the growing demands of the market at present.
Keywords: Machinery, Automatic Paper Cup Forming Machine, Paper Cup
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料
目录
第1章 绪论 ..................................................................................................................... - 1 -
1.1 课题研究的背景 1.2 课题研究的内容
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1.3 纸杯及纸杯成型机的发展概况 1.4 课题研究的意义
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第2章 总体方案设计 ..................................................................................................... - 6 -
2.1 纸杯成型机的整体分析 - 6 -
2.1.1 纸杯成型机的主要工艺流程分析 ........................................................................ - 6 - 2.1.2 纸杯机成型部分各工艺的运动要求 .................................................................... - 7 - 2.2 确定纸杯机执行机构的布局 - 7 -
2.2.1 纸杯机的设计要求 .............................................................................................. - 7 - 2.2.2 纸杯成型机的工序特点分析 ............................................................................. - 8 - 2.2.3确定运动纸杯机成型机构的布局......................................................................... - 8 - 2.3纸杯在各工位间的运动机构设计 - 9 -
2.3.1 纸杯在各个工位间的传递运动设计 .................................................................... - 9 - 2.3.2 纸杯在各工位的定位夹紧机构的设计 .............................................................. - 10 - 2.4成型机构的整体方案布局设计 2.5 传动系统的布局设计
- 11 -
- 11 -
第3章 执行部件的设计计算 ......................................................................................... - 13 -
3.1 工序组支撑板的运动设计
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3.1.1 工序组整体的动作要求 .................................................................................... - 13 - 3.1.2工序组机构简图 ................................................................................................ - 13 - 3.1.3 工序组支撑板整体机构运动分析 ...................................................................... - 14 - 3.1.4 工序组支撑机构的设计 .................................................................................... - 20 - 3.2 退杯机构支撑板的运动机构设计 - 20 -
3.2.1退杯机构支撑板的动作要求 .............................................................................. - 20 - 3.2.2 退杯支撑板机构简图 ........................................................................................ - 21 -
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 3.2.3退杯机构支撑板整体机构运动分析 ................................................................... - 22 - 3.2.4 曲柄滑块机构各杆尺寸设计 ............................................................................. - 24 - 3.2.5 曲柄滑块机构各杆结构设计 ............................................................................. - 25 - 3.2.6 曲柄滑块机构的运动分析 ................................................................................. - 25 - 3.3执行机构的形状设计
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3.3.1预热、加热工序执行机构的设计....................................................................... - 28 - 3.3.2卷底工序执行机构的设计.................................................................................. - 29 - 3.3.3 滚花、卷边工序执行机构的设计 ...................................................................... - 31 - 3.4 整体成型部分结构 - 32 - 3.5 工序盘运动规律的设计 - 33 -
3.5.1 工序盘的结构设计 ............................................................................................ - 33 - 3.5.2工序盘动作要求 ................................................................................................ - 34 - 3.5.3 间歇运动规律的选择 ........................................................................................ - 34 - 3.5.4弧面凸轮分度间歇机构主要参数尺寸的设计计算 ............................................. - 36 -
第4章 传动系统的总体设计 ....................................................................................... - 38 -
4.1 纸杯成型机传动方案的确定 - 38 - 4.2 纸杯成型机整体传动时间分配
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4.2.1 纸杯成型机工作循环图的绘制 ......................................................................... - 40 - 4.3电动机的选择 - 41 -
4.4 计算总传动比和分配各级传动比 - 42 - 4.5 计算电动机1传动系统的设计计算
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4.5.1 各轴转速的设计计算 ........................................................................................ - 43 - 4.5.2 各轴功率的计算 ............................................................................................... - 43 - 4.5.3 各轴转矩的计算 ............................................................................................... - 44 - 4.6 计算电动机2传动系统的设计计算
- 44 -
4.6.1 各轴转速的设计计算 ........................................................................................ - 44 - 4.6.2 各轴功率的计算 ............................................................................................... - 45 - 4.6.3 各轴转矩的计算 ............................................................................................... - 45 -
第5章 传动零件的设计计算 ......................................................................................... - 46 -
5.1 带传动的设计计算 - 46 -
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 5.1.1 主轴电机V带的设计计算................................................................................. - 46 - 5.1.2 主轴电机带轮的设计计算 ................................................................................. - 48 - 5.2 链条及链轮的设计计算 - 49 -
5.2.1 减速器输出链的设计计算 ................................................................................. - 49 - 5.2.2 减速器输出链轮的设计计算 ............................................................................. - 50 - 5.2.3 间歇传动箱输入链的设计计算 ......................................................................... - 52 - 5.3 主轴的设计计算
- 52 -
5.3.1 确定轴上的功率P，转速n和转矩T .............................................................. - 52 - 5.3.2 求作用在轴上的零件上的力 ............................................................................. - 52 - 5.3.3 初步确定轴的最小直径 .................................................................................... - 52 - 5.3.4 轴的结构设计 ................................................................................................... - 53 - 5.3.5 轴的强度校核 ................................................................................................... - 53 -
结 论 ............................................................................................................................... - 56 - 参考文献 ........................................................................................................................... - 57 - 致 谢 ............................................................................................................................... - 58 -
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 第1章 绪论
1.1 课题研究的背景
随着现在科技的迅猛发展，绿色、环保、卫生、方便、快捷逐渐成为人们生活的主题。一次性纸杯是在关注环境、关注健康、关注社会的历史潮流中的一种时代的产物，作为专业生产绿色环保纸杯的自动纸杯成型机越来越受到投资创业人士的关注。在各种大型酒店、餐馆、航空、医院、政府机构、家庭以及各大中小型商场超市用量巨大，很多企业更是把纸杯做成精美的广告促销礼品。作为人们日常生活必需的消耗品—— 一次性纸杯，每年的消耗量到底有多大？据有关资料显示：我国每年消耗的一次性塑料杯和纸杯达万亿只以上，且随着国民消费水平呈几个递增的态势增长。由于塑料杯在生产过程中使用了发泡剂，会破坏大气臭氧层，使用后回收难度大，焚烧会产生有害气体，掩埋不能自然降解，会造成对土壤和地下水的污染，且回收和处理难度很大，破坏土壤结构，已成为环境、资源恶化的元凶之一，而且在使用过程中，一旦遇到高温就会发软，极易产生有害物质，直接危害人体健康，所以纸杯以其绿色环保逐渐取代一次性塑料杯，成为一次性杯子的主流，赢得了消费者的青睐。
自动纸杯成型机所生产的纸杯完整地保留了纸制品的优点，诸如防湿、保鲜、感温、可视、杀菌、防腐等方面，纸杯均有着完美的表现。与一次性塑料杯相比，纸杯采用的纸材料，加工性能、印刷性能、卫生性能等方面表现得更好。此外，由于纸材料来源广泛，容易形成大批量生产，且有一定的机械性能，可以用于复合加工，品种也是多种多样。这些相对一次性塑料杯不可重复性的特性使得纸杯的成本十分低廉、重量相对更轻、便于运输又便于回收利用，掩埋后容易腐败，相对塑料杯而言，更具环保、方便、卫生的特点，受到越来越多的厂家欢迎。
纸杯成型机的专业性能使得其生产效率和能力相当强大，但并不能满足这个庞大的一次性杯子类消费市场。据统计，2009年我国纸杯消耗在100亿只左右，预计今后几年内将以每年20%的速度剧增。由于纸杯是人们日常生活中必需的一次性消耗品，家家必备，一年四季必用，需求源源不断，市场永不枯竭。由此我们不难看出，在目前，纸杯的市场占有率不到20%，其发展潜力可见一斑。随着纸杯应用的区域的迅速推广以及使用人群的迅猛增长，对各式纸杯的成型技术展开研究成为必然趋势和当务之急，是以研究、改进并研发出新的先进的纸杯成型机来降低成本，实现全自动化，高速稳定的市场需要。
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 1.2 课题研究的内容
自动纸杯成型机通过自动送纸、冲底、注油、封合、预热、加热、翻底、滚花、卷边、退杯等连续工序生产出成品纸杯。本课题主要研究设计纸杯整体成型及其传动部分设计，该部分主要包括纸杯的加热、滚花和卷边，以及成型纸杯的落料和退杯等工序。纸杯成型机本部分的动作主要通过典型连杆机构，链传动机构，带传动机构，凸轮机构，间歇机构等来完成。本设计将依次进行纸杯成型机总体方案的确定，通过对纸杯成型机生产工艺过程分析，来选择机构和总体布局，并在此基础上进行传动装置总体设计以及传动零件的设计计算，本设计将主要对V带、带轮、链条、链轮、凸轮、偏心轮、主轴、弧面凸轮分度间歇机构进行详细的设计计算。
1.3 纸杯及纸杯成型机的发展概况
从纸杯的外形和纸制来看，纸杯的发展历史经历了四个阶段。
1．圆锥形/折褶纸杯
历史上最初的纸杯是圆锥形的，并且手工制造而成，用胶来粘合，较容易分离，必须尽快地使用。虽然后来出现了折叠纸杯，在侧壁加了折褶，以增加侧壁的强度和纸杯的耐用性，但要在这些折叠表面印上图案就较为困难，质量和生产率均不高。
2．涂蜡纸杯
第一只涂蜡两片纸杯在1932年问世，其平滑的表面可以印上各种精美图案，提高促销效果，纸杯涂蜡，一方面可以避免饮料与纸材直接接触，而且能保护胶的粘合性，增强纸杯的耐用性，另一方面亦增加了侧壁的厚度，使纸杯的强度大大提高，该纸杯美观耐用，成本较低，生产效益较高，但是此款纸杯不适于承载热饮料。
3．直壁双层杯
为扩大纸杯的应用范围，1940年直壁双层杯推出市场，这种纸杯不但便于携带而且盛装热饮料，纸杯上涂布乳胶后能掩盖纸材的纸板味，并且能加强纸杯的防漏性，被广泛应用于自动售卖机来承载热饮料。
4．聚乙烯涂塑纸杯
当人们正在采用经乳胶涂布处理的纸杯承载热饮料的同时，有关食品公司有也开始将聚乙烯涂布在纸板上来增加纸包装的阻隔性和密封性，提高了产品质量，降低了生产
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