根據(jù)茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)參數(shù)和功能要求，分析自動(dòng)裝盒機(jī)的工藝流程，繪制總體布局圖，編制工作循環(huán)圖，并設(shè)計(jì)主傳動(dòng)系統(tǒng)方案。

1、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)參數(shù)

生產(chǎn)能力: 80-110盒/分鐘

紙盒尺寸:見(jiàn)表1-1所示

說(shuō)明書(shū)尺寸: （90~200）*（150~250） mm

紙盒要求: 200~450克/平方米

說(shuō)明書(shū)要求: 50~60克平方米

2、功能要求

本方案是對(duì)多用全自動(dòng)裝盒機(jī)而設(shè)計(jì)的，又叫盒成型-充填-封口機(jī)， 主要用于包裝袋裝茶葉。為了增加裝盒機(jī)的使用范圍，根據(jù)內(nèi)裝物的形狀、體積、個(gè)數(shù)的變化，允許紙盒規(guī)格有一定選擇范圍。在更換產(chǎn)品時(shí)，只需調(diào)節(jié)有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)即可（包括紙盒撐開(kāi)供送、內(nèi)裝物與紙盒的傳送、折舌封口、成品輸出等）。并且具有自鎖控制功能:沒(méi)有說(shuō)明書(shū)不吸紙盒；沒(méi)有紙盒不推被包裝物；傳送鏈上沒(méi)有被包裝物機(jī)器暫停運(yùn)行，當(dāng)被包裝物恢復(fù)供應(yīng)后機(jī)器自動(dòng)重新運(yùn)行；連續(xù)沒(méi)有紙盒供應(yīng)自動(dòng)停機(jī)；連續(xù)沒(méi)有說(shuō)明書(shū)自動(dòng)停機(jī)。

本方案以圖1-1所示規(guī)格的紙盒為基本參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)。包裝盒規(guī)格:紙板定量大于225g/m2，厚度為0.1mm的紙材。臥式包裝盒尺寸長(zhǎng)L 107 mm

寬W 106mm、高H 60mm。包裝盒為管式折疊紙盒。

3、工藝分析

3.1機(jī)器類(lèi)型的選擇

常用的工位類(lèi)型有單工位和多工位:單工位的包裝機(jī)是所有的工序都集中在一個(gè)工位中，當(dāng)一個(gè)物品包裝完成，下一件物品才能進(jìn)行包裝；多工位包裝機(jī)是物品從輸入到輸出，必須經(jīng)過(guò)不同的工位，不同的包裝工序在不同的工位上完成。茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)雖生產(chǎn)批量較小，但是包裝動(dòng)作較復(fù)雜，因此為了提高生產(chǎn)效率，采用多工位包裝機(jī)，將各個(gè)包裝操作環(huán)節(jié)分散在不同的工位上?，F(xiàn)有的裝盒機(jī)一般采用以下2種運(yùn)動(dòng)形式:

1）間歇步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，包裝操作主要在物品靜止時(shí)完成，但是這種方式的慣性力和沖擊現(xiàn)象不適應(yīng)于大型物品的包裝。

2）連續(xù)式盒成型-推入式充填-封口機(jī)，這種方式適用于物品和主傳動(dòng)系統(tǒng)作連續(xù)等速運(yùn)動(dòng)時(shí)。

茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)主要是用于包裝一些小型物品，因此為了簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，減小機(jī)械的體積、降低成本，我們選用間隙式運(yùn)動(dòng)方式。

綜上所述，我們采用多工位、間歇運(yùn)動(dòng)型機(jī)器。

3.2工藝路線(xiàn)圖

工藝路線(xiàn)包括包裝材料、被包裝物品的供送路線(xiàn)和輸出路線(xiàn)。多工位包裝機(jī)常見(jiàn)的工藝路線(xiàn)有:直線(xiàn)型、圓弧型、組合型。根據(jù)裝盒機(jī)工藝流程，結(jié)合茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)的設(shè)計(jì)要求，選用直線(xiàn)型工藝路線(xiàn)，工位數(shù)有9個(gè)，具體路線(xiàn)圖如圖1-2所示。

4、總體布局

包裝機(jī)械中的組件、部件在整個(gè)機(jī)械中都應(yīng)有合理的空間相對(duì)位置。茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)的總體布局圖如圖2-3所示。本機(jī)采用全封閉式框架結(jié)構(gòu)，主要部件有料倉(cāng)，紙盒開(kāi)盒成型機(jī)構(gòu)，分立式擋板紙盒輸送鏈，分立式擋板內(nèi)裝物輸送鏈，推料機(jī)構(gòu)，封盒機(jī)構(gòu)，說(shuō)明書(shū)折疊機(jī)構(gòu)，成品輸出與不合格品剔除機(jī)構(gòu)、編碼打印、自動(dòng)控制、吸盤(pán)抽真空系統(tǒng)等。

5、工作循環(huán)圖

包裝機(jī)械中，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是多樣的，要使各機(jī)構(gòu)自動(dòng)可靠地完成包裝操作，每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須按照給定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，并且相互之間要協(xié)調(diào)配合，按- -定步驟依次進(jìn)行。因此，為了縮短循環(huán)周期，提高工作效率，在自動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)中，循環(huán)圖的繪制是必不可少的。

5.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作配合要求

圖1-3為本設(shè)計(jì)總體機(jī)構(gòu)圖，主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有開(kāi)盒擺桿機(jī)構(gòu)（包括擺桿和吸盤(pán)）、紙盒傳送裝置（傳送鏈）、內(nèi)裝物傳送裝置（傳送鏈）、推料機(jī)構(gòu)（推桿）、封盒機(jī)構(gòu)（折底蓋小舌、折頂蓋小舌、折頂蓋和底蓋插舌、插頂蓋和底蓋、壓蓋）。

開(kāi)盒擺桿機(jī)構(gòu):間歇運(yùn)動(dòng)，吸盤(pán)隨開(kāi)盒擺桿做往復(fù)擺動(dòng)。靜止時(shí)完成紙盒從料倉(cāng)中取出及紙盒的開(kāi)盒成型的動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)盒擺桿回到初始位置。紙盒傳送裝置:間歇運(yùn)動(dòng)，當(dāng)紙盒被傳送到下一工位時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，方便相應(yīng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行包裝操作。

內(nèi)裝物傳送裝置:間歇運(yùn)動(dòng)，當(dāng)內(nèi)裝物被傳送到推料機(jī)構(gòu)所在位置時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，將內(nèi)裝物推入紙盒中。

推料機(jī)構(gòu):間歇運(yùn)動(dòng)，內(nèi)裝物與紙盒處在合適位置時(shí)，推料桿前進(jìn)，完成后退回到初始位置。

封盒機(jī)構(gòu):折底蓋小舌、折頂蓋小舌、壓蓋是在紙盒運(yùn)動(dòng)時(shí)完成，折頂蓋和底蓋插舌、插頂蓋和底蓋是在紙盒靜止時(shí)完成。

各執(zhí)行機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該相互協(xié)調(diào)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間盡量重疊，便于縮短周期，提高效率。

5.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程時(shí)間和速度

在包裝機(jī)械中，對(duì)于具體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，完成一一個(gè)物品包裝的全部工作運(yùn)動(dòng)時(shí)間和空程運(yùn)動(dòng)時(shí)間（包括停止）是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期，簡(jiǎn)稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)周期T。

通常包括三個(gè)部分:

T=T1+ T2+ T3

其中: T1——工作運(yùn)動(dòng)時(shí)間

T2——空程運(yùn)動(dòng)時(shí)間

T3——停止時(shí)間

已知本方案所設(shè)計(jì)的茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)能力為80~110盒/分鐘，我們以更低生產(chǎn)能力來(lái)確定運(yùn)動(dòng)周期。包裝一件物品所需的時(shí)間為60+80=0.75s，因此一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期T=0.75s.

5.3繪制工作循環(huán)圖

根據(jù)茶葉自動(dòng)裝盒機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和它們的配合要求，繪制工作循環(huán)圖。本設(shè)計(jì)選取直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，取水平軸表示一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期，將各個(gè)執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)狀況分別表示出來(lái)。如圖1-4所示，從中可以看出機(jī)械中各執(zhí)行結(jié)構(gòu)式以怎樣的順序?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行加工。

6、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

動(dòng)力系統(tǒng)常采用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)類(lèi)比調(diào)查法，確定本包裝機(jī)選擇YL90L-4單相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為1.5KW，額定速度比為1420RMIN，電壓為220V，頻率為50Hz。 而傳動(dòng)系統(tǒng)是將電動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，通過(guò)分配軸，傳送給個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

如圖1-5所示為分配軸傳動(dòng)簡(jiǎn)圖，電動(dòng)機(jī)1經(jīng)帶傳動(dòng)至蝸輪蝸桿減速器2，減速器通過(guò)分配軸將動(dòng)力輸出。分配軸上有開(kāi)盒擺桿1、傳送鏈（包括紙盒傳送鏈3和內(nèi)裝物傳送鏈2）、折底蓋小舌裝置4、折項(xiàng)蓋小舌裝置5、 封盒機(jī)構(gòu)6和7。

已知要求自動(dòng)裝盒機(jī)的生產(chǎn)能力為80~110盒/分鐘，所以確定分配軸的轉(zhuǎn)速可在80~110R/MIN范圍內(nèi)無(wú)極調(diào)速。

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1420RMIN，則總的傳動(dòng)比i為

i= 1420/（80~110）=13~17.75

因而，電動(dòng)機(jī)到分配軸的降速比在13~17.75內(nèi)調(diào)節(jié)，為此我們采用蝸輪蝸桿降速。