方案提示
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。
1.4设计参数
电动机转速为960r/min,糖果包装数为120个/min。
2执行机构的选择与比较
方案一
如图所示，1供纸机构送到传送带上，3压糖杆强迫糖纸成型，通过5曲柄滑块机构将糖块放入成型槽中，6压杆将右侧纸压到糖上，7刮纸板将左侧糖纸压到糖上
巧克力包装机
1-供纸机构2-弹簧3-压杆4-凸轮5-曲柄滑块6-滚筒7-刮纸板8-槽轮机构9成型槽优点：
操作性强，易于操作，传动性能好，成型容易，精致美观缺点：
占据空间大
方案二
如图所示，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
包装机构及送糖机构
1-凸轮2-推杆3-顶糖杆4-糖块
5-铝箔纸6-锥形尼龙丝圈7-抄板纸8-右抄板纸9-形腔
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。
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。
方案三
下面是主要执行机构的结构和工作原理。
图6为钳糖机械手、进
出糖机构结构图。
送糖盘4与机械手作同步间歇回转，逐一将糖块送至包装工位I。
机械手的开合动作，由固定的凸轮8控制，凸轮8的廓线是由两个半径不同的圆弧组成，当从动滚子在大半径弧上，机械手就张开；从动滚子在小半径弧上，机械手靠弹簧6闭合。
1|"|
1-输送带2-糖块3托盘
4-钳糖机构5糖机械手
6-弹簧7-托板8-机械手
9-机械手开合凸轮10-
输带
I-进料,成型,折边工位
II-出糖工位
优点：
占据空间小，成型简单，易操作，节约能源
缺点：
机械手的力不容易控制，容易压坏糖块，机器制造较困难
综上所述，我选择第一种方案
3主要机构设计
3.1粒状巧克力糖包装机的凸轮设计
巧克力糖包装机
巧克力糖包装机压杆凸轮参数如下:
序号
凸轮运动角3
推杆的运动规律
1
0°~120°
等速上升h=50
2
120°~180°
推杆远休
3
180°~270°
正弦加速度下降h=50
4
270°~360°
推杆近休
偏心距e=20
基圆半径r0=25
刮纸板凸轮8参数
序号
凸轮运动角3
推杆的运动规律
1
0°~120°
等速右移h=40
2
120°~180°
推杆远休
3
180°~270°
正弦加速度左移h=40
4
270°~360°
推杆近休
偏心距e=20
基圆半径r0=30
3.2粒状巧克力糖包装机的槽轮设计
包装机的槽轮
包装机的槽轮参数图表
项目
计算（或选择）依据
计算（或确定）结果
d
d=（15~30）
28
di
d1<2L（1-sinT1）-d-2（3~6）
28
h
h=L（sinT1+cosT1-1）+d/2+
（3~6）
84
R
R=Lsin（180/z）
77
d2
d2<2（L-h）
27
3.3巧克力成型槽设计
巧克力糖进料槽图9
巧克力糖进料槽参数（/cm）
参数
D1
di
D2
d2
H
h
间隙
0.2-0.5
0.2-0.5
1.8-3.7
3.4曲柄滑块
采用e=0的对心曲柄滑块机构，机构无急回特性
参数：
曲柄长度L仁29mm从动杆L2=87mm滑块最大行程s=58mm
4机构的运动分析
5原动机的选择
5.1YD系列变级多速三相异步电动机
取代JD02系列变极多速三相异步电动机的更新换代产品，其机械结构与丫系列相同。
电动机的容量选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。
当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常的工作，或使用电动机因长期的过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且常常不在满载下运行，其效率和功率的因数都较低，造成浪费。
电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况决定。
工作机所需工作功率Pw，应由机器工作阻力和运动参数计算得来
的，可按下式计算:
Pw
Tn
9550
Kw
其中：
T――工作机的阻力矩，Nmm;
n——工作机的转速，r/min;
传动装置的总效率°组成传动装置的各部分运动副效率之积,即
0123n
其中：
123分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率
经过比较选择---Y系列三相异步电动机。
电动机转速为960r/min，输出功率为0.4kW的交流电动机。
5.2相关计算
根据本例所给条件，巧克力糖包装机选用的原动电机的转速n=960r/min,而包装速度为120个/min，因此必需采用减速机构，其减速比为：
i=n/n2=960/120=8
可采用一级带减速传动、二级齿轮传动，它们的传动比分别为：
（1）带传动：
传动比为1；
（2）第一级圆柱直齿轮传动：
传动比为3.411，Z1=17,Z2=58;
（3）第二级圆柱直齿轮传动：
传动比为3.225，Z=17,Z3=55
6传动机构的选择与比较
电动机转速为1440r/min，功率为0.4kW,分配转速为70-130r/min，总降速比u总1，采用平带、链轮两级降速，其中
11〜20.6
Dmin40mm,Dmax70mm。
螺旋齿轮副1、2、3的传动比ii=i2=i3=1,直齿
标准齿轮副的传动比i=1.67
7制定机械系统的运动循环图
各执行机构运动循环的时间同步化设计
确定粒状巧克力自动包装机最短的工作循环
O
pmin
TpminTk1Tk2Tk3Tk4Ts4Td4
124423138/、
（s/
54545656519565
确定粒状巧克力自动包装机的工作循环T
令三对同步点的错移量分别
t1、△t2禾口△t3，若取
△t1=△t2=At3=1/195（s）
则其在分配轴上相应的转角为
丄360
Tp
3.1
粒状巧克力自动包装机的工作循环应为
Tp
TPmin
t1
t2
H1951951955s2.绘制粒状
巧克力自动包装机的工作循环如图
釦缎一ILIIJSW
230*
切纸7J
IB--GL.L-
23[■厂
VI41隔-帶
1
■-C
口楠11
__—一_1
拓抵砒
*
8对结果的分析和设计体会
整个课程检验了我们平时学习的效果，同样也融入了学以致用的原则，开始拿到课程设计题目根本不知道如何下手，周围的同学、朋友给了我不少帮助，自己才逐渐弄清方向！
做课程设计的这一段时间，让我明白合作的重要性，大家集思广益对一个问题总能给出多种解决的办法，从中进行适当的筛选与整合从而得出最优解，在这个过程里我们又将所学到的知识强化了！
能够完成这份课程设计，我要衷心的感谢我们小组的每一位成员，虽然这份课程设计还存在这样或那样的问题，但是当我们就一个问题需要解决的时候，不管问题有多么的繁琐，我们小组的每一位成员都想尽办法取解决它，都从各个方面提出自己解决问题的办法，常常为了一个问题的数据计算而熬夜，当对设计方案进行优化时，我们都尽可能的考虑到每一个工作的细节，让设计和方案尽可能的完美！
在我们思维陷入盲区时，是时老师给我们指明了方向，在此也向时老
师致谢！
9主要参考资料
[1]裘建新主编；机械原理课程设计指导书.北京:
高等教育出版
社,2006
[2]王知行,邓宗全.哈尔滨工业大学编.机械原理.北京:
高等教育出版社,2006
[3]郑文纬，郑星河主编.机械原理学习指导.北京：
高等教育出版社，1992
[4]颜鸿森著.机械装置的创造性设计.姚燕安等译.北京：
机械工业出版社，2002
[5]刘助柏，梁辰著.知识创新学.北京：
机械工业出版社，2002
[6]邹惠君主编.机械运动方案设计手册.上海：
上海交通大学出版社，1994
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