DXDF40粉剂包装机功能分析与结构改造设计项目报告.docx

DXDF40粉剂包装机功能分析与结构改 造设计项目报告项目报告人：颜春佼张志伟 李长柱 余全会 张晓波许建行项目报告名称：DXDF40粉剂包装机功 能分析与结构改造 班级：08机电2班指导教师:张海伟 成绩:目录产品介绍1、适用范围 52、 机器特点 53、 主要技术参数 54、 操作部位示意图 65、 机器功能原理分析 76、 产品缺陷分析 10改造机构后产品介绍1、改造方案分析，11122、改造后机构简图改造后的机械系统总体结构分析及总体结构图1、机械系统总体结构分析 14152、系统总体结构简图机械结构（改造）设计说明1> 动力参数确定、运动参数确定 17机械机构设计计算及强度校核1、 链轮的设计 182、 连杆机构的设计计算 193、 齿轮的设计计算 214、 键连接、轴强度计算 23245、轴强度设计计算・6、 棘轮设计计算 26项目总结与项目评价1、 项目总结 282、 项目评价 293、 参考文献 294、 附录 30一产品介绍(1)适用范围：该机器适用于包装细粉状物品如：淀粉、豆奶等粉状物品的小剂量包装2）机器特点：结构性能稳定，工作可靠，维修简单;操作方便，所有控制、调整成型均在操作工伸 手可及的距离之内;采用光电感应器自动跟踪对准图案，保证每个 包装的长度不会产生误差;自动完成充填封合、分切等工序。

3）主要技术参数:1、型号DXDF40 型计量方式螺杆推进器计量方法计量范围1 40 cm 3计量精度±5%成袋尺寸长55 110皿见30 80哑包装速度35 60袋/分外型尺寸600x790x1780 皿 3重量约 350 kg2、耗电功率：主电机：220V 370W Ty7134单相 1440转/分减速电机：YCJ25D-9 速比 1： 9 (DXDF-40)搅拌电机：YCJ25D 速比1： 36步进电机 11V 12N.M 110BYG203加热器 110V 200W x 2 110V 220W x 2控制系统耗电300W 总计：1.7KW(4)操作部位示意图：(见下图)图形各标号名称如下1、薄膜支架11、横封辊21、下料头机座2、薄膜12、控制单元22、拉钮3、光电头13、下料开关23、推钮4、光电头调节架14、成品出口24、门钮5、指示灯15、电源插座25、切刀盒6、制袋导槽16、脚轮26、切刀离合器7、光电控制盘面17、固定支架27、调速手轮8、电器盘面18、下料电机9、纵封辊测温热电偶19、搅拌电机机器功能原理分析1,总共能框图振动k A热 八、、量噪声k能量（驱动）-）物品包装（包装动力和功率）） ►物料（粉状剂料*信号 -►包装成品 f !►信号 -灰尘温度1 J湿度2,功能结构框图3,功能树状结构图4,传动系统图(6)产品缺陷分析：1、 改包装机纵封调节依靠齿轮齿数变化，若用于小批量多种不同产品的包装， 需要多个不同齿数的齿轮啮合，而且只能封确定的长度。

2、 该包装机切断系统依靠手板离合器调节，需人工操作，不能实现自动化3、 该包装机需要电机数量较多，需要三个电机，一个单相异步电机驱动传动系 统，一个搅拌电机，一个下料步进电机4在使用偏心轮机构进行变速时，偏心轮和变速器协调工作调节范围小二改造机构后产品介绍(1)改造方案分析：1、 DXDF-40自动粉剂包装机主要有纵封、横封，下料、切断等工艺实现a原产品横封改造分析：原产品主要靠齿轮啮合带动偏心轮旋转来实现的，横封 宽度不可实现调节，转速不可大范围调节而改造之后的横封机 构利用曲柄滑块机构，使滑块作往复直线运动，实现横封运用 曲柄滑块机构可以实现增力，便于控制时间，以使之与其他机构 协调b原产品纵封改造分析：原产品纵封是通过齿轮啮合带动摩擦滚轮来实现的， 其纵封长度只可通过齿轮齿数的调节而实现，而齿轮全部集中在 箱体内部，调节起来非常麻烦，且不能进行无级调节而改造后 的纵封系统通过曲柄滑块机构带动齿条与齿轮啮合来实现，并通 过棘轮实现单向间歇性运动调节曲柄长度能直接调节纵封长 度，且易于实现c原产品进料系统改造分析：原产品进料系统通过步进电 机搅拌实现及调节，虽易于调节但不易保证每次进料量相同。

而 改造后的进料系统通过曲柄滑块机构来实现，不但易于调节而且 能保证每次进料量相同d原产品切断系统改造分析：原产品通过齿轮啮合带动切 刀旋转来实现切断，不易于调节通过离合器可以调节切断袋数， 但不能实现自动化改造后的切断系统中，切刀固定在横封机构 上，通过电磁铁控制切刀的伸出与收回，可以设定切断袋数， 已实现多袋自动化切断注：机构简图见下页！！！！！！（2）改造后机构简图:输出轴传动机构原理 图-曲柄可调执行机构改造原理图改造后的机械系统总体结构分析及总体结构图1、机械系统总体结构分析:m 纵封N. | yI.4— 横封11J 进料工序时间示意图---1（1） DXDF-40粉剂包装机主要工序是：横封、纵封、切断、 进料组成原产品先进行纵封且其持续进行然后进行 横封，横封完成后进行进料，最后完成切断2） 改造后机械系统总体结构分析，改造后工序时间示意图 如上所示3） 整个执行机构采用曲柄滑块机构，通过相同的轴或相同 的齿轮啮合来保证其具有相同的转速n即T=1/n.A纵封结构采用对心曲柄滑块、齿条、齿轮、棘轮等组成， 对心曲柄滑块无急回特性，前进和后退各占周期一半即1/2n可 以通过螺旋机构进行曲柄长度调节从而调节齿条行程进而改变袋长，可以实现无级调节。

B横封机构也采用曲柄滑块机构组成，因其有偏心距，所以其有 急回特性，采用此机构可以增力，而且容易控制与纵封的顺序设计时 K=3/2，即 t2=3/5nC进料机构也采用曲柄滑块机构，有一定的偏心距，具有一定急 回特性，设计时K=5/3，即t3=5/8n进料机构通过控制阀口的大小来控制进料的多少，易于调 节D切断系统切刀固定于横封系统上，通过电磁铁来控制刀具的前 进和收回，控制电磁铁即可控制切袋多少，可以实现自动化综上可知改造后的机构纵封工序时间控制在0 t/2，横封时间控制在3t/5,进料时间控制在7t/10明显的纵封时间＜横封时间 ＜进料时间可以使各工序有序进行2总体结构简图:封-■1—^--4.--」”内可」妹调-*■J <-机械结构（改造）设计说明动力参数确定、运动参数确定型号DXDF40 型计量方式螺杆推进器计量方法计量范围1 40 cm 3计量精度±5%成袋尺寸长55 110皿见30 80哑包装速度35 60袋/分外型尺寸600x790x1780 皿 3重量约 350 kg由上表知：制袋长度为0 120mm 包装速度为35 60 袋/min选电 220V 370W TY7134-S 单相；1440r/min4.3A;50Hz;100uf;横封、纵封平均转速0 60r/min机械机构设计计算及强度校核设计说明结果链轮的设计传递功率P=0.37kw,小链轮转速60r/min，传动比i=2,载荷平稳，使用寿命1800 h.。

设计计算内容⑴确定链轮齿数气z2.取小齿轮齿数勺=20大链轮齿数z2=izi=2*20=40⑵初定中心距a0=23p⑶计算链节数LL=(z +z )/2+2a/p+p(z -z )2/2Ha \ 1 2， 虹虹\ 2 y二 (20+40)/2+2*23p/p+p(40-20) 2/2 n *23p=78.77, 取链节数为偶数，故选取L=78节(4) 计算功率Pc查表Ka=1.0(平稳载荷)，Pc=KaP=1*0.37=0.37kw(5) 确定链节距p0,查表得Kz=(z1/19)1-08=(20/19)1-08=1.057KL=(Lp/100)0.26=(78/100)0.26=0.937采用单排，查表的Km=1.0根据 P/PK/KK、= (0.37*1.0)/(1.057*0.937*1.0)F37 取 P=0.37kw0z1=20z 2=40L=78 节Pc=0.37kwP0=0.37kw查表选用08A链条，节距p=12.7mm(6)确定实际中心距a.a=292.1⑺链速v.v=nziP/(60*1000)=60*20*12.7/(60*1000)=0.254m/s.(8) 确定实际工作压力F.F=1000P/v=1000*0.37/0.254F457N(9) 作用在轴上的工作压力Fq.Fq r(1.2 〜1.3)F取 F =1.3F=1.3*1457=1894.1N Q(10) 润滑方式：根据 p=12.7mm, v=0.254m/s查表得宜用油刷或油壶人工定期润滑。

参看资料：《机械工程基础》李茹主编连杆机构设计计算1纵封连杆机构计算：纵封袋长度为0——120mm因为齿轮传动比为2滑块行程为0---60mm 曲柄长为R、连杆为L采用对心曲柄滑块行程S=L+R-L+R=2RR 在 0 30mmI. 7mm 距a=292.1链 速 v==0.254m/s实际工作压 力 F^1457N作用在轴上 的工作压力 F=1894.1NL>=R+e e=0 即 L>=R传动角 r . >=600 由 r . >=arcosR/L L>=R/cosr .取 R=30mm 得 L=60mm2横封连杆设计计算取K=3/20 =1800 (K-1 ) /K+1=1800/5=36才艮据结构最远行程与中心水平距离 =150 偏心距e=50由几何关系得L+R=158 mmL-R=62mm解得 L=110mm R=48mm3进料连杆机构设计计算取K=5/30 =1800 (K-1 ) /K+1=450才艮据结构最远行程与中心水平距离 =150 偏心距e=50由几何关系得L+R=116 mmL-R=34mm解得 R=41mm L=75mm参考资料：机构简型与运动设计(杨黎明、杨志勤) 主编参看资料：《机械工程基础》李茹主编R=30mmL=60mmL=110mmR=48mmR=41mmL=75mm齿轮设计传递功率P=0.37kw，小齿轮转速ni=440r/min，传动比i=2, 平稳载荷，对称布置，使用寿命5年(1) 选择齿轮材料机热处理方式。