1、 编号 本科生毕业设计（ 论文 ） 题目： 粒状巧克力糖包装机设计 机械工程 学院 机械工程 专业 学 号 1040513325 学生姓名 马志龙 指导教师 陈进 教授 二一七 年 六 月设计总说明 I 设计总说明 食品工业在我国的国民经济中占有很大比例，随着人民生活水平的提高，对多样化的食品需求越来越大， 而 对于糖果的需求也越来越大。但是与之同时劳动力的成本也逐年提高，为了增强糖果食品企业产品的市场竞争力，必须要提高生产效率，减少劳动力的 成本 ，同时要适应随时改变的糖果产品规格，保证包装的一致性、规范性、美观性。圆台形粒状巧克力糖 产 量很大，畅销国内外， 广受 欢迎。过去由于手工包装，
2、产量低，包装质量不均，工人劳动强度较大，远远不适应 国内外市场的需要。为此，提出粒状巧克力包装机的设计的任务。通过对包装机械发展的现状进行充分的了解和研究，并且 同时 计算 相应 的设计包装 机械 的基本结构的参数设计， 并 将 包装机械驱动器的总体布局以及机械手出糖机构和 其他有关 齿轮等进场 问题的 详细参数技术设计 进行详细分析 ：根据相应的设计要求，制定了本 粒 装巧克力 包装机械制造 的 工艺方案。 设计主要研究方向： （ 1）设计包装机的驱动装置电源电压和功率 . （ 2）结合实际的生产过程，设计包装机的上料和下料途径 . （ 3）通过必要的计算，设计产品输送的最大速度 . （ 4
3、） 通过必要的计算， 设计产品输送的最大重量 . （ 5）通过必要的计算，设计此包装机的最大收缩尺寸 . （ 6）设计外形的尺寸大小，使其美观大方且空间利用率高 . 设计完成： 1.认真分析了巧克力糖包装机的功能，制定了机械相关的工艺和操作过程。 2.制作了一个操作简单合理安全的机械，更利于产品的包装。 3.在 做毕业 设计 的整个 过程中 ，让 我 得到了许多宝贵的经验，无论设计什么产品，都需要 不断 地 思考 ，还有重视 借用现有的资料， 学习 掌握 查阅以及运 用 有关的设计 标准 和 规范、 设计 手册 以 及相关技术资料 等等专业 基本技能 ，提高自己在计算 、 绘图 、数据处理 等
4、各 方面 的基本 能力。 4.通过 本次粒装巧克力糖包装机 设计以及 学士论文的撰写之后 ， 我逐渐把 握了机械设计的 规范过 程 及其科学 方法， 培养 正确的 工程设计的思想和思维 ， 训练 了自己 自立 、 全面而 科学的机械设计 方面 能力。 5.为了完成本次 毕业设计 ，我又把基础专业知识系统认真学习了一遍，巩固我的专业能力，把大学期间所学的知识能够串联起来了 ， 做到了理论和实践的真正结合，以及“ 技术 ”和 “经验 ”的 关系与 整合。 为将来成为一名卓越机械工程师的理想又进了一步。 总而言之 ， 对于我来说 这次毕业设计 并 不 仅仅只 是简简单单的 为了 完成对一个课题的设计
5、 任务 ， 还 是 让 我 逐步 的掌握科学研究的步骤 和研究 方法， 真正地 巩固了我 大学四年所学的机械工程 专业知识， 显著地提高 我的 工程 实际 地实践 能力， 飞跃式地提升 了我 面对工程实际问题的 分析解决能力，为今后 从事机械设计相关 工作 奠定稳固 的基础。 本次毕业设计，通过对很多方案的综合评价筛选最后确定了这台包装机的整体设计方II 案。该机器由机械手进出糖机构 ,纸驾部件以及切糖动力源 -无级变速等几大部件，整个包装过程实现了自动化，与传统包装机械相比，本机器实现了高速连续性，具有最高的生产率，低消耗，使用简单，维修方便等优点。 关键词： 包装；糖果 ；设计；机械；工艺
6、 Abstract III ABSTRACT The food industry occupies a large proportion in the national economy, with the improvement of peoples living standard, the demand for diversified food is increasing. But the cost of the labor force also increased every year, in order to enhance the market competitiveness of c
7、onfectionery products, we must improve production efficiency, reduce the need for labor, at the same time to adapt to change the product specifications at any time to ensure the consistency of the packaging, standardization, aesthetics. The Round Table shape granular chocolate sugar batch is very bi
8、g, best-selling at home and abroad. In the past, due to manual packaging, low output, packaging quality is uneven, workers labor intensity, far from adapting to the needs of domestic and foreign markets. This paper presents the design task of granular chocolate-plastic pacing packaging machine. By s
9、tudying the present situation of the development of packaging machinery at home and abroad, the paper studies the transmission principle and operation process of the existing chocolate candy packaging machinery. Design the basic mechanism of the packaging machine, carry on in-depth analysis and calc
10、ulation, on the packaging machinery driver, the overall layout, the manipulators sugar-producing mechanism and the gear, etc. enter the detailed parameter technical design: According to the design requirements of the mechanism, the manufacturing process of the packaging machinery is formulated. This
11、 graduation design, through a comprehensive evaluation of many schemes, finally confirmed the overall design of the packaging machine. The machine consists of a manipulator in and out of sugar, paper drive components and cutting power source - sugar stepless variable speed of several major parts, su
12、ch as the entire automated packaging process, compared with the traditional packing machinery, the machine realizes high-speed continuity, with the highest productivity, low consumption, simple to use, easy maintenance, etc. Keywords: Packaging, candy, design, machinery, process 目录 i 目录 设计 总说明 . I A
13、BSTRACT .III 第 1 章 绪论 . 3 1.1 自动巧克力糖果包装机械在实际生活中的应用 . 3 1.2 自动包装机的发展历史 . 3 1.3 研究内容 . 4 第 2 章 设计过程和初步计划 . 7 2.1 对包装器械的深度认知 . 7 2.1.1 所要包装的产品及该产品的要求 . 7 2.1.3 包装材质 . 7 2.1.4 拟定的巧克力糖果的包装工艺方案 . 7 2.1.5 对于包装机械中的巧克力的糖包装的工艺的分析 . 7 2.2 本设计包装机的整体排布样式 . 10 2.2.1 包装机的型的选型方案初步确定 . 10 2.2.2 巧克力糖果包装机的自动机的执行机构分别为
14、. 10 2.2.3 包装机总体布置 . 12 2.2.4 传动原理图 . 12 2.2.5 粒状巧克力糖果自动包装机设备操作原理 . 13 2.3 绘制逐个执行机构的运作简图和运作输送图 . 14 2.3.1 确认每个自动包装机的机构按照要求的运作输送 TP . 14 2.3.2 确认机构输送内区段时间及分配关键轴转角 . 14 2.3.3 每个执行机构运作输送的时间同步化计算 . 16 2.3.4 绘制粒状巧克力自动包装机的操作输送图 . 18 第 3 章 驱动器的选型 . 19 3.1 选型驱动器类型 . 19 3.2 选型驱动器的功率 . 19 3.3 传动装置的总效率 . 19 3.
15、4 确认驱动器的速度 . 19 3.5 确认驱动器的类型 . 19 第 4 章 关键轴的计算 . 21 4.1 受力分析 . 21 4.2 求输出关键轴上的功率 P、速度 N 和转矩 T . 21 目录 ii 4.3 求作用在齿轮上的力 .21 4.4 关键轴最小直径的计算 .21 4.5 关键轴的机构计算 .21 6. 传动主关键轴验证 .23 第 5 章 齿轮的计算 .27 5.1 包装机直齿圆柱齿轮的计算及计算 .27 5.1.1 选定包装机械齿轮类型、主要精度等级、齿轮棘轮材质及齿数 .27 5.1.2 按齿面接触强度计算 .27 5.1.3 设计中按系统的齿根的弯曲程度来进行强度计算
16、 .28 5.1.4 几何尺寸计算 .29 5.2 斜齿圆柱齿轮的计算及计算 .29 5.2.1 在设计中的初步计划 选定齿轮类型、 以及要选用的 精度等级、 和即将采取 材质及齿数 .29 5.2.2 在此次设计中我们采用的 按齿面接触强度 的计算方法 .29 5.2.3 按齿根弯曲强度计算 .31 5.2.4 整体的 几何尺寸 的初步确定 .32 第 6 章 机械手及进出糖机构计算 .35 6.1 包装机机械手夹持装置计算 .35 6.1.1 夹紧力 P 夹计算 .35 6.1.2 弹簧力 P 弹簧 计算 .35 6.1.3 计算开闭角 .36 6.2 凸轮计算 .36 6.3 包装机械棘
17、轮初步计算 .37 6.3.1 棘轮材质选型 .37 6.3.2 包装机械的棘轮的轮廓形状确认 .37 6.4 圆柱分度凸轮机构的计算 .38 6.4.1 包装机械机构方式 .38 6.4.2 圆柱分度凸轮的参数初步确定 .39 6.5 抄纸机构相关尺寸的计算 .40 第 7 章 结论 .41 参考文献 .43 致 谢 .45 粒装巧克力糖包装机设计 3 第 1 章 绪论 1.1 自动巧克力糖果包装机械在实际生活中的应用 (1) 在很大程度提升了工作效率 ； (2) 减少了人工投入， 提供了 良好的工作环境。 (3) 减少产品成本，节省 了 原有材质。 (4)确保包装产品的食品卫生安全，增强了
18、市场竞争力。 (5)能够极大地延长了食品的保质期，从而便于食品的运输和买卖 。 (6)能够 通过 减少 包装场地的面积 ， 解决了 基础建设 耗费高的问题 。 1.2 自动包装机的发展历史 1.国内现有自动包装机的科技水平及发展历史 进入了二十一世纪之后，当下全部的商品包装在实际生活中都是非常重要 且 必不 可少的东西 。 包装技术从当初的一大片树叶，一张纸，发展到现在已经成为了一门非常专业的学科 。包装早已不是仅仅为了满足于对食品的保护， 而是 有了更新的含义。一个全新的，独立于其他行业之外的包装行业已经诞生，并且商品的包装在企业和市场中已经越来越受到重视，产品的包装好坏往往能够影响产品的销
19、量。这个全新的朝阳行业也在不断地快速发展着。商品的包装是销售终端最短兵相接的武器，因为所有商品包装设计质量的高与低都会直接影响到商品的价格和销量 。 作为一个朝阳行业，就肯定离不开自动化技术的影响 。 当今 社会 ，地球村的概念已经逐步形成，随着人力成本的升高，自动化已经是全球的共识 。 因此，包装行业必须自我升级，向自动化或半自动化靠拢。 这个全新的朝阳行业也在不断地快速发展着。商品的包装是销售终端最短兵相接的武器，因为所有商品包装设计质量的高与低都会直接影响到商品的价格和销量 。 在英美法德日等一些发达国家，他们的包装技术都已经趋于完善，包装行业也渗透到各行各业，从日常的用品到医药、航空、
20、电子产品、食品等等，都已经几乎实现了自动化生产 1 。而我国目前的包装技术还处于初级发展阶段，所以我们要不断的完善技术，自我升级，并最终向自动化、信息化、产业化、多元化、绿色环保化的方向发展 。包装行业整体的发展趋势大致如下： (1) 生产 的 效率化 为了确保 器械装备 运动的可行性 ， 重要的途径之一就是通过未来的食品包装，技术发展势必 将要朝向 ；多功能化。 为了能够适应市场需求， 多元化 、弹性化以及具有多 功能 环保化才是发展的噱头 2。 (2) 资源的高利用化 包装好的商品因为有严格的规定以及食品安全信息，在货物流通上有一定快捷优势，而且包装也具有一定的品牌效应。在 市场上流通更为
21、便捷。能够在最短的时间内让顾客对产品有着全面的了解。 (3) 包装的实用性 江南大学学士学位论文 4 食品行业的环保问题一直都是一个严峻的社会问题，在当今社会环境下能保持初心的商家已经不多了，急功近利为了利益不会在乎客户的生命财产安全。但是法律是明文规定要保护消费者的合法权益。不能为了达到包装的美观性而放弃实用性。 (4) 高技术的实用化 商品有了包装之后，流通起来会更加方便 .商品被按照一定的大小、数量、规格、形状以及不同的容器来分类进行包装，并且在商品的包装上印刷有多种信息，来反映包装内商品的名称、数量、重量、颜 色、规格以及整体包装的大小、净重、毛重、生产商品厂家的名称和具体地址以及在储
22、存和运输中的注意事项等信息。这样做有利于商品的清点与计数，也有利于商品的调拨分配 .还可以根据商品包装上的信息来合理的使用各种交通运输工具和仓库，进而提高商品在运输、装卸和储运的效果，并最终获得较高的经济效益 (5) 大力加强科研、开发能力 根据商品的不同，商品包装在设计形式上都会有各种各样的包装出现，但是包装的大小必须合适，方便消费者携带、使用和保存并且包装要不易损坏 .包装上印刷的各种文字、商标和图画都会有生产日期、保质期、生产 厂家、使用方法、注意事项、保管方法等信息，既方便消费者辨认商品，也起着指导消费的作用 3。 2.发达国家包装机械的发展历史 社会在科技的带领下，进入了一个飞速发展
23、的阶段，新的想法和产品争相涌出，百花齐放百家争鸣。产品的包装业越来越美观，设计越来越简洁大方，设计理念包装结构越来越丰富。针对不同地区，不同文化的消费者，也必须用不同形式的包装方法。 在一些发达国家，不少的包装机械都应用了最先进的现代化包装技术，包装机械的特征趋向于更好、更快、更高效。在美国和德国，他们已经将包装技术应用到了一些高技术的新型行业中 ，比如航空航天、生物技术、微电子技术、信息处理技术、激光技术等高新行业 .随着包装新产品的出现，包装技术也取得了重大的突破与进展 .比如拉伸缠绕膜的包装中，将包裹，捆扎，伸缩等一系列工序合并为一个工序，将一些不规则形 状的产品包裹成一个整体，操作起来
24、又快又简单 2. 在英美法德日等一些发达国家，他们的包装技术都已经趋于完善，包装行业也渗透到各行各业，从日常的用品到医药、航空、电子产品、食品等等，都已经几乎实现了自动化生产。 总体来看，包装技术的革新和完善，自我升级，并最终会向自动化、信息化、产业化、多元化、绿色 环保化的方向发展 . 1.3 研究内容 根据 上述对包装行业的发展 历史 梳理 以及 对我国包装行业的憧憬， 结合 专业所学的 相关 知识确定本设计的主要研究内容如下： （ 1）设计包装机的驱动装置电源电压和功率 . （ 2）结合实际的生产过程，设计包装机的上料和下料途径 . （ 3）通过必要的计算，设计产品输送的最大速度 . 粒
25、装巧克力糖包装机设计 5 （ 4） 通过必要的计算，设计产品输送的最大重量 . （ 5）通过必要的计算，设计此包装机的最大收缩尺寸 . （ 6）设计外形的尺寸大小，使其美观大方且空间利用率高 . （ 7）有限元分析 随着计算机技术和计算方法的发展 ,复杂 的工程问题可采用离散化的数值计算方法并借助计算机得到满足工程要求的数值解 ,数值模拟技术是现代工程学。 形成和发展的重要推动力之一。有限元法是在包装工程领域中应用最广泛的一种数值模拟方法 ,它不但可以解决包装机械设计中的结构分析问题 ,也可解决传热学、流体动力学等领域的问题 ,其计算结果可作为包装机械产品设计和性能分析的可靠依据。许多通用有限元分析程序将有限元分析、计算机图形学与优化技术相结合形成完整的计算机辅助分析系统 ,这些程序可以显著提高产品设计性能 ,缩短设计周期 ,增强产品的市场竞争能力。 江南大学学士学位论文 6
