高速贴标机变速箱齿轮校验

2014-07-08陈枫

机械工程师 2014年9期

陈枫

（江西铜业集团公司材料设备部，江西贵溪 335424）

0 引言

高速贴标机在我国还没有形成快速发展，目前国内相关企业主要是进口德国克郎斯（KRONES）的机器。虽然有少数企业生产24 000 瓶/h 的贴标机,但也一直未能有效解决高速贴标机的变速箱质量问题。为从根本上解决变速箱质量和使用寿命问题，我们这次主要是借鉴国外现有的60 000 瓶/h 的贴标机，对其变速箱齿轮进行计算和校验工作，为以后的国产化打下理论基础。

1 贴标机的用途与基本参数

贴标机主要是用于瓶装液体容器的标签自动张贴，在包装生产线中，贴标机是整个生产线中非常重要的一个环节，它直接影响到相关商品的外观形象。

基本参数：生产能力为60 000 瓶/h（身标、肩标、背标）；贴标标数为3（身标、肩标、背标）；托瓶头数为32；标站取标板数为10；夹标转鼓夹指数为8。

2 贴标机的主要工作原理

如图1 所示：1）输送带上的容器送经止瓶星轮排序，再经进瓶螺旋而进入进瓶星轮；2）进瓶星轮再与中心导板配合使容器进入托瓶台，容器在托瓶盘上自转的同时再在托瓶台上公转；3）当容器进入到托瓶台上的托瓶盘时，压紧容器，进行贴标工序；4）夹标转鼓在将上胶后的标签纸从取标板上揭下来，翻转后将标签贴在容器上；5）在中心导板和出瓶星轮的配合下通过输送带把瓶子带离机器，从而完成贴标过程［1］。

3 贴标机总布局及主要部件结构

图1 贴标机主要部件结构图

图2 贴标机总布局及主要部件结构图

如图1 及图2 所示：1）电动机动力通过皮带传给蜗杆蜗轮减速器j；2）蜗杆蜗轮减速器j 速比i＝1∶25.5，通过齿轮h 将动力传送给主传动轴齿轮b；3）齿轮b 把动力传给齿轮c 和齿轮d，使进出瓶星轮转动，再传给齿轮a，通过万向节带动第一标站内各齿轮转动，完成上胶→取标→夹标工作；4）齿轮c 通过齿轮e1、e2、f 及一对伞齿轮将动力传给进瓶螺旋Q；5）齿轮b 自身转动可带动装于其上部的托瓶转台及压瓶头转动，使其内的压瓶头、托瓶转盘在控制凸轮作用下，完成定、放瓶和贴标任务［2］。

4 大齿轮b 设计计算

Zb=400，m=4 mm，ha*=1，c*=0.25，压力角α=20°；分度圆直径d=m×Zb=4×4 00=1 600 mm；齿顶高ha=ha1=ha2=ha×m=4 mm；齿根高hf=（ha*+c*）m=1.25×4=5mm；齿全高h=hf+ha=5+4=9mm；齿顶圆直径da=（Zb+2ha*）m=（400+2）×2=1608mm；齿根圆直径df=（Zb-2ha*-2c*）m=（400-2-0.5）×4=1591 mm；基圆直径db=dcosα=1 600×cos20°=1 503.5 mm；齿距p=πm=12.57mm；基圆齿距pb=pcosα=12.57×cos20°=11.81 mm；齿厚s=πm/2=6.28 mm；齿槽宽e=s=6.28 mm；顶隙c=c*×m=1mm；节圆直径d′=d=1 600 mm。

结构设计：

齿孔d1=1.6d=1.6×160=256 mm，齿宽B=100 mm；δo=（2.5～4）mn=3×4=12 mm；D1=df-2δo=1591-24=1567 mm；n=0.5mn=0.5×4=2 mm；H=0.8d=0.8×160=128 mm；H1=0.8H=0.8×128=102.4 mm；C=0.2H1=0.2×102.4=20.48 mm；C1=0.8c=0.8×20.48=16.384 mm；S=0.17H=0.17×128=21.76 mm；e=0.8δo=0.8×15=12 mm。

如前所述，齿轮a 和齿轮b 的传动比为0.25，由于托瓶盘的直径已经确定，取为1 600 mm，因此，齿轮a的直径大约为400mm 左右，故取小齿轮得分度圆直径da=400mm。

经验算可知，齿轮b 的分度圆直径为1 600 mm，齿数为400，模数为4 mm。其余各齿轮由传动比可确定相关的参数。具体如表1 所示。