1 绪论1.1 国内外纸箱封箱机的发展状况包装机械随着世界经济的发展，已经成为许多企业包装产品中不可缺少的一个重要工具。

日益增长的人口与经济促使了产品生产加快，从而使产品包装业也快速发展。

为了使企业拥有一个方便、经济、安全且占地面积小的封箱设备，设计一个全自动的纸箱封箱机成了我们目前要解决的难题。

我国的包装机械行业虽然在近几年来发展迅速，但由于起步晚，基础差，目前尚不能适应国民经济的发展需要。

多年来胶带封箱机一直深受广大的用户欢迎。

然而传统的胶带封箱机在把纸箱送进封合时须手工对纸箱的上盖进行折合后送进该机。

因此当此机与生产线配套时，必须在此处配置一个工位进行人工折合上盖送入封箱机进行封箱。

随着国民经济和科学技术的发展，我国的工业生产方式逐步趋向于大规模连续流水线作业及完全自动生产线的方向发展。

而作为能更好地和流水线及全自动生产线配套的本实用新型全自动纸箱封箱机必将取代现有的传统的胶带封箱机也是是所必然。

根据对销售点的调研和机械科技信息交流中心的检索结果显示，目前国内尚无几家生产全自动纸箱封箱机的厂家。

然而美国、意大利及台湾的全自动纸箱封箱机都曾在全国包装展销会上相继以印发样本的形式出现。

因此研究和开发全自动纸箱封箱机的任务迫在眉睫。

1.2 本设计的目的及意义本次设计的纸箱封箱机适用于一定规格纸箱的上盖自动折合，并用喷胶设备喷出的胶水封合上箱的封口，除了按纸箱的大小手工调整本机外，可实现全自动折合上箱盖的功能。

使用性能完全达到技术指标的要求，它继承了传统胶带封箱机效率高，封箱质量好的优点，既可单箱作业，也可与纸箱成型开箱机、装箱机、贴标机、捆包机、输送机等设备配套使用，尤其适用于大规模连续流水线作业及全自动生产线使用，为包装流水线作业必需的设备。

同时，节省了劳力，减轻了劳动强度，实现了无人化操作。

通过本次设计，我一方面希望提高自己的设计能力，另一方面也希望为相关的设计提供一定的理论参考。

1.3 本设计的具体任务在本设计中主要是完成了全自动纸箱封箱机的机械传动部分的设计。

在封箱的整个机械传动系统中采用输送带输送方式，在封箱装置动作系统中通过传感器控制的光电开关控制。

在整个设计过程中，通过查阅相关手册确定系统中需要的各参数，以及参考相关包装机械的传动系统设计出此方案。

整个传动系统包括用于带动箱体前进的机构，用于压倒箱体上端前后、左右盖舌的机构，由光电开关控制的封箱喷胶机构，用于压平上箱盖的机构等。

本设计的纸箱封箱机占据空间大、结构复杂，是整个系统的执行部分，更是整个封箱机的关键部分。

设计好了这个部分，其他的结构都是以它为中心而设计、而存在的。

故而对机械传动系统的设计优劣直接关系着整个系统能否正常运行，能否完成所要实现的预期目标。

2 纸箱封箱机传动系统概述2.1纸箱封箱机传动系统方案及结构的确定纸箱封箱机虽然在近几年来发展迅速，但由于我国的包装机械行业起步晚，基础差，目前尚不能适应国民经济的发展需要。

自纸箱封箱机的发展开始，对于其传动系统曾出现了数十种不同类型的机械传动系统。

本设计的全自动纸箱封箱机采用输送带输送方式。

其传动系统包括用于带动箱体前进的机构，用于压倒箱体上端前后、左右盖舌的机构，由光电开关控制的封箱喷胶机构，用于压平上箱盖的机构等。

2.2 纸箱封箱机传动系统的工作原理当纸箱在输送带的作用下以速度V 前进，在进入前推杆时，前推杆的折杆段给予前盖舌反作用力，迫使纸箱前盖舌在推杆的作用下绕着折痕转到水平。

与此同时，由光电开关控制的气缸运动使得后摆臂绕着销轴转动而打击纸箱的后盖舌，迫使后盖舌绕折痕转到水平，随着纸箱的向前移动，后盖舌也跟随进入前推杆。

后摆臂回摆，等待下一次信号。

因而完成了纸箱前、后盖舌的自动折合。

采用光电开关对纸箱在输送带上的运行位置来控制胶水的喷射。

当纸箱的前后盖舌随着输送带分别前进到喷胶口下方时，由光电开关控制将胶水分别地喷到纸箱的前后盖舌的中部，实现喷胶的过程。

纸箱在输送带的作用下以V 速度继续前进，在进入一对角铁组成的牛角推杆时，牛角推杆的斜度给于两侧盖一个单作用力，当纸箱前进的同时迫使纸箱的两侧盖舌绕着折痕转至水平位置，而完成了纸箱两侧盖舌的自动折合。

当纸箱从牛角推杆出来后，这时纸箱上盖还没有完全封合，当纸箱前进到压板的正下方时，纸箱瞬间停下，光电开关控制的压板开始下落，压到纸箱上盖上，实现纸箱更牢固地封合。

2.3 纸箱封箱机的技术指标纸箱封箱机的技术指标的包括:(1)可依纸箱大小调整并依次实现上盖的前、后两侧盖折合操作。

(2)生产率：每分钟可封20箱。

(3)封箱适应范围：最小箱：200×180×150（长×宽×高）㎜最大箱：600×500×500（长×宽×高）㎜(4)封箱质量：①封箱应平整、牢固、无明显皱折；②两端侧粘合长度为60±5 ㎜；③封合平整、牢固、规范、美观，不会撕箱。

(5)采用气动装置实现纸箱前盖的自动折合。

3传动装置的总体设计传动装置总体设计的任务是：确定传动方案，选择电机型号，合理地分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为设计计算各级传动零件准备条件。

按下列步骤进行。

3.1 确定传动方案合理的传动方案，应满足工作机的性能要求、工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、加工方便、陈本低廉、效率高和使用维护方便等。

当采用多级传动时，应合理地选择传动零件和他们之间的传动次序，扬长避短，力求方案合理。

常需要考虑以下几点：(1) 带传动为摩擦传动，传动平稳，能缓冲吸振，噪音小，但传动比不准确，传递相同转矩时，结构尺寸较其他传动形式大。

因此，应布置在高速及。

因为传递相同功率，转速愈高，转矩愈小，可使带传动的结构紧凑。

(2) 链传动靠链轮轮齿啮合，平均传动比恒定，并能适应恶劣的工作条件，但运动不均匀，有冲击，不适于高速传动，故应布置在多级传动的低速级。

(3) 蜗杆传动平稳，传动比大，但传动效率低，适用于中、小功率间歇运转的场合。

当和齿轮传动同时应用时，应布置在高速级，使其工作齿面间有较高的相对滑动速度，利于形成流体动力润滑油膜，提高效率，延长寿命。

(4) 原锥齿轮传动用于传递相交轴间的运动。

由于圆锥齿轮(特别是当尺寸较大时)加工比较困难，应放在传动的高速级，并限制其传动比，以减小其直径赫模数。

(5) 开式齿轮传动的工作环境一般较差，润滑不良，磨损严重，应布置在低速级。

(6) 斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动好，当采用双级齿轮传动时，高速级常用斜齿轮。

3.2 电动机的分析和选用3.2.1 电动机的性能和分类电动机可分为交流电动机和直流电动机两大类。

现就这两种类型电机论述如下：(1) 交流电动机交流电动机简单、耐用、可靠、易维护、价格低、特性硬，但起动和调速性能差，轻载时功率因素低，一般在无调速要求的机械广泛应用。

在可变级频率电源供电下可平滑调速。

(2) 直流电动机直流电动机的调速性能好，范围宽，采用电子控制，能充分适应各种机械负载特性的需求，但它的价格贵、维护复杂且需要直流电源，因此只有在交流电动机不能满足要求时才采用。

其中串励电动机的特点是起动转矩大、过载能力大、特性软、适用于电力牵引机械等。

复励电动机的起动转矩和过载能力比并励电动机大，但调速范围稍窄。

3.2.2 选择电动机应综合考虑的问题选择电动机应综合考虑的问题：(1) 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的起动、制动、反转、调速等要求，选择电动机的类型。

(2) 根据负载转矩，速度变化范围和起动的频率程度要求，考虑电动机的温升限制，过载能力和起动转矩，选择电动机的功率。

所选电动机的功率应留有余量，负载率一般取0.8~0.9。

过大的备用功率会使电机的效率降低，对于感应电动机，其功率因素将变坏。

(3) 如温度、湿度、灰尘、雨水、腐蚀及易燃易爆气体和其他因素的必要保护方式选择电动机的结构形式。

除此之外，选择电动机还必须考虑运行的可靠性、设备的供货情况、安装检修的难易、以及产品的价格、建设费用和生产过程前后期电动机功率变化关系等各种因素。

3.2.3 本传动机构电动机的类型选择由于本设计中电动机是用来给传动机构做动力，且载荷平稳，常温下连续运转，生产批量为小批量，所以按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，代号为Y 系列，同时为了其具有广泛的适用性，采用了380V 电压50HZ 的频率。

A 选择电动机的功率(容量)电动机功率选择是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。

功率过小不能保证工作机的正常工作，若功率选得过大，电动机的价格高，效率和功率因数都较低，造成浪费。

负荷稳定(或变化很小)、长期连续运转的机械(例如运输机)，可按照电动机的额定功率选择，而不必校验电动机的发热和起动转矩。

选择时应保证r P P 0式中 0P — 电动机额定功率，kW ；r P — 工作机所需电动机功率，kW ；所需电动机功率有下式计算r P =ηW P 式中 W P — 工作机所需有效功率，有工作机的工艺阻力及运行参数确定；η— 电动机到工作机的总效率。

传动装置的总效率η，有传动装置的组成确定。

多级串联的传动装置的总效率为： W ηηηηη⋅⋅⋅⋅=321.B 确定电动机的转速选择电动机，除了选择合适的电动机系列及容量外，尚需确定适当的转速。

因为容量相同的同类电机，可以有不同的转速。

电动机转速相对工作机转速过高时，势必使传动比增大，致使传动装置复杂，外廓尺寸增大，制造成本高。

而选用电动机转速过低时，优缺点刚好相反。

因此，在确定电动机转速时，应分析比较，权衡利弊，安最佳方案选择。

本设计中运输带运输的是纸箱。

运输箱体的质量M=50㎏，运输带速v=0.5m/s,运输带滚筒直径D=150㎜，查《机械设计使用手册》表1-1-39知，纸箱与皮带之间的摩擦系数为0.4～0.5，取µ=0.45。

则运输带的有效拉力 F=µmg=(0.45×50×9.81)N=220.73 N滚筒所需有效功率 P w =1000Fv =10005.073.220⨯=0.11 KW 传动装置总效率 η=联η.齿轮η.4轴承η.滚筒η.带η按《机械设计课程设计》表4.2-9取：联轴器效率 联η=0.99齿轮传动效率 齿轮η=0.97滚动轴承效率 轴承η=0.98滚筒效率 滚筒η=0.96带传动效率 带η=0.95则传动总效率 η=0.99×0.97×0.984×0.96×0.95=0.81所需电动机效率 P r =ηwP =81.011.0≈0.14 KW 滚筒转速 w n =D v π60=15.05.060⨯⨯π=63.66 r/min 查《机械设计课程设计》表4.12-1，选择Y801-4型号电动机，其额定功率0P =0.55 KW ，同步转速1500 r/min,满载转速1390 r/min 。