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东华大学——机械原理课程设计——易拉罐打码装箱机

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机械原理课程设计易拉罐打码装箱机东华大学班级机械1304学号姓名贺俊杰梁蕴韬2015年7月4日-7月12日1 课程设计题目 (3)1.1 设计题目 (3)1.2 设计任务和要求 (3)2方案设计及功能分析 (4)2.1 打码设计方案 (4)2.2 双层装箱设计方案 (5)3 工艺流程图及工艺原理图 (9)3.1工艺流程图 (9)3.2工艺原理图 (10)4 运动配合图及运动循环图 (11)4.1运动配合图 (11)4.2 运动循环图 (12)5 执行机构及传动机构选型 (13)5.1 执行机构选型 (13)5.2传动机构选型 (14)6 装置运动简图 (15)7 主要机构的设计及参数的计算 (15)7.1圆柱凸轮设计及计算 (15)7.2 1号支撑板盘型凸轮的设计及计算 (17)7.3 2号支撑板盘型凸轮机构的设计及计算 (18)7.4 空箱挡板盘型凸轮机构的设计及计算 (18)7.5 传送带功率的计算 (18)8 电机的选择及与分配轴传动的计算 (19)8.1电机的选择及效率的计算 (19)8.2电机与分配轴传动比的计算 (20)9 小组总结 (21)参考文献 (22)1 课程设计题目1.1 设计题目易拉罐打码装箱机用于自动生产线的最后一道工序。

前道工序将罐装好的易拉罐送入导轨，由打码装箱机自动完成以下动作。

（1）在每罐成品的罐底打印生产日期及批次等字码；（2）将易拉罐装入纸箱；（3）满箱后纸箱推离，空纸箱就位。

原始数据如下：（1）生产率为3000罐/h；（2）每12罐分为两叠装满一箱；（3）推箱和送空箱用一个机构控制，送空箱速度为推满箱速度的1.3倍以上。

1.2 设计任务和要求（1）对易拉罐打码装箱机进行功能分析，并对各执行机构进行选型，合理安排各执行机构的运动配合关系。

（2）绘制易拉罐打码装箱机的运动方案示意图或机构运动简图及运动循环图。

（3）若采用凸轮机构，则需设计该凸轮机构，包括选定从动件运动形式和运动规律，确定凸轮基圆半径，计算和绘制凸轮廓线，校核凸轮机构最大压力角。

（4）若采用连杆机构，则需对连杆机构进行选型和尺寸设计，给出机构的最大压力角，机会运动特性系数（若有急回特性）；（5）选择齿轮传动机构的齿数，并计算传动比；（6）对易拉罐打码装箱机进行三维造型进行三维造型和运动仿真，并画出输出构件的位移，速度和加速度曲线。

（7）编写设计计算说明书。

2方案设计及功能分析2.1 打码设计方案方案（1）：采用凸轮+连杆的设计方案，并列凸轮为力封闭。

类似于订书机的传动机构，输出杆上装有类似于盖章的装置。

当传送带上的易拉罐到达指定位置时，传送带停止，然后凸轮开始转动，输出杆夹紧，从而在易拉罐的底部印上码条。

方案（2）：采用激光扫描打码装置优劣分析：方案（1）需要增加传送带的运动规律，而且在打码的时候需要机构停止，降低了生产效率。

采用方案（2）的激光扫描打码运用了机电一体化技术，能够在易拉罐在传送带上高速运动的同时完成打码，效率非常高。

这也是目前工厂大多使用的方法。

综上所述：采用方案（2）更为合理。

2.2 双层装箱设计方案在双层装箱这个方案里我们有机械臂入箱和推杆入箱两种方案，下面进行优劣分析。

机械臂入箱所采用的工艺流程少，速度较快。

但考虑到是易拉罐而非瓶子外形，所以无法采用气囊吸附机构，只能采用夹持机构控制入箱。

但采用夹持机构为保证易拉罐不掉落所需力较大，失误率高的勇士也可能会导致易拉罐外表形变，从而影响产品质量。

机械臂在放置同时或多或少会产生振动，如果罐内装碳酸饮料，也会影响产品质量。

如果采用推杆的方式，尽管运动流程较复杂，但运动平稳，失误率小，对产品质量的保障也高。

综上所述，推杆方案较为合理方案（1）：传送带将第一层易拉罐送入可以一起移动的3道隔层中，没道隔层的中央有一个用于支撑的杆，当易拉罐如隔层后，隔层一起向左移动，使边缘与杆重合进而使易拉罐下落到有底的下方各层中。

然后在以同样的方式将第二批易拉罐下落进而形成第二层，最后用一定高度的推杆将两层易拉罐推入箱中。

方案（2）：将易拉罐平放到传送带上，将空箱传送到可升降且倾斜的平台上，然后让第一层滚入箱中后停止，之后平台下降一个易拉罐的高度，传送带继续传递，继而让第二层滚入箱中。

存在与方案（1）类似的隔板，在隔板下有平行运动的支撑板1和垂直运动的支撑板2.传送带将易拉罐送入隔板到达支撑板1上，传送带停止。

支撑板1水平抽离，到达支撑板2上，支撑板2下降一个易拉罐高度，支撑板1伸入，传送带继续传递，将下一批易拉罐送到支撑板1上，支撑板1抽离，然后支撑板2上便有2层易拉罐，支撑板2上升，用推杆推入箱中。

步骤与方案（3）大体相同，只不过在第二层到达支撑板1，支撑板1抽离之后，支撑板2下降1个易拉罐高度，随后用推杆推入箱中。

优劣分析：方案（1）可以实现两层的堆叠，但是要用易拉罐下落的方式有些不妥，一会产生冲击，损害产品的质量；二会增加机构的磨损程度。

方案（2）尽管采用了空箱倾斜放置的方式，但第二层滚入后也会卡在缝隙之中导致整个机构运动停止，同时也不易放置推杆。

方案（3）与方案（4）大体相同，但方案（4）更容易放置推杆。

综上所述，我们小组认为方案（4）为最佳方案。

3 工艺流程图及工艺原理图3.1工艺流程图传送带上的易拉罐以6罐为一组，在传送过程中进行打码，打码之后有如下流程。

3.24 运动配合图及运动循环图4.1运动配合图4.2 运动循环图5 执行机构及传动机构选型5.1 执行机构选型（1）推杆机构：间歇运动机构——圆柱凸轮因为推杆所需行程较大，所以采用圆柱凸轮。

凸轮机构结构简单，运动传递的平稳性高，设计时只需画出轮廓线即可。

但正常尺寸的圆柱凸轮依然不能满足行程要求，所以还需加放大杆机构。

（2）1，2号支撑板：间歇运动机构——盘型凸轮分配轴通过锥齿轮与放大杆相连再与盘型凸轮相连。

盘型凸轮设计结构简单，只需画出轮廓线即可。

（3）空箱挡板：间歇运动机构——盘型凸轮分配轴通过锥齿轮传递运动到盘型凸轮总结：因此装置设计多个机构的间歇运动，且彼此有相互关系，故执行机构选用凸轮机构，计算方便，设计便捷，并且直观。

有时如果需要过大的行程，需用放大杆将运动放大。

5.2传动机构选型1.经过计算（后续会说明），由于分配轴和电机转速相差比较大，我们选择3次降速：分别为皮带输出降速，蜗轮蜗杆降速，同步带降速。

2.在罐传送带传送方式中我们有两种方案：方案（1）：因为罐的输送为间歇运动，所以我们选择用不完全齿轮对传送带进行传送。

方案（2）：罐传送带为连续传动，用一个有间歇运动的挡板，即罐传送带挡板来控制整个罐传送带上易拉罐的间歇运动。

优劣分析：如果对传送带进行间歇运动控制，会导致整条生产线运动不连续，不稳定。

同时会增加易拉罐之间间距，使之不紧凑，进而导致装箱时产生差错。

使用挡板的方式，不仅可以对易拉罐实现间歇运动的控制，同时也可以是整个生产线不间断，罐之间无间距。

综上所述，方案（2）更为合理。

3.空箱与满箱传送带的运动传递的运动传递考虑到空箱与满箱传送带与分配轴之间的距离较大，所以我们选择同步带传送。

6 装置运动简图7 主要机构的设计及参数的计算基本要求：成产速度：3000个/h250箱/h最终速度周期为14.4s/箱7.1圆柱凸轮设计及计算（1）基本尺寸计算圆柱凸轮采用正弦加速度运动规律。

圆柱凸轮的输出机构为推板，推板有动作的区域为280—360度。

展开后长度为R R ππ236020)30tan(236080⨯=÷⨯ r=1935mm最终的参数为：回程S=65×3×2=390mm半径r=1936≈2000mm直径d=3872≈4000mm由于凸轮尺寸较大，制造不现实，所以采用2个杠杆放大机构。

比例：1:5所以r 实际的值=r×251=80mm （2）功率的计算纸板与支撑板之间的摩擦因素μ=0.6摩擦力f=μG=0.6×4.32×9.8=25.40N惯性力F1=ma=4,32×22δh ω28.6=8.3N F=）（）（40sin 40cos 257.33⨯=706N （考虑到机械效率摩擦角不选30度而是40度） T=n P 9549P=24W7.2 1号支撑板盘型凸轮的设计及计算（1）基本尺寸的计算行程S=65×2=130mm盘型凸轮同样采用正弦加速度运动规律，取盘型凸轮的最大压力角α=30.])[(][tan 222s e r e d ds +--=δα α=arctan （sr d ds+δ） 推程S=130)]402sin()40[(πδδ-÷2π )]402cos(20401[130πδπδ-=d ds 23=δd ds （可忽略） 取S=130得到基圆r=130mm （无偏执）（2）功率的计算摩擦因数μ=0.1f1=ma=1.38Nf2=360×12×9.8×0.1=4.32N转矩T=（f1+f2)×r×2=0.69N.M （可忽略）7.3 2号支撑板盘型凸轮机构的设计及计算（1）基本尺寸的计算行程S=230mm与1号支撑板盘型凸轮机构的计算方式相同得到基圆r=230mm经2倍放大后r=115mm.（2）效率及功率的计算2号支撑板对罐的力F=G-ma当板下降时有负载且a=0时F 最大F=12×360×9.8=42.33N因为此处有2倍放大杆放大后的力F1=84.66N最大力矩T=F×r×tan(30)=8.39N.M功率P=9549max n T =3.66W 7.4 空箱挡板盘型凸轮机构的设计及计算（1）基本尺寸的计算行程S=4mm与1号支撑板凸轮的原理相同，求得基圆半径r=4mm（2）效率与功率的计算应为空箱挡板只起到格挡作用并无负载，所以他的功率损耗不予考虑。

7.5 传送带功率的计算我们认为，传送带与罐之间的摩擦为最大静摩擦，且摩擦因数μ=0.6设：罐传送带上有n 组12个罐子空箱传送带一次只有一箱满箱传送上有n 组受力：罐传送带F1=n ×2×360×9.8×μ=25.40n空箱传送带F2=25.40.满箱传送带F3=25.40n罐传送带的线速度为v,在91个周期内： 时间t=6.14.1436040=⨯s 行程L=3×65=195mm线速度v=tl =0.12m/s 角速度s s /rad 44.0/256.140===ω 所以，传送带轮的半径mm 272==ωv R输出角速度为2倍得到的2'R R ==136mm 我们让满箱传送带的速度与罐传送带的速度相同，则根据要求空箱传送带的速度为满箱传送带速度的1.3倍所以空箱传送带轮的半径=1.3倍满箱传送带轮的半径=176mm所以满箱传送带力矩T1=罐传送带力矩T2=0.136×12×0.36×9.8×n=3.45n 空箱传送带力矩T3=0.176×12×9.8×0.6=4.49N/M所以满箱与罐传送带的功率=30nW空箱传送带的功率=3.84W8 电机的选择及与分配轴传动的计算8.1电机的选择及效率的计算此装置的所有机构为并联 分配轴上的总功率5544332211ηηηηηP P P P P P ++++=总各机构机械效率如下所以总P =114.26W由此选择电机型号为Y80M1-4：功率P=0.55kw转速n=1390r/min机械效率η=73%由电机转速可得与主轴传动比机轴i =4.14601390=516688.2电机与分配轴传动比的计算由于电机与分配轴的转速差距较大，所以选择采用3次降速的方式：（1）皮带5121=i （2）蜗轮蜗杆21392=i （符合蜗轮蜗杆的传动比范围） （3）同步带123=i9 小组总结在这普通平凡的八天时间里，我们有幸一起努力，依靠集体的力量去追求共同的目标，尽管过程坎坷，却不失为一种历练。

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机械原理课程设计-书本打包机

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计课程设机械原理Course Design of Mechanical 设计题目：书本打包机目录设计任务 .................................................. 设计题目:书本打包机 ...................................... 1设计任务 ...........................................书本打包机设计 ............................................ 第一章：功能分析及流程分析 ................................ 设计要求： ...........................................功能分析： ...........................................机构选用： ...........................................包装示意图： .........................................第二章各机构的选用及组合 ................................. 主要执行机构方案设计原理 ................................. 推书机构： ...........................................剪纸机构： ...........................................折上下边机构： .......................................涂糨糊贴标签机构： ...................................整体机构 .............................................第三章各机构装配及设计 ................................... 原始数据及设计要求 ....................................... 机构的尺寸范围 .......................................工艺要求的数据 .......................................纵向推书运动要求 .....................................其他机构的运动关系 ...................................工作阻力 .............................................第四章机构计算 ..........................................传动装置设计： ........................................... 选择电机： ...........................................传动比分配： .........................................传动零件设计： ........................................... 轮选用表 .............................................第五章总结 ............................................... 参考文献 .................................................. 设计任务设计题目:书本打包机1设计任务1.根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案。

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。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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机械原理课程设计之灌装机

机械原理课程设计之灌装机

机械原理课程设计之灌装 机
欢迎来到本次机械原理课程设计的报告。本报告将带您深入了解灌装机的原 理和设计，让您对工厂生产线上的灌装工艺有更全面的了解。
引言
灌装机在现代工业生产中扮演着重要角色。本节将介绍灌装机的定义和作用，以及在工厂生产中 的重要性。
灌装机的定义和作用
灌装机是一种关键设备，用于将液体、固体或粉末物质装入容器中。它可以 提高生产效率、减少人力成本，并确保产品的准确度和一致性。
气压灌装机
通过气压将液体或固体物质排入容器中。
灌装机的主要部件和原理
灌装机由多个部件组成，包括传送带、灌装头、控制系统等。本节将详细介绍这些部件以及它们 在灌装机工作中的原理。
机械原理在灌装机设计中的应用
机械原理为灌装机的设计提供了基础和指导。本节将探讨机械原理在灌装机设计中的应用，并分 享一些重要的设计原则。
实例分析：灌装机的工作原理解析
通过一个实例分析，我们将深入了解灌装机的工作原理，并展示不同类型灌装机的适用场景和优 缺点。
结论 and 总结
通过本次报告，我们希望您对灌装机有了更全面的了解。灌装机是现代工业生产中不可或缺的设 备，它大大提高了生产效率和产品质量。
Hale Waihona Puke 灌装工艺和流程灌装工艺是一个复杂的过程，涉及到液体的测量、包装材料的选择、灌装速 度的控制等。本节将为您详细介绍灌装工艺的流程和关键步骤。
常见的灌装机分类
定量灌装机
按照预定的量将液体或固体物质灌装到容 器中。
真空灌装机
利用真空负压将液体或粉末物质灌装到容 器中。
重量灌装机
通过称重来控制灌装物质的准确重量。
机械原理设计————易拉罐

机械原理设计————易拉罐

2014年机械原理课程设计说明书易拉罐打码装箱机设计设计者姓名：柴亦奇学号： 10121185 班级：过程120 姓名：蔡伟杰学号： 12120024 班级：过程120指导教师：殷勇辉完成日期：2014年7月3日前言机械原理课程设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。

这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。

目录一、装箱机的介绍 (3)二、题目分析 (3)三、运动方案简介 (3)四、结构设计、尺寸设计及其计算 (4)4.1进料机构设计 (4)4.2打码机构 (6)4.3真空气吸式运料机构 (7)4.4装箱机构 (8)4.5方案优化 (8)五、系统评价 (9)六、设计小结 (10)七、参考书目 (11)一、装箱机的介绍随着饮料业的迅速发展，易拉罐打码装箱机已经成为现代啤酒饮料罐装生产线上不可缺少的设备，装箱机是一种将无包装的产品或者小包装的产品半自动或者自动装入运输包装的一种设备，其工作原理是将产品按一定排列方式和定量装入箱中（塑料箱、托盘），并把箱的开口部分闭合或封牢。

按照装箱机的要求，它应具有纸箱成形（或打开纸箱）、计量、装箱的功能，有些还配有打码，封口或者捆扎功能。

二、题目分析该机主要由机械和电子控制组合而成，结构简单。

有真空气吸式抓头抓放瓶，通过可靠的机械运动和先进的电控技术把瓶子准确、可靠地放进箱子里。

它的主传动是由带制动的双速电机驱动。

主传动的启动、增、减速和制动由微机控制，转换平稳，传送带传送机构，使箱子子在整个提速运行、移动过程平稳。

该机在起动和终止均缓慢平稳，而中途较快，缩短非工作时间。

该机全自动工作，并能自动调节生产速度，与整齐生产线同步运行。

三、运动方案简介易拉罐打码装箱机设计用以下机构结合搭配组成：这种机主要由：送料装置、分瓶装置、抓瓶装置、曲柄滑块机构、传动装置、装箱装置、等组成。