卫生用品全自动包装机总体方案及传动系统的设计【字数：16698】
摘 要卫生用品全自动包装机市场可发展空间巨大。卫生用品的包装间接保证卫生用品的安全，包装机械的传动系统是用于实现将原动机的运动以及动力传递给执行机构的媒介，它决定了包装机的效率及机械结构的复杂性。故简单有效的传动系统对卫生用品全自动包装机的设计至关重要。首先通过对卫生用品全自动包装机的工作原理、机械组成部分和需求功能等内容的分析，明确包装机功能、应用范围和包装工艺，依据安全、稳定性设计准则，提出一种撑袋式全自动包装机总体方案的设计。其次，在总体方案已明确的基础上，运用力学、机械原理等相关知识设计传动系统。最后基于Solidworks应力分析模块对转轴做有限元分析。该撑袋式全自动包装机主要由动力传动系统、输送带运输装置、压纸装置、热封装置等组成，工作可靠，有效提高包装速度。
目 录
1. 绪论1
1.1 课题设计的背景及意义1
1.2 包装机械的概述2
1.3 包装机的国内外研究现状及发展趋势2
1.3.1 国内典型的包装机械设备2
1.3.2 国外包装机械的研究现状及发展趋势4
1.4 本课题设计的主要内容4
1.4.1 初始参数4
1.4.2 主要内容5
2. 总体方案的设计6
2.1设计要求6
2.2工艺分析6
2.3全自动包装机总体方案设计7
2.3.1 总体方案的分析7
2.3.2 总体方案的设计8
3. 传动系统设计17
3.1 抽纸的输送装置17
3.2 电机的选择21
3.3 传动系统的设计22
3.3.1 确定传动装置的总传动比和分配传动比22
3.3.2 计算传动装置运动学和动力学参数22
3.3.3 V带设计计算23
3.3.4 减速器齿轮传动设计计算26
3.3.5 轴的设计31
3.3.6 轴承寿命校核43
3.3.7键的校核45
4.基于Solidworks的低速轴的应力分析47
4.1 基于Solidworks的低速轴的静力学分析47 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
4.2 基于Solidworks的低速轴的疲劳分析48
全文总结50
参考文献51
致谢52
1.绪论
1.1课题设计的背景及意义
在现代化工业生产中，大部分行业，比如“医药、化工、日用品”等，其生产均可归纳成三大环节—原料处理、中间加工和产品包装。由此可见包装是工业生产的基本环节。经济全球化，我国对外贸易稳中有升，为满足商品运输的需求，包装行业高速发展。经过多年的技术积累，该产业已渗透到各行各业。处在养生行业的黄金阶段，人们也开始关注自身健康状况，对于日常频繁接触的卫生用品的使用安全感越来越强烈。卫生用品的包装是间接保证卫生用品安全与否的重要因素。同时，包装机的传动系统是将原动机的运动和动力传递给执行机构以改变包装工位，它直接影响包装机的生产效率及机械结构的复杂程度。故简单有效的传动系统对卫生用品全自动包装机的设计至关重要。根据中国包装联合会调查显示，“2016年，纸包装、塑料包装、金属包装和玻璃包装实现营业总收入7547.2亿元，2023年，包装行业的收入将超过2万亿元，利润总额1334.77亿元”[1]。20182023年包装行业销售收入预测值如图1.1所示。
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图1.1 20182023年包装行业销售收入预测值
根据图1.1看出，包装行业可发展空间巨大。卫生用品种类较多，由卫生部《消毒管理方法》规定可粗略划分六类：女性生理期卫生用品、尿布及其他排泄物卫生用品、皮肤、黏膜卫生用品、隐形眼镜护理用品、其他一次性卫生用品和卫生部规定产品[2]。基于市场观察，发现袋装抽取式纸巾使用最为普遍。为解决袋装抽取式纸巾的包装问题，降低工人劳动强度，提高生产效率，提升人民使用幸福感以及避免因手工包装导致的细菌残留问题，设计一种能够有效实现抽纸的自动传送、出袋、充填、三角折叠封装、成品输出的全自动包装机刻不容缓。
1.2包装机械的概述
包装机隶属自动机，考虑到被包装物种类多，特点不尽相同，比如护理液的液体灌装、药物、糖果的小颗粒包装等，我们很难对其组成部分进行统一概括。但是通过查看一些包装机械的资料，可找到其组件的共同点。依据共同点将其分解成八大组件，包装机械组成框图如图1.2所示。
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图1.2 包装机械组成框图
（1）包装材料的供送系统：运输包装材料到指定工位；
（2）被包装物品的供送系统：运输被包装物到指定工位；
（3）主传动系统：将相关物品从当前工位顺序运送到下一工位；
（4）包装执行机构：可实现具体包装动作的机构；
（5）成品输出机构：卸下成品的机构；
（6）动力机与传动系统：动力机通常指电机，传动系统则是完成预定动作的装置；
（7）控制系统：确定包装机所有部件协调配合并顺利完成包装。包括对包装动作、包装机械故障与安全等控制；
（8）机身：用于所有零件的安装、固定等，具备一定强度、刚度及稳定性[3]。
1.3包装机的国内外研究现状及发展趋势
包装历史源远流长，人类对包装的使用可以追溯至远古时期。原始社会，用贝壳、树叶来收纳食物；青铜时代，青铜、铁制容器等广泛运用[4]；16世纪至今，包装机械因工业革命涌现出大批新产品、新材料、新技术等。
1.3.1国内典型的包装机械设备
（1）充填机：根据预定的容量、数目、质量等将被包装物充填到包装机中[5]；适用于干料或稠状物的充填，被包装物的特点是体积要求比质量要求更严格[6]。如“粮食、水泥”等包装。量杯容积式充填机其结构如图1.3所示。
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图1.3 量杯容积式充填机
该充填机由供料装置、计量装置和下料装置等组成，可通过量杯的更换实现送料体积的变化。机械结构简易，效率高但精度低。
目 录
1. 绪论1
1.1 课题设计的背景及意义1
1.2 包装机械的概述2
1.3 包装机的国内外研究现状及发展趋势2
1.3.1 国内典型的包装机械设备2
1.3.2 国外包装机械的研究现状及发展趋势4
1.4 本课题设计的主要内容4
1.4.1 初始参数4
1.4.2 主要内容5
2. 总体方案的设计6
2.1设计要求6
2.2工艺分析6
2.3全自动包装机总体方案设计7
2.3.1 总体方案的分析7
2.3.2 总体方案的设计8
3. 传动系统设计17
3.1 抽纸的输送装置17
3.2 电机的选择21
3.3 传动系统的设计22
3.3.1 确定传动装置的总传动比和分配传动比22
3.3.2 计算传动装置运动学和动力学参数22
3.3.3 V带设计计算23
3.3.4 减速器齿轮传动设计计算26
3.3.5 轴的设计31
3.3.6 轴承寿命校核43
3.3.7键的校核45
4.基于Solidworks的低速轴的应力分析47
4.1 基于Solidworks的低速轴的静力学分析47 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
4.2 基于Solidworks的低速轴的疲劳分析48
全文总结50
参考文献51
致谢52
1.绪论
1.1课题设计的背景及意义
在现代化工业生产中，大部分行业，比如“医药、化工、日用品”等，其生产均可归纳成三大环节—原料处理、中间加工和产品包装。由此可见包装是工业生产的基本环节。经济全球化，我国对外贸易稳中有升，为满足商品运输的需求，包装行业高速发展。经过多年的技术积累，该产业已渗透到各行各业。处在养生行业的黄金阶段，人们也开始关注自身健康状况，对于日常频繁接触的卫生用品的使用安全感越来越强烈。卫生用品的包装是间接保证卫生用品安全与否的重要因素。同时，包装机的传动系统是将原动机的运动和动力传递给执行机构以改变包装工位，它直接影响包装机的生产效率及机械结构的复杂程度。故简单有效的传动系统对卫生用品全自动包装机的设计至关重要。根据中国包装联合会调查显示，“2016年，纸包装、塑料包装、金属包装和玻璃包装实现营业总收入7547.2亿元，2023年，包装行业的收入将超过2万亿元，利润总额1334.77亿元”[1]。20182023年包装行业销售收入预测值如图1.1所示。
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图1.1 20182023年包装行业销售收入预测值
根据图1.1看出，包装行业可发展空间巨大。卫生用品种类较多，由卫生部《消毒管理方法》规定可粗略划分六类：女性生理期卫生用品、尿布及其他排泄物卫生用品、皮肤、黏膜卫生用品、隐形眼镜护理用品、其他一次性卫生用品和卫生部规定产品[2]。基于市场观察，发现袋装抽取式纸巾使用最为普遍。为解决袋装抽取式纸巾的包装问题，降低工人劳动强度，提高生产效率，提升人民使用幸福感以及避免因手工包装导致的细菌残留问题，设计一种能够有效实现抽纸的自动传送、出袋、充填、三角折叠封装、成品输出的全自动包装机刻不容缓。
1.2包装机械的概述
包装机隶属自动机，考虑到被包装物种类多，特点不尽相同，比如护理液的液体灌装、药物、糖果的小颗粒包装等，我们很难对其组成部分进行统一概括。但是通过查看一些包装机械的资料，可找到其组件的共同点。依据共同点将其分解成八大组件，包装机械组成框图如图1.2所示。
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图1.2 包装机械组成框图
（1）包装材料的供送系统：运输包装材料到指定工位；
（2）被包装物品的供送系统：运输被包装物到指定工位；
（3）主传动系统：将相关物品从当前工位顺序运送到下一工位；
（4）包装执行机构：可实现具体包装动作的机构；
（5）成品输出机构：卸下成品的机构；
（6）动力机与传动系统：动力机通常指电机，传动系统则是完成预定动作的装置；
（7）控制系统：确定包装机所有部件协调配合并顺利完成包装。包括对包装动作、包装机械故障与安全等控制；
（8）机身：用于所有零件的安装、固定等，具备一定强度、刚度及稳定性[3]。
1.3包装机的国内外研究现状及发展趋势
包装历史源远流长，人类对包装的使用可以追溯至远古时期。原始社会，用贝壳、树叶来收纳食物；青铜时代，青铜、铁制容器等广泛运用[4]；16世纪至今，包装机械因工业革命涌现出大批新产品、新材料、新技术等。
1.3.1国内典型的包装机械设备
（1）充填机：根据预定的容量、数目、质量等将被包装物充填到包装机中[5]；适用于干料或稠状物的充填，被包装物的特点是体积要求比质量要求更严格[6]。如“粮食、水泥”等包装。量杯容积式充填机其结构如图1.3所示。
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图1.3 量杯容积式充填机
该充填机由供料装置、计量装置和下料装置等组成，可通过量杯的更换实现送料体积的变化。机械结构简易，效率高但精度低。
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