一种糖果包装机结构设计【SolidWorks+CAD+说明书+PPT】.rar

专业:机械设计制造及其自动化答辩人：符和浩导师：林小丽一 种 糖 果 包 装 机 结 构 设 计目 录CONTENTS选题背景及意义Background and significance of topic selection研究成果展示及应用Research results display and Application研究方法及思路Research methods and ideas论文总结与致谢Paper summary and thanks01030204选题背景及意义Background and significance of topic selection01在现代食品工业中，糖果制造和包装是一个重要的领域，它涵盖了各种类型的糖果，包括硬糖、巧克力、软糖、口香糖等。糖果市场具有广阔的潜力，受到消费者喜爱，因此生产商竞相推出新品种和口味以满足市场需求。同时，包装也是糖果行业中至关重要的一环，因为吸引人的包装不仅能够保护产品质量，还可以增加销售吸引力，提高品牌价值。因此，自动化的糖果包装机成为糖果制造企业的重要设备，能够提高生产效率、降低劳动成本，并确保产品的一致性和质量。选题背景及意义Background and significance of topic selection研究方法及思路Research methods and ideas02研究方法及思路糖果的包装糖果的包装方式选择方式选择目前，国内糖果包装行业中，枕型包装、折叠包装及缠绕包装三种常用包装方法。由于此次毕业设计的产品以小型企业及小型工厂为主，因此本文选用了枕形包装设备作为研究对象。枕型是目前应用最为广泛的一种，与其它两种方法比较，它具有较好的密封性能和较低的价格，适用于大部分的包装要求。该机器由三大部件组成：分料机构、封边机构和剪断机构。分条结构是把糖块一个接一个地送入到封皮内，而封口结构主要起到封口的作用。本机具有二种作用：完成上、下封口及切断包装纸。6糖果包装机的方案设计由一台伺服马达1带动一传动装置，一传动装置与一传动装置4相配合，一传动装置由一平面键连接于一根传动装置上。驱动轴由一个轴承固定，保证了它的顺利旋转。所述驱动轴的顶端经由花键与所述上转台相连，从而所述旋转台可随着所述驱动轴旋转。将糖块放置于漏斗内，待送料斗的出料口与上部送料口对齐，使糖块随之而动，待送料孔与卸料仓对齐后，将糖块送入卸料箱内，并送入成形模内封住。7研究成果展示及应用Research results display and Application03糖果包装机主要结构设计上转盘的设计上转盘的设计设计中的上转盘选用Q235材料制作，具有直径为400毫米、厚度为16毫米的外形尺寸。转盘中间有四个直径为25毫米的通孔，这些孔作为漏料孔。转盘的中央设计了花键，其尺寸为18毫米14毫米6毫米。9糖果包装机主要结构设计底部封块连接座的设计底部封块连接座的设计在本次设计中，底部封块连接座采用Q235材料制造，其外形尺寸为直径190毫米、厚度34毫米和宽度21毫米。连接座中间设计有两个直径为28毫米的通孔，这些孔用于安装直线轴承。10旋转齿轮的设计本课题所采用的驱动轮材质为40 Cr。该齿轮具有164 mm的直径，35 mm的厚，45个齿，2个模块，20度的压力角和15 mm的宽度。中央开孔直径2588，钥匙槽宽10 mm。其内孔的粗糙度要求为 Ra0.8，其总体误差小于0.1 mm。驱动齿轮必须进行淬火，淬火后的淬火温度为 HRC 3540，然后再进行淬火。11过渡轴向定位棒的设计过渡轴向定位棒选择使用光敏树脂作为材料，以减轻重量。该定位棒的主要功能是对胶带筒进行精准定位。其外形尺寸为直径40毫米、长度145毫米，中心孔的尺寸为20D8。12电机的选择按照本发明的构造，上面的转盘旋转一圈，有4粒糖果掉进出料漏斗中。假设上部旋转台的旋转速度是n2，那么n2=1000个糖分每分/4=每分钟250个旋转。由于分料器的机构中含有一个减压器，它的传动比是4，所以，分料器的马达速度N3就是N3=n2 i=250 x 4=1000 rpm。为了实现对马达转速的调节，本文选用了一种伺服马达。13论文总结与致谢Paper summary and thanks04论文总结与致谢Paper summary and thanks本研究的主要贡献包括提出了一种创新的糖果包装机设计方案，并详细设计了各个部件，保证了机构的性能和可靠性。此外，我们强调了未来糖果包装机的发展趋势，为相关领域的研究和实践提供了有价值的参考。总之，糖果包装机的设计是一个具有挑战性和前景广阔的研究领域，本研究的成果有望为糖果制造业的可持续发展和增长提供重要支持，并为相关领域的研究和实践提供了有价值的参考。致谢感谢各位老师的聆听THANKS 本科生毕业论文（设计）(2024 届)题 目：题 目：一种糖果包装机结构设计 学 院：学 院：机电工程学院 专 业：专 业：机械设计制造及其自动化 班 级：班 级：2020 级（专升本）1 班 学生姓名：学生姓名：符和浩 学号：学号：2022014020088 指导教师：指导教师：林小丽 职称：职称：讲师 合作导师：合作导师：职称：职称：完成时间：完成时间：年 月 日 年 月 日 本科生毕业论文（设计）诚信声明本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师的指导下取得的成果，论文（设计）写作严格遵循学术规范。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人对所写的内容负责，如有违规行为发生，自愿承担一切责任。毕业论文（设计）作者签名：日期：年 月 日 本科生毕业论文（设计）使用授权声明本科生毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解学校有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，同意海南科技职业大学保留并向有关部门或机构送交毕业论文（设计）的书面版和电子版，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权海南科技职业大学将本设计（论文）的全部或部分内容网上公开或编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等方式保存和汇编本设计（论文）。对于保密毕业论文（设计），按保密的有关规定和程序处理。毕业论文（设计）作者签名：指导教师签名：日期：年 月 日 日期：年 月 日 I摘 要摘 要随着食品工业的快速发展，糖果作为深受欢迎的休闲食品，其生产效率和包装质量成为企业提升市场竞争力的关键。糖果包装机作为提高生产效率和确保产品质量的重要设备，其技术创新和设计优化对行业发展至关重要。本研究首先分析了国内外糖果包装机的发展现状，指出了技术差异和存在的问题，并探讨了改进和创新的可能性。在此基础上，本文提出了一种创新的糖果包装机设计方案。该方案充分考虑了糖果的特性和市场需求，精心选择包装方式，并确定了合理的原始参数，以提高设计效率。设计中注重操作便捷性、自动化程度和生产效率，旨在在保证包装质量的同时，降低能耗并提高生产线的灵活性。本文还细致设计了糖果包装机的主要结构，对关键部件如上转盘、底部封块连接座、塑封轮等进行了材料选择和结构创新，并全面考量了耐用性、稳定性和维护方便性。这些设计提升了包装机性能，并便于后期维护和升级。关键词：关键词：自动化；包装；糖果IAbstractWith the rapid development of the food industry,candy as a popular leisure food,its production efficiency and packaging quality has become the key to enterprises to enhance the market competitiveness.As an important equipment to improve production efficiency and ensure product quality,the technical innovation and design optimization of the candy packaging machine are crucial to the development of the industry.This study first analyzes the development status of candy packaging machines at home and abroad,points out the technical differences and existing problems,and discusses the possibilities of improvement and innovation.Based on this paper presents an innovative design scheme for candy packaging machine.This scheme fully considers the characteristics and market demand of the candy,carefully chooses the packaging method,and determines the reasonable original parameters to improve the design efficiency.The design focuses on the operation convenience,automation degree and production efficiency,aiming to reduce the energy consumption and improve the flexibility of the production line while ensuring the packaging quality.This paper also carefully designs the main structure of the candy packaging machine,carries out the material selection and structural innovation for the key components such as the upper turntable,the bottom sealing block connection seat,the plastic sealing wheel and so on,and comprehensively considers the durability,stability and maintenance convenience.These designs enhance packaging machine performance and facilitate later maintenance and upgrades.Key words:automation;packaging;candII目 录1 绪论绪论.11.1 研究背景.11.2 研究意义.11.3 糖果包装机发展现状简介.21.3.1 糖果包装机国内发展现状.21.3.2 糖果包装机国外发展现状.41.4 糖果包装机未来发展趋势.51.5 本章小结.62 设计方案设计方案.72.1 糖果的包装方式选择.72.2 糖果包装机原始参数确定.72.3 糖果包装机的方案设计.72.4 本章小结.83 糖果包装机主要结构设计糖果包装机主要结构设计.103.1 主要材料的选用.103.2 结构设计.103.2.1 上转盘的设计.103.2.2 底部封块连接座的设计.103.2.3 塑封轮的设计.113.2.4 旋转齿轮的设计.113.2.5 直线导杆的设计.123.2.6 轴承定位套的设计.123.2.7 过渡轴向定位棒的设计.134 糖果包装机零部件设计计算糖果包装机零部件设计计算.144.1 电机的选择.144.1.1 电机的介绍.14III4.1.2 电机的选型计算.144.2 联轴器的选型与计算.164.3 传动轴设计计算与强度校核.184.3.1 轴类零件结构设计要求.184.3.2 传动轴强度计算与强度校核.194.4 传动齿轮的设计.204.4.1 齿轮的介绍.204.4.2 传动齿轮的设计及其强度校核.214.4.3 传动齿轮的几何参数计算.224.5 轴承的选型计算.234.5.1 轴承的选型介绍.234.6.2 轴承的寿命计算.234.6 本章小结.255 总结与展望总结与展望.275.1 总结.275.2 展望.27参考文献参考文献.2911 绪论1.1 研究背景在现代食品工业中，糖果制造和包装是一个重要的领域，它涵盖了各种类型的糖果，包括硬糖、巧克力、软糖、口香糖等。糖果市场具有广阔的潜力，受到消费者喜爱，因此生产商竞相推出新品种和口味以满足市场需求。同时，包装也是糖果行业中至关重要的一环，因为吸引人的包装不仅能够保护产品质量，还可以增加销售吸引力，提高品牌价值。因此，自动化的糖果包装机成为糖果制造企业的重要设备，能够提高生产效率、降低劳动成本，并确保产品的一致性和质量。该设计需要考虑到糖果的多样性，包括形状、尺寸和口味。此外，设计的设计还需要充分考虑生产线的速度、包装材料的选择、密封性能、包装效率以及最终包装的外观。为了在竞争激烈的市场中保持竞争力，制造商需要不断创新和改进他们的包装设计，以满足不断变化的市场需求。这就需要在设计中融入最新的自动化技术、智能控制系统和可持续性考虑，以确保糖果制造企业能够提供高质量的产品并保持市场竞争力。因此，糖果包装设计的设计是一个具有挑战性和前景广阔的研究领域，它有望为食品工业的可持续发展和增长提供重要支持。1.2 研究意义糖果包装机的设计具有重要的研究意义和实际应用价值。首先，糖果制造业是一个巨大的市场，对高效、精确、可靠的包装机构有着迫切需求。通过研究和设计先进的包装机构，可以提高生产效率，减少生产成本，确保产品质量，满足市场需求。其次，包装不仅仅是产品的保护层，它还是品牌形象的展示窗口。精美、吸引人的包装可以吸引消费者，提高销售额，并增强品牌价值。因此，研究和设计具有创新性和吸引力的包装机构，有助于企业在竞争激烈的市场中脱颖而出，增强市场竞争力。此外，随着科技的不断进步，自动化技术和智能控制系统的应用也不断扩展。糖果包装机构的研究可以促进这些技术的发展和应用，提高包装机构的智能化程度，降低操作难度，减少人工干预，提高生产线的稳定性和可靠性。最后，包装机构的设计也需要考虑可持续性因素，如减少包装材料的浪费、降低能源消耗等。这有助于企业遵循环保法规，减少对环境的负面影响，实现可持续发展。因此，糖果包装机构的研究具有广泛的社会和经济意义，可以促2进糖果制造业的发展，提高产品质量，满足市场需求，同时也有助于科技创新和可持续发展的推动。1.3 糖果包装机发展现状简介1.3.1 糖果包装机国内发展现状伴随着中国的持续发展，中国的居民可自由支配的收入水平也在快速上升，其中以糖品业最为显著。据有关研究资料显示，近年来中国糖品业的销量持续稳步上升，尤其进入 21 世纪后，其年复合增长率已达 10%以上，大大超过世界范围内的平均值。糖果是一种广泛应用于各种年龄层的休闲零食，在市面上有着各种各样的品种。糖果能否卖出好价钱，除了口味之外，如何包装与造型也是至关重要的。一个好的糖果包装，不但可以刺激顾客的购买欲望，而且可以增加商品的附加值。大多数的糖都是用来吸收水分和粘性的，而且很容易被细菌感染，所以要对其进行特殊的储存。在当今世界，由于糖制品工业的迅速发展，传统的人工包装方法已经不能适应新的要求，因此，对全自动的糖果包装机的要求也越来越高。中国的糖果包装形式有枕型、折叠型和绞合型三种。在这些方法中，打结法是一种最原始的方法，它经常被用来制作糖果，而且可以用手来制作。使用时，先把糖块铺在一片纸片上，然后把两头反向拧紧。在全自动包装机的问世后，可以以较快的速度进行自动化，从而大大地提升了包装业的效能，因此，它已经是许多包装业的第一选择：图 1-1 扭结式包装的糖果在 20 世纪 70 年代，枕式包装成为糖果行业的主要包装方式，这种方式在国际上也非常流行。到了 80 年代，枕式包装在中国迅速普及。这种包装通常由机器完成，其工艺是将糖果置于两层胶纸之间，然后通过封边机器在两端进行封闭，3最后在上下进行封边并剪切。枕式包装因其简便性和实用性，一直是糖果包装中最常见且普遍的方式：图 1-2 枕式包装的糖果相较于枕式和扭结式包装，折叠包装在美观性上占优势，但同时也是最为复杂的一种包装方式。这种方法通常用于包装较为昂贵的糖果，如巧克力，且对包装设备和材料的要求极高。在国际比较中，中国的折叠包装在精美程度和品质上仍有一定差距，主要差异在于外观和细节方面。这种差距主要由设备精度和包装材质的质量所导致：图 1-3 折叠式包装的糖果何潇洒等（2020）针对电商领域的需求，设计了一款小型立式糖果包装机，该机型旨在提高电商环境下的包装效率和适应性，以满足快速变化的市场需求1。申小娜等（2020）则从感性工学的角度出发，研究了糖果包装设计，探讨了如何通过包装设计提升消费者的购买体验和情感联结，从而增强产品的市场竞争力2。冯雪婷（2021）在其研究中专注于婚庆糖果包装设计，分析了婚庆文化对糖果包装设计的影响，并提出了相应的设计策略，以满足特定场合的需求3。杨柳（2021）在其恰克糖果系列包装设计中，探讨了食品工业中糖果包装设计的创新方法，强调了包装设计在提升产品形象和吸引消费者中的作用4。尹悦悦和王保恒（2021）则基于 PLC（可编程逻辑控制器）技术，设计了一款糖果礼盒包装系统，提高了包装过程的自动化水平和精确性5。秦祯圆（2023）在其研究中4探讨了插画在糖果包装设计中的应用，分析了插画如何增强包装的视觉吸引力和文化内涵6。叶军等（2022）针对新型糖果包装机的推糖机构进行了设计，旨在提高包装机的工作效率和稳定性，以适应高效率的生产需求7。于美玲和张真真（2022）探究了数字插画在糖果包装设计中的应用，强调了数字技术在提升包装创意和个性化方面的潜力8。罗绮珊（2023）则从可持续设计的角度出发，分析了 4R 理论在儿童糖果包装设计中的应用，探讨了如何在设计中融入环保和可持续性的理念9。叶军等（2022）在其研究中针对新型糖果包装机的推糖机构进行了设计，旨在提高包装机的工作效率和稳定性。该研究通过对推糖机构的创新设计，解决了传统糖果包装机在高速运行中可能遇到的问题，如糖果卡顿、包装不紧密等，从而提升了包装质量和生产效率。这一研究成果对于糖果包装机的技术进步具有重要意义，为糖果包装行业的设备升级和性能优化提供了有效的技术支持和理论依据10。冯申申（2023）在其研究中探讨了游戏化思维在儿童食品包装设计中的应用，这一研究不仅关注于包装的功能性和美观性，还着重于如何通过包装设计提升儿童的互动体验和教育价值，使得包装本身成为一种寓教于乐的工具11。任长梅等（2022）则聚焦于婚礼场合的糖果包装设计，他们的研究强调了婚礼文化对包装设计的深远影响，并提出了一系列创新设计策略，旨在为婚礼糖果包装带来独特的美学价值和个性化体验12。这些研究成果体现了国内学者在糖果包装设计领域的创新探索和实践应用。通过结合文化元素、市场需求、用户体验以及可持续发展理念，国内学者不断推动糖果包装设计向更加人性化、多样化和环保化的方向发展。这些研究不仅为糖果包装设计提供了新的思路和方法，也为相关产业的发展提供了重要的理论支持和实践指导。1.3.2 糖果包装机国外发展现状在生产技术上，欧美等经济发达的国家，尤其是糖果和饮料的包装业，其发展水平要高于中国。为了满足日益增长的需求，各国都在为满足日益增长的需求而进行改革。随着人工费用的上涨，许多企业纷纷采用先进的糖块包装设备来改善产品的性能。德国，美国，意大利，英国，亚洲日本，韩国都是世界上最先进的糖果包装器，他们已经有 50 多年的开发经验，产品品种丰富，精确，外形优美。进口的糖果包装设备有以下几个方面：1。包装速度快而平稳；二、能包装种类繁多的糖块，大小规格齐全；三、不但可提供单一产品，而且可同时提供多5个产品。Sanders J（2022）在食品伙伴网上的一篇文章中，提到了国外糖果包装技术的发展趋势，包括高速自动化的包装机械研制、包装设计的灵活性和个性化，以及防伪包装的设计。文章还强调了糖果包装与消费者心理、市场需求和产品特性的紧密联系，以及如何通过包装创新来提升产品的市场竞争力13。Fanchi-tech（2022）另一篇文章中，讨论了糖果行业对传统包装形式的坚持以及市场对新包装设计的渴望。文中提到了糖果品牌通过采用能立即识别出品牌的图案设计和使用金属箔片等包装材料来刺激消费者的即兴购买。同时，还指出了糖果包装市场开始采用策略，推出不同的系列产品来满足每个“需求状态”，如雀巢公司的“聪明豆”糖果品牌采用筒式包装和离奇的表面图案14。Zweep C（2022）在讨论 RPC Container 公司和 Elizabeth Shaw 巧克力制造商的包装设计时，文章强调了包装结构设计对于品牌增值的重要性。例如，RPC Container 公司为复活节期销售高峰开发的蛋形容器，以及 Elizabeth Shaw 推出的史塔利伏特加酒心巧克力系列的新颖包装设计，这些都展示了包装设计在吸引消费者和提升产品形象方面的作用15。1.4 糖果包装机未来发展趋势中国的产业规模不断扩大，因此，立足于当前的机电产业，提升其生产能力，已是刻不容缓的课题。当前，部分规模较大、财力较强的企业有能力采购到新式糖块包装机器，而中小型企业或个人生产厂家则很难采购到。国产的糖果包装器虽还没有普遍推广，却已经开始在我国各地推广使用。在当今社会，科学技术的发展下，为了适应各种环保要求，对糖果包装机械进行了持续的革新。如何更好地适应不同的顾客要求，已经是各大建筑企业所关注的焦点。通过对其进行技术的改进与革新，使其在品质、精度、效益等方面得到进一步的提升，从而使整个产业得到更好的发展。今后，糖块包装机器的发展趋势是：高效的制造：为了满足快速的产品需求，为了更好地适应市场的竞争，需要不断地提升设备的精确性与稳定性。高科技应用：采用无菌和真空包装等高新技术，保证了产品的安全性。为了达到最大限度地利用能量，降低不需要的能量消耗，我们在设计中应该注意节省能量。61.5 本章小结本章节主要对国内外糖果包装机的发展现状及未来趋势进行了介绍。内容主要基于参考文献，提供了关于糖果包装机的基本信息。通过这一章节，读者可以深入了解国内外糖果包装机的各自特点，并总结其优势与不足。这些信息对于指出现有糖果包装机的不足之处以及潜在的改进方向具有重要意义，同时为后续的糖果包装机结构设计提供了必要的参考和技术指导。72 设计方案2.1 糖果的包装方式选择目前，国内糖果包装行业中，枕型包装、折叠包装及缠绕包装三种常用包装方法。由于此次毕业设计的产品以小型企业及小型工厂为主，因此本文选用了枕形包装设备作为研究对象。枕型是目前应用最为广泛的一种，与其它两种方法比较，它具有较好的密封性能和较低的价格，适用于大部分的包装要求。该机器由三大部件组成：分料机构、封边机构和剪断机构。分条结构是把糖块一个接一个地送入到封皮内，而封口结构主要起到封口的作用。本机具有二种作用：完成上、下封口及切断包装纸。2.2 糖果包装机原始参数确定根据上面对糖果包装机器的构造以及实际的工作状况，我们必须要对原有的参数进行一个比较合适的工作参数进行设计和计算，这样才能决定并完成其它部分的结构设计，这一次的初步包装机器的主要参数有：1、本次设计的糖块包装机采用了一种枕型的封装方式，其设计的主体包括：分割机构、裁断机构及封口机构。2、本次选择的糖球，其直径不超过 15 毫米，其形状大小为 30 毫米*20 毫米。3、本次设计的糖块打包速率为 1000 片/分钟。2.3 糖果包装机的方案设计在进行产品开发时，必须先对产品进行初步的设计。本研究之初步构想，是以查阅有关资料及查阅有关文献为基础，检视目前已有之糖果包装机器之性能与构造。在对糖果包装机器的结构、组成、性能参数以及工作性能进行了详细的介绍之后，绘制出了一台糖果包装机器的雏形。它的示意图如图 2-1 所示：8图 2-1 糖果包装机方案结构示意图本文设计的糖纸包装器分三大块：分料、封边、裁切三大块。分料系统的工作原理为：由一台伺服马达 1 带动一传动装置，一传动装置与一传动装置 4 相配合，一传动装置由一平面键连接于一根传动装置上。驱动轴由一个轴承固定，保证了它的顺利旋转。所述驱动轴的顶端经由花键与所述上转台相连，从而所述旋转台可随着所述驱动轴旋转。将糖块放置于漏斗内，待送料斗的出料口与上部送料口对齐，使糖块随之而动，待送料孔与卸料仓对齐后，将糖块送入卸料箱内，并送入成形模内封住。其封边件的基本思想为：由一台伺服马达 2 将该驱动同步齿轮与该驱动同步齿轮经由一根平面键连结，该驱动齿轮经由一条传送带连结于该驱动同步齿轮，该驱动齿轮经由一平面按键连结于该转动驱动轴上。转动驱动轴与驱动齿轮相连，另一端与塑料密封轮相连。驱动装置与驱动装置相接合，转动驱动装置 2 的相对末端与另外一塑料密封装置相连，使两个塑料密封装置反向转动。其裁断结构的基本思想为：将下封块与封块联座相结合，起到封口和剪切双重作用。封块式联接座端部安装线性轴承，使其沿着轨道滑移，保证了每次裁断时的准确性与稳定性。2.4 本章小结本章节主要围绕糖果包装机的包装方式选择和设计方案进行介绍。重点阐述了糖果包装机的结构组成，详细说明了构成这一结构的各个零部件及其各自的功能。这些详尽的介绍为后续的设计工作提供了有价值的参考和帮助。通过对原始9设计参数的精选和计算，我们获得了一些关键的过程参数，这些参数最终被用来确定最终的设计方案。103 糖果包装机主要结构设计3.1 主要材料的选用机械设备的构成主要基于两种零部件：非标准件和标准件。非标准件是根据具体的结构需求而特别设计的，而标准件则是可以直接从市场上购买的通用部件。选用适当的材料对于整个设计来说至关重要，因为每种材料都具有其独特的性能特点。只有充分理解常用金属材料的性能，才能有效地延长结构的使用寿命。在本次设计中，主要选用的材料包括 Q235 钢、45 钢、HT200、40Cr 和黄铜。3.2 结构设计3.2.1 上转盘的设计设计中的上转盘选用 Q235 材料制作，具有直径为 400 毫米、厚度为 16 毫米的外形尺寸。转盘中间有四个直径为 25 毫米的通孔，这些孔作为漏料孔。转盘的中央设计了花键，其尺寸为 18 毫米14 毫米6 毫米。图 3-1 展示了上转盘的三维模型示意图：图 3-1 上转盘三维模型示意图3.2.2 底部封块连接座的设计在本次设计中，底部封块连接座采用 Q235 材料制造，其外形尺寸为直径 190毫米、厚度 34 毫米和宽度 21 毫米。连接座中间设计有两个直径为 28 毫米的通孔，这些孔用于安装直线轴承。图 3-2 展示了底部封块连接座的三维模型示意图：11图 3-2 底部封块连接座三维示意图3.2.3 塑封轮的设计在本次设计中，塑封轮选用黄铜材料。选择黄铜的主要原因是其良好的导热性能，这对于依赖热封方式进行糖果包装的封边功能至关重要。塑封轮表面经过滚花处理，其半径为 90 毫米，中心孔的尺寸为 18H8，键宽为 6 毫米。图 3-3 展示了塑封轮的三维模型示意图：图 3-3 塑封轮的三维模型示意图3.2.4 旋转齿轮的设计本课题所采用的驱动轮材质为 40 Cr。该齿轮具有 164 mm 的直径，35 mm的厚，45 个齿，2 个模块，20 度的压力角和 15 mm 的宽度。中央开孔直径2588，钥匙槽宽 10 mm。其内孔的粗糙度要求为 Ra0.8，其总体误差小于 0.1 mm。驱动齿轮必须进行淬火，淬火后的淬火温度为 HRC 3540，然后再进行淬火。图 3-4 表示一个转动装置的立体结构：12图 3-4 旋转齿轮的三维模型示意图3.2.5 直线导杆的设计该方案所用的线性导向杆选用 45 钢材，分三个部分进行结构设计。该产品的外部直径为 16 mm，长度为 230 mm，在其端部设有 M12 螺钉。16 mm 口径断面的表面光洁度要求 Ra0.8。整个导向棒均需进行淬火，淬火后硬度为 HRC 3540。另外，对这一部位还要进行碳化，以提高其硬度，避免因长时间的摩擦而缩短其使用寿命。图 3-5 表示线性导向器的 3D 建模：图 3-5 直线导杆轮的三维模型示意图3.2.6 轴承定位套的设计该方案以 45 钢为主要材质，外圆 45 度倒角。该轴承座具有 110 mm 直径和66 mm 高度。中部钻有 2 个口径为47H7、52H7、深 14 mm、22 mm 的支承孔。在支承孔的内侧开有卡圈凹槽，用于将轴承固定在一起，使其不会在轴线方向上发生位移。该轴承套筒的外直径为60 MM。在轴承座上还有 2 个 M8 埋头孔，中间间距 90 mm，便于安装和紧固。图 3-6 所示为一个立体结构的支承套筒：13图 3-6 为轴承定位套的三维模型示意图3.2.7 过渡轴向定位棒的设计在本次设计中，过渡轴向定位棒选择使用光敏树脂作为材料，以减轻重量。该定位棒的主要功能是对胶带筒进行精准定位。其外形尺寸为直径 40 毫米、长度 145 毫米，中心孔的尺寸为20D8。图 3-7 展示了过渡轴向定位棒的三维模型示意图：图 3-7 过渡轴向定位棒的三维模型144 糖果包装机零部件设计计算4.1 电机的选择4.1.1 电机的介绍电机是当今机器的标准零件，大致可分成三大类：普通电动机、伺服电动机和步进电动机。一般的电动机也可以分成一般的三相电动机和一种低速电动机，它们的工作电压一般是 220 伏特。电动机是设计中的一个重要动力源，它的选用是非常关键的。在选择电动机时，必须按照所要求的动力来进行，同时要注意下列几个方面：尽量选用普通马达，以确保其通用性及易替换。根据电动机的不同的电压水平及不同的电极数量，使之与整个系统的工作相匹配。正确地选用电动机的容量。一般来说，当电动机的额定负荷约为 80%时，电动机的效能才能得到最大程度的发挥。电动机的选择程序为：按要求选择马达型号。从电动机的输出速度反向推导所需要的电动机速度，然后选出与电动机最相近的电动机（尤其是一般电动机，它的产量是一定的）。依据所接电器的电压状况，选用与电动机相匹配的额定电压。根据机器的周围情况，选用适当的保护形式及保护装置的构造。4.1.2 电机的选型计算在本次设计中，糖果包装速度设定为每分钟 1000 个。考虑到糖果包装纸的尺寸为 30mm20mm，可以计算出每分钟所需的胶带长度。根据计算公式，胶带长度 S=(30 1000)/30=1000 mm。进一步的设计需要确定塑封轮的转速n。这将基于恒等式进行计算和设计：指的是塑封轮的直径 30=3.140.09nN=106.1r/min15在这一次的设计中，塑料密封上的马达旋转速度 N1 被设置为 106.1 转，因为塑料密封圈的构造并未设置任何的减速装置。由于马达在传送带上的线性速率必须与塑胶传送带的线性速率一致，而传送带的整体直径基本上等于塑胶传送带的直径，所以传送带上马达的旋转速度 N2 也被设置成同样的数值，也就是，N1=N2=106 转/分。按照本发明的构造，上面的转盘旋转一圈，有 4 粒糖果掉进出料漏斗中。假设上部旋转台的旋转速度是 n2，那么 n2=1000 个糖分每分/4=每分钟 250 个旋转。由于分料器的机构中含有一个减压器，它的传动比是 4，所以，分料器的马达速度 N3 就是 N3=n2 i=250 x 4=1000 rpm。为了实现对马达转速的调节，本文选用了一种伺服马达。该伺服马达之实体示意图见图 4-1：图 4-1 伺服电机的实物图由于带式马达与塑料密封马达均有很低的电阻，所以我们选用相同的马达。按照广州 CNC 伺服马达的选择参数表格（表格 4-1)，选择了用于胶带输送马达和密封马达的 80SJT-M024C，该马达的额定功率为 0.5 kW，每分钟 2000 rpm。另外，广州公司选用了一台 80SJT-M032C 作为给料器，其额定功率 0.66 kW，额定速度也是每分 2000 rpm。表 4-1 广州数控伺服电机选型参数表项目80SJT-M04C80SJT-M04E80SJT-M32C80SJT-M32E型号项目项目项目项目额定功率0.50.750.661.0极对数4444驱动单元输入AC220 三相AC220 三相AC220 三相AC220 三相16电压（或单相）额定电流34.856.2零速转矩2.42.43.23.2额定转矩2.42.43.23.2最大转矩7.27.29.69.6额定转速2000300020003000最高转速2500400025004000转动惯量重量2.82.93.43.5绝缘等级F(GB 755-2008)F(GB 755-2008)F(GB 755-2008)F(GB 755-2008)震动等级R(GB 10068-2008)R(GB 10068-2008)R(GB 10068-2008)R(GB 10068-2008)防护等级IP65(GB/T 4942.1-2006)IP65(GB/T 4942.1-2006)IP65(GB/T 4942.1-2006)IP65(GB/T 4942.1-2006)安装型式IMB5（凸缘安装）IMB5（凸缘安装）IMB5（凸缘安装）IMB5（凸缘安装）工作制S1（连续工作制）S1（连续工作制）S1（连续工作制）S1（连续工作制）编码器线数增量式 2500增量式 2500增量式 2500增量式 2500失电制动器暂无暂无暂无暂无4.2 联轴器的选型与计算在机器的设计中，连接件的构造形式多样，其工作条件也各不相同。当转动时，两个旋转轴紧紧相连，在高转速下也不会分开。在某些情况下，耦合也具有一定的防护功能，比如当机器臂负载超过极限时，它的功能就更加突出。在图 4-2中举例说明了连接器的物理结构。目前市场上使用的联轴器一般分为两个部件，一是用活动钥匙联接，二是用螺丝固定。因为手动的结果会产生偏差，所以耦合器可以帮助你再修正以前的错误，并且纠正你的错误，使你的动作更加精确。一般情况下，联轴节都不会被分17开，一般都是与马达、轴相配合的。当电动机安装有严重偏差或有严重偏差时，利用该装置能有效地改善整个结构的加工精度。大部分耦合器可以校正大约 0.4 mm 的偏差。在这次的毕业设计中，选用了挠性接头与挠性接头。特别选定了 HLI 型接合器。图 4-2 联轴器实物图本文以带式电气设备上的耦合为研究对象。耦合件与马达轴（22 毫米的直径）和旋转轴 2(18 毫米的直径）相连。通过对该接头的选型和选用（见图42)，确定了该接头的型式为 HLI40-2218。假定电机上的转矩是 T1。鉴于该伺服马达每分钟 106 rpm，按照该伺服马达之特征，若马达未以该马达之速度运转，该马达亦将得不出该马达之动力。从查阅数据中了解到，在每分钟每分钟 106 转的情况下，以每分钟 2000 rpm 的名义输出功率 500 瓦特的伺服电动机，其功率大约为 0.1 kW。所以，T1=95500。0 0 6=9 牛顿。通常情况下，HLI40-22-18 耦合器的额定转矩是 16.5 N.m 和 33 N.m。因为接头的一般力矩比皮带伺服电机上的力矩要大 9 N.m，所以接头的选择是满足设计需要的。表 4-2 联轴器选型参数型号HLI-30HLI-35HLI-40HLI-40LHLI-55额定扭矩121516.516.558最高转速r/min24303333116径向弹性常数N/mm10000100001000010000700018最大容许偏差