装配图1
摘要
罐头食品拥有携带简易、食用起来方便的特点。因为不受季节和地域的限制，所以随时可供给消费者食用，并且不需要冷藏。随着罐头需量的逐渐增加，生产力的不断提高，在罐头装箱的环节自动化装箱机代替手工装箱已成必然。
装配是机械制造中手工劳动较多的工序之一，在一般的装配工序中可采用具有柔顺性的装配机器人进行工件传递、抓娶相配合零件的插入的工作，以实现自动化装配。
当前，我国包装机械行业正受到国际金融危机的影响和国际竞争的挑战，以价格竞争的销售策略已经不能显现企业的优势。抓住机遇，调整产品结构，以高科技产品提升企业竞争力是未来我国包装机械行业应对危机和挑战的唯一出路。面对我国装箱机的市场需求，包装机械企业应重点开发一批具有国际先进水平的全自动，多功能，节能，环保的现代花装箱机，提高国产装箱机的市场竞争力。专家指出，在开发装箱机产品中一定要充分体现出高效，高精，智能化，标准化，模块化，弹性化且具有多种切换功能，可拆卸以及节能，环保的设计理念。在引进，消化，吸收的基础上，开发出具有自主知识产权的国产品牌。
大多数装箱机是采用气动装置来实现操作的，此次装箱机的设计主要包含动作的机构部分、吸盘、控制部分、动力源。由带制动的电机驱动，使其完成装箱运转。通过独特的双四连杆机构，使罐头的升高和降落运动平稳准确。通过吸气、排气及电控等方式把罐头准确、可靠地放到箱子里。本机在工作过程当中，起步和终止均缓慢平稳，中途运动较快，缩短非工作时间，提高生产效率。
罐头和箱的进出、定位、装运动作，安作保护均由PLC控制。
关键词：装箱机；吸盘；连杆
目录
第一章设计背景及方案的选择和确定1
1.1设计背景1
1.2方案的选择3
第二章传动机构的设计6
第三章动力系统的选择8
3.1电机的选择8
3.1.1电动机类型和结构型式选择8
3.2气缸的选择10
3.2.1气缸的相关参数的介绍10
3.2.2工作压力如何确定11
3.2.3气缸的安装方式11
3.2.4确定气缸类型12
3.2.5确定缸盖与缸筒之间的连接形式12
3.2.6确定气缸类型13
3.2.7确定气缸管道内径13
3.2.8升降气缸的选择15
3.2.9导向套15
第四章附件的选用及控制电路的设计16
4.1附件的选用16
4.1.1热继电器的选择16
4.1.2熔断器的选择16
4.1.3接触器的选择17
4.2控制电路的设计18
4.2.1电气控制相关内容18
4.2.2 PLC部分的设计19
第五章轴的设计与轴的校核计算21
5.1轴的设计21
5.1.1估算轴径21
5.1.2求作用在齿轮上的力21
5.2轴的校核计算22
5.2.1按扭转强度条件校核22
5.2.2弯扭合成强度条件校核23
结论25
致谢27
参考文献30
方案的选择
装配在机械制造的过程中相比其他是手工劳动相对较多的工序之一。而且由于技术上存在一定的复杂性，实现它的自动化非常难，尤其是在那种多品种、小批量的生产中能够实现其自动化装配对技术上的要求也会更高。在平常的装配工序中一般采用具有一定柔顺性的装配机器人去进行工件的抓娶传递、相配合零件的插入工作，从而实现其自动化装配。
设计大体分四部分：传动部分、电控部分、电机的选择、吸盘的选择。
方案一：
传动部分：气压传动
电控部分：单片机
电机的选择：伺服电动机
吸盘的选择：电磁铁吸盘
方案二：
传动部分：机构传动
电控部分：可编程控制器
电机的选择：交流调速电动机
吸盘的选择：气动吸盘
方案三:
传动部分:液压传动
电控部分:电机控制器
电机的选择:步进电动机
吸盘的选择：真空式吸盘
方案的选择
在传动部分，方案一是采用气压传动，方案二是采用机构传动，方案三是采用液压传动。
相比较，气动特点：（1）以空气作为工作介质，取之不竭，用之有余，用后的空气可直接排到大气中，不会让环境受到污染。（2）工作环境的适应性很好，尤其适用在那种易爆炸、易燃烧以及多尘埃、辐射、强磁、振动、冲击等机器劣质的环境中。（3）系统的定位困难。（4）气动元件结构简单，便于加工制造，使用寿命长，可靠性高。（5）空气的黏度很小，只有液压油的万分之一，流动阻力小，所以便于集中供气，中、远距离输送。机构得传动特点：（1）工作效率非常高。（2）定位十分准确。（3）工作的噪音特别大，尤其是排气时，需要加消音器。液压传动特点:液压工作压力比较大，工作系统稳定，调节方便，但液压系统安装和维护成本比较高。综合个条件比较，应该选择机构传动这一方案。
在电控部分，方案一是采用单片机虽然能耗低、成本低，经济实惠，并且高集成度，体积校但是由于单片机的硬件制作质量和抗干扰措施很难达到较高的标准，环境的适应性较差。用单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。
可编程控制器是目前工控界发展最为迅速的工业自动化控制产品，该产品在国内外被广泛的应用于自动化领域内。可编程控制器体积孝抗干扰能力强、运行可靠，可以直接装入强电动力箱内使用，并且功能齐全、配套齐全，功能完善，适用性强运算能力强、编程简单直观，深深的受到各阶层使用者的喜爱。电机控制器抗电子干扰及抗震动性能强，但应用不是特别广泛，成本比较高，因此可以选择方案二。
在电机选择上，三种电机都适用，但伺服电机在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电动机。并且价格昂贵，维护比较困难。步进电动机可以和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机，所以主要应用在精度要求不是特别高的场合因此选方案二。
在吸取方案上，气动吸盘和电磁铁吸盘都具有可行性，但真空式吸盘易损耗，所以不考虑。气动吸盘是利用负压原理将罐头吸起传送。而当罐头盒是铁制时用电磁铁也可将罐头吸起、传送及放下，但电磁铁还需断电保护，因此选方案二。
根据以上的分析比较，选择方案二可行。
装配图2
