給袋式包裝機(jī)需要自動(dòng)完成計(jì)量、取袋、套袋、充填和封口等一系列操作。其中，計(jì)量裝置的精度決定著包裝精度，取袋裝置、套袋裝置和充填裝置的效率直接決定著包裝機(jī)的效率，封口裝置決定著掛面包裝的質(zhì)量，上述裝置是給袋式包裝機(jī)的關(guān)鍵裝置。本文在給袋式掛面包裝機(jī)整體方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選取套袋裝置、充填裝置中的機(jī)構(gòu)進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)出適用于規(guī)格為2~2.5kgM型側(cè)褶預(yù)制袋掛面包裝的套袋裝置和充填裝置。具體研究內(nèi)容如下:

1)對掛面包裝的現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，闡述了給袋式包裝機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。參照預(yù)制袋掛面包裝手工包裝過程，以及在分析了掛面的包裝物性與M型側(cè)褶預(yù)制袋包裝特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了M型側(cè)褶預(yù)制袋掛面包裝機(jī)的包裝工藝過程。

2)基于預(yù)制袋掛面包裝的工藝過程和技術(shù)要求，對給袋式掛面包裝機(jī)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)。運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)思想，依據(jù)總體方案對包裝機(jī)的取袋裝置、套袋裝置、充填裝置、封口裝置等關(guān)鍵裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最終建立了給袋式掛面包裝機(jī)的虛擬樣機(jī)。

3)以通用凸輪曲線表達(dá)式構(gòu)造凸輪從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)用Creo軟件對套袋裝置撐開凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓線進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)，并基于ADAMS對凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析和剛?cè)狁詈戏治?。綜合運(yùn)用ANSYS和ADAMS軟件對套袋裝置的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行了靜力學(xué)分析，基于機(jī)械動(dòng)力學(xué)和有限元理論對套袋裝置做了模態(tài)分析。分析結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)套袋裝置能夠滿足套袋精度要求，退出袋口時(shí)不會(huì)與充填裝置發(fā)生干涉，且在工作工過程中不會(huì)產(chǎn)生共振破壞現(xiàn)象。

4)在對充填裝置的撐袋滑塊擺桿機(jī)構(gòu)性能分析基礎(chǔ)上，得出該滑塊擺桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)函數(shù)生產(chǎn)問題。以高等機(jī)構(gòu)學(xué)中的約束方程法建立模型，運(yùn)用MATLAB編程求解，完成了撐袋連桿機(jī)構(gòu)的尺度綜合?；跅U組法建立具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(RRR)的II級(jí)桿組運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型，對所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。分析結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)滑塊擺桿機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件(滑塊)位移與從動(dòng)件(擺桿)角位移呈線性函數(shù)關(guān)系，擺桿擺角誤差僅為0.046%，符合設(shè)計(jì)要求。

5)通過試制物理樣機(jī)，對設(shè)計(jì)的給袋式包裝機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。重點(diǎn)對所設(shè)計(jì)套袋裝置撐開凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)驗(yàn)證分析，通過將實(shí)際測量數(shù)據(jù)與理論分析對比，得出在撐開袋口時(shí)擺桿角位移誤差最大,理論分析擺桿擺動(dòng)為15° ，實(shí)際運(yùn)動(dòng)時(shí)擺桿擺動(dòng)為15.8° ，誤差為5.33%，實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況與理論分析相差不大，不影響對預(yù)制袋的撐開，進(jìn)一步驗(yàn)證了套袋裝置撐開凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。此外，還對充填裝置撐袋機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)撐袋機(jī)構(gòu)能夠完成撐袋工作。

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