機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)作業(yè)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)起止日期：2015年7月2日至2015年7月10日學(xué)生姓名班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)成績指導(dǎo)教師(簽字)2015年7月10日目錄課程設(shè)計(jì)說明書封面0課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3設(shè)計(jì)方案31.1工藝分解31.2工作原理4運(yùn)動(dòng)方案總圖7運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖7尺寸設(shè)計(jì)84.1凸輪設(shè)計(jì)84.2槽輪設(shè)計(jì)94.3齒輪設(shè)計(jì)104.4其他機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)115.機(jī)構(gòu)的選擇和比較115.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇和比較115.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇和比較12心得體會(huì)12參考資料13課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2014—2015學(xué)年第2學(xué)期課程名稱：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)完成期限：自2015年7月2日至2015年7月10日共1周內(nèi)容及任務(wù)設(shè)計(jì)的任務(wù)與主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型自動(dòng)灌裝機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案；轉(zhuǎn)臺(tái)直徑600mm，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速960r/min，灌裝速度10r/min。1)根據(jù)工藝動(dòng)作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；2)進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和霜盒送入機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作要求；3)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇；4)根據(jù)選定的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案；5)畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖（機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖）；進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容7.2-7.3選題、準(zhǔn)備工作7.3-7.6構(gòu)思該機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案7.7-7.8運(yùn)動(dòng)分析及作圖7.9-7.10整理說明書與答辯主要參考資料孫桓等．機(jī)械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2014朱理．機(jī)械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008裘建新.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2010指導(dǎo)教師（簽字）：年月日基層教學(xué)組織負(fù)責(zé)人（簽字）：年月日一、設(shè)計(jì)方案機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min,灌裝速度為10r/min。得出如下計(jì)算：10*6/60=1罐/s1動(dòng)一個(gè)工位，進(jìn)而得知槽輪主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為1r/s，而六工位轉(zhuǎn)臺(tái)每一個(gè)工位相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)中心的轉(zhuǎn)角為60°，再根據(jù)槽輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得知，主動(dòng)輪在每一秒鐘300°的轉(zhuǎn)動(dòng)用來定位。所以，1s的之間內(nèi)，有1/6s的時(shí)間工位轉(zhuǎn)動(dòng)，5/6s的時(shí)間工位靜止。而灌裝和封蓋的過程均要在這5/6s的時(shí)間內(nèi)完成，以此為前提，進(jìn)行我們的設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)方案參數(shù)表方案號(hào)轉(zhuǎn)臺(tái)直徑mm電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/min1600960101.1工藝分解1）減速裝置作臺(tái)，做轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為1r/s，電機(jī)轉(zhuǎn)速為960/60=16r/s，因?yàn)榭紤]到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)只是推動(dòng)容器在固定工作臺(tái)上做滑動(dòng)，齒輪傳遞傳動(dòng)比為1:16。s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，則其帶動(dòng)槽輪的主動(dòng)輪同樣以1r/s的速度旋轉(zhuǎn)，所以將減速后的轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)通過不減速的傳動(dòng)傳遞給其槽輪主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸即可。2) 容器輸入輸出裝置如圖所示650mm傳送帶貫穿其內(nèi)100mm撐，擋板和工作平面的關(guān)系如圖上。固定工作臺(tái)與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)安裝后如圖所示：旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的大圓直徑要小于固定工作臺(tái)，大小為600mm，槽口相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心為六等陣列分布，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的槽口寬度和深度要與容器的直徑相等1.5*45口與下面固定工作臺(tái)的開口相重疊。1.2工作原理度。倒角的出現(xiàn)是為了容器能更好進(jìn)入，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)直徑之所以小于固定工作臺(tái)，是因?yàn)樵谄渫鈬潭üぷ髋_(tái)面上還要設(shè)置擋板機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)容器的精確定位。3)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)多工位間歇轉(zhuǎn)動(dòng)功能旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)由六位槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，如上圖所示1r/s則實(shí)現(xiàn)60°/s的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在后5/6s內(nèi)實(shí)現(xiàn)定位卡緊功能，槽輪與轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)同軸剛性連接，轉(zhuǎn)臺(tái)就實(shí)現(xiàn)了每秒一個(gè)工位的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。4)各個(gè)工位的精確定位功能容器的定位功能通過轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的凹槽與固定工作臺(tái)的擋板共同完成。如圖所示擋板曲率半徑600mm，與固定工作臺(tái)剛性連接，與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)間隙配合，保超過其兩倍厚度。確的定位。為后續(xù)灌裝和封蓋提供條件。5)對(duì)容器的灌裝封口壓力結(jié)構(gòu)（凸輪機(jī)構(gòu)）壓力封口和灌裝由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，如圖所示板的同步上下運(yùn)動(dòng)，控制灌口與固定工作臺(tái)平面的高度可以保證灌輸?shù)馁|(zhì)量。彈簧的設(shè)置是為了使得壓力裝置的上表面與凸輪緊密接觸。6)送蓋，吸蓋，換蓋裝置換蓋及吸蓋裝置由如圖所示的零件完成轉(zhuǎn)輪上每120°開一孔，氣泵可通入進(jìn)行吸蓋，封蓋處的孔中心要與下面轉(zhuǎn)控制轉(zhuǎn)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置由圖所示槽輪機(jī)構(gòu)完成槽輪主動(dòng)輪與電機(jī)經(jīng)減速后主動(dòng)軸剛性連接，轉(zhuǎn)速為1r/s，使得槽輪每1s轉(zhuǎn)動(dòng)120°進(jìn)而帶動(dòng)與其同軸的轉(zhuǎn)輪1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位。槽輪另一表面的軸心處并與其間隙配合，保重滑動(dòng)的通暢。壓蓋及回位的原理如圖所示隨槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂仆馆喌耐瞥炭梢酝瓿煞馍w的動(dòng)作。工作原理：在凸輪推程的過程中，轉(zhuǎn)輪隨壓板而下降一定距離，封口吸有一實(shí)現(xiàn)與容器同步的封蓋動(dòng)作。二、運(yùn)動(dòng)方案總圖該系統(tǒng)由2個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪1再與齒輪2嚙合，實(shí)現(xiàn)1:16的減速，此時(shí)，齒輪2一方面將此運(yùn)動(dòng)傳給與其同軸的錐齒輪3和銷輪，錐齒輪3與錐齒輪4嚙合，傳動(dòng)比1:1，4再帶動(dòng)與其同軸的凸輪轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)與六角槽輪同軸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了每秒一個(gè)工2與等齒齒輪55同軸的銷輪帶動(dòng)三角槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，換蓋轉(zhuǎn)盤與其同軸，實(shí)現(xiàn)了換蓋轉(zhuǎn)盤的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。裝和封蓋的順利進(jìn)行。工作時(shí)，工作臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng)60°，凸輪旋轉(zhuǎn)一周，帶動(dòng)壓板完成一次灌裝和封蓋，并且在回程和近休止的時(shí)候換蓋盤完成一次120°的旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)停歇時(shí)，和近休時(shí)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓板的換蓋盤通過彈簧回位，同時(shí)換蓋盤完成120°的工位轉(zhuǎn)動(dòng)。如此往復(fù)。三、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖該機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案有4個(gè)執(zhí)行構(gòu)件需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。為了能比較直機(jī)構(gòu)、壓蓋機(jī)構(gòu)、三角槽輪和壓蓋轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)。由于整體機(jī)構(gòu)的工作周期為6s，所以循環(huán)圖中，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)每轉(zhuǎn)一個(gè)工位（60°）表示1s。在這1s中，工作臺(tái)在1/6s內(nèi)實(shí)現(xiàn)工位的轉(zhuǎn)換，5/6s內(nèi)停歇。壓蓋轉(zhuǎn)盤通過三角槽輪和彈簧回復(fù)力實(shí)現(xiàn)向上回位并旋轉(zhuǎn)換位；工作臺(tái)停歇時(shí)，撞。尺寸設(shè)計(jì)4.1凸輪設(shè)計(jì)凸輪設(shè)計(jì)如圖所示：凸輪按照?qǐng)D的方位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)與各部件的位置關(guān)系，設(shè)定瓶口距泵口的間距為凸輪的推程為5/6s。定推程角200°，遠(yuǎn)休角100°，回程角+近休角60°。影響精度并且減少壽命。所以綜合考慮凸輪輪廓和角度，設(shè)計(jì)出推程角120°，遠(yuǎn)休性。4.2槽輪尺寸設(shè)計(jì)此六角槽輪為帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)旋六角槽輪半徑100mm。圓柱銷與槽輪中幾何關(guān)系可求出圓柱銷半徑為100tan30°mm，兩輪中心間距為100/cos30°mm。當(dāng)圓柱銷帶動(dòng)槽輪旋轉(zhuǎn)至與中心線重基圓半徑為（100/cos30°-100tan30°）mm。此三角槽輪為帶動(dòng)壓蓋轉(zhuǎn)盤實(shí)槽間夾角為120°。由幾何關(guān)系可求出圓柱銷半徑為50tan60°mm，兩輪中心間距設(shè)槽輪槽寬6mm，可得出槽輪基圓半徑為（50/cos60°-50tan60°）mm。4.3齒輪設(shè)計(jì)（齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25，壓力角D=mz=1*20=20mm減速齒輪2、5：模數(shù)1，齒數(shù)480，標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒輪分度圓直徑D2=1*480=480mm具體參數(shù)為：z1=20，z2=320，m=1，α=20°中心距：a=m(z1+z2)/2=1*(20+320)/2=170mm分度圓直徑：d1=m*z1=1*20mm=20mmD2==m*z2=1*320=320mm基圓直徑：db1=m*z1*cosα=1*20*cos20°=18.79mmdb2=m*z2*cosα=1*320*cos20°=300.70mm齒頂圓半徑：da1=(z1+2ha*)*m/2=(20+2*1)*1/2=11mmda2=(z2+2ha*)*m/2=(320+2*1)*1/2=161mm齒頂圓壓力角αa1=arccos【z1cosα/（z1+2ha*=31.3213°αa2=arccos【z2cosα/（z2+2ha*基圓齒距：pb1=pb2=πmcosα=3.14*1*cos20

°=2.95mm重合度：εa=【z1(tanαa4-tanα)+z2(tanαa5-tanα)】/2π=【20(tan31.3213°-tan20°)+320(tan21.09°-tan20°)】/2π=1.88可連續(xù)傳動(dòng)錐齒輪3、4:模數(shù)3，齒數(shù)90，標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪 齒輪比1:1嚙合，可以連續(xù)傳動(dòng)。論證過程同上。4.4其他機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)半徑為300mm，假設(shè)瓶子直徑為80mm，工作臺(tái)中心距瓶心220mm。塊長度為160mm，壓蓋滑塊距瓶口100mm。由此可得出凸輪推程為70mm，壓蓋轉(zhuǎn)盤半徑為100mm，瓶蓋直徑20mm，盤心至吸瓶蓋中心為70mm。彈簧在自由狀態(tài)下長度為100mm，最大壓縮量為80mm。機(jī)構(gòu)的選擇與比較5.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較我們選擇了齒輪為減速裝置。在此主要是考慮到：蝸輪蝸桿的傳動(dòng)功率小，分析，我們采用齒輪嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)減速裝置。5