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1、毕业设计（论文）题 目 圆形茶叶自动包装开盒机构设计 姓 名 学 号 专业班级 07包装工程2班 指导教师 分 院 机电与能源工程分院 完成日期 2011年5月29日 摘要本文是设计圆茶自动包装机的开盒机构，将一个片状的纸盒打开，并完成折叠底部、封口的过程的机构，圆茶自动包装机中用来将压扁的纸盒(箱)打开以形成预定包装形状的机构。本机构的作用原理是利用气缸使纸盒成形盒的底边封盒，和粘合。在包装过程中成形的纸盒在气缸的作用下自动带输送。解决圆形茶叶的在纸袋包装过程当中的密度问题，使其可以增大包装过程的经济效益。解决纸盒成形的底边封盒，并将袋装好的茶叶装入纸盒中。关键词：自动包装机；开盒机；气缸。
2、AbstractThis paper is to design round tea automatic packaging machine open box of institutions, will a sheets and complete the folding carton opened, the process of the bottom sealing, organization, round tea automatic packaging machine to will squashed box (box) open to booking packing shape organi
3、zation form. This agency action principle is using cylinder makes the bottom of carton forming box adwanced box, and adhesion. In the carton packaging process of forming under the action of the cylinder with conveying automatic. Solve the paper bag packaging round tea in the process of density probl
4、em, which can increase the economic benefits of packaging process. Solve the bottom of carton forming edge-sealing box, and will be packaged good tea into box. Keywords: automatic packaging machine; Open box machines; Cylinder. 目录摘要2Abstract3Keywords3第一章 绪论61.1 选题的背景61.2 国内外发展现状61.3 设计的目的71.4 开盒机构的设
5、计内容81.5 本设计的主要工作8第二章 开盒机构的原理及设计方案92.1 开盒机构的原理92.2 开盒机构设计方案92.3 设计准则102.4 设计参数102.5 设计任务11第一章气缸的选择123.1 开盒机构气缸的选择123.2 折底边机构气缸选择133.3 输送机构气缸的选择14第四章 开盒机构各机构的设计154.1 开盒机构的设计154.2 折底边机构的设计164.3 皮带输送机构的设计174.4 内模夹输送机构的设计17第五章 各部件的设计及校核185.1 电机的选择185.1.1电动机类型和结构形式的选择185.1.2确定电动机转速185.1.3传动系统的运动和动力参数18计算总
6、传动比：18分配传动装置的各级传动比185.2计算传动装置的运动和动力参数185.2.1计算各轴转速185.2.2计算各轴输入功率195.2.3计算各轴输入转矩195.3 轴、轴承、键的设计及校核计算205.3.1 轴的设计及校核205.3.2 滚动轴承的选用及其校核235.3.3 键的强度校核25第六章 总结27参考文献28致 谢30第一章 绪论1.1 选题的背景随着我国社会主义商品生产发展对外贸易的增长和人民生活水平提高,不但对茶叶的品质要求而且对茶叶的包装质量都提出了更高要求。茶叶是我国传统的内、外贸易商品。从生产者到达消费者手中,需要经过多次的储存和运输，其间必须用袋 、盒、桶、箱等包
7、装容器,使茶叶与外界隔离。所谓茶叶包装,就是为了保护茶叶的品质,选用适当的容器和材料,对每一件装茶叶的容器施加各种技术处理,将茶叶与外界隔离的一种装置。包装在茶叶的销售、运输、保管过程中,保护品质,并通过包装表面的美化来增大商品的价值。茶叶包装好比人的衣服。从广义上说,不加包装的商品是不存在的。包装不完善将会导致茶叶色、香、味、形的品质破坏。在国际贸易中、包装的优劣,往往是茶叶商品能 否进入国际市场的条件之一,也是能否顺利占领国际市场和获得较好经济效益的重要因素,同时也关系到一个国家产品 的声誉。全球性的国际贸易,涉及到海陆空运输和多地中转,包装的保护功能更显得重要。因包装不善,使茶叶变质等引
8、起的索赔事例时有发生。当然,提高茶叶包装体的保护功能,也应有一个合理的限度,就是要用尽可能少的包装材料和最少的包装费用来实现包装的保护功能。由此可知,茶叶包装是实现商品价值和使用价值的重要手段,是商品生产和消费者之间的桥梁,在流通过程中,对保护茶叶的品质,确保贮藏、运输、销售、使用各环节的有效功能，对美化商品、宣传商品,增强市场竞争能力,提高经济效益和社会效益 ,都起着重要作用。现代茶叶包装技术,从经济、技术、科学、文化等方面反映了一个国家的发达程度。1.2 国内外发展现状 中国最先进的多功能全自动装箱机在中德合作江西德赛特包装机械设备有限公司诞生。该机是由公司技术总监 德籍著名专家带领多名德
9、国本土技术人员，采用国际最新工艺和技术，结合中国市场的特点研制而成的。该机与德国类似产品的技术同步而行， 具有当今国际领先水平。多功能全自动装箱机通过抓瓶器将瓶子自动装进纸（塑料）箱内，通过电气自动化控制使瓶子提升、移动、降落，动作协调，运行平稳准确、操作简单方便。该机采用变频调速及PLC控制技术，结合人机界面，自动化程度高。在工作过程中，装箱运动由伺服驱动器和变频器控制的电机驱动，起步和终止均缓慢平稳，装箱速度采用变频器进行无级调速，生产效率极高，结构先进、灵活。产品由合理的机械结构、可靠的气动装置和先进的电控技术组成，更换不同瓶型生产时只需要更换夹瓶机构。技术先进、 结构合理、维修保养方便
10、，是机械、气动、电控一体化的先进设备。该机采用现代显示技术-触摸屏，设备常见故障可自行分析、诊断，并排除。产品除了设置保护罩，还配备光电安全保护装置，当装箱过程中出现缺瓶、缺箱、堵箱、错位等现象时，能立即自动停机，保护机器。多功能全自动装箱机符合卫生要求:采用优质不锈钢和无油润滑的气动元件，噪音低，适用于啤酒、饮料、乳品、食品、医药、化工等行业的装箱工序，生产速度为10000瓶/小时-60000瓶/小时。公司可根据客户要求设计、制造各种类型、规格、速度的全自动装箱机。目前，世界上生产全自动袋泡茶叶包装机（以下简称茶包机）的公司主要有意大利的伊玛（IMA）公司；德国的Tea Pack公司；阿根廷
11、的玛伊萨(Mais.a)等三家公司.IMA公司研制生产的茶包机有多种型号，其产品结构复杂，自动化程度高，包装速度快(160袋/分钟以上)，工作可靠性较高，外形美观，价格昂贵。Tea Pack公司生产的茶包机属于模块化设计， 结构紧凑，价格很高。Mais.a公司生产的茶包机，相对其它公司的茶包机，其结构较简单，价格与包装速度适中(120袋/分钟)。因此，Mais.a公司的茶包机在国际市场上有一定竞争力和市场占有率。1.3 设计的目的设计圆茶自动包装机的开盒机构，将一个片状的纸盒打开，并完成折叠底部、粘合、封口的过程的机构。解决圆形茶叶的在纸袋包装过程当中的密度问题，使其可以增大包装过程的经济效益
12、。并解决纸盒成形的底边封盒，并将袋装好的茶叶装入纸盒中。1.4 开盒机构的设计内容（1）自动包装机的开盒机构：圆茶自动包装机中用来将平板纸盒(箱)打开以成型的机构。（2）盒的自动输送系统：完成折底的盒子在退模后通过皮带驱动的输送到装物料的工位。（3）盒的封边（封底）：成形盒的底边封盒，和粘合。 (4) 开盒机构气缸、折底边机构气缸和驱动内夹模气缸的选用，吸盘的选用，（5）各个零部件的设计。 1.5 本设计的主要工作本设计的主要工作包裹一下几个方面：（1）圆茶自动包装机开盒机构的总体装配图设计（2）电机和气缸的选择（3）主要零部件的设计（4）撰写说明书第二章 开盒机构的原理及设计方案2.1 开盒
13、机构的原理本设计的工艺流程如图，先将平板盒放在平板盒工位上，吸盘将平板盒吸到开盒工位，平板盒在上下两个吸盘的作用下开盒，内模夹伸入盒子内，将盒子定型，然后在内模夹的作用下盒子被输送到折边工位，折边机构采用四个型号相同的气缸和折边模具的组装机构，这四个气缸分别装配在四个不同的方向，在折边的同时底边上胶，这样完成折边。完成折边的成品盒子在皮带驱动机构的作用下输送到下一个工位，同时成品盒内夹模退出。图1 开盒机构的工艺流程图2.2 开盒机构设计方案本机构的设计采用模拟的纸盒规格是70*70*70，重50g，机构可以根据不同的纸盒规格调整，调整内模夹的尺寸和皮带驱动机构的之间的间距，开盒速度10-15
14、个/分钟设计的基本原理如图2，纸盒供给机构采取气缸和真空吸盘的组合方式，气缸在电机的驱动下摆动（选用2DM25A电机），真空吸盘将平板盒成型张开。搬运盒子到折底边的工位（皮带驱动机构夹持），折叠底边机构采取两对气缸协作动作的方式，同时底边上胶，保持状态若干秒，内模退出，完成开盒，由皮带驱动机构送纸盒进入一下工位等待装入物品。图2 开盒机构的模拟机构图2.3 设计准则我们的设计过程中，本着以下几条设计准则创造性的利用所需要的物理性能a、 分析原理和性能b、 判别功能载荷及其意义c、 预测意外载荷d、 创造有利的载荷条件e、 提高合理的应力分布和刚度f、 重量要适宜g、 应用基本公式求相称尺寸和最
15、佳尺寸h、 根据性能组合选择材料i、 零件与整体零件之间精度的进行选择j、 功能设计应适应制造工艺和降低成本的要求2.4 设计参数（1）功率：20-100W（2）扭矩：3.9N.M（3）开盒速度1015个/min2.5 设计任务a、设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。b、设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图（A0）。c、设计主要零件，完成零件工作图（A3）。d、编写设计说明书。 第一章 气缸的选择3.1 开盒机构气缸的选择开盒机构的选择气缸的负载状态为提升，所以其负载力为F= W，其中W=1kg10N/kg=10N,得F为10N由于气缸的速度在50-500mm/s,所
16、负载率50%，取=0.4，=100%，所以=25N根据起源供气条件确定气缸的使用压力p为0.2Mpa此气缸为双作用气缸,选d/D=0.4，由公式 （2.2）式中 理论输出值，N； D缸径，mm； d活塞杆直径，mm； p使用压力，Mpa求得D=13.6mm，取标准缸径D=20mm，根据输送距离选择行程为150mm根据综上所述，选择亚德客MAC 16150型号的气缸如图3.4，亚德客MAC相关数据如图3.5。图3.1亚德客MAC型气缸图3.2亚德客MAC相关数据3.2 折底边机构气缸选择气缸为双作用气缸，由于封盒需要的力很小且行程也很小，所以选择迷你型气缸即可，具体型号为亚德客MI 830-S-
17、CA型气缸如图3.3，亚德客MI系列气缸相关数据如图3.4。图3.3亚德客MI 830-S-CA型气缸图3.4亚德客MI系列气缸相关数据3.3 输送机构气缸的选择气缸的负载状态为水平滑动，所以其负载力为F=W，为0.2-0.8，其中W=1kg10N/kg=10N, 取0.6得F为6N。由于气缸的速度在50-500mm/s,所负载率50%，取=0.4，=100%，所以=15N根据起源供气条件确定气缸的使用压力p为0.2Mpa此气缸为双作用气缸,选d/D=0.4，由公式（2.2）式中 理论输出值，N； D缸径，mm； d活塞杆直径，mm； p使用压力，Mpa求得D=10.6mm，取标准缸径D=20
18、mm，根据输送距离选择行程为300mm，综上所述选择气缸为亚德客MA 20300-S-U如图3.13，亚德客MA型气缸相关数据如图3.14图3.13亚德客MA 20300-S-U图3.14亚德客MA型气缸相关数据第四章 开盒机构各机构的设计4.1 开盒机构的设计4.2 折底边机构的设计4.3 皮带输送机构的设计4.4 内模夹输送机构的设计第五章 各部件的设计及校核5.1 电机的选择5.1.1电动机类型和结构形式的选择工作条件和要求，选用2DM直流减速电机，工作装置所需功率=0.023kW (=0.97,=56.6r/min)，电动机所需工作功率为： PP/0.023/0.930.025kW,
19、（滚动轴承效率=0.99，滑块联轴器效率=0.98，圆柱齿轮传动效率=0.97）5.1.2确定电动机转速根据已知量知道转台转速nw=56.6r/min齿轮传动比范围,总传动比合理范围为14电动机转速的可选范围为n（14）56.656.6226.4r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，选用直流减速电机，电压为12V，功率为2000W，自带减速箱，选用减速比为1：12.5，减速后功率为25W，150r/min5.1.3传动系统的运动和动力参数 计算总传动比： =2.65分配传动装置的各级传动比：因为选用一级齿轮副，所以齿轮的传动比为2.655.2计算传动装
20、置的运动和动力参数5.2.1计算各轴转速电机轴：1轴：工作轴：5.2.2计算各轴输入功率1轴：工作轴：5.2.3计算各轴输入转矩电动机输出转矩1轴：工作轴：将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表：轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴0.0251.591501轴0.0271.719150工作轴0.0233.8756.6电机外观图5.3 轴、轴承、键的设计及校核计算5.3.1 轴的设计及校核参照机械设计表15-1，=180N/， 弯扭合成强度条件： 取，d为轴的直径进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采用相应的计算方法，并恰当的选取其相应的许用应
21、力。对于只承受弯曲强度的轴，应按弯曲强度计算；对于只承受弯曲强度的轴，应按扭转强度计算，对于既承受弯曲强度又承受扭转强度的轴，应按弯扭合成强度来计算，需要时还应按疲劳强度条件校核，而所要计算的轴仅仅承受扭矩，应按扭转强度计算。按扭转强度计算是只按轴所受的扭矩来计算轴的强度；如果受有不大的转距时，则用降低用扭转应力的办法予以考虑。1）按转矩初步估算轴径初步估算轴径，由于材料为45钢，选取，则得mm圆整后取d=8mm2) 轴的结构设计根据轴的受力条件和实际测得的数据情况，装齿轮处的轴径为19mm，装轴承处的轴径21mm。3) 校核轴轴传递的转矩 齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的轴向力绘受力简图：对A
22、点取矩得则对B点取矩得则剪力图：弯矩图：作扭矩图转矩按脉动计算按弯扭合成应力对轴进行强度校核.根据结构尺寸及弯矩图、扭矩图，确定带轮处为危险截面对截面C进行强度校核。又所以安全。5.3.2 滚动轴承的选用及其校核由于所有的轴承所受的轴向载荷比较小，考虑到安装以及互换性的简便，选用最常用的深沟球轴承。深沟球轴承主要承受径向载荷，也可同时承受轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。可大量生产，加个最低。故选用选用最常用的深沟球轴承。由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以P= 滚动轴承的校核：根据机械设计书第319页得指数轴传递的转矩 齿轮的圆周力齿轮的径向力齿轮的轴向力绘受力简
23、图：对A点取矩得则对B点取矩得则剪力图：根据课程设计书表8-140得滚动轴承6619/6型 载荷=0.71N，5.3.3 键的强度校核此处选择的键为输入轴上联接齿轮上的普通平键。平键连接传递扭矩，按标准选取尺寸的普通平键（静联接），其主要失效形式是工作面被压溃。除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。因此，通常只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。假定载荷在键的工作表面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为：式中：传递的扭矩（=FyFd/2），单位为； 键与轮彀键槽的接触强度，此处为键的高度，单位为mm； 键的工作长度，单位为mm，圆头平键，平头平键，这里为键的公称长度，单位为mm；为键的宽度，
24、单位为mm；轴的直径，单位为mm；键、轴、轮彀三者中最弱材料的许用应力，单位为MPa。 1）主轴连接键：根据轴校核时的计算知由手册查的根据机构确定键的工作长度:轴的直径d=19mm代入数值进行计算得：所选键满足要求2）电机轴连接键：根据轴校核时的计算知由手册查的根据机构确定键的工作长度: 轴的直径d=6mm代入数值进行计算得： 所选键满足要求 上式中“+”用于计算接合力，“-”用于计算脱开力。3）牙的自锁条件 式中：牙面摩擦系数，取，=，d=6则 4）牙根抗弯强度条件式中：中径处牙根的厚度（mm）对矩形牙 牙的中心角 中径处牙的高度第六章 总结通过对圆茶自动包装机开盒机构的设计，我学到了很多的
25、知识，在各个方面都得到了锻炼。 首先，为了了解包装行业背景及工作原理。我翻阅了大量的资料，并结合老师提供的资料，从资料中了解如何更有效率更快速的包装。这种自主的学习不仅为设计任务打下了坚实的基础，还让我在学习的过程中，学到了更多的专业方面的知识。 再次，在设计过程中有一定量的图纸要求，这就对我的画图、识图、应用绘图的软件等能力提出了要求。因此，在设计过程中我不仅要设计图纸，还要同时学习绘图软件的实际应用，并将所设计的图纸用软件绘制出来。通过这样的学习和实践应用，我提高了 AutoCAD、Pro-E 应用技能。通过本次的毕业设计，使我更深一步地了解包装工艺的步骤、方法和技术要求。也使我更好的了解
26、了年糕包装机在我国的现状以及要发展的趋势。能更好地结合机械基础课程，回顾以前学习的机械设计知识。在设计过程当中，遇到了不少地问题：比如电动机和减速器的选择，不能很符合设计中的需要的问题，机架辊子等选择和支撑脚是否能满足生产需要等一系列的问题。 让我们了解真正设计的真谛。在熟练掌握各项机械知识后，参与了此次设计，让我们更快地成长，为独立设计奠定一定的基础。通过与同学共同参与设计年糕包装机，使自己养成了认真负责的态度，团队协作的精神，认真听取设计组成员的意见，大胆提出自我思路和见解。参考文献1 吴宗泽, 罗圣国. 机械设计课程设计手册D高等教育出版社 2006 2 纪名刚. 机械设计 高等教育出版
27、社M 2006 3 朱龙根, 沈萌红. 简明机械零件设计手册 机械工业出版社D 2005 4 周世元. 我国包装机械市场及发展建议J. 中国橡胶 , 2001,(04) 5 朱立平, 韩东劲, 许静泉. 输送带的动力学模型J. 煤矿机械 ,2001,(02) 6 周世元, 周悦. 输送带加工技术讲座(续完)J. 橡胶工业 , 2002,(08) 7黄纯颖,高志. 机械创新设计M . 北京:高等教育出版社, 2000. 8曹巨江,汤建明,孙军艳.论药品包装机械的概念设计J.包装工程,2004,25(6):100-101.9.金国斌.现代包装技术J.上海：上海大学出版社，200110 黄颖为. 包
28、装机械机构与设计J. 化学工业出版社 ,2007,(07) 11 尹章伟, 毛中彦. 包装机械J. 化学工业出版社 ,2005,(11) 12 戴宏明, 新型绿色包装材料J. 化学工业出版社 ,2004,(11) 13 吴宗泽, 罗圣国, 机械设计课程设计手册J. 高等教育出社 ,2006,(5)14杨尔庄21世纪的液压技术将有那些新突破J，2001(12)15奚英，俞志敏.中国食品和包装机械进出口情况分析与国际市场的开拓J . 包装与食品机械，2000，(1):15 - 17.16Information Nr，l 25，Feintool AG LyssSchweiz 17 WT Ze|tsc
29、hrift fur indrstielhFertlgung ，Jahrgang Nr 4，Nr 6 17 Akeshi Kobayashi, Junichi Kawasaki, Kuniaki Mihara, et al. Via-filling using electroplating for buildup PCBs.Electrochimica Acta,2001,47:8589.19 Hyunbo Shim，Kichan Son，Kwanghee Kirrh Optimum blank shapedesign bySensitivity analysisJournal of Mater
30、ials ProcessingTechnology，2000,104：191 19920 Akeshi Kobayashi，Junichi Kawasaki，Kuniaki Miharaetal.Via-filling using electroplating for buildup PCBs.Electrochimica Acta ,2001致 谢本设计是在 明及其他几位老师的悉心指导下完成的。老师们严谨的治学态度和精益求精的工作作风使我受益匪浅。在此，我首先向老师表示诚挚的感谢，并致以崇高的敬意!在课题的研究和开发阶段，得到了学校和外界的大力支持和帮助，为我提供了很多资料和设备，在此一并向
31、他们表示衷心的感谢。最后，感谢一直支持我的老师、同学、父母，感谢我的母校。中考满分作文 中考网 中考资源网 上海中考网 北京中考网 中考优秀作文 中考语文试卷 中考英语试卷 中考数学试卷 中高考英语试卷 考试卷及答案 高考语文试卷 成人高考试卷 2010高考试卷 江苏高考试卷 2010高考语文试卷 考试百科网站以考试资讯为核心，提供最新最快最全面的考试资讯，包括报考指南、模拟试题、历年真题、经验技巧等信息。 考试百科还提供考试咨询、培训服务，依托于扬格考试研究院以考试研究为核心、以提供考试服务为目的的专业考试研究机构，考试百科积累了优厚的师资和丰富的教学经验。同时，还与众多知名培训机构达成了合作关系。在综合全国各地公考模拟试卷优点的基础上,特意编制一套紧贴2010年湖南公考命题精髓的“考前预测卷”,有利于考生提前适应公考试卷的难度、区分度并有利于提高考生考前心理适应度。 4、本套试卷汇集湖南知名考试命题研究专家、学科. “归中反应之我见”发表在中学理科2006年第4期 14.“2006年高考理科综合预测卷”发表在常德晚报2006年5月28日 15.“对一道高考题的再评析”发表在中学理科2006年第11期 16.“几个较难离子方程式的书写”发表在中学生.