旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)設(shè)計(jì)說明書

1、目錄1設(shè)計(jì)題目1.1 設(shè)計(jì)條件1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)1.3 設(shè)計(jì)思路2原動(dòng)機(jī)的選擇3傳動(dòng)比分配4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 減速器的設(shè)計(jì)4.2 第二次減速裝置設(shè)計(jì)4.3 第三次減速裝置設(shè)計(jì)4.4 齒輪的設(shè)計(jì)5方案擬定比較5.1 綜述5.2 選擇設(shè)計(jì)方案5.3 方案確定6機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖7凸輪設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核8連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核9間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)10設(shè)計(jì)感想11參考資料1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)包裝容器（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8.4中，工位1:輸入空瓶；工位2:灌裝；工位

2、3:封口；工位4:輸出包裝好的容器。固定工作臺(tái)I/V.X/JJ''kK/7tJI.7傳送帶J./S（jCWx/2，丁z轉(zhuǎn)臺(tái)1.1 設(shè)計(jì)條件該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)方案號(hào)轉(zhuǎn)臺(tái)直徑mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/minA600144010B550144012C500960151.2 設(shè)計(jì)要求1 .旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等三種常用機(jī)構(gòu)。至少設(shè)計(jì)出三種能實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)形式要求的機(jī)構(gòu)2 .設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配3 .在用A2圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)的運(yùn)動(dòng)方案簡圖和用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)的節(jié)拍。4 .對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度和加速度的分

3、析，繪出運(yùn)動(dòng)線圖，用圖解法或者是解析法設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)5 .凸輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算，按要求選擇從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并確定基因半徑，最大壓力角，最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用解析法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。繪制從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。6 .齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。7 .編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。.2原動(dòng)機(jī)的選擇本身設(shè)計(jì)采用方案C。故采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速為960r/min。灌裝速度為10r/min.3傳動(dòng)比分配原動(dòng)機(jī)通過三次減數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第一次減速，通過減速器三級(jí)減速到20r/min,其傳動(dòng)比分別為2、6、6。第二次減速，夾緊裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置及壓蓋裝置所需轉(zhuǎn)速為10r/min,另設(shè)計(jì)一級(jí)減速，使轉(zhuǎn)速達(dá)到要求

4、，其傳動(dòng)比分別為2。第三次減速，傳送帶滾軸直徑約為10cm,其轉(zhuǎn)速為5r/min即可滿足要求，另設(shè)兩級(jí)減速，傳動(dòng)比都為2即可。Z2=20Z3=120Z4=20Z5=120Z6=20n=960r/mini1=2i32=6i54=6n1=15r/minZ6=20Z7=30i76=1.5n2=10r/min.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1減速器設(shè)計(jì)減速器分為三級(jí)減速，第一級(jí)為皮帶傳動(dòng)，后兩級(jí)都為齒輪傳動(dòng)。具體設(shè)計(jì)示意圖及參數(shù)如下1為皮帶輪：ii=2。2、3、4、5、6為齒輪:Z2=20Z3=120Z4=20Z5=120Z6=20i32=Z3/Z2=120/20=6i54=Z5/Z4=120/20=64.2第

5、二次減速裝置設(shè)計(jì)Z6=20Z8=30i9=2i86=1.5n1=n/(i1*i32*i34)=960/(2*6*6)=15r/min減速器由齒輪6輸出15r/min的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過一級(jí)齒輪傳動(dòng)后，減少到10r/min。6、7為齒輪：Z6=20z7=30i76=Z7/Z6=30/20=1.5n2=ni/i76=20/2=10r/min61減速器一、/4.3第三次減速裝置設(shè)計(jì)Z6=20Z7=30m=6mma=20a=150mmr6=30mmr7=45mmrb6=56mmrb7=112mmra6=66mmra7=126mmg6=31.327=26.50pb6=14.76mm&a=1.641減速器

6、由齒輪6輸出15r/min的轉(zhuǎn)速，經(jīng)兩級(jí)減速后達(dá)到5r/min,第一級(jí)為齒輪傳動(dòng)，第二級(jí)為皮帶傳動(dòng)。具體設(shè)計(jì)示意圖及參數(shù)如下：一一.86»l減速器6、8為齒輪：Z6=20Z8=309為皮帶輪：i9=2i86=Z8/Z6=30/20=1.5n3=ni/(i86*i9)=20/(2*2)=5r/min4.4齒輪的設(shè)計(jì)上為一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪（傳動(dòng)裝置中的齒輪6和齒輪7）。具體參數(shù)為：Z6=20,Z7=30,m=6mm,a=20中心距：a=m(z6+Z7)/2=150*(20+30)/2=150mm分度圓半徑：r6=a*Z6/2(Z7+Z6)=150*20/2(20+30)=30mmr7=a*z

7、7/2(Z7+Z6)=150*30/2(20+30)=45mm基圓半徑：rb6=m*Z6*cosa=6*20*cos20°=56mmrb7=m*Z7*coso=6*30*cos20°=112mm齒頂圓半徑：ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*6/2=66mmra7=(z7+2ha*)*m/2=(30+2*1)*6/2=126mm齒頂圓壓力角：ca6=arccos【z6cosa<Z6+2ha*)l=acrcos【20cos20/(20+2*1)】=31.32ca7=arccos【z7coso/(Z7+2ha*)l=acrcos【30cos20/(30+

8、2*1)】=26.50基圓齒距：pb6=pb7=Timcosa3.14*5*cos20=14.76mm理論嚙合線：NiN2實(shí)際嚙合線：AB重合度：ca=Z6(tana6-tana)+z7(tan7-tana】)/2兀=【20(tan31.32-tan20j+40(tan26.50-tan20”/2幾=1.64這對(duì)齒輪能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).5方案擬定比較5.1綜述待灌瓶由傳送系統(tǒng)（一般經(jīng)洗瓶機(jī)由輸送帶輸入）或人工送入灌裝機(jī)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇，可實(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。我們將設(shè)計(jì)主要分成下幾個(gè)步驟：1 .輸入空瓶：這個(gè)步驟主要通過傳送帶來完成，把空

9、瓶輸送到轉(zhuǎn)臺(tái)上使下個(gè)步驟能夠順利進(jìn)行。2 .灌裝：這個(gè)步驟主要通過灌瓶泵灌裝流體，而泵固定在某工位的上方。3 .封口：用軟木塞或者金屬冠通過沖壓對(duì)瓶口進(jìn)行密封的過程，主要通過連桿結(jié)構(gòu)來完成沖壓過程。4 .輸出包裝好的容器：步驟基本同1,也是通過傳送帶來完成。以上4個(gè)步驟由于灌裝和傳送較為簡單無須進(jìn)行考慮，因此，旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮便在于轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)、封口時(shí)的沖壓過程、工件的定位，和實(shí)現(xiàn)這3個(gè)動(dòng)作的機(jī)構(gòu)的選型和設(shè)計(jì)問題。5 .2選擇設(shè)計(jì)方案機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪封口的壓蓋機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)工件的定位機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)根據(jù)上表分析得知機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方案有2*

10、2*2=8種實(shí)現(xiàn)方案為了實(shí)現(xiàn)工件定位機(jī)構(gòu)，比較凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)之間的優(yōu)缺點(diǎn)；因?yàn)椋?）凸輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)長時(shí)間定位，而連桿機(jī)構(gòu)只能瞬時(shí)定位，定位效果差，精度低。2）凸輪機(jī)構(gòu)比連桿機(jī)構(gòu)更容易設(shè)計(jì)。3）結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。所以，在這里凸輪機(jī)構(gòu)比連桿機(jī)構(gòu)更適用。為了實(shí)現(xiàn)封口的壓蓋機(jī)構(gòu)，比較凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)之間的優(yōu)缺點(diǎn)；因?yàn)橥馆啓C(jī)構(gòu)，1） 加工復(fù)雜，加工難度大。2） 造價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)性不好。所以在這里連桿機(jī)構(gòu)比凸輪機(jī)構(gòu)更適用。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，比較槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪之間的優(yōu)缺點(diǎn)；因?yàn)椋?）與其他間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單。2）主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，其從動(dòng)輪的停歇次數(shù)，每次停歇的時(shí)間

11、和每次傳動(dòng)的角度等變化范圍大，因而設(shè)計(jì)靈活。3）而且它一般適用于低速、輕載的場合，并且主動(dòng)輪和從動(dòng)輪不能互換。所以在這里我們選擇不完全齒輪來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)。綜上可知：轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，我們選擇不完全齒輪機(jī)構(gòu)；封口的沖壓機(jī)構(gòu)，我們選擇連桿機(jī)構(gòu)；工件的定位機(jī)構(gòu)，我們選擇凸輪機(jī)構(gòu)。5.3方案確定轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為不完全齒輪機(jī)構(gòu)，封口的沖壓機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)，工件的定位機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為不完全齒輪，封口的沖壓機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu),工件的定位機(jī)構(gòu)為連桿機(jī)構(gòu)5.2.3方案出轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為不完全齒輪機(jī)構(gòu)，封口的沖壓機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu),工件的定位機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)。r0=480mmrr=30h=60

12、mm.6機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí)間0。（角度）11111I|11n30°60901200150°180°210°240°270°300°330°360°轉(zhuǎn)動(dòng)裝置/加緊裝置/f/壓蓋裝置/小=300/后退后退刖進(jìn)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)刖進(jìn)停止停止夾轉(zhuǎn)臺(tái)停止轉(zhuǎn)動(dòng)士裝小'=300依=120°點(diǎn)'=180°omax=28<300a=100mm.7凸輪設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核此凸輪為控制定位工件機(jī)構(gòu)，由于空瓶大約為100mm工件定位機(jī)構(gòu)只需60mm亍程足夠，故凸輪的推程設(shè)計(jì)為60mm以下為推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)

13、律：60mmb=900mme=500mms=220mm9=10°rmin=51.3°k=1.12>190°120°300°330°為了更好的利用反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪，根據(jù)上圖以表格的形式表示出位移和轉(zhuǎn)角的關(guān)系。度數(shù)0。-900105°120°120°-3000315°3300-360°位移（mm）0306060300基圓：r0=480mm滾子半徑：rr=30行程：h=60mm推程角：小=30°回程角：=30°進(jìn)休止角：依=120°遠(yuǎn)休止角：（>

14、9;=1800最大壓力角：omax=28<30z左=6z右=36m=5mma=209=60a=180mmr左=r右=90mmrb左=84.6mmrb右=84.6mmra左=ra右=95mmo(a左=oa右=27Pb左=4.76mmPb右=14.76mm.8連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及校核此連桿控制封裝壓蓋機(jī)構(gòu)，由于空瓶高度約為250mm故行程不宜超過300mm由此設(shè)計(jì)如下連桿機(jī)構(gòu)：曲柄長連桿長偏心距a=100mmb=900mme=500mm行程：s=220mm級(jí)位夾角：0=arccos【e/(a+b)-arccos【e/(b-a)】=10最小傳動(dòng)角：rmin=arccos【e/(b-a)=51.3&

15、#176;行程速比：k=(180°+9)/(180°-9)=1.12>1.9間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)灌裝速度為10r/min,因此每個(gè)工作間隙為6s,轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng)60用時(shí)1s,停留5s,由此設(shè)計(jì)如下不完全齒輪機(jī)構(gòu)，完成間歇運(yùn)用，以達(dá)到要求左邊為不兀全四輪，右邊為標(biāo)準(zhǔn)四*匕，左邊四*匕轉(zhuǎn)一周，右邊四輪轉(zhuǎn)動(dòng)60。具體參數(shù)為：z左=6,z右=36,m=5mm,a=20,8=60。中心距：a=m(z左*360/+z7)/2=5*(6*6+36)/2=180mm分度圓半徑：r左=r*=a/2=180/2=90mm基圓半徑：rb左=6右=2為0$o/2=180*cos20°/

16、2=84.6mm齒頂圓半徑：ra左=ra右=(z右+2ha*)*m/2=(36+2*1)*5/2=95mm齒頂圓壓力角：ca左=o=arccos【z右coso/(z右+2ha*)】=acrcos【36cos20/(36+2*1)】=27基圓齒距：Pb左=Pb右=Mcosa3.14*5*cos20=14.76mm.10設(shè)計(jì)感想第一次做課程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)真的很難，不是以前想的那么簡單。通過這次課程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)好多以前學(xué)習(xí)的內(nèi)容已經(jīng)忘記，好多知識(shí)理解的不夠深刻，以前所學(xué)習(xí)的知識(shí)不能相互聯(lián)系整合，學(xué)習(xí)的知識(shí)不能聯(lián)系實(shí)際。這次課程設(shè)計(jì)對(duì)于我們來說真的是一次難得的學(xué)習(xí)與鍛煉的機(jī)會(huì)。這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)時(shí)間上雖有些緊張，做設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮的也并不周全，但我們利用這段時(shí)間鞏固了所學(xué)的知識(shí)，把所學(xué)理論運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，也充分的鍛煉自己的能力。通過這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，掌握了一些常用執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或簡單機(jī)器的設(shè)計(jì)方法和過程，提高了我