機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)——旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)DOC

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū). .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。二、功能分解 . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。三、機(jī)構(gòu)選型與組合. .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。四、機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖. .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定. .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。a 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu).錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。b 壓蓋機(jī)構(gòu).錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。c 灌裝機(jī)構(gòu).錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。六、原始數(shù)據(jù) . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。七、機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖. .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。八、各部分參數(shù)計(jì)算. .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。九、整體評(píng)價(jià)與總結(jié). .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。十、參考資料 . .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附錄： 部分主要機(jī)構(gòu)的三維模型圖及構(gòu)件三視圖第 1 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械

2、原理課程設(shè)計(jì)一、任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)1、 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料、酒、冷霜等），轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口應(yīng)有定位裝置。如圖所示，工位 1：輸入空瓶；工位 2：灌裝；工位 3：封口；工位 4：輸出灌裝好的容器。圖 1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)下表。旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)3、設(shè)計(jì)方案提示（ l）灌裝機(jī)構(gòu)：采用灌瓶來(lái)灌裝流體，泵固定在某工位的上方。（ 2）壓蓋機(jī)構(gòu)：采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上，由壓蓋

3、機(jī)構(gòu)壓入 （或通過(guò)壓蓋模將瓶蓋緊固在） 瓶口。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu) l 可采用移動(dòng)導(dǎo)桿桿機(jī)構(gòu)等平面連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。（ 3）間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠，還應(yīng)向定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等，定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等4、設(shè)計(jì)任務(wù)1）按工藝動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。第 2 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)2）進(jìn)行轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓蓋機(jī)構(gòu)、 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)的選型， 實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作要求，并將各機(jī)構(gòu)按照一定的組合方式組合起來(lái)；3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。4）按選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械

4、傳動(dòng)方案。5）畫(huà)出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。6）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。7）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（課程設(shè)計(jì)專(zhuān)用稿紙）。8）在三號(hào)圖紙上完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。9）準(zhǔn)備答辯。二、功能分解若要完成任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)所要求的功能， 需要先完成電動(dòng)機(jī)、 減速機(jī)構(gòu)之后分別完成傳送帶送入、杯子的定位與固定、灌裝飲料、利用凸輪或連桿機(jī)構(gòu)加蓋、傳送帶送出這五個(gè)部分。分解功能如下圖所示：螺旋形灌裝機(jī)三、機(jī)構(gòu)選型與組合傳送帶機(jī)構(gòu)杯子的定位與固定灌裝飲料加蓋機(jī)構(gòu)圖 2 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的功能分解機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變及運(yùn)動(dòng)形式的改變的中間裝置。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最常見(jiàn)的有齒輪傳

5、動(dòng)、帶傳動(dòng)、 蝸桿傳動(dòng)等。在設(shè)計(jì)中，按照功能選擇機(jī)構(gòu)的類(lèi)型。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 采用方案B，其轉(zhuǎn)速為 1440r/min ，灌裝速度較快，效率比較高。減速機(jī)構(gòu) 采用齒輪減速與渦輪蝸桿搭配減速。承載能力和速度范圍大；傳動(dòng)比恒定， 采用衛(wèi)星傳動(dòng)可獲得很大傳動(dòng)比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安裝精度要求高，精度低時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)有噪音；蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)緊湊，單級(jí)傳動(dòng)能得到很大的傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪音；可制成自鎖機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)比大。傳送帶 采用皮帶輪機(jī)構(gòu)， 講杯子按照指定方向傳送到需要定位與固定的位置、軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音小，能緩和沖擊，吸收振動(dòng)；摩擦型帶傳動(dòng)有過(guò)載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)第 3 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)

6、械原理課程設(shè)計(jì)單，成本低，安裝要求不高；外廓尺寸較大；軸和軸承上的作用力很大，帶的壽命較短。灌裝機(jī)構(gòu) 采用灌瓶來(lái)灌裝流體，泵固定在某工位的上方。工位的間歇運(yùn)動(dòng)采用槽輪機(jī)構(gòu)，四個(gè)工位采用槽數(shù)為4的槽輪機(jī)構(gòu)。加蓋 的方法采用凸輪機(jī)構(gòu)，使得壓蓋桿做豎直方向的周期來(lái)回運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)可以產(chǎn)生復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，可以自行控制壓蓋機(jī)構(gòu)的軌跡。將上述選擇好的機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，便可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求中給定的功能。簡(jiǎn)要分析如下： 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)傳送帶將杯子傳送到杯子的定位裝置中，并固定好。 灌裝機(jī)構(gòu)和壓蓋機(jī)構(gòu)固定在工作臺(tái)第 2和第 3工位的上方。第4工位連接灌裝完畢的杯子，將完成設(shè)計(jì)要求的杯子傳送出去。四、機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖傳送

7、帶工作工作臺(tái)靜止轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)靜止轉(zhuǎn)動(dòng)灌裝開(kāi)啟灌裝開(kāi)啟壓蓋進(jìn)壓蓋回壓蓋進(jìn)壓蓋回0.15s3.15s3.33s5s注：空白即為靜止?fàn)顟B(tài)本方案以 5秒為一個(gè)工作周期。在五秒之內(nèi)要完成工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)、灌裝裝置的開(kāi)啟與關(guān)閉、壓蓋機(jī)構(gòu)的來(lái)與回。在本次設(shè)計(jì)中，最重要的部分就是要控制好整個(gè)機(jī)構(gòu)的節(jié)奏（具體會(huì)在按部分設(shè)計(jì)中詳細(xì)介紹）?？紤]到灌裝的水有一定的流量，所以不能完全100%將灌裝與壓蓋工作周期填滿工作臺(tái)靜止的時(shí)候。所以工作臺(tái)靜止與工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間比為2:1 ，灌裝臺(tái)開(kāi)啟與灌裝臺(tái)關(guān)閉的時(shí)間比為3：2，這樣可以較好的控制住整個(gè)機(jī)械的工作效率，使得機(jī)構(gòu)能高效正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。下表為時(shí)間參考表。時(shí)間機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)0-0.1

8、5s工作臺(tái)靜止、灌裝機(jī)構(gòu)靜止、壓蓋機(jī)構(gòu)靜止0.15s-1.65s工作臺(tái)靜止、灌裝機(jī)構(gòu)開(kāi)啟、壓蓋機(jī)構(gòu)進(jìn)程1.65s-3.15s工作臺(tái)靜止、灌裝機(jī)構(gòu)開(kāi)啟、壓蓋機(jī)構(gòu)回程3.15s-3.33s工作臺(tái)靜止、灌裝機(jī)構(gòu)靜止、壓蓋機(jī)構(gòu)靜止3.33s-5s工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)、灌裝機(jī)構(gòu)靜止、壓蓋機(jī)構(gòu)靜止在這一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期內(nèi)，前 0-0.15 秒是為了緩沖工作臺(tái)剛剛旋轉(zhuǎn)完所產(chǎn)生的慣性，防止灌第 4 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)裝機(jī)構(gòu)倒下的水沒(méi)有能夠進(jìn)入到杯子內(nèi)。并且，配合傳送帶的速度，不需要多余的機(jī)構(gòu)就可以做到定位的功能。0.15s-1.65s中控制灌裝機(jī)構(gòu)的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片不能堵塞管道。灌裝開(kāi)始，同時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。各

9、個(gè)部分的詳細(xì)運(yùn)動(dòng)在機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的和各部分的參數(shù)設(shè)計(jì)中會(huì)詳細(xì)講到。1.65s-3.15與上一個(gè)部分大致相似，但是是回程。3.15s-3.33s與最開(kāi)始功能相似，不多贅述。五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)壓蓋機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)灌裝機(jī)構(gòu)管道的開(kāi)關(guān)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比較槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪和棘輪之間的優(yōu)缺點(diǎn)。a.槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工， 工作可靠， 轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確， 機(jī)械效率高。 但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小， 槽輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來(lái)實(shí)現(xiàn)

10、不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)。b.不完全齒輪的特點(diǎn)不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、 工作可靠， 從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。 但是從動(dòng)輪在開(kāi)始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速，輕載場(chǎng)合。c.棘輪的特點(diǎn)輪齒式棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，運(yùn)動(dòng)可靠，從動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)角容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整，但棘爪在齒面滑過(guò)引起噪聲與沖擊，在高速時(shí)尤為嚴(yán)重。故常用于低速、輕載的場(chǎng)合，或用于間歇運(yùn)動(dòng)控制。摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，無(wú)噪音， 從動(dòng)件的轉(zhuǎn)角可作無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。但難以避免打滑現(xiàn)象，因而運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性較差，不適合用于精確傳遞運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。因?yàn)樵诒痉桨钢?，控制間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速十分低，需要較大的

11、范圍內(nèi)的從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間。所以在這里我們選擇不完全齒輪 來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇運(yùn)動(dòng)。下左圖為不完全齒輪的嚙合示意圖。（下頁(yè)）第 5 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)_a.連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式多樣，如可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、擺動(dòng)、 移動(dòng)和平面或空間復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，從而可用于實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律和已知軌跡。此外，低副面接觸的結(jié)構(gòu)使連桿機(jī)構(gòu)具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減??；制造方便，易獲得較高的精度； 兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不象凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸。因此， 平面連桿機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械、儀表和機(jī)電產(chǎn)品中。平面連桿機(jī)構(gòu)的

12、缺點(diǎn)是：一般情況下， 只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡，且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜； 當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、安裝誤差的敏感性增加；機(jī)構(gòu)中作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所產(chǎn)生的慣性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故連桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合。b.凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)，因此在機(jī)床、紡織機(jī)械、輕工機(jī)械、印刷機(jī)械、機(jī)電一體化裝配中大量應(yīng)用。缺點(diǎn)1）點(diǎn)、線接觸易磨損；2）凸輪輪廓加工困難；3）行程不大由于在本方案中行程較小、

13、需要緊湊的空間。所以在這里凸輪機(jī)構(gòu) 更適用。第 6 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)灌裝機(jī)構(gòu)管道的開(kāi)關(guān)， 利用右圖所示的機(jī)構(gòu)。 將齒輪與管道中的葉片連接， 利用葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)管道的開(kāi)與閉。由于在本方案中， 需要把握節(jié)奏的控制。利用不完全齒輪與普通標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線直齒輪的嚙合，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的要求，可以實(shí)現(xiàn)管道中開(kāi)與閉的間歇性運(yùn)動(dòng)。整體而言，電動(dòng)機(jī)連接一個(gè)減速器，將減速后的鼓輪與傳送帶連接， 傳送帶不僅起到傳送杯子的作用， 還起到了傳遞其他機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力的作用。 傳送帶起著連接著工作臺(tái)的底座和控制管道開(kāi)閉和不完全齒輪的作用。 利用斜齒輪和齒輪系將傳送帶上傳遞的驅(qū)動(dòng)力，使得工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)、壓蓋機(jī)構(gòu)的

14、凸輪運(yùn)動(dòng)。六、原始數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)齒輪的模數(shù)（ m）1.5電動(dòng)機(jī)速度1440r/min灌裝速度12r/min(5s/r)斜齒輪的角度45每個(gè)杯子的容量350ml鼓輪的內(nèi)外徑比1:2項(xiàng)目個(gè)數(shù)鼓輪（兩段傳送帶）5漸開(kāi)線直齒輪6凸輪1標(biāo)準(zhǔn)圓錐齒輪4連桿若干工作臺(tái)1皮帶4減速器1電動(dòng)機(jī)1第 7 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)裝料管道1不完全齒輪2右圖為部分特殊構(gòu)件的設(shè)計(jì)。兩個(gè)分別為1/3 和 3/5 的不完全齒輪。 以完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖所要求的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。為了能充分利用一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期來(lái)進(jìn)行灌裝和壓蓋，所以不能使用同一個(gè)不完全齒輪進(jìn)行灌裝和壓蓋。因?yàn)槟芡瑫r(shí)進(jìn)行灌裝和停止的旋轉(zhuǎn)的不完全齒輪最大的要求為1/4 ，

15、否則則會(huì)出現(xiàn)在灌裝的同時(shí)又旋轉(zhuǎn)的情況。七、機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖八、各部分參數(shù)計(jì)算（1）傳送帶計(jì)算已知每分鐘灌裝12只即 5秒灌裝一只。送料速度要等于灌裝速度即5秒傳送帶需要經(jīng)過(guò)一個(gè)杯子的距離一只一個(gè)杯子。第 8 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)市面上右圖所示的杯子的最大直徑大約為100mm，則 v 傳 =100 =20 mm/s。所以鼓輪外側(cè)為 20mm/s 半徑 r5外 =20mm內(nèi)徑 r 內(nèi) =10mm，則 v 內(nèi) =10mm/s 鼓輪的角速度 =1rad/s（ 2）圓錐齒輪計(jì)算在本設(shè)計(jì)中有兩處運(yùn)用到了斜齒輪。但為了設(shè)計(jì)方便和機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方便，在本設(shè)計(jì)中將采用相同的標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪。由于圓錐齒輪的計(jì)算較為

16、復(fù)雜，本設(shè)計(jì)中圓錐齒輪的主要作用是改變運(yùn)動(dòng)的方向，以及改變運(yùn)動(dòng)的平面。由于直齒錐齒輪大端的尺寸最大，測(cè)量方便。 因此， 規(guī)定錐齒輪的參數(shù)和幾何尺寸均以大端為準(zhǔn)。大端的模數(shù)m 的值為標(biāo)準(zhǔn)值，按下表選取。在GB12369-90 中規(guī)定了大端的壓力角 =20，齒頂高系數(shù)ha*=1 ，頂隙系數(shù)c*=0.2 。錐齒輪的各個(gè)幾何參數(shù)如圖中所標(biāo)示，具體數(shù)值見(jiàn)下表。參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式及數(shù)值齒數(shù)Z20 （已知）齒數(shù)比uU=Z2/Z1=1節(jié)錐角 145第 9 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)分度圓直徑dd=mz=110mm錐距RR d1 /(2 sin 1)=64.818齒寬b25.927齒頂高Ha5.5齒根高

17、Hf6.6齒全高H112.1齒頂圓直徑da117.778齒根角 f4.850齒頂角a4.850（3）齒輪系計(jì)算在本設(shè)計(jì)中為了方便設(shè)計(jì)及成本的節(jié)約，齒輪統(tǒng)一選用模數(shù)m=1.5 ha*=1 c*=0.2的齒輪。在本設(shè)計(jì)中采用的齒輪（完全）齒數(shù)為75，不完全為 25和 36?？梢?jiàn)齒數(shù)為 25的齒輪控制著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可見(jiàn)齒輪數(shù)為36的控制著灌裝機(jī)構(gòu)和壓蓋機(jī)構(gòu)。參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式及數(shù)值齒數(shù)Z25分度圓直徑dd=mz=37.50齒頂高Ha1.50齒根高Hf1.88齒全高H13.38齒頂圓直徑da40.50齒根圓直徑df33.75參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式及數(shù)值齒數(shù)Z75分度圓直徑dd=mz=112.5齒

18、頂高Ha1.50齒根高Hf1.88齒全高H13.38齒頂圓直徑da115.50齒根圓直徑df108.75第 10 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式及數(shù)值齒數(shù)Z36分度圓直徑dd=mz=54.00齒頂高Ha1.50齒根高Hf1.88齒全高H13.38齒頂圓直徑da57.00齒根圓直徑df50.25在本設(shè)計(jì)方案中采用了輪系機(jī)構(gòu)，輸入端為不完全齒輪A。不完全齒輪A 與不完全齒輪B同一個(gè)軸線共用一個(gè)角速度 0.4 /s ，不完全齒輪 A 與上面的完全齒輪相連，構(gòu)成一個(gè)控制灌裝機(jī)灌裝機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)的構(gòu)件。不完全齒輪A 的理論完全齒數(shù)為75，但可見(jiàn)實(shí)際齒數(shù)為36，則不完全齒輪A 上方的齒輪是

19、 36個(gè)齒。由于該齒輪系為定軸輪系。則 A= B=0.4 /s兩圓錐齒輪傳動(dòng)比為1功能作用僅為改變方向（4）凸輪的設(shè)計(jì)在本方案中采用的凸輪的設(shè)計(jì)來(lái)使得壓蓋機(jī)構(gòu)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，比較凸輪運(yùn)動(dòng)的各種軌跡第 11 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)曲線及優(yōu)劣特點(diǎn):1.等速運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：速度有突變，加速度理論上由零至無(wú)窮大，從而使從動(dòng)件產(chǎn)生巨大的慣性力，機(jī)構(gòu)受到強(qiáng)烈沖擊 剛性沖擊 .適應(yīng)場(chǎng)合：低速輕載.2.等加速等減速運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 加速度曲線有突變， 加速度的變化率 (即躍度 j) 在這些位置為無(wú)窮大 柔性沖擊 .適應(yīng)場(chǎng)合：中速輕載 .3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：有柔性沖擊.適用場(chǎng)合：中速輕載(當(dāng)從動(dòng)件作連續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可用于高

20、速).4.擺線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：無(wú)剛性、柔性沖擊.適用場(chǎng)合：適于高速.5. 五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)： 無(wú)剛性沖擊、柔性沖擊 .適用場(chǎng)合：高速、中載 . 所以在本方案中設(shè)計(jì)采用五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)。在這里利用計(jì)算機(jī)凸輪生成程序設(shè)計(jì)凸輪，本方案所需要的凸輪基本參數(shù)與圖形如上圖所示，偏距=0 ，基圓 =45 ，推程角和回程角各為180但由于在本方案中凸輪處于一個(gè)空間放置的情況，所以在運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖上表現(xiàn)為一個(gè)簡(jiǎn)單的情況。左圖所表現(xiàn)的的是凸輪機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，而上圖則是主視圖。凸輪的驅(qū)動(dòng)利用一個(gè)固結(jié)在控制灌裝開(kāi)關(guān)的齒輪的上的連桿來(lái)驅(qū)動(dòng)凸輪的運(yùn)動(dòng)，從而使得灌裝與壓蓋機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動(dòng)把握好節(jié)拍。在本次設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的部分是把握好整個(gè)機(jī)

21、構(gòu)的節(jié)拍，在最后一部分會(huì)有詳細(xì)的介紹。在這里的凸輪 沒(méi)有遠(yuǎn)休止角和近休止角 ，因?yàn)橥馆喌男葜菇潜徽麄€(gè)凸輪的靜止的所代替。也就第 12 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是說(shuō)凸輪的運(yùn)動(dòng)也是 間歇性 的，并不需要通過(guò)遠(yuǎn)休止角和近休止角來(lái)表現(xiàn)出壓蓋機(jī)構(gòu)的間歇性，也不需要應(yīng)用凸輪來(lái)讓壓蓋機(jī)構(gòu)保持靜止。這些都已經(jīng)通過(guò)不完全齒輪進(jìn)行操作了。用 MA TLAB 繪制五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)曲線（）升回程運(yùn)動(dòng)函數(shù)的子程序functiony=s(x)%申明從動(dòng)件運(yùn)行規(guī)律函數(shù)deg=pi/180;%轉(zhuǎn)化為弧度制的參數(shù)h=30;%從動(dòng)件行程if(x2*pi)error(InputRangeerror(02*pi);elseif

22、x=0)y=h*(10*(x/(180*deg)3-15*(x/(180*deg)4+6*(x/(180*deg)5); 升程運(yùn)動(dòng)規(guī)律elseif(x=180*deg)y=h-h*(10*(x-180*deg)/(180*deg)3-15*(x-180*deg)/(180*deg)4+6*(x-180*deg)/(180*deg)5); 回程運(yùn)動(dòng)規(guī)律 endend（）繪制ds/d 運(yùn)動(dòng)函數(shù)的子程序functiond=ds(x)%申明 ds/d 運(yùn)行規(guī)律函數(shù)h=30;%凸輪行程第 13 頁(yè) 共 19 頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)deg=pi/180;if(x2*pi)error(InputRangeerr

23、or(02*pi);elseifx=0)d=h/(180*deg)*(30*(x/(180*deg)2-60*(x/(180*deg)3+30*(x/(180*deg)4);對(duì) S 求導(dǎo)elseif(x=180*deg)d=-h/(180*deg)*(30*(x-180*deg)/(180*deg)2-60*(x-180*deg)/(180*deg)3+30*(x-180*deg)/(180*deg)4);對(duì) S 求導(dǎo)endend（3）繪制凸輪輪廓的主程序clear;i=1;r0=60;%基圓半徑rr=4;%滾子圓半徑 e=0;%偏距eta=1;%凸輪順時(shí)釘轉(zhuǎn)向s0=(r02-e2)0.5;d

24、eg=pi/180;st=0.05*deg;%步長(zhǎng)a=0;ifa2*pix(i)=(s(a)+s0)*sin(eta*a)-e*cos(eta*a)定義理論輪廓線的X 座標(biāo)y(i)=(s(a)+s0)*cos(eta*a)+e*sin(eta*a);定義理論輪廓線的Y 座標(biāo)dx=ds(a)*sin(eta*a)-eta*(s(a)+s0)*cos(eta*a)-e*eta*sin(eta*a);dy=ds(a)*cos(eta*a)+eta*(s(a)+s0)*sin(eta*a)-e*eta*cos(eta*a);sino=dx/(dx2+dy2)0.5;coso=dy/(dx2+dy2)0.5;X(i)=x(i)-rr*coso;定義實(shí)際輪廓線的X 座標(biāo)Y(i)=y(i)+rr*sino;定義實(shí)際輪廓線的Y 座標(biāo)i=i+1;a=a+s