巧克力自动包装机设计.doc

广西科技大学

课程名称：巧克力自动包装机
学生姓名：张渲琪
学号：201300205117
院系：汽车与交通学院
专业班级：车辆工程133
指导教师： 韦丹柯

2015.7.7

目录
第一章 设计题目
第二章 设计要求
第三章 传动系统
3.1传动系统动力传动过程
3.2两极减速机构
3.3传动比的设计
第四章 运动循环图及运动方案
4.1运动循环图
4.2运动过程
第五章 主要执行机构
5.1送纸机构
5.2剪纸机构
5.3包装纸锥面成型机构
5.4折纸机构
5.5顶糖和压糖机构
5.6卸糖机构
第六章 送糖机构曲柄滑块机构分析
第七章 剪纸机构凸轮机构分析
第八章 齿轮机构设计
8.1.槽轮机构齿轮参数

1.设计题目
1.1设计题目
设计巧克力自动包装机。包装对象为圆台状巧克力糖（图6），包装材料为厚0.08mm的金色铝箔纸。包装后外形无明显损伤，撕裂或褶皱（图7）。包装工艺方案为制坯采用卷筒纸，纸片采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪切式供纸（图8）。包装工艺动作：
（1） 将64mm*64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖Φ17mm小端正上方。
（2） 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成型。
（3） 将余下的铝箔纸分半，先后向Φ24mm大断面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。

方案号F：电动机转速820r/min 每分钟包装糖果数目90个/min。

2.设计要求
2.1具体设计要求如下：
（1） 要求设计糖果包装机的间歇剪切式供纸机构，铝箔纸锥面成型机构，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） 锥面成型机构无论采用平面连杆机构，凸轮机构或者其他常用机构，要求成型动作尽量等速，启动与停顿时冲击小。

设计任务
（1） 绘制机器的机构运动方案简图和运动循环图。
（2） 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。
（3） 设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算图轮廓线值，校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图。
（4） 编写设计计算说明书。

3.传动系统
3.1 传动系统动力传动过程
动力传动过程详见附图

3.2减速机构
按设计要求，方案F电动机转速820r/min，90个/min，所以送糖机构曲柄转速为90r/min，确定系统总传动比为：i=820/90=9.11

3.3传动比的设计
由公式： i=n原/n工
并将总传动比按各级传动进行分配：i=i1*i2*i3*······in
1.减速装置的设计计算：总减速比i=9.11，
减速传送带如上图所示
由于传送带需要较高转速，所以减速箱减速比取4.5
2.带轮传动：带轮传动比由送糖与出糖传送带所需速度大小自行调节
3.锥齿轮：模数为2，齿数皆为20，传动比为1
4.槽轮：4个直槽，传动比i=4
5.分配轴进行动力的分配两条路线：
（1）由锥齿轮以1:1的传动比传到顶糖凸轮轴和槽轮机构，在以1:1的传动比传到工作台圆盘机构，在从槽轮机构的主动轮用皮带同样以1：1的传动比传到剪纸机构凸轮轴和送纸槽轮机构。
（2）由皮带和锥齿轮以1：1的传动比传到卸糖机构上方的分配轴，再用锥齿轮以2：1的传动比传到卸糖机构；再从分配轴用皮带以1：1的传动比传到折纸机构、压糖机构和剪纸机构以及送糖机构。
6.链轮：送纸机构要获得与槽轮相同的周期，所以传动比i=2
7.其余齿轮皆为传递运动，所以i=1

所需的圆盘转速为22.5/min
卸糖机构轴的转速为45r/min
压顶糖机构凸轮转速为90r/min
经降速后蜗杆转速为90r/min

4.运动循环图及运动方案
4.1运动循环图
名 称
凸轮轴转角
0°~150°
150°~180°
180°~330°
330°~360°
送纸
休止
快进
休止
快退
剪纸
快进
休止
快退
休止
送糖
快进
休止
快退
休止
压糖
快进
休止
快退
休止
盘型工作台
休止
快进
休止
快退
折纸
快进
休止
快退
休止
顶糖
快进
休止
快退
休止
卸糖
休止
快进
休止
快退

机构运动循环图
机构由送纸，剪纸，顶搪，卸糖，转向，折纸组成的循环。送糖机，盘形转位和槽轮机构都是间歇式运动机构，他们的运动循环由两个区段组成：转位运动时间停歇时间。
压糖杆，顶糖杆和折纸机构的运动循环的组成区段为：
1工作行程时间
2机构在工作位置的停留时间
3机构的返回行程时间
4机构在初始位置的停留时间
所以该机构的工作时间为各机构工作行程时间之和。适当的设计各机构衔接的参数，以及安装上尽量减小误差来获得最小的工作行程时间

4.2 运动方案简图见附图
5. 主要执行机构

4.1.送纸机构
槽轮机构由四个直线沟槽的槽轮和带有圆柱销的主动销轮机机架组成。销轮为远动件，作等速转动。槽轮为冲动件，作单向间歇转动。当圆柱销脱离径向槽的时候，槽轮被锁，将停止转动。当圆柱销进入径向槽时，槽轮在圆柱销的驱动下开始运动。销轮带动槽轮运动，进而带动两个摩擦轮将纸带传出去，达到间歇式供纸这一过程

4.2.剪纸机构
设计一个刀具，偏心齿轮使其上下两个刀上下运动，刀具并不把纸带切断，而是在上面打孔，后面顶糖机构将纸顶出来而并不扰乱纸带的流动。

4.3.包装机锥面成型机构
圆盘上有四个圆太孔，大小和糖相同，在外力作用下，将糖连同包装纸一起压入孔中，至此，锥面形成。转到下一步折大端面纸。
圆盘图

4.4.包装机折纸机构
设计一个三角传动带带动2个齿轮，进而驱动平面连杆机构，将巧克力糖的底面包装好，完成糖的包装。简图如下

4.5.包装机顶糖
选用凸轮机构走位顶糖机构，巧克力糖被推出圆台槽，同时，卸糖机构运转，将装好的巧克力糖运走。

4.6.卸糖机构

卸糖机构经过凸轮带动将巧克力运走，简图如下

6.送糖曲柄滑块机构设计
按行程速比系数设计曲柄滑块机构
设计曲柄为20mm，根据图解法确定行程速比系数K=1.483，继而量出行程=50mm。
得出数据，如下图所示

得出的位移图，速度图，加速度图依次如下图所示

7.剪纸机构凸轮设计
剪纸机构采用偏心直动顶尖主动件盘形凸轮
序号
凸轮运动角θ
推杆运动规律
1
0°~150°
等加速等减速运动规律上升h=25
2
150°~180°
推杆远休
3
180°~330°
等加速等减速运动规律下降h=25
4
330°~360°
推杆近休
偏心距e=8
基圆半径=30

经计算得出最大压力角=30.872°，如下图所示

得出的位移图，速度图，加速度图依次如下图所示

8.齿轮机构设计

8.1槽轮机构齿轮
α=20° h*a=1 c*=0.25
名称
符号
公式
计算结果
齿数
z

50
分度圆直径
d
d=mz
200
齿顶高
ha
ha=ha*m
4
齿根高
hf
hf=(ha*+c*)m
5
齿全高
h
h=ha+hf
9
齿顶圆直径
da
da=d+2ha
208
齿根圆直径
df
df=d-2hf
190
基圆半径
db
db=d·cosα
187.94

目 录
1. 总论 1
1.1 项目概况 1
1.2 项目建设的必要性 2
1.3 可行性研究工作依据 6
1.4 可行性研究报告的编制原则 6
1.5 可行性研究报告内容概要 7
1.6 建议引进设备清单 15
1.7 结论及建议 15
1.8 项目主要技术经济指标汇总 16
2. 市场需求预测与竞争能力分析 19
2.1 概述 19
2.2 广西区内市场 19
2.3 主要目标市场分析 22
2.4 广东省水泥市场分析 24
2.5 竞争能力分析 27
2.6 市场分析结论 28
3. 建设条件与厂址选择 29
3.1 原、燃材料 29
3.2 交通运输 31
3.3 供电电源 31
3.4 水源 31
3.5 厂址条件 32
4. 工程技术方案 33
4.1 原燃料与配料设计 33
4.2 石灰石矿山 46
4.3 生产工艺 58
4.4 总图运输 72
4.5 电气及生产过程自动化 76
4.6 给水排水 85
4.7 通风及空气调节 87
4.8 建筑结构 89
5. 节约与合理利用能源 92
5.1 主要能耗指标 92
5.2 主要节能措施 92
6. 环境污染防治与治理 94
6.1 建设场地 94
6.2 工程概述、主要污染源和主要污染物 94
6.3 设计采用的环境保护标准 95
6.4 控制污染的方案 96
6.5 环境管理机构及监测机构 98
6.6 环境影响分析 98
6.7 环境保护投资估算 98
7. 劳动安全及工业卫生 101
7.1 设计依据与执行标准 101
7.2 建筑及场地布置 101
7.3 生产过程中职业危险、危害因素分析 102
7.4 对各种危害因素采取的主要防范措施及预期效果 102
7.5 劳动安全卫生机构及人员配备情况 104
8. 组织机构与劳动定员 105
8.1 组织机构 105
8.2 劳动定员 105
8.3 劳动生产率 105
8.4 职工培训 105
9. 工程建设招标安排 108
10. 项目建设进度的建议 110
10.1 项目管理 110
10.2 项目实施进度 110
11. 投资估算 112
11.1 综述 112
11.2 建设投资构成 112
11.3 估算编制依据 112
11.4 建设项目投资总估算书 113
12. 财务评价 117
12.1 概述 117
12.2 项目总投资及资金筹措 117
12.3 总成本费用 118
12.4 财务评价 120
12.5 不确定性分析 122
12.6 财务评价结论 123
12.7 财务评价附表目录 123
13. 附件 139
14. 附图 140