巧克力糖自动包装机

课题：巧克力糖自动包装机

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2013年7月5日

目 录

设计任务.......................................................3 设计题目：巧克力糖包装机.......................................3 设计要求.......................................................3 设计条件.......................................................3 设计任务.......................................................4 设计提示.......................................................4 第一章 总论及设计要求分析......................................4 1.1 功能要求...................................................5 1.2 原机的选择.................................................5 1.3传动比的分配................................................6 1.4功能分析....................................................6 1.5工作原理及工艺动作流程图....................................7 1.6 机构的选用..................................................8 第二章 各机构的选用及组合.......................................8 2.1 主要执行机构方案设计原理 2.1包装机送纸机构 2.1包装机剪纸机构 2.1包装机送料（糖）机构 2.1.包装折纸机构

2.2圆台状巧克力糖包装机的总体布局 2. 2.包装机的总体布局

第三章 圆台状巧克力糖的包装机传动系统..........................9

3.1主要执行机构方案设计原理...................................9 第四章 粒状巧克力糖包装机的工作循环图.........................10 4.2执行机构周期确定...........................................11 4.3机构初始状态设置...........................................13 4.4传动机构传动比计算.........................................14 第五章 巧克力包装机凸轮的设计..................................15 5.1粒状巧克力糖包装机的凸轮设计...............................16 5.2压糖糖对心凸轮.............................................16 5.3剪纸对心凸轮...............................................17 5.4托糖凸轮、折纸凸轮.........................................17 5.5顶糖杆圆柱凸轮..............................................17 第六章 曲柄滑块与槽轮、齿轮的设计..............................18 第七章 心得体会 ...............................................18 感谢老师！

参考文献：机械原理课成设计。

一、设计题目

设计巧克力糖自动包装机。包装对象为圆台状巧克力糖（图6），包装材料为厚0.008mm的金色铝箔纸。包装后外形应美观挺拔，铝箔纸无明显损伤、撕裂和褶皱（图7）。包装工方案为：纸坯型式采用卷筒纸，纸片水平放置，间歇剪

切式供纸（图8）。包装工艺动作为：

(1)将64mm×64mm铝箔纸覆盖在巧克力糖ф17mm小端正上方； (2)使铝箔纸沿糖块锥面强迫成形；

(3)将余下的铝箔纸分半，先后向ф24mm大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。

二、具体设计要求如下：

(1)要求设计糖果包装机的间歇剪切供纸机构、铝箔纸锥面成形机构、 褶纸机构以及巧克力糖果的送推料机构。

(2)整台机器外形尺寸（宽×高）不超过800mm×1000mm。

(3)锥面成形机构不论采用平面连杆机构、凸轮机构或者其他常用机构，要求成形动作尽量等速，起动与停顿时冲击小。 三、设计任务

1.巧克力糖包装机一般应包括凸轮机构、平面连杆机构、齿轮机构等。 2.涉及传动系统并确定其传动比分配。

3.绘制机器的机构运动方案简图和运动循环图。

4.设计平面连杆机构，并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。 5.设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算凸轮轮廓线值,校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图。 6.设计计算齿轮机构。

7. 编写设计计算说明书。

8.学生可进一步完成凸轮的加工。 四、设计提示

1.剪纸与供纸动作连续完成。。

2.铝箔纸锥面成型机构一般可采用凸轮机构、平面连杆机构等。 3.实现褶纸动作的机构有多种选择，包括凸轮机构、摩擦滚轮机构等。 4.巧克力糖果的送推料机构可采用平面连杆机构或凸轮机构。 5.各个动作应有严格的时间顺序关系。

第一章 总论及设计要求分析

1.1 功能要求

巧克力糖包装机主要是用在糖果包装厂里，在大量数生产出糖果后，将其一一用牛皮用铝箔纸纸将其包来装起，给顾客以视觉上的美观享受，用于销售。

1.2 原机的选择

方案号 电动机转速1440 1440 1440 960 /(r/min) 每分钟包糖120 90 60 120 90 90 80 60 960 820 820 780 A B C D E F G H 果的数目/(个/min) 选择方案H:电动机转速为780r/min，每分钟包装60个糖果。 1.3传动比的分配

因为电动机的转速为780r/min，所以要实现每分钟包装60个糖果，则槽轮转盘的转速为60r/min,槽轮每转一圈就可生产出一颗巧克力糖。总的传动比为：i总=780（r/min）/60（r/min）=13。传动系统采用二级减速机构，第一级为带传动，第二级为齿轮传动。按传动比分配原则，为使传动构件获得较小的尺寸，结构紧凑，可采用传动比“先小后大”的原则。 1.4功能分析

一、（1）机构需要将生产好的糖果运送到包装机构上，所以需要设计出相应的送料机构。

（2）包装糖果时需要送纸机构，所以设计相应的送纸机构。 （3）包装糖果时需要剪纸机构，所以设计相应的剪纸机构。 （4）包装时需要锥面成型机构，所以设计合理的锥面成型机构。 （5）在包装时还需要设计出适合的接糖和顶糖机构。 （6）最后需要把包装好的糖送出去，所以需要卸糖机构。 二、对这一系列的机构进一步的分析，了解它们的基本运动。 （1）推糖机构要将糖块在合理的时间送到合理的位置。

（2）送纸机构采用间歇性的运动，可采用部分齿轮和完全齿轮的结合来实现这一运动形式或者采用槽轮机构来实现。

（3）剪纸机构可采用凸轮机构来实现剪刀的上下往复运动。 （4）锥面成型机构可采用凸轮来实现它的间歇式运动。

（5）折纸机构可采用凸轮机构来实现巧克力糖大端面的前后分半折纸运动。

（6）接糖和顶糖机构都是通过凸轮来实现其间歇式往复运动的。 1.5 机构的选用

通过了解各个的运动机构的运动效果及设计的要求，利用工作原理以及工艺动作流程图，并根据技术、经济及相容性的要求，确定若干个工艺动作的执行构件：槽轮，摩擦滚轮，剪刀，定位杆，平面四杆机构，挡板，冲压板，顶杆及推杆，其中槽轮摩擦滚轮固连，顶杆和推杆连接，同时完成送料功能。分别选择相应的机构以实现各项运动功能，见下表：

巧克力糖包装机的机构选形

基本功能 卷筒纸拉平和间歇功能 执行构件 工艺动作 执行机构 1、摩擦滚轮—槽轮机构。 2、摩擦滚轮—不完全齿轮机构。 槽轮、摩擦滚轮 间歇转动及滚动 间歇剪纸功能 剪刀 间歇上下往复直线运动。 1、凸轮机构。 2、连杆机构。 1、凸轮机构。 2、连杆机构。 1、凸轮机构。 2、连杆机构。 推糖准确定位功能 锥面成型功能 定位杆、滑块 直线左右往复运动。 冲压块 间歇上下往复直线运动 折纸功能 挡板 旋转运动 1、凸轮机构。 2、连杆机构。 卸糖功能 工位换功能 旋转臂 工作台 旋转运动 1、连杆机构 间歇旋转运动 1、槽轮机构。2、不完全齿轮机构。

第三章圆台状巧克力糖的包装机传动系统

传动系统采用二级减速机构，第一级为带传动，第二级为齿轮传动。按传动比分配原则，为使传动构件获得较小的尺寸，结构紧凑，可采用传动比“先小后大”的原则，因为总的传动比为：i总=780（r/min）/60（r/min）=13，先用皮带轮实现一级降速比

i12=80mm/40mm=2,i34=75mm/30mm=2.5,在采用齿再实

现二级轮降速得，i56=z6/z5=40/40=1,i78=z8/z7=104/40=2.6。

第四章 粒状巧克力糖包装机的工作循环

4.1执行机构的运动循环图

T T/4 送纸 3T/4 T/4 送纸 T 3T/4 T/4 送纸 T 3T/4 T/4 送纸 T 滑块进 剪 滑块回 压糖 托糖 剪 滑块回 压糖 托糖 剪 滑块回 压糖 托糖 滑块进 滑块进 滑块进 转向 折纸 顶糖 卸 转向 折纸 顶糖 卸 转向 折纸 顶糖 卸 转向 确定各机构的运动循环。

已知＝60件/min，则拨盘轴的转速为n=60(r/min)

拨盘轴每转的时间就是该机的工作循环，即等于各个执行机构的运动循环，所以Tb＝60/n=60/60=1（s） 4.2执行机构周期确定

工作正常的情况下完成一颗糖包装工作为一个周期T。也就是拨盘转一周，工作台转1/4周就完成一颗糖的。

槽轮机构: 转动时间Tc =T/4 停下时间 Tc=3T/4 送纸机构： 送纸时间 Ts= T/4 （与槽轮机构转动同步） 剪纸机构： 剪纸时间 Ta= T/4（剪纸在送纸结束时执行） 压糖机构： 近休时间 T/4 推程时间 T/2 远休时间 T/8 回程时间 T/8 托糖机构 ： 近休时间 T/4 推程时间 T/8 远休时间 T/2 回程时间 T/8 折纸机构： 近休时间 T/4 推程时间 3T/8 远休时间 T/8 回程时间 T/4 顶糖机构： 近休时间 T/4 推程时间 T/4 远休时间 3T/8 回程时间 T/8 卸糖机构： 卸糖时间 4T

曲柄滑块机构：T 4.3机构初始状态设置

通过对机器工作机构初使状态的设置，不仅有助于调试和安装，还能清楚的了解各个机构工作分配。

机构 槽轮机构 初始状态 拨盘与槽轮刚进入啮合 送纸槽轮 目的 开始一个周期运动并带动盘形转过90°， 与工作台槽轮机构同盘形转动T/4时间内，步 完成送纸 滞后盘形T/4 保证剪纸完成后压糖开始前送糖 保证压糖杆没压糖之前到达远休角开始处 剪纸凸轮 推糖机构 近休角开始处 滑块离铰链中心最近处转过T/8 托糖机构 近休角结束处 折纸机构 压糖凸轮，顶糖凸轮 卸糖机构 近休角开始处 近休角开始处 卸糖后再转过90° 滞后盘形T/4 滞后盘形T/4 滞后顶糖机构5T/8 4.4传动机构传动比计算

1.减速装置的设计计算：电动机转速为780r／min，糖果包装数为60个／min。

因为总的传动比为：i总=780（r/min）/60（r/min）=13，先用皮带轮实现一级降速比

i12=80mm/40mm=2,i34=75mm/30mm=2.5

用齿再实现二级轮降

得，i56=z6/z5=40/40=1,i78=z8/z7=104/40=2.6。

2．带轮传动：带轮传动比由送糖传送带与出糖传送带所需速度大小

自行调节

3.锥齿轮：模数为2齿数有40、52、104， 4.槽轮：4个直槽 传动比i=4

5.皮带轮至槽轮：总降速比i=13,皮带轮降速5，齿轮降速2.6.

6.锥齿至曲柄滑块：与槽轮相同的周期故传动比为2 7.槽轮至折纸凸轮：周期相同故i=1

8.槽轮至送纸机构和剪纸要获得与槽轮相同的周期 故传动比i=1

9.直齿轮至托糖和顶糖机构传动比也为1

10. 其余齿轮皆为传递运动 所以传动比皆为1

第五章 巧克力包装机凸轮的设计

5.1压糖凸轮机构设计

压糖机构主要使用的是对心滚子直动从动件盘形凸轮机构，主要作用是将糖块从模具中压下以便其铝箔纸沿着巧克力糖锥面成型，由于设计凸轮机构的偏心距e=0，基圆半径r=60，推程h=40，近休角90°，推程角135°，简谐运动规律，远休角45°，回程角90°简谐运动规律。

5.11凸轮坐标曲率半径

5.12凸轮运动规律图

2、速度图

3、加速度图

4、动态仿真图

5.2 托糖凸轮和折纸凸轮

1、托糖凸轮基圆r=20，推程h=30，近休角90°，推程角45°，远休角45°，回程角180°

2、折纸凸轮基圆r=20，推程h=40，近休角90°，推程角135°，远休角45°，回程角90° 5.3顶糖凸轮

1、顶糖凸轮基圆r=20，推程h=40，近休角90°，推程角90°，远休角135°，回程角90°

第六章 曲柄滑块与槽轮、齿轮的设计

6.1曲柄滑块设计

采用对心的曲柄滑块机构其最小传动角是0°，最大压力角是90°曲柄长60mm，连杆长150mm，转速=30r/min.

6.2齿轮的设计

1、直齿轮：9轮齿数40,10、11、14轮齿数都是104，它们的模数=2.压力角=20°

2、锥齿轮：7、8齿数都为40，其他的都是104，模数=2，压力角=17° 3、带轮：1直径=80mm,2直径=160mm，3直径=60mm，4直径=150mm 6.3槽轮的设计

槽轮机构由带四个直线沟槽的槽轮和带有圆柱销的拨盘及机架所组成。拨盘为原动件，以作等速转动。槽轮为从动件，作单向间歇转动。当圆柱销进入径向槽时，槽轮转动；当圆柱销退出径向槽时，槽轮静止不动，拨盘转四周，槽轮转动一周。

6.4 9、10这对直齿轮的参数：模数=2，压力角=20°、ha*=1、c*=0.25

一、9号齿轮

名称 齿数 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 符号 z d ha hf h da df db 公式 d=mz ha= ha* m hf =（ha* + c*）m h= ha + hf da=d+2 ha df=d-2 hf db=d cosα 计算结果 40 80 2 2.5 4.5 84 75 75.15

二、10号齿轮

名称 齿数 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 符号 z d ha hf h da df db 公式 d=mz ha= ha* m hf =（ha* + c*）m h= ha + hf da=d+2 ha df=d-2 hf db=d cosα 计算结果 102 204 2 2.5 4.5 208 199 75.15

第七章 心得体会

为期两个星期的课程设计让我有很多感触！通过对巧克力糖包装机的设计，更加的了解了机械的设计流程和步骤。更加有了对机械方面的积极性。完成了设计，巩固了机械原理的知识。这次课程设计让我们更加清楚各构件的结构和

功能，也更清楚各构件间应该怎样连接。在机械原理方面还有很多的知识我不知道，还有待于改变，加强对机械原理知识的学习。努力做到更好。领悟学海无涯，学无止境。机械原理学作为一门传统的基础学科，内容丰富，涉及面广。在新的历史条件下，机械学与电子电气、液压等多种学科，联系更为紧密，它的综合性更强。相信我们工科学生在进行了认识实习、金工实习、生产实习、课程设计、毕业实习，特别是以后的毕业设计对整个大学阶段的知识的掌握会更加牢固。同时在以后的学习中会不断拓宽自己的知识面，结合生产实际，一定能更好的

掌握机械知识