毕业设计方案论证报告.doc

目录1国内外包装机械概况及发展趋势12设计分析13传动系统方案论证23.1 传动系统的组成23.2 传动系统方案一23.3 传动系统方案二33.4 传动方案的比较33.5 电动机的选择33.6 主要参数的选择44论证结果55参考文献5 81国内外包装机械概况及发展趋势 我国包装工业虽然发展很快，成就很大，但与发达国家相比，无论在产品品种、技术水平和产品质量方面都有很大差距。发达国家已将微机控制、激光技术。人工智能、光导纤维、图像传感、工业机器人等高新技术成熟地应用于包装机械，而这些高新技术在我国包装机械工业才刚刚开始，包装产品的性能质量都有一定差距。我国大多数企业技术水平不高，生产能力低，生产以单机为主的中、小型包装机械比较适宜，但要在此基础上不断提高制造精度、自动化程度和配套能力。在包装机械生产中，大量引入高新技术，如微电子技术、信息处理技术、传感技术、新的机械结构、优化设计方法和计算机辅助设计，是包装机械产品设计先进、使用可靠，使其性能指标、工艺水平、向机电结合、成套联线方向发展。我国包装机械设备重点开发的研究方向有：灌装设备、贴标设备、袋成型-充填-封口机、折叠式裹包设备、真空换气包装设备、热缩包装机和拉伸包装设备、无菌包装设备。国外包装机械工业技术的发展大体经历了以下几个阶段：简单机械化、初级自动化、自动包装生产线、计算机控制的高度自动化生产线。经过60多年的发展，国外包装机械工业已经形成了独立完整的体系，成为机械制造工业的一个重要分支。包装机械的品种不断增加，据统计国外包装机械品种以达到140余种，并已形成系列产品，近年来还出现了大批高度技术密集型的包装生产线。包装机械生产自成体系，并向专业化生产方向发展。在美国、德国、瑞典等经济发达国家，主要的包装机械工业企业几乎都有近百年的历史。它们在进行基础技术研究的基础上向专业化生产发展，生产各具特色的设备，如美国ANCELUS公司的封罐机、德国SEITZ公司的啤酒灌装机、瑞典TETRAPAK公司的无菌包装机等。2设计分析包装机械属于自动机范畴,它由动力系统、传动系统和执行机构等组成。包装机的种类繁多，分类方法很多，按产品状态分，有液体、块状、散粒体包装机。本次设计的题目是粘稠液体间歇式立式袋装机的传动系统，根据设计任务书的要求和一些资料，选定设计立式液体自动包装机。立式袋成型包装机是指在同一设备上、同一竖直方向上完成袋成型、物料的充填封口等工序的多功能包装袋成型。该机器上可独立完成对粘稠液体的包装。为了更充分的了解这种包装机的结构和工作原理，我们跟随老师到郑州星火包装机械有限公司参观了几种包装 机的外观结构和实现包装的整个过程 ，此种包装机体积小、结构紧凑而且结构简单，相对于其他的包装机生产成本低、效率也比较高。包装机自动化程度较高，属于自动机的一种。由于它的执行件较多，而且各种执行件之间又必须协调配合才能完成包装工作，故包装机的传动系统比较复杂，通常有机械式、液压式、电气式等几种形式。高、中速自动包装机多采用机械式传动系统；大型低速包装机以气动式传动系统应用较为广泛；液压式系统，因其价格稍高，且易漏油污染产品，所以应用的场合不广泛；电气式传动系统常与机械式并用，实现前级的大范围调速。本次设计是小型低速包装机，故其传动系统用电气式与机械式并用最合适。 3传动系统方案论证3.1 传动系统的组成1.定比传动机构 即具有固定传动比的传动机构。通常采用齿轮、皮带、链、蜗轮蜗杆等传动机构，借此按预定的要求把动力源输出的动力和运动传递给有关执行机构。本次设计采用的是皮带和蜗轮蜗杆减速器，带传动是一种常用的、成本较低的动力传动装置。带传动具有传动平稳、噪声低、清洁（无需润滑）的特点，具有缓冲减振和过载保护作用，并且维修方便。而蜗轮蜗杆减速器不仅可以实现交错轴间的减速，而且调速范围大， 冲击载荷小，传动平稳，噪声低。 2.变速装置 包装机的变速装置有齿轮变速机构，机械无级变速机构以及液压无级变速装置，多速电机等。包装机中常用的是有级变速装置和无级变速装置。 3.运动转换装置包装机执行机构的运动形式是多样的,如转动、移动、摆动、间歇运动、不等速运动等等。因此,包装机中常设置运动转换装置如连杆机构、凸轮机构、槽轮机构、齿轮齿条、丝杠螺母等装置,以保证执行机构所需要的运动规律。3.2 传动系统方案一按制袋的运动形式来分，有连续式和间歇式两大类。本次设计的课题是粘稠液体间歇式立式袋装机，间歇运动结构就是主动件连续运动是，从动件周期性地出现停歇状态的机构。间歇运动的主要传动方式有非圆齿轮传动、不完整齿轮传动、棘轮传动、槽轮机构、蜗形凸轮机构、齿轮连杆机构、槽轮连杆机构、凸轮连秆机构、气液压连杆机构以及其它形式的组合机构等。这些传动方式在包装机的供送与主传送系统中都有广泛的应用。 方案一的传动路线1. 主电机无极调速带蜗轮蜗杆减速器主轴 锥齿轮传送带 凸轮热封执行机构直齿轮锥齿轮曲柄摇杆机构充填机构 2.步进电机滚轮牵引机构主电机通过无极调速带在经过蜗轮蜗杆减速器减速到主轴，主轴上的锥齿轮通过齿轮传动使产品传送带运动，而步进电机使牵引滚轮在热封刀不工作时牵引纸袋向下运动，即间歇式的牵引纸袋运动。主轴上一对上下相配合错开的凸轮，在主轴每转一圈，相互配合一次，使热封刀工作一次。再经过直齿轮、锥齿轮及曲柄摇杆机构的传递到达充填机构，通过曲柄摇杆机构的反复摆动驱使充填机的活塞杆做往复直线运动，且同时间歇性的填充液体物料。主传动部分示意图见图3-1.3.3 传动系统方案二因为偏心轮和曲柄组合成的机构可以将分配轴的连续转动转为间歇往复摆动，同样可以达到间歇运动的要求。传动系统的路线为：主电机无极调速带蜗轮蜗杆减速器主轴 锥齿轮偏心轮热封执行机构直齿轮锥齿轮曲柄摇杆机构充填机构3.4 传动方案的比较方案一的传动系统控制简单、稳定，相比与方案二运动精确性高，工作效率高，靠操作性强，加工容易。所以选择方案一。3.5 电动机的选择三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域，故可作为包装机的原动机。如果电机功率选取过大，不仅增加了设备的费用，电机也不能充分的利用。反之，电机容量选的过小，电机在工作过程中经常过载，容易使电动机过热和使绝缘材料提前老化，造成电动机过早损坏。可选电机的额定功率为1.5KW。三相异步电动机，磁极对数越多，转速越低，相同功率时体积越大，造价越高，效率越低，选磁极对数为四级。综上所述，电动机的主要参数：型号额定功率额定电流转速效率Y90L-41.5KW3.65A1400r/min79%3.6 主要参数的选择根据包装机的包装速度40袋/min-60袋/min，确定包装机的总传动比为23.33，带的传动比为2，蜗轮蜗杆减速器的传动比为11.67。3-1 主传动部分示意图图3-2液体包装机机械运动简图4论证结果经论证，上述的传动方案一满足设计要求。现有的技术也可以达到设计的的要求。5参考文献1 高德.包装机械设计M.北京: 化学工业出版社,2005.82 孙恒.机械原理M.北京：高等教育出版社,2001 3 绍兴.理论力学M.北京：青海大学出版社,20054 刘鸿文.材料力学M.北京: 高等教育出版社,20015 罗圣国主.机械设计课程设计手册M.北京: 高等教育出版社,2003 6 孙智慧.包装机械概论M.北京: 印刷工业出版社,20077 孙智慧.包装机械M.北京: 中国轻工业出版社,20078 徐林成.包装机械原理与设计M.上海：上海科学技术出版社,19889 金国斌.现代包装技术M.上海：上海大学出版社,200110 尹章伟.包装机械M.北京：化学工业出版社,200111 林学翰