电池是一种能产生电能的小型装置，是现代生活中重要的能源。电池作为一种商品，在流通过程中需要进行包装，应用自动化的电池包装机能有效提高电池包装效率，降低生产成本，本文针对五号电池的自动化包装，设计了本电池包装机送料机构。

    本文首先进行总体的设计方案，拟定螺旋传动副为电池送料方案，对方案进行特点分析，然后针对关键传动件设计，选择电动机，对重要零件进行强度校核，对轴和轴承的寿命进行计算校核，最后对重要零部件进行结构设计，包括材料的选择、尺寸的确定、结构工艺性的满足、以及与其他零件的配合的要求等。

关键词：电池，包装，推杆，螺旋传动

Abstract

Cell is a small device that can generate electricity, is one of the most important energy in modern life. Battery as a commodity, in the circulation process needs packaging, packaging cell function application automation improve battery packing efficiency, reduce the production cost, this paper packaging automation for the number five batteries, design of the feeding mechanism of the battery packaging machine.

    Firstly, the overall design scheme, make the spiral transmission pair for the battery feeding scheme, characteristics analysis of the scheme, then the motor selection for key transmission parts, design, strength check of important parts, the life of the shaft and bearings are calculated, the important parts of the structure design, including material selection determine the size, structure, process, and meet the demand for cooperating with other parts etc..

Key Words: Battery, packaging, push rod, screw drive

第1章 绪论
1.1常见电池型号及尺寸

    在电池体上看到的AAA、AA、C、D、N、F、SC等标识都是美国型号标识，在我国,了几种按号称呼之外，其它还是采用美国的命名方式。此外，针对二次锂电池的型号表示方法是采用五位数(圆柱型)或六位数(方型)，如14500、103450...

（一）常见电池型号、尺寸对照表

编号	美国型号	中国俗称	尺寸（平头）
1	AAAA	AAAA	直径8.1±0.2mm,高度41.5±0.5mm
2	AAA	7号	直径10.1±0.2mm,高度43.6±0.5mm
3	AA	5号	直径14.1±0.2mm,高度48.0±0.5mm
4	A	A	直径16.8±0.2mm,高度49.0±0.5mm
5	SC	SC	直径22.1±0.2mm,高度42.0±0.5mm
6	C	2号	直径25.3±0.2mm,高度49.5±0.5mm
7	D	1号	直径32.3±0.2mm,高度59.0±0.5mm
8	N	N	直径11.7±0.2mm,高度28.5±0.5mm
9	F	F	直径32.3±0.2mm,高度89.0±0.5mm

平头，指的是电池正极是平的，没有突起，使用做电池组点焊使用的电池芯，一般同等型号尖头的（可以用作单体电池供电的），在高度上就多了0.5mm。以此类推，我不逐一解释。还有，电池很多的时候并不是规规矩矩的＂AAA，AA，A，SC，C，D，N，F＂这些主型号，前面还时常有分数＂1/3，2/3，1/2，2/3，4/5，5/4，7/5＂，这些分数表示的是池体相应的高度，例如＂2/3AA＂就是表示高是一般AA电池的2/3的充电电池；再如＂4/5A＂就是表示高是一般A电池的4/5的充电电池。

（二）锂离子电池芯型号、尺寸
(1) 圆柱型锂离子电池芯：通常用五位数字表示，前两位数字是指池体直径，后三位数字是指池体高，例如14500就是指AA电池，即大约直径14mm，高50mm。常见的型号：14500，14650, 17490，18500, 18650，26500。
常见比克、三洋圆柱电芯规格型号：
比克18650 2200mAh 3.7V ，比克18650 2600mAh 3.7V ，比克18650 2000mAh 3.6V 三元长寿命 
三洋18650 2100mAh 3.7V ，三洋18650 2500mAh 3.7V ，三洋18650 1500 mAh 3.7V18650
(2) 方型锂离子电池芯：通常用六位数<表示，分别表示电池的厚度、宽度和高度，单位毫米，例如103450 即10(厚度) ×34(宽度) ×50(高度)mm。若厚度数值大于宽度数值，则厚度要*0.1，例如433861 即4.3（43*0.1）×38×61mm。
常见比克、三洋方型电芯规格型号：
比克523450A 1000mAh 3.7V ，比克063450A 1200mAh 3.7V ，比克633770A 2020mAh 3.7V
三洋UF103450P 1880mAh 3.7V ，三洋UF653450R 1100mAh 3.7V

1.2机构

由两个或两个以上构件通过活动联接形成的构件系统。按组成的各构件间相对运动的不同，机构可分为平面机构（如平面连杆机构、圆柱齿轮机构等）和空间机构（如空间连杆机构、蜗轮蜗杆机构等）；按运动副类别可分为低副机构（如连杆机构等）和高副机构（如凸轮机构等）；按结构特征可分为连杆机构、齿轮机构、斜面机构、孤只构等；按所转换的运动或力的特征可分为匀速和非匀速转动机构、直线运动机构、换向机构、间歇运动机构等 ；按功用可分为安全保险机构、联锁机构、擒纵机构等。

1.3包装机的作用

    包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。随着时代的发展，技术的进步，包装机械在包装领域中正起着越来越大的作用，其主要作用有以下几点：

   (1) 可大大提高劳动生产率。滑台式吸塑封口&机械包装比手工包装快得多，如糖果包装，手工包糖1分钟只能包十几块，而糖果包装机每分钟可达数百块甚至上千块，提高效率数十倍。

   (2) 能有效地保证包装质量。机械包装可根据包装物品的要求，按照需要的形态、大小，得到规格一致的包装物&而手工包装是无法保证的。这对出口商品尤为重要，只有机械包装，才能达到包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。

   (3) 能实现手工包装无法实现的操作有些包装操作。如真空包装、充气包装、贴体包装、等压灌装等，都是手工包装无法实现的，只能用机械包装实现。

   (4) 可降低劳动强度，改善劳动条件手工包装的劳动强度很大。如用手工包装体积大、重量重的产品，既耗体力，又不安全；而对轻小产品，由于频率较高，动作单调，易使工人得职业病。

 (5) 有利于工人的劳动保护。对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、有毒的产品有刺激性、放射性的产品，用手工包装难免危害健康，而机械包装则可避免，且能有效地保护环境不被污染。

   (6) 可降低包装成本，节省贮运费用对松散产品。如棉花、烟叶、丝、麻等，采用压缩包装机压缩打包，可大大缩小体积，从而降低包装成本。同时由于体积大为缩小，节省仓容，减少保管费用，有利于运输。

   (7) 能可靠地保证产品卫生某些产品。如食品、药品的包装，根据卫生法是不允许用手工包装的，因为会污染产品，而机械包装避免了人手直接接触食品、药品，保证了卫生质量。

  (8) 可促进相关工业的发展。包装机械是一门综合性科学，它涉及到材料、工艺、设备、电子、电器、自动控制等多种学科，要求各相关学科同步、协调地发展，任何学科的问题都将影响包装机械的整体性能。

1.4中国包装机械的发展

    中国包装机械起步较晚，起于上个世纪70年代，北京市商业机械研究所在研究了日本的包装机械后，完成制造了中国第一台包装机，经过20多年的发展，中国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，为中国包装工业快速发展提供了有力的保障，有些包装机械填补了国内空白，已能基本满足国内市场的需求，部分产品还有出口。但在目前，中国包装机械出口额还不足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家去甚远。在行业快速发展的同时也存在一系列的问题，现阶段中国包装机械行业水平还不够高。包装机械市场日趋垄断化，除了瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机有一定规模和优势外，其它包装机械几乎不成体系和规模，特别是市场上需求量大的一些成套包装生产线，如液体灌装生产线饮料包装容器成套设备、无菌包装生产线等，在世界包装机械市场中均被几家大包装机械企业集团所垄断，面对国外品牌强劲冲击国内企业应该采取积极对策。从现阶段情况看，全球的包装机械需求以每年5.3%的速度增长。美国拥有最大的包装设备生产商，其次是日本，其他主要生产商还括德国、意大利和中国。但未来包装设备生产增长最快的是在发展中的国家和地区。发达国家将从刺激国内需求中获利，并在发展中国家寻找当地合适的生产厂家，特别是在食品加工厂进行投资，提供包装机械设备。而中国自加入世贸组织以来取得了长足的进步，中国的包装机械水平提升常快，与世界的先进水平差距逐渐缩小。随着中国的日益开放，中国的包装机械也将进一步打开国际市场。

1.5本课题研究目的和要求

    通过对电池包装送料装置机构的设计，进一步巩固与深化学生对理论程及实践性教学环节中所学知识的理解，培养学生综合运用所学基础知识、基本理论和基本技能来分析和解决相关专业问题，以及收集、整理、分析、利用资料的能力，使学生受到工程师工作能力的综合训练，提高学生的独立工作能力与综合素质。

第2 整体方案设计
2.1设计参数与技术要求

包装规格为5号电池，

电池包装的基本要求：2节电池为一袋，一分钟包装20袋。

2.2 池包装机的传动原理

图2-1 电池包装机整体方案

五号电池包装机的总体传动方案如上图2-1所示，它由1个电池集料槽、4个电池通道、4个推杆、1个真空吸盘、1把切断刀、胶辊、包装袋托架等组成。

    集料槽下端出口处倾斜能够使电池自动滑入轨道，由集料槽出来的电池进入一号宓溃通道的宽度刚好能容纳两节纵向放置电池，由伺服电动机正转带动丝杠正转，从而带动一号通道的推杆（即丝杠螺母）沿着一号通道向前移动，将电池推到二号通道指定的位置后，电动机反转使推杆回到原位。此时的电池已经进入二号通道，二号通道的电动推杆将横放的电池推入到由迮涛起的包装袋内（吸盘由电磁阀通电控制工作，上吸盘和切断刀连接在另一电磁阀推杆上，上吸盘及切断刀能随电磁阀推杆上下运动，推杆向下运动时带着切刀将包装袋切断，推杆向上运动时吸盘提起包装袋向上提升2厘米），第三通道的推杆将纵向的含在包装袋里的电池推入到四号通道，最后由第四号通道的推杆将电池推送到传送带，传送带由一步电动机控制，传送带上有等间距的小格，每一小格能容纳两节五号电池，每次工作时格子底部与电池底部在同一水平面，电池经传送带送入高温箱，出来冷却即达到包装效果。

    每次包装袋切断后由电动机带动胶辊将放在托架上的包装袋输送到吸盘处。

对于本五号电池传动方案：结构简单，制造调试方便，由于采用了四个伺服电动机及两个电磁阀，因此要对协调控制要求较高。

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