粒状巧克力糖包装机的设计

机械原理课程设计

课程题目：粒状巧克力糖包装机的设计学院：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：机械131班

姓名： *** 学号： 2013**** 指导教师：

成绩：

2015年6月23日

目录

一、设计任务书 (2)

二、粒状巧克力糖包装机的工艺确定 (3)

三、粒状巧克力糖包装机的总体布局 (5)

四、粒状巧克力糖包装机的传动系统 (6)

五、粒状巧克力糖包装机的工作循环图 (7)

六、粒状巧克力糖包装机的齿轮设计 (12)

七、粒状巧克力糖包装机的机械手设计 (13)

八、粒状巧克力糖包装机的凸轮设计 (14)

九、粒状巧克力糖包装机的槽轮设计 (17)

十、参考文献 (18)

一、设计任务书

1、粒状巧克力糖

φ =20mm。

被加工对象是粒状巧克力糖，如图1所示。H=15mm，1φ=25mm，2

图1 产品形状

2、包装材料

巧克力糖包装采用厚度0.008mm，75X75的银色铝箔卷筒纸。

3、机器的生产率

自动机的正常生产率为86件/ min。

4、包装质量要求

要求巧克力糖包装后外形美观、挺括、铝箔纸无明显损伤、撕裂、褶皱（如图2所示）。

5、对自动机的基本要求

机械机构简单，工作可靠、稳定，操作方

便、安全，维修容易，造价低,大批量生产。

7、设计工作量：

设计说明书一份。

图2 包装产品最后形状

二、粒状巧克力糖包装机的工艺确定

1．产品特征

粒装巧克力糖呈圆台形，轮廓清楚，但质地疏松，容易碰伤。因此，考虑机械动作时应适合它的特点，以保证产品的加工质量。产品夹紧力要适当；在进出料时避免碰撞而损伤产品；包装速度应适中，过快会引起冲击而可能损伤产品等。

包装工艺首要的是解决坯件的上料问题。显然，像巧克力糖之类的产品，使用一般料斗上料方法是不适宜的。如果采用料仓式上料方法，则需要人工定时放料，每分钟放80粒糖也够紧张的。如果将自动机的进料系统直接与巧克力糖浇注成形机的出口相衔接，则比较容易解决巧克力糖的自动上料问题。

2．包装材料

食品包装材料应十分注重卫生。粒状巧克力糖包装纸采用厚度为0.008mm的金色铝箔纸，它的特点是薄而脆，抗拉力较小，容易撕裂，也容易褶皱。因此，在设计供纸部件时对速度应十分注意。一般包装的速度越高，纸张的拉力就越大。根据经验，一般送纸速度应小于500mm/s。

选择供纸机结构时，主要依据下列两点：

1）采用纸片供料或是采用卷筒纸供料。本机采用卷筒纸。

2）纸张送出时的空间位置时垂直置放的还是水平置放的。将纸片水平置放对包装工艺有利。但卷筒纸水平输送，只能采用间歇式剪切供纸方法。

3．包装工艺方案拟定

图3 包装工序分解图

图3为最初的巧克力糖包装工艺图.根据人工包装动作顺序,针对产品包装质量要求,该机包装工艺如下:

1) 将75mm×75mm铝箔纸覆盖在巧克力糖小端正上方,如图3(a)所示。

2) 使铝箔纸沿糖块锥面强迫成行如图3(b)所示.

3)将余下的铝箔纸分成两半,先后向大端中央折去,迫使包装纸紧贴巧克力糖,如图3(c),(d)所示.

4.巧克力糖包装工艺的实验

根据初拟的包装工艺方案,进行工艺实验.

图5为钳糖机械手及巧克力糖包装简图.

图4 钳糖机械手及巧克力糖包装

1-转轴 2-转盘 3-弹簧 4-接糖杆 5-钳糖机械手(共6组)

6-糖块 7-顶糖杆 8-铝箔纸 9-环行托板 10-折边器如上图所示,机械手设计上是具有弹性的锥形模腔,这样能适应巧克力糖外形尺寸的变化,I 不存在拉破铝箔纸的现象.在机械手下面有圆环形托板,以防止糖块下落。

工艺实验的过程如下:

当钳糖机械手转至装糖未位置时,接糖杆4向下运动,顶糖杆7向上推糖块6和包装纸8,使糖块和铝箔纸夹在顶糖杆和接糖杆之间,然后它们同步上升,进入机械手5,迫使铝箔纸成型如图4(b)所示,接着折边器10向左折边,成图4(c)状,然后转盘2带机械手5作顺时针方向转动,途径环行托板9,使铝箔纸全部覆盖在糖块的大端面上,完成全部包装工艺如图4(d)所示.

由于包装纸表面还不够光滑,有时还发生褶皱现象,需要进一步改进.

经过实验,发现铝箔纸只要用柔软之物轻轻一抹,就很光滑平整地紧贴在糖块表面上,达到预期的外观包装质量要求.因此增设了一个带有锥形毛刷圈（软性尼龙丝），在定糖过程中，先让糖块和铝箔纸通过毛刷圈，然后再进入机械手成形，结果使包装纸光滑、平整、美观，完全达到包装质量要求。

图5是经过改进后的巧克力糖包装成型机机构简图。

图5 巧克力糖包装成型机构

1-左抄板纸 2-钳糖机械手 3-接糖杆 4-右抄板纸

5-锥形尼龙丝圈 6-铝箔纸 7-糖块 8-顶糖杆另外，考虑自动机工作的可靠性，在成品出料口增设拨糖杆，确保机械手中的糖块落入

输送带上。这样的工艺方案就此确定。

三、粒状巧克力糖包装机的总体布局

1.机型选择

由于大批量生产，所以选择全自动机型。 根据前述工艺过程，选择回转式工艺路线的多工位自动机型。

根据工艺路线分析，实际上需要两个工位，一个是进料、成型、折边工位另一个是出料工位。自动机采用六槽槽轮机构作工件步进传送。 2.自动机的执行机构

根据巧克力糖包装工艺，确定自动机由下列执行机构组成：

1) 送糖机构； 2) 供纸机构； 3) 接糖和顶糖机构； 4) 抄纸机构； 5) 拨糖机构； 6) 钳糖机械手的开合机 7) 转盘步进传动机

下面是主要执行机构的结构和工作原理。 图6为钳糖机械手、进出糖机构结构图。送糖 盘4与机械手作同步间歇回转，逐一将糖块 送至包装工位Ⅰ。

机械手的开合动作，由固定的凸轮8控制，凸轮8的廓线是由两个半径不同的圆弧组成，当从动滚子在大半径弧上，机械手就张开；从动滚子在小半径弧上，机械手靠弹簧6闭合。

图7为接糖和顶糖机构示意图。接糖杆和顶糖杆的运动，不仅具有时间上的顺序关系，而且具有空间上的相互干涉关系，因此它们的运动循环必须遵循空间同步化的原则设计，并在结构上应予以重视。

接糖杆和顶糖杆夹住糖块和包装纸同步上升时，夹紧力不能太大，以免损伤糖块。同时应使夹紧力保持稳定，因此在接糖杆的头部采用如橡皮类的弹性件。 3.包装机总体布置

图6 钳糖机械手及进出糖块机构

1-输送带 2-糖块 3-托盘 4-钳糖机构 5-钳糖机械手 6-弹簧 7-托板8-机械手 9-机械手开合凸轮 10-输料带 I-进料,成型,折边工位 II-出糖工位