四邊封條袋包裝機設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，包裝工業(yè)越來越受到人們的關(guān)注。商品外表的包裝能夠?qū)ξ锲菲鸬奖Ｗo作用，好的物品包裝能夠引起消費者的興趣，達到刺激消費的效果。本次設(shè)計題目為“四邊封條袋包裝機設(shè)計”。</p><p>　　本次設(shè)計的基本設(shè)計方案是：包裝袋是在機上成型；總體布局是立式；連續(xù)式作業(yè)；機上制袋采用對合式、

2、截取式。包裝機一次可進行多袋物料的包裝，主要用來包裝膠丸、粉末、顆粒形態(tài)的物料，其體積小巧，操作簡便，可調(diào)性強，宜人性高。本機可根據(jù)包裝物料的不同形態(tài)更換不同的上料機構(gòu)。</p><p>　　該四邊封包裝機由物料供送機構(gòu)，放卷機構(gòu)，縱橫封熱封輥機構(gòu)，打字輥機構(gòu)，縱切機構(gòu)，橫切機構(gòu)（沖裁機構(gòu)），輸送機構(gòu)，控制機構(gòu)，傳動機構(gòu)幾部分組成。機器進行作業(yè)時將待包裝的物料裝進料斗之中，將包材從放卷機構(gòu)上依次引入熱封輥，打字輥

3、，縱切機構(gòu)和沖裁機構(gòu)，開動機器，對包材進行縱封和底邊橫封，料斗升降機構(gòu)帶動分料斗下降給料，給料完畢分料斗抬升，同時熱封輥進行橫封，縱切機構(gòu)對包裝袋縱切，沖裁機構(gòu)對包裝袋進行鋸齒狀橫切。用輸送帶對完成的包裝袋進行運送。</p><p>　　設(shè)計者在結(jié)合人因工程學(xué)對包裝機進行總體設(shè)計的同時，著重對其物料供送機構(gòu)，沖裁機構(gòu)及熱封輥模具進行設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：包裝機；四邊封；供送機

4、構(gòu)；熱封；沖裁機構(gòu)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the rapid development of science and technology in modern days, packaging industry is receiving increasing attention. The appearance

5、of the goods plays a </p><p>　　protective effect on the goods. A good packaging interests consumers to stimulate consumpt ion. The article of my design is "the design of four-seal bag packaging machine.

6、"</p><p>　　This design's basic design plan is: The sack is taked shape on machine; The entire distribution is vertical; Continuous-type work; The system bag is used suitably ,the interception type o

7、n the machine. The packaging machine may carry on many bag of materials the packing, mainly uses for the packing the capsule, the powder, the pellet shape materials, its volume is exquisite, the operation is simple, cont

8、rollable, pleasant is high. The machine may act according to the packing material the differe</p><p>　　The packing machine is mainly used to pack soft capsules, powder, granular forms of materials. The main

9、use of the machine is to drive sprocket and pack materials according to different forms of the material to switch to a different agency at the same time. I designed installing capacity of four packets of materials for de

10、livery by agencies, institutions of putting volume, and vertical and horizontal roll closure sealing body type roller bodies, longitudinal section of agencies, cross-cutting </p><p>　　Its working process i

11、s packing into the material hopper, the package material followed by the introduction of volume institutions sealing roller, roller type, longitudinal section of agencies and blanking agencies, running machine, bag seali

12、ng material for vertical and bottom sealing, hopper lift sub-sector-led decline in feed hopper, hopper feeds sub-raising completely to carry out cross-roller sealing closure at the same time, longitudinal section of long

13、itudinal section of body bags, punching</p><p>　　The result of the designing is in conjunction with engineering and ergnomics. it focuses on the delivery of their bodies , stamping and die sealing body-roll

14、design.</p><p>　　Key words：packing machine；four-seal；delivery institution; sealing；cross-cutting institution</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b><

15、;/p><p>　　1.1 包裝概述1</p><p>　　1.1.1 包裝概況1</p><p>　　1.1.2 包裝的發(fā)展1</p><p>　　1.2 包裝機械概述2</p><p>　　1.2.1 包裝機械的組成2</p><p>　　1.2.2 包裝機械化意義3</p&g

16、t;<p>　　第2章 總體方案設(shè)計5</p><p>　　2.1 功能及應(yīng)用范圍5</p><p>　　2.2 原理方案設(shè)計5</p><p>　　2.3 工藝分析6</p><p>　　2.4 確定執(zhí)行機構(gòu)類型6</p><p>　　2.5 傳動系統(tǒng)的確定8</p><

17、p>　　2.6 產(chǎn)品的人因工程分析9</p><p>　　2.6.1 產(chǎn)品的造型設(shè)計及組成要素9</p><p>　　2.6.2 人因工程分析12</p><p>　　2.7 確定總體布局12</p><p>　　第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計14</p><p>　　3.1 電機的選擇14</p>

18、<p>　　3.2 減速器的選擇15</p><p>　　3.3 鏈及鏈輪的設(shè)計與計算16</p><p>　　3.3.1 傳動方式的選擇16</p><p>　　3.3.2 鏈條的選取16</p><p>　　3.3.3 鏈輪的設(shè)計與計算16</p><p>　　3.3.4 鏈輪材料的選擇31&

19、lt;/p><p>　　3.3.5 傳動比設(shè)定31</p><p>　　3.4 凸輪的設(shè)計與計算32</p><p>　　第4章 主要裝置設(shè)計33</p><p>　　4.1 供送裝置33</p><p>　　4.2 熱封打字裝置33</p><p>　　4.2.1 熱封輥的設(shè)計33&l

20、t;/p><p>　　4.2.2 打字輥的設(shè)計34</p><p>　　4.3 縱切裝置34</p><p>　　4.4 沖裁裝置35</p><p>　　4.5 傳送帶裝置35</p><p>　　第5章 使用說明37</p><p>　　5.1 操作方法37</p>&

21、lt;p>　　5.2 機器維修保養(yǎng)37</p><p>　　5.3 故障及排除37</p><p><b>　　第6章 結(jié)論39</b></p><p><b>　　參考文獻40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p>&l

22、t;p><b>　　附 錄42</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　包裝概述　</b></p><p><b>　　包裝概況</b></p><p>　　近半個多世紀(jì)以來，隨著生產(chǎn)與流通日益社會化、現(xiàn)代化

23、，產(chǎn)品包裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們的普遍重視。</p><p>　　無論在國內(nèi)或國外，包裝工作以涉及到各行各業(yè)，面廣量大，對人們的生活，國際貿(mào)易和國防建設(shè)都帶來深刻的影響，甚至在現(xiàn)實生活中出現(xiàn)了過去難以想象的新情況：未經(jīng)包裝出售的產(chǎn)品變得越來越少了，而且，包裝上的失敗往往會使很好的產(chǎn)品得不到很好的銷售。因而不妨這樣說，在將來，如果沒有現(xiàn)代化的包裝就沒有商品的生產(chǎn)與銷售?？墒?，如果沒有先進的工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的綜合

24、發(fā)展，也不可能出現(xiàn)高水平的現(xiàn)代化包裝。</p><p>　　迄今，一些科學(xué)技術(shù)發(fā)達的國家，在食品、醫(yī)藥、輕工、化工、紡織、電子、儀表和兵器等工業(yè)部門，已經(jīng)不同程度的形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產(chǎn)過程，有的物料包裝工業(yè)部門已經(jīng)不同程度的形成了由原料處理、中間加工和產(chǎn)品包裝三大基本環(huán)節(jié)所組成的包裝連續(xù)化和自動化的生產(chǎn)過程，有的還將包裝材料加工，包裝容器成型和包裝成品儲

25、存系統(tǒng)都聯(lián)系起來組成高效率的流水作業(yè)線。再者，為使包裝成品更好地進入流通領(lǐng)域，大都配有專業(yè)用的自動化倉庫，并采用托盤集裝箱運輸。大量事實表明，包裝工業(yè)的發(fā)展趨勢正朝著多元化、多功能、高效率、宜人性、利環(huán)保的方向發(fā)展。</p><p><b>　　包裝的發(fā)展</b></p><p>　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，商品的包裝愈來愈重要。包裝產(chǎn)業(yè)如何適應(yīng)新世紀(jì)的發(fā)

26、展要求，滿足現(xiàn)代包裝的可持續(xù)發(fā)展進程，變得尤為重要。</p><p>　　在漫長的歷史長河中，包裝伴隨著社會文明的不斷進步、更新、變化發(fā)展，經(jīng)歷了原始包裝、傳統(tǒng)包裝和現(xiàn)代包裝三個階段。</p><p>　?、痹及b　從人類群居洞穴以來，為了儲存食物與攜帶食物就有了包裝的行為，便形成了包裝的雛形。這一時期所用的包裝材料一般都是樹皮、獸皮、樹葉等來自大自然的簡便材料。</p>

27、<p>　　⒉傳統(tǒng)包裝　主要是指歷史上沿襲下來的，利用天然的藤、草、竹莖等材料手工編織的方式來包裝各種類型的物品，如用粽葉包裝粽子，用葫蘆裝酒。這一時期創(chuàng)造了形形色色的包、袋、筐、簍、罐、壇等傳統(tǒng)包裝。</p><p>　?、超F(xiàn)代包裝　它是工業(yè)化社會和市場經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)物，是西方工業(yè)革命后機械化大生產(chǎn)和長途安全儲運物質(zhì)與銷售的產(chǎn)物。其中四邊封包裝機就是現(xiàn)代包裝的典型。隨著社會發(fā)展和消費者眼光的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代包

28、裝機械四邊封包裝機的特點有：能實現(xiàn)同時進行多條袋包裝，包裝效率高；實現(xiàn)自動打批號功能；能做到光電跟蹤、浮動對標(biāo)，保證條袋雙面圖案完整，位置準(zhǔn)確；包裝效率能達到120-180/分，實現(xiàn)包裝的材料為塑鋁塑復(fù)合膜、鋁塑復(fù)合膜、紙塑復(fù)合膜等多種材料。</p><p><b>　　包裝機械概述</b></p><p><b>　　包裝機械的組成</b>&l

29、t;/p><p>　　包裝機械由動力機、傳動部分和執(zhí)行部分組成。為了便于掌握和研究包裝機械的工作原理與結(jié)構(gòu)性能，通常又將包裝機械分成下列八個組成要素。</p><p>　　被包裝物品的計量與供送系統(tǒng)</p><p>　　被包裝物品的計量與供送系統(tǒng)是指將包裝物品進行計量、整理、排列，并輸送至預(yù)定工位的裝置系統(tǒng)。有的還完成被包裝物品的成型、分割。</p>&l

30、t;p><b>　　主傳送系統(tǒng)</b></p><p>　　主傳送系統(tǒng)是指將被包裝物品和包裝材料由一個包裝工位順次傳送到下一個包裝工位的裝置系統(tǒng)。</p><p><b>　　包裝執(zhí)行機構(gòu)</b></p><p>　　包裝執(zhí)行機構(gòu)是指直接進行裹包、充填、封口、貼標(biāo)、捆扎和容器成型等包裝操作的機構(gòu)。</p>

31、<p><b>　　成品輸出機構(gòu)</b></p><p>　　成品輸出機構(gòu)是指將包裝成品從包裝機上卸下、定向排列并輸出的機構(gòu)。有的機器的成品輸出由主傳送系統(tǒng)完成或靠成品自重卸下。</p><p><b>　　動力機與傳動系統(tǒng)</b></p><p>　　動力機與傳動系統(tǒng)是指將動力機的動力與運動傳遞給執(zhí)行機構(gòu)和

32、控制元件，使之實現(xiàn)預(yù)定動作的裝置系統(tǒng)。通常由機、電、光、液、氣等多種形式的傳動、操作、控制以及輔助等裝置組成。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)由各種自動和手動控制裝置等組成，是現(xiàn)代包裝機的重要組成部分，包括包裝過程及其參數(shù)的控制，包裝質(zhì)量，故障及安全的控制等。</p><p><b>　　機

33、身</b></p><p>　　機身用于支撐和固定有關(guān)部件，保持其工作時的相對位置，并起一定的保護、美化外觀等作用。圖1.1所示為包裝機械的組成方框圖。</p><p>　　包裝材料的整理與供送系統(tǒng)</p><p>　　包裝材料的整理與供送系統(tǒng)是指包裝材料（包括繞性包裝材料，容器及輔助物）進行定長切斷或整理排列，并輸送至預(yù)定工位的裝置系統(tǒng)。有的在供送過程

34、中還完成制袋或包裝容器的豎起、定型、定位。</p><p>　　包裝機械的組成如下圖1.1所示。</p><p><b>　　包裝機械化意義</b></p><p>　　實現(xiàn)包裝機械化和自動化，尤其是實現(xiàn)高靈活度的自動包裝線，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟效益。包裝機械化的意義可以歸結(jié)如下：</p><

35、;p>　?、拍茉黾踊ㄉ贩N，改善產(chǎn)品質(zhì)量，增強市場競爭能力。</p><p>　　現(xiàn)代包裝機械所能完成的工作已遠遠超出了簡單的模仿人的動作，甚至可以說在很多場合用巧妙的機械方法包裝出來的成品，無論在樣式、質(zhì)地或精度等方面，大都是手工操作無法勝任和媲美的。隨著商品的多樣化，這一點越來越引起人們的重視。另外，用機械手代替人手，就足以最大限度的避免操作人員直接接觸時可能產(chǎn)生的污染，從而保證食品、藥物的清潔衛(wèi)生和金

36、屬制品的防銹防蝕。</p><p>　?、颇芨纳苿趧訔l件，避免污染危害環(huán)境。</p><p>　　對有劇毒、刺激性的，低溫、潮濕性的，爆炸、放射性的，以及必須放置在暗室中的物品，實現(xiàn)了包裝的機械化和自動化，便可大大改善操作條件，避免污染危害環(huán)境。至于對需要進行長期、頻繁、重復(fù)的以及其他笨重的包裝工作，如能實現(xiàn)機械化和自動化，則能大大減輕體力勞動強度，增進工人健康和提高生產(chǎn)效率。</p

37、><p>　?、悄芄?jié)約原材料，減少浪費，降低成本。</p><p>　　有些粉末、液體物料在手工包裝過程中容易發(fā)生逸散、起泡、飛濺現(xiàn)象，若改為機械包裝則會大大減少損失。</p><p>　?、饶芴岣呱a(chǎn)效率，加速產(chǎn)品的不斷更新。</p><p>　　機械包裝的生產(chǎn)能力往往比手工包裝提高幾倍、十幾倍甚至幾十倍，無疑這將會更好的適應(yīng)市場的實際需要，合

38、理安排勞動力，為社會多創(chuàng)造財富。</p><p>　　實現(xiàn)包裝機械化和建立現(xiàn)代包裝工業(yè)是社會發(fā)展的需要。</p><p><b>　　總體方案設(shè)計</b></p><p><b>　　功能及應(yīng)用范圍</b></p><p>　　本臺包裝機主要用來包裝袋裝產(chǎn)品。包裝袋規(guī)格為長度：70-105mm，寬度

39、：55-80mm。采用的包材為塑鋁塑復(fù)合膜。本臺包裝機采用了立式滾封的設(shè)計方案，操作方便，融入人因工程學(xué)元素來提高其宜人性，具有同時進行多條袋包裝，包裝效率高，自動打批號，等特點。本機的可調(diào)性高，根據(jù)不同的物料形態(tài)（膠丸、粉末、顆粒、半液體、片劑、膠囊）更換不同的上料機構(gòu)，根據(jù)要求的包裝袋尺寸更換不同的熱封模具，傳送帶的高度和斜度都是可調(diào)的。</p><p>　　為了實現(xiàn)商品的包裝就要具有一個合理的傳動系統(tǒng)來支持

40、執(zhí)行機構(gòu)的正常有效的工作，經(jīng)過比較分析確定本機傳動系統(tǒng)主要選擇鏈傳動。</p><p><b>　　原理方案設(shè)計</b></p><p>　　本包裝機基本原理為：包裝袋是在機上成型；總體布局是立式；連續(xù)式作業(yè)；機上制袋采用對合式、截取式。</p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>

41、;　　為了實現(xiàn)執(zhí)行部分的精確有效作業(yè)，就要求制定一套合理的傳動系統(tǒng)。其中分配軸由電機減速器機構(gòu)直接連接，通過分配軸將動力分別傳送到熱封輥軸、打字輥軸、縱切輥軸；輸送機由單獨的小型電機帶動。包裝機的傳動原理圖如圖2.1所示。</p><p><b>　　工藝分析</b></p><p>　　包裝順序為：熱封輥底邊橫封　　　熱封輥兩側(cè)縱封　　　給料　　　批號打印　　　縱切

42、機構(gòu)對多排包裝袋縱切　　　沖裁機構(gòu)對包裝袋橫切</p><p>　　工藝總體流程圖如圖2.2所示</p><p><b>　　圖2.2</b></p><p><b>　　確定執(zhí)行機構(gòu)類型</b></p><p>　　為了實現(xiàn)機器的正常作業(yè)，確定傳動機構(gòu)主要由七對鏈傳動，一對凸輪傳動組成。</

43、p><p>　　根據(jù)工藝分析過程，決定包裝機械的執(zhí)行機構(gòu)有以下幾部分構(gòu)成：</p><p>　　供送機構(gòu)（顆粒上料機構(gòu)）</p><p>　　供送機構(gòu)簡圖如圖2.3將物料</p><p>　　放入上部的料斗1中，氣缸4帶動</p><p>　　計量機構(gòu)11往復(fù)運動以實現(xiàn)間歇供</p><p>　　料

44、。氣缸3帶動刮板機構(gòu)2將計量</p><p>　　機構(gòu)11上的物料刮平。當(dāng)物料通過</p><p>　　11落入接料斗10中時通過由氣缸</p><p>　　8帶動的間歇給料漏斗9落入送料</p><p>　　漏斗6中。此時，由送料升降機構(gòu)</p><p>　　7帶動6向下運動，伸進熱封輥中</p>&l

45、t;p><b>　　實現(xiàn)給料。</b></p><p><b>　　主軸放卷機構(gòu)</b></p><p><b>　　圖2.4</b></p><p>　　如上圖2.4所示，被包材壓輪2壓緊的放卷軸1放置包材，包材通過導(dǎo)輥</p><p>　　輪組4送至熱封輥中。左右兩個

46、放卷軸分別配置包裝袋的正面和反面，在熱封輥處嚙合，從而實現(xiàn)包材供送功能。</p><p><b>　　熱封輥機構(gòu)</b></p><p>　　熱封輥是實現(xiàn)包材封合的重要裝置。如圖2.5所示為熱封輥模具的展開視</p><p>　　圖，根據(jù)所加工的包裝袋的尺寸要求，確定a和b，即包裝袋的包料部分的寬和長。熱封輥通過熱電偶供熱并控制溫度，通過變位齒

47、輪保證傳動比的正確性與準(zhǔn)確性。進而保證其包裝的精度。</p><p><b>　　打字輥機構(gòu)</b></p><p>　　打字輥機構(gòu)通過鏈輪傳動與齒輪嚙合，實現(xiàn)對包裝袋的生產(chǎn)批號、日期等的</p><p><b>　　打印。</b></p><p><b>　　縱切機構(gòu)</b>

48、</p><p>　　當(dāng)五排包裝袋通過熱封輥的橫封和縱封，經(jīng)過打字輥的生產(chǎn)批號等的打印。</p><p>　　此時，會經(jīng)過縱切機構(gòu)對五排包裝袋進行縱向切開。如圖2.6所示，縱切刀具1通過鏈傳動按一定的傳動比轉(zhuǎn)動，刀具嚙合輪2通過彈簧調(diào)節(jié)配合1對包裝袋進行縱向切斷。</p><p><b>　　橫切機構(gòu)</b></p><p&

49、gt;　　橫切機構(gòu)又稱沖裁機構(gòu)，它是通過PLC控制氣缸推動橫切刀具實現(xiàn)包裝袋橫</p><p>　　向切斷。如簡圖2.7所示，動刀2通過氣缸3帶動做往復(fù)沖裁運動，與定刀1配合作業(yè)實現(xiàn)包裝袋的橫向切斷。</p><p><b>　　輸送機構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)包裝成品完成后，通過輸送帶運出。從而減少人力付出，同時也保證了包</p

50、><p><b>　　裝產(chǎn)品的衛(wèi)生。</b></p><p><b>　　傳動系統(tǒng)的確定</b></p><p>　　在確定傳動系統(tǒng)時，根據(jù)圖2.1的傳動原理圖、包裝機械傳動系統(tǒng)設(shè)計的一般原則和四邊封條袋包裝機的工藝順序確定傳動系統(tǒng)。</p><p>　　如圖2.8所示，電機通過減速器減速后將動力傳至分

51、配軸6，分配軸通過鏈傳動將縱切機構(gòu)4和軸1，通過齒輪傳動將動力傳至軸2；軸1通過鏈傳動將動力傳至熱封輥機構(gòu)和打字輥機構(gòu)；軸2通過鏈傳動將動力傳至上料升降裝置9中的凸輪機構(gòu)，實現(xiàn)9帶動送料漏斗進行上下往復(fù)運動。</p><p>　　通過一系列的傳動系統(tǒng)的設(shè)定，從而保證系統(tǒng)傳動的精確性和執(zhí)行機構(gòu)作業(yè)的準(zhǔn)確性。</p><p><b>　　圖2.8</b></p>

52、;<p>　　1-鏈輪　2-熱封輥機構(gòu)　3-打字輥機構(gòu) 4-縱切機構(gòu) 5 -V帶傳動裝置 6-分配軸 7-軸2 8-軸1　9-上料升降裝置</p><p><b>　　產(chǎn)品的人因工程分析</b></p><p>　　產(chǎn)品的造型設(shè)計及組成要素</p><p>　　造型是創(chuàng)造物體形象的手段，它包括對造型物提出要求，然后進行構(gòu)

53、思、設(shè)計、制作和使用四個基本的過程。機器的造型設(shè)計，歸屬于工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計，稱為工業(yè)造型設(shè)計。</p><p>　　工業(yè)造型設(shè)計是將與產(chǎn)品造型有關(guān)的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、視覺傳遞、宜人性、市場關(guān)系等方面，進行綜合的創(chuàng)造性設(shè)計，從而獲得人—機—環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一、符合時代要求的一種創(chuàng)造性活動。</p><p>　　機器造型設(shè)計有如下幾個基礎(chǔ)組成要素：功能基礎(chǔ)（實用性）、物質(zhì)基礎(chǔ)（科學(xué)性）、美學(xué)

54、基礎(chǔ)（藝術(shù)性）。具體內(nèi)容見表2.1。</p><p>　　根據(jù)表2.1造型設(shè)計的組成要素及本機設(shè)計的需要，對本次設(shè)計的包裝機進行以下造型設(shè)計：</p><p><b>　　功能基礎(chǔ)（實用性）</b></p><p>　　工作范圍　產(chǎn)品應(yīng)用于四邊封條袋多種形態(tài)物料（粉末、顆粒、膠丸</p><p>　　膠囊、片劑、半溶液等

55、）的包裝。</p><p>　　工作精度　精度較高，主要體現(xiàn)在包裝物料的容量值的精確度，包裝袋封合時反正面對齊的精度以及縱切橫切時的裁剪尺度的精確度。</p><p>　　可靠性與有效性　本次設(shè)計采用合理的傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)，從而保證了其在規(guī)定條件下即日工作八小時的情況下實現(xiàn)包裝作業(yè)的順利進行。包裝機的可調(diào)性高，通用性強，這就很好的保證了其有效性。</p><p>

56、　　宜人性　本產(chǎn)品的設(shè)計融入人因工程學(xué)的觀點，進行了人因工程分析，確定了人和機最適合的相互作用方式和方法。從而提高了人的操作活動能力，以達到高效高準(zhǔn)確度的要求。</p><p><b>　　物質(zhì)基礎(chǔ)（科學(xué)性）</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)　根據(jù)要求實現(xiàn)的功能配合人因工程學(xué)從而確定了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，本機器的比例為整數(shù)比例（等差數(shù)列比例），比例數(shù)值大約為高：寬＝2：1

57、，高：長＝5：2。</p><p>　　材料　在產(chǎn)品的材料設(shè)計上，傳動部分和機體采用通用的鋼材料，門總成采用樹脂玻璃，機身棱角及拐角處采用橡膠、塑料等材料，從而保證操作人員的安全性。</p><p>　　工藝　在設(shè)計制圖的過程中考慮了零部件的可加工性以及可裝配性，同時注意了在設(shè)計的過程中本著盡量在能采用通用件時就采用通用件的原則從而確保了其工藝的合理性。</p><p&

58、gt;　　經(jīng)濟性　為了在保證實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)上，盡量的降低其生產(chǎn)成本，在造型的結(jié)構(gòu)形式、材料的選擇、工藝方法的選擇及其他造型因素等方面進行了全面分析。</p><p><b>　　美學(xué)基礎(chǔ)（藝術(shù)性）</b></p><p>　　美學(xué)原則　根據(jù)美學(xué)原則，再結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定產(chǎn)品的外形比例尺寸，從而從整體上給人以美感。</p><p>　　形體

59、構(gòu)成　在詳細設(shè)計之前，對產(chǎn)品的形體進行草圖設(shè)計。</p><p>　　色彩　產(chǎn)品的外在美必須依附于形體的色彩來體現(xiàn)色彩的配置規(guī)律與法則是實現(xiàn)造型美的重要因素。機器（包裝機）的色彩設(shè)計對操作人員也有一定的影響。本機器希望給人一種明快、爽朗、有積極氣氛且穩(wěn)重的感覺。所以機身用銀白色鋼板包裝，在機器的熱封輥軸向用塑料玻璃門，機身拐角部分用淡綠色與黑色相間的塑料包住。而底座用深藍色噴漆涂上，使其有一種穩(wěn)重感。</p

60、><p>　　裝飾　為了進一步提高產(chǎn)品的造型藝術(shù)效果，可對包裝機的外體進行美化裝飾。但對于工業(yè)生產(chǎn)所應(yīng)用的包裝機，需要操作人員在操作的過程中精力集中，所以在本次設(shè)計中對機器的裝飾設(shè)計不做設(shè)計。保證在機體側(cè)面注明生產(chǎn)廠家以及產(chǎn)品的重要信息即可。</p><p>　　表2.1　造型設(shè)計的組成要素</p><p><b>　　人因工程分析</b><

61、/p><p>　　人因工程學(xué)又稱之為人體工程學(xué)，其目的是按照人的特性設(shè)計和改進人－機－環(huán)境系統(tǒng)，使處于不同條件下的人能高效、安全、健康、舒適地工作和生活。為此需要對機體的與人相關(guān)性大產(chǎn)部件進行人因分析設(shè)計，即人體工學(xué)設(shè)計。</p><p>　　人因工程學(xué)是使人和機器、環(huán)境相互適應(yīng)，創(chuàng)造舒適和安全環(huán)境條件，從而提高工作效率的一門學(xué)科。它為解決該系統(tǒng)中人的效能、健康提供技術(shù)服務(wù)。在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)

62、計中，運用人體工程學(xué)進行技術(shù)分析，包括系統(tǒng)分析、參數(shù)選擇及運算，是非常必要的，因為這樣能使所設(shè)計的產(chǎn)品最大限度地滿足作業(yè)的舒適性、方便性、安全性。</p><p>　　本次設(shè)計中不可避免會涉及到人因工程人機界面設(shè)計。人機界面是人與機器進行交互的操作方式，及操作人員與機器相互傳遞信息的媒介，其中包括信息的輸入和輸出。好的人機界面美觀易懂、操作簡單且具有引導(dǎo)功能，使操作者在操作的過程中感覺愉快、舒適，從而提高其生產(chǎn)效

63、率。</p><p>　　操作人員在操作機器時要求站姿操作。對于包裝機的操作屬于輕體力勞動。根據(jù)平均身高符合95％人群操作的選擇原則，經(jīng)過查證站姿進行輕體力作業(yè)的人體平均手臂合理的活動范圍為男子：950－1100mm，女子：900—1050mm，綜合人與機器兩方面考慮玻璃門把手的高度設(shè)為944mm，操作界面的應(yīng)用相對來說不頻繁，結(jié)合整個機體設(shè)計將其高度定為1210mm。</p><p>　

64、　操作界面中文字的設(shè)計應(yīng)簡單易懂，大小適當(dāng)。顏色編碼也是界面設(shè)計的一個重要方向。顏色具有感染力和吸引力，如果運用合適會使眼睛較容易地認讀信息，提高工作效率，還能影響人的情緒。所以，在本臺機器的操作界面中為了使信息醒目、美觀協(xié)調(diào)，運用調(diào)和和對比兩種處理方法。調(diào)和是指兩種或兩種以上的色彩合理搭配，產(chǎn)生統(tǒng)一協(xié)調(diào)的效果；對比是指色彩并置時，因色彩、明度、純度不同而表現(xiàn)出明顯的差別，產(chǎn)生比較作用。文字主題顏色為白色，對比色為紅色，調(diào)和色為綠色。在

65、機身的設(shè)計過程中，機器的拐角處實行圓角過度，從而提高安全系數(shù)。粉塵處理方法為鐵皮包裝以防止器件落入粉塵。照明由車間的統(tǒng)一照明即可。保證齒輪連接適當(dāng)配合，螺母螺栓等緊固機構(gòu)保證緊固連接，從而減少噪音。上料途徑為借助車間中的椅子，人站在椅子上向料斗中進行送料。</p><p><b>　　確定總體布局</b></p><p>　　在詳細設(shè)計之前要對包裝機的整體布局進行設(shè)計

66、。在產(chǎn)品的總體布局確定的過程中要綜合考慮物料供送機構(gòu)，傳動機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)的尺寸設(shè)計及其空間設(shè)計，</p><p>　　對產(chǎn)品進行原理方案設(shè)定，工藝方案的確定，執(zhí)行機構(gòu)及傳動機構(gòu)設(shè)計，以及產(chǎn)品的人因工程分析，從而得到一最佳的包裝機總體布局三視圖。</p><p>　　包裝機的主要外形尺寸如圖2.9所示：</p><p>　　總長：850mm；總寬：1068mm；總高：

67、2060mm。</p><p><b>　　圖2.9</b></p><p>　　1-上料機構(gòu) 2-操作界面 3-放卷機構(gòu) 4-機體 5-輸送機構(gòu) 6-支座 7-執(zhí)行機構(gòu)使用空間　8-傳動機構(gòu)使用空間 </p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p><b>　

68、　電機的選擇</b></p><p>　　由于一般生產(chǎn)單位多采用三相電源，故無特殊要求時均應(yīng)選用三相交流電動機。其中以三相異步電機應(yīng)用最多，常用Y系列三相異步電機。</p><p>　　電動機的功率選擇是否合適，對電動機的正常工作和經(jīng)濟性都有影響。功率選得過小不能保證工作機的正常工作，或使電動機因超載而過早損壞；功率選得過大則電動機的價格高，能力又得不到充分發(fā)揮，而且由于電機經(jīng)

69、常不在滿載下運轉(zhuǎn)，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能源的浪費。</p><p>　　通常對于載荷比較穩(wěn)定、長期運轉(zhuǎn)的機械，通常按照電動機的額定功率選擇，而不必校驗電動機的發(fā)熱和起動轉(zhuǎn)矩，選擇電機功率時要保證</p><p>　　Po≥Pr (3.1)</p><p>　　式中　Po—

70、—電動機額定功率，KW；</p><p>　　Pr——工作機所需電動機功率，KW；</p><p>　　工作機所需電動機功率按下式計算</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　　式中Pw——工作機所需有效功率；</p><p>　　η——從電動機到工作機的總傳動效率。&l

71、t;/p><p><b>　　機器的Pw計算如下</b></p><p>　　Pw= kw (3.3)</p><p>　　式中F——工作機的圓周力，包裝機的輸送帶的有效拉力，N。</p><p>　　v——工作機的線速度，m/s。</p><p>　　m/s

72、 (3.4)</p><p>　　式中D——主要工作輥直徑（熱封輥），mm。</p><p>　　n——工作機主動軸轉(zhuǎn)速，r/min。</p><p>　　= =0.04m/s</p><p>　　Pw= = =0.36KW</p><p>　　傳動裝置的總傳動效率η，由傳動

73、裝置的組成決定多級串聯(lián)的傳動裝置，其傳動總效率為</p><p>　　η=η1η2η3……ηw (3.5)</p><p>　　式中η1，η2，η3，……，ηw分別為傳動裝置中各個運動副或傳動副的效率。</p><p><b>　　由以下數(shù)據(jù)</b></p>&

74、lt;p>　　V帶傳動效率η帶＝0.96；</p><p>　　鏈的傳動效率η鏈＝0.96；</p><p>　　擺線針輪減速器傳動效率η減＝0.9；</p><p>　　變位齒輪的傳動效率η齒＝0.94。</p><p><b>　　得</b></p><p>　　熱封輥的傳動效率η熱＝η

75、帶η鏈3η減η齒＝0.96×0.963×0.9×0.94＝0.72</p><p>　　打字輥的傳動效率η打＝η帶η鏈3η減η齒＝0.96×0.963×0.9×0.94＝0.72</p><p>　　縱切機構(gòu)的傳動效率η縱＝η帶η鏈２η減＝0.96×0.96２×0.9＝0.83</p><p

76、>　　綜上得傳動總效率為0.72。</p><p>　　=0.36/0.72=0.5KW</p><p>　　綜合考慮得出電機：三相異步電動機（Y802-4）。電壓：380V，頻率：50HZ，功率：0.75KW，轉(zhuǎn)速：1390r/min，效率為0.73。</p><p><b>　　減速器的選擇</b></p><p&

77、gt;　　本臺包裝機的包裝速度為180袋/分，即主軸的轉(zhuǎn)速為32.4r/min，采用鏈傳動的傳動比為1，采用類比方案，在這里選用傳動比為43的XW型的擺線針輪減速器。</p><p>　　i＝n１/n２ (3.6)</p><p><b>　　由公式3.6得</b></p>&

78、lt;p>　　n１＝i×n２＝43×32.4＝1393r/min，即減速器的輸入轉(zhuǎn)速為1393r/min。減速器的輸出功率為：</p><p>　　Pｏ＝P電·η帶·η減·η電＝0.75×0.96×0.9×0.73＝0.47KW</p><p>　　所以得出減速器有關(guān)數(shù)據(jù)：擺線針輪減速器（XW1.1-3-

79、43），功率：1.1KW，傳動比：43，功率為0.47KW。</p><p>　　鏈及鏈輪的設(shè)計與計算</p><p><b>　　傳動方式的選擇</b></p><p>　　為了保證在作業(yè),則要求傳動部分要有可靠的傳動比、無滑動，所以不能選用帶傳動；若選用齒輪傳動，雖然有了可靠的傳動比，但可能會造成機體過于龐大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時造價也很高。

80、再者，該傳動的工作環(huán)境對于齒輪來說不太理想；除此外鏈傳動具有以下特點：鏈傳動屬于具有中間撓性件的嚙合傳動，它兼有齒輪傳動的特點。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低；鏈輪齒受力情況較好，承載能力較大；有一定的緩沖和減振性能。與摩擦型帶傳動相比，鏈傳動的平均傳動比準(zhǔn)確；傳動效率稍高；鏈條對軸的拉力較??；同樣使用條件下，結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊；此外，鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調(diào)節(jié)工作量較小，且能在惡劣環(huán)境條件下工作。</p>

81、;<p><b>　　鏈條的選取</b></p><p>　　由于該傳動主要是給物料供送，熱封，打字，縱切這幾個動作提供動力，且這些動作的傳動功率較小，速度慢，屬于低速傳動，所以對鏈的選擇應(yīng)主要考慮傳動鏈（工作速度v≤0.6m/s）。</p><p>　　綜合考慮到該傳動的傳動功率小，傳動速度慢，只要保證可靠的傳動比和經(jīng)濟因素，應(yīng)優(yōu)先選取滾子鏈。同時滾子

82、鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，這對于我們的初步選取和以后改進更換也非常方便。</p><p>　　由于所設(shè)計的包裝機傳動功率較小，速度慢，可采用單排套筒滾子鏈。綜合考慮實驗所得的經(jīng)驗值、實體測繪以及設(shè)計經(jīng)驗，可選取表3.1所示滾子鏈型號：</p><p>　　表3.1　 　　　　　 單位：mm</p><p><b>　　鏈輪的設(shè)計與計算</b

83、></p><p>　　計算傳動機構(gòu)的鏈輪尺寸：</p><p>　　實體測繪部分主要數(shù)據(jù)鏈輪齒數(shù)及齒間距并計算校核確定了各個鏈輪的齒數(shù)和齒距。</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　　(3.7)</b></p><p><b&

84、gt;　　(3.8)</b></p><p><b>　　得：</b></p><p>　　Z=25,P=12.7，ISO鏈號為08A。</p><p>　　取 d=102mm</p><p>　　取 da=108mm</p><p>　　齒根圓直徑 = d -

85、 (3.9)</p><p>　　= 101.6 - 7.92 = 93.68mm</p><p>　　取 = 94mm</p><p>　　分度圓弦齒高 = ( 0.625 + )p - 0.5 (3.10)</p><

86、p>　　=( 0.625 + )×12.7 – 0.5×7.92=4.38mm </p><p>　　= 0.5 × ( P - ) (3.11)</p><p>　　= 0.5 × ( 12.7 – 7.92 )= 2.39mm</p><p>　　取

87、 = 3.5mm </p><p>　　齒側(cè)凸緣直徑 ≦ Pcot - 1.04 - 0.76 (3.12)</p><p>　　Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　= 12.7cot - 1.04×12.07- 0.76=87.48mm</p><p>　　取

88、 =86mm</p><p>　　齒側(cè)圓弧半徑 = 0.12( z + 2 ) (3.13)</p><p><b>　　= 25.66mm</b></p><p>　　= 0.008( z + 180 ) (3.14)</p&

89、gt;<p><b>　　= 51.00mm</b></p><p>　　取 = 40.00mm</p><p>　　滾子定位圓弧半徑 = 0.505 + 0.069 (3.15)</p><p><b>　　≈ 4.14mm</b></p>

90、<p>　　= 0.505 (3.16)</p><p><b>　　= 4.00mm</b></p><p>　　取 = 4.10mm</p><p>　　滾子定位角 = - (3.17)</

91、p><p><b>　　= 116.4°</b></p><p>　　= (3.18)</p><p><b>　　= </b></p><p>　　取 = 120°</p><p>　　

92、取 輪轂直徑 ==50.00mm</p><p>　　由 h = 6.4 + + 0.01d (3.19)</p><p>　　= + 2b (3.20)</p><p>　　得出 h

93、= 13.13mm</p><p>　　= 34.3 mm</p><p>　　可取 h = 13.00 mm</p><p>　　= 35.00mm</p><p>　　齒 寬 = 0.95 (3.21)

94、 </p><p>　　= 0.95 × 7.85 =7.46mm</p><p>　　取 = 7.5 mm</p><p>　　齒側(cè)半徑 = p (3.22)</p><p><b>　

95、　= 12.7 mm</b></p><p>　　齒側(cè)倒角 = 0.13p (3.23)</p><p><b>　　= 1.65 mm</b></p><p>　　齒側(cè)凸緣圓角半徑 = 0.04p

96、 (3.24)</p><p>　　= 0.508 mm</p><p>　　輪轂長度 ｌ ｌ = 3.3 h (3.25)</p><p>　　= 3.3×12.07 = 39.83 mm</p><p>　　根據(jù)實體需要

97、可取 ｌ = 40.00 mm</p><p>　　Z＝24，P＝9.525， ISO鏈號為06B。</p><p>　　取 d=73mm</p><p>　　取 da=77mm</p><p>　　齒根圓直徑 = d - = 72.97 - 6.35 = 66.62mm</p><p>　　

98、取 = 67mm</p><p>　　分度圓弦齒高 = ( 0.625 + )p - 0.5 </p><p>　　=( 0.625 + )×9.525 – 0.5×6.35=3.10mm </p><p>　　= 0.5 × ( P - )</p><p>　　= 0.5 × ( 9

99、.525 –6.35 )= 1.59mm</p><p>　　取 = 2.0mm </p><p>　　齒側(cè)凸緣直徑 ≦ Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　= 9.525cot - 1.04×8.26- 0.76=62.81mm</

100、p><p>　　取 =60mm</p><p>　　齒側(cè)圓弧半徑 = 0.12( z + 2 ) = 19.81mm</p><p>　　= 0.008( z + 180 ) = 38.40mm</p><p>　　取 = 30mm</p><p>　　滾子定位圓弧半徑 = 0.505 + 0

101、.069 ≈ 3.34mm</p><p>　　= 0.505 = 3.21mm</p><p>　　取 = 3.28mm</p><p>　　滾子定位角 = - = 116.25°</p><p><b>　　= = </b></p><p>　　取

102、 = 120°</p><p>　　取 輪轂直徑 = =40.00mm</p><p>　　由 h = 6.4 + + 0.01d</p><p><b>　　= + 2b1</b></p><p>　　得出 h = 11.89mm</p><p><b&g

103、t;　　= 28.56mm</b></p><p>　　可取 h = 12.00mm</p><p><b>　　= 30.00mm</b></p><p>　　齒 寬 = 0.95= 0.95 × 5.72 =5.434mm</p><p>　　取 = 5.5mm<

104、/p><p>　　齒側(cè)半徑 = p = 9.525mm</p><p>　　齒側(cè)倒角 = 0.13p = 1.24mm</p><p>　　齒側(cè)凸緣圓角半徑 = 0.04p = 0.381mm</p><p>　　輪轂長度 ｌ ｌ= 3.3 h = 3.3×8.26 =27.26mm<

105、/p><p>　　根據(jù)實體需要可取 ｌ= 30.00mm</p><p>　　Z＝21，P＝9.525，ISO鏈號為06B。</p><p>　　取 d=64mm</p><p>　　取 da=68mm</p><p>　　齒根圓直徑 = d - = 63.93 – 6.35= 57.58mm</

106、p><p>　　取 = 58mm</p><p>　　分度圓弦齒高 = ( 0.625 + )p - 0.5 </p><p>　　=( 0.625 + )×9.525 – 0.5×6.35=3.15mm </p><p>　　= 0.5 × ( P - )</p><p>　　

107、= 0.5 × ( 9.525 – 6.35)= 1.59mm</p><p>　　取 = 2.5mm </p><p>　　齒側(cè)凸緣直徑 ≦ Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　= 9.525cot - 1.04×8.26- 0.

108、76=53.73mm</p><p>　　取 =50mm</p><p>　　齒側(cè)圓弧半徑 = 0.12( z + 2 ) = 17.53mm</p><p>　　= 0.008( z + 180 ) = 31.55mm</p><p>　　取 = 25mm</p><p>　　滾子定位圓弧半徑

109、 = 0.505 + 0.069≈ 3.34mm</p><p>　　= 0.505 = 3.21mm</p><p>　　取 =3.30mm</p><p>　　滾子定位角 = - = 115.7°</p><p><b>　　==</b></p><p>　　取

110、= 120°</p><p>　　取 輪轂直徑 ==35.00 mm</p><p>　　由 h = 6.4 + + 0.01d</p><p><b>　　= + 2b1</b></p><p>　　得出 h = 10.97mm</p><p><b>　　=

111、 23.56mm</b></p><p>　　可取 h = 11.00mm</p><p><b>　　= 25.00mm</b></p><p>　　齒 寬 = 0.95= 0.95 × 5.72 =5.434mm</p><p>　　取 = 5.5mm</p>

112、;<p>　　齒側(cè)半徑 = p = 9.525mm</p><p>　　齒側(cè)倒角 = 0.13p = 1.24mm</p><p>　　齒側(cè)凸緣圓角半徑 = 0.04p = 0.381mm</p><p>　　輪轂長度 ｌ ｌ= 3.3 h = 3.3×8.26 =27.26mm</p>

113、;<p>　　根據(jù)實體需要可取 ｌ= 30.00mm</p><p>　　Z＝33，P＝9.525，ISO鏈號為06B。</p><p>　　取 d=100mm</p><p>　　取 da=105mm</p><p>　　齒根圓直徑 = d - = 100.26 – 6.35= 93.91mm</p

114、><p>　　取 = 94mm</p><p>　　分度圓弦齒高 = ( 0.625 + )p - 0.5 </p><p>　　=( 0.625 + )×9.525 – 0.5×6.35=3.01mm </p><p>　　= 0.5 × ( P - )</p><p>　　

115、= 0.5 × ( 9.525 – 6.35)= 1.59mm</p><p>　　取 = 2.5mm </p><p>　　齒側(cè)凸緣直徑 ≦ Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　Pcot - 1.04 - 0.76</p><p>　　= 9.525cot - 1.04×8.26- 0.

116、76=90.91mm</p><p>　　取 =80mm</p><p>　　齒側(cè)圓弧半徑 = 0.12( z + 2 ) = 26.67mm</p><p>　　= 0.008( z+ 180 ) = 64.47mm</p><p>　　取 = 45mm</p><p>　　滾子定位圓弧半徑

117、= 0.505+ 0.069≈ 3.34mm</p><p>　　= 0.505 = 3.21mm</p><p>　　取 =3.30mm</p><p>　　滾子定位角 = - = 117.27°</p><p><b>　　==</b></p><p>　　取 =

118、 120°</p><p>　　取 輪轂直徑 ==50.00 mm</p><p>　　由 h = 6.4 + + 0.01d</p><p><b>　　= + 2b1</b></p><p>　　得出 h = 13.83mm</p><p><b>　　=

119、38.56mm</b></p><p>　　可取 h = 14.00mm</p><p><b>　　= 40.00mm</b></p><p>　　齒 寬 = 0.95= 0.95 × 5.72 =5.434mm</p><p>　　取 = 5.5mm</p>

120、<p>　　齒側(cè)半徑 = p = 9.525mm</p><p>　　齒側(cè)倒角 = 0.13p = 1.24mm</p><p>　　齒側(cè)凸緣圓角半徑 = 0.04p = 0.381mm</p><p>　　輪轂長度 ｌ ｌ= 3.3 h = 3.3×8.26 =27.26mm</p>

121、<p>　　根據(jù)實體需要可取 ｌ= 30.00mm</p><p>　　Z＝36，P＝9.525，ISO鏈號為06B。</p><p>　　取 d=109mm</p><p>　　取 da=115mm</p><p>　　齒根圓直徑 = d - = 109.29 – 6.35= 102.94mm<