灌裝機(jī)設(shè)計(共18頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上機(jī)械原理課程設(shè)計設(shè)計題目：灌裝機(jī) 學(xué)院：動力與機(jī)械學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)學(xué)號：*設(shè)計者：*指導(dǎo)老師：*完成時間：2011年7月7日 目錄標(biāo)題詳細(xì)內(nèi)容結(jié)果一、 設(shè)計題目灌裝機(jī)固定工作臺旋轉(zhuǎn)工作臺傳送帶1234圖1灌裝機(jī)工作臺示意旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)是在轉(zhuǎn)動的工作臺上對容器（如玻璃瓶等）連續(xù)灌裝液體（如飲料、酒、化妝品等）。轉(zhuǎn)臺有四個工位，分別實現(xiàn)輸入空瓶、灌裝、封口和輸出灌裝好的容器的四個工序，如圖1所示。二、設(shè)計數(shù)據(jù)及要求方案號轉(zhuǎn)臺直徑/mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速/rpm灌裝速度/瓶/minA600144010設(shè)計要求：保證設(shè)備能對容器準(zhǔn)確地灌裝和封口，應(yīng)設(shè)置定位裝置。三、

2、設(shè)計方案灌裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺間歇轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)輸瓶、卸瓶運動的機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)灌裝的機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)封口的壓蓋機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須滿足工藝上的運動要求，可有多種不同形式的機(jī)構(gòu)供選擇。執(zhí)行構(gòu)件的功能分解框圖參見圖2。機(jī)械的工作循環(huán)圖參見圖3.圖2 功能分解框圖 圖3 工作循環(huán)圖3.1輸瓶（卸瓶）機(jī)構(gòu)輸瓶機(jī)構(gòu)將傳送帶送來的空瓶放入輸瓶工位。為避免傳送帶與轉(zhuǎn)臺相干涉，傳送帶從側(cè)向靠近轉(zhuǎn)臺。參見圖4. 圖4 輸瓶卸瓶機(jī)構(gòu) 3.2轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)可以采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等，以實現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺的間歇轉(zhuǎn)動。通過對比，方案中最終選擇槽輪機(jī)構(gòu)。他能保證轉(zhuǎn)臺停歇可靠，更準(zhǔn)確對容器進(jìn)行灌裝和封口。參見圖5。 圖

3、5 槽輪機(jī)構(gòu)3.3定位機(jī)構(gòu)為準(zhǔn)確對容器進(jìn)行灌裝和封口，保證轉(zhuǎn)臺停歇可靠，故可設(shè)置一個輔助機(jī)構(gòu)作為轉(zhuǎn)臺的定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)，定位機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等。也可通過一定的結(jié)構(gòu)形式來實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺的定位。如圖6所示為凸輪機(jī)構(gòu)模型。 圖6 凸輪機(jī)構(gòu)3.4 灌裝機(jī)構(gòu)灌裝動作可采用灌裝泵實現(xiàn)灌裝，泵固定在相應(yīng)工位的上方。本設(shè)計方案不貴器進(jìn)行設(shè)計，故未將其在圖中表示出來。3.5 封口機(jī)構(gòu)容器灌裝完成后采用軟木塞或金屬蓋、旋蓋等封口，常用的封口形式參見圖7。塞、蓋可先由氣泵吸附在封口機(jī)構(gòu)上，再視具體封口件的不同，由封口機(jī)構(gòu)壓入瓶口，或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口，或由旋轉(zhuǎn)構(gòu)件將旋塞旋上瓶口。吸附裝置此次不作設(shè)計，僅設(shè)計封口

4、機(jī)構(gòu)。封口機(jī)構(gòu)可采用平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等。 圖7 幾種常見封口形式四、設(shè)計任務(wù)4.1 方案確定進(jìn)行機(jī)器的功能分解和機(jī)構(gòu)選型。灌裝機(jī)一般要包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)三種機(jī)構(gòu)。確定所有可能的方案并進(jìn)行比較選出最佳方案。各機(jī)構(gòu)方案減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)灌裝機(jī)構(gòu)封口機(jī)構(gòu)1周轉(zhuǎn)輪系槽輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2蝸輪蝸桿，齒輪不完全齒輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)表一由上表一可知灌裝機(jī)個機(jī)構(gòu)的組合有多種情況，下面就根據(jù)各機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點、在特定情況下的性能差異以及灌裝機(jī)實現(xiàn)其特有運動的具體要求的不同對各方案進(jìn)行比較，最終得出最佳方案。方案比較如下表二：特點方案優(yōu)點缺點減速機(jī)構(gòu)周轉(zhuǎn)輪系遞功率范圍大、傳動效率高、

5、傳動比大且精確、機(jī)構(gòu)所需空間較小、使用壽命長、可靠性強(qiáng)制造和安裝精度要求高以及成本較高蝸輪蝸桿蝸桿與齒輪是連續(xù)不斷的螺旋齒 ，故傳動平穩(wěn)、嚙合沖擊小，且蝸桿的齒數(shù)小，單級傳動可獲得較大傳動比（可達(dá)1000）、機(jī)構(gòu)緊湊蝸桿齒輪嚙合齒輪間相對滑動較大，摩擦磨損大，傳動效率低，易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，常需采用較貴的間摩擦耐摩擦材料制造，成本高。并且當(dāng)導(dǎo)程角小于嚙合齒輪間的當(dāng)量摩擦角時機(jī)構(gòu)反行程出現(xiàn)自鎖轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、形尺寸小、械效率高、并能較平穩(wěn)的、間歇的進(jìn)行轉(zhuǎn)位傳動時存在柔性沖擊，不宜使用在速度較高的時候不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、造容易、工作可靠、設(shè)計時從動輪的運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍

6、內(nèi)變化有較大的沖擊，故只宜用于低速、輕載的場合灌裝機(jī)構(gòu)和封口機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)運動規(guī)律多樣，靈活性強(qiáng)，容易實現(xiàn)預(yù)期運動，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，設(shè)計方便凸輪與從動件之間是點線接觸，接觸應(yīng)力大，容易磨損曲柄滑塊機(jī)構(gòu)低副接觸壓強(qiáng)小、磨損輕、壽命長、傳遞動力大、易于加工成本低、具有急回特性并且可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的運動軌跡低副中存在間隙，精度低，不容易實現(xiàn)精確復(fù)雜的運動規(guī)律表二考4.2 機(jī)構(gòu)設(shè)計設(shè)計各機(jī)構(gòu)畫出機(jī)構(gòu)簡圖，并作出機(jī)器的運動方案示意圖和運動循環(huán)圖。（1） 設(shè)計減速機(jī)構(gòu)并確定各齒輪傳動比。采用周轉(zhuǎn)輪系，各齒輪嚙合情況如圖4-1所示。其中 z1=22,z12=24, z2'=26, z3=24 , m=5

7、，壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)都取標(biāo)準(zhǔn)值。imnH=wn-wH0-wH=-imH+1 imH=1-iHmn即i3H=1-22×2624×24=1144 圖4-1 輪系代入數(shù)據(jù)可知： iH3=1i3H=1144=10此即為所需的工作轉(zhuǎn)速 n=10 z1=22z12=24 z2'=26 z3=24m=5ha*=1 c*=0.25n出=10rpm（2） 設(shè)計轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)并畫出結(jié)構(gòu)件圖（用機(jī)械原理課程設(shè)計平臺軟件和CAD軟件設(shè)計）。生成的模型如圖4-2槽數(shù) 6銷數(shù) 1中心距 173.18圓銷半徑 4; 圖4-2 槽輪機(jī)構(gòu)槽輪設(shè)計參數(shù)為：槽輪槽間角 =22=60槽間角對應(yīng)銷輪運動

8、角 2=-22=120圓銷中心回轉(zhuǎn)半徑 149.9785槽輪外圓半徑 86.682 槽輪槽長 95.44運動系數(shù) k=tdt=0.3333動停比 =0.5。=60°2=120°d=149.9785r=86.682l=95.44k=0.3333=0.5h=40n=10rb=25rr=8e=0=150°1=90°a=39.22b=408e=120s=80=3.43°rmin=71°k=1.04>1 （3） 設(shè)計灌裝機(jī)構(gòu)并畫出構(gòu)件圖，計算相關(guān)參數(shù)，分析凸輪構(gòu)建的各個運動狀態(tài)。 所設(shè)計和計算的凸輪參數(shù)如下:其中推程為正弦運動規(guī)律，回程為

9、余弦運動規(guī)律： 推程h=40，轉(zhuǎn)速n=10，基圓半徑rb=25，滾子半徑rr=8，推程起始角為0、終止角為150，回程起始角為270，終止角為360，推程許用壓力角為38，回程許用壓力角為70。如下各圖所示為設(shè)計的凸輪及其相應(yīng)構(gòu)件的簡圖。圖4-3為所設(shè)計的凸輪（用CAD采用反轉(zhuǎn)法設(shè)計的），圖4-4為給定參數(shù)后生成的凸輪模型（在機(jī)械原理課程設(shè)計平臺中生成的），4-5為轉(zhuǎn)速為10的凸輪機(jī)構(gòu)中推桿的位移，速度，加速度運動規(guī)律曲線,即凸輪工作圖。 圖4-3 圖4-4 圖4-5用機(jī)械原理課程設(shè)計平臺軟件對該凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析的到相關(guān)參數(shù)如下表三 表三（4） 設(shè)計封口機(jī)構(gòu)（曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）計算相關(guān)參數(shù)并對其進(jìn)行運動分析。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖4-6所示。曲柄長 a=39.22連桿