1、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提交日期：2012 年 5 月6湖南农业大学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
2、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 31.3 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 32.1 半自动圆瓶贴标机的设计任务书 42.2 功能描述 42.3 原理方案分析 42.4 功能分解与求解 52.5 总体方案设计 52.6 总体布局设计 63.电动机的选择 .74 传动系统的设计 .74.1 V 带的设计计算 84.2
3、 带轮的结构设计 .95 执行机构的设计 .105.1 剥离装置的设计 .105.2 粘贴装置的设计 106 轴的校核与计算 116.1 轴径的选择 116.2 轴的结构设计 错误！未定义书签。6.3 轴的强度计算 1467. 轴承的选择 .158. 键的校核 .158.1 键强度的校核 158.2 轴承寿命的校核 159.总结 1510.参考文献 .1611.致谢 .171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
4、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 designStudent:liTutor(College of Engineering, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abst
5、ract: 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
6、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 thickne
7、ss 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 markin
8、g; Semi-automatic21、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
9、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
10、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，
11、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3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
12、 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
13、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
14、 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
15、。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42.1 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
16、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。 5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
17、瓶、方盒等，可配套圆瓶覆标设备，同时实现圆瓶贴标。此处已删除)(2.015936MPandWTT(19)式中T扭转切应力 )(Pa；轴所受的扭矩 mN；T轴的抗扭截面系数 )(3；n轴的转速 in)/(r；p轴传递的功率 kw；T许用扭转切应力 )(MPa，轴材料为 45 钢，由机械设计基础表 14-3，查得 T值为 403，代入数据计算得6639.510.2TPMaWdn(20)T ，故轴的扭转条件符合要求。根据弯扭合成强度条件 )()(122 PaTMbeeb (21)式中eb轴的计算应力 )(Pa；轴所承受的弯矩 mN；T轴所承受的扭矩 )(；W轴的抗弯截面系数 3；b1对称循环变应力时
18、轴的许用弯曲应力，轴材料为 45 钢，调质处理，由机械设计基础9表 14-5，查得 MPab601；应力校正系数，根据以上所得数据及轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 6.0，代入数据计算得22()1760gbMTPaW(22)所以原设计强度足够。7、轴承的选择1）选择轴承类型：由于该轴的转速高，而轴向载荷相对于径向载荷有较小，故选择深沟球轴承。又由于轴颈直径 d=10mm,所以选轴承型号为 6000。查机械设计手册得 C=4580N， =1980N0C8、键的校核8.1、键强度的校核根据强度校核公式 PdklT3102(23)b(24)式中T传递的转矩 )(mN；7d轴的直径 )(
19、m；l键的工作长度 ；k键与轮毂的接触高度 )(， hk5.0，b键的宽度 )(。查表 10-17 可知， ， MPa9。PaP1502校核键 3x3(N.M) (25) 0.2941.0Tn(26) 3218PPdkl(27) 3()Mab 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)366101040152.7ThPpfCL hnF式中 轴承的基本寿命（ h）10hn轴承转速（r/min）温度系数，见下表，取Tf 1TfC基本额定动载荷（N）取 C=33400N载荷性质系数取pf 2pf当量动载荷（N）F寿命指数，球轴承 ，滚子轴承33
20、/10表 11 温度系数 fTTable11 The size of the straight bevel gear轴承工作温度/C 120 125 150 175 200 225 250 300 350fT 1.0 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.6 0.58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.
21、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
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23、.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 1998912 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
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27、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
28、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，
29、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11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。
