自动打标机的设计【含三维图】【全套含CAD图纸】

喜欢就充值下载吧，，资源目录下展示的全都有，，下载后全都有，dwg格式的为CAD图纸，有疑问咨询QQ：414951605 或1304139763 毕 业 设 计 专 业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二〇一四年六月 摘 要 本文要完成的是自动打标机的设计，此打标机属于自动打标机，具有全自动打标机的效率高，所以有一定的制造和使用价值。 本文主要叙述了打标件自动打标机的设计过程，设计思想，工作原理，以及各个结构的组成。本打标机的主要工作部件有输送机构夹紧机构压标 机构等。 首先按照打标机的运动特性，设计了两个动力装置，分别给输送机构和打标机构提供动力，并且对工作机分别进行了输送机构打标机构的动力设计。选定合适的气缸。其次设计各个结构，计算各个尺寸，绘制出打标机的装配图和零件图。最后，本论文校核了夹紧轴和螺栓的强度和刚度，并计算了压杆的强度。 关键字：自动打标机；输送机构；夹紧机构；压标 机构 ABSTRACT This paper is to be completed in design of cigarette labeling machine, labeling machine belongs to the rectangular box labeling machine, automatic labeling machine efficiency is high, so the manufacture and use of certain value. This paper mainly describes the design process, the cigarette automatic labeling machine design thought, working principle, the structure and composition. The main working parts of the labeling machine is conveying mechanism, put paper, label pressing mechanism etc.. Firstly, according to the motion characteristics of labeling machine, two power plant design, respectively, to the conveying mechanism and labeling mechanism provides power, and the work machine are dynamic design of conveying mechanism, labeling mechanism. The proper selection of the step motor. Secondly, the structure design, calculation of the various dimensions, drawing assembly drawing and parts drawing labeling machine. Finally, the paper check paper feed shaft and the bolt strength and stiffness, the service life of rolling bearing and calculation. Key words: labeling machine of cigarette case;  feeding mechanism; put paper;  label pressing mechanism 目 录 1引 言 1 1.1设计打标机的意义 1 1.2打标机的发展状况 1 1.2.1 国外发展状况 1 1.2.2 国内发展状况 2 1.3打标机的分类 2 1.4 打标机的功能特点 2 1.5自动打标机的最大优势 3 2打标机的工作原理和结构特点 4 2.1工作原理 4 2.2技术参数和要求 4 2.3主要用途 4 2.4结构和组成 4 3 打标机的机构设计 6 3.1打标件的传送机构 6 3.1.1打标件的传送机理分析 6 3.1.2传送机构及打标装置结构设计 6 3.1.3传送装置的运动方案设计 6 3.2 运动参数设定 6 3.2.1总体运动参数的设定 7 3.2.2气缸型号的选择 7 3.2.3气缸的运动参数设定 8 3.5 传动装置的设计 9 4 打标机关键部件的强度校核 11 4.1 压杆强度的计算 11 4.1.1 压杆材料的选择 11 4.1.2 压杆的计算 12 结 论 13 参考文献 14 致 谢 26 1引言 1.1 设计打标机的意义 现代工业生产，如食品医药日用品电子产品等生产中，主要包括三个基本环节――原料处理，中间加工和产品包装。任何一件商品的市场，都是离不开打标机的。打标机是使产品实现机械化自动化的根本保证，为商品的打标带来了更便捷更完美的服务，也给商品市场的发展带来了巨大的动力支持中国有着悠久的包装历史，我国古代的劳动人民对包装的发展曾做出了杰出的贡献。特别是防腐包装防震包装和礼品包装更带有民族的传统特色，一直延续至今。可是中国的现代包装工业起步却比较迟缓，到了20世纪50年代末才开始仿造，形成小规模的生产能力。进入20世纪70年代，对外贸易的发展带动了整个包装行业向自成体系的方向发展。 1980年12月，中国包装技术协会成立。不久，中国包装总公司也相继诞生。此后，在国内陆续的举行了全国性和国际性的包装展览会学术研讨会，还出版了我国有史以来第一部《中国包装年鉴》及其他包装技术书刊。这一切都标志着中国正在开创一个崭新的包装历史时期。 近十年来，中央曾采取一系列有力措施，有计划地改造从前留下来的陈旧设备，同时采取引进与研制相结合的办法，逐步提高我国包装机械的生产水平。通过全行业大联合，也已取得显著成绩。至今，全国已涌现出一大批包装机械制造企业和科研设计单位，新开发的一些机种有的开始面向出口。 然而从全局看，我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存在明显的差距，而且是国民经济中较为薄弱的一个环节。为改变这种面貌，最近我国已制定并颁布了1986－2000年得全国包装工业发展纲要，其中提到：包装行业的技术装备及管理水平要有较大的提高。1990年，重点包装企业已达到国际20世纪80年代初期先进水平，到2000年，重点包转企业要达到国际90年代中期先进水平或国际同期先进水平。 现在，我国多种多样的打标机已经出现在生产线上，应用最多的应该是圆径瓶自动打标机，侧面打标机也同样广泛的应用在生产线上，对于一些不规则的物品还用到了不规则面打标机。 1可以大幅度提高生产效率，如啤酒打标的生产率可高达30000瓶/h，这是手工无法比拟的。 2降低劳动强度，改善劳动条件，如果是手工贴30000个啤酒打标件，就要重复动作30000次，用打标机则可以使工人从繁重的体力劳动中解放出来，从而大大改善了工人的劳动条件。 3避免人手与产品的直接接触，有利于产品的卫生。如有些医药食品等对卫生的要求条件很高，手工作业或多或少会对产品质量有一定的影响，采用机器则能避免这一弊端。 1.2 打标机的发展状况 1.2.1 国外发展状况 在世界范围内，包装机械的发展历史比较短，科学技术发达的欧美各国大体上是在20世纪初起步，直到50年代才加大发展步伐。 从20世纪初到第二次世界大战结束前，在医药食品日用化工等工业部门实现了包装作业的机械化；50年代，包装机广泛采用以普通电开关和电子管为主要元件的控制系统，实现了初级自动化；60年代，包装机中采用机电光液气综合技术明显增多，机种进一步扩大，在此基础上实现了专用的自动包装线；70年代，将微电子技术引入自动包装机和包装线，实现了由电子计算机控制的包装生产过程；从80至90年代初开始，某些包装领域里将微气缸器人更多的应用于供送检测管理等方面，准备向柔性自动包装和“无人化”自动包装车间过渡。中国有着悠久的包装历史，我国古代的劳动人民对包装的发展曾做出了杰出的贡献。特别是防腐包装防震包装和礼品包装更带有民族的传统特色，一直延续至今。可是中国的现代包装工业起步却比较迟缓，到了20世纪50年代末才开始仿造，形成小规模的生产能力。进入20世纪70年代，对外贸易的发展带动了整个包装行业向自成体系的方向发展。 1980年12月，中国包装技术协会成立。不久，中国包装总公司也相继诞生。此后，在国内陆续的举行了全国性和国际性的包装展览会学术研讨会，还出版了我国有史以来第一部《中国包装年鉴》及其他包装技术书刊。这一切都标志着中国正在开创一个崭新的包装历史时期。 近十年来，中央曾采取一系列有力措施，有计划地改造从前留下来的陈旧设备，同时采取引进与研制相结合的办法，逐步提高我国包装机械的生产水平。通过全行业大联合，也已取得显著成绩。至今，全国已涌现出一大批包装机械制造企业和科研设计单位，新开发的一些机种有的开始面向出口。 然而从全局看，我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存在明显的差距，而且是国民经济中较为薄弱的一个环节。为改变这种面貌，最近我国已制定并颁布了1986－2000年得全国包装工业发展纲要，其中提到：包装行业的技术装备及管理水平要有较大的提高。1990年，重点包装企业已达到国际20世纪80年代初期先进水平，到2000年，重点包转企业要达到国际90年代中期先进水平或国际同期先进水平。 现在，我国多种多样的打标机已经出现在生产线上，应用最多的应该是圆径瓶自动打标机，侧面打标机也同样广泛的应用在生产线上，对于一些不规则的物品还用到了不规则面打标机。 德国的包装机械工业非常的发达，现拥有几家堪称世界最大规模的包装机械制造厂，其包装机械工业总值仅次于美国，但每年的出口总额却比其他国家遥遥领先。还值得强调的是，它同意大利英国法国瑞典瑞士等国一样，结合本国的具体条件实行按机种的专业化生产，以利于充分发挥各自的优势研制高效能的新型包装机来加强竞争实力。例如，德国的药品酒类日化用品包装机，意大利的糖果茶叶胶囊包装机，英国的卷烟饼干包装机，法国的乳制品包装机，瑞士的巧克力包装机，瑞典的火柴饮料包装机及箱浆模 塑除此之外，荷兰丹麦俄罗斯加拿大等国家在发展自己的包装工业方面，也获得了长足的进步。 日本的包装工业大体上是从第二次世界大战结束后才发展起来。因善于引进模仿创新经营，仅用十年时间就奠定了初步基础。如今，日本已经建立起了独立的包装工业体系，其包装工业总产值约为美国的一半而越居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂，侧重于开发中小型半自动的包装机械及其配套设备，其技术水平好多己进入国际的先进行列。由政府自主的日本包装技术协会主要搞技术情报交流，另外设有日本包装机械工业协会，它乃是本行业的全部业务活动中心。 1.2.2 国内发展状况 中国有着悠久的包装历史，我国古代的劳动人民对包装的发展曾做出了杰出的贡献。特别是防腐包装防震包装和礼品包装更带有民族的传统特色，一直延续至今。可是中国的现代包装工业起步却比较迟缓，到了20世纪50年代末才开始仿造，形成小规模的生产能力。进入20世纪70年代，对外贸易的发展带动了整个包装行业向自成体系的方向发展。 1980年12月，中国包装技术协会成立。不久，中国包装总公司也相继诞生。此后，在国内陆续的举行了全国性和国际性的包装展览会学术研讨会，还出版了我国有史以来第一部《中国包装年鉴》及其他包装技术书刊。这一切都标志着中国正在开创一个崭新的包装历史时期。 近十年来，中央曾采取一系列有力措施，有计划地改造从前留下来的陈旧设备，同时采取引进与研制相结合的办法，逐步提高我国包装机械的生产水平。通过全行业大联合，也已取得显著成绩。至今，全国已涌现出一大批包装机械制造企业和科研设计单位，新开发的一些机种有的开始面向出口。 然而从全局看，我国的包装工业同国际的先进水平相比依然存在明显的差距，而且是国民经济中较为薄弱的一个环节。为改变这种面貌，最近我国已制定并颁布了1986－2000年得全国包装工业发展纲要，其中提到：包装行业的技术装备及管理水平要有较大的提高。1990年，重点包装企业已达到国际20世纪80年代初期先进水平，到2000年，重点包转企业要达到国际90年代中期先进水平或国际同期先进水平。 现在，我国多种多样的打标机已经出现在生产线上，应用最多的应该是圆径瓶自动打标机，侧面打标机也同样广泛的应用在生产线上，对于一些不规则的物品还用到了不规则面打标机。 1.3打标机的分类 平面类打标机实现在工件的上平面上弧面的打打标件和贴膜，如盒子书本塑胶壳等，有滚贴和吸贴两种方法，主要根据效率精度和气泡要求进行选型。 圆瓶类打标机实现在圆柱形圆锥形产品的圆周面上打打标件或贴膜，如玻璃瓶塑料瓶等，可实现圆周半圆周圆周双面圆周定位打标等功能，主要有立式打标和卧式打标两种方式。 侧面类打标机实现在工件的侧平面侧弧面打标或贴膜，如化妆品扁瓶方盒等，可配套圆瓶覆标设备，同时实现圆瓶打标。 1.4 打标机的功能特点 1适用范围广：既能实现方瓶/扁瓶（满瓶状态）的侧面（平面）单打标/拐角抚标，还能实现圆瓶周向定位单/双贴覆功能。 2独特的分料机构，确保与生产线联机使用时的可靠有效分料。 3独特的拐角抚标机构确保方瓶三侧面拐角打标平整不起皱。 4既能单机使用，又能与生产线配合使用。 1.5打打标件机的最大优势 1选配抚标装置，实现不平整表面上的打标。 2可根据需要灵活加配喷码装置，在产品上喷印产品批号生产日期等相关信息。 3可灵活连接自动流水线或单机使用。 2 打标机的工作原理和结构特点 2.1工作原理 打标机是经过传送分离打标等过程进行自动打标，按要求的位置贴到瓶身上的自动化包装机械。该设备控制系用电脑编程及全中文液晶触摸屏文本式及按钮式等形式，是现代的机电一体化产品，具有优良和可靠的工作性能。 由于该打标机采用机电一体化的技术，选用大力矩气缸驱动，光电控制装置电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。技术参数：打标范围：100mm*100mm ；生产能力：20-50个/分；打标件规格：44mm*22mm； 打标件宽度：22mm； 打标件长度：44mm ；电源：220V 50Hz 功率： 250W 技术要求:A，打标机应符合本标准的要求，并按打标样品要求设计，经规定程序批准的图样及技术文件制造。 B，打标机应运转平稳，运动零部件动作灵敏协调准确，无卡阻和异常声响。 C，打标机的电路控制系统应安全可靠动作准确。 D，各电器接头应联接牢固并加以编号：操作按钮应灵活， E，有急停按钮：指示灯显示应正常。 2.2技术参数和要求 技术参数：打标范围：100mm*100mm ；生产能力：20-50个/分；打标件规格：44mm*22mm； 打标件宽度：22mm； 打标件长度：44mm ；电源：220V 50Hz 功率： 250W 技术要求:A，打标机应符合本标准的要求，并按打标样品要求设计，经规定程序批准的图样及技术文件制造。 B，打标机应运转平稳，运动零部件动作灵敏协调准确，无卡阻和异常声响。 C，打标机的电路控制系统应安全可靠动作准确。 D，各电器接头应联接牢固并加以编号：操作按钮应灵活， E，有急停按钮：指示灯显示应正常。 打标机是经过传送分离打标等过程进行自动打标，按要求的位置贴到瓶身上的自动化包装机械。该设备控制系用电脑编程及全中文液晶触摸屏文本式及按钮式等形式，是现代的机电一体化产品，具有优良和可靠的工作性能。 由于该打标机采用机电一体化的技术，选用大力矩气缸驱动，光电控制装置电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。技术参数：打标范围：100mm*100mm ；生产能力：20-50个/分；打标件规格：44mm*22mm； 打标件宽度：22mm； 打标件长度：44mm ；电源：220V 50Hz 功率： 250W 技术要求:A，打标机应符合本标准的要求，并按打标样品要求设计，经规定程序批准的图样及技术文件制造。 B，打标机应运转平稳，运动零部件动作灵敏协调准确，无卡阻和异常声响。 C，打标机的电路控制系统应安全可靠动作准确。 D，各电器接头应联接牢固并加以编号：操作按钮应灵活， E，有急停按钮：指示灯显示应正常。 打标机是经过传送分离打标等过程进行自动打标，按要求的位置贴到瓶身上的自动化包装机械。该设备控制系用电脑编程及全中文液晶触摸屏文本式及按钮式等形式，是现代的机电一体化产品，具有优良和可靠的工作性能。 由于该打标机采用机电一体化的技术，选用大力矩气缸驱动，光电控制装置电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。技术参数：打标范围：100mm*100mm ；生产能力：20-50个/分；打标件规格：44mm*22mm； 打标件宽度：22mm； 打标件长度：44mm ；电源：220V 50Hz 功率： 250W 技术要求:A，打标机应符合本标准的要求，并按打标样品要求设计，经规定程序批准的图样及技术文件制造。 B，打标机应运转平稳，运动零部件动作灵敏协调准确，无卡阻和异常声响。 C，打标机的电路控制系统应安全可靠动作准确。 D，各电器接头应联接牢固并加以编号：操作按钮应灵活， E，有急停按钮：指示灯显示应正常。 2.3主要用途 本打标机适用软包打标件的打标。打标机是经过传送分离打标等过程进行自动打标，按要求的位置贴到瓶身上的自动化包装机械。该设备控制系用电脑编程及全中文液晶触摸屏文本式及按钮式等形式，是现代的机电一体化产品，具有优良和可靠的工作性能。 由于该打标机采用机电一体化的技术，选用大力矩气缸驱动，光电控制装置电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。技术参数：打标范围：100mm*100mm ；生产能力：20-50个/分；打标件规格：44mm*22mm； 打标件宽度：22mm； 打标件长度：44mm ；电源：220V 50Hz 功率： 250W 技术要求:A，打标机应符合本标准的要求，并按打标样品要求设计，经规定程序批准的图样及技术文件制造。 B，打标机应运转平稳，运动零部件动作灵敏协调准确，无卡阻和异常声响。 C，打标机的电路控制系统应安全可靠动作准确。 D，各电器接头应联接牢固并加以编号：操作按钮应灵活， E，有急停按钮：指示灯显示应正常。 打标机是经过传送分离打标等过程进行自动打标，按要求的位置贴到瓶身上的自动化包装机械。该设备控制系用电脑编程及全中文液晶触摸屏文本式及按钮式等形式，是现代的机电一体化产品，具有优良和可靠的工作性能。 由于该打标机采用机电一体化的技术，选用大力矩气缸驱动，光电控制装置电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。技术参数：打标范围：100mm*100mm ；生产能力：20-50个/分；打标件规格：44mm*22mm； 打标件宽度：22mm； 打标件长度：44mm ；电源：220V 50Hz 功率： 250W 技术要求:A，打标机应符合本标准的要求，并按打标样品要求设计，经规定程序批准的图样及技术文件制造。 B，打标机应运转平稳，运动零部件动作灵敏协调准确，无卡阻和异常声响。 C，打标机的电路控制系统应安全可靠动作准确。 D，各电器接头应联接牢固并加以编号：操作按钮应灵活， E，有急停按钮：指示灯显示应正常。 2.4结构和组成 图2-1为打标机的组成原理图，整机结构由五大部分组成：打标头履传送带底座支架单片微型计算机控制系统。打标头主要用于安装气缸夹紧机构收机构紧机构胶标带压标装置，完成标带的输送与控制。 单片微型计算机（主控） 打标头 光点传感器 气缸 驱动 送机构 胶打标件带 压 标 装 置 打标件 定位检测 输送带中有无待贴打标件检测 输送带 打标件是 否到达 打标件位 置 主驱动气缸 底 座 速度控制 图2-1 打标机的组成原理 通过单片机控制打标机启动，气缸带动收机构运动，装在收机构上的打标件被拉动；夹紧机构被拉动开始出打标件；经过传动轴的传动，打标件到达揭标刀；通过光电感应器揭标；于此传送带上的工件通过光电感应器到达指定位置，完成打标动作；继续连贯打标。 如何保证打标件的定位精度是设计的技术关键，采用光电感应器，准确对打标件和工件位置进行判断；为了提高打标速度，既要在瓶匀速运行中进行打标，又要保证打标的位置精度。 对于瓶的定位上标打标等几个工位必须保持严格的相位关系，这种关系一旦失调，将使打标的位置不准，造成大量废品。 为了保证打标机能够连续地独立工作，不仅要保证连续地将工件送上传送带，而且要保证传送带上的工件的位置。 3 打标机的机构设计 3.1 打标件的传送机构 3.1.1 打标件的传送机理分析 工作过程的开始是打标件在传送带上以一个不变的速度向打标机进给。机械上的固定装置将打标件之间分开一个固定的距离，并推动箱子沿传送带的方向前进打标机的机械系统包括一个驱动轮，一个打标轮，和一个卷轴。驱动轮间歇性地拖动打标件带运动，打标件带从卷轴中被拉出，同时经过打标机轮打标轮会将打标件带压在箱子上。在卷轴上采用了开环的位移控制，用来保持打标件带的力因为打标件在打标件带上是彼此紧密相连的，所以打标件带必须不断起停。　　打标件是在打标轮与箱子移动速度相同的情况下被贴在箱子上的。当传送带到达了某个特定的位置时，打标件带驱动轮会加速到与传送带匹配的速度，贴上打标件后，再减速到停止。　 　由于打标机打标件带有可能会产生滑动，所以它上面有登记标志，用来保证每一打标件都被正确地放置。登记标志通过一个传感器来读取，在打标件带减速阶段，驱动轮会从新调整位置以修正打标件带上的任何位置错误。 3.1.2 传送机构及打标装置结构设计 传感器检测到产品经过，传回信号到打标控制系统，信号经过PLC处理后，在适当时刻送出打标件贴附在上糊转盘上，产品流经覆标装置，打标件被覆牢固，一打标件的贴附动作完成。如图3-1. 打标件带 检测 ← 打标 ↓ ↑ 传送 → 光电传感器 图3-1总体运动流程图 3.1.3传送装置的运动方案设计 将烟标放置在固定的盒子中，利用槽轮机构将烟标间隔地分离出来，使其附在传送带轮上。 传送装置则是利用传送轮将均匀的涂在传送带轮上，传送带轮育传送轮利用气缸的带动进行工作。 3.2 运动参数设定 3.2.1总体运动参数的设定 按照每分钟贴30个打标件的要求设计运动方案，按每个打标件的长度为44mm 计算，需要打标件的分离速度为30个/min。传送带的传送速度为132mm/min。质商标的尺寸44mm，贴在上面的打标件的前后间距为12mm，如图3-2所示。 图3-2 打标件打标位置及尺寸示意图 3.2.2气缸型号的选择 根据己经确定的机构总体运动参数，为了实现设计要求，确定打标件卷的放卷速度为，设收卷轴的转速为，则有,气缸转动的角速度，设定加速时间为，代入数据得角加速度 (3-1) 得出保持收轴转动所需的扭矩为 (3-2) 式中---收轴的转动惯量()； ---打标件卷的转动惯量()； ---收轴上卷的半径()。 考虑摩擦后的气缸所提供的恒定拉力设为，则气缸为提供恒定拉力所需的扭矩为 (3-3) 综上所述，气缸所需提供的总扭矩为 (3-4) 考虑到气缸需要经常启停，启动时为了防止气缸丢步需要给气缸扭矩加大余量，取安全系数为，所选气缸的力矩，查气缸手册选取57BYGH301系列力矩为的气缸。 3.2.3气缸的运动参数设定 以下根据所选的气缸，确定气缸的运动参数。所设计的收辊的直径为40mm，打标件卷的内径为标准值53mm，外径为190mm，分析按要求运动时气缸的转速规律。为使打标件带以6m/min的速度运行，当一卷打标件开始打标时，打标件卷的外径,此时气缸的起始转速为 (3-8) 当一卷打标件打标完毕时，收辊上的打标件底卷半径，此时气缸的转速为 (3-9) 所选用的57BYGH301型四相异步气缸的步距角为，对气缸的步距角进行细分后，步距角变为。根据气缸转速与脉冲频率关系公式 气缸步距角计算公式 得出脉冲频率f与气缸转速n之间的关系为 (3-10) 式中---气缸的相数； ---气缸的齿数； ---气缸的通电状态系数。 根据以上公式得出一卷打标件开始打标时气缸所要求的脉冲频率，完成打标时所要求的脉冲频率。液压缸是液压系统中的执行元件，它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是直线速度和力。液压缸的活塞能完成往复直线运动，输出有限的直线位移。 液压缸由缸筒、活塞、活塞杆、端盖、活塞杆密封件等主要部件组成。 若缸筒固定，左腔连续地输入压力油，当油的压力足以克服活塞杆上的所有负载时，活塞以速度连续向右运动，活塞杆对外界做功。 反之，往右腔输入压力油时，活塞以速度向左运动，活塞杆也对外界做功。这样，完成了一个往复运动。这种液压缸叫做缸筒固定缸。 若活塞杆固定，左腔连续地输入压力油时，则缸筒向左运动。当往右腔连续地通入压力油时，则缸筒右移。这种液压缸叫活塞杆固定缸。 本章所论及的液压缸，除特别指明外，均以缸筒固定，活塞杆运动的液压缸为例。 由此可知，输入液压缸的油必须具有压力和流量。压力用来克服负载，流量用来形成一定的运动速度。输入液压缸的压力和流量就是给缸输入液压能；活塞作用于负载的力和运动速度就是液压缸输出的机械能。为了满足各种主机的不同用途，液压缸有多种类型。 按供油方向分，可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只是往缸的一侧输入高压油，靠其它外力使活塞反向回程。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油。活塞的正反向运动均靠 液压力完成。 按结构形式分，可分为活塞缸、柱塞缸、摆动缸和伸缩套筒缸。按活塞杆的形式分，可分为单活塞杆缸和双活塞杆缸。 按缸的特殊用途分，可分为串联缸、增压缸、增速缸、步进缸等。此类缸都不是一个单纯的缸筒，而是和其它缸筒和构件组合而成，所以从结构的观点看，这类缸又叫组合缸。 因此，缸输入的压力，流量，以及输出作用力和速度是液压缸的主要性能参数。 根据流量连续性定理，进入缸的液体流量等于液流截面和流速的乘积，而缸液流的截面即是活塞的有效面积，液流的平均流速即是活塞的运动速度。 因此： (4-1) 式中： ——进入缸的液体流量； ——活塞的运动速度； ——活塞的有效面积； ——活塞直径，即缸筒内径； ——活塞杆直径。 活塞杆上理论的输出力等于活塞两侧有效面积和活塞两腔压力差的乘积。 (4-2) 式中：——进油压力； ——回油压力，即缸出油口的背压。 以上计算未考虑油从活塞的一腔到另一腔的内泄漏和端盖与活塞杆之间的外泄漏以及活塞和缸筒、活塞杆和端盖之间的摩擦力。 无杆腔活塞的有效面积为： 有杆腔活塞的有效面积为 ： 当压力油进入无杆腔的流量为时：活塞右移速度为、输出力为： (4-3) (4-4) 式中：—进油压力；—为回油压力。 当压力油进入有杆腔的流量为时，活塞左移速度为，输出力为： (4-5) (4-6) 若,,, 则(4-3)、(4-4)、(4-5)、(4-6)四式将分别为： (4-7) (4-8) (4-9) (4-10) 由于，所以,。其意为：若分别进入缸两腔的流量均为，进口压力均为，则进入无杆腔时，活塞的运动速度较小，而输出力较大；进入有杆腔时，活塞的运动速度较大，而输出力较小；故常把压力油进入无杆腔的情况作为工作行程，而把压力油进入有杆腔的情况作为空回行程。活塞两个方向上的速度比叫液压缸的速比，用表示。 (4-11) (4-12) （4-11）式说明，活塞速度与活塞有效面积成反比；活塞输出的力和活塞的有效面积成正比。值越接近于1，正反两个方向上的速度越接近，值若远大于1，则回程速度也远大于工作行程的速度。当两个方向的流量均为，也一定时，改善活塞杆直径可得到满意的值。若往单活塞杆缸的无杆腔中供压力油，将油杆腔排出的油再接回到无杆腔，如图4-4所示，则叫做缸油路的差动连接或称差动连接缸。这时缸两腔的压力虽相等，活塞仍向右运动。 3.3 传动装置的设计 传送机是一种广泛应用的连续输送机，可以用于散粒块状物及成件物品的输送。图 3-9是传送机的原理图， l主动轮 2支撑板 3文撑轮 4传送带5从动轮6紧装置。传送带4绕在个辊上，由驱动辊驱动，紧装置6用于调节输送带的紧力，以保持输送装置的输送能力。驱动辊驱动输送带的能力与输送带在驱动辊上的包角的大小有关，包角大时传动能力大，而转向辊就用于增大传动包角。传送机的个辊轴打标件都采用压杆，以减小运转中的摩擦阻力和功率消耗。图 3-9输送机原理工业生产中输送机用于各种原料半成品和成品的输送。 包装机械系统中输送机广泛应用于物品的给料和输送，其形式多种样，如单条输送带的输送装置，用多条带组合的输送装置，串联或并列组合式输送装置，用与实现包装机械中的连续或周期间歇性给料输送及其他用途。如在串联输送装置中，随着两条输送装置相对运动速度的不同，可实现不同要求的给料。当一条带的速度大于另外一条带的速度时，可以实现周期间歇性给料；反之可以实现密集集合给料；在两条输送机并列组合的情况下，两条输送带的轮轴轴线垂直配置，它们夹持着物品进行输送，两条输送机互相平行且等速，但运转方向相反。 输送带并列组合的水平式平行配置的输送机，在一些自动糊盒机装盒机装箱机和封条贴条机中广泛用于给料或物料输送。输送装置所用输送带有棉织帆布带化纤织物带钢带金属丝网带等。有些输送带进行了浸渍或涂敷表面防护层处理，用于改善输送带的性能。如帆布带浸渍氯丁橡胶后。防潮，能抗酸碱油脂或石油的浸蚀，无味无毒，能耐120度的高温，非常适宜于食品加工工业的应用。涂敷有某些合成材料涂层的帆布带，能防潮，对酸碱油脂有抗侵蚀的能力，无味无毒，能进行清理，但只能耐 95—100 度的温度，适用于输送糖果糕点等物品。未经处理的帆布带防潮抗磨及耐酸碱油脂侵蚀的能力差，只能耐受75度的温度，适用于输送干燥物品，但因它柔软性好，能用较小直径的辊轴，因而结构紧凑。 a输送带宽度的选输送松散状态物品时，根据输送速度生产能力及物品特性等进行计算后选取。输送成件物品的输送带，按所输送的最大物件的对角线长度，再加约100mm余量确定所需的输送带宽度。 b输送带的厚度选择自动包装机所用输送装置多为轻载或或特轻载荷类型，要求其结构紧凑轻巧，所以输送带厚度多取2或3层结构的橡胶帆布带，个别的也用4或5层结构的。带的厚度影响其强度抗冲击性能和挠曲性。正确选择输送带能使结构紧凑，使用强度长，并能得到良好的工作效果。选取输送带时应考虑： ① 能适应所输送物品性能的要求；②具有足够的强度；③具有适当且合理的厚度；④其覆面层材料的厚度应能适应运转过程中遇到的冲击 磨损和侵蚀等机械性作用和化学性作用。 c输送机带的接头输送机输送带的接头有搭铆接皮带扣连接硫化胶粘接及化学胶黏胶剂粘界等方式。不同的连接方式，接头效率不同。橡胶帆布带以优质硫化胶粘接最好，一般硫化粘接次之，皮带扣连接再次，搭接铆接连接最差。接头效率等于接头处最大破坏强度与输送带的极限强度的比值。在本设计中输送带采用青岛橡纬胶带有限公司生产的防滑输送带，其特点是表面有连续的浅花纹，起缓冲作用适合箱体的输送。 4 打标机关键部件的强度校核 4.1 压杆强度的计算 4.1.1 压杆的选择 下面归纳出正确选择打标件类型时所应考虑的主要因素。 l打标件的载荷 　 打标件所受载荷的大小方向和性质，是选择打标件类型的主要依据。 根据载荷的大小选择打标件的类型时，由于滚子打标件中主要元件问是线接宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球打标件。 根据载荷的方向选择打标件类型寸，对于纯轴向载荷，一般选用推力打标件。较小的纯轴向载荷可选用推力球打标件：较大的纯轴向载荷可选用推力滚子打标件。对于纯径向载荷，一般选 r用深沟球打标件圆柱滚子打标件或滚针打标件。当打标件在承受径向载荷 F 的同时，还有不大的轴向载荷 F 时，可选用深沟球打标件或接触角不大的角接触球打标件或圆锥滚子打标件：当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球打标件或圆锥滚子打标件，或者选用向心打标件和推力打标件组合在一起的结构，分别承担径向载荷和轴向载荷。 2打标件的转速 　 在一般转速下，转速的高低对类型的选择不发生什么影响，只有在转速较高时，才会有比较显著的影响。从工作转速对打标件的要求看，可以确定以下几点： a球打标件与滚子打标件相比较，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球打标件。 b在内径相同的情况下，外径越小，则滚动体就越小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力也就越小，因而也就更适合于在高速下工作。 c保持架的材料与结构对打标件转速影响极大。 实体保持架比冲压保持架允许高一些的转速，青铜实体保持架允许更高的转速。 d推力打标件的极限转速均很低，当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可以采用角接触球打标件承受纯轴向力。 e若工作转速略超过样本中规定的极限转速，可以用提高打标件的公差登记，或者适当地加大打标件的径向游隙，选用循环润滑或喷雾润滑，加强对循环油的冷却等措施来改善打标件的高速性能。若工作转速超过极限转速较多，应选用特制的高速压杆。 4.1.2 压杆的计算 根据本设计的受力，球压杆就能够满足各部分的需要。计算打标件强度根据当量动载荷的计算公式 （4-13） 压杆的强度公式为 其中，则可得 = （4-14） 故打标件能满足四年一次维修的年限。 结 论 经过两个个多月的努力，饭盒盖上平面打标机的设计已经基本完成，在本没计中结合打标对象和打标件的规格，制定了一套完整的打标流程方案，在证实方案的可行性之后，针对每个工位的任务没计了各自的功能机构。 完成的主要工作主要有：首先通过对打标件的分析确定了剥离刀刃半径，对打标件剥离及打标装置的机械部分与控制部分进行了详细设计。其次，设计了打标件剥离及打标装置的运动方案，并对收标与剥离打标装置的运动方案进行了设计，确定了装置的运动参数，并根据总体运动参数选择合适的气缸。在打标机的机构设计方面，对夹紧机构和收机构进行了详细的设计。再对机构的主要零部件的校核方面，校核了装置中夹紧轴的强度和刚度以及固定螺栓的强度，最后计算了压杆的强度，保证装置运行时安全可靠。另外还对整体机构进行了UG的实体造型，完成机构的整体设计。 虽然使用 AutoCAD 设计软件对打标机系统中的关键部件进行了绘图，精确地描述了重要的零件和装配件的关键尺寸，对设计进行检查和修改，确定各相关零件运动是否协调，解决了许多本需要在制造原型机后才能解决的问题。但是由于本打标机并没有做出实物，对于简化结构与降低成本方面还要做进一步改善，并且在体积小型化和重量轻量化方面还有一些工作要做。 今后需要进一步研究的问题包括：如何更好地控制打标件带的紧力，使打标件带在适度的紧力下进行牵引；如何在不更换各功能部件，仅在适当调节的情况下就能对不同的对象，用不同规格的打标件就能实现自动打标；如何进一步提高系统运行的可靠性和协调性，使系统对故障具有一定的应变能力。 参考文献 [1]詹启贤.自动机械设计.北京:轻工业出版社,1998. 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[19]陈美宣,唐燕辉,胡启贤,石一兵.无胶打标新技术.包装与食品机械,1979.  致 谢 本毕业论文是在我的老师的亲切关怀和悉心指导下完成的，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两个多月来，刘老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向刘老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此还要特别感谢老师，老师洞察全局高屋建瓴，为我的论文的顺利完成指出了很好的方向，老师渊博的知识对事业的执著追求诲人不倦的教师风范和对问题的敏锐观察力，都将使我毕生受益。 另外，我还要感谢在一起愉快的度过这两个月的同组同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本设计的顺利完成。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长同学朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！谢谢你们！ 最后向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢！ 22