机械设计开题报告

[7]赵伟阁.模具设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006.8（2010.1重印）
[8]彭文生,黄华梁,王军荣,李志明主编.机械设计,华中科技大学出版社,2000.
[9]邱宣怀.机械设计.高等教育出版社,1997.
[10]张策.机械原理与机械设计.机械工业出版社,2005.
[11]孟宪源.现代机构手册.机械工业出版社,1994.
武汉生物工程学院
毕业论文(设计)开题报告
题目名称金属桶端面自动封口机
床身与卷压边装置设计
题目类别毕业设计
系别机电工程系
专业班级07机械设计制造本1
学生姓名王纯
指导教师何兆太
辅导教师何兆太
开题报告日期2010年7月5日
研究现状：金属桶作为工业产品的包装已有悠久的历史，其制造技术及设备也比较普及和成熟。但因为有些工业产品对金属包装桶的特殊要求，制桶技术仍然存在着欠缺和技术难题。例如，根据《国际海运出口危险货物包装规程》的要求，固碱等许多化学危险产品，其金属桶包装必须是双重边牢固封口，这是目前制桶技术难以做到的。
灌装孔封口机的成功在于它巧妙的机构：仅仅使用一对差速齿轮却实现了整机的全过程顺序动作和控制，即同时实现了旋转动作，卷边和压边动作，复位动作和工作周期的控制动作。
除制桶用途外，它的机构还在金属切削和无切削加工领域有广泛的推广价值，比如，它可用于钢管端面坡口切削机和薄壁不锈钢管的缩径造型机等。
通过装配体做出工程图，明确地表达各个零件或装配体的相互位置关系，并进行零件的强度校核，凸轮材料的选取、强度的计算，各个机构的行程分析和计算。大概了解机械设计的流程，达到能独立完成简单的设计的目的，通过机构的优化，提高工作效率。
具体针对该机构的卷压边装置和床身开展设计创新。其中卷压边装置的重要构件是等径凸轮。
在机电一体化技术高度发达的今天，等径凸轮机构仍占重要地位的原因很多，其中一个重要的因素是此类机构在动态响应速度、抗振性与稳定性等方面所表现出的优势。在高档数控加工中心机床上，为实现机床的快速转位依然采用凸轮机构；同样在自动化机械中的高速间歇分度运动控制中，也仍广泛地采用凸轮式分度机械，这些均是具有说服力的例证。由此可见凸轮机构的动态性能如何，将决定此类机构动力学系统的品质，关系着此类机构未来的发展，为此须做深入的分析与研究。
此外，设计金属桶灌装孔的自动双重边封口机，需要解决以下几个难点：
（1）在封装作业时不得使包装桶旋转；
（2）灌装孔封口机的旋转头必须能同时完成旋转和进给动作；
（3）卷边，压边，停车必须连续自动完成；
（4）在进行下一个桶盖封装前必须自动调整好位置；
（5）每封一个桶盖的时间要小于10s。
研究目的和意义：分析金属桶灌装孔封口机的研究现状，研究和改进金属桶端面自动封口机技术既可以填补我国化工产品包装的欠缺，又可以拓宽金属桶新的应用领域。
[2]范钦珊，殷雅俊.材料力学[M].北京：清华大学出版社，2008.
[3]唐增宝，常建娥.机械设计课程设计[M].武汉：华中科技大学出版社，2006.
[4]艾云龙.工程材料及成形技术[M].北京：科学出版社，2008.
[5]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.
[6]王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005（2009.3重印）
[12]杨可祯.程光蕴.机械设计基础.高等教育出版社,1999.
[13]卢玉明.机械设计基础.高等教育出版社,1998.
[14]彭文生.黄华梁,王军荣,李志明主编.机械设计,华中科技大学出版社,2000.
[15]王宏臣.刘永利.机构设计与零部件应用.天津大学出版社,2009.
指导教师意见：
签字：年月日
随着机械制造业的不断发展，社会对生产率和经济效益的要求也越来越高，因此有必要对其进行研究和改进。
研究内容（内容、结构框架以及重点、难点）：
1.机构的床身设计方案的确定
(1)床身结构的设计；
(2)床身尺寸的确定；
(3)方案的分析，比较，论证。
2.机构的卷压边装置设计方案的确定
(1)垂直主轴的设计；
(2)卷压边装置完成连续动作的控制，即等径凸轮的设计；
金属桶端面自动封口机在工业生产中起到举足轻重的作用，它能提高劳动生产率、改善生产环境、降低成本、提高产品质量，从而增强市场竞争力带来更多的经济效益。在国内或国外，卷压边自动封口工作已涉及到各行各业，面广量大，对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻影响。通过本次毕业设计，学生能了解到更多包装机械的知识，基本熟悉国家的相关设计标准、规范和准则，培养严肃认真的科学态度。
等径凸轮：两滚子中心间的距离始终保持不变。
缺点：从动件运动规律的选择受到一定的限制
综合运用凸轮设计理论，并根据实际设计中的要求．结合相关的基础知识如数学工具的使用，能设计出高精度的凸轮机构。
近十余年来，国际包装界十分重视提高包装机械及整个包装系统的通用能力和多功能集成能力，为市场开拓日新月异的多样化商品提供及时灵活应变的生产手段。同时基于合理简化包装和优势包装工艺方法的实际需要，不断探索，明显地加快了自身技术革新的步伐。尤其是与现代自动机床同步发展相呼应，逐步明确。要想建立多样化、通用化、多功能集成化的包装机械新体系，首先必须着重解决组合化和机电一体化的大问题，无疑这是今后的重要发展方向。
研究方法、手段：
综合运用凸轮设计理论，并根据实际设计中的要求。结合相关的基础知识如数学工具的使用，设计出高精度的凸轮机构，实现对卷压边动作的控制。
通过对整机的结构的布置，进行床身的设计。
由驱动电机经减速后传给不同齿数的同心齿轮产生差速，利用差速机构由进给凸轮控制使旋转滑板和动滑板上的卷边滚轮和压边滚轮先后工作，并利用差速机构控制自动开关，使整个程序自动进行。
(3)系统精度分析，即差速齿轮的设计。
3.整机的设计方案
在指导老师的帮助下，运用所有相关机械机床设计的知识，确定各部分的参数，完成对整机总体结构的设计。
4.理论结合实际
联系实际情况进行创新设计，尽可能地设计出既满足实际生产要求，又具有高效、经济、结构简单等特点的现代先进生产机床。
本设计方案属无切削加工的技术。为解决已有技术中对桶盖单钩边封装不可靠的问题，特提供本方案。该双重边自动封口机是由支撑及驱动部分、进给封装部分及自动开关部分所组成，它的传动是由驱动电机经减速后传给不同齿数的同心齿轮产生差速，利用差速机构由进给凸轮控制使旋转滑板和动滑板上的卷边滚轮和压边滚轮先后工作，并利用差速机构控制自动开关，使整个程序自动进行。经实践证明本方案结构简单、工作可靠、寿命长和故障率极低的自动控制方案。
典型的双重边牢固封口的例子是罐头的马口铁壳的两个端面封口。而且其中一个端面是在装入罐头食品后封装的，从这种意义上说，它同时也是一个灌装孔的双重边牢固封口。像罐头这样的封装，现有制桶技术和设备只能适用小罐头包装，不适用于固碱等产品的大型金属桶的封装。
为满足大型金属桶的封装，需要在金属桶的上端面的中央冲孔，翻边，形成一个比较小的灌装孔，在灌入被包装物后，盖上小盖进行封装。因为受铁皮延展性能的制约，桶端面灌装孔的翻边高度最大只能做到12mm左右，即只能在桶端的这样窄小的位置进行双重边封装。
系审查意见：
签字：年月日
备注：
灌装孔封口机有广泛的适应性，它也可以用来封装一盛满物料的大型桶端面而不须桶体旋转。这也是超出现有制桶技术的特点。经稍加改动，它还可以进行圆边和多重边封口。除制桶技术外，它的机构还在金属切削和无切削加工领域有广泛的推广价值。比如，它可用于钢管端面坡口切削机和薄壁不锈钢管的缩径造型机等。
当今世界，国内外市场上自动封口机机构不断改进，并且与之类似项目的研究开发也在不断的进行当中，所以这次研究对我来说是一次挑战，但可以让我在已经比较的成熟的基础上的，不断总结经验，优化新的设计方案，以便带来更好的经济效益。
中国包装机形成行业仅20年，基础相对薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。预测到2010年，国内行业总产值可达到1300亿元（现价），而市场需求可能达到2000亿元。如何能够尽快的赶上并且抓住这个巨大的市场是我们迫切需要解决的问题。
主要参考文献：
[1]刘莹，吴宗泽.机械设计教程[M].北京：机械工业出版社，2008.
（4）2010年12月3日—2011年3月1日完成零件图和设计计算说明书
（5）2011年3月2日—4月28日图纸、计算说明书定稿，打印并装订
（6）2011年5月2日—5月12日整理资料，准备答辩
（7）2011年5月15日—5月25日毕业设计答辩
文献综述（包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等）
灌装孔封口机的成功在于它巧妙的机构：仅仅使用一对差速齿轮却实现了整机的全过程顺序动作和控制，即同时实现了旋转动作，卷边和压边动作，复位动作2010年6月15日—7月5日调研、查阅资料，完成开题报告
（2）2010年7月6日—9月28日总体方案论证，完成文献综述
（3）2010年10月2日—12月2日完成装配图设计