颗粒药品包装机

第一章 引言 吉林大学本科毕业设计说明书 中文摘要 题目 颗粒药品包装机设计 颗粒药品包装机是具备包装过程中的成型，充填，封口等功能的多功能包装机。本包装机采用卧式直线型布局机构，可实现薄膜成型，量杯充填，三边热封等功能，用于对颗粒药品的包装。该机器主要由充填装置，传动系统，横封和纵封装置，成型器，薄膜牵拉供送机构等部件组成。本次设计的包装机为三边封形式的卧式成型－充填－封口包装机，选用三角板成型器，机械无级调速装置，可调容积量杯充填装置，间歇牵拉和带宽调整机构，横、纵封与切断机构等，以实现包装机的包装参数要求。 关键词：包装机，充填装置，热封，成型器，无级调速，间歇牵拉 外文摘要 Title Design of particulate medicine packing machine Abstract In packaging process. Particulate medicine packing machine is a type of multifunction packaging machine which can do forming, filling, sealing. This machine is a horizontal linear type packaging machine, which used in particulate medicine packing, it has functions of film-forming, measuring cup filling, three edge heat-sealing. The major structures of this machine are filling device, transmission system, sealing device, former, film traction and transmition device. This design is three edge sealing type form-fill-seal particulate medicine packing machine, we use deltoid plate former, machinery stepless speed regulating device, adjustable volume mearsuring cup filling device, intermittent traction device, film width control device, traverse and longitudinal sealing mechanism, cutting off mechanism to satisfy the requirement of packing parameters. Keywords Packing Machine, Filling Devices, Heat sealing, Former, Stepless speed regulation, Intermittent traction 目 录 1 引言………………………………………………………………………………4 2 包装机械概述…………………………………………………………5 2.1 包装机械的定义……………………………………………………5 2.2 包装机械的分类……………………………………………………5 2.3 包装机械的特点……………………………………………………8 2.4 袋成型-充填-封口机简介 …………………………………………8 3 包装机总体设计…………………………………………………9 3.1 包装机的功能要求……………………………………………………9 3.2 工艺分析 ……………………………………………………………9 3.3 确定主要执行构件……………………………………………………9 3.4 设计主传动路线 ……………………………………………………16 3.5 设计总体布局 ………………………………………………………17 4 主要机构设计与计算 ……………………………………………18 4.1 三角板成型器设计 …………………………………………………18 4.2 蜗轮减速器设计 ……………………………………………………22 4.3 直齿圆柱齿轮设计 …………………………………………………26 4.4 直齿锥齿轮设计 ……………………………………………………29 4.5 V带设计………………………………………………………………32 4.6 同步带设计 …………………………………………………………33 4.7 横、纵封尺寸计算……………………………………………………35 毕业设计………………………………………………………………37 致谢……………………………………………………………………38 参考文献……………………………………………………………………39 引言 包装工业是国民经济支柱产业之一，随着经济的发展，其在国民经济中所占比重和作用越来越大。世界各国经济发展历程证明了这一点。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证，因此包装机械在现代工业生产中起着相当重要的作用。 ①能够大幅度地提高生产效率。如啤酒灌装机的生产宰可高达36000瓶／小时，这是手工灌装无法比拟的。又如蛋形巧克力的包装，用手工包装每人每班可包装20kg，而用机械包装，每入每班可包装250kg以上。 ②降低劳动强度，改善劳动条件。如手工包装糖果，一个工人8小时要重复动作80000多次；再如人工袋装化肥，粉尘飞扬污染环境等等。如果广泛地采用包装机械代替手工包装，不但能将包装工人从繁重的体力劳动中解放出来，而且还大大地改善了工人的劳动条件。’ ③保护环境，节约原材料，降低产品成本。手工包装液体产品时，易造成产品外溅；包装粉状产品时，往往造成粉尘飞扬，既污染了环境，又浪费了原材料。采用机械包装能防止产品的散失，既保护了环境，又节约了原材料。 ④有利于被包装产品的卫生，提高产品包装质量，增强市场销售的竞争力。有些产品的卫生要求很严格，如药品、食品等。采用机械包装．避免了人手和药品、食品的直接接触，减少了对产品的污染。同时由于机械包装速度快，食品、药品在空气中停留时间短，从而减少了污染机会，有利于食品和药品的保洁。 另外, 由于包装机械的计量精度高，产品包装的外形美观、整齐、统一、封口严密，从而提高了产品包装的质量，提高了产品销售的竞争力，可获得较高的经济效益。 ⑤延长产品的保质期，方便产品的流通。采用真空、换气、无菌等包装机，可使食品和饮料等的流通范围更加广泛．延长食品的保质期。 ⑥可减少包装场地面积，节约基建投资。当产品采用手工包装时，由于包装工人多，工序不紧凑，所以包装作业占地面积大，基建投资多。而采用机械包装，产品和包装材料的供给是比较集中的，各包装工序安排比较紧凑，因而减少了包装的占地面积，可以节约基建投资。 改革开放以来，随着市场经济的发展。商品流通的增加，物质的不断丰富，生活水平的提高，人们在追求商品内在质量提高的同时，对商品包装的要求也在不断提高，包装工业随之迅速发展，在我国国民生产总值中已占到2％以上，与经济发达国家的差距正逐步缩小。 我国包装工业虽然发展很快，成就很大，但与发达国家相比，无论在产品品种、技术水平和产品质量方面都有很大差距。发达国家已将微机控制、激光技术、人工智能、光导纤维、图像传感、工业机器人等高新技术成熟的应用于包装机械，而这些高新技术在我国包装机械行业才刚刚开始采用；我国的包装机械产品品种缺口约30％一40％，包装机械产品的性能、外观质量有一定差距。因此我们必须采取强有力的措施．进一步加快包装机械行业的发展速度，为早日赶上世界先进水平而奋斗！ 2．包装机械概述 2.1包装机械的定义 包装机械即完成全部或部分包装过程的一类机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、干燥、杀菌、堆码、拆卸等，也包括打印、贴标、计量等辅助工序。 2.2 包装机械的分类 包装机械的分类方法很多，广义地讲整个包装工业所用的机械设备都属于包装机械的范畴。它可分为两大类：（1）用于加工包装材料的机械；（2）用于完成包装过程的机械。国内外在研究包装机械术语和分类时，通常将其限定在“完成包装过程的机械”的范围之内。我国国家标准GB4122—83《包装通用术语》中对包装机械所下定义是：“完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，还包括盖印、计量等附属设备。” 包装机械按其功能的不同，可分为： ① 裹包机 用挠性包装材料全部或局部裹包产品的机器称为裹包机。按裹包方式的不同，裹包机分为： 半裹式裹包机，全裹式裹包机，缠绕式裹包机，拉伸裹包机，贴体包装机，收缩包装机。 ② 充填机 将产品按预定量充填到包装容器内的机器称为充填机。充填液体产品的充填机特称为 灌装机。按计量原理与充填方法的不同，充填机分为： 容积式充填机（量杯式充填机、计量泵式充填机、螺杆式充填机、插管式充填机、料位式充填机、定时式充填机），称重式充填机（间歇称重式充填机、连续称重式充填机、称重-离心等分式充填机），计数式充填机（单件计数式充填机、多件计数式充填机），灌装机（负压灌装机、常压灌装机、等压灌装机），重力式充填机，推入式充填机，拾放式式充填机 ③ 封口机 将容器的开口部分封闭起来的机器称为封口机。按封口方法的不同，封口机分为： 无封口材料的封口机（热压式封口机、熔焊式封口机、压纹式封口机、折叠式封口机、插合式封口机），有封口材料的封口机（滚压式封口机、卷边式封口机、压力式封口机、旋合式封口机），有辅助封口材料的封口机（结扎封口机、胶带封口机、粘结封口机、缝合封口机、钉合机） ④ (固定)标签机 在产品或包装件上加贴或挂插标签的机器称为标签机。按固定标签方法的不同，标签 机分为： 贴标签机、收缩标签机、挂标签机、订标签机、插放标签机 ⑤ 多功能包装机 能完成两个或两个以上包装工序的机器称为多功能包装机。常以其所能完成的包装工序联合命名，但也有以其主要功能命名的。多功能包装机发展很快，种类日趋增多，主要有： 充填-封口机，成型-充填-封口机（箱（盒）成型-充填-封口机、袋成型-充填-封口机、冲压成型-充填-封口机、泡罩包装机、熔融成型-充填-封口机），定型-充填-封口机（开箱（盒）-充填-封口机、开袋-充填-封口机、开瓶-充填-封口机），真空包装机，充气包装机，裹包-贴标机 ⑥ 清洗、干燥、杀菌用机器 a 清洗机 清洗包装材料、包装件等，使其达到预期清洁度的机器称为清洗机。 b 干燥机 减少包装材料、包装件等的水分，使其达到预期干燥程度的机器称为干燥机。 c 杀菌机 清除或杀死包装材料、产品或包装件等上的微生物，使其降低到允许范围内的机器称为杀菌机。 ⑦ 单元货载用集装和拆卸机 将若干个产品或包装件集合包装而形成一个搬运或销售单元的机器称为集装机。有的集装机的工作原理与前述第一至第五部分中所述的包装机的工作原理是相同的，此外还有：捆扎机，捆结机，压缩打包机，堆码机。 将集装件拆开，并将其中产品取出，卸下和分离的机器称为拆卸机。有的机器兼有集装和拆卸的功能。 ⑧ 辅助包装机械和设备 凡是完成对产品、包装材料、包装件有关作用，而又不能编入上述第一至第七部分的包装机械和设备都归属于此类。包括： a 辅助手工包装用机械和设备，如手动封箱器、手动捆扎器等。 b 排列、输送或存储产品、包装材料及包装件用机械和设备，如输送装置、堆码台等。 c 加工处理产品、包装材料及包装件用机械和设备，如计量机、开箱机、涂胶器等。 d 对产品、包装材料及包装件作打印、检验、试验的机械和设备，如打印装置、物重选别机等。 e 处理包装废物用机械和设备，如破碎机、分选机等。 f 环境调节用机械和设备。 此外，还有两种常用的分类方法： 按机器自动化程度的不同，将其分为半自动包装机和自动包装机。由人工供给被包装物品、包装材料或由人工取出包装成品，但能自动完成其他包装操作的机器，称为半自动包装机。全部自动完成供料、包装和成品输出的机器，称为自动包装机。 按机器应用范围的不同，将其分为专用、多用和通用包装机。用于包装某种特定形状尺寸及重量规格的产品的机器，称为专用包装机。能包装规定范围内任意形状尺寸及重量规格的产品的机器，称为通用包装机。通过调整或更换有关工作部件，能包装两种或两种以上产品的机器，则称为多用包装机。 2.3 包装机械的特点 包装机多属于自动机。它既具有一般自动机的共性，也具有其自身的特性。包装机械的主要特点是； ①大多数包装机械结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求，对零部件的刚度和面质量等都有较高的要求。 ②用于食品和药品的包装机要便于清洗，与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经化学处理的无毒材料制成。 ③进行包装作业时的工艺力一般都较小，所以包装机的电动机功率较小。 ④包装机一般都采用无级变速装置，以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。因为影响包装质量的因素很多，诸如包装机的工作状态(机构的运动状态，工作环境的温度、湿度等)、包装材料和包装物的质量等等。所以，为便于机器的调整，满足质量和生产能力的需要，往往把包装机设计成无级可调的，即采用无级变速装置，某些零件还设计成可以调整的。 ⑤包装机械是特殊类型的专业机械，种类繁多，生产数量有限。为便于制造和维修，减少设备投资，在各种包装机的设计中应注意通用性及多功能性。 2.4 袋成型—充填—封口机简介 将挠性包装材料形成袋，然后进行充填和封口的机器称为袋成型—充填—封口机。 挠性材料包括纸、铝箔、塑料薄膜及其复合材料等，因其具有良好的保护物品的性能，并且来源丰富、价格低廉，又易于印刷、制袋等，因此，广泛应用于袋成型—充填—封口机。 用塑料薄膜及其复合材料制成的包装袋形式较多，袋形及其大小主要取决于被充填物料的性质、容量、包装材料的性能、制袋封口方法及使用要求等。下列为一些常见的基本袋形： 四边封口袋、三边封口袋、两边封口袋、搭接或对接三面封口枕形袋、三边封口棱锥型袋、三边封口自立袋、三边封口叉形袋、三边封口长方形底袋 袋形的多样化，决定了袋成型—充填—封口机机型的繁多。根据包装工艺路线、运动形式及总体布局的不同，主要机型分类如下表所列： 袋成型—充填—封口机： 我选择卧式直移型间歇运动方案。 3.包装机总体方案设计 3.1包装机的功能要求 包装机要求的功能参数： ①制袋尺寸：长50~100mm, 宽45~90mm ②制袋形式：三边封 ③计量范围：最大100ml ④计量方法：量杯充填式 ⑤包装速度：50~70袋/min 3.2工艺分析 确定包装程序，工艺线路 3.2.1包装程序 先将薄膜通过成型器折叠，再进行两边纵封，然后向其中填料，再用横封封合最后一边，最后用切刀切断。 3.2.2工艺路线 考虑包装过程及功能要求，选用卧式直线型工艺路线。 3.3确定主要执行构件 3.3.1包装材料供送系统 为使机器结构合理，更换包装薄膜方便，将卷筒架设置在成型器的下方，并通过两根导辊引入成型器。 采用间歇式牵拉机构对薄膜进行牵引，牵引机构设置在横封机构和切断机构之间，以方便夹持热封过的袋边。 为实现间歇式牵拉和袋宽调整，采用超越离合器作为装置主要构件。下图所示为间歇牵引及袋宽调整装置示意图。凸轮带动摆杆使单向超越离合器转动一定角度，升程时，离合器外圈带动离合器轴旋转，实现牵拉过程；回程时，离合器外圈与轴脱开空转，此过程轴停转，牵拉停止，以实现间歇运动。凸轮每转一圈，离合器所转过的角度。通过调节调整螺杆1限制单向超越离合器5的摆角大小，便可得到所需袋长。 间歇牵引及袋宽调整装置示意图 1-调整螺杆 2-锁紧螺母 3-支架 4-轴 5-单向超越离合器 6-凸轮 7-拉簧 由于袋长取决于牵拉辊的线速度，所以在单向超越离合器和牵拉辊之间使用较为精确的同步带传动方式。 3.3.2物料充填系统 本机器要求使用量杯式充填机构，因为袋宽、袋长均可变，则容积也要相应可变，且限制了计量范围为最大100ml。为实现上述功能要求，故采用可调容量式量杯充填器。如下图所示： 可调容量式充填机 1-护圈 2-上量杯 3-可调下量杯4-轴 5-拉簧6-下料斗 7-物料托盘 8-凸轮 9-可调套筒 10-顶紧螺钉 可调容量式充填机是采用可随产品容量变化而自动调节容积的量杯量取产品，并将其充填到包装容器内的机器。 可调容量式充填机如上图所示：量杯由上、下两部分组成。通过调节机构可以改变上、下量杯的相对位置，实现容积微调。微调可以自动进行，也可以手动进行。为使机构简单，选用手动微调机构。即通过上下旋可调套筒9，以实现下量杯的位置。 物料托盘7在凸轮8转动到一定位置时，托盘倾斜一定角度，将量杯内物料放出。 设计量杯数为四组，按下图分布： 则转轴旋转1/4周，完成一次下料，转速为主轴的四分之一。 3.3.3包装方式与封口方法 采用三边封方式 塑料袋的加热封口方法，大体上分为接触式和非接触式两大类。接触式应用最广，其封合的实质就是利用塑料薄膜本身所具有的热熔性和热塑性，使其封口部位受热、受压而相互粘合在一起。主要有下列几种热封方法： 接触式热封方法：热板加压封合、热辊加压封合、环带热压封合、预热压纹封合、脉冲加压封合、热刀（或电热细丝）加压熔断封合、高频加压封合 非接触式热封方法：热板熔焊封合、超声波熔焊封合、电磁感应熔焊封合、红外线熔焊封合 由于本包装机在包装材料和包装精度方面都没有特殊要求，考虑经济性及为使结构简单化，故横、纵封采用热板加压封合，切断部分使用热刀熔断。其工艺过程如下： 热板加压封合 如下图所示，当热板1被加热到预定的温度后，将要封合的塑料薄膜3紧压在工作台5上的耐热橡胶垫4和热板1之间，使其封合。这是热封装置中原理与构造最为何单的一种，封合速度较快，可恒温控制。 热板加压封合 1-热板 2-封缝 3-薄膜 4耐热橡胶垫 5-工作台 热刀加压熔断： 热刀与薄膜接触，使其熔断，同时得到封口和分离的方法，虽然封口强度不好，但由于上步已经封口，只需熔断分离即可，所以适合使用。 横、纵封与切刀都采用凸轮来实现工作过程，即凸轮转动一周，实现一个动作循环。以纵封为例，具体结构如下图所示： 纵封结构示意图 1-凸轮 2-滚子 3-导杆 4-拉簧5-纵封热板 6-纵封固定端 7-弹簧 凸轮1通过滚子2和导杆3推动纵封热板5向前移动，进行封合；拉簧4起回位作用，弹簧7起缓冲作用。凸轮转动一周实现一个工作循环。 由于切断过程安排在纵封之后，即切刀切断时要正好处在纵封过的封缝上。本包装机要求袋宽可变，则封缝的位置也会有相应变化，需要切刀在水平方向可以调整，以实现对刀，设计此部分结构如下图所示： 切刀调整装置示意图 1-导杆 2-切刀 3-切刀架 4-可调螺杆 将切刀2通过螺纹旋在螺杆4上，这样旋转螺杆4时，切刀通过螺纹实现左右移动，在螺杆一端的手轮上标上刻度即可实现微调对刀。 3.3.4开袋吸嘴装置 因为开袋吸嘴需要同时从包装薄膜的两侧进行压紧和拉开动作，因为传动系统最好都布置在包装材料的一侧，所以拟采用一个凸轮同时控制一对吸嘴。设计为下图所示结构： 开袋吸嘴装置示意图 1-凸轮 2-气囊 3-导气管 4-吸嘴导管 5-开袋吸嘴 6-弹簧 将凸轮设计成如图的椭圆状，则转动时，由小径向大径变化时为升程，大径向小径变化时为回程，升程时由凸轮1通过导杆4推动吸嘴5向中间压紧，气囊2被松开，吸入气体即吸住薄膜；回程时由弹簧6使吸嘴5项两边分开，气囊2被压紧，放出气体即吹开薄膜。上述循环完成一次开袋过程。 由于横、纵封及切刀都是凸轮转动一周开合一次，而开袋吸嘴是凸轮转动一周开合两次。如果横、纵封及切刀部置在主轴上，要使吸嘴开合频率与它们一致，就要使吸嘴凸轮轴的转速为主轴转速的1/2，拟用一对传动比为1：2的齿轮来实现。 3.3.5无极调速装置 本机采用机械式无级调速装置，根据实际需要包装速度可以在50-70袋/min范围内任意调节，下图为所示的无级调速装置示意图。通过旋钮的顺，逆转动带动可动锥盘上下移动，即可实现速度的增减，达到无级调速的目的。机械无级调速机构的类型很多，但多数是利用摩擦传动机构实现的，由于其结构简单，传动平稳，噪声小，使用维修方便，效率高，所以在各类机械中得到了广泛的应用。但由于摩擦副元件的弹性滑动，存在速度损失，所以不能用于要求调速精度高的场合。该设计采用宽V带式机械无级调速装置，其传动比范围为2－4。 无极调速装置结构图 1-螺母 2-V形带 3-键 4-弹性定位套 5-分离锥盘 6-可动分离锥盘 7-调节螺母 8-调节螺杆 9-手轮 10-锁紧螺母 3.3.6确定主轴转速 该包装机时采用牵拉辊实现间歇牵拉，采用独立的横、纵封和切断装置，因为这些机构的一个工作循环都是由凸轮转动一周而带动，且凸轮均安排在主轴上所以包装机工作的时候其包装速度就是主轴转速。由设计参数我们知道该包装机的包装速度为50-70袋/min，所以主轴的转速为50-70r/min。 3.3.7选择电动机 电动机一般由专业工厂按标准系列成批大量生产，在机械设计中应该根据工作载荷，工作要求，工作环境，安装要求及尺寸，重量有无特殊限制等条件从产品目录中选择电动机的类型和结构型式，容量和转速，并确定其具体的型号。生产单位一般采用三相交流电源，如果没有特殊要求通常采用Y系列三相交流异步电动机。电动机的容量主要根据运行时发热条件决定，额定功率是连续运转下电动机的发热不超过许用温度的最大功率，满载转速是指负荷相当于额定功率时的电机转速，同一类型的电动机按额定功率和转速的不同具有一定的型号，对于长期连续运行的机械，要求所选的电动机的额定功率应该大于等于电动机所需要的功率，通常不必校验发热和启动力矩。电动机工作要求的功率Pw应该由机器工作阻力和运动参数计算求得，设计过程中按 进行计算，该包装机的主轴转速为50－70r/min。通过上式可以知道所需电动机的 很小，根据设计资料选取Y90S－4三相异步交流电动机，其额定功率为1.1KW，满载转速为1400r/min。 3.4设计主传动路线 因为所选的电动机的满载转速为1400 r/min，而主轴的转速为50－70r/min，调速范围较大，所以选择传动比比较大的蜗杆传动实现调速。电动机输出轴与无级调速装置相联，选用宽V带无级调速装置，其传动比为2－4。蜗杆传动的单级传动比为5－80，选取传动比为10进行计算。则此时无级调速装置的传动比为2－2.8，在所选取的无级调速装置的传动比范围之内，所以满足要求。 设主轴为1轴，开袋吸嘴凸轮周为2轴，充填器轴为3轴。因为2轴转速为主轴转速的1/2，转动方向平行，则通过一对传动比为1：2的直齿圆柱齿轮来实现；3轴转速为主轴转速的1/4，即为2轴的1/2，转动方向互相垂直，则通过一对传动比为1：2的直齿锥齿轮来实现。超越离合器和牵拉辊通过同步带传动。安排传动路线如下： 主传动示意图 1-电机 2-无极调速系统 3-蜗轮蜗杆减速器 4-切刀 5-横封 6-纵封 7-开袋吸嘴 8-充填器 图中数据为：i1=2—2.8 ， i2=10 ，i3=2 ，i4=2 因为n=1400 r/min 可算出：n1=500—700 r/min n2=50—70 r/min n3=25—35 r/min n4=12.5—17.5 r/min 3.5设计总体布局 根据上述设计和计算，画出如下布局图： 包装机总体布局图 1-电动机 2-无极调速装置 3-蜗轮蜗杆减速器 4-主轴 5-单项超越离合器 6-二轴 7-三轴 8-直齿圆柱齿轮 9-三角板成型器 4.主要机构设计与计算 4.1成型器的设计与计算 三角板成型器主要由等腰锐角三角形平板、导辊和固定支板联接而成。在多种机型上应用，尤其当制袋规格有较大变化时，它具有良好的适应性。利用三角板成型器即可将平张薄膜折叠成型，如下图所示： 设薄膜宽度为2b,折叠后卧式机的空袋高度为b(即袋长)；三角板与水平面的倾斜角(即安装角)为 ，三角板的顶角为2 ，薄膜经三角板翻折的这一区段长为 ，若不计三角板的厚度，而且折叠后两膜又贴得很紧，那末，在直角三角形DEC中，令DE＝b,DC=a故: 直角三角形ADC或BDC中，令AD＝BD＝b，DC＝a,故： 对同一个三角板成型器和空袋尺寸来说，显然 或 由此可见，三角板成型器的顶角与其安装角有关、而 值的大小关系到三角板的形状和尺寸。换言之，在给定条件下，一定的安装角必对应着一定形状尺寸的三角板成型器，否则，会影响成型器的正常制袋。 在生产实践中，三角板顶角的2 值是加工后得到的，而安装角 则可调整，所以 值最好是一个易于测量的整数。通常可先选定 再用式 求解 值。 实际上，安装角 就等于薄膜在三角板成型器顶角附近运动时的压力角。 越大表示压力角也大，从而使薄膜折叠所受阻力也大。当然，压力角过大时，薄膜容易产生拉伸变形，甚至被撕裂或拉断。反之若压力角很小，又会使结构不紧凑，根据上述的压力角与结构尺寸间的关系，三角板成型器安装角的选择范围一般为 。由此可见， 。据此，既可将成型板制成等腰三角形，也可制成等边三角形。 决定三角板成型器的尺寸，除顶角外还有三角板顶高h。而它与所制袋的最大尺寸有关，即 ： 式中 ——空袋的最大高度 ——余量，取30~50mm 下面根据上述方法计算本机的成型器尺寸： 取安装角 ，b为袋长，则b=100mm, 因为： ，则 又： 符合范围 取 ， 则： 根据上述数据，画出成型器示意图 4.2蜗轮减速器的设计(按主轴转速50 r/min设计) 电动机驱动，电动机的型号为Y90S－4，额定功率为1.1KW，满载转速为1400r/min。经调速装置传到蜗杆轴后转速为500r/min蜗轮轴的转速为50 r/min，载荷平稳，单向连续运转，预期使用寿命为19200h。 1 选择蜗杆，蜗轮材料，确定许用应力。 选择材料： 选择蜗杆的材料为40Cr，表面淬火，硬度为45－50HRC；由于转速不快，先选蜗轮齿圈的材料为ZCuAl10Fe3，金属模铸造。 确定许用应力： 应力循环次数 查表10-4（参考《机械设计》教材，以下计算过程中所查的图，表未注明的与此相同）得： ； 2 选择 , 根据传动比 ，取 ＝4 ＝ ＝ ＝40，取 ＝40，则实际传动比 ＝10； 按齿面接触疲劳强度设计 由表10-7查得： ； 由于 较低，估计 ，取 ； 因载荷平稳，通过跑合可以改善偏载程度，取 ； 载荷系数 ； 当 时，取 =189000 由表10-6查得， 将以上数值代入接触疲劳强度设计公式，求得 ＝ 按疲劳强度要求， ，查表10-1选出 ， ， ， ， ， 中心距 ， 验算初设参数 蜗轮圆周速度 原估计 选 值相符。 滑动速度 ，选用铝青铜为蜗轮材料适合。 蜗杆传动效率 ＝ ，根据 ，查表10-8得 ， 传动效率 <0.9，不相符。 则验算 =170000 = 不影响前面的结果 5 验算齿根弯曲疲劳强度 蜗轮当量齿数 ，由图9-19查得 时的齿形系数 ， ，弯曲强度满足。 6 热平衡计算 计算箱体散热面积A, 取环境温度 ,润滑油工作温度 ，散热系数 （通风条件好）。 所需散热面积 7 蜗杆，蜗轮几何尺寸计算 蜗杆齿顶圆直径： 蜗杆齿根圆直径： 蜗杆齿宽 蜗轮喉圆直径： 蜗轮齿根圆直径： 蜗轮咽喉母圆直径 蜗轮齿宽 ＝ （取 ） 选蜗轮轮齿端面为锥面结构，见表10-3 蜗轮轮缘高度： 取 为切去顶圆齿尖，蜗轮顶圆直径： 为了不损伤齿宽 取 4.3 直齿圆柱齿轮设计 在该设计中，主轴与二轴之间采用一对直齿圆柱齿轮啮合，以实现二轴的降速，在上面的设计过程中我们知道这对齿轮之间的传动比i应为2，对应的二轴的转速为 。 选择齿轮材料和热处理，精度等级，齿轮齿数 因为是一般用途的闭式齿轮传动，齿轮材料可选用45钢，传递功率不大，且对尺寸无严格要求，可选择软齿面齿轮传动，选小齿轮调质，齿面硬度230~240HBS，大齿轮正火，齿面硬度190~200HBS，精度等级8级。 选小齿轮齿数 ， ， 2 按齿面接触强度设计 对闭式软齿面齿轮传动，承载能力一般取决于齿面接触强度，故先按接触强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度 确定式中各项数值： 因载荷平稳，可初选载荷系数 由表9-10，选取 由表9-7 ，查得 由图9-14，查得 = 由图9-13，查得 由图9-15，查得 ， 由图9-16d，查得 ，由图9-16c，查得 由表9-8，选取 取 设计齿轮传动参数。 将确定出的各项数值代入接触疲劳强度设计式中，得： =65.9mm 由表9-5 ，查得 由图9-7 ，查得 由图9-10 ，查得 由表9-6 ，查得 则 ，选 3. 齿轮主要几何尺寸： ，取中心距a=101mm, ,取 ， 4．校核齿根弯曲疲劳强度 由式9-13， 由图9-19、图9-20，查得： 由图9-21,查得 由图9-22c,按小齿轮齿面硬度均值235HBS，查得 ； 同理，由图9-22b,查得 由表9-8，选取 将确定出的各项数值代入弯曲强度校核公式，得 齿根弯曲疲劳强度足够。 4.4直齿锥齿轮设计 该设计中，三轴的转动是通过一对锥齿轮传动从二轴上得到，三轴的转速为12.5~17.5r/min，传动比 ，载荷稳定，使用寿命为19200h； 选择齿轮材料，热处理 选用软齿面齿轮，参考表9-1，选用45号钢。小齿轮调质，齿面硬度为220－230HBS；大齿轮正火，齿面硬度为190－200HBS。 2 选择齿轮精度等级，齿数，齿宽系数 选用8级精度，选择 ， ； 锥齿轮推荐齿宽系数 ，因齿轮悬臂布置，取 。 3 确定相关参数 ， ， 当量齿数： ； 当量齿轮端面重合度 ； 4 按齿面接触疲劳强度设计 确定式中各项数值： 因载荷平稳，转速不高，可以初选载荷系数 ； 由表9-7，选取 由图9-14，查得 由图9-13，查得 由图9-15，查得 ， 由图9-16d，查得 ，由图9-16c，查得 由表9-8，选取 取 设计齿轮传动参数。 将确定出的各项数值代入接触疲劳强度设计式中，得： =113.7mm 由表9-5 ，查得 由图9-7 ，查得 由图9-10 ，查得 由表9-6 ，查得 则 ，选 5. 齿轮主要几何尺寸： ，取 , 取 （锥齿轮B应相等） 4.5 V带设计 所选的电动机的型号为Y90－4，额定功率P＝1.1KW，转速1400r/min,传动比 ； 1 确定设计功率 ，由表7-7查 ； ； 2 选择V带型号 选用普通V带，根据 和 ，由图7-8选取用 型V带 3 选择带轮直径 ， 由表7-4查， 型V带 ，应使 。考虑小带轮转速不是很高，结构尺寸又没有特别的限制，所以选取 ； 验算带速 ： ； 带速在 之间，也不过低， 选择合适。 ； 查考表7-8给出的带轮基准直径系列， 属于基准直径系列，故取 ； 4 确定中心距 和带长 设计条件中没有限制中心距 ，故初选中心距 ，由式7-18 得： ； 初选 ； 带长： 查表7-3，取 ； 中心距 ； 的调整范围： ； ； 5 验算小带轮的包角 由公式7-5， 得： ，合适。 4.6 同步带设计 上一章的设计过程中，在牵拉机构中使用同步带将单向超越离合器轴的转动传递到牵拉辊上，是因为同步带传动有传动比准确，传动效率高，维护保养方便的特点。 由于超越离合器转过的角度由凸轮推动，因此不可能转太大的角度，根据画图过程中的实际情况，取摆杆摆动的最大角度为 ，凸轮转一周，牵拉辊转过的距离应该等于袋长，即 ，袋长L=90mm 则 EMBED Equation.DSMT4 对于牵拉辊来说，R过大，所以同步带传动比不能为1，取R=41mm,比较符合实际，则定牵拉辊直径为82mm,选取传动比 为2，为方便计算，使小带轮直径 和牵拉辊直径同为82mm 则大带轮直径 选同步带带型为L型，由表3-7（本节所查的图表均出自《机电一体化设计基础》）查得对应节距 ，取 ，则 ， 验算带速： ， 则 对L型同步带， ，所以合格 考虑到机器整体结构，取中心距a=239mm 因为0.7（d1+d2）<239<2(d1+d2),所以此中心距合适 选择带宽 根据式（3-16）计算所需带宽 式中 ，由表3-10查得 ； ； 基准额定功率 =0.026Kw 故 =1.1mm 为配合带轮尺寸，按国标GB11616-89,取带宽 4.7 横、纵封尺寸计算 纵封长度 袋长=100mm 顶端为横封留了一点距离，可以选 ，宽度取10mm 横封长度 带宽=90mm 为保证封严， 可适度取长一点 取 =110mm,宽度取20mm 毕业设计总结 作为我大学期间最后也是最重要的一次综合性设计,我的毕业设计题目：颗粒药品包装机设计，不仅涉及到大学期间所学的多门课程:机械制图，机械原理，机械设计，机械制造等，还涉及了包装机械概论等我们没有学习过的课程。很好的提升了我们综合运用所学知识的能力，很好的培养了我们的研究能力，设计能力和动手能力。本次所涉及的设计内容有很大一部分知识是自己没有接触过的，对包装机械也没有太多的了解。所以在这次毕业设计的过程中，不得不查阅大量包装机械的相关内容，迫使自己增加对包装机械的了解程度。这种大量吸收新知识的学习过程，是对自己知识的进一步扩充，也是对自己原有知识体系的一次拓展。从了解包装机械到着手设计包装机械，这个过程不仅仅总结了自己以前所学知识使之更加系统，也是对自己学习能力的最大考验。在这次毕业设计过程中，遇到了很多困难，但是自己从来都没有放弃过，幸运的是遇到困难的时候我能查阅到相关的参考资料，还有身边的同学和老师给予帮助。每次从遇到困难到解决困难的过程都是知识的进一步积累，也提高了自己学习和运用新旧知识的能力，在这些困难中我学到了很多以前没有涉及到的知识。感谢学校学院能给我这次锻炼自己的机会，也感谢在毕业设计的过程中给予我帮助的老师和同学。 致谢 本次毕业设计是在曹师今老师的悉心指导下完成的。从拿到设计题目的那一天，我就感到了很大的压力，因为我的设计题目对于我来说比较陌生，因为在本科的学习过程中我很少接触包装机械的相关内容。题目确定下来以后，为了消除我们对课题的陌生感，曹老师第一时间带领我们到交通馆参观了包装机的实物，并且给我们详细讲解了包装机的各部分组成原理和工作原理，使我对包装机有了一个大致的了解，不再是一片空白。在确定方案时，因为相关知识的欠缺和设计经验的缺乏，很长时间我都感到无从下手，只能一次次的尝试，又一次次的失败。后来随着知识与经验的积累，设计方案开始有了头绪。当有了稍微具体的方案后我经常就这些方案和曹老师交流，每次曹老师都会特别耐心的帮我分析方案的可行性，以及方案中存在的一些问题和不足，同时给我提出一些解决问题的办法，帮我进一步完善和优化设计方案。在老师的帮助下，我顺利的完成了这个阶段。同时也要感谢机械学院，是学院给我提供了这次难得的锻炼机会。感谢所有帮助过我的同学们，他们在设计的过程中也给我提出了很多好的意见提供了很大帮助。 再次向帮助过我的老师同学们致以衷心的感谢！ 参考文献 许成林.包装机械原理与设计.上海科技出版社.1988.9 孙凤兰、马喜川.包装机械概论.印刷工业出版社.1998.6 贺素良.包装设备数字控制技术.国防科大出版社.2000.6 王怀奥.包装工程测试技术.化工出版社.2004.7 侯洪生.机械工程图学.科学出版社.2001.7 谭庆昌、赵洪志、曾平.机械设计.吉林科学技术出版社.2000.5 郑玉华.典型机械（电）产品构造.科学技术出版社.2004.7 寇尊权.机械设计课程设计.吉林科学技术出版社.1999.9 刘跃南.机械系统设计.机械工业出版社.1999 朱喜林、张代治.机电一体化设计基础.2004.8 陈塑寰.材料力学.吉林科学技术出版社.2000.9 秦荣荣、崔可维.机械原理.吉林科学技术出版社.2000 吴宗泽.机械设计师手册（上下册）.机械工业出版社.2002.1 赵淮.包装机械选用手册（上下册）.化工出版社.2001.5 机床设计手册3. 机械工业出版社.1986.12 2 1 _1234568017.unknown _1234568081.unknown _1234568113.unknown _1234568129.unknown _1234568145.unknown _1234568153.unknown _1234568161.unknown _1234568165.unknown _1234568169.unknown _1234568171.unknown _1234568172.unknown _1234568173.unknown _1234568170.unknown _1234568167.unknown _1234568168.unknown _1234568166.unknown _1234568163.unknown _1234568164.unknown _1234568162.unknown _1234568157.unknown _1234568159.unknown _1234568160.unknown _1234568158.unknown _1234568155.unknown _1234568156.unknown _1234568154.unknown _1234568149.unknown _1234568151.unknown _1234568152.unknown _1234568150.unknown _1234568147.unknown _1234568148.unknown _1234568146.unknown _1234568137.unknown _1234568141.unknown _1234568143.unknown _1234568144.unknown _1234568142.unknown _1234568139.unknown _1234568140.unknown _1234568138.unknown _1234568133.unknown _1234568135.unknown _1234568136.unknown _1234568134.unknown _1234568131.unknown _1234568132.unknown _1234568130.unknown _1234568121.unknown _1234568125.unknown _1234568127.unknown _1234568128.unknown _1234568126.unknown _1234568123.unknown _1234568124.unknown _1234568122.unknown _1234568117.unknown _1234568119.unknown _1234568120.unknown _1234568118.unknown _1234568115.unknown _1234568116.unknown _1234568114.unknown _1234568097.unknown _1234568105.unknown _1234568109.unknown _1234568111.unknown _1234568112.unknown _1234568110.unknown _1234568107.unknown _1234568108.unknown _1234568106.unknown _1234568101.unknown _1234568103.unknown _1234568104.unknown _1234568102.unknown _1234568099.unknown _1234568100.unknown _1234568098.unknown _1234568089.unknown _1234568093.unknown _1234568095.unknown _1234568096.unknown _1234568094.unknown _1234568091.unknown _1234568092.unknown _1234568090.unknown _1234568085.unknown _1234568087.unknown _1234568088.unknown _1234568086.unknown _1234568083.unknown _1234568084.unknown _1234568082.unknown _1234568049.unknown _1234568065.unknown _1234568073.unknown _1234568077.unknown _1234568079.unknown _1234568080.unknown _1234568078.unknown _1234568075.unknown _1234568076.unknown _1234568074.unknown _1234568069.unknown _1234568071.unknown _1234568072.unknown _1234568070.unknown _1234568067.unknown _1234568068.unknown _1234568066.unknown _1234568057.unknown _1234568061.unknown _1234568063.unknown _1234568064.unknown _1234568062.unknown _1234568059.unknown _1234568060.unknown _1234568058.unknown _1234568053.unknown _1234568055.unknown _1234568056.unknown _1234568054.unknown _1234568051.unknown _1234568052.unknown _1234568050.unknown _1234568033.unknown _1234568041.unknown _1234568045.unknown _1234568047.unknown _1234568048.unknown _1234568046.unknown _1234568043.unknown _1234568044.unknown _1234568042.unknown _1234568037.unknown _1234568039.unknown _1234568040.unknown _1234568038.unknown _1234568035.unknown _1234568036.unknown _1234568034.unknown _1234568025.unknown _1234568029.unknown _1234568031.unknown _1234568032.unknown _1234568030.unknown _1234568027.unknown _1234568028.unknown _1234568026.unknown _1234568021.unknown _1234568023.unknown _1234568024.unknown _1234568022.unknown _1234568019.unknown _1234568020.unknown _1234568018.unknown _1234567953.unknown _1234567985.unknown _1234568001.unknown _1234568009.unknown _1234568013.unknown _1234568015.unknown _1234568016.unknown _1234568014.unknown _1234568011.unknown _1234568012.unknown _1234568010.unknown _1234568005.unknown _1234568007.unknown _1234568008.unknown _1234568006.unknown _1234568003.unknown _1234568004.unknown _1234568002.unknown _1234567993.unknown _1234567997.unknown _1234567999.unknown _1234568000.unknown _1234567998.unknown _12