顆粒包裝機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本論文是關(guān)于小顆粒食品的包裝設(shè)備簡(jiǎn)稱顆粒包裝機(jī)的設(shè)計(jì)。顆粒包裝機(jī)是將小顆粒的食品裝入袋內(nèi)，再封裝。主要適用于小食品、醫(yī)藥產(chǎn)品的包裝。它具有操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)量大、適用范圍廣等特點(diǎn)。</p><p>　　顆粒包裝機(jī)主要由幾部分構(gòu)成：引導(dǎo)成型部分、喂料部分、縱封牽引部分橫封切割部分。塑料薄膜安裝在退卷裝置

2、上，經(jīng)過導(dǎo)輥的引導(dǎo)輸送塑料薄膜在成型器的作用下形成袋狀，這時(shí)縱封將袋封上縱向口，喂料裝置下料，橫封輥在將其封住橫向開口，并且切斷。至此一個(gè)包裝袋形成。</p><p>　　本文從基本理論、基本工作原理、基本分析方法上對(duì)設(shè)計(jì)作了闡述。在本次設(shè)計(jì)中采用了象鼻成型器，轉(zhuǎn)盤式定量供料器，滾輪縱封裝置，整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu)。</p><p>　　滾輪縱封裝置將以往的縱封和牽引合為一體，這樣既節(jié)省了空

3、間，又使整體更具有美觀性。整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu)將橫封和切斷裝置合成一體，減少了封裝時(shí)間。</p><p>　　最后一個(gè)重要的部分是UG的建模、裝配。Unigraphics(簡(jiǎn)稱UG)是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的、面向制造行業(yè)的CAID/CAD/CAE/CAM高端軟件。作為一個(gè)集成的全面產(chǎn)品工程解決方案，UG軟件家族使得用戶能夠數(shù)字化地創(chuàng)建和獲取三維產(chǎn)品定義。UG軟件被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來從事概念設(shè)計(jì)、工

4、業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及更成仿真和數(shù)字化的制造等各個(gè)領(lǐng)域。</p><p>　　本文詳細(xì)介紹了軸的建模、齒輪的建模，以及其裝配和動(dòng)態(tài)仿真。</p><p>　　關(guān)鍵字：顆粒包裝機(jī)；縱封；橫封；UG裝配</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper is about th

5、e design of the packing equipments with small grain food which is call for grain packer. the grain packer is to pack the food of the small grain into the bag inside, then seal the bag. It is applicable to the packing of

6、small food, medicine product primarily. It has the operation simple、produce have great capacity、apply wide etc. in scope characteristics.</p><p>　　The grain packer is main from several parts of composingses:

7、 the part of the leading models and the part of feeding machine device, the part which vertical-seal and draught, and the part which horizontal-seal and cut down. The plastics thin film installs at equipment for withdraw

8、 the film, hasing been led the leading roller to molding machine, with which the film is form pockety, at this time vertical-seal seal the vertical caliber, feeding machine put the feed into the pockety, horizontal-seal

9、</p><p>　　This paper makes to expatiate to the design from the basic theories, basic work principle, basic analysis method. Vertical-seal rolling device will be former seals with lead to match for integral w

10、hole, thus this device saved the space, and make the whole even have the beautiful again. Integer machining type horizontal-seal make the whole horizontal seal with the cut-off device synthesize the integral whole, reduc

11、ing sealing-pack time.</p><p>　　The last important part really is an UG to set up the molding and assemble. The Unigraphics (brief name UG) is current to enter first in the world with close gather of, face t

12、o the CAID/CAD/CAE/CAM that make the profession the high carrying the software. Be used Be used as a gathers of completely product engineering solution, the UG software household makes customer can the arithmetic figure

13、turn the ground creates to set up with obtain three dimension product definition.</p><p>　　This paper is detailed to introduced to set up axially the mold, wheel gear sets up the mold, and its assemble reall

14、y imitate with the development.</p><p>　　Key word: The grain packer, vertical-seals, horizontal-seal, UG assemble</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要Ⅰ </p>&

15、lt;p>　　AbstractⅡ </p><p>　　第1章 概述1 </p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)及選擇2 </p><p>　　2.1 臥式間歇制袋三邊封口包裝機(jī)2 </p><p>　　2.2 橫枕式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)3 </p><p>　　2.3 立式間歇制袋中縫封口包裝機(jī)

16、3 </p><p>　　2.4 立式雙卷膜制袋和單卷膜等切對(duì)合成型制袋四邊封口包裝機(jī)4 </p><p>　　2.5 立式連續(xù)制袋三邊封口包裝機(jī)5 </p><p>　　第3章 機(jī)械部分設(shè)計(jì)8 </p><p>　　3.1 成型器的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算8 </p><p>　　3.1.1 翻領(lǐng)成型器8

17、 </p><p>　　3.1.2 象鼻成型器的設(shè)計(jì)9 </p><p>　　3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)11 </p><p>　　3.3 動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算12 </p><p>　　3.3.1 主電機(jī)的確定12 </p><p>　　3.3.2 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算12 </p><

18、p>　　3.3.3 主軸功率計(jì)算13 </p><p>　　3.3.4 主軸最小直徑估算13 </p><p>　　3.4 熱封設(shè)計(jì)14 </p><p>　　3.4.1 縱封滾輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算14 </p><p>　　3.4.2 橫封裝置設(shè)計(jì)16 </p><p>　　3.5 封合調(diào)整18

19、 </p><p>　　3.6 引導(dǎo)裝置22 </p><p>　　第4章 UG部分設(shè)計(jì)23 </p><p>　　4.1 建模23 </p><p>　　4.1.1 軸的建模23 </p><p>　　4.1.2 齒輪的建模：24 </p><p>　　4.2 裝配29

20、 </p><p>　　4.2.1 基本概念29 </p><p>　　4.2.2 裝配的方式30 </p><p>　　4.2.3 裝配模塊的啟動(dòng)30 </p><p><b>　　參考資料36</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)37</b>

21、</p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　完成包裝工序的機(jī)械通稱為包裝機(jī)械。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。包裝機(jī)械的范疇廣泛，種類繁多。</p><p>　　包裝

22、是產(chǎn)品進(jìn)入流通領(lǐng)域的必要條件，而實(shí)現(xiàn)包裝的主要手段是使用包裝機(jī)械。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，包裝機(jī)械在流通領(lǐng)域中正起著越來越大的作用。 而顆粒包裝機(jī)的設(shè)計(jì)意義在于使小顆粒物品易于攜帶方便，且外形美觀。</p><p>　　我們?cè)O(shè)計(jì)的是一個(gè)自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī),通常自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)所采用的包裝材料是卷筒式包裝材料,在機(jī)器上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制袋、裝填 封口 切斷等全部包裝工序.其包裝材料可以為塑料單膜 復(fù)合薄膜等

23、.對(duì)于不同的機(jī)型,可以采用單卷薄膜制袋或兩卷薄膜制袋的形式,但主要以前者居多。</p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)及選擇</p><p>　　2.1 臥式間歇制袋三邊封口包裝機(jī)</p><p>　　圖2－1 臥式間歇制袋三邊封口包裝原理</p><p>　　1－卷筒薄膜 2－導(dǎo)輥 3－成型器 4－導(dǎo)桿 5－張口器 6－橫封

24、器7－加料器 8－縱封牽引器 9－分切刀 10－成品袋</p><p>　　此類機(jī)型的包裝原理如圖2-1 所示。卷筒塑料薄膜1經(jīng)導(dǎo)輥2引入成型器3，在成型器3及導(dǎo)桿4的作用下形成U形并由張口器5撐開。當(dāng)加料器7下行進(jìn)入加料位置時(shí)，橫封器6閉合，同時(shí)裝填物料；隨后，橫封器6和加料器7復(fù)位；緊接著，縱封器8閉合熱封并牽引薄膜移動(dòng)一個(gè)袋位；最后由切刀9把包裝袋切斷。</p><p&g

25、t;　　2.2 橫枕式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)</p><p>　　該機(jī)集自動(dòng)裹包物品，封口，切斷于一體，是一種高效率的連續(xù)式的包裝機(jī)，廣泛應(yīng)用于餅干，速食面等的自動(dòng)包裝上。其包裝材料為塑料或其復(fù)合材料，采用卷盤式薄膜供料，由牽引輥松卷，經(jīng)導(dǎo)輥的導(dǎo)向進(jìn)入成型器，受成型器的作用，薄膜自然形成卷包的形式。同時(shí)，待包物品由供料輸送鏈送入至薄膜卷包的空間。卷包的薄膜在牽引輪的作用下向前運(yùn)行并被中封輪實(shí)施中縫熱融封合。物品隨薄膜

26、同步運(yùn)行。包裝物品在最后經(jīng)橫封輥刀封合切斷，形成一個(gè)成品包裝，由卸料傳送帶輸出。由于其包裝形式成枕狀，故稱為枕式裹包或中縫包裝。[6] 這種包裝機(jī)采用有色標(biāo)帶包裝時(shí)，需要隨時(shí)對(duì)紙長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)整，因此需配備光電檢測(cè)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)光標(biāo)的正確定位。</p><p>　　2.3 立式間歇制袋中縫封口包裝機(jī)</p><p>　　此類機(jī)型包裝原理如圖2-2所示。卷筒塑料薄膜3經(jīng)導(dǎo)輥2被引入成型器

27、4，通過成型器4和加料管5以及成形筒6的作用，形成中縫搭接的圓筒形。其中加料管5的作用為：外作制袋管，內(nèi)為輸料管。 封合時(shí)，縱封器7垂直壓合在套于內(nèi)筒5外壁的薄膜搭接處，加熱形成牢固的縱封。其后，縱封器回退復(fù)位，由橫封器8閉合對(duì)薄膜進(jìn)行橫封同時(shí)向下牽引一個(gè)袋的距離，并在最終位置加壓切斷。可見，每一次橫封可以同時(shí)完成上袋的下口和下袋的上口封合。而物料的充填是在薄膜受牽引下移時(shí)完成的。</p><p>　　

28、圖2－2 立式間歇制袋中縫封口包裝原理1 供料器 2 導(dǎo)輥 3 卷筒薄膜 4 成型器 5 加料管 6 成型筒 7 縱封器 8 橫封牽引器 9 成品器</p><p>　　2.4 立式雙卷膜制袋和單卷膜等切對(duì)合成型制袋四邊封口包裝機(jī)</p><p>　　此類包裝機(jī)可制造四邊封口的包裝袋型。雙卷膜制袋包裝機(jī)采用雙卷薄膜進(jìn)行連續(xù)制袋，左右薄膜卷料對(duì)稱

29、配置，經(jīng)各自的導(dǎo)輥被縱封滾輪牽引，引入引導(dǎo)管處匯合。薄膜在牽引的同時(shí)被封合兩邊緣，形成兩條縱封縫。在橫封輥閉合后，物料由加料器進(jìn)入，隨后完成橫封切斷，分離上下包裝袋。[6] 單卷膜等切對(duì)合成型制袋包裝機(jī)只采用一卷薄膜制袋，其制袋過程是先將薄膜對(duì)中等切分離，然后兩半材料復(fù)合成型。其成型原理及性能比前者更優(yōu)異。</p><p>　　2.5 立式連續(xù)制袋三邊封口包裝機(jī)</p><p>　

30、　圖2－3 立式連續(xù)制袋三邊封口包裝原理</p><p>　　1-卷筒薄膜 2-導(dǎo)輥 3-成型器 4-加料器</p><p>　　5-縱封滾輪 6-橫封輥 7-成品袋 </p><p>　　卷筒薄膜在縱封滾輪的牽引下，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入制袋成型器形成種紙管狀?？v封滾輪在牽引的同時(shí)封合紙管對(duì)接兩邊緣。隨后由橫

31、封輥閉合實(shí)行橫封切斷。同樣，每次橫封動(dòng)作可同時(shí)完成上袋的下口和下袋的上口封合，并切斷分離。物料的充填是在紙管受縱封牽引下行至橫封閉合前完成的。 這種機(jī)型是一種廣泛應(yīng)用的機(jī)型，因其包裝原理的合理性和科學(xué)性而成為較多采用的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)這一包裝原理可設(shè)計(jì)出多種的袋型。例如，增加一對(duì)縱封滾輪，使兩對(duì)縱封滾輪對(duì)稱布置在紙管兩邊緣，同時(shí)進(jìn)行牽引縱封則形成兩條縱封縫，經(jīng)橫封后產(chǎn)生的袋型則為四邊封口袋。采用這種制袋方法主要是以美觀為出發(fā)點(diǎn)，因

32、為增加的一條縱封縫在包裝袋結(jié)構(gòu)上是“多余”的，稱作“假封”，但它卻起到一種對(duì)稱美的作用。 另外，把橫封輥旋轉(zhuǎn)90布置，使縱封的封合面與橫封的封合面成垂直狀態(tài)，則可產(chǎn)生另一種袋型。包裝薄膜經(jīng)成型器被縱封滾輪牽引縱封，隨后經(jīng)過導(dǎo)板并被與縱封面成垂直布置的橫封輥封合切斷，形成一個(gè)中縫對(duì)折兩端封合的包裝袋，也就是平常所說的“枕式包裝”。[6]</p><p>　　圖2－4 中縫對(duì)接兩端封口包裝原理</p&

33、gt;<p>　　1-薄膜 2-縱封滾輪 3-導(dǎo)向板 4-橫封輥 5-成品袋</p><p>　　2.6 方案比較和選擇</p><p>　　立式連續(xù)制袋三邊封口包裝機(jī)將縱封和牽引合為一個(gè)縱封滾輪，將橫封和切斷裝置和為一個(gè)橫封裝置，節(jié)省了空間、時(shí)間。又考慮到方便、造價(jià)低等特點(diǎn)，此次選用立式連續(xù)制袋三邊封口包裝機(jī)。</p><p>

34、　　第3章 機(jī)械部分設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 成型器的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　在制袋過程中，制袋成型器在卷筒薄膜由舒展平坦輸送到卷折成各種袋型的過程中起到一個(gè)十分關(guān)鍵的作用，它對(duì)包裝的形式、尺寸以及包裝質(zhì)量有直接的影響。因此成型器的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算是非常重要的。</p><p>　　設(shè)計(jì)和制造成型器的關(guān)鍵為：</p><p>

35、;　　盡量減少薄膜通過成型器所受的阻力，使薄膜不產(chǎn)生縱向或橫向的拉伸變形以及皺折等。</p><p>　　確保薄膜自然貼合、無拉伸、無騰空地通過成型器，自然卷合，正確成型。</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造方便，調(diào)試容易。</p><p>　　常用的成型器主要有以下幾種：</p><p>　　3.1.1 翻領(lǐng)成型器</p>

36、<p>　　如圖式，薄膜由最后一根導(dǎo)輥引入，經(jīng)翻領(lǐng)曲面滑入加料管5和成型筒6的間隙間。在這一過程中，薄膜自然卷合成圓筒狀。由此可見，其設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于正確設(shè)計(jì)翻領(lǐng)曲面與成型筒曲面的拼接曲線，要求自然圓滑地過渡。</p><p>　　圖3－1 翻領(lǐng)成型器工作原理</p><p>　　如圖示，用一張邊長(zhǎng)等于成型器筒周長(zhǎng)的方形紙，緊貼包卷在圓筒外表面，將上端打開并且無折皺地翻展，即可

37、形成翻領(lǐng)成型器的工作曲面。工作曲面與圓筒曲面的交接線就是需要設(shè)計(jì)所求的拼接曲線。圖中(b)為展開的平面曲線圖，其中r為圓筒半徑。</p><p>　　由于翻領(lǐng)成型器計(jì)算繁瑣，設(shè)計(jì)時(shí)，采用了象鼻成型器</p><p>　　3.1.2 象鼻成型器的設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)于象鼻成型器，其安裝角可取。圓弧槽半徑推薦值為。根據(jù)參數(shù)，和可求出值、值和值，如下圖所示：<

38、;/p><p>　　圖3－2象鼻成型器參數(shù)及其截面示意圖</p><p>　　象鼻成型器的兩邊都帶有護(hù)邊目的是防止成型器曲面過長(zhǎng)而導(dǎo)致薄膜貼合不良而跑偏，影響翻折制袋。折邊的寬度可取mm。下圖中，在處，三角板離上頂面距離為。實(shí)際生產(chǎn)中，往往將段截?cái)?，在處設(shè)置導(dǎo)輥將薄膜直接引入處[6]。</p><p>　　圖3－3 象鼻成型器結(jié)構(gòu)及展開圖</p><

39、;p>　　象鼻成型器的制造一般采用不銹鋼薄板，要求外表面光滑平整。其三角部分合圓弧槽部分可用整塊板料卷曲而成，因?yàn)樗鼈兊恼归_寬度是相等的。下圖中所示是象鼻成型器結(jié)構(gòu)及展開圖，沿虛線卷折即可制得成型器，圖中參數(shù)可通過計(jì)算加以選擇。在下表中，列出了多種象鼻成型器的設(shè)計(jì)參數(shù)，這是實(shí)際應(yīng)用中所設(shè)計(jì)的成型器，可供參考選擇[6]。</p><p>　　表3-1 象鼻成型器參數(shù)</p><p>&

40、lt;b>　　(mm)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)象鼻成型器時(shí)應(yīng)注意，除了折邊部分外，其寬度應(yīng)與薄膜寬度大致相等。理想狀態(tài)是：制造完工的成型器，其表面寬度比薄膜大mm。這樣可確保薄膜自然貼合成型器而不起皺。</p><p>　　3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)包裝的全過程，主要是實(shí)現(xiàn)包裝的牽引走膜，下料及封切。也就是說從

41、塑料卷筒到最終成品要經(jīng)過以下過程</p><p>　　圖3－4 連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　主電機(jī) 2-皮帶 3-蝸輪蝸桿減速器 4-偏心輪機(jī)構(gòu) 5-橫封器 6-縱封器 7-離合器 8-上料機(jī)構(gòu) 9-不完全齒輪 10-行星齒輪差動(dòng)器 11-伺服電機(jī) </p><p><b>　　12-無級(jí)變速器</b

42、></p><p>　　動(dòng)力由減速器輸出后，通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)，再通過主軸分配，形成三路傳動(dòng)，分別驅(qū)動(dòng)定量供料器8、縱封滾輪6以及橫封輥5。三路傳動(dòng)如下：</p><p>　　1）主軸Ⅰ通過齒輪Z20帶動(dòng)二聯(lián)體齒輪的齒輪Z52和 Z20，再經(jīng)過二聯(lián)體齒輪Z52和Z36傳到齒輪Z36驅(qū)動(dòng)軸Ⅵ，使定量供料器8回轉(zhuǎn)。</p><p>　　2）主軸Ⅰ通過錐齒輪Z3

43、0帶動(dòng)無級(jí)變速器的軸Ⅱ變速器的輸出軸Ⅲ。經(jīng)過差動(dòng)傳動(dòng)裝置，綜合伺服電機(jī)11輸出的補(bǔ)償速度，再經(jīng)過一對(duì)不完全齒輪Z60，帶動(dòng)軸Ⅴ旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)縱封滾輪6相對(duì)回轉(zhuǎn)。 </p><p>　　3）主軸Ⅰ通過錐齒輪Z36 帶動(dòng)軸Ⅲ的偏心鏈輪機(jī)構(gòu)4輸出一個(gè)不等速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪Z18，經(jīng)齒輪Z22和一對(duì)Z30驅(qū)動(dòng)橫封輥相對(duì)回轉(zhuǎn)。通過調(diào)節(jié)偏心鏈輪的偏心值可以實(shí)現(xiàn)熱封速度的調(diào)整。</p><p>　　作

44、用在縱封滾輪上的牽引力應(yīng)該與滾輪受到塑料薄膜給它的力相等，才能使塑料薄膜勻速下滑。</p><p>　　3.3 動(dòng)力及運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.3.1 主電機(jī)的確定</p><p>　　由于整臺(tái)機(jī)器比較小，所以不需要較大的電機(jī),而且電機(jī)要實(shí)現(xiàn)變速。綜合上述條件后，參考有關(guān)資料選用型號(hào)為Y801-4的三相異步電動(dòng)機(jī)，其主要性能如下:</p>

45、<p>　　表3-2 電機(jī)的主要性能</p><p>　　3.3.2 總體傳動(dòng)比分配</p><p>　　定量供料裝置轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，可以填6袋，而機(jī)器的包裝速度是36~60袋/min，所以定量供料裝置最多要每分鐘轉(zhuǎn)10轉(zhuǎn)，所以定量供料裝置中心軸的轉(zhuǎn)速為6~10r/min。定量供料裝置的轉(zhuǎn)盤有6個(gè)定量孔，所以橫封器嚙合次數(shù)應(yīng)該達(dá)到36~60次/min。初定袋長(zhǎng)80~140mm,而且再根

46、據(jù)產(chǎn)量計(jì)算縱封器的轉(zhuǎn)速α，計(jì)算如下：</p><p><b>　　αmax: </b></p><p>　　140×60=2R×3.14×αmax （3-1）</p><p>　　R―縱封器壓輥半徑，初定為R=55mm</p><p>　

47、　140×60=2×55×3.14×αmax</p><p>　　αmax=121.6r/min</p><p><b>　　αmin：</b></p><p>　　80×36=2R×3.14×αmin （3

48、-2）</p><p>　　αmin=41.7r/min</p><p>　　根據(jù)所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸的轉(zhuǎn)速設(shè)定如下傳動(dòng)計(jì)算框圖：</p><p>　　圖3-5傳動(dòng)計(jì)算框圖</p><p>　　3.3.2 主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算</p><p>　　綜合傳動(dòng)計(jì)算框圖，主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算如下：</p><p>　　n

49、主軸=n電機(jī) ×i減速器 （3-3）</p><p>　　其中nmax電機(jī)=840~1400 r/min</p><p>　　∴n主軸=42~70r/min</p><p>　　3.3.3 主軸功率計(jì)算</p><p>　　P主軸=P電機(jī) ×η帶

50、15;η減×η聯(lián) （3-4） </p><p>　　其中 η帶 —帶傳動(dòng)效率，取為0.96</p><p>　　η減—蝸輪蝸桿減速器效率，取為0.8</p><p>　　η聯(lián)—聯(lián)軸器效率，取為0.99 </p&g

51、t;<p>　　P主軸=550×0.96×0.8×0.99=418.2W </p><p>　　3.3.4 主軸最小直徑估算</p><p>　　d0A==20.6mm （3-5）</p><p>　　設(shè)計(jì)軸時(shí)一般考慮軸上的鍵槽對(duì)強(qiáng)度的影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)槽的個(gè)數(shù)增大尺寸，其經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

52、如下：</p><p>　　d=d023.624mm （3-6）</p><p>　　因?yàn)橹鬏S與減速器由聯(lián)軸器連接，所以選擇標(biāo)準(zhǔn)件聯(lián)軸器的復(fù)合最小軸直經(jīng)為d=25mm。</p><p>　　所以主軸最小直徑為 dmin=25mm</p><p><b>　　功率分配</b></p>

53、<p>　　共有三條傳動(dòng)線需要分配功率一條是橫封機(jī)構(gòu)，一條是縱封機(jī)構(gòu)，還有一條是定量供料裝置。由于橫封機(jī)構(gòu)需要的力相對(duì)來說不是很大，所以橫封機(jī)構(gòu)分配到的功率為總功率的1/5其它兩個(gè)占總功率的4/5；縱封相對(duì)定量供料裝置來說需要的力大一些，所以它分配到剩下功率的1/5，</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　P橫封=P主軸 ×

54、=418.2×=83.6W （3-7）</p><p>　　P縱封= P主軸××=200.6W （3-8）</p><p>　　P定量= P主軸××=133.7W （3-9）</p><p><b>　　3.4 熱封設(shè)計(jì)</b></p&

55、gt;<p>　　塑料薄膜及其復(fù)合材料是自動(dòng)制袋包裝機(jī)中最常用的包裝材料，特別是多層復(fù)合薄膜，因?yàn)樗臍饷苄粤己靡约案邚?qiáng)度而廣泛應(yīng)用于食品包裝中。</p><p>　　塑料薄膜的封口采用熱融封合的方法，具體操作是：對(duì)塑料薄膜的兩個(gè)接觸面加熱，使其處于熔融的熱塑化狀態(tài)，再給封接部位施壓，使薄膜兩個(gè)封接面融合密封牢固。影響封合質(zhì)量的因素主要是加熱溫度、封合壓力和和作用時(shí)間。熱融封合的方法有多種形式，最常

56、用的是電阻加熱法和脈沖加熱法，另外還有高頻電加熱封合、超聲波加熱封合、電磁加熱封合和紅外線加熱封合等。每種方法均適用于一定品種范圍的塑料材料。在自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中，廣泛應(yīng)用電阻加熱的熱融封合方法，因其具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)控方便的特點(diǎn)。而且，用于食品包裝的薄膜主要是聚乙烯及其復(fù)合材料居多，也就是說主要以聚乙烯為熱封合材料，因此用電阻加熱封合法是完全能滿足要求的[6]。</p><p>　　連續(xù)制袋包裝機(jī)中有兩個(gè)封合裝

57、置：縱封裝置和橫封裝置，分別實(shí)現(xiàn)包裝袋的縱縫封接和橫向封合切斷。他們均采用電阻加熱的封合方法。</p><p>　　3.4.1 縱封滾輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p>　　在連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)中，由于薄膜連續(xù)輸送，因此其縱縫封接是連續(xù)進(jìn)行的。為此采用一對(duì)滾輪式電阻加熱的熱融封接器來實(shí)現(xiàn)連續(xù)縱封。在此，熱融封接滾輪不僅完成包裝薄膜制袋的縱向熱封，同時(shí)還起到對(duì)包裝薄膜的牽引輸送作用。也就是

58、說，牽引和縱封是同時(shí)進(jìn)行的，牽引滾輪同時(shí)也是縱封滾輪。如圖示是縱封牽引滾輪的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖3－5 縱封裝置</p><p>　　1－縱封滾輪 2－加熱器 3－螺母 4－箱體 5－支架 </p><p>　　6－支桿 7－鎖緊螺母 8－調(diào)節(jié)套筒 9－彈簧</p><p>　　1

59、0－調(diào)心球軸承 11－齒輪 12－軸 13－軸承座 14－不完全齒輪</p><p>　　如圖3-5式，縱封裝置主要由一對(duì)滾輪1組成，滾輪的外圓周表面緊密壓合，壓合力來自彈簧力的作用?？v封滾輪1分別安裝在軸12的左端，由螺母固定，使?jié)L輪可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。軸12的兩端軸承固定安裝；而短軸的左邊軸承座10可滑動(dòng)，其右邊的固定軸承座裝置一個(gè)調(diào)心軸承，因此軸承座可在箱體4的滑槽內(nèi)作滑動(dòng)微調(diào)。由于受彈簧力的作用

60、，可調(diào)軸承座10受壓內(nèi)移，使兩個(gè)滾輪緊密壓合。兩滾輪間的壓力可以調(diào)整，當(dāng)擰緊調(diào)節(jié)套筒8時(shí)，彈簧9壓縮，使壓力增大，放松調(diào)節(jié)套筒則壓力減小。圓螺母7用來鎖緊調(diào)節(jié)套筒。</p><p>　　兩縱封滾輪的圓筒內(nèi)均裝有加熱器，發(fā)熱元件一般用電阻發(fā)熱線圈，繞裝在支座上，再通過支座安裝在軸承座或安裝板上。當(dāng)縱封滾輪隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，加熱器固定不動(dòng)，持續(xù)的對(duì)滾輪的圓筒壁均勻加熱。加熱溫度通過測(cè)溫器測(cè)量，并由溫控表控制其變化范圍。&l

61、t;/p><p>　　縱封滾輪的動(dòng)力來自不完全齒輪14，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)齒輪14旋轉(zhuǎn)，通過相互嚙合的齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)軸，使縱封滾輪實(shí)現(xiàn)相對(duì)旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　在縱封滾輪的封合圓柱面上都加工有均勻細(xì)密的網(wǎng)紋，以增加封口的牢固度,使熱封縫美觀而且質(zhì)量保證。另外，由于縱封滾輪在工作中長(zhǎng)時(shí)間處于加熱狀態(tài)，并作連續(xù)相對(duì)滾壓運(yùn)轉(zhuǎn)，因此需要有較好的綜合力學(xué)性能。在實(shí)際生產(chǎn)中可采用合金結(jié)構(gòu)鋼加工，如40

62、Cr等鋼材制造。</p><p>　　3.4.2 橫封裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　橫封裝置用于復(fù)合薄膜包裝袋的橫向熱融封合，在熱封的同時(shí)起到分切包裝袋的作用。當(dāng)然,有些包裝機(jī)設(shè)有獨(dú)立的分切裝置，但采用橫封同時(shí)分切的方式是連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)的共同趨勢(shì)。因?yàn)闄M封切斷合二為一不但簡(jiǎn)化了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且對(duì)有色標(biāo)薄膜帶的分切更準(zhǔn)確，封切質(zhì)量更高，生產(chǎn)效率更高。</p><p

63、>　　如圖3-6式，橫封裝置的結(jié)構(gòu)，圖中的一對(duì)橫封輥1和2都具有兩個(gè)封合面，對(duì)稱布置，相對(duì)旋轉(zhuǎn)一周則可封切兩次,完成兩袋包裝。</p><p>　　橫封輥1的兩端裝有滑套軸承17，通過軸瓦套16固定在支撐座19和安裝板15上。橫封輥2兩端的滑套軸承裝配在滑動(dòng)軸承座3上，左右兩個(gè)滑動(dòng)軸承座可以在支撐座19和安裝板15的滑槽內(nèi)移動(dòng)。受彈簧力的作用，橫封輥2相橫封輥1壓合，兩輥的左右圓環(huán)部分的圓周面保持緊密接觸。

64、兩輥壓合力可以調(diào)節(jié)，當(dāng)旋緊調(diào)節(jié)套筒5時(shí)，彈簧8壓縮，使壓力增大,放松調(diào)節(jié)套筒則壓力減小。圓螺母4用來鎖緊調(diào)節(jié)套筒。動(dòng)力有雙聯(lián)鏈輪10輸入，經(jīng)中間雙聯(lián)齒輪13帶動(dòng)橫封雙聯(lián)齒輪12，然后由相互嚙合的齒輪驅(qū)動(dòng)兩個(gè)橫封輥?zhàn)飨鄬?duì)回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)封切。</p><p>　　橫封輥的發(fā)熱源來自電熱管20。電熱管從橫封輥的軸端穿入，其穿入長(zhǎng)度應(yīng)比橫封輥的封切面稍長(zhǎng)，以確保封切面受熱均勻。由于在運(yùn)行過程中電熱管隨橫封輥一起旋轉(zhuǎn)，因此需要

65、在橫封輥軸端裝配電刷環(huán)18，通過電刷導(dǎo)入電源。橫封輥的溫度，通過測(cè)溫頭測(cè)定，再由溫控表調(diào)節(jié)，測(cè)溫頭可裝配在滑動(dòng)軸承座3或軸瓦套16上。</p><p>　　圖3－6 橫封裝置</p><p>　　1，2－橫封輥 3－滑動(dòng)軸承座 4－橫封輥 5－齒輪 6－鍵</p><p>　　7－二聯(lián)體齒輪 8－軸承 9－螺栓 10－調(diào)壓支桿 11－

66、電熱管</p><p>　　12－隔熱套筒 13－觸電凸臺(tái) 14－絕緣套筒 15－導(dǎo)線</p><p>　　橫封輥的結(jié)構(gòu)有兩種形式，分別是整體加工式和裝配式。整體加工式的橫封輥是將回轉(zhuǎn)軸和熱封板加工成一體，如下圖所示，切刀3和刀板2分別裝嵌在兩輥的槽隙內(nèi)，由螺釘固定。</p><p>　　圖3－7 整體加工式橫封輥結(jié)構(gòu)</p><p&g

67、t;　　1，4－輥體 2－刀板 3－切刀 5－電熱管</p><p>　　橫封輥的縫合面同樣加工有花紋，樣式與縱封輥一致。至于完成分切動(dòng)作的刀具，加工及材料有一定要求。一般情況下，帶刃口的刀具可用T8A材料加工，刀口熱處理HRC55~60；而平面刀板可用45號(hào)鋼加工，不處理。</p><p>　　整體加工式的橫封輥，一般結(jié)構(gòu)尺寸較小，適合小袋的包裝機(jī)。而裝配式的橫封輥主要應(yīng)用

68、于較大包裝的機(jī)器。</p><p><b>　　3.5 封合調(diào)整</b></p><p>　　對(duì)于連續(xù)式自動(dòng)制袋裝填包裝機(jī)，縱封滾輪以一定值的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，使縱封連續(xù)地進(jìn)行。因此，包裝薄膜通過縱封牽引后被連續(xù)送進(jìn)橫封裝置。由以上分析可知，橫封輥在回轉(zhuǎn)一周的過程中，并非如縱封一樣每時(shí)每刻保持壓合熱封狀態(tài)，它只有在封合面對(duì)接的時(shí)候才能進(jìn)行熱封分切。在橫封輥對(duì)接的瞬間，運(yùn)行的包

69、裝薄膜被壓合，此時(shí)，必須保證橫封輥封合面的線速度與薄膜送進(jìn)速度一致，即橫封線速度應(yīng)等于縱封牽引速度，只有如此，才能保證封切質(zhì)量。否則，當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致薄膜拉伸撕裂；而當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致薄膜出現(xiàn)皺折。</p><p>　　假設(shè)縱封牽引速度保證在一個(gè)封切周期內(nèi)送進(jìn)一個(gè)袋長(zhǎng)，而橫封輥以勻速旋轉(zhuǎn)，并且一周封切兩次，于是有</p><p><b>　　(3-10)</b></p&g

70、t;<p>　　式中為橫封滾輪最大回轉(zhuǎn)半徑。由此可見，要生產(chǎn)不同規(guī)格的袋長(zhǎng)，橫封輥必須要有不同的半徑與之對(duì)應(yīng)，這樣的設(shè)計(jì)是非常不合算也不合理的。</p><p>　　為此，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)使橫封輥不變，采用一個(gè)不等速機(jī)構(gòu)，使橫封輥在周期內(nèi)作不等速回轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同袋長(zhǎng)的生產(chǎn)，從而使機(jī)器的通用性更好。</p><p>　　借助不等速機(jī)構(gòu)，在熱封切瞬時(shí)，使橫封輥對(duì)滾的線速度與薄膜送進(jìn)速

71、度達(dá)到一致。在完成封切后又迅速退離，讓包裝物料順利通過，以免干涉。因此，可保證封切質(zhì)量合包裝工作的順利進(jìn)行。</p><p>　　要實(shí)現(xiàn)橫封不等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所采用的機(jī)構(gòu)有多種，如偏心鏈輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、變速鏈輪機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪機(jī)構(gòu)等。在實(shí)際生產(chǎn)制造中，根據(jù)運(yùn)動(dòng)特征，考慮其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及制造工藝等，主要采用偏心鏈輪機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和雙曲柄機(jī)構(gòu)三種形式。這些不等速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性均符合橫封工作要求，調(diào)整方便

72、，能適應(yīng)不同的包裝工作速度和不同袋長(zhǎng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造方便。</p><p><b>　　偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)主動(dòng)軸等速回轉(zhuǎn)時(shí)，將帶動(dòng)偏心鏈輪等角速回轉(zhuǎn)。由于偏心的作用，使得通過鏈條帶動(dòng)的從動(dòng)鏈輪1的轉(zhuǎn)速發(fā)生周期性的變化。當(dāng)偏心距增加或減小時(shí)，將可改變周期中轉(zhuǎn)速快慢之間的差值。從動(dòng)鏈輪1通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)橫封輥旋轉(zhuǎn)，由于其轉(zhuǎn)速周期性變

73、化，因此，可以設(shè)計(jì)成：當(dāng)橫封輥在熱封切時(shí)獲得與送膜相等的速度，在熱封切后則快速分離[6]。</p><p>　　機(jī)構(gòu)中設(shè)置有張緊輪，通過彈簧保持鏈條的張緊。</p><p>　　圖3－8 偏心鏈輪傳動(dòng)示意圖</p><p>　　圖3-8示是偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖。令主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪的節(jié)圓半徑為，兩輪回轉(zhuǎn)的中心距為，主動(dòng)鏈輪的偏心距為，為主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)角。

74、主動(dòng)鏈輪以等角速勻速旋轉(zhuǎn)，則從動(dòng)力鏈輪的角速度可通過下式計(jì)算：</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p><b>　　對(duì)上式求極值可</b></p><p>　　w2max=w1 即 imax=1+ </p><p>　　w

75、2min=w1 即 imin= </p><p><b>　　因此變速范圍為</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　圖3—9偏心輪機(jī)構(gòu)的輸出速度特性曲線</p><p>　　上式表3-9明，變速范圍決定于偏心距和鏈輪節(jié)圓半徑，而與

76、中心距無關(guān)。當(dāng)一定時(shí)，調(diào)整即可獲得不同的變速范圍。若不斷調(diào)整值，可得到圖示的曲線簇。由圖可見，調(diào)整偏心距，當(dāng)其值由大到小變化時(shí)，所反應(yīng)的特性曲線越來越平坦，直到變成勻角速為止。隨著值的變小，速度極限角和分別向和趨近，直到時(shí)，，而。只要橫封輥在角度位置處進(jìn)行封切動(dòng)作，則可滿足包裝工藝要求。</p><p>　　由于值的改變，使得在封切位置處的發(fā)生變化，而的變化正好適應(yīng)不同袋長(zhǎng)的變化。具體推導(dǎo)如下：</p>

77、;<p><b>　　薄膜運(yùn)動(dòng)的線速為</b></p><p><b>　　(3－13) </b></p><p>　　式中為薄膜運(yùn)行線速（mm/s），為薄膜袋的袋長(zhǎng)（mm），為包裝機(jī)生產(chǎn)率（袋/min）。而橫封輥封切的瞬時(shí)角速為</p><p><b>　　（3－14）</b><

78、/p><p>　　式中為橫封輥?zhàn)畲蠡剞D(zhuǎn)半徑（mm），為由從動(dòng)鏈輪到橫封輥的傳動(dòng)比（定值）。</p><p>　　以帶兩個(gè)封合面的橫封輥為例，當(dāng)從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，橫封輥應(yīng)轉(zhuǎn)半周，即封切一次，此時(shí)。因此由上式可得</p><p><b>　?。?－15）</b></p><p>　　把（3-13）式代入（3-15）式得</

79、p><p><b>　?。?－16）</b></p><p>　　上式所示正是同一生產(chǎn)率下不同袋長(zhǎng)所要求的輸出角速度。</p><p>　　可見在封切位置處，值由最大值變到最小值時(shí)，亦由最大值變到最小值。而隨著的變化，由式（3－16）可見，袋長(zhǎng)同樣由最大值變到最小值。因此，袋長(zhǎng)可以通過改變值的大小來適應(yīng)。若將值用袋長(zhǎng)量標(biāo)刻在偏心鏈輪半徑上，就能直觀

80、地進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　為了合理實(shí)際機(jī)械機(jī)構(gòu)，在偏心鏈輪上采取偏心值的調(diào)整方法。這樣當(dāng)時(shí)，不等速機(jī)構(gòu)的輸出角速度剛好能滿足不同袋長(zhǎng)規(guī)格中薄膜袋的中間長(zhǎng)度的調(diào)整要求。</p><p>　　偏心鏈輪隨著轉(zhuǎn)角的變化，其輸出的角速度在發(fā)生有規(guī)律的變化。如果在調(diào)整偏心距時(shí)，主從兩鏈輪處于任意嚙合位置，顯然不能滿足工藝要求。正確的方法應(yīng)在橫封輥處于封切位置，即偏心鏈輪處于極限角處時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

81、在裝配和調(diào)整不等速機(jī)構(gòu)時(shí)，可遵循以下方法：</p><p>　　1）首先把偏心鏈輪調(diào)節(jié)在處，即鏈輪中心和主軸中心重合。轉(zhuǎn)動(dòng)偏心鏈輪使其偏心線（即調(diào)節(jié)螺桿軸線）垂直于兩鏈輪軸的中心連線，同時(shí)使最小袋長(zhǎng)值的一邊靠近鏈條主動(dòng)邊。</p><p>　　2）確保橫封輥正處于熱合狀態(tài)，即封切刀相互接合狀態(tài)。</p><p>　　3）配上鏈條，完成安裝。</p>&

82、lt;p>　　4）按要求調(diào)節(jié)偏心值到需要的袋長(zhǎng)值，如此即可啟動(dòng)機(jī)器工作。</p><p>　　偏心鏈輪不等速機(jī)構(gòu)的有點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求較低，使用調(diào)整方便。但其調(diào)速范圍因?yàn)槿Q于鏈輪偏心值，因此受到結(jié)構(gòu)的限制。而且值大側(cè)鏈條張緊輪擺動(dòng)范圍大，其張力波動(dòng)大，對(duì)運(yùn)動(dòng)不利。另外，此結(jié)構(gòu)步適于告訴運(yùn)動(dòng)合可逆?zhèn)鲃?dòng)，速度越高，鏈條跳動(dòng)越歷害。</p><p><b>　　3.6 引

83、導(dǎo)裝置</b></p><p>　　引導(dǎo)裝置主要是一系列導(dǎo)輥組，通過導(dǎo)輥的作用，使包裝材料帶平展輸送，并起到自由轉(zhuǎn)向，校正糾偏的作用。</p><p>　　導(dǎo)輥的機(jī)構(gòu)很簡(jiǎn)單，主要由心軸、輥筒和軸承組成（如圖3-9所示）。</p><p>　　圖3－9 導(dǎo)輥結(jié)構(gòu)</p><p>　　1－螺母 2－彈簧擋圈 3－軸承

84、4－心軸 5－輥筒</p><p>　　心軸固定安裝在支座上，使輥筒在軸上能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。輥筒一般用不銹鋼管表面拋光制作，也可用工程塑料管等材料制造。無論用何種材料，輥筒外表面應(yīng)保持光潔圓滑，以便使薄膜帶輸送平滑穩(wěn)定。</p><p>　　一臺(tái)包裝機(jī)一般有若干支導(dǎo)輥，安裝時(shí)須確保平行，并且按薄膜帶的走向設(shè)定安裝位置。導(dǎo)輥的數(shù)量與薄膜帶輸送速度有關(guān)，對(duì)于牽引速度高的包裝機(jī)，薄膜帶高速輸送，則

85、需要較多數(shù)量的導(dǎo)輥以提高薄膜帶輸送的穩(wěn)定性。反之，牽引速度較低的包裝機(jī)，配置較少的導(dǎo)輥即可滿足要求。</p><p>　　第4章 UG部分設(shè)計(jì)</p><p>　　Unigraphics（簡(jiǎn)稱UG）是美國(guó)EDS公司集CAD/CAM/CAE于一體軟件集成系統(tǒng)，它的功能覆蓋了整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過稱，即覆蓋了從概念設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、分析到制造的過稱，在航天、汽車、機(jī)械、模具和家電等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣

86、泛。目前UG以成為世界上最優(yōu)秀公司廣泛使用的軟件系統(tǒng)。因此我選擇此軟件。</p><p>　　我把我所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)的主要傳動(dòng)部件用UG進(jìn)行實(shí)體建模，并裝配起來，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。</p><p><b>　　4.1 建模</b></p><p>　　4.1.1 軸的建模</p><p>　　總的來說軸的建模比較簡(jiǎn)單，下面是我

87、畫軸的簡(jiǎn)單過程：</p><p>　　運(yùn)行UG，新建文件并取個(gè)名字。 </p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　新建文件的時(shí)候所需要注意的就是單位，我們通常所用的單位是毫米（mm），所有選擇Millimeters。</p><p>　　圖4－2ug存檔窗口</p><p>

88、;　　選好了單位，取完名字點(diǎn)擊OK按鈕就進(jìn)入了UG軟件系統(tǒng)。</p><p>　　在工具欄上的Application下拉菜單里選擇modeling進(jìn)入建模模塊，就可以進(jìn)行建模了。</p><p>　　先畫圓，然后進(jìn)行拉伸，就能做出一小段軸。</p><p>　　點(diǎn)擊左邊按鈕出現(xiàn)基本曲線構(gòu)造器如右圖。</p><p><b>　　圖4

89、-3草圖工具</b></p><p>　　畫完圓點(diǎn)擊進(jìn)行拉伸。選擇拉伸的方向、原點(diǎn)、和拉伸的長(zhǎng)度就能得到所需要長(zhǎng)度的軸了。下面是畫好的一段軸：</p><p><b>　　圖4－4軸模型</b></p><p>　　4.1.2 齒輪的建模</p><p>　　A．齒輪建模的一般步驟如下：</p>

90、<p>　　打開表達(dá)式編輯器，點(diǎn)擊【Tools】—【Expression】菜單選項(xiàng)；</p><p>　　用自定義表達(dá)式的方式建立復(fù)雜曲線方程的表達(dá)式；</p><p>　　啟動(dòng)規(guī)律曲線功能，點(diǎn)擊【Insert】—【Curve】—【Law Curve】；</p><p>　　按著規(guī)律曲線的操作步驟建立曲線。</p><p><

91、;b>　　B．參數(shù)：</b></p><p>　　漸開線外嚙合直齒圓柱齒輪一個(gè)齒的基本齒廓（GB1356-87）形狀由5段曲線組成，其中有兩段對(duì)稱的漸開線，一段齒頂圓弧線和兩段齒根圓弧曲線。</p><p>　　設(shè)漸開線外齒嚙合直齒圓柱齒輪的模數(shù)為m，齒數(shù)為z，則基本的形狀計(jì)算公式為：</p><p>　　分度圓直徑

92、 （4－1）</p><p>　　齒頂圓直徑 （4－2）</p><p>　　齒根圓直徑 （4－3）</p><p>　　由于齒廓漸開線是從基圓開始生成，因此要確定基圓?；鶊A的計(jì)

93、算公式為：</p><p><b>　　基圓直徑 </b></p><p>　　為了生成漸開線，需要建立漸開線的參數(shù)方程。設(shè)定方程的參數(shù)為t，則根據(jù)漸開線參數(shù)方程，可建立如下的公式：</p><p>　??；臨時(shí)變量以簡(jiǎn)化后續(xù)公式，90范圍的漸開線</p><p>　　；臨時(shí)變量以簡(jiǎn)化后續(xù)的公式</p>&

94、lt;p>　??；曲線的X分量坐標(biāo)值</p><p>　?。磺€的Y分量坐標(biāo)值</p><p>　??；曲線的Z分量坐標(biāo)值，平面曲線，建立在WCS上利用規(guī)律曲線功能可以建立齒輪漸開線的分支。</p><p>　　C．下面是我建立的一個(gè)模數(shù)為2、齒數(shù)為24的標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的過稱：</p><p>　　1．建立齒輪的一個(gè)齒的齒廓曲線</p

95、><p>　　打開表達(dá)式編輯工具，建立齒輪漸開線參數(shù)方程所需要的表達(dá)式，如下：</p><p>　　利用規(guī)律曲線（Law Curve）功能，通過曲線方程的建立方式（By Equation），按默認(rèn)方式建立90范圍內(nèi)的一段漸開線，其結(jié)果如下圖：</p><p><b>　　圖4－5齒輪漸開線</b></p><p>　　2．建

96、立齒頂圓和齒根圓，并將漸開線限定在齒頂圓和齒根圓之間</p><p>　　利用基本曲線功能，根據(jù)齒頂圓和齒根圓的直徑，建立齒頂圓與齒根圓兩條曲線。</p><p>　　利用曲線修剪功能，將漸開線修剪在齒頂圓和齒根圓之內(nèi)，多余的部分被修剪掉。修剪時(shí)，采用相關(guān)輸出選項(xiàng)（Associative Output）；修剪齒頂圓部分采用自然延長(zhǎng)方式（Natural），以保證原規(guī)律曲線形狀不變；由于從基圓

97、到齒根圓部分的齒面步參與嚙合過稱，因此從基圓延長(zhǎng)到齒根圓部分的曲線采用線性延長(zhǎng)方式即可（Linear）。經(jīng)過修剪后的一支漸開線如圖4-6所示：</p><p><b>　　圖4－6漸開線</b></p><p>　　建立齒輪一個(gè)齒的另一側(cè)漸開線</p><p>　　齒輪的一個(gè)齒的另一側(cè)漸開線實(shí)際上是已經(jīng)建立的這一側(cè)漸開線的鏡像線，為了建立鏡像線

98、，需要線建立一些輔助曲線。</p><p>　　根據(jù)齒輪形狀的理論，在分度圓上，齒厚與齒隙長(zhǎng)度相等。因此，先建立分度圓，再?gòu)姆侄葓A與漸開線焦點(diǎn)出發(fā)建立一條通過原點(diǎn)的直線，以次來做參考來確定其他的輔助線。如下圖4-7：</p><p><b>　　圖4－7分度圓直徑</b></p><p>　　以剛才建立直線為參考，向齒厚方向上建立一條鏡像線，利

99、用改鏡像線即可生成齒廓曲線的另一分支。由于分度圓上一個(gè)齒的包角為180/z，因此鏡像線與剛才建立的參照線之間的夾角為90/z?？梢岳脤?duì)象變換功能（Transform）中的旋轉(zhuǎn)變換來完成鏡像線的建立，然后利用鏡像變換來建立輪齒漸開線的另一支，建立結(jié)果如圖4-8：</p><p><b>　　圖4－8齒輪齒</b></p><p>　　形成完整的一個(gè)齒廓曲線</p

100、><p>　　為了形成一個(gè)齒廓曲線，齒根圓部分再齒厚兩端將各占齒隙的一半，因此還要建立兩條輔助線來限定齒廓的范圍；同樣可以利用對(duì)象變換功能（Transform）中的旋轉(zhuǎn)變換來完成輔助線的建立。利用曲線修剪功能將多余的線條修剪掉，修剪時(shí)要注意各個(gè)選項(xiàng)的選擇。形成的單個(gè)齒廓的曲線如圖4-9：</p><p><b>　　圖4－9齒廓曲線</b></p><

101、p>　　為了方便齒輪曲線以后生成實(shí)體，我們可以利用圖層功能將輪齒曲線部分放到另一層，并設(shè)置為工作圖層；而保留其他輔助曲線在默認(rèn)的圖層1。</p><p>　　利用對(duì)象變換功能，通過其他旋轉(zhuǎn)變換功能，即可以生成整個(gè)齒輪的齒輪曲線，結(jié)果如圖4-10：</p><p><b>　　圖4－10齒輪</b></p><p><b>　　4

102、.2 裝配</b></p><p>　　4.2.1 基本概念</p><p>　　1．裝配件（assembly）和子裝配件（subssembly）</p><p>　　裝配件就是我們?cè)跈C(jī)械設(shè)計(jì)中學(xué)過的整件，子裝配件就是部件，整件由部件和零件裝配而成。在UG軟件中任何一個(gè).prt文件都可以作為裝配件和子裝配件，當(dāng)然也可以作為零件。通常我們將.prt文件成為

103、部件。</p><p>　　2．組件對(duì)象（Component Objects，）</p><p>　　每個(gè)裝配件和子裝配件都可以看作一個(gè)組件對(duì)象，組件對(duì)象是一個(gè)從裝配件或子裝配件鏈接導(dǎo)主模型部件的指針實(shí)體。</p><p>　　3．組件（Component）</p><p>　　組件是裝配中由組件對(duì)象所指的.prt文件，實(shí)際幾何體存在在組件中

104、，并被裝配件引用，而不是拷貝。</p><p>　　4．單個(gè)零件（Piece part）</p><p>　　單個(gè)零件是指含有零件幾何模型的.prt文件，它可以作為組件添加導(dǎo)裝配件中，但是本身不能作為裝配件。</p><p>　　主模型概念（Master Model Concept）</p><p>　　主模型是各個(gè)模塊都能引用的部件模型，是

105、計(jì)算機(jī)并行工程思想在UG軟件中的一種體現(xiàn)。一個(gè)主模型可同時(shí)被工程圖、裝配、加工、機(jī)構(gòu)分析和有限元分析等模塊引用。裝配件也是一個(gè)主模型，主模型改變后，相關(guān)應(yīng)用會(huì)自動(dòng)更新。</p><p>　　4.2.2 裝配的方式</p><p>　　UG軟件采用的是虛擬裝配。采用此裝配方法，進(jìn)行裝配，裝配件中的零件與原零件之間是指針引用連接關(guān)系，對(duì)原零件的修改會(huì)自動(dòng)反應(yīng)到裝配件中，從而節(jié)約了內(nèi)存，提高了裝

106、配速度[14]。</p><p>　　4.2.3 裝配模塊的啟動(dòng)</p><p>　　選擇Application－Assemblies或快捷鍵Ctrl＋Alt＋W啟動(dòng)裝配模塊后，方可用相關(guān)的裝配功能。</p><p><b>　　4．配對(duì)類型</b></p><p>　　1． Mate 陪對(duì)約束</p>&

107、lt;p>　　2． Align對(duì)齊約束</p><p>　　3． Angle 角度約束</p><p>　　4． Parallel 平行約束</p><p>　　5． Perpendicular 正交約束</p><p>　　6． Distance Constraint距離約束</p><p>　　7． Tang

108、ent Constraint 相切約束</p><p>　　8． Center 中心對(duì)齊約束</p><p>　　一般的裝配比較簡(jiǎn)單，但是齒輪嚙合的裝配就比較麻煩，不僅要用到以上的裝配約束方式還要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，就是在確定好中心距后將其中一個(gè)齒輪沿著本身的軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如下圖4-12所示：先點(diǎn)擊這里</p><p><b>　　圖4－12裝配</b>

109、</p><p>　　彈處如圖4-13所示的對(duì)話框</p><p>　　接下來的操做就比較簡(jiǎn)單了，先選擇要旋轉(zhuǎn)的體，在選擇旋轉(zhuǎn)所圍繞的點(diǎn)或軸。選好后就出現(xiàn)角度對(duì)話框，輸入要旋轉(zhuǎn)的角度點(diǎn)擊OK就OK了。</p><p>　　圖4－13重定位窗口</p><p>　　下面是一個(gè)裝好的齒輪：</p><p>　　圖4－14裝

110、配完的齒輪</p><p>　　左圖4-15是一個(gè)基本完成的包裝機(jī)內(nèi)部的基本傳動(dòng)件的裝配圖。</p><p><b>　　圖4－15裝配圖</b></p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).冶金工業(yè)出版社,11～466.</p><p

111、>　　[2] 王德璽主編.機(jī)械設(shè)計(jì).煤炭工業(yè)出版社,55～213.</p><p>　　[3] 機(jī)械零件手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,14～362.</p><p>　　[4] 北京化工學(xué)院,天津輕工業(yè)學(xué)院編.塑料成型機(jī)械.北京：輕工業(yè)出版社，1985.</p><p>　　[5] 孫桓,陳作模主編.機(jī)械原理.高等教育出版社，1996.</p><

112、p>　　[6] 張 聰.自動(dòng)化食品包裝機(jī).廣東科技出版社，2003. 156～240.</p><p>　　[7]Central Design Office, Gosstroi, UkrSSR .Tautomatic packing machine TsKB-200.ranslated from Steklo i Keramika. 25-28, June, 1964.</p><p&

113、gt;　　[8] K.Lange.Handbook of Metal Forming.1979.</p><p>　　[9] Keyes，K.A.:Pressworking:Stampings and dies，soc.of Mfg.Engrs,1980.</p><p>　　[10] Heinrich Schmid.Fineblanking-an efficient production

114、 method.1982.</p><p>　　[11] Jahmke，H.u.a.:Umformen u. Schneiden，Technik，1981.</p><p>　　[12] 曾向陽等.Unigraphics NX基礎(chǔ)及應(yīng)用教程.電子工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[13] [美] Unigraphics Solutions Inc. 胡曉康