機械綜合設計課程題目：粒狀巧克力糖包裝機的設計學院：機電工程學院專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：09機械1班姓名：學號：2012年10月10日目錄-1一、設計任務書1二、粒狀巧克力糖包裝機的工藝確定3三、粒狀巧克力糖包裝機的總體布局7四、粒狀巧克力糖包裝機的傳動系統9五、粒狀巧克力糖包裝機的工作循環(huán)圖10六、粒狀巧克力糖包裝機的齒輪設計15七、粒狀巧克力糖包裝機的機械手設計17八、粒狀巧克力糖包裝機的凸輪設計18九、粒狀巧克力糖包裝機的槽輪設計21十、設計小結22十一、參考文獻22一、設計任務書-21、粒狀巧克力糖被加工對象是粒狀巧克力糖，如圖1所示。H=15mm，1=25mm，2=20mm。2、包裝材料巧克力糖包裝采用厚度0.008mm75X75的銀色鋁箔卷筒紙。3、機器的生產率自動機的正常生產率為86件/min。4、包裝質量要求要求巧克力糖包裝后外形美觀、挺括、鋁箔紙無明顯損傷、撕裂、褶皺（如圖2所示）。5、對自動機的基本要求機械機構簡單，工作可靠、穩(wěn)定，操作方便、安全，維修容易，造價低,大批量生產。7、設計工作量：設計說明書一份。二、粒狀巧克力糖包裝機的工藝確定圖1產品形狀圖2包裝產品最后形狀-31產品特征粒裝巧克力糖呈圓臺形，輪廓清楚，但質地疏松，容易碰傷。因此，考慮機械動作時應適合它的特點，以保證產品的加工質量。產品夾緊力要適當；在進出料時避免碰撞而損傷產品；包裝速度應適中，過快會引起沖擊而可能損傷產品等。包裝工藝首要的是解決坯件的上料問題。顯然，像巧克力糖之類的產品，使用一般料斗上料方法是不適宜的。如果采用料倉式上料方法，則需要人工定時放料，每分鐘放80粒糖也夠緊張的。如果將自動機的進料系統直接與巧克力糖澆注成形機的出口相銜接，則比較容易解決巧克力糖的自動上料問題。2包裝材料食品包裝材料應十分注重衛(wèi)生。粒狀巧克力糖包裝紙采用厚度為0.008mm的金色鋁箔紙，它的特點是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂，也容易褶皺。因此，在設計供紙部件時對速度應十分注意。一般包裝的速度越高，紙張的拉力就越大。根據經驗，一般送紙速度應小于500mm/s。選擇供紙機結構時，主要依據下列兩點：1）采用紙片供料或是采用卷筒紙供料。本機采用卷筒紙。2）紙張送出時的空間位置時垂直置放的還是水平置放的。將紙片水平置放對包裝工藝有利。但卷筒紙水平輸送，只能采用間歇式剪切供紙方法。3包裝工藝方案擬定圖3包裝工序分解圖圖3為最初的巧克力糖包裝工藝圖.根據人工包裝動作順序,針對產品包裝質量要求,該機包裝工藝如下:1)將75mm75mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖小端正上方,如圖3(a)所示。2)使鋁箔紙沿糖塊錐面強迫成行如圖3(b)所示.3)將余下的鋁箔紙分成兩半,先后向大端中央折去,迫使包裝紙緊貼巧克力糖,如圖3(c),(d)所示.4.巧克力糖包裝工藝的實驗根據初擬的包裝工藝方案,進行工藝實驗.圖5為鉗糖機械手及巧克力糖包裝簡圖.-4圖4鉗糖機械手及巧克力糖包裝1-轉軸2-轉盤3-彈簧4-接糖桿5-鉗糖機械手(共6組)6-糖塊7-頂糖桿8-鋁箔紙9-環(huán)行托板10-折邊器如上圖所示,機械手設計上是具有彈性的錐形模腔,這樣能適應巧克力糖外形尺寸的變化,I不存在拉破鋁箔紙的現象.在機械手下面有圓環(huán)形托板,以防止糖塊下落。工藝實驗的過程如下:當鉗糖機械手轉至裝糖未位置時,接糖桿4向下運動,頂糖桿7向上推糖塊6和包裝紙8,使糖塊和鋁箔紙夾在頂糖桿和接糖桿之間,然后它們同步上升,進入機械手5,迫使鋁箔紙成型如圖4(b)所示,接著折邊器10向左折邊,成圖4(c)狀,然后轉盤2帶機械手5作順時針方向轉動,途徑環(huán)行托板9,使鋁箔紙全部覆蓋在糖塊的大端面上,完成全部包裝工藝如圖4(d)所示.由于包裝紙表面還不夠光滑,有時還發(fā)生褶皺現象,需要進一步改進.經過實驗,發(fā)現鋁箔紙只要用柔軟之物輕輕一抹,就很光滑平整地緊貼在糖塊表面上,達到預期的外觀包裝質量要求.因此增設了一個帶有錐形毛刷圈（軟性尼龍絲），在定糖過程中，先讓糖塊和鋁箔紙通過毛刷圈，然后再進入機械手成形，結果使包裝紙光滑、平整、美觀，完全達到包裝質量要求。圖5是經過改進后的巧克力糖包裝成型機機構簡圖。圖5巧克力糖包裝成型機構1-左抄板紙2-鉗糖機械手3-接糖桿4-右抄板紙5-錐形尼龍絲圈6-鋁箔紙7-糖塊8-頂糖桿另外，考慮自動機工作的可靠性，在成品出料口增設撥糖桿，確保機械手中的糖塊落入-5輸送帶上。這樣的工藝方案就此確定。三、粒狀巧克力糖包裝機的總體布局1.機型選擇由于大批量生產，所以選擇全自動機型。根據前述工藝過程，選擇回轉式工藝路線的多工位自動機型。根據工藝路線分析，實際上需要兩個工位，一個是進料、成型、折邊工位另一個是出料工位。自動機采用六槽槽輪機構作工件步進傳送。2.自動機的執(zhí)行機構根據巧克力糖包裝工藝，確定自動機由下列執(zhí)行機構組成：1)送糖機構；2)供紙機構；3)接糖和頂糖機構；4)抄紙機構；5)撥糖機構；6)鉗糖機械手的開合機7)轉盤步進傳動機下面是主要執(zhí)行機構的結構和工作原理。圖6為鉗糖機械手、進出糖機構結構圖。送糖盤4與機械手作同步間歇回轉，逐一將糖塊送至包裝工位。機械手的開合動作，由固定的凸輪8控制，凸輪8的廓線是由兩個半徑不同的圓弧組成，當從動滾子在大半徑弧上，機械手就張開；從動滾子在小半徑弧上，機械手靠彈簧6閉合。圖7為接糖和頂糖機構示意圖。接糖桿和頂糖桿的運動，不僅具有時間上的順序關系，而且具有空間上的相互干涉關系，因此它們的運動循環(huán)必須遵循空間同步化的原則設計，并在結構上應予以重視。接糖桿和頂糖桿夾住糖塊和包裝紙同步上升時，夾緊力不能太大，以免損傷糖塊。同時應使夾緊力保持穩(wěn)定，因此在接糖桿的頭部采用如橡皮類的彈性件。3.包裝機總體布置圖6鉗糖機械手及進出糖塊機構1-輸送帶2-糖塊3-托盤4-鉗糖機構5-鉗糖機械手6-彈簧7-托板8-機械手9-機械手開合凸輪10-輸料帶I-進料,成型,折邊工位II-出糖工位-6圖8總體布置圖四、粒狀巧克力糖包裝機的傳動系統粒狀巧克力糖包裝機是專用自動機，根據自動機傳動系統設計的一般原則和巧克力糖包裝工藝的具體要求，擬定如圖9所示的傳動系統。圖9粒狀巧克力糖包裝機傳動系統1-電動機2-帶式無級變速機構3-鏈輪幅4-盤車手輪5-頂糖桿凸輪6-剪紙導