毕业设计（论文）半自动圆瓶贴标机的设计（含全套CAD图纸）.doc

全日制普通本科毕业设计半自动圆瓶贴标机的设计SEMI-AUTOMATIC ROUND LABEL MACHINE DESIGN由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，CAD图纸等，联系153893706 学生姓名： 学 号： 年级专业及班级：2008级农机（1）班 指导老师及职称： 学 院: 工学院提交日期：2012年5月全日制普通本科生毕业设计诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文设计作者签名： 2012年 5 月 20 日目 录 摘 要错误！未定义书签。 1前言错误！未定义书签。 1.1研究的目的、意义错误！未定义书签。 1.2国内发展情况3 1.3贴标机种类和特点错误！未定义书签。 2. 总体方案的拟定、比较、选定3 2.1半自动圆瓶贴标机的设计任务书4 2.2功能描述4 2.3原理方案分析4 2.4功能分解与求解5 2.5总体方案设计5 2.6总体布局设计6 3.电动机的选择7 4 传动系统的设计7 4.1 V带的设计计算8 4.2 带轮的结构设计9 5执行机构的设计10 5.1剥离装置的设计10 5.2 粘贴装置的设计10 6 轴的校核与计算11 6.1 轴径的选择11 6.2 轴的结构设计错误！未定义书签。 6.3 轴的强度计算14 7. 轴承的选择15 8. 键的校核15 8.1 键强度的校核15 8.2 轴承寿命的校核15 9.总结15 10.参考文献16 11.致谢17半自动圆瓶贴标机的设计 学 生： 指导老师： 摘要：贴标是产品包装过程中的一个不可缺少的部分，采用机械贴标具有效率高、速度快、粘贴整齐的优点。本设计的目的在于针对企业小规模产品包装的需求，设计一种用于在圆形产品外圆柱面上粘贴标签的半自动贴标机。不干胶贴标有效提高产品贴标的贴附效率，贴附位置准确、质量好、稳定性高，并且避免人工贴标效率低下，贴附歪斜，上胶厚度不均匀和褶皱，有效减少浆糊的浪费，降低贴标人力成本等作用。本设计主要介绍不干胶贴标机的工作原理及主要零部件的设计过程，对其传动系统进行设计比校核。关键词：贴标机；不干胶贴标；半自动；圆瓶； Semi-automatic round label machine designStudentTutor: (College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract: Labeling is the product packaging process of a indispensable part of the mechanical labeling have high efficiency, speed, paste the advantages of neat. The purpose of this design is small for the enterprise product packaging requirements, design for a product in the round YuanZhuMian adhesive labels on the semi-automatic labeling machines. Non-dry tape marking effectively improve products stick mark stick add efficiency, attached with a position accurate, good quality, high stability, and avoid artificial labeling the efficiency is low, the attached with a skewed, adhesive uneven thickness drape, effectively reduce the waste of paste, reduce human cost label role. This design mainly introduces non-dry tape marking machine and working principle of the main parts of the design process, the transmission system design than respectively. Key words: Labeling machines; Non-dry tape marking; Semi-automatic 1、前言 1.1 研究目的与意义随着经济的发展，人们生活水平的提高，每一种流通的商品都需要注明生产日期保质期等相关信息，包装是信息的载体，对商品贴标是实现的途径。在包装 件或产品上加上标签，不仅有美观的作用，更重要的是可以实现对产品销售的追 踪与管理，特别在医药、食品等行业，如出现异常可准确及时的启动产品召回机制。早在上世纪70年代，欧洲等发达国家就开始应用条形码来管理商品。将条形码打印并贴附在产品或者商品上一件繁琐的工作，传统的贴标是靠人工手动贴标，先将打印机打印的条形码标签剥离，然后贴在产品上。不仅工人劳动强度大、 贴标顺序难以一一对应；而且不便于管理、误差较高和造成条形码标签的二次污染。贴标机实际上是一种组合型机械设备， 主要的工作机理就是它能把处在传送带上的标签进行直接印刷出所需要的条形码。印刷装置或应刷机构与贴标机组合成一个整体，通过印刷机构输进圆筒型标签纸，再在传送带上移走，然后把印刷好的标签输进圆筒形标签纸，然后传送带再移走，最终把条形码标签完整的印刷到产品或者包装件上。贴标机可以提高产品贴标的贴附效率，贴附位置准确、质量好、稳定性高；避免人工贴标效率低下，贴附歪斜，上胶厚度不均匀和褶皱等一系列问题，有效减少浆糊的浪费，降低贴标人力成本，提高产品标识美观度，提升产品综合竞争力。贴标机是现代包装不可缺少的组成部分。1.2 国内发展情况中国贴标机的发展过程大概分为三过阶段：1)20世纪80年代末到1994年为第一阶段。这个阶段主要是引进和仿制国外己淘汰的功能不全的贴标机。这一时期圆瓶贴标只需贴二标，这些国产机基本上还可以满足要求。2)从1995年至2001年为第二阶段。此阶段是中国贴标机生产的提升阶段。一是贴标速度的提升；而是贴标功能的提升。从1995年开始，国内各商品生产厂家为了提高产品装潢档次，提出在圆瓶上贴头标和背标。为了适应着一发展趋势，个贴标机生产企业一方面研究在原二标机增设贴头标和背标的功能，另一方面也积极四标贴标机 。3)从2002年至今未第三阶段。这阶段是中国贴标机技术成熟阶段，是中国贴标机历史上的重大转折点。国产贴标机的生产企业在互相竞争的同时，也形成了与国外贴标机生产企业竞争态势，在竞争中提高，在提高中发展，在发展中创新中壮大，逐步完成了一个质的飞跃。 中国贴标机虽然在短短几年间把大部分国外贴标机产品挤去国门，在国内市场上树立了霸主地位，但仍与世界先进的贴标技术有一定差距。原因如下：1、缺少核心技术，产品质量的稳定性提高不大与世界一流产品尚有差距；2、产品品类单一，缺乏系列产品。这也成为我们 不断创新，提高贴标机的自动化水平的动力。 1.3贴标机的分类和特点 贴标机的分型：平面类贴标机实现在工件的上平面、上弧面的贴标签和贴膜，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。 圆瓶类贴标机实现在圆柱形、圆锥形产品的圆周面上贴标签或贴膜，如玻璃瓶、塑料瓶等，可实现圆周、半圆周、圆周双面、圆周定位贴标等功能，主要有立式贴标和卧式贴标两种方式。 侧面类贴标机实现在工件的侧平面、侧弧面贴标或贴膜，如化妆品扁瓶、方盒等，可配套圆瓶覆标设备，同时实现圆瓶贴标。贴标机的分类：产品的型式分为直线式贴标机和回转式贴标机。 贴标机分类： 按照不同的粘胶涂布方式，可以分为不干胶贴标机、浆糊贴标机（上糊贴标机，胶水贴标机）和热熔胶贴标机几类。 按照自动化程度分，可分为全自动、自动、半自动和手动贴标机几类。 按实现不同的贴标功能分，可分为平面贴标机、侧面贴标机和圆周贴标机类。 贴标机主要有：不干胶贴标机，套标机，圆瓶贴标机，啤酒贴标机，半自动贴标机，贴标机，全自动贴标机，自动贴标机，贴标签机，自动粘贴标签机，热熔胶贴标机。这些产品可完成平面粘贴，包装物的单面或多面粘贴，柱面粘贴，局部覆盖或全覆盖圆筒粘贴，凹陷及边角部位粘贴等等不干胶贴标机是指利用卷筒式不干胶标签对包装物进行贴标的机械。干胶贴标机按容器的运行方向可分为立式贴标机、卧式贴标机和倾斜式贴标机等。下面介绍一种立式圆瓶不干胶贴标机。2、总体方案的拟定、比较、选定2.1半自动圆瓶贴标机的设计任务书表1半自动圆瓶贴标机的设计任务书Table 1 The design requirement of semi-automatic round bottle labeling machine编号名称半自动圆瓶贴标机设计单位起止时间主要设计人员设计费用设计要求1功能快速贴标2可靠度整机可靠度达到99.9%3经济成本700元左右4结构形式半自动2.2功能描述根据设计任务书，抽象设计任务，如图1所示2.3原理方案分析半自动圆瓶贴标机机的主要设计要求是主要的工作原理是通过采用机械贴标具有效率高、速度快、粘贴整齐贴标。图1 贴标机的功能构成图Fig l Function structure diagram of labeling machine电动机的输出轴将动力经过减速机传输到执行机构。平面类贴标机实现在工件的上平面、上弧面的贴标签和贴膜，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。 圆瓶类贴标机实现在圆柱形、圆锥形产品的圆周面上贴标签或贴膜，如玻璃瓶、塑料瓶等，可实现圆周、半圆周、圆周双面、圆周定位贴标等功能，主要有立式贴标和卧式贴标两种方式。 侧面类贴标机实现在工件的侧平面、侧弧面贴标或贴膜，如化妆品扁瓶、方盒等，可配套圆瓶覆标设备，同时实现圆瓶贴标。系统工作原理及技术特点分析：原理：在瓶子到达与标签位置向切时，测物电眼发出信号，信号经过处理后，步进电机启动，。当标带经过剥离板时，由于标带上的标签较硬，它不易沿玻璃板急转弯，因此当标带的底纸急转弯时，标签由于惯性继续向前运动，与底纸分离，顺势与输送到位的瓶子粘贴，进入滚贴装置进行滚压，贴到容器瓶上。另外L个测物电眼检测到一个标签完全经过时，发出步进电机停转信号。完成不干胶贴标机的一个贴标工作过程。技术特点：有效提高产品贴标的贴附效率，贴附位置准确、质量好、稳定性高，并且避免人工贴标效率低下，贴附歪斜，上胶厚度不均匀和褶皱，有效减少浆糊的浪费，降低贴标人力成本.2.4功能分解与求解图2 贴标机的功能树Fig 2 Function tree of labeling machine 2.5总体方案设计此处已删除表2 贴标机的形态学矩阵Table 2 The morphological matrix of labeling machine分功能功能解1234A取标方式摩擦取标 剥离取标人工取标B贴标方式人工全自动半自动C传动装置链传动齿轮传动带传动D标签放置标签盒盘类E动力机步进电机交流电机直流电机同步电机通过综合技术、经济、和社会性三个方面确定评价指标，技术指标主要指性能指标具体分为主要性能、运行性能、制造性能指标；经济性指标分为功能/成本比及制造成本两项指标；社会性指标分为外观、人机工程学指标。考虑相对重要的程度，确定加权系数。最终根据评价的结果确定方案为：A2+B3+C3+D2+E2 2.6总体布局设计 根据选定的方案进行总体布局设计，由于机具的动力是来自拖拉机的后备传动轴因此在总体布局时只对机具进行单独的布局，布局完成的草图如下图所示图4 贴标机的草图Fig 4 Sketch of labeling machine3.电动机选择此处已删除， 键的宽度。查表10-17可知，。校核键3x3(N.M) (25) (26) (27) 8.2 校核轴承寿命选用的轴承为深沟球轴承，轴承代号是6007.轴承的寿命可通过下式计算 (28)式中轴承的基本寿命（h） n轴承转速（r/min） 温度系数，见下表，取 C基本额定动载荷（N）取C=33400N 载荷性质系数取 当量动载荷（N） 寿命指数，球轴承，滚子轴承表11 温度系数fTTable11 The size of the straight bevel gear轴承工作温度/C°120125150175200225250300350fT1.00.950.90.850.80.750.70.60.5表12 温度系数载荷性质系数fpTable12 Coefficient of load properties fp载荷性质机械举例fp平稳运转或轻微冲击电动机、空调机、水泵等1.01.2中等冲击机床、起重机、风机等1.21.8严重冲击破碎机机、振动筛、工程机械等1.83.0符合设计要求 5.总结 根据本设计针对贴标机现状及其需求，通过对国内外贴标机发展的研究，研究设计了用于小半径圆瓶贴标的省工省时的半自动圆瓶贴标机。所做主要工作及得出的结论如下：（1）对贴标机原理的理解以及贴标机种类的认识，粗选出能够省时省工的方案。（2）根据所拥有的方案，画出结构示意图。（3）根据给出的主要设计要求，选出电动机，完成传动系统设计（4）对各零件的设计计算以及校核计算（5）画出零件图及其装配图（6）整理资料，撰写设计说明书参考文献1 中国农业机械化科学研究所编.农业机械设计手册（上册）M.机械工业出版 社.1998;2 机械工程手册、电机工程手册编辑委员会编.机械工程手册M.第11卷机械产品（一），机械工业出版社，1982年；3 李宝筏编.农业机械学M.北京：中国农业出版社.20034 颜嘉男，王自强.伺服电机运用技术，北京，科学出版社.20105 王之栎，王大康编.机械设计综合课程设计M，北京：机械工业出版社.20046 濮良贵，纪名刚编，机械设计M，第7版.北京：高等教育出版社20017 吴宗泽，罗圣国编，机械设计课程设计手册M，2版.北京：高等教育出版社1999.8 张淑娟，全腊珍编.画法几何与机械制图M，第一版.北京：中国农业出版社，2007.89 张祖立，程玉来，陶栋材.机械设计基础M.北京：中国农业大学出版社2004.910 刘鸿文编.材料力学M.第四版.北京：高等教育出版社，2004.411 刘景泉编，农机实用手册M北京：人民交通出版社199812 赵韩，黄康，陈科编，机械系统设计M，北京：高等教育出版社2005.313 李自华,柯保康.农业机械学(上册)M.北京:中国农业出版社,2003.14 殷国富，刁燕.机械CAD/CAM技术基础M.武汉，华中科技大学出版社.15 成大先.机械设计手册:第 2 卷.第五版M.北京:化学工业出版社,2008.16 成大先.机械设计手册:第 3 卷.第五版M.北京:化学工业出版社,2008.17 华太年，唐之伟. 机构分析与设计M. 轻工出版社,1985.18 王用道译. 模型化凸轮系统动态综台分析与设计M. 四川科技出版社,1986包装机械设计图册M. 上海科技出版社.19 陈金元. 盘形凸轮机构几何尺寸的计算及计算机辅助设计M. 无锡轻工业学院学报, 1989.20 兰云志，李乐山. 高速贴标机数学模型研究与参数设计M. 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Bodenbearbeitungsgerate und maschinen.VEB verlag technik berein ,1972致 谢本论文是在向阳老师的悉心指导和热情关怀下完成的。通过本次毕业设计使我充分认识到，这次设计其实是综合运用机械设计课程和其它选修课程的知识，分析和解决机械设计上的问题，进一步巩固、加深和拓展所学知识的过程。通过设计实践，我们逐步树立了正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意思，熟悉掌握了机械设计的一般规律，培养了我分析和解决问题的能力。通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，使我进行了全面的机械设计基本技能的训练。另外通过本次设计使我领悟出机械设计的一般过程为:设计准备、传动装置总体设计、传动零件设计计算、装配图设计、零件工作图设计、编写设计说明书等。如果随意打乱这个过程则在设计过程中肯定会走许多弯路。在设计过程中，我们独立完成的同时，要时刻跟指导老师请教与沟通，要掌握设计进度，认真设计。每个阶段完成后后要认真检查，有错误要认真修改，精益求精。毕业设计的每个阶段是相互联系的，设计时，零、部件的尺寸不是完全由计算得出的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件尺寸的因素有很多，随着设计的进展，考虑的问题要更全面和合理，故后阶段设计要对前阶段设计中的不合理结构尺寸要进行必要的修改，设计要边计算、变修改设计计算和绘图交替进行。在设计中要贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、减低成本、缩短设计周期，是机械设计应遵循的原则之一，也是设计质量的一项评价标准。在课程设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规格，尽量采用标准件，并应注意一些尺寸需要圆整为标准尺寸。同时设计中应减少材料的品种和标准件的规格。另外，通过本次设计，使我运用和机械绘图软件的技能得到了很大的提高，也正是运用了先进的绘图软件，才使我整个设计过程大大的简化，设计速度也得到了很大的提高。不能说这次设计时圆满的完成，因为还有一些欠缺考虑的地方，希望得到老师的批评指教，但至少可以视为一个进步，以后还能因此有更大的进步！最后我再次感谢我的指导老师向阳副教授，在我做毕业设计的过程中遇到的各种困难他都及时并且耐心的给我解答，同时我也要感谢我的同学，在遇到困难时他们和我探讨寻找最优方案，同学们和老师的帮助让我受益匪浅在此我表示由衷的感谢。同时也要感谢那些教给我们知识的老师，是他们的孜孜不倦的教诲才使我们掌握了专业基础知识，是我们能够顺利的完成毕业设计。因为本人的能力有限，在设计中难免会有不足之处，希望老师指出并提出宝贵的意见，本人将不胜感激。