方便袋封口機的設計畢業(yè)設計說明書

1、<p><b>　?。?015屆）</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）資料</p><p><b>　　2015 屆</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）資料</p><p>　　第一部分 本科畢業(yè)設計（論文）</p><p><

2、b>　?。?015屆）</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）</p><p><b>　　2015年5月</b></p><p><b>　　湖南工業(yè)大學</b></p><p>　　本科畢業(yè)論文（設計）</p><p><b>　　誠

3、信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設計），題目《方便袋封口機的設計》是本人在指導教師的指導下，進行研究工作所取得的成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本論文（設計）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明應承擔的責任。</p><p><b>　　作者簽名：

4、 </b></p><p>　　日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文要求設計一個連續(xù)式的方便袋封口機，本文是以相似類型的封口機作為參考，同時討論了各種各樣的封口機的封口方法,同時分析各種封口方式的優(yōu)缺點，最后重點對封口機構和曲柄滑塊機構進行研究和設計。</

5、p><p>　　方便袋封口機主要由封口機構、供料機構、曲柄滑塊機構和切斷機構組成。原料被安放在料輥上，經(jīng)過托輥引導到封口機構，由封口機構對原料完成封口的工作，最后通過切斷裝置的切斷，使原料分離為完整獨立的方便袋個體。這種封口方法在技術上已經(jīng)是比較成熟的一種了，它已經(jīng)被廣泛應用于實際的生產(chǎn)中。這次設計的方便袋封口機，可以根據(jù)選擇的原料的具體規(guī)格，手動調節(jié)寬度，自動調節(jié)制袋速度。一般適合于單機作業(yè)。</p>

6、<p>　　本文對方便袋封口機的工作原理、結構等做了適當?shù)姆治?、說明和優(yōu)化，并且在現(xiàn)有方便袋封口機的基礎上進行一系列的設計，設計出一套可行的方案同時對封口機各部分裝置和機構的設計選擇，以及封口機傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行了相關的設計計算，最后使用繪圖軟件畫出方便袋封口機主要的工程圖。</p><p>　　關鍵詞：封口機，封口機構，切斷機構，曲柄滑塊機構</p><p><b>

7、;　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper we need design a continuous convenient bag sealing machine. .this paper has used a similar sealing machine as a reference,and discusses the sealing method for m

8、any sealing machine, and distinguish the good sealing method from the various sealing methods, and at last focus on the research and design of the hot sealing mechanism and crank slider mechanism.</p><p>　　T

9、his machine is mainly made up of the horizontal hot sealing mechanism which seal the border of the bags, the feeding mechanism which supply the materials、the crank slider mechanism and the cutting mechanism. Sealing mate

10、rials are put in the roll barrel, through the carrier roller guide to sealing mechanism, then the cutting mechanism cut the materials, so that the separation for the complete convenient bag of individual.This kind of sch

11、eme is applied to producing in reality extensively, is a qu</p><p>　　This paper makes analysis and description of the working principle, sealing machine structure, and machine design based on the existing se

12、aling, designed for a set of feasible solutions and calculates the parameter of the transmission system,at last，using the drafting software to draw the homologous engineering drawings.</p><p>　　Keywords:seal

13、ing machine,sealing mechanism,cutting mechanism,crank slider mechanism</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 熱壓式封口機的概述1</p>&l

14、t;p>　　1.2 熱壓式封口機的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1</p><p>　　1.3 原料的性能2</p><p>　　第2章 總體方案的設計3</p><p>　　2.1 設計任務3</p><p>　　2.2 方便袋封口機的工藝分析3</p><p>　　2.3 傳動方案的分析3</p

15、><p>　　2.4 總體方案的確定4</p><p>　　第3章 電動機的選擇6</p><p>　　3.1 輥壓引膜電機選擇6</p><p>　　3.2 封口機構電機選擇8</p><p>　　第4章 V帶傳動的設計10</p><p>　　4.1 一級V帶設計10&l

16、t;/p><p>　　4.2 二級V帶設計13</p><p>　　第5章 同步帶傳動設計17</p><p>　　5.1 同步帶概述17</p><p>　　5.2 同步帶設計17</p><p>　　第6章 鍵連接設計21</p><p>　　6.1 平鍵連接的設計21&

17、lt;/p><p>　　6.2 鍵聯(lián)接強度校核計算21</p><p>　　第7章 曲柄滑塊機構的設計22</p><p>　　7.1 選用曲柄滑塊機構的原因22</p><p>　　7.2 曲柄滑塊機構的設計22</p><p>　　7.3 切斷機構曲柄滑塊機構的設計25</p><

18、;p>　　7.4 熱封與切斷裝置27</p><p>　　7.5 曲柄滑塊機構結構28</p><p>　　第8章 熱封裝置的設計30</p><p>　　8.1 熱封方法的選擇30</p><p>　　8.2 熱封裝置的設計30</p><p>　　第9章 輥壓引膜裝置設計32</

19、p><p>　　第10章 其他結構設計33</p><p>　　10.1 送料輥結構設計33</p><p>　　10.2 料輥結構設計33</p><p><b>　　結 論35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p>

20、<p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1 熱壓式封口機的概述</p><p>　　塑料袋封口機廣泛應用于工廠、商店、零售部門，服務性行業(yè)及科研軍工部門等各行業(yè)，在我國的發(fā)展腳步也是非常穩(wěn)健。</p><p>　　在目前

21、的市場中，塑料袋封口機已經(jīng)得到了廣泛的使用，各大企業(yè)對于塑料袋封口機的技術都是非常認可的，因此一直以來，塑料袋封口機都是很受企業(yè)喜愛的。所以縱使機械市場的包裝設備再多，塑料袋封口機依然是很靚麗的，一樣可以吸引很多企業(yè)的眼球[1]。</p><p>　　本次設計的熱壓式封口機是對HDPE、LDPE筒膜材料進行橫向的封口，具體為往復移動式橫封器。</p><p>　　1.2 熱壓式封口機的發(fā)展

22、現(xiàn)狀及趨勢</p><p>　　目前國外封口機在技術上已比較成熟。產(chǎn)品水平比較先進，年產(chǎn)值比較大的國家有:西德、日本、美國、意大利等。</p><p>　　國外八十年代封口機的先進水平的標志是:</p><p>　?。?)工作高速化、結構大型化</p><p><b>　?。?)結構模塊化</b></p>

23、<p>　　(3)現(xiàn)代先進技術的應用</p><p>　　在產(chǎn)品性能、封口效果、結構情況等方面，我國已生產(chǎn)的封口機與國外同類型產(chǎn)品相比，具有如下差距:</p><p>　?。?）產(chǎn)品的性能不太穩(wěn)定，可靠性需要提高。</p><p><b>　?。?）工作速度低。</b></p><p><b>　　（

24、3）封口效果差。</b></p><p>　　（4）對現(xiàn)代先進技術的應用較少。</p><p>　　（5）結構形式單一，產(chǎn)品品種少。</p><p>　　綜上所述，國外在生產(chǎn)封口機方面開始較早，并已形成了一些能在一些方面代表世界水平的專業(yè)性公司。而我國在這方面起步較晚，近幾年雖取得了進步，但與國外先進水平相比尚有較大的差距，有很多機器還需不斷地改進，需提

25、高現(xiàn)有產(chǎn)品的質量，需加強行業(yè)管理。</p><p><b>　　1.3 原料的性能</b></p><p>　　高密度聚乙烯，英文名稱為“High Density Polyethylene”，簡稱為“HDPE”。HDPE是一種由乙烯共聚生成結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。其具有優(yōu)良的耐化學品的特性，它能抗強氧化

26、劑（濃硝酸）、酸堿鹽以及有機溶劑（四氯化碳）的腐蝕和溶解。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于防潮防滲用途。HDPE的軟化點為125-135℃</p><p>　　由于聚乙烯(PE)具有易合成、加工、無毒等性能，低密度聚乙烯薄膜在包裝材料中應用比較普遍[2]。</p><p>　　低密度聚乙烯，英文名稱為“Low density polyethylene”，簡稱為“LDPE”。與高密

27、度聚乙烯相比，其結晶度是55%～65%，軟化點與高密度聚乙烯相比是比較低的，只有90～100℃。有良好的柔軟性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性；其化學穩(wěn)定性較好，可耐酸、堿和鹽類水溶液；有良好的電絕緣性和透氣性；吸水性低；易燃燒。性質較柔軟，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70℃）。不足之處是其機械強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。</p><p><b>　　總體方

28、案的設計</b></p><p><b>　　2.1 設計任務</b></p><p><b>　　方便袋封口機的設計</b></p><p>　　（1） 原料：HDPE、LDPE筒膜</p><p>　?。?）制袋寬度：MAX 250 mm；</p><p>

29、　?。?）制袋長度：MAX 300 mm；</p><p>　?。?）速度：MAX 30 m/min；</p><p><b>　?。?）熱封封口；</b></p><p>　　2.2 方便袋封口機的工藝分析</p><p>　　根據(jù)工藝過程，方便袋封口機的運轉主要由四個執(zhí)行機構完成：送料機構，加熱封口機構，切斷機構，

30、輥壓引膜。</p><p>　?。?）送料機構由送料輥（托輥）組成，托輥是從動機構，由于原材PE筒膜具有較好的強度，所以可以利用輥壓引膜裝置所產(chǎn)生的拉力，來牽引產(chǎn)品，同時帶動料輥轉動。</p><p>　?。?）利用送料輥（托輥）可以簡單方便的改變原料的運動方向。同時送料輥（托輥）還有避免皺褶產(chǎn)生的作用。</p><p>　?。?）利用一對套在送料輥（托輥）上的橡膠

31、圈對原材料產(chǎn)生一個約束作用，避免在工作過程中原料可能出現(xiàn)的偏移，松弛等問題。</p><p>　?。?）為避免在生產(chǎn)過程中原料由于料輥的慣性和原料傳輸距離較遠而產(chǎn)生松弛問題，因此使用了兩個輥壓引膜裝置。</p><p>　?。?）利用電阻通電時產(chǎn)生的熱量來對原料進行加熱，使原料一定程度的軟化，最后利用曲柄滑塊機構帶動封口刀對原料進行擠壓封口。</p><p>　?。?/p>

32、6）利用輥壓引膜對已封口的產(chǎn)品進行運送，到達切斷機構，利用機械產(chǎn)生的機械力對原料剪切，實現(xiàn)產(chǎn)品切斷。</p><p><b>　?。?）接收成品。</b></p><p>　　2.3 傳動方案的分析</p><p>　　由于送料機構，由從動件送料輥（托輥）組成，因此傳動方案主要考慮三部分：加熱封口機構的傳動，輥壓引膜裝置的傳動，切斷機構的傳動。

33、</p><p>　?。?）由于要準確的控制原料的運行距離，就需要對輥壓引膜裝置運行的圈數(shù)進行準確的控制，因此輥壓引膜的傳動由伺服電機提供動力，通過同步帶輪減速，帶動輥壓引膜裝置工作，如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 輥壓引膜傳動</p><p>　　帶傳動用于功率不高，工作速度不快的場合，并且?guī)鲃舆€有傳動平穩(wěn)，噪聲小的優(yōu)點；而鏈傳動在工作是會產(chǎn)生

34、動載荷，有沖擊的問題。在封口機構運行中，不可以有沖擊，因此加熱封口機構的傳動由電動機提供動力，通過二級V帶傳動進行減速，再通過曲柄滑塊機構實現(xiàn)上下運動，如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 加熱封口機構的傳動</p><p>　?。?）切斷機構的傳動由電動機提供動力，通過二級V帶傳動進行減速，再通過曲柄滑塊機構實現(xiàn)上下運動，和圖2.2基本相同。</p><p

35、>　　2.4 總體方案的確定</p><p>　　總體方案如圖2.3所示，原料由料輥經(jīng)送料輥（托輥）到達輥壓引膜，其中動力由輥壓引膜提供。然后到達檢測機構，檢測機構用于檢測材料是否均勻，直線的在送料輥（托輥）上移動；然后材料到達加熱封口機構，對方便袋進行封口；在到達調整機構，調整機構用于調整方便袋封口與切口的距離；然后到達第二個輥壓引膜；最后到達切斷機構。</p><p>　　圖2

36、.3 總體方案示意圖</p><p>　　第3章 電動機的選擇</p><p>　　3.1 輥壓引膜電機選擇</p><p>　　3.1.1 電機功率確定</p><p>　　查文獻[3]和文獻[4]可得PE筒膜的物理參數(shù)：</p><p>　　拉伸強度：橫向： 縱向：</p><p>

37、;　　斷裂伸長率：橫向 縱向</p><p><b>　　密度：</b></p><p><b>　　厚度：</b></p><p>　　選取PE薄膜的厚度為，拉伸強度選，筒膜所能承受的最大力為： </p><p>　　式中：S為雙層PE筒膜的橫截面積</p&

38、gt;<p>　　選取工作時筒膜的最大拉力為，出袋速度選為，經(jīng)過帶傳動，查文獻[7]表13-1-1可知帶傳動效率為，則電機的功率：</p><p>　　電機的額定功率應該大于，考慮到需要的電機功率不大，選取電機額定功率：</p><p>　　3.1.2 電機轉速確定</p><p>　　在傳動系統(tǒng)的總體設計計算中要求，制袋長度最長為 300 mm；速度

39、最快為 30 m/min，即在材料輸送速度最快時，每分鐘可以做100個袋子。由于輥壓引膜需要間歇停頓，查文獻[5]表2選定每次停頓0.4s，因此實際速度最快是</p><p>　　假設輥壓引膜的直徑為，那么轉速</p><p>　　查文獻[6]可得伺服電機的數(shù)據(jù)如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 伺服電機的數(shù)據(jù)</p><p>

40、　　SFC配置適用于過載倍數(shù)要求不高、單位時間內電機起停次數(shù)不多、高速輕載的場合[6]。</p><p>　　輥壓引膜的動力要求不高，因此根據(jù)額定功率可以選擇型號為SM 80-013-30 LFB的伺服電機，交流伺服電機的額定轉數(shù)為，設同步帶輪的傳動比為，實際工作中伺服電機會用到的最大轉速為，同時伺服電機的速度可以準確的控制，因此在計算中可選轉速來進行計算。</p><p>　　3.1.3

41、 伺服電機結構</p><p>　　伺服電機的結構如圖3.1所示。圖3.1的左圖為正視圖，伺服電機上有4個螺紋孔，螺紋孔和直徑為6mm的螺栓配合，把伺服電機固定在機架上。查文獻[6]可得伺服電機的軸的直徑為19mm，鍵槽長為25mm。</p><p>　　圖3.1 伺服電機結構</p><p>　　3.2 封口機構電機選擇</p><p>

42、　　3.2.1 選擇電動機的類型</p><p>　　按工作要求選用Y系列三相異步電動機，電壓為220V。由于封口機要求每分鐘制100個袋子，即曲柄滑塊機構每分鐘運動100次，而帶動曲柄運動的軸的轉速為。</p><p>　　3.2.2 選擇電動機容量</p><p>　　查文獻[7]表13-1-1得到，V帶傳動的傳動比小于10，為適合電動機的額定轉速，可選用二級V

43、帶傳動，故電動機轉速的可選范圍為：</p><p>　　,根據(jù)同種類機器所需要的功率，設需要額定功率為1.1kw的電動機。</p><p>　　符合這一范圍且且額定功率為1.1kw的同步轉速有、。把這種方案進行比較。如表3.2所示。</p><p>　　表3.2 電動機的數(shù)據(jù)</p><p>　　通過對兩種方案比較可以看出：通過對上述兩種方

44、案比較可以看出：方案I選用的電動機轉速高、質量輕、價格低，速度比要求的要快，但降低速度是沒有限制的，故選方案I較為合理。</p><p>　　同時V帶輪的的傳動比為，因此對于一級V帶傳動，小帶輪轉速，大帶輪轉速；對于二級V帶傳動，小帶輪轉速，大帶輪轉速。</p><p>　　3.2.3 電動機結構</p><p>　　電動機的結構如圖3.2所示，電動機和V帶輪相連接

45、的軸的尺寸為24mm，上偏差為+0.009，下偏差為-0.004。電動機的整體直徑為175mm，軸心和機架的距離為102mm。為把電動機固定在機架上，使用了4個M12的螺栓。</p><p>　　圖3.2 電動機結構主視圖</p><p>　　電動機的側視圖如圖3.3所示。螺栓之間的中心距為100mm。電動機的總體長度為320mm。</p><p>　　圖3.3

46、 電動機結構側視圖</p><p>　　第4章 V帶傳動的設計</p><p>　　4.1 一級V帶設計</p><p>　　4.1.1 確定計算功率和轉矩</p><p>　　查文獻[7]表13-1-17查得工作情況系數(shù)，故</p><p>　　4.1.2 選擇V帶的帶型</p><p>　

47、　根據(jù)和小帶輪轉速,查文獻[7] 錯誤!未找到引用源。圖13-1-1可知，選用Z型V帶。</p><p>　　4.1.3 確定帶輪基準直徑并驗算帶速v</p><p>　?。?）初選小帶輪直徑</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10和表13-1-11，則取 </p><p>　?。?）驗算帶速v: </p><p

48、>　　為5m/s<v<25m/s,故帶速合適。</p><p>　?。?）計算大帶輪的直徑：</p><p>　　根據(jù)文獻[7]表13-1-11，取整為</p><p>　　4.1.4 確定V帶中心距a和基準長度</p><p>　　錯誤!未找到引用源。（1）根據(jù)文獻[7]表13-1-16得</p><p

49、><b>　　(4.1)</b></p><p><b>　　由式（4.1）得</b></p><p><b>　　初定中心距</b></p><p>　?。?）計算帶所需的基準長度</p><p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　查

50、文獻[7]表13-1-4，取 </p><p>　?。?）計算實際中心距a</p><p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　4.1.5 驗算小帶輪上的包角</p><p>　　4.1.6 計算V帶的根數(shù)Z</p><p>　?。?）計算單根V帶的額定功率</p><p>

51、;　　查文獻[7]表13-1-19，由線性插值法可得</p><p>　　查文獻[7]表13-1-19，可得</p><p>　　查文獻[7]表13-1-22，由線性插值法可得</p><p>　　查文獻[7]表13-1-23，可得</p><p>　　（2）計算V帶的根數(shù)z</p><p><b>　　取整

52、數(shù)，故Z=4根</b></p><p>　　4.1.7 計算單根V帶的初拉力</p><p>　　查文獻[7]表13-1-24得Z型帶的單位長度質量，所以</p><p>　　4.1.8 計算壓軸力Q</p><p><b>　　V帶對軸的壓力Q為</b></p><p>　　錯誤!未

53、找到引用源。</p><p>　　由以上計算可得帶的選擇如下：</p><p>　　表4-1 V帶輪的選用尺寸</p><p>　　4.1.9 V帶輪的結構設計</p><p>　　對于從動輪，查文獻[7]表13-1-13可知選用,已知帶型為Z型V帶，槽數(shù)4，查文獻[7]表13-1-10可得：</p><p><

54、;b>　　輪轂</b></p><p>　　查文獻[7]表13-1-10可得：，，，</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10 </p><p><b>　　輪緣寬 </b></p><p><b>　　可得 </b></p><p>

55、<b>　　頂圓 </b></p><p>　　對于主動輪因此選用實心式。已知帶型為Z型V帶，槽數(shù)4，查文獻[7]表13-1-13可得：孔徑 ，輪轂</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10可得：，， ， </p><p>　　查文獻[7]表13-1-10 輪緣寬 可得 </p><p>

56、<b>　　頂圓 </b></p><p>　　4.1.10 V帶輪的材料</p><p>　　查文獻[7]可知當時，都采用HT150的灰鑄鐵</p><p>　　4.2 二級V帶設計</p><p>　　4.2.1 確定計算功率和轉矩</p><p>　　查文獻[7]表13-1-1可知V帶

57、傳動效率為，</p><p>　　查文獻[7]表13-1-17查得工作情況系數(shù)，故</p><p>　　4.2.2 選擇V帶的帶型</p><p>　　根據(jù)和小帶輪轉,，查文獻[7] 錯誤!未找到引用源。圖13-1-1可知，選用A型V帶。</p><p>　　4.2.3 確定帶輪基準直徑并驗算帶速v</p><p>　

58、?。?）初選小帶輪直徑</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10和表13-1-11，則取 </p><p>　?。?）驗算帶速v: </p><p>　?。?）計算大帶輪的直徑：</p><p>　　根據(jù)文獻[7]表13-1-11，取整為</p><p>　　4.2.4 確定V帶中心距a和基準長度</p&

59、gt;<p>　　錯誤!未找到引用源。（1）查文獻[7]表13-1-16得 (4.2)</p><p><b>　　由式（4.2）得</b></p><p><b>　　初定中心距</b></p><p>　?。?）計算帶所需的基準長度</p><p>　　錯誤!未找

60、到引用源。</p><p>　　查文獻[7]表13-1-4，取 </p><p>　　（3）計算實際中心距a</p><p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　4.2.5 驗算小帶輪上的包角</p><p>　　4.2.6 計算V帶的根數(shù)Z</p><p>　　（1）計算

61、單根V帶的額定功率</p><p>　　查文獻[7]表13-1-19，由線性插值法可得</p><p>　　查文獻[7]表13-1-19，由線性插值法可得</p><p>　　查文獻[7]表13-1-22，由線性插值法可得</p><p>　　查文獻[7]表13-1-23，可得</p><p>　?。?）計算V帶的根數(shù)

62、z</p><p><b>　　取整數(shù)，故Z=4根</b></p><p>　　4.2.7 計算單根V帶的初拉力</p><p>　　查文獻[7]表13-1-24得A型帶的單位長度質量，所以</p><p>　　4.2.8 計算壓軸力Q</p><p><b>　　V帶對軸的壓力Q為&l

63、t;/b></p><p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　由以上計算可得帶的選擇如下：</p><p>　　表4-2 V帶輪的選用尺寸</p><p>　　4.2.9 V帶輪的結構設計</p><p>　　對于從動輪，查文獻[7]表13-1-13可知選用六孔孔板式，取。</p>&

64、lt;p>　　已知帶型為A型V帶，槽數(shù)4，,查文獻[7]表13-1-10可得：輪轂</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10可得：，，， 取</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10 輪緣寬 </p><p><b>　　可得 </b></p><p><b>　　頂圓 &l

65、t;/b></p><p>　　對于主動輪因此選用實心式。已知帶型為A型V帶，槽數(shù)4，查文獻[7]表13-1-10可得：孔徑 ，輪轂</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10可得：，，， 取</p><p>　　查文獻[7]表13-1-10 輪緣寬 可得 </p><p><b>　　頂圓 &l

66、t;/b></p><p>　　小帶輪的結構如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 小帶輪結構</p><p>　　4.2.10 V帶輪的材料</p><p>　　查文獻[7]可知當時，都采用HT150的灰鑄鐵</p><p>　　第5章 同步帶傳動設計</p><p><

67、b>　　5.1 同步帶概述</b></p><p>　　同步帶傳動同時也被稱為同步齒形帶傳動，它是由梯形同步帶和有齒帶輪組成的一個整體。</p><p>　　同步帶傳動具有以下明顯的特點：帶輪間的傳動是比較的精確的；同時預張緊力小，因此輪軸和軸承上所承受的載荷也就相對減小；同步帶的材料多種多樣一般是用復合材料制作的；傳動輪中心距要求比較嚴、安裝精度要求比較高；同步帶是預制

68、件，現(xiàn)在開始已趨于標準化，設計更加方便可靠，生產(chǎn)制造可以可由專業(yè)的工廠進行。</p><p>　　同步帶是綜合了帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動的優(yōu)點而發(fā)展起來的一種新型傳動帶。由于同步帶是利用齒工作面與帶輪齒槽嚙合進行傳動，因此帶與帶輪之間在傳動過程中沒有滑差而呈現(xiàn)同步傳動[8]。</p><p>　　同步帶綜合了摩擦型帶傳動和鏈傳動的優(yōu)點，在食品機械、煙草機械、化工機械、輕工和通用機械等行業(yè)

69、對同步帶的使用非常廣泛[9]。</p><p>　　同步帶輪的制造材質一般是以碳鋼、鋁合金、尼龍、鑄鐵為主。</p><p><b>　　5.2 同步帶設計</b></p><p>　　5.2.1 計算功率</p><p>　　根據(jù)工作條件，查文獻[10]表12.4-6查得工作情況系數(shù)，故</p><

70、p><b>　　5.2.2 求模數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)和小帶輪轉速,查文獻[10] 錯誤!未找到引用源。圖2.4-11可知。</p><p>　　依據(jù)小帶輪轉速和模數(shù)，查文獻[7]表13-1-69可知， 為大于1的小帶輪增齒系數(shù)。</p><p>　　5.2.4 計算傳動輪節(jié)圓直徑</p><p&g

71、t;　　5.2.5 驗算傳動帶線速度</p><p>　　5.2.6 確定標準齒形帶長度</p><p>　　錯誤!未找到引用源。（1）根據(jù)文獻[7]表13-1-67 </p><p><b>　　(5.1)</b></p><p><b>　　由式（5.1）得 </b></p>&l

72、t;p><b>　　初定中心距</b></p><p>　　錯誤!未找到引用源。（2）根據(jù)文獻[7]表13-1-67可知</p><p>　　錯誤!未找到引用源。</p><p>　　因為模數(shù)，查文獻[7]表13-1-55和表13-1-56，取 ，同步帶齒數(shù)，寬度。</p><p>　?。?）計算實際中心距a<

73、;/p><p>　　5.2.7 確定并協(xié)調</p><p>　　根據(jù)文獻[7]表13-1-67</p><p>　　可取 錯誤!未找到引用源。</p><p>　　5.2.8 計算帶寬b</p><p>　　依查文獻[7]表13-1-67可知，依查文獻[7]表13-1-77可知，。</p><p>

74、　　查文獻[7]表13-1-52，取 </p><p>　　5.2.9 驗算切應力</p><p>　　查文獻[7]表13-1-79得其中</p><p>　　5.2.10 驗算壓強</p><p>　　許用壓強，由按由獻[7]表13-1-79可知</p><p>　　5.2.11 作用在軸上的力</p>

75、<p>　　5.2.12 帶輪的結構設計</p><p>　?。?）大帶輪的結構設計</p><p>　　對于模數(shù)，查文獻[7]表13-1-60可知同步帶傳動的大帶輪選用</p><p>　　齒槽角 節(jié)距 </p><p>　　節(jié)圓直徑 齒側間隙 </p><p>　　名義徑向間隙 徑向間

76、隙</p><p>　　外圓直徑 其中查文獻[7]表13-1-52可得</p><p><b>　　外圓齒距</b></p><p>　　外圓齒槽寬 其中查文獻[7]表13-1-52可得</p><p>　　齒槽深 其中查文獻[7]表13-1-52可得</p><p&g

77、t;<b>　　齒根圓角半徑 </b></p><p><b>　　齒頂圓角半徑</b></p><p>　　查文獻[7]表13-1-65可得大帶輪兩側不設擋圈</p><p><b>　　小帶輪的結構設計</b></p><p>　　對于模數(shù)，查文獻[7]表13-1-60可知

78、同步帶傳動的小帶輪選用</p><p>　　齒槽角 節(jié)距 </p><p>　　節(jié)圓直徑 齒側間隙 </p><p>　　名義徑向間隙 徑向間隙</p><p>　　外圓直徑 其中查文獻[7]表13-1-52可得</p><p><b>　　外圓齒距</b></p>

79、;<p>　　外圓齒槽寬 其中查文獻[7]表13-1-52可得</p><p>　　齒槽深 其中查文獻[7]表13-1-52可得</p><p><b>　　齒根圓角半徑 </b></p><p><b>　　齒頂圓角半徑</b></p><p>　　查文獻

80、[7]表13-1-64可得小帶輪兩側設擋圈，，</p><p>　　5.2.10 帶輪的材料</p><p>　　查文獻[10]可知都采用鋁合金</p><p>　　第6章 鍵連接設計</p><p>　　6.1 平鍵連接的設計</p><p>　　6.1.1 一級V帶大齒輪的平鍵</p><p&

81、gt;　　由V帶輪孔徑選用了，查文獻[7]表5-3-8選用鍵的公稱尺寸，長度，軸深的公稱尺寸為，輪轂深的公稱尺寸為</p><p>　　6.2 鍵聯(lián)接強度校核計算</p><p>　　6.2.1 普通平鍵的強度條件</p><p>　　根據(jù)文獻[11]公式3.1中可知，</p><p><b>　　(6.1)</b>&l

82、t;/p><p>　　式中：—傳遞的轉矩() </p><p><b>　　—鍵的高度（）</b></p><p>　　—鍵的工作長度（），圓頭平鍵，為鍵的公稱長度，為鍵的寬度（）</p><p><b>　　—軸的直徑（）</b></p><p>　　—鍵、軸、輪轂三者中最弱材

83、料的許用擠壓應力（），根據(jù)文獻[11]中表3.1中按材料為Q235-A，載荷性質為輕微沖擊查得.</p><p>　　6.2.2 一級V帶上鍵的校核</p><p>　　對于大帶輪上的鍵，已知：公稱尺寸，鍵的長度可選擇，</p><p>　　，于是由式（6.1）得，</p><p><b>　　，故該鍵安全。</b>&l

84、t;/p><p>　　第7章 曲柄滑塊機構的設計</p><p>　　7.1 選用曲柄滑塊機構的原因</p><p>　　平面連桿機構在重型機械、紡織機械、食品機械、包裝機械、農(nóng)業(yè)機械中都有廣泛的應用[12]。</p><p>　　在封口機的設計中，加熱封口機構和切斷機構是需要上下移動的。而一般機構的提供動力的部件常選擇電動機。因此主動件作旋

85、轉運動，而相應的從動件卻是作位置移動，要求實現(xiàn)將轉動變?yōu)橐苿拥墓δ?。為實現(xiàn)此功能，最符合使用要求的就是曲柄滑塊機構。</p><p>　　7.2 曲柄滑塊機構的設計</p><p>　　加熱封口機構和切斷機構所需要的多桿機構基本相同，在以下的設計中主要研究加熱封口機構的所需要的多桿機構，多桿機構總體示意圖如圖7.1所示。</p><p>　　圖7.1 多桿機構總

86、體示意圖</p><p>　　查文獻[13]的公式1.1計算多桿機構的自由度。其中有5個構件，7個低副，0個高副?？傻?及該機構的自由度為1.由于只有一個原動件，則該機構具有確定的相對運動。</p><p>　　由于此多桿機構的結構比較復雜，可以分解為一個曲柄滑塊機構和一個曲柄搖桿機構，如圖7.2所示。</p><p>　　圖7.2 多桿機構拆分示意圖</p

87、><p>　　7.2.1 曲柄搖桿機構的設計</p><p>　　鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件為：曲柄和機架之一必為最短桿；最短桿和最長桿的長度之和必小于或等于其余兩桿的長度和。該長度之和關系稱為桿長條件[13]。</p><p>　　同時查文獻[13]的結論可知，連架桿之一為最短桿時，得到曲柄搖桿機構。</p><p>　　參考圖7.2，設曲柄搖

88、桿機構的機架長度最長為590mm，連架桿1的長度最短為50mm，連架桿2的長度為140mm，連桿3長度為610mm。</p><p>　?。?）行程變化系數(shù)計算</p><p>　　曲柄滑塊機構的急回運動特性如圖7.3。由圖可知極位夾角，搖桿擺過的角度，查文獻[13]公式1.2-9可知行程熟讀變化系數(shù)</p><p>　　圖7.3 曲柄搖桿機構急回運動特性<

89、/p><p>　?。?）壓力角和傳動角計算</p><p>　　由于要求所涉及的機構既能實現(xiàn)給定的運動規(guī)律，又要機構運動輕便，有較高的傳動效率。因此要考慮傳動角和壓力角的問題。</p><p>　　對于連桿機構，經(jīng)常用壓力角的余角，即連桿和搖桿之間所加的銳角的大小來衡量機構傳力性能的好壞，而這個銳角被稱為傳動角。根據(jù)，可知壓力角越小，傳動角越大，對于機構的工作就越有利。

90、并且在機構的運動中，傳動角的大小是在不停地發(fā)生變化的。為了保證機構傳動處于良好的狀態(tài)，就必須規(guī)定最小的傳動角，而在一般情況下應使。而在高速和傳遞大功率時，[10] 。</p><p>　　最小傳動角將出現(xiàn)在曲柄轉到和機架共線的兩個位置之一，也就是重疊共線和拉直共線。如圖7.4所示，最小傳動角為，符合要求。</p><p>　　圖6.4 最小傳動角</p><p>

91、<b>　　死點位置</b></p><p>　　當把搖桿作為主動件，曲柄作為從動件時，在機構的轉動過程中，就會出現(xiàn)連桿和從動件曲柄處于共線位置。在這個位置時，無論力有多大，都不能使從動件曲柄轉動，機構在這種位置稱為死點位置。</p><p>　　而在本次設計的機構中是把曲柄作為主動件的，機構在轉動過程中是不會出現(xiàn)搖桿和連桿共線的情況，因此機構是沒有死點位置的。<

92、;/p><p>　　7.2.2 曲柄滑塊機構的設計</p><p>　　參考圖7.2，設曲柄滑塊機構為偏置的曲柄滑塊機構，連架桿1的長度為70mm，連桿2的長度為150mm.偏置距離為50mm。由于曲柄滑塊機構為偏置的曲柄滑塊機構，如圖7.5所示其極位夾角，行程變化系數(shù)</p><p>　　曲柄滑塊的最大位移為152mm。</p><p>　　圖

93、7.5 曲柄滑塊機構急回特性</p><p>　　由上面曲柄滑塊機構的設計可知搖桿擺過的角度，因此曲柄滑塊機構中曲柄的擺動角度只有，由此可以做出圖7.6，得到曲柄滑塊機構的最大行程為。</p><p>　　圖7.6 曲柄滑塊機構行程</p><p>　　7.3 切斷機構曲柄滑塊機構的設計</p><p>　　7.3.1 曲柄搖桿機構的設計

94、</p><p>　　參考圖7.2，設曲柄搖桿機構的機架長度最長,為1000mm，連架桿1的長度最短,為60mm，連架桿2的長度為260mm，連桿3長度為1100mm。</p><p>　?。?）行程變化系數(shù)計算</p><p>　　曲柄滑塊機構的急回運動特性如圖7.7所示。由圖可知極位夾角，搖桿擺過的角度，查文獻[13]公式1.2-9可知行程熟讀變化系數(shù)</

95、p><p>　　圖7.7 急回運動特性</p><p>　?。?）壓力角和傳動角計算</p><p>　　最小傳動角將出現(xiàn)在曲柄轉到和機架共線的兩個位置之一，也就是重疊共線和拉直共線。如圖7.8所示，最小傳動角為，符合要求。</p><p>　　圖7.8 最小傳動角</p><p>　　7.3.2 曲柄滑塊機構的設計&

96、lt;/p><p>　　參考圖7.2，設曲柄滑塊機構為偏置的曲柄滑塊機構，連架桿1的長度為70mm，連桿2的長度為150mm.偏置距離為50mm。由于曲柄滑塊機構為偏置的曲柄滑塊機構，如圖7.9所示其極位夾角，行程變化系數(shù)</p><p>　　曲柄滑塊的最大位移為152mm。</p><p>　　圖7.9 曲柄滑塊機構急回特性</p><p>

97、　　由上面曲柄滑塊機構的設計可知搖桿擺過的角度，因此曲柄滑塊機構中曲柄的擺動角度只有，由此可以做出圖7.10，得到曲柄滑塊機構的最大行程為。</p><p>　　圖7.10 曲柄滑塊機構行程</p><p>　　7.4 熱封與切斷裝置</p><p>　　為了計算和設計的方便與簡潔，在熱封裝置和切斷裝置的設計中，可以使它們同步的運動，即熱封裝置在接觸PE筒膜的時間

98、和切斷裝置接觸PE筒膜的時間是相同的。它們在一次的往返運動中，同時在行程的底端PE筒膜對產(chǎn)生作用。如圖7.11，在此位置是熱封裝置的刀口和切斷裝置的刀口同時接觸PE筒膜。這樣就可以使機器運轉之后，每一次熱封裝置的刀口和切斷裝置的刀口都是同時接觸PE筒膜的。</p><p>　　圖7.11 熱封與切斷位置</p><p>　　7.5 曲柄滑塊機構結構</p><p>

99、;　　曲柄滑塊機構的結構裝配圖如下圖7.12.。在實際的設計中為達到曲柄滑塊的運動形式，即把循環(huán)旋轉運動變成連桿的上下往復運動，要對其曲柄進行合適的設計，其中的選擇有曲軸和偏心輪。曲軸價格較高，為了節(jié)約成本選用偏心輪。</p><p>　　在此結構中，定位螺栓2把擋圈3固定在軸1上，其目的是為了防止偏心輪4相對軸1左右移動。偏心輪4其用平鍵與軸1相連接，用以避免偏心輪4相對軸1轉動。在本結構中軸1、定位螺栓2、擋

100、圈3、偏心輪4這四個零件是相對靜止的，即他們可以隨著軸1同步轉動。在設計中為了簡便，可以把擋圈3和偏心輪4設計為一體的。</p><p>　　連桿6則通過兩端的螺紋進行連接；連桿6在上有預緊螺母5，當連桿6連接好之后，擰緊預緊螺母5，可以產(chǎn)生預緊力，避免連桿6隨著偏心輪4運動而產(chǎn)生松動。搖桿8通過定位螺栓2和軸相連接，而曲柄7也通過定位螺栓2和軸相連接；由于搖桿8和曲柄7和同一個軸相連接，在運動時會產(chǎn)生聯(lián)動效果，

101、即搖桿8轉動一定的角度曲柄7也會同方向的轉動一定的角度。</p><p>　　偏心輪4可以選用40Cr，使用調質進行處理。偏心輪和套筒的公差可等級以選擇IT6級，配合公差為G6/h6.套筒和連桿6的連接也是螺紋連接，并且需要用螺母5進行預緊。</p><p>　　1-軸 2-定位螺栓 3-擋圈 4-偏心輪 5-預緊螺母 6-連桿 7-曲柄 8-搖桿</p>&l

102、t;p>　　圖7.12 曲柄滑塊機構結構</p><p>　　連桿的連接方式如圖7.13所示。連桿1和連桿3使用鉸制孔螺栓2連接，連桿1和連桿3的孔徑均為13mm，公差等級選擇IT6級，公差為G6。鉸制孔螺栓2的公差等級選擇IT6級，公差為h6。曲柄滑塊機構中其余部位的連接均是采用此種方式，也使用相同的公差。</p><p>　　圖7.13 連桿公差</p><

103、;p>　　第8章 熱封裝置的設計</p><p>　　8.1 熱封方法的選擇</p><p>　　在本次機器的設計中，所用的原料為HDPE、LDPE筒膜。因此只需要對此薄膜包裝材料進行橫向的封口，不需要進行縱向的封口。按照橫封器運動形式的不同，橫封器可以分為旋轉式橫封器和往復式橫封器兩種。同時根據(jù)橫封器加熱方式的不同，橫封器可以分為高頻加熱式、電加熱式、脈沖電加熱式等[14]。&l

104、t;/p><p>　　旋轉式橫封器在封接的瞬間，刀座同包裝材料的外表面為線接觸。封口機運行的速度越快，封接加熱的時間越短，在橫封的過程中，旋轉式橫封器刀座的旋轉半徑占用較大的空間，使得長度尺寸較小同時高度尺寸較大的物料難以封口。因此當包裝材料的厚度尺寸或者熱熔溫度較高時，利用普通的旋轉橫封器往往難以達到理想的封接效果。這是就有了間歇式橫封器，也就是往復移動式橫封器。</p><p>　　往復式

105、橫封器的優(yōu)點：橫封質量好，可以橫封厚度較大的物料。缺點：橫封器的橫封速度較慢，結構尺寸較大，結構也比較復雜。</p><p>　　8.2 熱封裝置的設計</p><p>　　在本設計中選用往復式橫封器，通過上下運動實現(xiàn)封口，具體的結構如圖8.1所示。</p><p>　　1-連接桿 2-滑竿 3-彈簧 4-螺栓 5-連接塊 6-支座 7-加熱裝置 8-

106、進線口 9-底座</p><p>　　圖8.1 熱封裝置結構</p><p>　　圖中滑竿2和機器下部的結構相連接，相當于曲柄滑塊機構的執(zhí)行裝置?；?與支座6之間為滑動摩擦，裝配時要在其接觸位置添加潤滑油。滑竿2隨后和連接塊5接觸，在接觸面也要添加潤滑油；滑竿2和連接塊5接觸的公差等級可以選擇IT6級，配合公差為G6/h6。最后滑竿2通過螺母固定在連接桿1上。</p>

107、<p>　　連接桿1通過螺栓4與連接塊5相連接，在中間要安裝彈簧3；通過調整螺栓4的螺母，同時因為有彈簧3進行緩沖，因此可以很好的調整連接桿1和連接塊5之間的距離。在這里彈簧3可以起到緩沖加熱裝置7和底座9的接觸碰撞的作用，也可以在一定程度上調整加熱裝置7和底座9的接觸時間，也就是熱封的時間。底座9通過螺栓和機架相連接，也通過螺栓和支座6相連接。在加熱裝置7中有進線口8，由于能力有限不對加熱裝置7中的具體結構做具體分析。<

108、;/p><p>　　同時加熱裝置7和連接塊5的連接方式見下圖8.2。</p><p>　　1-加熱裝置 2-定位螺栓 3-連接塊</p><p>　　圖8.2 連接方式</p><p>　　在圖8.2中，加熱裝置1和連接塊3接觸的接觸頭，需要進行特殊的加工，不可以直接用圓柱體。因為圓柱體即使用定位螺栓2定位也可能有滑動，而將接觸頭與定位螺栓

109、2接觸的面加工平整，可以有效的避免加熱裝置1相對連接塊3發(fā)生轉動。</p><p>　　第9章 輥壓引膜裝置設計</p><p>　　滾壓引膜裝置的結構如圖9.1所示。輥筒7的軸通過深溝球軸承1和支架2相連接；鋼輥6也通過深溝球軸承1和支架2相連接。支架2則通過螺栓4和機架3相連接。輥筒7和鋼輥6之間還要加上彈簧6，這樣的結構可以在輥壓引膜時提供更的摩擦效果。</p>&l

110、t;p>　　1-深溝球軸承 2-支架 3-機架 4-螺栓 5-鋼輥 6-彈簧 7-輥筒</p><p>　　圖9.1 輥壓引膜結構</p><p>　　支架的結構如圖9.2所示。支架高為180mm，寬為270mm。直徑為62mm的圓形槽用于安裝型號為6206的深溝球軸承；直徑為14mm的圓形槽用于安裝型號為605的深溝球軸承。支架用兩個型號為M12的螺栓固定在機架上。&

111、lt;/p><p>　　圖9.2 支架結構</p><p>　　第10章 其他結構設計</p><p>　　10.1 送料輥結構設計</p><p>　　查文獻[15]可知送料輥的內部結構包括：筒體、軸、油杯、軸承、擋圈、墊片、O型圈、骨架密封圈、壓蓋、螺栓、彈簧墊圈組成。送料輥在安裝時，軸的兩端是和機架完全固定的，不發(fā)生相對滾動。而筒體和軸

112、則在工作時發(fā)生相對滾動。</p><p>　　送料輥（托輥）的機構如圖10.1所示，筒體1的長度為750mm，直徑為32mm，在筒體1上有兩個橡膠圈2。通過調整橡膠圈的位置可以控制材料的寬度。橡膠圈也有防止材料偏移的作用。送料輥（托輥）的兩端是有螺紋的可以通過和M12的螺母配合，固定在機架上。</p><p>　　1-筒體 2-橡膠圈</p><p>　　圖10.

113、1 送料輥（托輥）結構</p><p>　　10.2 料輥結構設計</p><p>　　料輥的具體結構如圖10.2所示。</p><p>　　圖10.2 料輥結構</p><p>　　料輥的總體長度為970mm。中間部位長為700mm，寬為70mm。料輥兩端的直徑為20mm，兩端有寬為8mm的凹槽，用于和圖10.3的滾動軸承配合，可以實現(xiàn)

114、料輥的轉動和避免左右移動。料輥的材料選用Q235-A。</p><p>　　為了滿足料輥的使用要求，即隨著原料相對機架滾動，便于料輥的安放，料輥不要左右移動。設計了如圖10.3所示的簡易料輥固定裝置。圖10.3的上方的圖為正視圖，下方的圖為俯視圖。如圖10.3所示，兩個深溝球軸承通過M12的螺栓固定在機架上；機架上開有長度為26mm的U形槽，料輥可以通過U形槽放在兩個深溝球軸承。兩個螺栓的直徑距離為35mm。&l

115、t;/p><p>　　1-螺栓 2-深溝球軸承 3-機架</p><p>　　圖10.3 料輥固定裝置</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　本次設計參考封口機對方便袋封口機的組成部分即機械總體結構、工作原理、主傳動部件進行了研究。為了較為簡約的實現(xiàn)方便袋的封口，同時根據(jù)PE材料自身的特點，

116、選用了往復式橫封器。為實現(xiàn)加熱裝置的上下運動，最終選擇了曲柄滑塊機構，具體的是由偏心輪組成的曲柄滑塊機構。為帶動曲柄滑塊機構的運動，在選用三相異步電機之后，根據(jù)傳動比的要求，選擇了二級的V帶傳動。同時為精確的控制原料運行的距離，選用了伺服電機，也是由此進行了同步帶的設計。同時對于鍵也進行了強度校核。</p><p>　　在本次的設計中還對于結構方面做了一些比較細致的研究和選擇。如：對于機架材料和結構的設計，一些連

117、接部件的設計。</p><p>　　本機器可以實現(xiàn)對方便袋連續(xù)的熱封與切斷，并可以調整方便袋熱封口和切斷口之間的距離。設計在材料選擇方面考慮了經(jīng)濟適用原則。</p><p>　　本次設計的方便袋封口機參數(shù)如下：</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]中國塑料機械網(wǎng).創(chuàng)新設計成塑料袋封口機

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