巧克力糖自动包装机说明书

巧克力糖自动包装机说明

书

Last revision on 21 December 2020

课程设计说明书课程名称机械原理课程设计

题目名称巧克力糖自动包装机

专业机械设计制造及其自动化

姓名梁灿辉

指导教师张恩光老师

2014 年 11 月 15 日

目录

一、设计任务书

1、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0.1mm 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）。包装工艺方案为：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，先后向大端面上褶去，迫使包装纸紧贴巧克力糖。

图1 圆台状巧克力糖尺寸图2 包装后的巧克力

图3 包装工艺动作过程

2、原始数据及设计要求

（1）铝箔纸尺寸为64mm 64mm

（2）巧克力糖小端直径17mm，大端直径24mm，高12mm。

（3）生产率为60块/min

（4）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，启动与停顿时冲击小。

（5）电机转速为960r/min

3、设计任务

（1）执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案，并在说明书中画出运动方案，经过所有运动方案，经过所有运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经过所有运动方案进行分析评价后，选择其中的最优方案进行详细设计。

（2）机构运动协调设计：对选择的方案画出机构运动循环图。

（3）传动系统的设计。

（4）对系统运动方案进行机构的尺寸综合。

（5）用UG软件对机构系统进行运动仿真。

（6）用UG软件对机构系统进行动力学分析，并画出输出机构的位移、速度和加速度线图。（7）画出最终方案的机构运动简图。

二、设计方案的拟定、选择以及评价

1、方案的拟定和选择

图4 方案一设计简图

图5 方案二设计简图

图6 方案三设计简图

小组讨论中发现方案三过于复杂并且加工成本高，不易用UG运动仿真。机构之间的传动也存在很大的局限性。而方案三虽然结构简单，但是巧克力糖纸的加工效率却很难达到。与另外两个方案相比之下，方案一传动紧凑，加工效率高并且可以用UG进行仿真，所以经小组成员一致决定采用方案一。

2、方案的评价

（1）方案的评分

表一方案评价表

总分：190.280.170.190.380.270.18.3

A=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=

结果选取方案一。

（2）结论与评价

方案中大部分用了四个凸轮机构，三个间歇机构，一个连杆机构，虽然机构总体可靠性高，但是期间的传动较为复杂，不易仿真。经老师和小组成员一致决定将原先任务要求的一个电动机，改为四个电动机。这样既降低了方案的难度，也同样能达到锻炼学生的能力的目的。

方案中的四个凸轮机构中主要用于压紧，虽然凸轮属于高副接触，易磨损，但是结构简单、紧凑，只需要设计适当的凸轮轮廓，便可以达到预期的运动效果。

方案中的送料、送出运动用的是槽轮间歇机构，但考虑到不完全齿轮机构更多用于生产线上，并且送料的运动中传动速度不高，符合本次设计要求。不完全齿轮虽然加工比较复杂，但是设计灵活，从动轮的运动角范围大，很容易一个周期实现多次动、停不等的间歇运动，并且利于运动仿真，相对于槽轮机构来说更为合适。

三、巧克力糖自动包装机的工艺确定

1、工艺方案

巧克力糖果从浇注成型机出口进入送糖传送带，送糖传送带匀速将糖果挨个送给曲柄滑块推糖机构，推糖机构滑块开有圆形凹槽，能把糖果精准地推到垫有包装纸盘形机构上，再由压糖机构将糖压入盘形机构圆形凹槽中，迫使包装纸紧贴糖。在每次将糖果送给压糖机构之时，完成一次送纸的动作；由于压糖凸轮内嵌入了剪纸的凸轮，并保持一定的角度（即有时间先后关系），所以在压糖之前先进行了剪纸的动作。当压糖机构完成动作时，槽轮带动盘形机构转过90度，此时由折纸机构先后将包装纸压平，完成之后盘形机构再次转过90度，此时先有顶糖机构先将糖顶出圆形凹槽，最后由卸糖机构将包装包装好的糖送入卸糖的传送带。

值得说明的是：面压迫成型斜曲压迫成型时，应保持适当的间隙，大端面铝箔纸应该渐被压入；由于采用的是卷筒纸，铝箔纸依靠滚筒的摩擦力进给，两滚筒之间间隙应适当，并且应使铝箔纸平行且轻贴与导轨，导轨上开一个宽64mm，深0.01mm的矩形长槽。

2、方案选择

电动机转速为960r／min

糖果包装数为60个／min

3、巧克力糖自动包装机的总体布局

巧克力糖自动包装机机构简图

执行机构简图

巧克力糖自动包装机

1、折纸凸轮

2、折纸挡板

3、卸糖盘

4、出糖传送带

5、盘形机构

6、剪纸刀

7、卷筒纸

8、上摩擦轮

9、送糖传送带 10、推糖四杆机构折纸机构

送纸与切纸机构

推糖机构

参照第6部分，采用e=0的对心曲柄滑块机构，机构无急回特性

参数：曲柄长度L1=29mm，从动杆L2=87mm，滑块最大行程s=58mm。

其他

3.6.1盘形机构 3.6.2卸糖机构

4、巧克力糖自动包装机的工作循环图

执行机构的运动循环图 执行机构周期确定

工作正常的情况下完成一个糖包装工作为一个周期T 。

推糖曲柄滑块机构与卸糖机构为匀速圆周运动，周期分别为T ，2T 盘形机构: 转动时间 4

T T Z =

停下时间

4

3T T T =

送纸机构： 送纸时间 4T

T S =

（送纸与盘形机构转动同步） 剪纸机构： 剪纸时间 8T

T J =

（剪纸在送纸结束时执行） 压糖机构： 近休时间 4

1T T C =

推程时间

8

31T T D =

远休时间

8

1T T F =

回程时间

4

1T T U =

折纸机构1： 近休时间 2

2T T C = 推程时间

42T T D =

远休时间

8

2T T F =

回程时间

82T T U =

折纸机构2： 近休时间

23T T C =

推程时间 43T

T D =