摘 要
药品包装机械属于高技术、高智能、高竞争的机电一体化产品，高技术成果都会在包装机械产品中得到应用。纸盒包装机械可分为折纸、下纸、药板推送、纸盒打开、纸盒传输、折舌、插舌、压平和打批号等功能。
本设计的主要设计内容为药品装盒机的上料装置设计、药板装盒装置设计。完成的主要工作有：
1. 综述了药品装盒机的发展历程，发展现状及发展战略。
2. 确定了总体方案、包装工艺，物料的运动方式采用垂直与水平相结合的方 式，从而缩短了机器的尺寸。
3. 设计了纸盒上料机构，利用负压吸盘对纸盒进行分离、输送，吸盘由凸轮 机构驱动，上下移动。
4. 设计了药板上料机构，通过槽轮机构驱动齿形带对药板进行定量输送。
5. 设计了装盒机构，将药板、说明书装入纸盒内，同时完成纸盒的折叠封合。 本设计充分考虑了机械动力学分析，使机械运行平稳。设计过程参考了各类包装机械设计的长处，同时借鉴了其它机械的优点完成了药品装盒机的设计。本机器包装能力为50～120盒/分。
本机总体上具有较高的性价比，具有很强的竞争力和很好的发展前景。
关键词：装盒机；上料；药品；包装机
Abstract
Medicines and chemical reagents package machinery belongs to a high technology, the integration of machinery with electronics product, high technology achievement city that high intelligence, height compete for are applied in package machinery product. Paper box package machinery may be that the box opens, paper box transfers, breaks tongue, functions such as inserting tongue, flattening and putting a batch number up mark poison board under paper folding, deducing paper feed.
Main part designing that originally expects that the device designs that , the medicine board dress box device designs that on designing that content is that medicines and chemical reagents is packed in box machine's. Main part being completed works having: (1).Have summed up medicines and chemical reagents packing development of box machine course, present situation and development strategy. (2). Have ascertained the overall plan , package handicraft, the material motion way adopt the perpendicularity comparing with level to look at and appraise the way being tied in wedlock , the dimension having shortened a machine thereby. (3). The organization having designed that paper box fixes material, makes use of the negative pressure acetabulum to carry out separation , transportation on paper box , the acetabulum drives , moves about from cam organization. (4). Expect that organization, conveys by the fact that sheave organization drives jugged as well as carrying out a quantify on medicine board on the board having designed medicine. (5). Organization having designed the dress box, board , specifications put medicine into the paper box inner , the enfoldment accomplishing paper box at the same time seals off the small side door. The operation designing that having considered a mechanical kinetics sufficiently analyses, uses machinery originally is stable. Other machinery merit having designed that process has consulted package machinery design of all kinds strong point, drawing lessons at the same time has accomplished medicines and chemical reagents installing box machine design. The machine package ability is allotted for 50 ~ 120 boxes. This machine has higher nature price ratio as a whole, has very strong competition and the very good development prospect.
Key words：Pack box machine；Fix material；Medicines and chemical reagents；Packer
目 录
第1章 绪 论 .......................................................................................................... 1
1.1 国外包装机械概述 ................................................................................... 1
1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略 ............................................... 2
1.3 我国药品装盒机的发展历程及发展现状 ............................................... 6
1.4 药品装盒机发展中面临的问题研究及发展方向评估 ........................... 6
1.5 毕业设计题目及基本参数 ....................................................................... 8
第2章 方案设计 .................................................................................................. 10
2.1 总体方案设计 ......................................................................................... 10
2.2 执行机构方案设计 ................................................................................. 10
2.2.1 纸盒上料机构设计 ...................................................................... 10
2.2.2 药板上料机构设计 ...................................................................... 11
2.2.3 装盒装置设计 .............................................................................. 12
第3章 设计计算 .................................................................................................. 15
3.1 齿轮传动设计计算 ................................................................................. 15
3.2 轴的设计计算 ......................................................................................... 17
3.3 滚动轴承寿命计算 ................................................................................. 20
3.4 键联接的选择和验算 ............................................................................. 21
第4章 结构设计 .................................................................................................. 22
4.1 纸盒上料机构方案设计 ......................................................................... 22
4.1.1 凸轮机构设计计算 ...................................................................... 22
4.1.2 气阀结构设计 .............................................................................. 22
4.1.3 挡爪机构设计 ............................................................................ 23
4.2 药板上料机构方案设计 ......................................................................... 23
4.3 纸盒上料机构方案设计 ......................................................................... 25
4.4 循环图设计 ............................................................................................. 26
第5章 结论 .......................................................................................................... 29
参考文献 ................................................................................................................ 30
致 谢 ...................................................................................................................... 32
附 录 ...................................................................................................................... 33
第1章 绪 论
1.1 国外包装机械概述
包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品[1]。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用[2]。
国外的包装机械近些年有了新特点，主要有：一是生产高效率；二是资源的高利用率，高度的综合利用和发展循环经济；三是产品高度重视节能，重视降低成本；四是高新技术实用化，提高生产效率，产品上水平、上档次；五是科研成果商品化，使包装机械产品向知识密集化、技术综合化、产品智能化等方面发展
[3]。
美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产量均居世界之首[4]。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制新型机械产品[5]，以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机械和薄膜包装机占整个市场份额的15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点[6]。90年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中[7]。日本包装机械大部分用于食品包装领域[8]。德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家[9]。欧洲各国包装机械业的一个共同特点，是出口比例(出口额占产值的比例)都很大，如德国和意大利近80070 ,瑞士超过90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地[10]。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口
等工序在一台单机上完成[11]。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出
口比例占80%左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点[12]。 在这样的形势下，我国的包装机械产品由于品种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争[13]。特别是我国近5年来，加快发展农产品深加工，建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮[14]。如我国近年对农产品深加工总投资达到320多亿元，加工和包装设备80%以上靠进口。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求[15]。
1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略
首先，要明确我国包装机械业的发展方向预计到2005年我国包装机械产量将增加到67万台(套)，到2010年将增至93万台(套)。但是，靠简单的重复，靠扩大生产数量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备，努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来推动行业的发展[16]。
目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一体的高新技术产品不断涌现生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势这也是我国包装机械业的发展方向对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是应求精求专。美国、日本、意大利的包装机械生产企业大部分规模不大，但专业化程度很高[17]。
其次，要进行我国包装机械业的结构调整在“十五”期间乃至2010年，我国包装机械业要着重进行产业结构、产品结构和组织结构的调整在产业结构调整上要提高生产集中度，促进专业化、系列化生产，提高产品质量和对市场的适应能力；要积极发展和扶持一批拥有名牌产品的重点骨干企业，加快现代企业制度的建立和完善.形成行业排头兵.参与国际市场竞争，从而加快产业提升在产品结构调整上，要改变目前产品结构中以低技术含量为主的状况，淘汰一批低效高耗的、低档次、低附加值的、劳动密集型的产品，学习国外先进技术，开发生产高效低耗的、产销对路的大型成套设备和高新技术产品，开发出“新、奇、特”的包装设备，加速包装机械的更新换代，开拓国际市场[18]。在组织结构调整上，要成立跨部门的企业集团，树立大行业的全局观念，进行组织结构优化组合，实现行业资产优化配置，统一思想，强化管理，形成优势互补、分工合作、共同发展的新格局。
中国包装工业发展战略为：
（1）、实施“联合发展”战略
我国包装企业集约整合，联合发展，按照现代企业制度运作已是当务之急。促进中小包装企业的联合，要制定相应的政策，处理好以下几个问题:。
1、在实行联合发展时，如何实现资金的集中问题，可通过转让部分或全部产权，由大型集团实行控股、参股。
2、中小包装企业在实行联合发展时，不仅要看到包装行业内部的企业，也要注意与其他包装需要量大的企业联合，以保证包装产品销售的稳定和生产要素向包装生产领域的转移。
3、生产同系列、同类型产品但规模均不能处于主导地位的包装企业之间或者专业互补的包装企业之间，可以采取合并、互相参股或以一方为主控股等方式形成有机的联合，成为一个企业集团，以实现优势互补。
（2）、发展绿色包装
发展绿色包装，是包装发展战略的重要内容，当务之急要抓好以下几个主要环节:
1、大力发展绿色包装材料。绿色包装除了一般的包装功能之外，还应包含环境保护和资源再生两大关系到人类生存与生活的切身问题。要制定切实可行的政策，促进绿色包装的发展。
2、大力推行清洁生产。包装工业涉及人民生命安全和健康，在医药、食品、饮料等方面，在实施《清洁生产法(草案）》时，应以包装行业为试点，率先实行清洁生产管理。
3、加大实施包装废弃物的回收利用。这是减少环境污染，节约自然资源的重要措施。国家可制定“包装废弃物管理规定”，依法对废弃物强制回收。依靠市场机制，建立全国性连锁的“废弃资源回收利用公司”。推行押金制，实行有偿回收，对能再利用的啤酒瓶、饮料瓶、PET瓶均实行押金有偿回收，押金由销售商在整个流通阶段向最终消费者征收，在容器回收时予以退还。积极扶持科研机构，开发包装废弃物分离技术、清洗技术以及各种回收再生技术。
4、加快与国际标准接轨进程。要在包装行业推广国际标准，消灭无标生产。包装企业要努力通过包装产品认证和IS09000, IS014000, IS016000, IS018000的认证;推广应用二维码，以尽快提高我国包装产品在国际市场上的竞争力[19]。
(三)调整产业结构
从产业结构调整的角度来看，今后应采取如下措施:
1、放开纸包装制品的发展，使其保持快速增长。
2、促进金属包装制品的发展。
3、提升玻璃包装制品的档次。
4、均衡塑料包装制品的发展。明有替代的包装物即可替代，没有替代的尽量回收利用。加强高档次、低成本、多用途的塑料包装材料和制品的开发。
5、加快研制开发高档次的各类包装机械特别是成套包装生产线。加速淘汰效率低、耗能高的落后机械设备。
(四)振兴包装装备制造业
要改变我国包装工业的弱势，必须振兴包装装备制造业，为此，需制定有关政策:
1、注重可持续发展，使产品的技术水平不断通近高效、节能、节材、节水和无污染境界.
2、对一些重点企业和重点产品，实行集中扶持政策。
3、制定技术创新政策，实现技术更新模式转变。
4、加强对包装装备采购的监控，注意提高国内自主生产能力。
5、组织产、学、研联合攻关，集中力量，实现关键装备的突破。
6.培育一批大型包装装备企业集团。
(五)加快包装工业的法规建设
我国的包装法规应涵盖如下基本内容:
1、包装法规应与我国现有《中华人民共和国环境保护法》等法规相容和互补，形成我国环境法规的完整体系。
2、包装法规应促进包装科技发展，限制落后和有害环保的包装技术发展。
3、包装法规应规定包装废弃物的回收率与再利用率的目标值，并根据技术的进步、环境的要求适时修正。
4、包装法规应明确包装产品、包装材料的生产和销售者对包装物处理承担的责任和义务，限制过度包装，明确对包装废弃物处理收费的原则以及奖惩制度。
5、开展国外包装技术法规的调查、收集、研究和转化。
(六)健全包装标准体系
利用包装标准化这个武器，有效地保护我国经济利益，冲破贸易技术壁垒，是摆在我们面前急待解决的重要课题。为此，需要做好以下工作:
1、对现有的包装标准体系进行研究、分析和补充。完善和制定包装制品的产品标准、技术标准和质量标准。
2、围绕包装产业结构的调整，加速重要、急需标准的制定与修订。
3、加快技术壁垒性标准的制定与修订，建立自己的技术壁垒体系。
4、全面分析研究国际标准，对适合我国国情的包装国际标准尽快采用，有的需要制定相应的对策。
5、加大参与国际标准化活动的力度。
6、抓紧培养一批熟悉国际标准体系、专业强、外语好的复合型人才。
(七)提高包装行业协会的地位和作用
1、把行业管理与经济联合更好地结合起来。
2、建立行业的技术开发中心和引进技术的消化吸收中心。
3、制定、实行和强化标准化管理.
4、要继续抓好包装改进大检查，推动包装行业改革和综合治理。
5、继续抓好包装教育，加强包装人才的培训。
6、建立包装行业统计报表制度。
7、继续办好包装协会的刊物，搞好信息服务。
8、强化行业协会管理职能，正确处理好行业管理和主管部门的关系。
9、促进行业管理的现代化。
(八)加强包装科学研究
1、促进包装企业建立现代企业制度。
2、大型包装企业要借助行业建立健全企业技术开发中心，加速形成有利于技术创新成果转化的运行机制。
3、制定有效的政策，鼓励和促进包装科研和生产的结合，促进企业与科研院所、高等院校的联合开发与协同合作，实行优势互补，利益共享。
4、技术改造和技术创新过程中，实行行业引导和企业选择相结合.在总体上要面向市场，找准方向，起点要高。
5、建立中国包装设计研究院。
(九)加大对包装教育的投入
1、必须使我们的教育思想、教育体制和结构、教学内容和方法与现代包装工业的发展相适应。
2、造就一批善经营、懂管理、傲技术，又有高度贵任感的经营管理者和企业家，以促进包装企业管理水平的提高；培养一批科技创新的领头人才，促进科技水平和创新能力的快速提高；引进一批同行业、相关行业和外行业的人才，以促进全行业发展观念和服务观念的更新。
3、制定切实可行的人才培养规划，既要防止人才继续匮乏，又能保证人才的质量。
4、改革人才培养模式，试办一些股份制大学，实行校企结合。株洲工学院迈开了探索的步伐，该校与广东中山张家边企业集团联合创办了株洲工学院中山包装学院，为培养既有专业知识又有实践能力的创新人才，取得了成功的经验。可借助“亚包中心”，以株洲工学院为基础，创办亚洲一流的包装大学(亚华包装大学)，建立亚洲包装人才培训基地和包装科研基地。
1.3 我国药品装盒机的发展历程及发展现状
我国早期的药品生产装盒主要是采用手工装盒，后来随着生产的发展和技术的进步，逐渐采用机械化装盒。我国最早使用的装盒机主要是从国外进口的。在七十年代中期由于当时我国包装材料的质量及药盒的加工制作等都达不到机器包装的要求，使得装盒机一直无法正常使用，所以全自动装盒机在我国就一直得不到广泛应用，我国药品生产在很长的一段时间内不得不放弃自动装盒而采用手工操作，效率极低下。80年代特别是改革开放后，我国的药品生产领域相关技术获得了飞速发展，药品包装材料的质量及药盒的加工制作等方面的技术有了明显的进步，全自动装盒机开始得到了全面的应用。而此时药品装盒机也改变了国外产品一统天下的局面，国产药品装盒机开始上市并获得了广泛的应用[20]。
目前，我国国产的药品装盒机种类繁多，数量齐全，已可以基本满足国内各药品生产厂家生产的各种不同剂型的药品的包装需求。按照不同的分类方法，可以将目前我国生产的全自动装盒机分成若干种类。若按包装物料的不同主要有四大系列，可将其分为B, P, K装盒，G型即泡罩板型、针剂型及软膏型全自动装盒机等;若从装盒机运行速度上看，有可将其分为3类，第1类为中低速型，速度约60～80盒/m in；第2类为中高速型，速度约80～120盒/m in；第3类为高速型，速度大于150盒/min 。每一种机型各有其优缺点，用途也不尽一致[21]。目前，国内比较知名的药品装盒机生产厂家有上海龙腾包装机械有限公司、北京双鹤制药装各有限公司、上海万申包装机械公司、上海顾德包装机械有限公司等。但是即使是这些比较知名的生产商，其产品的技术含量与国外同类产品相比较，也有很大的差距。在市场竞争力方面，也只是在中低端市场略有优势。在市场占有率方面，国产药品装盒机的占有率也只有三成左右，其余市场皆被进口产品所瓜分。目前，国内许多规模较大的药品生产厂家仍以采用进口的药品装盒机为主。造成这一现象的主要原因，乃是国产药品装盒机的综合性能达不到制药厂家所需所致，尽管进口药品装盒机的价格要比国产的高出许多[22]。近年来，除了一些专业生产药品装盒机的厂商以外，国内的一些大学和科研院所也参与到药品装盒机的研制生产。相信依托各个大学和科研院所的科研实力，国产药品装盒机的研制生产在不久的将来会有重大的突破。
1.4 药品装盒机发展中面临的问题研究及发展方向评估
我国国产药品装盒机虽然在近十几年来获得了快速的发展，但其面临的问题依然不少。在国内制药装备行业中药品自动装盒机的制造商之中，技术含量和质量较高的制造商寥寥无几，且大多停留在半自动或中低速水平，同国外的同类产
品相比，无论在装备的发展水平、技术含量和应用推广方面都不尽人意。在市场分配中，国产的药品装盒机只是在中低档市场上略占优势，而高档市场几乎全部被国外产品所占据[23]。现将其面临的问题分析如下：
一、从产品的产品质量性能及应用方面，国产药品装盒机明显不如国外产品，具体表现在以下几个方面：(1).在质量上，从某种意义上说，药品自动装盒机是制药机械中最为复杂的机械，它包括机、电、气、光和其它技术于一体，而目前国内制药装备行业的目前的无论是产品的最初设计水平，还是后来的产品装配加工水平，都与国外同行有着十几年的差距，无法生产出真正有竞争力的产品。(2).对产品的适应性方面，国产自动药品装盒机的功能比较单一，适应面比较窄，对待装的药品的形状体积等有较严格的规定，一般只适用于一两种药品，但是我国药品生产企业众多，各药企业厂和生产的药品规格品种也都大不相同，同一企业生产的药品规格也各不相同，产量也不同，就给相关工作一定的困难，而国外药品装盒机生产厂商特别注重这方面的问题，他们所生产的设备功能更加灵活多变，适用范围也更广。(3).在设备的运行可靠性方面，进口自动装盒机也要高出国产一截，国产药品装盒机的故障率较高，因此，许多选择企业不得不购买多台国产自动装盒机，以免因维修机器而影响正常生产并延误交货期。(4).在工作效率方面，由于国产药品装盒机的运行速度大多在中低档水平，并且自动化水平较低，生产效率自然不如以生产高档产品著称的国外同类产品，这样就等于无形中增加了企业的成本，降低了企业的利润，造成了极大的浪费。总之，国内目前药品自动装盒机还存在着适应包装物种类单一、纸盒尺寸的变化范围小、生产速度普遍停留在中低速水平等不完善之处[24]。
二、从整个行业的研发生产能力上看，主要表现有以下几个问题：(1) 研发力量薄弱，科研经费严重不足，药品装盒机的制作是一个复杂的系统工程，它包括机、电、气、光和其它技术于一体，需要有雄厚的技术力量，精密的生产工艺等多方面的要求，而目前我国在这方面的投入甚少；行业中的产品生产与基础研究的经费投入比例严重失调，生产厂家只顾眼前利益，不愿投入基金进行基础研究，造成国产的药品装盒机质量含量低下，无法与国外同类产品竞争，并且只能靠低价维持其市场竞争力，无法长期占领市场[25]。(2) 低水平重复太多，应变能力不强，国内的大部分生产厂商规模都很小，大都生产同种类型的设备造成大量低水平重复生产，在市场上进行低价恶性竞争，而一旦遇上市场要求变动，却又无法及时转型，从而被市场所淘汰[26]。
考察近几年来国外的机械发展状况，结合我国目前的药品装盒机的生产实践，我国的药品装盒机生产企业应在以下几个方面寻求突破：
(1) 加大科研投入，提高创新能力，开发新技术，同时大力引进国外已经成熟的技术原理，开发出具有前瞻性的先进设备。首先各个企业要增强企业的研发能
摘 要
药品包装机械属于高技术、高智能、高竞争的机电一体化产品，高技术成果都会在包装机械产品中得到应用。纸盒包装机械可分为折纸、下纸、药板推送、纸盒打开、纸盒传输、折舌、插舌、压平和打批号等功能。
本设计的主要设计内容为药品装盒机的上料装置设计、药板装盒装置设计。完成的主要工作有：
1. 综述了药品装盒机的发展历程，发展现状及发展战略。
2. 确定了总体方案、包装工艺，物料的运动方式采用垂直与水平相结合的方 式，从而缩短了机器的尺寸。
3. 设计了纸盒上料机构，利用负压吸盘对纸盒进行分离、输送，吸盘由凸轮 机构驱动，上下移动。
4. 设计了药板上料机构，通过槽轮机构驱动齿形带对药板进行定量输送。
5. 设计了装盒机构，将药板、说明书装入纸盒内，同时完成纸盒的折叠封合。 本设计充分考虑了机械动力学分析，使机械运行平稳。设计过程参考了各类包装机械设计的长处，同时借鉴了其它机械的优点完成了药品装盒机的设计。本机器包装能力为50～120盒/分。
本机总体上具有较高的性价比，具有很强的竞争力和很好的发展前景。
关键词：装盒机；上料；药品；包装机
Abstract
Medicines and chemical reagents package machinery belongs to a high technology, the integration of machinery with electronics product, high technology achievement city that high intelligence, height compete for are applied in package machinery product. Paper box package machinery may be that the box opens, paper box transfers, breaks tongue, functions such as inserting tongue, flattening and putting a batch number up mark poison board under paper folding, deducing paper feed.
Main part designing that originally expects that the device designs that , the medicine board dress box device designs that on designing that content is that medicines and chemical reagents is packed in box machine's. Main part being completed works having: (1).Have summed up medicines and chemical reagents packing development of box machine course, present situation and development strategy. (2). Have ascertained the overall plan , package handicraft, the material motion way adopt the perpendicularity comparing with level to look at and appraise the way being tied in wedlock , the dimension having shortened a machine thereby. (3). The organization having designed that paper box fixes material, makes use of the negative pressure acetabulum to carry out separation , transportation on paper box , the acetabulum drives , moves about from cam organization. (4). Expect that organization, conveys by the fact that sheave organization drives jugged as well as carrying out a quantify on medicine board on the board having designed medicine. (5). Organization having designed the dress box, board , specifications put medicine into the paper box inner , the enfoldment accomplishing paper box at the same time seals off the small side door. The operation designing that having considered a mechanical kinetics sufficiently analyses, uses machinery originally is stable. Other machinery merit having designed that process has consulted package machinery design of all kinds strong point, drawing lessons at the same time has accomplished medicines and chemical reagents installing box machine design. The machine package ability is allotted for 50 ~ 120 boxes. This machine has higher nature price ratio as a whole, has very strong competition and the very good development prospect.
Key words：Pack box machine；Fix material；Medicines and chemical reagents；Packer
目 录
第1章 绪 论 .......................................................................................................... 1
1.1 国外包装机械概述 ................................................................................... 1
1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略 ............................................... 2
1.3 我国药品装盒机的发展历程及发展现状 ............................................... 6
1.4 药品装盒机发展中面临的问题研究及发展方向评估 ........................... 6
1.5 毕业设计题目及基本参数 ....................................................................... 8
第2章 方案设计 .................................................................................................. 10
2.1 总体方案设计 ......................................................................................... 10
2.2 执行机构方案设计 ................................................................................. 10
2.2.1 纸盒上料机构设计 ...................................................................... 10
2.2.2 药板上料机构设计 ...................................................................... 11
2.2.3 装盒装置设计 .............................................................................. 12
第3章 设计计算 .................................................................................................. 15
3.1 齿轮传动设计计算 ................................................................................. 15
3.2 轴的设计计算 ......................................................................................... 17
3.3 滚动轴承寿命计算 ................................................................................. 20
3.4 键联接的选择和验算 ............................................................................. 21
第4章 结构设计 .................................................................................................. 22
4.1 纸盒上料机构方案设计 ......................................................................... 22
4.1.1 凸轮机构设计计算 ...................................................................... 22
4.1.2 气阀结构设计 .............................................................................. 22
4.1.3 挡爪机构设计 ............................................................................ 23
4.2 药板上料机构方案设计 ......................................................................... 23
4.3 纸盒上料机构方案设计 ......................................................................... 25
4.4 循环图设计 ............................................................................................. 26
第5章 结论 .......................................................................................................... 29
参考文献 ................................................................................................................ 30
致 谢 ...................................................................................................................... 32
附 录 ...................................................................................................................... 33
第1章 绪 论
1.1 国外包装机械概述
包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品[1]。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用[2]。
国外的包装机械近些年有了新特点，主要有：一是生产高效率；二是资源的高利用率，高度的综合利用和发展循环经济；三是产品高度重视节能，重视降低成本；四是高新技术实用化，提高生产效率，产品上水平、上档次；五是科研成果商品化，使包装机械产品向知识密集化、技术综合化、产品智能化等方面发展
[3]。
美国、日本、德国、意大利是世界上包装机械四大强国。美国是世界上包装机械发展历史较长的国家，早已形成了独立完整的包装机械业体系，其品种和产量均居世界之首[4]。10多年来，美国始终保持着世界包装机械生产和消费大国的地位。其产品以高、大、精、尖产品居多，机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制新型机械产品[5]，以成型、填充、封口三种机械的增长最快，裹包机械和薄膜包装机占整个市场份额的15%，厚纸盒封盒包装机在市场占有率中居第二位。从上世纪90年代初以来，美国包装机械业一直保持着良好的发展势头。日本的包装机械制造厂以中小企业为主，包装机械的品种齐全，产品品种近500种，规格有700多个。包装机械以中小型单机为主，具有体积小、精密度高、易安装、操作方便、自动化程度高等优点[6]。90年代以来，已将变频调整、光电追踪、无触点电子开关、动态数据显示等技术运用在包装机械中[7]。日本包装机械大部分用于食品包装领域[8]。德国、意大利、英国、瑞士和法国等，都是世界上很重要的包装机械生产国家[9]。欧洲各国包装机械业的一个共同特点，是出口比例(出口额占产值的比例)都很大，如德国和意大利近80070 ,瑞士超过90000，荷兰出口额甚至大于产值，因为荷兰是欧洲很重要的贸易转口地[10]。德国的包装机械在计量、制造、技术性能等方面居领先地位，特别是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点，享誉全球一些大公司生产的包装机械集机一电一仪及微机控制于一体，采用光电感应，以光标控制，并配有防静电装置。其大型自动包装机不仅包装容积大，而且能集制袋、称重、充填、抽真空、封口
等工序在一台单机上完成[11]。德国包装机械业多年来始终处于稳定增长状态，出
口比例占80%左右，德国是世界上最大的包装机械出口国。意大利是继美国、日本、德国之后的世界最大的包装机械生产国，又是仅次于德国的第二大包装机械出口国。意大利的包装机械多用于食品工业，具有性能优良、外观考究、价格便宜的特点[12]。 在这样的形势下，我国的包装机械产品由于品种少、技术水平低、产品可靠性差等原因，面临着激烈的国际竞争[13]。特别是我国近5年来，加快发展农产品深加工，建设节约型社会，发展循环经济和加大技术创新力度，造成新一轮技术引进高潮[14]。如我国近年对农产品深加工总投资达到320多亿元，加工和包装设备80%以上靠进口。包装机械作为专业性机械，除了同于普通机械的一般要求外紧凑、运转平稳、还有外表美观、传动装置精度高、生产效率高等要求以很好地完成自身功能，适应市场需求[15]。
1.2 我国包装机械业发展的思考和发展战略
首先，要明确我国包装机械业的发展方向预计到2005年我国包装机械产量将增加到67万台(套)，到2010年将增至93万台(套)。但是，靠简单的重复，靠扩大生产数量，靠向上游、向下游延伸的方法是行不通的，我国包装机械业必须走专业化生产的道路。要发展中高档设备，努力提高技术含量，把产品做精、做细、做专、做强，靠技术进步来推动行业的发展[16]。
目前，世界各国对包装机械发展十分重视，集机、电、气、光、生、磁为一体的高新技术产品不断涌现生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、高新技术实用化、科研成果商业化已成为世界各国包装机械发展的趋势这也是我国包装机械业的发展方向对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而是应求精求专。美国、日本、意大利的包装机械生产企业大部分规模不大，但专业化程度很高[17]。
其次，要进行我国包装机械业的结构调整在“十五”期间乃至2010年，我国包装机械业要着重进行产业结构、产品结构和组织结构的调整在产业结构调整上要提高生产集中度，促进专业化、系列化生产，提高产品质量和对市场的适应能力；要积极发展和扶持一批拥有名牌产品的重点骨干企业，加快现代企业制度的建立和完善.形成行业排头兵.参与国际市场竞争，从而加快产业提升在产品结构调整上，要改变目前产品结构中以低技术含量为主的状况，淘汰一批低效高耗的、低档次、低附加值的、劳动密集型的产品，学习国外先进技术，开发生产高效低耗的、产销对路的大型成套设备和高新技术产品，开发出“新、奇、特”的包装设备，加速包装机械的更新换代，开拓国际市场[18]。在组织结构调整上，要成立跨部门的企业集团，树立大行业的全局观念，进行组织结构优化组合，实现行业资产优化配置，统一思想，强化管理，形成优势互补、分工合作、共同发展的新格局。
中国包装工业发展战略为：
（1）、实施“联合发展”战略
我国包装企业集约整合，联合发展，按照现代企业制度运作已是当务之急。促进中小包装企业的联合，要制定相应的政策，处理好以下几个问题:。
1、在实行联合发展时，如何实现资金的集中问题，可通过转让部分或全部产权，由大型集团实行控股、参股。
2、中小包装企业在实行联合发展时，不仅要看到包装行业内部的企业，也要注意与其他包装需要量大的企业联合，以保证包装产品销售的稳定和生产要素向包装生产领域的转移。
3、生产同系列、同类型产品但规模均不能处于主导地位的包装企业之间或者专业互补的包装企业之间，可以采取合并、互相参股或以一方为主控股等方式形成有机的联合，成为一个企业集团，以实现优势互补。
（2）、发展绿色包装
发展绿色包装，是包装发展战略的重要内容，当务之急要抓好以下几个主要环节:
1、大力发展绿色包装材料。绿色包装除了一般的包装功能之外，还应包含环境保护和资源再生两大关系到人类生存与生活的切身问题。要制定切实可行的政策，促进绿色包装的发展。
2、大力推行清洁生产。包装工业涉及人民生命安全和健康，在医药、食品、饮料等方面，在实施《清洁生产法(草案）》时，应以包装行业为试点，率先实行清洁生产管理。
3、加大实施包装废弃物的回收利用。这是减少环境污染，节约自然资源的重要措施。国家可制定“包装废弃物管理规定”，依法对废弃物强制回收。依靠市场机制，建立全国性连锁的“废弃资源回收利用公司”。推行押金制，实行有偿回收，对能再利用的啤酒瓶、饮料瓶、PET瓶均实行押金有偿回收，押金由销售商在整个流通阶段向最终消费者征收，在容器回收时予以退还。积极扶持科研机构，开发包装废弃物分离技术、清洗技术以及各种回收再生技术。
4、加快与国际标准接轨进程。要在包装行业推广国际标准，消灭无标生产。包装企业要努力通过包装产品认证和IS09000, IS014000, IS016000, IS018000的认证;推广应用二维码，以尽快提高我国包装产品在国际市场上的竞争力[19]。
(三)调整产业结构
从产业结构调整的角度来看，今后应采取如下措施:
1、放开纸包装制品的发展，使其保持快速增长。
2、促进金属包装制品的发展。
3、提升玻璃包装制品的档次。
4、均衡塑料包装制品的发展。明有替代的包装物即可替代，没有替代的尽量回收利用。加强高档次、低成本、多用途的塑料包装材料和制品的开发。
5、加快研制开发高档次的各类包装机械特别是成套包装生产线。加速淘汰效率低、耗能高的落后机械设备。
(四)振兴包装装备制造业
要改变我国包装工业的弱势，必须振兴包装装备制造业，为此，需制定有关政策:
1、注重可持续发展，使产品的技术水平不断通近高效、节能、节材、节水和无污染境界.
2、对一些重点企业和重点产品，实行集中扶持政策。
3、制定技术创新政策，实现技术更新模式转变。
4、加强对包装装备采购的监控，注意提高国内自主生产能力。
5、组织产、学、研联合攻关，集中力量，实现关键装备的突破。
6.培育一批大型包装装备企业集团。
(五)加快包装工业的法规建设
我国的包装法规应涵盖如下基本内容:
1、包装法规应与我国现有《中华人民共和国环境保护法》等法规相容和互补，形成我国环境法规的完整体系。
2、包装法规应促进包装科技发展，限制落后和有害环保的包装技术发展。
3、包装法规应规定包装废弃物的回收率与再利用率的目标值，并根据技术的进步、环境的要求适时修正。
4、包装法规应明确包装产品、包装材料的生产和销售者对包装物处理承担的责任和义务，限制过度包装，明确对包装废弃物处理收费的原则以及奖惩制度。
5、开展国外包装技术法规的调查、收集、研究和转化。
(六)健全包装标准体系
利用包装标准化这个武器，有效地保护我国经济利益，冲破贸易技术壁垒，是摆在我们面前急待解决的重要课题。为此，需要做好以下工作:
1、对现有的包装标准体系进行研究、分析和补充。完善和制定包装制品的产品标准、技术标准和质量标准。
2、围绕包装产业结构的调整，加速重要、急需标准的制定与修订。
3、加快技术壁垒性标准的制定与修订，建立自己的技术壁垒体系。
4、全面分析研究国际标准，对适合我国国情的包装国际标准尽快采用，有的需要制定相应的对策。
5、加大参与国际标准化活动的力度。
6、抓紧培养一批熟悉国际标准体系、专业强、外语好的复合型人才。
(七)提高包装行业协会的地位和作用
1、把行业管理与经济联合更好地结合起来。
2、建立行业的技术开发中心和引进技术的消化吸收中心。
3、制定、实行和强化标准化管理.
4、要继续抓好包装改进大检查，推动包装行业改革和综合治理。
5、继续抓好包装教育，加强包装人才的培训。
6、建立包装行业统计报表制度。
7、继续办好包装协会的刊物，搞好信息服务。
8、强化行业协会管理职能，正确处理好行业管理和主管部门的关系。
9、促进行业管理的现代化。
(八)加强包装科学研究
1、促进包装企业建立现代企业制度。
2、大型包装企业要借助行业建立健全企业技术开发中心，加速形成有利于技术创新成果转化的运行机制。
3、制定有效的政策，鼓励和促进包装科研和生产的结合，促进企业与科研院所、高等院校的联合开发与协同合作，实行优势互补，利益共享。
4、技术改造和技术创新过程中，实行行业引导和企业选择相结合.在总体上要面向市场，找准方向，起点要高。
5、建立中国包装设计研究院。
(九)加大对包装教育的投入
1、必须使我们的教育思想、教育体制和结构、教学内容和方法与现代包装工业的发展相适应。
2、造就一批善经营、懂管理、傲技术，又有高度贵任感的经营管理者和企业家，以促进包装企业管理水平的提高；培养一批科技创新的领头人才，促进科技水平和创新能力的快速提高；引进一批同行业、相关行业和外行业的人才，以促进全行业发展观念和服务观念的更新。
3、制定切实可行的人才培养规划，既要防止人才继续匮乏，又能保证人才的质量。
4、改革人才培养模式，试办一些股份制大学，实行校企结合。株洲工学院迈开了探索的步伐，该校与广东中山张家边企业集团联合创办了株洲工学院中山包装学院，为培养既有专业知识又有实践能力的创新人才，取得了成功的经验。可借助“亚包中心”，以株洲工学院为基础，创办亚洲一流的包装大学(亚华包装大学)，建立亚洲包装人才培训基地和包装科研基地。
1.3 我国药品装盒机的发展历程及发展现状
我国早期的药品生产装盒主要是采用手工装盒，后来随着生产的发展和技术的进步，逐渐采用机械化装盒。我国最早使用的装盒机主要是从国外进口的。在七十年代中期由于当时我国包装材料的质量及药盒的加工制作等都达不到机器包装的要求，使得装盒机一直无法正常使用，所以全自动装盒机在我国就一直得不到广泛应用，我国药品生产在很长的一段时间内不得不放弃自动装盒而采用手工操作，效率极低下。80年代特别是改革开放后，我国的药品生产领域相关技术获得了飞速发展，药品包装材料的质量及药盒的加工制作等方面的技术有了明显的进步，全自动装盒机开始得到了全面的应用。而此时药品装盒机也改变了国外产品一统天下的局面，国产药品装盒机开始上市并获得了广泛的应用[20]。
目前，我国国产的药品装盒机种类繁多，数量齐全，已可以基本满足国内各药品生产厂家生产的各种不同剂型的药品的包装需求。按照不同的分类方法，可以将目前我国生产的全自动装盒机分成若干种类。若按包装物料的不同主要有四大系列，可将其分为B, P, K装盒，G型即泡罩板型、针剂型及软膏型全自动装盒机等;若从装盒机运行速度上看，有可将其分为3类，第1类为中低速型，速度约60～80盒/m in；第2类为中高速型，速度约80～120盒/m in；第3类为高速型，速度大于150盒/min 。每一种机型各有其优缺点，用途也不尽一致[21]。目前，国内比较知名的药品装盒机生产厂家有上海龙腾包装机械有限公司、北京双鹤制药装各有限公司、上海万申包装机械公司、上海顾德包装机械有限公司等。但是即使是这些比较知名的生产商，其产品的技术含量与国外同类产品相比较，也有很大的差距。在市场竞争力方面，也只是在中低端市场略有优势。在市场占有率方面，国产药品装盒机的占有率也只有三成左右，其余市场皆被进口产品所瓜分。目前，国内许多规模较大的药品生产厂家仍以采用进口的药品装盒机为主。造成这一现象的主要原因，乃是国产药品装盒机的综合性能达不到制药厂家所需所致，尽管进口药品装盒机的价格要比国产的高出许多[22]。近年来，除了一些专业生产药品装盒机的厂商以外，国内的一些大学和科研院所也参与到药品装盒机的研制生产。相信依托各个大学和科研院所的科研实力，国产药品装盒机的研制生产在不久的将来会有重大的突破。
1.4 药品装盒机发展中面临的问题研究及发展方向评估
我国国产药品装盒机虽然在近十几年来获得了快速的发展，但其面临的问题依然不少。在国内制药装备行业中药品自动装盒机的制造商之中，技术含量和质量较高的制造商寥寥无几，且大多停留在半自动或中低速水平，同国外的同类产
品相比，无论在装备的发展水平、技术含量和应用推广方面都不尽人意。在市场分配中，国产的药品装盒机只是在中低档市场上略占优势，而高档市场几乎全部被国外产品所占据[23]。现将其面临的问题分析如下：
一、从产品的产品质量性能及应用方面，国产药品装盒机明显不如国外产品，具体表现在以下几个方面：(1).在质量上，从某种意义上说，药品自动装盒机是制药机械中最为复杂的机械，它包括机、电、气、光和其它技术于一体，而目前国内制药装备行业的目前的无论是产品的最初设计水平，还是后来的产品装配加工水平，都与国外同行有着十几年的差距，无法生产出真正有竞争力的产品。(2).对产品的适应性方面，国产自动药品装盒机的功能比较单一，适应面比较窄，对待装的药品的形状体积等有较严格的规定，一般只适用于一两种药品，但是我国药品生产企业众多，各药企业厂和生产的药品规格品种也都大不相同，同一企业生产的药品规格也各不相同，产量也不同，就给相关工作一定的困难，而国外药品装盒机生产厂商特别注重这方面的问题，他们所生产的设备功能更加灵活多变，适用范围也更广。(3).在设备的运行可靠性方面，进口自动装盒机也要高出国产一截，国产药品装盒机的故障率较高，因此，许多选择企业不得不购买多台国产自动装盒机，以免因维修机器而影响正常生产并延误交货期。(4).在工作效率方面，由于国产药品装盒机的运行速度大多在中低档水平，并且自动化水平较低，生产效率自然不如以生产高档产品著称的国外同类产品，这样就等于无形中增加了企业的成本，降低了企业的利润，造成了极大的浪费。总之，国内目前药品自动装盒机还存在着适应包装物种类单一、纸盒尺寸的变化范围小、生产速度普遍停留在中低速水平等不完善之处[24]。
二、从整个行业的研发生产能力上看，主要表现有以下几个问题：(1) 研发力量薄弱，科研经费严重不足，药品装盒机的制作是一个复杂的系统工程，它包括机、电、气、光和其它技术于一体，需要有雄厚的技术力量，精密的生产工艺等多方面的要求，而目前我国在这方面的投入甚少；行业中的产品生产与基础研究的经费投入比例严重失调，生产厂家只顾眼前利益，不愿投入基金进行基础研究，造成国产的药品装盒机质量含量低下，无法与国外同类产品竞争，并且只能靠低价维持其市场竞争力，无法长期占领市场[25]。(2) 低水平重复太多，应变能力不强，国内的大部分生产厂商规模都很小，大都生产同种类型的设备造成大量低水平重复生产，在市场上进行低价恶性竞争，而一旦遇上市场要求变动，却又无法及时转型，从而被市场所淘汰[26]。
考察近几年来国外的机械发展状况，结合我国目前的药品装盒机的生产实践，我国的药品装盒机生产企业应在以下几个方面寻求突破：
(1) 加大科研投入，提高创新能力，开发新技术，同时大力引进国外已经成熟的技术原理，开发出具有前瞻性的先进设备。首先各个企业要增强企业的研发能