PAGE8·0.15屆課程設計機械原理課程設計設計說明書學生姓名學號所屬學院機械電氣化工程學院專業機械設計班級指導老師日期2013.06 目錄1設計題目 11.1設計任務 11.2設計提示 12工藝方案 13巧克力包裝機的總體布局 23.1巧克力糖包裝機機構簡圖 23.2執行機構簡圖 43.3折紙機構 43.4送紙與切紙機構 53.5推糖機構 53.6.工作傳送帶 54巧克力糖包裝機的工作循環圖 54.1執行機構的運動循環圖 54.2執行機構周期確定 64.3機構初始狀態設置 64.4傳動機構傳動比計算 75曲柄滑塊機構的設計 76巧克力糖包裝機的齒輪機構設計 77巧克力糖包裝機的凸輪機構 87.1凸輪機構設計 87.2送紙滾筒凸輪機構設計 97.3折紙凸輪機構設計 107.4壓糖凸輪及剪紙凸輪設計 108巧克力包裝機的槽輪設計 119方案評價 12總結 13參考文獻 14 塔里木大學機械原理課程設計PAGE11設計題目包裝對象為圓臺狀巧克力糖（圖6），包裝材料為厚0.008mm的金色鋁箔紙。包裝后外形應美觀挺拔，鋁箔紙無明顯損傷、撕裂和褶皺（圖7）。包裝工藝方案為：紙坯型式采用卷筒紙，紙片水平放置，間歇剪切式供紙（圖8）。包裝工藝動作為：1.將64mm×64mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖ф17mm小端正上方；2.使鋁箔紙沿糖塊錐面強迫成形；3.將余下的鋁箔紙分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包裝紙緊貼巧克力糖。1.1設計任務1.巧克力糖包裝機一般應包括凸輪機構、平面連桿機構、齒輪機構等。2.設計傳動系統并確定其傳動比分配。3.圖紙上畫出機器的機構運動方案簡圖和運動循環圖。4.設計平面連桿機構。并對平面連桿機構進行運動分析，繪制運動線圖。5.設計凸輪機構。確定運動規律，選擇基圓半徑，計算凸輪廓線值，校核最大壓力角與最小曲率半徑。繪制凸輪機構設計圖。6.設計計算齒輪機構。7.編寫設計計算說明書。1.2設計提示1.剪紙與供紙動作連續完成。2.鋁箔紙錐面成形機構一般可采用凸輪機構、平面連桿機構等。3.實現褶紙動作的機構有多種選擇：包括凸輪機構、摩擦滾輪機構等。4.巧克力糖果的送推料機構可采用平面連桿機構、凸輪機構。5.各個動作應有嚴格的時間順序關系。2工藝方案巧克力糖果從澆注成型機出口進入送糖傳送帶，送糖傳送帶勻速將糖果挨個送給曲柄滑塊推糖機構，推糖機構滑塊開有圓形凹槽，能把糖果精準地推到墊有包裝紙工作傳送帶機構上，再由壓糖機構將糖壓入工作傳送帶圓形凹槽中，迫使包裝紙緊貼糖。在每次將糖果送給壓糖機構之時，完成一次送紙的動作；由于壓糖凸輪內嵌入了剪紙的凸輪，并保持一定的角度（即有時間先后關系），所以在壓糖之前先進行了剪紙的動作。當壓糖機構完成動作時，槽輪帶動工作傳送帶再次走過一個凹形圓孔，此時由折紙機構先后將包裝紙壓平，完成之后工作傳送帶再次走過凹型圓孔其中：面壓迫成型斜曲壓迫成型時，應保持適當的間隙，大端面鋁箔紙應該漸被壓入；由于采用的是卷筒紙，鋁箔紙依靠滾筒的摩擦力進給，兩滾筒之間間隙應適當，并且應使鋁箔紙平行且輕貼與導軌，導軌上開一個寬64mm，深0.01mm的矩形長槽。原始數據表2-1設計數據表方案號ABCDEFGH電動機轉速r/min144014401440960960820820780初始數據為電動機轉速為960r／min，糖果包裝數為120個／min。我選擇電動機轉速為820r／min，糖果包裝數為80個／min。3巧克力包裝機的總體布局3.1巧克力糖包裝機機構簡圖圖3-1（a）圖3-1（b）圖3-1（c）圖3-1（d）3.2執行機構簡圖1推糖機構2進糖機構3圓筒紙質4摩擦輪5折紙機構6工作傳送帶7剪紙刀片8壓糖機構3.3折紙機構圖3-3折紙機構利用等臂杠桿原理使得另一頭折紙擋板轉過相對應的角度，再加上兩個凸輪周期并且初始位置相差T/4，從而起到了一前一后的折紙效果。3.4送紙與切紙機構圖3-4送紙與切紙機構通過凸輪使得上摩擦輪與下摩擦輪配合從而達到間歇性送紙3.5推糖機構采用e=0的對心曲柄滑塊機構，機構無急回特性，能夠準確的將巧克力送到圓盤的指定位置圖3-53.6.工作傳送帶工作傳送帶能夠安放巧克力，并與槽輪配合完成各項工作4巧克力糖包裝機的工作循環圖4.1執行機構的運動循環圖表4-1送紙送紙送紙剪剪剪滑塊進滑塊回滑塊進滑塊回滑塊進滑塊回壓糖壓糖壓糖前進前進前進折紙12折紙12折紙124.2執行機構周期確定工作正常的情況下完成一個糖包裝工作為一個周期T。

推糖曲柄滑塊機構為勻速圓周運動，周期分別為T。工作傳送帶機構:圓孔間隙時間停下時間送紙機構：送紙時間（送紙與傳送工作帶圓孔之間間隙時間的同步）剪紙機構：剪紙時間（剪紙在送紙結束時執行）壓糖機構：近休時間推程時間遠休時間回程時間折紙機構1：近休時間推程時間遠休時間回程時間折紙機構2：近休時間推程時間遠休時間回程時間（注：折紙機構1先于折紙機構2，1/4周期）4.3機構初始狀態設置設置機構的初始狀態是為了方便安裝與調試，能夠更好得了解機構各個時間段的分配情況表4-2機構名稱初始狀態目的槽輪機構撥盤與槽輪剛進入嚙合帶動工作傳送帶走過一個圓形槽，開始一個周期運動送紙凸輪遠休角開始處工作傳送帶走動T/4時間內，完成送紙剪紙凸輪近休角開始處滯后工作傳送帶T/4推糖機構滑塊離鉸鏈中心最近處轉過T/8保證剪紙完成后壓糖開始前送糖折紙機構1近休角轉過90°優先折紙2，T/4滯后工作傳送帶T/4折紙機構2近休角開始處滯后折紙1，T/4滯后工作傳送帶T/2壓糖凸輪近休角開始處滯后工作傳送帶T/44.4傳動機構傳動比計算1.減速裝置的設計計算：電動機轉速為820r／min，糖果包裝數為80個／min。傳動比為i=10.25。2．帶輪傳動：帶輪傳動比由送糖傳送帶與出糖傳送帶所需速度大小自行調節3.槽輪：4個直槽傳動比i=44.槽輪至折紙凸輪：周期相同故i取15.鏈輪：送紙機構要獲得與槽輪相同的周期故傳動比i=26.其余齒輪皆為傳遞運動所以傳動比皆為15曲柄滑塊機構的設計 曲柄滑塊機構的設計主要用于進糖機構中進行推入到模具槽中，采用的對心曲柄。

圖5-1曲柄滑塊機構6巧克力糖包裝機的齒輪機構設計表6-1槽輪機齒輪、曲柄滑塊機構齒輪、折紙機構齒輪名稱符號公式計算結果齒數z80分度圓直徑dd=mz320齒頂高haha=ha*m4齒根高hfhf=（ha*+c*）m5齒全高hh=ha+hf9齒頂圓直徑dada=d+2ha328齒根圓直徑dfdf=d-2hf310基圓直徑dbdb=dcosα300.70表6-2減速機內部齒輪1、2與送紙機構傳動齒輪名稱符號公式計算結果齒數z20分度圓直徑dd=mz60齒頂高haha=ha*m3齒根高hfhf=（ha*+c*）m3.75齒全高hh=ha+hf6.75齒頂圓直徑dada=d+2ha66齒根圓直徑dfdf=d-2hf52.5基圓直徑dbdb=dcosα56.38名稱符號公式計算結果齒數z100分度圓直徑dd=mz200齒頂高haha=ha*m2齒根高hfhf=（ha*+c*）m2.5齒全高hh=ha+hf4.5齒頂圓直徑dada=d+2ha204齒根圓直徑dfdf=d-2hf195基圓直徑dbdb=dcosα187.93名稱符號公式計算結果齒數z50分度圓直徑dd=mz100齒頂高haha=ha*m2齒根高hfhf=（ha*+c*）m2.5齒全高hh=ha+hf4.5齒頂圓直徑dada=d+2ha104齒根圓直徑dfdf=d-2hf95基圓直徑dbdb=dcosα93.977巧克力糖包裝機的凸輪機構7.1凸輪機構設計頂糖機構主要使用的是對心平底直動從動件盤形凸輪機構，主要作用是將糖塊從模具中頂出以便卸糖機構將其送上傳送帶。由于設計凸輪機構的偏心距e=0，基圓半徑r=30，推程h=15，近休角90°，推程角135°，等加速、等減速運動規律，遠休角45°，回程角90°簡諧運動規律。凸輪機構輪廓曲線設計結構示意圖圖7.1（a）圖7.1(b)7.2送紙滾筒凸輪機構設計該凸輪機構使用的是對心平底直動從動件盤形凸輪機構，主要作用是將上摩擦輪按下與下摩擦輪配合從而達到間歇性送紙，基圓半徑r=30，推程h=10，近休角90°，推程角90°，遠休角90°，回程角90°推程回程皆為簡諧運動規律。圖7-27.3折紙凸輪機構設計折紙凸輪為對心尖底擺動從動件盤形凸輪，利用等臂杠桿原理使得另一頭折紙擋板轉過相對應的角度，再加上兩個凸輪周期并且初始位置相差T/4，從而起到了一前一后的折紙效果。基圓半徑R=50桿長L=80鉸鏈與基圓距離為100近休角180°推程角90°等加速、等減速運動規律遠休角45°回程角45°簡諧運動規律。圖7-37.4壓糖凸輪及剪紙凸輪設計剪紙凸輪是在壓糖凸輪內開寬度為2的凸輪槽，嵌入滾子鏈接剪紙刀基圓r=10，推程h=2，近休角90°，推程角45°，遠休角45°，回程角180°推程回程皆為簡諧運動規律。圖7-4（a）圖7-4（b）8巧克力包裝機的槽輪設計槽輪機構由帶四個直線溝槽的槽輪和帶有圓柱銷的撥盤及機架所組成。撥盤為原動件，以作等速轉動。槽輪為從動件，作單向間歇轉動。當圓柱銷進入徑向槽時，槽輪轉動；當圓柱銷退出徑向槽時，槽輪靜止不動，撥盤轉四周，槽輪轉動一周。

根據題意，確定槽數Z=4圓銷數n=1中心距L=100㎜.圖8表八槽輪的設計數據項目計算依據計算結果項目計算依據計算結果Φ1由結構定45°hh≥s-(L-R-r)54Φ2由結構定45°r0R-r-b50.22L由結構定100b3~5mm經驗值4RR=Lsin(π/z)70.71d1d1<2(L-R-r)20Z3≤z≤184d2d2<2(L-h)20S71.64γγ=360°-2Φ1270°9方案評價1.對于推送機構：若選曲柄滑塊：結構簡單，平衡困難，有急回性。若選凸輪機構行程小，不能達到設計要求，所以采用傳送帶，適用切經濟性高。2.對于包裝機構：將剛性模腔改成具有一定彈性的鉗糖機械手，這樣能適應巧克力的外形尺寸的變化。包裝機構采用鉗糖機械手。總結整個課程檢驗了我們平時學習的效果，同樣也融入了學以致用的原則，開始拿到課程設計題目根本不知道如何下手，周圍的同學、朋友給了我不少幫助，自己才逐漸弄清方向！做課程設計的這一段時間，讓我明白合作的重要性，大家集思廣益對一個問題總能給出多種解決的辦法，從中進行適當的篩選與整合從而得出最優解，在這個過程里我

完成這份課程設計，我要衷心的感謝我們小組的每一位成員，雖然這份課程設計還存在這樣或那樣的問題，但是當我們就一個問題需要解決的時候，不管問題有多么的繁瑣，我們小組的每一位成員都想盡辦法取解決它，都從各個方面提出自己解決問題的辦法，常常為了一個問題的數據計算而熬夜，當對設計方案進行優化時，我們都盡可能的考慮到每一個工作的細節，讓設計和方案盡可能的完美！在我們思維陷入盲區時，是蘭老師給我們指明了方向，在此也向蘭老師致謝。老