本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：蜜柚包裝機(jī)專業(yè)年級(jí)：2016級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師、職稱：2020年5月

本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)《蜜柚包裝機(jī)設(shè)計(jì)》是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立研究、寫作的成果，不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)的爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不再含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果；對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人獨(dú)自承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：年月日

蜜柚包裝機(jī)設(shè)計(jì)說明書目錄摘要 引言1.1蜜柚包裝機(jī)課題的提出在我國(guó)，蜜柚的種植范圍非常的廣泛，在除了部分大規(guī)模果園種植模式外還有很大一部分的比例是家庭種植模式，但家庭種植模式下由于蜜柚的種植規(guī)模小，很難采用大型的自動(dòng)包裝產(chǎn)線，同時(shí)由于目前我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)人口大量往城市輸出，導(dǎo)致鄉(xiāng)鎮(zhèn)勞動(dòng)力降低，由于人手不足的原因，在蜜柚采摘后往往需要找數(shù)人進(jìn)行數(shù)日的包裝工作，蜜柚成本中的人力成本大幅度的提高。伴隨著我國(guó)包裝行業(yè)自動(dòng)化的不斷推進(jìn)，上述費(fèi)時(shí)費(fèi)力的手工包裝方式開始由于成本，時(shí)效等多種原因開始逐漸退出舞臺(tái)。而在蜜柚生產(chǎn)的過程中，為了長(zhǎng)期的儲(chǔ)存與方便運(yùn)輸，采摘后的蜜柚都需要經(jīng)過包裝才能完成出貨。因此，設(shè)計(jì)一款低成本，高效率的蜜柚自動(dòng)包裝機(jī)解決人工包裝存在的問題。1.2蜜柚包裝機(jī)的種類和發(fā)展隨著包裝機(jī)械的不斷發(fā)展，越來越多的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用到了包裝工作中去，其中也存在著與本課題類似的設(shè)計(jì)，查閱國(guó)內(nèi)外資料發(fā)現(xiàn)，目前無論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外所采用的包裝方式基本無差異，一種是使用熱收縮膜進(jìn)行包裝如圖1.1所示，另一種則為套袋包裝機(jī)如圖1.2所示。圖1.1熱收縮膜柚子柚子包裝機(jī)圖1.2蜜柚套袋機(jī)包裝機(jī)設(shè)備，在設(shè)計(jì)蜜柚包裝機(jī)設(shè)備時(shí)既要考慮其能耗，成本，的同時(shí)也要兼顧產(chǎn)量。1.3蜜柚包裝機(jī)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果1.3.1蜜柚包裝機(jī)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題主要將設(shè)計(jì)一款多部分組成的蜜柚包裝機(jī)，針對(duì)蜜柚的送料，包裝袋的封邊，包裝袋的封口，出貨等問題進(jìn)行細(xì)化解決設(shè)計(jì)。對(duì)主要的封口，封邊機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)主要蜜柚包裝機(jī)的主要工作部分進(jìn)行校核。從而達(dá)到較好的破碎效果。1.3.2本課題預(yù)期設(shè)計(jì)結(jié)果（1）對(duì)蜜柚包裝機(jī)各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)合理。（2）蜜柚包裝機(jī)傳動(dòng)方案的確定。（3）蜜柚包裝機(jī)主要工作部件的校核對(duì)蜜柚包裝機(jī)各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)合理。（4）使用SolidWorks等制圖軟件繪制蜜柚包裝機(jī)各部分零件以及進(jìn)行各零部件的總裝配。（5）利用AutoCAD等制圖軟件繪制蜜柚包裝機(jī)的零件二維圖以及總裝配圖。2蜜柚包裝機(jī)方案設(shè)計(jì)2.1蜜柚包裝機(jī)設(shè)計(jì)思路蜜柚包裝機(jī)主要由送料傳送帶，蜜柚包裝袋封邊機(jī)，蜜柚包裝袋封口機(jī)，出料傳動(dòng)帶四部分構(gòu)成，其中由于包裝帶的尺寸固定，因此需要對(duì)蜜柚的尺寸進(jìn)行限制，因此在送料傳送帶上加裝限位裝置，來限制蜜柚的尺寸。兩傳送帶部分的動(dòng)力主要通過減速電機(jī)通過帶傳動(dòng)來進(jìn)行。封邊機(jī)主要由兩對(duì)夾緊輥輪以及加熱封邊機(jī)構(gòu)組成。封口機(jī)由熱封口機(jī)構(gòu)組成。蜜柚在送料傳送帶的作用下輸送到封邊機(jī)上，封邊機(jī)的主動(dòng)夾緊輥輪以及封邊機(jī)傳送帶帶動(dòng)蜜柚以及包裝袋前進(jìn)，前進(jìn)過程中加熱封邊機(jī)對(duì)包裝袋進(jìn)行封邊，封邊后的包裝袋成袋筒裝，后經(jīng)過封口機(jī)封口，切斷成獨(dú)立的包裝袋。2.2蜜柚包裝機(jī)主要結(jié)構(gòu)蜜柚包裝機(jī)分為四部分組成，送料傳送帶部分由滾筒，傳送帶，電機(jī)，限位機(jī)構(gòu)組成。封邊機(jī)由兩對(duì)夾緊輥輪，加熱封邊機(jī)構(gòu)組成。封口機(jī)由機(jī)架，加熱封口機(jī)構(gòu)組成。出料傳送帶與送料傳送帶相比只去掉了限位機(jī)構(gòu)。整體如圖2.1所示。圖2.1蜜柚包裝機(jī)示意圖2.3蜜柚包裝機(jī)傳動(dòng)方案在蜜柚包裝機(jī)設(shè)計(jì)上，傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)非常的重要，選取不同的傳動(dòng)系統(tǒng)作用在蜜柚包裝機(jī)的形態(tài)會(huì)有巨大的影響。傳動(dòng)的任務(wù)是將動(dòng)力由動(dòng)力源即電機(jī)傳各個(gè)需要的地方去。在包裝機(jī)的傳動(dòng)形式中齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)為這兩種傳動(dòng)方式常見且性能良好。而每種傳動(dòng)都有各自的有點(diǎn)，比如：帶傳動(dòng)有適用于動(dòng)力輸出軸與動(dòng)力輸入軸之間距離較大時(shí)使用、在某個(gè)部分過載時(shí)，皮帶將只會(huì)在帶輪上轉(zhuǎn)動(dòng)，不影響其他部件、帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,出現(xiàn)問題是便于檢測(cè)，解決、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),無噪聲、帶有一定的彈性，能對(duì)振動(dòng)有一定緩沖等特點(diǎn)。而齒輪傳動(dòng)則具有：適用范圍寬、工作較為可靠，使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)精度高、傳動(dòng)效率高等特點(diǎn)。通過分析兩種傳動(dòng)的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)帶傳動(dòng)適合用于傳送帶的傳動(dòng)，平穩(wěn)高效，可以應(yīng)付可能遇到的意外，如失手將蜜柚直接掉到傳送帶上，造成瞬間負(fù)荷增大的情況，故選用帶傳動(dòng)的方式將動(dòng)力傳送到蜜柚包裝機(jī)的傳送帶部分。各種類型傳動(dòng)的參數(shù)如表2.1所示。表2.1各類帶傳動(dòng)的參數(shù)（參照值）通過分析兩種傳動(dòng)的特點(diǎn)發(fā)現(xiàn)齒輪傳動(dòng)適合用于夾緊輥輪的傳動(dòng)，夾緊輥輪在開機(jī)時(shí)需要分開，裝入包裝袋，因此帶傳動(dòng)這種固定距離的傳動(dòng)不適合夾緊輥輪的傳動(dòng)。因此蜜柚包裝機(jī)封邊機(jī)夾緊輥輪處采用傳動(dòng)效率高，運(yùn)行平穩(wěn)的齒輪傳動(dòng)進(jìn)行夾緊輥輪的傳動(dòng)。3蜜柚包裝機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分設(shè)計(jì)3.1送料傳送帶設(shè)計(jì)蜜柚包裝機(jī)送料傳送帶整體框架由4040鋁合金型材搭建，使用角碼，先裝螺母，螺栓進(jìn)行組合。用兩塊側(cè)板作為固定傳送帶滾筒的支架，采用帶座軸承支撐送料傳送帶的滾筒。限位裝置采用螺栓進(jìn)行限位的調(diào)節(jié)，通過調(diào)整在側(cè)板上的調(diào)節(jié)螺母來進(jìn)行控制限位大小。動(dòng)力選用齒輪減速電機(jī)作為送料傳送帶的原動(dòng)件，使用帶傳動(dòng)的方式將電機(jī)動(dòng)力傳到滾筒上。蜜柚包裝機(jī)送料傳送帶部分如圖3.1所示。圖3.1蜜柚包裝機(jī)送料傳送帶3.2包裝袋原料送料部分設(shè)計(jì)在蜜柚包裝機(jī)計(jì)中，包裝帶將被主動(dòng)加緊輥輪和封邊機(jī)傳送帶共同帶動(dòng)，并無獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，因此需要一個(gè)便于滾動(dòng)的底座進(jìn)行對(duì)包裝袋原料進(jìn)行支撐。包裝袋原料送料部分設(shè)計(jì)如圖3.2所示。圖3.2蜜柚包裝機(jī)包裝袋原料送料部分3.3夾緊輥輪設(shè)計(jì)蜜柚包裝機(jī)在包裝過程中需要保證包裝袋原料在一定的高度上，只有在一定的高度上才能被封邊機(jī)加熱封邊。因此需要有一個(gè)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行包裝袋原料的加緊工作，而在加緊工作過程中還需要隨著包裝袋原料的前進(jìn)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)考慮在開機(jī)上料時(shí)需要對(duì)包裝袋進(jìn)行裝夾，因此了一種通過壓簧來對(duì)包裝袋進(jìn)行壓緊，裝夾的機(jī)構(gòu)。在封邊機(jī)工作過程中需要兩組夾緊輥輪進(jìn)行共同工作，為了配合加熱封邊機(jī)的工作，其中一組夾緊輥輪因具有主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的能力，因此設(shè)計(jì)一組主動(dòng)夾緊輥輪以及一組從動(dòng)夾緊輥輪。主動(dòng)夾緊輥輪部分如圖3.3所示，從動(dòng)夾緊輥輪如圖3.4所示。圖3.3主動(dòng)夾緊輥輪圖3.4從動(dòng)夾緊輥輪3.4加熱封邊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在蜜柚包裝機(jī)中，最主要的包裝步驟就是封邊以及封口，因此，這兩部分的設(shè)計(jì)以及動(dòng)力選型是較為關(guān)鍵的。考慮到這兩部分承受的載荷主要是加熱塊的重力，以及封邊，封口時(shí)所需要施加的一定壓力，經(jīng)過綜合考慮采用步進(jìn)電機(jī)和絲桿組成的50mm電缸模塊作為動(dòng)力元件，在模塊上加裝加熱成型塊進(jìn)行熱成型封邊，加熱封邊機(jī)構(gòu)如圖3.5所示。圖3.5加熱封邊機(jī)構(gòu)3.5加熱封口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)加熱封口機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與加熱封邊機(jī)構(gòu)相似，但由于加熱封口機(jī)構(gòu)無支撐部分，所以需要額外加裝一個(gè)支架用于支撐加熱封口裝置，加熱封口機(jī)采用的電缸模組在長(zhǎng)度上與加熱封邊機(jī)有一定的區(qū)別，考慮到蜜柚的尺寸，選用250mm電缸模組進(jìn)行對(duì)加熱塊的伸縮。圖3.6加熱封口機(jī)構(gòu)4電動(dòng)機(jī)的選擇4.1傳送帶電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是蜜柚包裝機(jī)傳送帶的唯一動(dòng)力來源，所有電動(dòng)機(jī)的選擇非常重要，在選型時(shí)應(yīng)充分考慮電動(dòng)機(jī)的種類，功率，轉(zhuǎn)速等因素，根據(jù)蜜柚包裝機(jī)傳送帶的設(shè)計(jì)需求，在滿足條件的情況下盡量選擇價(jià)格較為便宜的電動(dòng)機(jī)，以此來降低成本，達(dá)到低成本的目的。而隨著工業(yè)的發(fā)展電動(dòng)機(jī)的種類發(fā)展出了許多的種類，按照其工作使用的電源種類可分為：直流電機(jī)；交流電機(jī)。而直流電機(jī)又可以根據(jù)有無刷分為：有刷直流電機(jī)；無刷直流電機(jī)。而交流電機(jī)按照又可以細(xì)分為單相交流電機(jī)；三相交流電機(jī)。同時(shí)根據(jù)能否控制又可分出伺服電機(jī)。蜜柚包裝機(jī)傳送帶的電動(dòng)機(jī)主要目的就是為了能帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)傳送帶前進(jìn)，因而在選蜜柚包裝機(jī)傳送帶電機(jī)之前需要對(duì)蜜柚包裝機(jī)傳送帶在運(yùn)動(dòng)過程中所需的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算。電動(dòng)機(jī)功率Pd，蜜柚包裝機(jī)傳送帶需要的功率PPd=PwPw=Tn9950式中PdPw——蜜柚包裝機(jī)傳送帶T——蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分的阻力矩，N·mn——蜜柚包裝機(jī)傳送帶的轉(zhuǎn)速，r/min由電動(dòng)機(jī)到蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分的傳動(dòng)總效率η應(yīng)為蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分中所有傳動(dòng)部分傳動(dòng)效率的乘積[1]，即η=η1上式4-3中η1·η在蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分設(shè)計(jì)中，動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出后到達(dá)蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分前需要經(jīng)過一次帶傳動(dòng)，以及一對(duì)軸承。經(jīng)過查表，取帶傳動(dòng)的效率η帶=0.96，滾動(dòng)軸承的效率η軸承=η=η帶?η軸承在行進(jìn)過程中主要通過摩擦力來進(jìn)行移動(dòng)，因此需要計(jì)算摩擦力距，由于傳送帶使用的材料為橡膠，滾筒材料為鋁合金，通過查表得到鋁合金-橡膠的摩擦系數(shù)為0.25。即：u=0.25(已知摩擦系數(shù)還需要求得正壓力才能求得蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分所受阻力，預(yù)設(shè)單次最多放置5個(gè)蜜柚，單個(gè)蜜柚的質(zhì)量在1.5-2kg，為安全計(jì)算，取單個(gè)蜜柚的質(zhì)量為2kg。傳送帶，滾筒質(zhì)量由SolidWorks建模分析計(jì)算得到8.3kg。滾筒質(zhì)量為6.115kg，兩滾筒質(zhì)量總計(jì)12.23kg。為安全計(jì)算因?qū)⒃摽傎|(zhì)量一同計(jì)算入載荷。即總質(zhì)量m：m=30.53kg（4-6）蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分需要的扭矩T=umgL（4式中u——鋁合金-橡膠的摩擦系數(shù)（0.25）m——總質(zhì)量（30.53kg）g——重力加速度，取9.8m/sL——力臂，即滾筒半徑（50mm=0.05m）所需力距T=umgL=0.25×30.53×9按照每分鐘前進(jìn)15m計(jì)算轉(zhuǎn)速nn=152πL=150.722=47.5Pw=Tn9550=3.74×47.59550=考慮突發(fā)狀況選取安全系數(shù)S=2P=S·Pw=37.2w綜合考慮選用帶齒輪減速的齒輪減速電機(jī)，該類電機(jī)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在價(jià)格較電機(jī)加減速器的組合相比要便宜，且無需再安裝減速器，減小了誤差以及減小了一定的損耗，所選用的電機(jī)主要參數(shù)如下4.2夾緊輥輪電機(jī)的選擇夾緊輥輪電機(jī)是作為封邊機(jī)的重要部分，負(fù)責(zé)帶動(dòng)包裝袋原料前進(jìn)。因此，選擇夾緊輥輪電機(jī)時(shí)主要考慮的是平穩(wěn)性以及控制問題。因此擬采用步進(jìn)電機(jī)作為該部分的動(dòng)力元件。在選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，主要考慮的是其扭矩，故應(yīng)該按照扭矩大小確定步進(jìn)電機(jī)型號(hào)。由電動(dòng)機(jī)到夾緊輥輪部分的傳動(dòng)總效率η應(yīng)為夾緊輥輪部分中所有傳動(dòng)部分傳動(dòng)效率的乘積，即η=η1·η2上式4-3中η1·η2在夾緊輥輪部分設(shè)計(jì)中，動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出后到達(dá)夾緊輥輪前需要經(jīng)過兩次齒輪傳動(dòng)，以及兩對(duì)軸承。查閱文獻(xiàn)資料，取齒輪傳動(dòng)的效率η齒輪=0.99，軸承的效率η軸承=η=η齒輪2?η在傳動(dòng)過程中主要克服額定是夾緊摩擦產(chǎn)生的阻力，根據(jù)文獻(xiàn)資料，由于包裝過程中柚子的姿態(tài)有一定的差異，包裝袋需要的夾緊力F按照經(jīng)驗(yàn)取20N。夾緊輥輪采用鋁合金材料，查表得鋁合金-塑料的摩擦系數(shù)0.26。摩擦力ff=uF=0.26×20=5.2N所需扭矩T，取輥輪半徑r=46mmT=fr=5.2×0.046=0.2392N·m（4-15電機(jī)輸出扭矩TdTd=Tn=0.249N綜合考慮選用運(yùn)行平穩(wěn)，性能優(yōu)越的57步進(jìn)電機(jī)電機(jī)，該類電機(jī)的優(yōu)勢(shì)主要體4.3封邊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力選擇封邊機(jī)作為對(duì)蜜柚包裝的核心部分之一，采用加熱，擠壓將包裝袋進(jìn)行封邊處理，因此封邊機(jī)的效率很大程度是決定了包裝的速度，由于封邊時(shí)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用與地面水平的推桿，推動(dòng)加熱塊實(shí)現(xiàn)封邊，因此在動(dòng)力的選擇上需要一款能在水平方向上反復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源來支持封邊工作。封邊動(dòng)作中主要承受的是外加的加熱塊的重力。因此在選擇該部分動(dòng)力源的時(shí)候需要考慮的主要因素為加熱塊的重力，通過SolidWorks質(zhì)量分析，如圖4.3所示，m=0.996kg，除此之外還需要一個(gè)約10N的壓緊力。圖4.3封邊加熱塊質(zhì)量經(jīng)過綜合考慮，選用以伺服電機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，搭配絲杠一體的推桿電機(jī)模塊RSDG2作為封邊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源。該模塊的主要參如下，外觀如圖4.4所示。最大可搬運(yùn)重量（水平）：25kg最大可搬運(yùn)重量（垂直）：5kg最大推力范圍:101-200N最大壓緊力：150N驅(qū)動(dòng)方式：壓軋滾珠絲杠行程：50mm圖4.4RSDG2推桿電機(jī)4.4封口機(jī)構(gòu)的動(dòng)力選擇在本次設(shè)計(jì)中，封口機(jī)構(gòu)工作原理與封邊機(jī)構(gòu)相似，唯一不同的就是加熱塊的運(yùn)動(dòng)的方向。封口動(dòng)作中主要承受的是外加的加熱塊的重力。因此在選擇該部分動(dòng)力源的時(shí)候需要考慮的主要因素為加熱塊的重力，通過SolidWorks質(zhì)量分析，如圖4.5所示，m=1.21kg，除此之外還需要一個(gè)約10N的壓緊力。圖4.5封口加熱塊質(zhì)量經(jīng)過綜合考慮，選用以伺服電機(jī)為主要?jiǎng)恿υ矗钆浣z杠一體的推桿電機(jī)模塊RSDG2作為封邊機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源。該模塊的主要參如下，外觀如圖4-4所示。最大可搬運(yùn)重量（水平）：25kg最大可搬運(yùn)重量（垂直）：5kg最大推力范圍:101-200N最大壓緊力：150N驅(qū)動(dòng)方式：壓軋滾珠絲杠行程：250mm5蜜柚包裝機(jī)主要部分設(shè)計(jì)5.1傳送帶部分帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)上文所述，傳送帶部分采用的是帶傳動(dòng)，并選擇了LK-SH-11-1齒輪減速減速電機(jī)作為傳送帶部分的動(dòng)力來源，移動(dòng)部分的該齒輪減速電機(jī)額定功率P=100w，額定傳動(dòng)比1/60，輸出轉(zhuǎn)速為20r/min?？紤]傳送帶部分工作環(huán)境定其工作狀況系數(shù)[1]KA=1.2計(jì)算功率PC=KA?選擇A型帶蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分小帶輪直徑D1=100mm傳送帶部分大帶輪直徑，一般帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率ε為1%～2%，取ε=1%D2=1向上圓整取蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分大帶輪直徑D2=100mm大帶輪轉(zhuǎn)速n2=D1)計(jì)算蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分帶長(zhǎng)求蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分DDm=D求蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分△△=D2-2)求蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分中心距aa≥0.55（D1+D2）根據(jù)實(shí)際確定：中心距a=125mm3)自動(dòng)蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分帶長(zhǎng)計(jì)算L=π(D1+D=πD4)蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度取LD=550mm5)求蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分小帶輪包角蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分小輪包角α1=180°-6)求蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分帶根數(shù)V=πD1蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分傳動(dòng)比i=n2n1=蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分帶根數(shù)ZPkk△Z=pc(p0帶根數(shù)Z取27)求蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分軸上載荷蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分單根V帶張緊力q=0.10kg/mF0=500Pc=500×≈430蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分軸上載荷：FQ=2ZF0sin5.2夾緊輥輪傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)在夾緊輥輪的設(shè)計(jì)中，夾緊輥輪的作用是為了讓夾緊包裝袋不掉落，并且往前運(yùn)動(dòng)，因此一對(duì)夾緊輥輪中的兩個(gè)輥輪需要做反向同轉(zhuǎn)速的運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，在設(shè)計(jì)時(shí)加裝了齒輪來保證運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一，如圖3.3,3.4所示采用直齒輪進(jìn)行傳動(dòng)。由于該設(shè)計(jì)部分以輥輪為主，因此，齒輪尺寸需要與輥輪進(jìn)行配合，輥輪的直徑D=92mm。故設(shè)計(jì)齒輪分度圓為92mm，材料為45鋼，綜合多種因素選用2模46齒的齒輪。為保證其強(qiáng)度對(duì)其進(jìn)行校核，由于蜜柚包裝機(jī)的工作情況較為平穩(wěn)，根據(jù)表5.1選使用系數(shù)KA=1.0表5.1使用系數(shù)工作速度需要取決于封邊或封口機(jī)構(gòu)的速度，根據(jù)設(shè)計(jì)，每個(gè)包裝袋長(zhǎng)度為400mm，封邊加熱塊長(zhǎng)度200mm，即封邊機(jī)進(jìn)行兩次封裝，封口機(jī)進(jìn)行一次封裝，推桿電機(jī)最高速度為500mm/s，為保證安全取400mm/s，封邊機(jī)部分推桿電機(jī)行程50mm，即完成兩次封邊動(dòng)作需要移動(dòng)200mm即最快需要0.5s，封口機(jī)行程為250mm實(shí)際移動(dòng)200mm即完成一次封口動(dòng)作需要移動(dòng)400mm，即最快需要1s。因此取相對(duì)慢的封口機(jī)的速度為基準(zhǔn)，即移動(dòng)速度V為400mm/s，轉(zhuǎn)速83.1r/min。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njL=1.82式中n——齒輪轉(zhuǎn)速，r/min;J——齒輪轉(zhuǎn)一周時(shí)同側(cè)齒面的嚙合次數(shù)；L——齒輪工作壽命，h取工作365天，每天10小時(shí)，使用10年；經(jīng)查相關(guān)文獻(xiàn)得彎曲疲勞強(qiáng)度極限σ根據(jù)圖5.1，安全考慮取動(dòng)載系數(shù)KV=1。圖5.1動(dòng)載系數(shù)KV齒間載荷分配系數(shù)根據(jù)表5.2取KHa=1，所用齒輪采用7級(jí)進(jìn)度，懸臂布置，取KHB=1.189表5-2齒間載荷分配系數(shù)則載荷系數(shù)為KF=KAKVKFα承受扭矩按照4.2選型結(jié)果T=0.382N·m，即齒輪圓周力FtFt=2Td1=8.3N（5按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核[σF]=FtKFYFa1YSa1Yεbm=[σF]遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于σF，故所用齒輪符合要求。由于齒輪受載荷較小，考慮結(jié)構(gòu)等因素，采用緊定螺釘進(jìn)行固定，設(shè)計(jì)齒輪如圖5.2所示。圖5.2輥輪傳動(dòng)齒輪5.3夾緊輥輪軸設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)，夾緊輥輪部分主要承受扭矩以及齒輪的切向力，從步進(jìn)電機(jī)到軸部分，經(jīng)過一次齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率為0.99，通過4.2部分選型以及5.1齒輪計(jì)算結(jié)果可知n=83.1r/minT=0.328N·mFN=8.3N初步確定夾緊輥輪軸的最小直徑，選取材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理σB=650Mpa,σs=360Mpa。，查表得A0=T1=Tn=0.325N·mdmin=A03T19550式中dminT——軸受扭矩為了方便與軸承，輥輪，齒輪等進(jìn)行配合，初步選取軸徑為20mm，分析改軸受力，該軸主要受到扭矩，以及齒輪切向力，輥輪夾緊力的作用。夾緊力根據(jù)4.2電機(jī)選型部分去F=20N。受力分析示意圖如圖5.3所示圖5.3受力分析示意圖X向剪力圖，彎矩圖如圖5.4所示，Y向剪力圖，彎矩[7]如圖5.5所示圖5.4X向剪力圖，彎矩圖由圖5.3受力分析計(jì)算M=0（5-19F=0（5-20可求得支反力FN1,FN2FN2=4.15NFN1=12.45N圖5.5Y向剪力圖，彎矩圖由圖6-1受力分析計(jì)算M=0（5-21F=0（5-22可求得支反力FN1,FN2FN2=10NFN1=30N作扭矩圖如圖5.6所示圖5.6扭矩圖合成彎矩MM=M12+M由于夾緊輥輪軸上同時(shí)受到彎矩和扭矩的作用，屬于組合變形，按照第三強(qiáng)度計(jì)算理論對(duì)改移動(dòng)軸進(jìn)行計(jì)算，其強(qiáng)度條件應(yīng)為：1WM2+T2由于初定的夾緊輥輪軸截面為直徑d=0.02m的實(shí)心圓，計(jì)算其抗彎截面系數(shù)ww=πd332帶入數(shù)值計(jì)算σ=M2+T2W=32即σ=0.927Mpa，夾緊輥輪軸的材料為45號(hào)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)資料查得σs=360Mpa，σ<σS故所設(shè)計(jì)夾緊輥5.4傳送帶滾筒軸承的選擇隨著工業(yè)的發(fā)展，軸承的種類變的越來越多，在選擇軸承時(shí)，軸承的類型，軸承的結(jié)構(gòu)等因素都會(huì)影響最后的設(shè)計(jì)結(jié)果，因此軸承的選擇在本次的蜜柚包裝機(jī)設(shè)計(jì)的中非常的重要，一方面要考慮對(duì)于蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分而言，軸承的強(qiáng)度是否滿足需求，軸承的結(jié)構(gòu)是否對(duì)于蜜柚包裝機(jī)而言合理有效根據(jù)傳送帶電機(jī)部分的計(jì)算可知，傳送帶部分的軸承主要承受徑向力Fr，根據(jù)分析，該軸承受滾筒重力以及帶輪張緊力。Fr=G22+F02=485.5+861=1346.5N根據(jù)蜜柚包裝機(jī)傳送部分滾筒設(shè)計(jì)，移動(dòng)軸直徑為30mm，故選用內(nèi)徑為30mm的軸承，考慮到只受徑向力，選用深溝滾珠軸承較為合適，經(jīng)綜合考慮，選用UCF206型帶座深溝滾珠軸承，UCF206型軸承主要參數(shù)如表5-3所示。表5-3UCF206型帶座軸承主要參數(shù)類別參數(shù)類別參數(shù)內(nèi)徑d(φ)30高度h32.5材料鑄鐵安裝孔間距83基本額定動(dòng)載荷(N)14970規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷方向徑向尺寸規(guī)格米制滾動(dòng)體列數(shù)單列最大容許轉(zhuǎn)速(rpm)13000基本額定靜載荷(N)10040安裝螺栓規(guī)格M10徑向內(nèi)部游隙-疲勞負(fù)荷極限(KN)0.815參考轉(zhuǎn)速(r/min)2000重量(g)1120為了保證該軸承能在蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分上長(zhǎng)時(shí)間使用，需要對(duì)該軸承進(jìn)行壽命校核，該類軸承參數(shù)按照6206型深溝球軸承進(jìn)行壽命校核，取軸承壽命指數(shù)為3。C=P360n式中，n為傳送帶滾筒轉(zhuǎn)速，20r/minC為額定載荷值P為蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分載荷值Lh為預(yù)期壽命，取20000將數(shù)值帶入，C=P360n106查表，6206軸承Cr=19500NL=10660n（c滿足蜜柚包裝機(jī)傳送帶部分預(yù)期壽命要求。該類軸承如圖5.7所示。圖5.7UCF206型帶座深溝滾珠軸承6結(jié)束語隨著我國(guó)自動(dòng)化水平的提高，單純靠人力完成蜜柚的包裝工