机械原理设计————易拉罐

2014年机械原理课程设计说明书

易拉罐打码装箱机设计

设计者

姓名：柴亦奇学号： 10121185 班级：过程120 姓名：蔡伟杰学号： 12120024 班级：过程120

指导教师：殷勇辉

完成日期：2014年7月3日

前言

机械原理课程设计是机械工程类专业学生完成本专业教学计划的一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。

目录

一、装箱机的介绍 (3)

二、题目分析 (3)

三、运动方案简介 (3)

四、结构设计、尺寸设计及其计算 (4)

4.1进料机构设计 (4)

4.2打码机构 (6)

4.3真空气吸式运料机构 (7)

4.4装箱机构 (8)

4.5方案优化 (8)

五、系统评价 (9)

六、设计小结 (10)

七、参考书目 (11)

一、装箱机的介绍

随着饮料业的迅速发展，易拉罐打码装箱机已经成为现代啤酒饮料罐装生产线上不可缺少的设备，装箱机是一种将无包装的产品或者小包装的产品半自动或者自动装入运输包装的一种设备，其工作原理是将产品按一定排列方式和定量装入箱中（塑料箱、托盘），并把箱的开口部分闭合或封牢。按照装箱机的要求，它应具有纸箱成形（或打开纸箱）、计量、装箱的功能，有些还配有打码，封口或者捆扎功能。

二、题目分析

该机主要由机械和电子控制组合而成，结构简单。有真空气吸式抓头抓放瓶，通过可靠的机械运动和先进的电控技术把瓶子准确、可靠地放进箱子里。

它的主传动是由带制动的双速电机驱动。主传动的启动、增、减速和制动由微机控制，转换平稳，传送带传送机构，使箱子子在整个提速运行、移动过程平稳。

该机在起动和终止均缓慢平稳，而中途较快，缩短非工作时间。

该机全自动工作，并能自动调节生产速度，与整齐生产线同步运行。

三、运动方案简介

易拉罐打码装箱机设计用以下机构结合搭配组成：这种机主要由：送料装置、分瓶装置、抓瓶装置、曲柄滑块机构、传动装置、装箱装置、等组成。

四、结构设计

易拉罐打码装

箱机

定量进料间歇转位机构打码机构真空气吸式运

料机构

装箱机构

易拉罐打码装箱机的生产能力为打码3000罐/h （12罐/箱），所以选用生产能力为3000罐/h （250箱/h ）进行设计

1、进料机构设计

进料是整个装置中负责将待装箱的易拉罐传送到打码位置的机构。它需要在运动规律上和控制打码的机构和控制推箱的曲柄滑块机构相互配合才能完成此装置的工作要求。为了使工作周期易于控制，我们决定由皮带轮传动来达到运送工件再由摆动载料槽轮定量进料间歇转位机构来进料。

首先为了使工作周期易于控制，我们决定由皮带轮传动来达到运送工件再由摆动载料槽轮定量进料间歇转位机构来进料。

由于整个装运中易拉罐都是平放，因此我们选用摩擦力较大的皮带，并且皮带轮上有凹痕，便于固定易拉罐。

摆动载料槽轮定量进料间歇转位机构我们选用6槽机构，每一槽中可放置6个易拉罐，这考虑到一方面使定量进料效率更高，一方面又使其负载不至于太大。这样槽轮运站一周可运送3箱易拉罐。转速 min /39.1603h

/2501r n =⨯=

箱.

为了控制其运动，我们设计用轴承把槽轮机构与之相连，并且为了运动一致性，我们选用了6齿槽轮机构。

槽轮机构由带圆销的拨盘和带有6个径向槽的槽轮组成，拨盘与电动机相连，由于拨盘每转动一周，槽轮转动60°，也就是转动到下一槽，为了满足装箱效率，我们选择拨盘转速（电动机转速） min

/33.8605.0h

/2502r n =⨯=

箱

以下为相关的计算说明与机构简图：

主动拨盘转一周时，槽轮的运动时间t2与拨盘的运动时间t1的比值 τ 为槽轮机构的运动系数 τ=2t /1t

拨盘转过一周的时间为：1t =2π/1ω 若拨盘上有k 个圆柱销，则拨盘每转一周， k 次拨动槽轮。每次拨动槽轮的运动时间为：

1'

2ωψ=k

t

根据设计需要ψ=π/3 用槽轮相关性质证明可得内槽轮机构拨盘上的圆柱销只能有一个，所以k=1，易得τ=1/6。

为了方便，我我选用半径相等的拨盘和槽轮，具体数据如图。

2、打码机构设计

利用传送带机构，把进料机构输送出的6个一组的易拉罐输送到打码平台上,打码平台为一整排细圆轴，细圆轴可固定易拉罐，为接下来进行打码和机械爪运输提供方便。

工作时易拉罐由传送带6个一组送入平台后,打码头经曲柄滑块控制将会在易拉罐底打码。平台后面是一块挡板,起到固定作用，打码使可将易拉罐固定。

打码机是一曲柄滑块机构，滑块上连有打码探头，可对6个一组的易拉罐进行打码， 由于装箱速度为,6

min

/2560h /250箱箱==

v 所以曲柄滑块控制的打码机构的工作周期为s 2.7min 12.02

256

==⨯=

T 。

3、吸盘机械爪运料机构

我们采用真空吸盘式机械爪，吸盘可吸附易拉罐底部，一个机械爪上有6个吸盘，可同时吸附6个易拉罐，然后将易拉罐提起，吸盘可转动，这样就可以将易拉罐提起，另外两个机械爪之间错开，装箱时方便装箱，使易拉罐竖直分为两排装箱。

工作时，机械爪从打码平台将易拉罐提起，通过环形传送带把易拉罐运送到装箱平台，进行下一步装箱工作。

由于装箱速度为,6

min

/2560h /250箱箱==

v 所以为一个机械爪工作间隔s 2.7min 12.02256

==⨯=

T 。

4、装箱机构设计

由两传送带和和一个推送机构组成，一个传送带为输入传送带，进行送空箱，另一个传送带为输出传送带，为送满箱。推送机构为曲柄滑块。

为满足送空箱与送满箱速度之比＞1.3∶1，又为了方便装箱，我们设置传送带的速度为1.5∶1。

装箱速度6

min /2560h /250箱箱==

v 因此6分钟挡板需推送25箱，所以我们设计推送机构个周期s 4.14min 24.0256

===

T 。

工作时，空箱被送进平台，由吸盘式机械爪运送两组易拉罐，然后挡板将把箱子推向输出传送带。

5、方案优化

在分料过程中，为了达到计件和间歇式工作的目的，我们想了三个方案：

方案一、推拉挡板式定量进料机构 方案二、摆动在料槽式定量进料机构 方案三、真空气吸式进料料机构