易碎品快递包装装置设计说明书范本.docx
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易碎品快递包装装置设计说明书范本
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易碎品快递包装装置设计说明书范本
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毕业设计(说明书)
2017届
题目易碎品快递包装装置设计
专业机械设计制造及其自动化
学生姓名
学号2013082623
指导教师
论文字数9436
完成日期2016.12.25
湖州师范学院教务处印制
诚信声明
本人郑重声明:
本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
我承诺在毕业设计(论文)活动中遵守学校有关规定,恪守学术规范,在本人的毕业设计(论文)内容除特别注明和引用外,均为本人观点,不存在剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,不存在伪造、篡改实验数据。
如有违规行为发生我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。
论文作者签名:
日期:
关于毕业论文使用授权的声明
本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属湖州师范学院。
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如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为湖州师范学院。
本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为湖州师范学院。
论文作者签名:
日期:
指导老师签名:
日期:
关于易碎品包装装置的研究设计
摘要:
本设计通过把泡沫的制作和纸盒的打包结合起来,用石蜡和泡沫加热空气实现泡沫颗粒的再塑形,从而达到完全贴合物品,实现物品的保护。
此过程在机器对物品的纸盒包装期间完成,实现用纸盒打包完成。
让打包和物品的保护一同实现,机械的功能一体化解放物流工作人员的双手,并实现自动化的作业,实现物品的防震防压防变形的自动包装。
该设计主要包括前部分的投放颗粒和摆放物品,中间部分的纸箱包装和后部分的泡沫颗粒加固定形。
关键词:
快递;包装;易碎品;泡沫
Researchanddesignofpackagingdeviceforfragileproducts
Abstract:
Thisdesignthroughthepackagingandcartonmakingfoamcombination,achieveremodelingoffoamparticleswithparaffinandfoamoftheheatedair,soastocompletelyfittheitems,protectionarticles.Thisprocessiscompletedinthemachinetothearticleofthepaperboxpackaging,realizethecomplete.Lettheprotectionofpackagingandgoodstoachievetheintegrationofmechanicalfunctionsoftheliberationofthehandsofthelogisticsstaff.Andrealizetheautomationofoperation.Automaticpackagingforpreventingdeformationofantishockandanticompressionofarticles.Thedesignmainlyincludesthefrontpartoftheparticlesandtheplacementofarticles,themiddlepartofthecartonpackagingandafterthefoamparticleswithafixedshape.
Keywords:
Express;Packaging;Fragilegoods;Foam
TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc9547第1章绪论PAGEREF_Toc95471
1.1选题意义1
HYPERLINK\l_Toc115171.2设计解决的问题PAGEREF_Toc115171
HYPERLINK\l_Toc139421.3设计时注意的问题PAGEREF_Toc139421
HYPERLINK\l_Toc201091.3.1具有足够的吸力PAGEREF_Toc201091
HYPERLINK\l_Toc261661.3.2保证工件准确定位PAGEREF_Toc261661
HYPERLINK\l_Toc182071.3.3具有足够的强度和刚度PAGEREF_Toc182072
HYPERLINK\l_Toc23434第2章总体方案确定PAGEREF_Toc234343
HYPERLINK\l_Toc97142.1设计内容PAGEREF_Toc97143
HYPERLINK\l_Toc84702.2主要结构PAGEREF_Toc84703
HYPERLINK\l_Toc216372.3机构的初步设计PAGEREF_Toc216373
HYPERLINK\l_Toc28629第3章结构的设计与计算PAGEREF_Toc286295
HYPERLINK\l_Toc206023.1传送带的设计PAGEREF_Toc206025
HYPERLINK\l_Toc236763.1.1托辊的布置PAGEREF_Toc236765
HYPERLINK\l_Toc75773.1.2托辊的尺寸及受力分析PAGEREF_Toc75775
HYPERLINK\l_Toc152603.2漏斗的设计PAGEREF_Toc152607
HYPERLINK\l_Toc10013.3带轮的设计PAGEREF_Toc10017
HYPERLINK\l_Toc178603.4齿轮齿条的设计PAGEREF_Toc178609
HYPERLINK\l_Toc180153.5电机的选择PAGEREF_Toc1801516
3.6电机座的设计15
HYPERLINK\l_Toc7855第4章其他零部件的选择PAGEREF_Toc785517
HYPERLINK\l_Toc181824.1弹簧的选择PAGEREF_Toc1818217
HYPERLINK\l_Toc324124.2轴承的选择PAGEREF_Toc3241218
HYPERLINK\l_Toc145174.2.1轴承的选择原则PAGEREF_Toc1451718
HYPERLINK\l_Toc204314.2.2选择轴承PAGEREF_Toc2043119
HYPERLINK\l_Toc170274.3气缸的选择PAGEREF_Toc1702719
HYPERLINK\l_Toc162304.3.1气缸的选用原则PAGEREF_Toc1623019
HYPERLINK\l_Toc98014.3.2选用气缸PAGEREF_Toc980119
HYPERLINK\l_Toc13106第5章易碎品快递包装装置使用说明及注意事项PAGEREF_Toc1310621
HYPERLINK\l_Toc205375.1易碎品快递包装装置的固定PAGEREF_Toc2053721
HYPERLINK\l_Toc105535.2易碎品快递包装装置的安装PAGEREF_Toc1055321
HYPERLINK\l_Toc10457第6章结论23
HYPERLINK\l_Toc25209参考文献24
HYPERLINK\l_Toc23348致谢25
HYPERLINK\l_Toc32735附录图纸列表26
第1章绪论
当今时代,网络的发展和人民生活水平的提高,在网上购物越来越盛行,人们喜欢在网上购物,因为网上的物品价格低廉,种类全,交易方便。
随着人们在网上买越来越多的东西,他们对于好的快递包装是否能安全的保护他们所购买的商品持有怀疑态度[1]。
本文所设计的机器是用于易碎品的包装。
易碎品包装装置,用熔融的泡沫颗粒将易碎品完全包裹起来,使易碎品不会因为受到挤压而破裂变形。
让科技走进人们的生活,现在的快递公司有些拒绝接受易碎品,有了易碎品包装装置,能促进快递业的发展,也能促进人们网上购物的保障[3]。
1.1选题意义
现在很多快递公司都拒绝接受易碎品的运输,而且易碎品破损的现象还是很多。
通过研究发现,快递员通过上门收件收取一定的提成,所以有些快递员即使知道里面是易碎品,也会接收并帮消费者快递并且不会在外包装上标明“易碎品”字样或标志,还有一部分快递员工在包装时比较随意,加重了易碎品“易碎”的倾向。
所以,在易碎品方面,快递公司的态度是谨慎又谨慎近年来,随着电商的不断壮大和互联网在中国的迅速普及,作为电商的基础---快递业也迅速发展壮大,如今我国快递业仍处于快速发展期。
但是快递业不可避免的服务缺陷。
在易碎物品的包装运输方面,至今快递业仍然没有统一的方案,包装方案多,质量参差不齐,包装填充物价格昂贵,包装耗费时间,所以说在中国快递行业这方面基本属于空白。
1.2设计解决的问题
熟悉易碎品快递包装装置的各部分功能与作用,对传送带棍子的设计与计算,和主要受力元件的校核,解决实际使用过程中会出现的问题,并进行创新。
设计任务是将纸箱放入装置中,由装置进行对纸箱的开箱,封底,放入石蜡泡沫与易碎品,封箱,再到热空气处理的过程,要求能完成自动开箱、放料、封箱和吹热空气。
1.3设计时注意的问题
1.3.1具有足够的吸力
在纸箱开箱过程中,要确定纸箱的重量能被吸盘所吸住不会发生位移或掉落,要确保纸箱到达指定位置,还要考虑到纸箱会不会因吸盘吸力太大而发生变形。
1.3.2保证工件准确定位
每一个步骤都是由装置自动完成,所以要确保纸箱在进行每一道工序时都能到达指定位置,防止因为纸箱位置发生变化而引起出现故障。
1.3.3具有足够的强度和刚度
强度和刚度是装置平稳运行的先前条件也是必要条件。
第2章总体方案确定
2.1设计内容
本设计是要设计一个可以包装易碎品的包装装置。
利用石蜡包裹泡沫颗粒,石蜡受热易熔,再在物品的形状下冷却凝固定形,就形成泡沫板保护物品,主要工作流程:
利用传送履带将包装纸盒传送到指定位置,开启上方填充仓阀门,使一部分泡沫铺满底部,然后放入被包装物品。
再次开启填充仓阀门,填满包装箱后,将包装箱送入打包位置,进行打包,完毕以后向包装箱内鼓入热空气使石蜡热熔。
撤去鼓风机,使石蜡凝固包装即完成。
易碎品快递包装装置适用快递行业使用,并且具有以下优点:
1.实用,可包装各个形状的易碎品
2.经济实惠,制作成本低,价格便宜
3.不仅节省人力,而且快速加工,方便生活
2.2主要结构
本设计由以下部分组成:
开箱封底装置、输送石蜡泡沫、输送易碎品、纸箱上部分封箱、热空气鼓入成型。
2.3机构的初步设计
1、吸盘的初步设定
本结构所使用的吸盘基于可跟换的原理,四个吸盘正好吸住纸箱,在通过气动元件把纸箱拉出来,途中保证吸盘不会因纸箱所受力而脱落[4]。
2、传送带的初步设定
本设计中传送带主要来运输纸箱,所以要根据纸箱结构来进行设计,途中传送带要承受纸箱上的作用力,保证传送带有足够的动力,不会打滑,也不会发生变形[5]。
传送带直接的衔接恰当,不会使纸箱落入传送带之间的空隙而发生纸箱不往前运行。
3、动力机的初步选择
生产生活中能够提供动力的东西有很多种,例如:
电动机,液压油缸,包括自然界中的风,光,水等等。
本设计中选用电动机作为动力机,电动机是机械结构设计中最普遍的动力提供原件。
4、机架的初步设定
本设计中的机架结构比较复杂,基本为焊接结构,准备一些50mmx50mm,长度适当的型材,根据设计的尺寸来焊接整个机架[6]。
5、基本参数确定
要求满足最大加工尺寸为长360mm,宽260mm,高180mm的纸箱,机架最高可达1220mm,传送带工作每分钟120转,可加工物料30kg,所用功率为0.8kW。
2.4方案的选择
本设计提供a,b两种方案对比
图2-1两种易碎品包装装置
如图2-1所示,结构a的需要空间大,但成流水线布置,方便操作。
结构b虽然结构紧凑,占用空间小,但是操作不方便,维修也不方便,而且结构b送料与纸箱上部分封箱机构中,纸箱由先前纵向进入要变成横向进入再转成纵向,结构更加复杂。
所以综合上面几部分考虑,本次设计选用方案a。
第3章结构的设计与计算
3.1传送带的设计
3.1.1托辊的布置
纸箱的基本尺寸为,重量为140g,由于制造中可能存在误差,所以取重量为。
填充的泡沫石蜡颗粒重量为,易碎品重量最大为,设计传送带由2根托辊支撑,所以每根托辊承受的力为:
纸箱长度为,所以托辊之间的距离为:
;
纸箱宽度为,所以托辊两支撑之间的距离为;
3.1.2托辊的尺寸及受力分析
托辊两端的支撑力为:
所以,托辊的受力如下图所示:
图3-1托辊受力
由受力分析图可知,均布载荷,
所以;(3-1)
弯矩图如下:
0.0035
图3-2弯矩
假设托辊的转速为,取转速为时,进行校核。
取该托辊的转动功率为。
所以,外力偶矩[7],由可知,
,所以扭矩图如下:
63.7
图3-3扭矩图
根据第三强度理论进行校核,强度条件为:
。
托辊材料为,查表得(机械设计书15-1)许用应力为,由机械设计书[8]公式得,,所以,查机械设计手册[9]得,取。
由于托辊上要放置轴承,需要套筒来进行固定,所以设计成阶梯型,固。
图3-4托辊尺寸图
3.2漏斗的设计
在实际生产中使用最多的就是圆形的方形的与多边形的漏斗。
本次设计考虑到泡沫颗粒的数量与机架的配合,方形漏斗更为方便。
在漏斗的设计中,根据安息角的定义,只需取底角大于物料的安息角[10]就行。
所以就有公式计算
(3-2)
式中:
-方形漏斗的长边,:
-方形漏斗的短边,;
-物料的安息角,度;
-方形漏斗下料倾角。
根据本设计的漏斗尺寸,初步定为。
查泡沫颗粒的安息角为。
所以代入上述公式得。
根据加工方便程度,选取。
根据机架材料的结构尺寸与泡沫颗粒下放速度无硬性要求,方形漏斗底部的下料口直径取,厚,长。
3.3带轮的设计
主动轮转速,传递功率为,从动轮转速,载荷平稳
中心距约为,每日工作8小时。
1.确定主动轮、从动轮直径
(3-3)
由带传动和链传动设计手册[11]表2-12得,取接近的主动轮基准直径。
根据传动比
则从动轮基准直径,由带传动和链传动设计手册表2-12、表2-13取标准值。
此时传动比(3-4)
(3-5)
验算带速(3-6)
2.确定传动中心距
中心距范围:
(1)按初步选定的中心距计算带的长度
(3-7)
取。
(2)实际中心距
(3-8)
3.验算从动轮包角
(3-9)
包角在允许范围内。
4.验算曲挠次数
(3-10)
5.确定设计功率
根据,由由带传动和链传动设计手册表3-8查的工况系数,所以
(3-11)
6.计算带的截面积、带宽、作用在轴上的力
(1)带的截面积A
根据由带传动和链传动设计手册表2-9确定胶帆布平带单位截面积传递的额定功率
(3-12)
(2)带厚
选用胶帆布平带,7层,带厚。
(3)带宽
(3-13)
取带宽为。
(4)轴压力(取)
(3-14)
(5)平带传动的设计计算结果
平带传动的设计初始条件及计算结果见表3-1。
表3-1平带传动的设计初始条件及计算结果
3.4齿轮齿条的设计
1.选择材料、热处理方式和公差等级
(1)材料选择
查机械设计书表10-1得,齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度280HBS,齿条材料为45钢(调质),齿面硬度280HBS。
(2)热处理方式
齿轮齿条均用调质处理
(3)公差等级
查机械设计书表10-6得,选用7级精度
(4)齿轮齿数为
2.按齿面接触疲劳强度设计
(1)齿轮分度圆直径,即
(3-15)
1)确定公式中的各参数值
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①试选
②计算齿轮传递的扭矩。
(3-16)
=3\*GB3\*MERGEFORMAT③查机械设计书表10-7选取齿宽系数。
=4\*GB3\*MERGEFORMAT④查机械设计书图10-20,得
⑤由机械设计书表10-5查得材料的弹性影响系数。
⑥计算接触疲劳强度用重合度系数
(3-17)
(3-18)
(3-19)
⑦计算接触疲劳许用应力[]
查机械设计书图10-25d得,齿轮接触疲劳极限
计算应力循环次数:
(3-20)
查机械设计书得,接触疲劳寿命系数
取失效概率为1%、安全系数s=1,由得,
(3-21)
计算小齿轮分度圆直径(齿轮齿条设计中,传动比无穷大,所以为1)
(3-22)
(2)调整齿轮分度圆直径
1)计算实际载荷系数前的数据准备
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①圆周速度v
(3-23)
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②齿宽b
(3-24)
2)计算实际载荷系数
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①查机械设计书表10-2,得使用系数。
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②根据,7级精度,查机械设计书图10-8得,
=3\*GB3\*MERGEFORMAT③齿轮的圆周力
(3-25)(3-26)
查机械设计书表10-3得齿间载荷分配系数
=4\*GB3\*MERGEFORMAT④查机械设计书表10-4,用插值法得,7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,
则载荷系数为
(3-27)
3)按实际载荷系数算得的分度圆直径
(3-28)
及相应的齿轮模数
(3-29)
3.按齿根弯曲疲劳强度设计
(1)试算齿轮模数
(3-30)
1)确定公式中各参数值
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①试选载荷系数
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②计算弯曲疲劳强度的重合度系数
(3-31)
③计算
查机械设计书图10-17得齿形系数
查机械设计书图10-18得应力修正系数
查机械设计书图10-24c得齿轮齿根弯曲疲劳极限为。
查机械设计书图10-22得弯曲疲劳寿命系数
取弯曲疲劳安全系数s=1.4,由得
(3-32)
(3-33)
取
2)试算模数
(3-34)
(2)调整齿轮模数
1)计算实际载荷系数前的数据准备
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①圆周速度v
(3-35)
(3-36)
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②齿宽b
(3-37)
=3\*GB3\*MERGEFORMAT③齿高h及宽高比b/h
(3-38)
(3-39)
2)计算实际载荷系数
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①根据,7级精度,查机械设计书图10-8查得动载系数
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②由,
查机械设计书表10-3得齿间载荷分配系数
=3\*GB3\*MERGEFORMAT③查机械设计书表10-4用插值法查得,结合查本书图10-13,得.则载荷系数为
(3-40)
3)按实际载荷系数算得的齿轮模数
(3-41)
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,从满足弯曲疲劳强度出发,从标准中就近取,为了同时满足接触疲劳强度,需按接触疲劳强度算得分度圆直径来计算小齿轮的齿数。
即,取。
4.几何尺寸计算
(1)计算齿轮的分度圆直径
(3-42)
(2)计算齿轮宽度
(3-43)
因为是齿轮齿条设计,本设计中齿轮齿条受力很小,所以取
5.强度校核
(1)齿面接触疲劳强度校核
(3-44)
、和、等均产生变化,应重新校核齿轮强度,以明确齿轮的工作能力。
1)查机械设计书图10-20得
2)计算接触疲劳强度用重合度系数
(3-45)
(3-46)
(3-47)
3)计算载荷系数
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②:
(3-48)
查机械设计书图10-8得动载荷系数
=3\*GB3\*MERGEFORMAT③:
齿轮圆周力
(3-49)
(3-50)
查机械设计书表10-3得齿间载荷分配系数
④查机械设计书表10-4,用插值法得,7级精度,齿轮相对支承非对称布置时,
则载荷系数
(3-51)
所以
(3-52)
满足齿面接触疲劳强度条件
(2)齿根弯曲疲劳强度校核
(3-53)
1)计算弯曲疲劳强度的重合度系数
(3-54)
2)计算,
查机械设计书图10-17得齿形系数
查机械设计书图10-18得应力修正系数
3)计算
=1\*GB3\*MERGEFORMAT①
=2\*GB3\*MERGEFORMAT②:
(3-55)
根据,7级精度,查机械设计书图10-8查得动载系数
=3\*GB3\*MERGEFORMAT③:
由
(3-56)
(3-57)
查机械设计书表10-3得齿间载荷分配系数
=4\*GB3\*MERGEFORMAT④查机械设计书表10-4用插值法查得.则载荷系数为
(3-58)
所以根据
(3-59)
满足齿根弯曲疲劳强度要求
6.主要设计参数
齿数,模数,压力角,齿宽,齿轮选用40Cr(调质),齿轮按7级精度设计。
3.5电机的选择
已知转速,额定功率为,根据需要查步进电机选用,选定电机型号Y90S-4,具体数据见表3-2。
表3-2Y90S-4电机数据
3.6电机座的设计
本次设计涉及到的电机座有叶片电机座和带轮电机座两个。
叶片电机座根据电机底座的尺寸来设计。
电机底座的尺寸为88×76mm,所以电机座上部分的尺寸设计为128×80mm,电机座使用M6的六角螺栓,所以下部分的尺寸设计为188×80mm,电机座厚度为10mm,高度为148mm,具体设计尺寸见附图KDBZ-00-4
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