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1、目 录摘 要要1第一章 咖啡啡粉枕式式包装机机总体设设计31.1 电动机机的选择择41.2 计算传传动装置置运动和和动力参参数51.3 传动装装置的总总传动比比及分配配各级传传动比的的计算66第二章 传动动装置设设计82.1 V带设设计82.2 蜗轮蜗蜗杆设计计92.2.1 模模数m和压力力角102.2.2 蜗杆杆标准直直径d1102.2.3 按接接触疲劳劳强度计计算1222.3 链传动动设计1162.4 直齿圆圆柱齿轮轮的设计计192.4.1 按按齿面接接触疲劳劳强度设设计计算算192.4.2 按按齿根弯弯曲疲劳劳强度设设计计算算212.5 直齿锥锥齿轮传传动的设设计2332.5.1 齿齿根
2、弯曲曲疲劳强强度计算算与校核核232.5.2 齿齿面接触触疲劳强强度计算算与校核核242.6 轴的结结构设计计和校核核252.6.1 轴轴的结构构设计2252.6.2 轴轴的最小小直径估估算2662.6.3 各各轴段直直径和长长度的确确定2772.6.4 轴轴承的选选择2772.6.5 滚滚动轴承承的密封封27第三章 计量量装置设设计2993.1 料盘装装置设计计293.2 量杯尺尺寸确定定303.3 料盘结结构尺寸寸确定3303.4 料盘罩罩设计331第四章 横封封切断装装置设计计32第五章 总结结33参考文献献34致 谢谢35 2 山东轻工业学院2012届本科生毕业设计(论文)摘 要要包装
3、机械械是包装装工业的的一大门门类产品品，在包包装行业业内占有有举足轻轻重的地地位，开开发潜力力巨大，有有着很大大的发展展空间。咖啡粉枕式包装机是实现咖啡粉销售包装的主要机械工具。包装机械工具的使用不仅体现了现代生产的发展方向，同时也是提高经济效益的重要途径。进入21世纪，包装机械除继续增加新品种外，在产品的技术水平、内在质量和性能等方面都有了很大进步，这一切都与包装机械的设计有着密切的联系2。在商品流通中人们对小袋商品的包装提出了越来越高的要求,不仅要求包装美观、便于运输、储存、使用方便和产品保质,而且要求包装袋内的商品计量准确,误差小。“计量”是包装过程中的重要组成部分,因此商品包装的精确计
4、量是包装行业时刻关注的一项重要课题。本设计的的内容为为咖啡粉粉枕式包包装机，主要应用CAXA绘图软件进行咖啡粉包装机参数化的设计,具体任务是进行总体设计、计量装置设计及横封切断装置设计。需要解决的问题主要有:根据包装袋的形状、尺寸、袋内咖啡粉的体积、封边方式的要求完成包装袋封口位置、装料位置及计量装置形式的选择；成形器、牵引棍、纵封棍等部件先后位置的确定;横封头及加料装置的设计。本课题的的设计意意义及价价值：所所设计的的设备应应能满足足咖啡粉粉包装要要求，保保证包装装膜对正正，便于于调整，结结构简单单、运转转平稳，工工作可靠靠，便于于维修。关键词：包装机机械咖啡啡粉包装装机 CAXXAABST
5、TRACCTThe pacckaggingg maachiinerry iis aa dooor prooduccts in thee paackaaginng iinduustrry ooccuupiees aa piivottal possitiion in thee paackaaginng iinduustrry, treemenndouus ppoteentiial forr deevellopmmentt, wwithh muuch rooom ffor devveloopmeent. Thhe ccofffee powwderr piilloow ppackkagiing mac
6、chinne ssalees oof ccofffee powwderr paackaaginng mmachhinee tooolss. TThe usee off paackaaginng mmachhineery andd tooolss noot oonlyy reefleectss thhe ddireectiion of devveloopmeent of moddernn prroduuctiion, buut aalsoo ann immporrtannt wway of impprovvingg ecconoomicc effficcienncy. Thhe 221stt c
7、eentuury, paackaaginng mmachhineery in addditiion to conntinnue to addd neew vvariietiies havve aa loot oof pproggresss iin ttermms oof ttechhnollogiicall leevell off prroduuctss, tthe inhhereent quaalitty aand perrforrmannce, alll tthesse aare clooselly llinkked 2 annd tthe dessignn off thhe ppackk
8、agiing macchinneryy. PPeopple pouuch pacckaggingg off gooodss inn thhe ccircculaatioon oof ccommmodiitiees, thee evver-inccreaasinng ddemaandss, rrequuiree noot oonlyy thhe ppackkagiing beaautiifull, eeasyy too trranssporrt, stooragge, eassy tto uuse, annd pprodductt shhelff liife, annd rrequuirees
9、aaccuuratte mmeassureemennt oof tthe pacckaggingg baag oof ggoodds, thee errrorr iss smmalll. Meaasurremeent iss ann immporrtannt ppartt off thhe ppackkagiing proocesss, thee acccurratee meeasuuremmentt off paackaaginng iis aan iimpoortaant toppic to alwwayss paay aatteentiion to thee paackaaginng i
10、induustrry. Thhe ddesiign pillloww paackiing macchinne ffor cofffeee poowdeer, thee maain apppliccatiion CAXXA mmapppingg sooftwwaree foor pparaamettricc deesiggn oof tthe cofffeee poowdeer ppackkagiing macchinne, thee sppeciificc taask of thee ovveraall dessignn, tthe metteriing devvicee annd tthe
11、horrizoontaal sseall cuut-ooff devvicee deesiggn. Neeed tto bbe rresoolveed tto ccompplette tthe seaalinng oof tthe baggs: baggs oof sshappes, siizess, bbagss off cooffeee ppowdder sizze, edgge bbanddingg paatteern of thee looadiing possitiion andd foorm of metteriing devvicee seelecctioon; shaaperr
12、, ppulllingg thhe ssticck, verrticcal seaal ssticcks andd ottherr coompoonennts hass too deeterrminne tthe loccatiion; crrosss-heead andd thhe ddesiign of thee feeediing devvicee. Dessignn siigniificcancce aand vallue of thee suubjeect: thhe ddesiign of equuipmmentt shhoulld bbe aablee too meeet the
13、e paackaaginng rrequuireemennts of thee cooffeee ppowdder to enssuree thhat pacckaggingg fiilmss arre eeasyy too addjusst, simmplee sttruccturre, staablee opperaatioon, relliabble, eaasy to reppairr.Key Worrds:Pacckaggingg Maachiinerry; Cofffeee poowdeer ppackkagiing macchinne; CAXXA第一章 咖啡啡粉枕式式包装机机总
14、体设设计 咖啡啡粉枕式式包装机机的包装装原理： 咖啡啡粉枕式式包装机机整体是是由几个个机构组组成，主主要有：料盘装装置，横横封装置置，竖封封装置，走走袋装置置，料卷卷装置，电电机等通通过一定定的传动动关系组组成44。塑塑料薄膜膜卷在料料卷装置置上通过过成型器器成型形形成卷筒筒状然后后通过竖竖封装置置热封，再再通过牵牵引机构构向前走走袋，在在走袋的的过程中中料盘装装置把计计量好的的咖啡粉粉通过料料斗注入入竖封好好的袋中中，最后后通过横横封机构构横封切切断，包包装完成成。根据据包装机机的要求求，在包包装过程程中要确确保各个个装置之之间运动动协调。 传动动方案要要满足工工作可靠靠、结构构简单、尺尺寸
15、紧凑凑、传动动效率、使使用维护护便利、工工艺和经经济性好好等要求求。 经过过分析与与比较,决定采采用如下下运动方方式：电电动机带带动V带轮转转动,经经过蜗杆杆蜗轮减减速带动动凸轮轴轴转动，然然后一部部分动力力通过用用同步带带轴，同同步带轴轴通过一一对齿轮轮把动力力传给料料盘轴。用用蜗杆蜗蜗轮减速速是因为为它的传传动比大大可以一一次将转转速降到到需要的的大小，使使结构简简单；用用一根轴轴同时带带动横封封机构、竖竖封机构构、走带带机构既既能使结结构简单单又能保保证三者者之间同同时协调调的工作作；用同同步带传传动既能能保证准准确的传传动比又又能实现现较大中中心距的的传动。整整个机构构结构紧紧凑，传传
16、动平稳稳，冲击击小。图1-11 咖咖啡粉包包装机总总图1.1 电动机机的选择择电动机的的容量（功功率）选选得是否否合适，对对电动机机的工作作和经济济性都有有影响。当当容量小小于工作作要求时时，电动动机不能能保证工工作装置置的正常常工作，或或电动机机因长期期过载而而过早损损坏；容容量过大大则电动动机的价价格高，能能量不能能充分利利用，且且因经常常不在满满载下运运动，其其效率和和功率因因数都较较低，造造成浪费费。（1）料料盘转速速的计算算： - 料料盘的转转动线速速度拟定 0.25 m/ss - 料盘盘直径 拟定定 2944 mmm由文献1公式44-1得得：=7.55 r/minn（2）传传动效率
17、率的计算算：由于传动动装置较较为复杂杂，取保保险效率率（3）式式中 ,，确定电机机的输出出功率 P： 由于料料盘的转转速很慢慢P 80100)时才进行轮齿弯曲疲劳强度计算。对于开式传动，则按蜗轮轮齿的弯曲疲劳强度进行设计。2.2.3按接触触疲劳强强度计算算1、选择择蜗杆传传动类型型 根据据GB/T1000855-19988推推荐，采采用渐开开线蜗杆杆（ZII）。2、 选择材料料考虑到蜗蜗杆传动动功率不不大，速速度只是是中等，故故蜗杆用用45钢钢；因希希望效率率高些，耐耐磨性好好些，故故蜗杆螺螺旋齿面面要求淬淬火，硬硬度为445555HRRC。蜗蜗轮用铸铸锡磷青青铜ZCCuSnn10PP1，金金
18、属模铸铸造。为为了节约约贵重的的有色金金属，仅仅齿圈用用青铜铸铸造，而而轮心用用灰铸铁铁HT1100制制造。3、 按齿面接接触疲劳劳强度进进行设计计 根据据闭式蜗蜗杆传动动的设计计准则，先先按齿面面接触疲疲劳强度度惊醒设设计，再再校核齿齿根弯曲曲疲劳强强度。所所以传动动中心距距 （2） 确定载荷荷系数KK因工作载载荷较稳稳定，故故取载荷荷分布不不均系数数；由文文献11表111-5选选取使用用系数；由于转转速不高高，冲击击不大，取取动载系系数，则则先假设蜗蜗杆分度度圆直径径和传动动中心距距a的比比值，从从文献1图图11-18中中查得。应力循环环次数 寿命系数数 则（6）计计算中心心距取中心距距a
19、=1100mmm，因因i=220，故故从文献献1表111-2中中取模数数m=44mm，蜗蜗杆分度度圆直径径d1=40mmm。这这时，故从从文献1图111-188中可查查得接触触系数，因因为，所所以以上上结果可可用。4、 蜗轮蜗杆杆的主要要参数与与几何尺尺寸（1）蜗蜗杆尺寸寸 =2, m=44mm分度圆圆直径=40mmm齿顶直直径 齿根直直径 导程角角轴向齿齿距蜗杆轴轴向齿厚厚（2） 蜗轮尺寸寸根据查文文献11表111-2得得蜗轮齿齿数；变变位系数数分度圆圆直径齿顶圆圆直径齿根圆圆直径咽喉母母圆半径径5、 校核齿根根弯曲疲疲劳强度度当量齿数数根据，从从文献1图111-199中可查查得齿形形系数。
20、螺旋角系系数许用弯曲曲应力 从文献1表111-8中中查得由由ZCuuSn110P11制造的的蜗轮的的基本许许用弯曲曲应力。寿命系数数6、 验算效率率从文献1表111-188中用插插值法查查得；代代入公式式得，不不用重算算。7、 精度等级级公差和和表面粗粗糙度的的确定考虑到所所设计的的蜗杆传传动是动动力传动动，属于于通用机机械减速速器，从从GB/T1000899-19988圆圆柱蜗杆杆、蜗轮轮精度中中选择88级精度度，侧隙隙种类为为f，标标注为88f GGB/TT100089-19888。然然后由有有关手册册查得要要求的公公差项目目及表面面粗糙度度，此处处从略。8、润滑滑方式 根据其具具体的功功
21、用，采采用喷油油润滑。9、蜗轮轮蜗杆的的结构设设计 蜗杆：车车制 蜗轮轮：采用用齿圈压压配式结结构2.3链链传动设设计链传动是是属于带带有中间间挠性机机构件的的啮合传传动。它它是由链链条和主主、从动动连轮所所组成的的。链轮轮上有特特殊齿形形的齿，依依靠链轮轮轮齿与与链节的的啮合来来运动和和动力。与与属于摩摩擦传动动的带传传动相比比：链传传动无弹弹性滑动动和打滑滑现象，因因而能保保持准确确的平均均传动比比，传动动效率较较高；又又因不需需要像带带那样张张的很紧紧，所以以作用于于轴上的的径向压压力较小小；在同同样使用用条件下下，链传传动结构构较为紧紧促。同时链传传动能在在高温及及速度较较低的情情况下
22、工工作。与与齿轮传传动相比比，链传传动的制制造与安安装精度度要求较较低，成成本低廉廉，再较较远距离离传动时时，其结结构比齿齿轮传动动简便的的多。链轮是链链传动的的主要部部件，链链轮齿形形已标准准化，链链轮的设设计主要要是确定定其结构构及尺寸寸，选择择材料和和热处理理的方法法。本设计选选用滚子子链，已已知电动动机驱动动减速器器，然后后经链传传动到主主分配轴轴，主动动链轮转转速为330r/minn，传动动比为22，载荷荷平稳，中中心线垂垂直。1. 选选择链轮轮齿数，为减小链链传动尺尺寸，选选取主动动链轮齿齿数=117，从从动轮齿齿数=1172=344，取为为38.2 确确定计算算功率由文献1表96
23、查得得工作情情况系数数=1，由由图9-13查查得主动动链轮齿齿数系数数=1.55单单排链则计算功功率为=P=11x1.55xx0.4490ww=0.76kkw3. 选择链条条型号和和节距根据链轮轮转速，及及功率，由由文献1图911，选选链号为为08AA单排链链，再由文献献1表91查得得链节距距 p=112.77mm。滚子链的的规格和和参数如如下： 链链号：008A-160 销销轴直径径：3.998mmm 节节距 pp：122.7mmm 内内链板高高度：112.007mmm 滚滚子外径径 ：7.992mmm 内内链节内内宽=7.885mmm4. 计算链节节数和中中心距一般初选选中心距距为300-
24、500个节距距，中心心距过短短，单位位时间内内链条的的绕转次次数增多多，链条条屈伸次次数和应应力循环环增多，加加剧链的的磨损，若若中心距距过大，松松边垂度度过大，传传动时松松边颤动动。考虑虑本次设设计，传传动功率率很小，链链条受力力不大，而而且整机机工作时时间短，应应力循环环次数小小，为减减小整机机尺寸，初初取中心心距，则则链节数数为节取=844节。查文献1表9-7的到到中心距距计算系系数则链传动动最大中中心距为为：mmm，取为为3455mm。5、计算算链速vv，确定定润滑方方式由v=00.1554m/s，查查文献1图9-14可可知，应应采用定定期人工工润滑，每每班注油油一次。 6、计计算压轴
25、轴力 作用用在轴上上的压轴轴力的确确定有效圆周周力：按水平布布置压轴轴力系数数，故=87.0455N7、链轮轮的基本本参数和和尺寸设设计链轮的材材料应能能保证轮轮齿具有有足够的的耐摩性性和强度度，由于于小链轮轮轮齿的的啮合次次数比大大链轮轮轮齿的啮啮合次数数多，所所受冲击击也较严严重，小小链轮一一般采用用较好的的材料.查表两链链轮选用用材料是是 200#钢，热热处理方方法是渗渗碳、淬淬火、回回火 ：计算滚子子链轮主主要尺寸寸如下：分度圆直直径：d=P/sinn(1880o/Z)小链轮分分度圆： 大链轮分分度圆：齿顶圆直直径： 齿根圆直直径： 齿侧凸缘缘直径：计算滚子子链链轮轮轴向齿齿廓尺寸寸如
26、下：齿宽：bbf1=00.933b1=0.9377.811=7.272.4直直齿圆柱柱齿轮的的设计由纵封横横封机构构可知，机机构主动动轴和从从动轴之之间是靠靠一对传传动比为为1的直直齿圆柱柱齿轮传传动的，纵纵封机构构传递功功率较大大，先按按照纵封封机构功功率设计计齿轮。已知要传传动比为为1，转转速为115r/minn。为保保证纵封封和横封封轮的尺尺寸相近近性，要要求满足足纵封同同样每转转一圈封封两袋长长，即为为2600mm。所所以纵封封轮直径径为d=2600/3.14 81mmm。同同样可知知，此值值也是圆圆柱齿轮轮的分度度圆直径径，即dd=811mm直齿圆柱柱齿轮的的设计步步骤如下下：（1）
27、用用直齿圆圆柱齿轮轮传动；（2）包包装机为为一般工工作机器器，速度度不高，故故选用77级精度度（GBB100095-88）；（3）材材料齿数数选择齿轮1选选45钢钢（调质质），硬硬度为2240HHBS，齿齿数299齿轮2选选45钢钢（调质质），硬硬度为2240HHBS，齿齿数299 两齿齿轮参数数相同，所所以下列列计算式式不许比比较。2.4.1按齿齿面接触触疲劳强强度设计计计算由设计下下列计算算公式进进行计算算，即：（1）确确定公式式内的计计算数值值 1）试试选载荷荷系数KKt=11.3 2）计计算齿轮轮1传递递的转矩矩 3）由由表100-7选选取齿宽宽齿数 4）由由文献1表1006查得得材料的的弹性影影响系数数ZE=1899.8 5）由由文献1图10021dd，按齿齿面硬度度查知齿轮1的的接触疲疲劳强度度为 齿轮2的的接触疲疲劳强度度为 6）计计算应力力循环系系数 7）由由文献1图10019查查知接触触疲劳寿寿命系数数=1.114 8）计计算接触触疲劳许许用应力力取失效概概率为11%，安安全系数数S=11，由文文献11式10012得得：（2） 计算有关关参数 1）计计算齿轮轮直径dd1t代入入中得： 2）计计算圆周周速度 3）计计算齿宽宽 4）计计算齿宽宽与齿告告之比 模模数 齿齿高