不干胶贴标机设计.doc

北京印刷学院毕业设计（论文）1 绪论1.1概述 现代工业生产，如食品、医药、日用品、电子产品等生产中，主要包括的三个基本环节原料处理，中间加工和产品包装。包装是工业生产中相当重要的环节，其中的产品贴标签在包装中又显得尤为重要。贴标签机械是使产品实现机械化、自动化的根本保证，因此自动贴标签机在现代工业生产中起着相当重要的作用。1、可以大幅度提高生产效率，如啤酒贴标的生产率可高达30000瓶h，这是手工无法比拟的。2、降低劳动强度，改善劳动条件，如果是手工贴30000个啤酒标签，就要重复动作30000次，用自动贴标机可以使工人从繁重的体力劳动中解放出来，从而大大改善了工人的劳动条件。3、避免人手与产品的接触，有利于产品的卫生，有些产品如医药、食品等对卫生的要求条件很高，手工作业或多或少肯定对产品的质量有一定的影响，采用机械避免了人手与产品的接触，减少了对产品的污染。4、减少工厂面积，节约基建投资，当采用手工作业时，由于用到的工人比较多，所以占用的场地比较大，基建投资比较多，而采用机械作业，产品及材料的供给比较集中，因而减少了包装的占地面积，可以节约投资。12国内外包装机械的发展及现状121国外发展状况在世界范围内，包装机械的发展历史比较短,科学技术发达的欧美各国大体上是在20世纪初起步，直到50年代才加大发展步伐。从20世纪初到第二次世界大战结束前，在医药、食品、火柴、日用化工等工业部门实现了包装作业的机械化；50年代，包装机广泛采用以普通电开关和电子管为主要元件的控制系统，实现了初级自动化；60年代，包装机中采用机电光液气综合技术明显增多，机种进一步扩大，在此基础上实现了专用的自动包装线；70年代，将微电子技术引入自动包装机和包装线，实现了由电子计算机控制的包装生产过程；从80至90年代初开始，在某些包装领域里将微机、机器人更多的应用于供送、检测、管理等方面，准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。由于社会上各方面的积极推动和有力的配合，逐步地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相适应的科研、设计、情报、教育、学术、管理等组织机构，进而形成了独立完整的包装工业体系，且在整个国民经济中占据着重要地位。1968年，世界包装联盟宣告成立，各国的包装行业与学术团体更加发展壮大。根据近几年的统计资料得知，这些国家包装工业的总产值大约占国民经济总产值的2左右；其中包装机械所占比重虽然不是很大，但发展迅猛，平均每年集合以10左右的速度增长，现在投产使用的包装机械已经超过千余种，同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。根据世界新技术革命的发展趋势，预料包装材料以及与此紧密相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破，并且带动更多的产业部门进入包装行列。这种形式反过来又会影响科研、教育事业、要求未来有大批包装专家。因此，一般认为，一个国家包装工业的总水平基本能反映该国工业与科学技术现代化的进程。然而由于各国的历史条件、社会制度、经济基础及科技水平有所差异，以至各自的发展状况也出现一定的不平衡。美国的包装工业发展较早，门类比较齐全，基础扎实，水平很高。仅就机械制造业实力相当雄厚，其品种与总产值均居世界首位。由于国内已实现了工业现代化，自选市场蓬勃兴起，客观上要求包装机械沿着自动化方向发展，并将电子计算机及其他有关新技术广泛应用于生产过程。有许多的工业企业和军事部门辅设包装研究机构，充分利用实验分析手段积极从事新产品的开发和应用，美国有很多大学设置了包装工程的科系和课程，把包装教育当作公认的、正规的学术领域。日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束后才发展起来。因善于引进、模仿、创新、经营，仅用十年时间就奠定了初步基础。如今，日本已经建立起了独立的包装工业体系，其包装工业总产值约为美国的一半而越居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂，侧重于开发中小型、半自动的包装机械及其配套设备，其技术水平好多己进入国际的先进行列。由政府自主的日本包装技术协会主要搞技术情报交流。另外设有日本包装机械工业协会，它乃是本行业的全部业务活动中心。德国的包装机械工业非常的发达，现拥有几家堪称世界最大规模的包装机械制造厂，其包装机械工业总值仅次于美国，但每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。还值得强调的是，它同意大利、英国、法国、瑞典、瑞士等国一样，结合本国的具体条件实行按机种的专业化生产，以利于充分发挥各自的优势研制高效能的新型包装机来加强竞争实力。例如，德国的药品、酒类、日化用品包装机，意大利的糖果、茶叶、胶囊包装机，英国的卷烟、饼干包装机，法国的乳制品包装机，瑞士的巧克力包装机，瑞典的火柴、饮料包装机及纸箱、纸浆模塑除此之外，荷兰、丹麦、俄罗斯、加拿大等国家在发展自己的包装工业方面，也获得了长足的进步。122国内发展状况我国包装机械起步较晚，1980年尚未形成工业体系，改革开放后，我国包装机械得到迅速发展，年平均增长速度大30%，20世纪90年代后，仍以20%的速度增长，经过20多年的发展，我国包装机械已成为机械工业仲十大行业之一，无论是产量还是品种，都取得了令人瞩目的成就，全国包装工业总产值从1980年的72亿元增长到现在的23000多亿元，如今国内的包装工业每年为几万亿元的工农业产品和上千亿美元的出口商品提供包装，在国民经济发展中起到了重要作用。包装机械设计的类别主要有：测绘仿制设计、开发性设计、改进性设计、系列化设计。如啤酒灌装生产线生产能力为164万瓶/h，其中灌装机的灌装阀工位数从48个、60个、90个到120个就属于系列化设计。由普通啤酒灌装生产线到纯生啤酒灌装生产线的设计就属于改进、开发性设计。对于中低速运行的包装机，目前我们基本上可以进行自主设计。而高速运行的包装机，特别是一些先进机型，大多是测绘、仿制国外的同类机型，进行国产化设计和系列化设计。其主要的原因是：(1)大多数设计人员还没有真正掌握先进的设计方法，如高速包装机械的动力学设计理论和方法等，对高速工况下机构的动态精度分析等问题还不能模拟解决；(2)产、学、研结合不够紧密，理论上的科研成果不能及时地在实际设计中运用，设计人员缺乏及时的技术培训；(3)整个行业缺乏宏观调控的力度，优势资源不能得到合理的配置与调整。在包装机械设计领域，绝大多数设计人员仍沿用以前的设计方法：(1)根据设计任务书寻找同类机型作为样机；(2)参考样机制定各项技术性能指标及使用范围；(3)设计工作原理图、传动系统图；(4)设计关键零件，部件；(5)设计总装图方案和动作循环图；(6)设计部件图、总装图和零件图；(7)对主要部件中的关键零件进行强度、刚度校核；(8)设计控制原理图、施工图等。而今，国内一些大学的设计软件，可以对包装机中常用机构进行有限元分析和优化设计，其开发的凸轮连杆机构CADCAM软件已经能够满足企业进行凸轮连杆机构自主设计的能力，但在实际包装机械的设计中应用还不普遍。新型包装机械往往是机、电、气一体化的设备。充分利用信息产品的最新成果，采用气动执行机构、伺服电机驱动等分离传动技术，可使整机的传动链大大缩短，结构大为简化，工作精度和速度大大提高。其中的关键技术之一是采用了多电机拖动的同步控制技术。其实掌握这种技术并不很难，只是一些设计人员不了解包装机械的这一发展趋势。如果说以前我国包装机械设计是仿制、学习阶段，那么现在我们应该有创新设计的意识。现在，我国多种多样的贴标机已经出现在生产线上。应用最多的应该是圆径瓶自动贴标签机，如图l，l所示。 图11立十圆径瓶贴标机侧面贴标机也同样广泛的应用在生产线上，如图12侧面自动贴标机，图13平面上面贴标机。图12侧面贴标机图13平面上表面贴标机对于一些不规则的物品还用到不规则面贴标机，如图14所示。图14不规则面贴标机未来1015年中国包装工业的发展趋势。第一、2004年，中国包装工业总产值预计将达到3000多亿元，年递增速度达7左右，其中纸包装制品将达到1900万吨，塑料包装制品预计达到504万吨，金属包装制品预计达到288万吨，玻璃包装制品可望达到1050万吨，包装机械将达到67万台套。第二、从2006年到2010年，包装工业的总产值预计达到4500亿元，保持平均每年的增速为7。第三、从2011年到2015年，包装工业总产值可达到6000亿元，平均每年以6的速度增长。到2015年，纸包装制品可达到3600万吨、塑料包装制品946万吨、金属包装制品491万吨、玻璃包装制品1550万吨、包装机械120万台套。第四、包装工业结合产业结构调整，会更多地体现在产品的消耗降低、结构优化、品种改善、质量提高和竞争力的增强。符合消费升级、科技进步和可持续发展的产品将加速增长。中国将对中高档包装原辅材料和高档机械设备的进口给予足够的重视。第五、到2020年，中国包装工业将满足全面建成小康社会的需求，建成一个科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人才资源优势得到充分发挥的新型中国包装工业。包装机械业是包装工业的配套行业，在轻工机械行业中占有重要的地位。多年来，包装机械为包装业提供了重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用。越来越多的包装业人士认为：包装业的发展出路在于包装机械的发展。试想在十多年前，我国包装机械行业技术非常落后，我国包装行业大量进口包装机械，在此同时，包装机械行业也在吸收消化国外先进技术的基础上不断创新，如今已形成了完整的行业体系，包装机械的技术水平也不断提高，不仅满足了国内的需要，有不少包装机械还出口创汇。然而，相对于国外包装机械的发展，我国仍有不小的差距，为此，今后一个时期我国包装业正面临着大的发展机遇，所以包装机械也将会有较大的发展。所以自动贴标机的设计将为中国包装业的发展起到积极的推进作用。13贴标机的特征和设计要求贴标机的功能就是能够对产品(这里指包装盒体)完成自动贴标工序；而应用范围是指对不同的产品有贴标的能力。一般来说，减少功能和缩小应用范围可以简化机器结构、降低创造成本、提高生产率、易于实现自动化。反之，增加功能和扩大应用范围，则可以一机多用、相对缩小占地面积、有利于扩大机器制造批量，但结构复杂、成本高。其主要特征可表现在以下几个方面。1、贴标质量与生产率贴标的质量主要是指所贴标签的的一致性以及贴的牢固性。总体上是指对产品外观的影响。生产率常用的是记件生产率，即单位时间内所贴的件数，又称理论生产率。生产率越高，对机械的制造精度、零件材料的选用、润滑条件、自动控制等要求就越高，同时对标签材料的要求也越高，所以要根据生产规模、技术可能以及经济合理行来确定生产率的高低。2、制造与维修在满足使用要求的前提下，应尽可能使制造与维修方便，这就要求产品的设计应尽量简单化、构件标准化。a、提高零件的通用化和标准化程度，这是我国的一项重要技术政策，也是包装机械发展的一个方向。b、改善结构工艺性，机械的结构工艺性由零件的结构复杂程度、加工表面数量、精度要求、对制造单位的制造能力、零部件的可拆性及标准化、通用化程度来评定。结构工艺性差，不仅使制造成本增加，而且还使维修周期延长，甚至难以达到预定的加工要求。3、经济性及其他在设计时要考虑经济性问题。就是要求制造成本低，功率消耗少，使用寿命长，运输、安装、维修方便和生产率高。4、本设计的特点本贴标机适用制药、食品、轻工、日化等行业的圆形塑料瓶、玻璃瓶等或类似物体的贴标。该机能自动完成分瓶、送标带、同步分离标签，标贴和自动打印批号，字迹清晰。工作原理及结构特点：由于该贴标机采用机电一体化的技术，选用大力矩步进电机驱动，光电控制装置、电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。14本设计的研究设想1、可行性分析 可行性分析要弄清和解决以下几个问题。a、用户的需求，即要对那些产品进行贴标，贴标的形式和位置b、根据用户需求，确定机器的设计内容和该机的使用部门，明确他的功能、应用范围和需达到的技术经济指标。c、现有机型的发展情况、当前技术水平及今后发展方向。d、构思设计方案，从工作原理、技术性能和经济效益三个方面分析对比各种方案的优缺点和可行性，从中找出最合理的设计方案。2、初步设计将设计方案具体化，着重抓机器个组成要素的综合，总体布局、拟订主要的技术参数。对于同一工作原理可以拟订不同的工作方案，对比找出最佳设计方案。对拟的方案、技术计算、设计图样进行详细审核，特别注意审查整个设计方案是否合理。各个具体设计环节是否正确，设计是否完美。根据实际需要划分具体步骤，在保证了设计质量和进度的前提下该作品定能达到理想的效果。3、本设计的主要内容通过以上分析，针对如何对盒体进行上平面贴标，汇总出本设计的主要内容为完成机器工作原理分析，总体结构，供标结构，收标机构以及贴标结构的结构设计。2 不干胶贴标机主要机构设计21系统功能需求分析本贴标机的用途：使用不干胶标签对食品、轻工、日化等行业的圆形塑料瓶、玻璃瓶等或类似物体的贴标。纸盒与贴标材料的规格：贴标范围：20mm-100mm 生产能力：120瓶/分，标签卷筒芯内径：76mm， 标签宽度：20-100mm 标签卷最大外径：30mm， 标签长度：30-200mm 电源： 220V 50Hz 功率： 250W.设计的贴标机需满足以下功能要求：1、可将标签可靠的贴在产品的上表面贴标方法采用同步贴标法，也可称作擦贴法，刷贴法或接触粘贴法。在贴标时，当标签的前缘部分粘附到包装上后，产品就马上带走标签。这种贴标方法贴标效率很高，适用于高速和高效的自动化包装生产线中，主要用于不干胶标签的贴标。2、自动的连续贴标贴标过程的各项操作均为自动执行，无需人工干预，并通过控制系统完成对各项操作动作的协调控制和连续执行。3、较低的设计和制造成本综合运用机电一体化技术，降低整个贴标机的设计制造成本，使其具有较好推广性。4、具有紧凑的机械结构根据个执行机构的运动规律，简化贴标机传动装置，合理安排贴标机个机构的布局，使所设计的贴标机结构紧凑，所占空间位置小，使用方便。22系统方案设计221工艺分析选择和拟订工艺过程是贴标机设计第一阶段任务，是贴标机设计的基础。工艺过程方案是否合理和先进，将直接影响所研制的贴标机结构、外姓尺寸、机构的运动方式的具体和贴标的质量。下面对所研制的贴标机的具体工艺进行分析：取标传标贴标滚压 图 2.1 贴标工序图在确定了贴标工序后，制定了该贴标机的工艺路线如图22所示，确定工位数，在贴标工位设置时，主要考虑如何减少工作行程和空程时间，提高生产率，简化传动装置，使得贴标机的整体结构紧凑。从贴标工序图21和工艺路线图22分析可得：工序1，放标盘的供标在工位完成，工序2送标和工序3传标及工序4贴标签在工位完成，工位到工位之间进行工序4标签的滚压，在工位5完成成品的取出，整个贴标工程一共需要四个工位。贴标机的一次工作过程为：1、物品先沿水平方向运动到工位，此时放标盘开始供标；2、到工位后，标签保持进给，物品由输送带运送到贴标处，当标签的前缘部分粘附到包装上后，物品就马上带走标签。图22工艺路线图 3、物品带着标签以相同的线速度运动，途中滚压装置将标签扶平、压实； 4、纸盒和标签运动到工位后，取出成品，至此完成一次贴标工作。222贴标机主要机构的结构设计根据上节分析的贴标机的功能、工序以及贴标的工艺流程，可以确定贴标机的结构。将贴标机分为4个子部分，各子部分分别完成各自的功能，并协调工作，实现贴标机功能。1、总体结构概述贴标机作为自动工作机中的一个特定的类型，它具有一般自动工作机的共性，在结构上包括驱动元件、工作机构、传动机构和自动控制系统四大部分。同时贴标机也有其自身的一些特点，根据本贴标机的工艺，可将贴标机的结构大体化分为以下几个部分，如图2.3所示。贴标机主要机构步进电机 送纸机构回纸机构张紧机构不干胶标签带压标装置出标装置控制装置图 2. 3 贴标机的组成原理本贴标机选用的驱动装置是电动机驱动，控制装置采用电控系统。自动工作机的自动控制装置可以是机械式、液压式、气动式、电气式或综合式。机械式自动工作机是应用最早的，具有工作可靠和易于实现的优点，但是结构一般比较复杂。后几种形式的自动工作机较机械式更便于实现自动控制，因此他们在现代自动工作机中受到重视，尤其是具有较高自动化程度的自动机(如电子程序控制的自动工作机)已经成为现代，自动机的主要发展方向。工作机构中的工艺操作和辅助操作可以由机器自动完成、也可以在操作者的参与下由机器完成。在过去，贴标工艺常常就需要操作者的参与，因而工作效率较低，本贴标机则是一种完全自动工作的工作机。2、贴标机的主要工作机构和制作方案（1）标签储放装置标签的储放装置(放标盘)完成标签的存放，它必须保证在电机的驱动下按一定的速度稳定输送标签，并且在静止时保持纸带的张力，使纸带不易松脱。基本方案：采用圆盘形的储带装置，将标签至于圆盘上，这样圆盘转动便完成送标工作。圆盘轴上采用标带张紧压块机构，使贴标带始终具有一定的张力，压块与标带纸盘轴间通过弹簧收缩力构成摩擦刹带机构，当标带运行时，在张力的作用下压块绕支点转动使刹带机构松开，标带纸盘绕轴转动使标带放松张力减小，在弹簧力的作用下又使压块绕支点反向旋转将标带纸盘刹住，避免了标带纸盘在惯性力的作用下继续运转使标带过分松弛影响贴标精度。(2)标签输送装置标签输送装置是用于完成对卷筒标签的输送，它通过牵引标签纸带，使标签输送至指定位置，标签在移动中在特定的距离由下述标签裁断机构切断。基本方案：通过标签的支撑轴、纸带牵引辊、标签输送的定位机构来完成整个送标动作，在必要的时候要添加导向辊。(3)贴标机构贴标机构是贴标机的工艺操作机构，它的主要功能是：将不干胶标签与标带分离并贴在到达贴标位置的产品上。并随着产品在向前前进的时候整体贴在固定位置。通过调整出标板的角度可以改变标的输出角度，以便改变标与瓶的接触点和标在压标辊的作用下水平方向的运行速度与输送带的运行速度相匹配，保证贴标位置的前后一致性。(4)废纸带回收机构将贴标完成后的剩余纸带进行回收。基本方案：使用步进电机通过带传动带动标带回纸盘收回废纸带。由于贴标时送纸辊每次贴标转过的角度基本一致，而标带回纸盘的直径逐渐由小变大，为了避免纸带张力过大把纸带拉断或影响标带的定位精度，设计中采用了摩擦打滑结构，保证了送纸辊与标带回纸盘之间的张力在整个贴标过程基本不变。3 不干胶贴标机的机构设计3.1贴标头结构设计图3.1是贴标头结构原理图，贴标头由盘式标带的架带、送带、收带、出标机构组成。 图3.1 贴标机结构原理图1一弹簧 2一送纸辊 3一标带 4一送纸辊 5一出标板 6一送纸胶辊 7一压纸辊 8一标带回纸盘 9标带张紧压辊 10一标带张紧导纸辊 11一压板 12一标带纸盘标带的传动，选用了步进电机带动送纸胶辊，依靠压辊与送纸胶辊同的挤压力所产生的摩擦力带动标带运行，同时，步进电机通过带传动带动标带回纸盘收回废纸带。由于贴标时送纸辊每次贴标转过的角度基本一致，而标带回纸盘的直径逐渐由小变大，为了避免纸带张力过大把纸带拉断或影响标带的定位精度，设计中采用了摩擦打滑结构，保证了送纸辊与标带回纸盘之间的张力在整个贴标过程基本不变。由于步进电机有四大优点：一是转速可调，简化了变速箱和传动机构；二是步进电机具有同隙运动的准确性， 在高速运行时也有良好的制动响应；三是在失电时有自锁功能；四是它的驱动器易于与微机接口，可以实现连续控制和微调。由光电传感器控制每次贴标后步进电机的制动，可以保证标的停止位置一致，从而保证了贴标时标签的运行速度一致。为了避免贴标带松弛造成光电传感器定位不准，影响贴标的位置精度，增加了标带张紧机构。这样就使送纸辊与贴标带之间始终具有一定的张力，从而保证了光电传感器的定位精度。压板与标带纸盘轴间通过弹簧构成摩擦刹带机构。当标带运行时，在张力的作用下压板绕支点转动使刹带机构松开，标带纸盘绕轴转动使标带放松张力减小，标带停止时，在弹簧力的作用下又使压板绕支点反向旋转将标带纸盘刹住，避免了标带纸盘在惯性力的作用下继续运转使标带过分松弛影响贴标精度。通过出标板的角度可以改变标的输出角度，以便改变标与瓶的接触点和标在压标辊的作用下水平方向的运行速度与输送带的运行速度相匹配，保证贴标位置的前后一致性。32卷筒标签送标技术的研究 卷筒标签的输送是贴标机工作中的重要工序，其输送精度是影响贴标的精度的一个主要因素，决定了贴标的质量。因而卷筒标签的送标技术是本贴标机设计的关键技术之一。321标签输送机构的基本结构 送标动作是通过标签输送装置的工作实现的，因此标签输送装置要满足以下的基本功能和运动要求： a、卷筒标签材料进行支撑 b、标签纸带进行牵引，使标签移动指定距离 c、求标签牵引装置的速度调节方便 d、较高的送标精度，以确保贴标精度 图32标签输送装置的组成 图32中的所示的标签卷支撑轴用于支撑标签卷，使标签卷保持在一定的牵引力的作用范围内可以松展成带(又称退卷)。随着标签带松展，卷筒直径逐渐减小，卷筒转动的运动趋势总是不断加快的。为了简化传动装置结构，通过标带张紧压辊9与标带张紧导纸辊10之间的压力使贴标带始终具有一定的张力，从而保证定位精度。牵引轮是运送牵引标签纸带，将标签移动指定的距离。导辊组对标签带起着承托、引导、转向及校正的作用。 如图32所示，标签纸带一端由套在支撑轴上的标签卷引出，在一次贴标过程中，标签输送装置工作过程为： 牵引轮带动标签纸带，使标签纸带从标签卷筒上拉出，经导辊组引导，由贴标装置将标签贴在纸盒上后，标签牵引轮继续牵引标签纸带，使标签与纸盒以基本相同的线速度水平运动，在纸盒到指达定位置时，标签己整张贴在纸盒上，牵引轮也停止动作，与此同时通过摩擦轮传动，为较好的完成送标工序，需要对以下方面深入地进行研究，各个装置的具体设计也是围绕这两个方面展开的。 送标运动的两个关键技术l、送标运动的实现2、送标精度的提高322传动部分设计计算牵引辊（即传动辊）由电动机带动，电动机型号与上面所述各装置的电动机型号一致，由于本自动贴标机的贴标率为120个/min，即每个标签所用时间是0.5s，所以标签输送的速度为0.14m/0.5s=0.28m/s。设计牵引辊直径为8cm牵引辊周长L=d =3.140.08 =25.12cm根据贴标速率，要求传动辊的转速为603025.12=71.66rpm传动辊与电动机用减速器连接，减速比i为=120/71.66 =1.67设电动机轴上的带轮齿数为 z1=24传动轴上的带轮齿数为 z2=z1=40个计算小带轮转矩T1=95.5105p/n1 =95.51050.37/120 =2.94104Nm小带轮分度圆直径d1td1t 2.32 =2.32 =2.322.005 =46.5 mm齿宽 b=d46.5 =46.5 mm模数 mt=d1t/z =1.937齿高 h=2.25mt=4.359 mmb/h=10.67Kv=1.03KH=KR=1.2KH=1.03+0.1811+0.6d+0.2310-3b =1.328由b/h=10.67 HH=1.328得 KF=1.3载荷为 K=KaKvHH =11.121.21.3 =1.7472d1=d1t =46.5 =51.32 mm计算模数m= = =2.138设计计算M = =1.4313取m=1.5Z1= = =34 d1=z1m =341.5 =51 mm z2=z1 =57 d2=mz2 =85.5 mm中心距离 a=(d1+d2)/2 =68.25mm小齿宽度 b=dd1=51mm大齿宽度为20mm 图 3.3传动带轮如图33所示为电动机与传动带轮连接部分的传动装置。传动装置中轴上的分布及其旋转方向展开形式简化如图34所示，根据传动要求，必须使传动辊、的转速相同，方向相反，所以传动辊、用一对型号相同的带轮就能够实现。 图34传动轴带轮组展开图323供纸辊的结构设计 本机构采用纸筒连续供纸方式，图35所示为供纸辊的结构图，其通过调节夹纸盘上螺钉可以调整辊位置，使其与拉纸辊及其切力对齐，根据标签的宽度，调节螺钉改变两夹纸盘的距离。 图3.5供纸辊结构示意图四 部分零件校核4.1轴的校核轴和轴上零件的结构、工艺以及轴上零件的安装布置等对轴的强度有很大的影响，所以应在这些方面进行充分考虑、以利提高轴的承受能力，减少轴的尺寸和机器的质量，降低制造成本。1、合理布置轴上零件以减少轴的载荷为了减少轴所承受的弯矩，传动件应尽量靠近轴承臂的支撑形式，力求缩短支撑跨距及悬臂长度等。2，改进轴上零件的结构以减少轴的载荷通过改进轴上零件的结构也可以减少轴上载荷。3、改进轴的结构以减少应力集中的影响并尽可能不采用悬轴通常是在应力条件下工作的，轴的截面尺寸发尘突变处要产生应力集中，轴的疲劳破坏往往在此发生。为了提高轴的疲劳强度，应尽量减少应力集中源和降低应力集中程度。为此，轴肩处采用较大大过渡圆角半径r宋降低应力集中。但对定位轴肩，还必须保证零件得到叫!靠的定位。4、改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度轴的表面粗糙度和表面强化处理方法也会对轴的疲劳强度产生影响。轴的表面愈粗糙，疲劳强度也愈低。因此，应合理减小釉的表面及圆角处的加工粗糙度值。当采用对应力集中甚为敏感的高强度材料制作轴时，表面质量尤应予以注意。表面强化处理的方法有：表面高频淬火等热处理：表面渗碳、氰化、化等化学处理：碾压、喷丸等强化处理。通过碾压、喷丸进行表面强化处理时，可使轴的表层产生预压力，从而提高轴的抗疲劳能力4。根据扭转强度计算：这种方法是只按轴所受的扭矩宋计算轴的强度：如果还受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转转切应力的办法予以考虑。在做轴的结构设计时，通常用这种方法初步估计轴径。对于不大重要的轴，也可作为最后计算结果。轴的扭转强度条件为T=9550000p/0.2d3nT 式中： T扭转切应力，单位为MPa；T轴所受的扭矩，单位为Nmm;WT轴的抗扭截面系数，单位为mm;n轴的转速：单位为rmn;p轴传递的功率，单位为kw；d计算截面处轴的直径，单位为mm：T许用扭转切应力，单位为MPa，见表4-1表4-1轴常用几种材料的T及A0 轴的材料 Q235-A、20 Q275、35 45 40Cr、35SiMn TMPa 15-25 20-35 25-45 35-55 A0。 149-126 135-112 126-103 112-97由上式可得轴的直径d = =A0式中A。=，查表4-1。在本自动贴标机中，传动辊的轴受力最大，所以仅仅校核该轴合格就能满足要求。取A。=130电动机功率为037KW，轴的传动功率0.37KW，n=120rpm所以d130=18.92mm该轴最小直径为28mm，所以满足要求。42滚动轴承寿命的计算选择轴承时，首先是选择，下面归纳出正确选择轴承类型时所应考虑的主要因素。4.2.1轴承的载荷轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。根据载荷的大小选择轴承的类型时，由于滚子轴承中主要元件问是线接宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。根据载荷的方向选择轴承类型寸，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承。较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承：较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷Fr的同时，还有不大的轴向载荷F时，叮选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承：当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。4.2.2轴承的转速在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发尘什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。从工作转速对轴承的要求看，可以确定以下几点：a、球轴承与滚子轴承相比较，有较高的极限转速, 故在高速时应优先选用球轴承。b、在内径相同的情况下，外径越小，则滚动体就越小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力也就越小，因而也就更适合于在高速下工作，c、保持架的材料与结构对轴承转速影响极大。实体保持架比冲压保持架允许高一些的转速，青铜实体保持架允许更高的转速。d、推力轴承的极限转速均很低，当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可以采用角接触球轴承承受纯轴向力。e，若工作转速略超过样本中规定的极限转速，可以用提高轴承的公差登记，或者适当地加大轴承的径向游隙，选用循环润滑或喷雾润滑，加强对循环油的冷却等措施来改善轴承的高速性能。若工作转速超过极限转速较多，应选用特制的高速滚动轴承。由于本设计的受力，球滚动轴承就能够满足各部分的需要。计算轴承寿命根据当量动载荷的计算公式：P=XFr+YF,X=1,Y=0 P=500N滚动轴承的寿命公式为：Lh= 其中=3，C=30500N nm=620r/mn Lh=61016.39h7年故轴承能满足四年一次维修的年限结 论本课题确定后，我首先进行了将近一个月的调研工作。而且就市场对贴标机的需求进了充分的了解，并对国内外现有的机型的结构及性能进行了调查研究。在此基础上最终确定了不干胶贴标机的设计方案，并对方案进行了理论论证，对贴标各工艺参数的确定进行了理论分析及讨论。四个月的时间是短暂的，所以许多工艺参数的确定还有待通过实验证明及进一步优化。现就需进一步探讨的问题，提出以下建议：首先是产品输送装置的要求，产品输送装置要完成对纸盒的输送，能够与贴标机的其他机构协调动作完成贴标功能。因此必须满足如下必要的要求，如：产品要连续输送，产品可在水平直线方向运动，产品输送装置运动平稳等等。由于本人主要针对的是取标与贴标机构的设计，所以没有进行上述分析，但实际生产中这些都是不容忽视的问题，需要由实验作进一步探讨。此外，此次设计出于降低成本，简化结构的考虑收放卷部分采用的是标带张紧机构。通过标带张紧压辊与标带张紧导纸辊之间的压力使贴标带始终具有一定的张力，从而保证光电传感器的定位精度。但控制精度较低，功能单一，可以考虑采用放卷的机械式自动控制法进行替换。本次毕设是对我四年学习的一次很好的检验，通过四个月的辛苦努力，我得到了很好的锻炼，也学到了很多的东西。该次的设计，可以说是对我的一次考验，从结构设计，方案论证，到计算绘图几乎囊括了四年所学的全部内容。通过这次实际设计的训练使我所学的理论知识得到了巩固和提高，提高了我的独立思考能力，也使我熟悉了设计的整个过程，为以后的工作打下了基础。限于自身的能力及知识面，我的设计并不完美，有许多地方还需进一步论证和改进。在以后的日子里我会针对自己的不足不断的改进和提高。参考文献1 孙智慧，徐克非；包装机械概论（第二版）；北京；印刷工业出版社，2007.62 杨晓清；包装机械与设备；北京；国防工业出版社，2009.33 孔凌嘉，王晓力；机械设计；北京；北京理工大学出版社，2006.24 成大先，机械设计手册.单行本.机构；北京；化学工业出版社，2004.15 赵淮；包装机械选用手册；北京；化学工业出版社，2001.56 黄迪南；SolidWorks2006基础及应用；北京；化学工业出版社，2006.47 包装机械设计图册M. 上海科技出版社.8 兰云志，李乐山. 高速贴标机数学模型研究与参数设计. 轻工机械.2003（1）9 华太年，唐之伟. 机构分析与设计M. 轻工出版社,1985.10 高德包装机械设计M第一版化学工业出版社，200511 赵淮包装机械选用手册M北京：化工工业出版社198612 许林成包装机械原理与设计M.第l版.上海技术出版社198813 李光包装机械模块化设计的研究A包装工程2002 23(4)：172-17514 杨欣欣等计算机绘图教程M第一版哈尔滨工程大学出版社200115 尚久浩.自动机械设计M.第二版.中图轻工业出版杜2003致 谢 本次毕业设计是在导师张晓桂