旋轉(zhuǎn)型灌裝機課程設(shè)計

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1工作原理 1\o"CurrentDocument"1.1設(shè)計條件 1\o"CurrentDocument"1.2設(shè)計任務(wù) 1\o"CurrentDocument"1.3設(shè)計提示 2\o"CurrentDocument"方案比較 3\o"CurrentDocument"2.1選擇方案 3\o"CurrentDocument"2.3方案優(yōu)缺點 5\o"CurrentDocument"細化設(shè)計 5\o"CurrentDocument"3.1減速器設(shè)計 5\o"CurrentDocument"3.2第二次減速裝置設(shè)計 7\o"CurrentDocument"3.3第三次減速裝置設(shè)計 83.4齒輪設(shè)計 9\o"CurrentDocument"3.5連桿機構(gòu)設(shè)計 10\o"CurrentDocument"3.6凸輪機構(gòu)設(shè)計 11\o"CurrentDocument"3.7間歇機構(gòu)設(shè)計 12\o"CurrentDocument"總結(jié) 13\o"CurrentDocument"參考文獻 141工作原理旋轉(zhuǎn)型灌裝機，旋轉(zhuǎn)型灌裝機用于對容器連續(xù)灌裝液體。轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，以實現(xiàn)灌裝、封口等程序。該機在工作過程中包括四個工位如圖1；工位1，輸入空瓶；工位2,灌裝；工位3,封口；工位4,輸出包裝好的容器。該機采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工件的上方；采用軟木塞或者金屬冠蓋封口，他們由氣泵吸附在壓蓋機構(gòu)上，由壓蓋機構(gòu)壓入瓶口。圖1旋轉(zhuǎn)型灌裝機工位示意圖1.1設(shè)計條件該機采用電機驅(qū)動，傳動采用機械傳動。技術(shù)參數(shù)見表1。表1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機技術(shù)參數(shù)方案號轉(zhuǎn)臺直徑（mm）電動機轉(zhuǎn)速（r/min）灌裝速度（r/min）II5501440121.2設(shè)計任務(wù)旋轉(zhuǎn)型灌裝機應(yīng)包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和齒輪機構(gòu)這三種常用機構(gòu)。設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機的運動方案簡圖，并用運動循環(huán)圖分配各機構(gòu)運動節(jié)拍。設(shè)計平面連桿機構(gòu)：確定連桿機構(gòu)各構(gòu)件尺寸，對連桿機構(gòu)進行位移、速度和加速度分析，繪制運動線圖。設(shè)計凸輪機構(gòu)：按凸輪機構(gòu)的工作要求選擇從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，設(shè)計凸輪理論輪廓線和實際輪廓線，畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖。設(shè)計齒輪機構(gòu)：根據(jù)傳動比確定齒輪的齒數(shù)、模數(shù)，選擇變位系數(shù)，計算齒輪傳動的各部分尺寸，繪制齒輪傳動嚙合圖。編寫設(shè)計計算說明書。1.3設(shè)計提示壓蓋機構(gòu)做直線往復(fù)運動，可采用移動導(dǎo)桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或凸輪機構(gòu)。需要設(shè)計間歇傳動機構(gòu)，以實現(xiàn)工作臺間歇傳動。間歇運動可采用槽輪機構(gòu)、不完全齒輪等。為保證間歇?？?，還要考慮鎖緊機構(gòu)。鎖緊機構(gòu)可采用凸輪機構(gòu)等。2.方案比較2.1選擇方案設(shè)計主要分成下幾個步驟：輸入空瓶：這個步驟主要通過傳送帶來完成，把空瓶輸送到轉(zhuǎn)臺上使下個步驟能夠順利進行。灌裝：這個步驟主要通過灌瓶泵灌裝流體，而泵固定在某工位的上方。封口：用軟木塞或者金屬冠通過沖壓對瓶口進行密封的過程，主要通過連桿結(jié)構(gòu)來完成沖壓過程。輸出包裝好的容器：這個步驟主要通過傳送帶來完成。以上四個步驟由于灌裝和傳送較為簡單，無須進行考慮，因此，旋轉(zhuǎn)型灌裝機運動方案設(shè)計重點考慮便在于轉(zhuǎn)盤的間歇運動、封口時的沖壓過程、工件的定位，和實現(xiàn)這三個動作的機構(gòu)的選型和設(shè)計問題。機構(gòu)實現(xiàn)方案轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)槽輪機構(gòu)不完全齒輪封口的壓蓋機構(gòu)平面連桿機構(gòu)凸輪機構(gòu)工件的鎖緊機構(gòu)凸輪機構(gòu)根據(jù)上表分析得知，機構(gòu)的實現(xiàn)方案有2*2*1=4種實現(xiàn)方案。

現(xiàn)在取兩種方案方案一：轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)為不完全齒輪機構(gòu)，封口的沖壓機構(gòu)為連桿機構(gòu)，工件的定位機構(gòu)為凸輪機構(gòu)。方案二：轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)為槽輪機構(gòu)，封口的沖壓機構(gòu)為凸輪機構(gòu)，工件的定位機構(gòu)為凸輪機構(gòu)。2.3方案優(yōu)缺點方案一與方案二都可以實現(xiàn)設(shè)計的要求，區(qū)別就在于封口的壓蓋機構(gòu)，方案二是凸輪機構(gòu)，方案一是連桿機構(gòu)。連桿機構(gòu)優(yōu)點：能夠?qū)崿F(xiàn)多種運動形式的轉(zhuǎn)換。平面連桿機構(gòu)的連桿作平面運動，其上各點的運動軌跡曲線有多種多樣，利用這些軌跡曲線可實現(xiàn)生產(chǎn)中多種工作要求。平面連桿機構(gòu)中，各運動副均為面接觸，傳動時受到單位面積上的壓力較小，且有利于潤滑，所以磨損較輕，壽命較長。另外由于接觸面多為圓柱面或平面，制造比較簡單，易獲得較高的精度。缺點:難以實現(xiàn)任意的運動規(guī)律。易產(chǎn)生動載荷，設(shè)計復(fù)雜，積累誤差，效率低。凸輪機構(gòu)優(yōu)點：只要適當?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運動規(guī)律，而且響應(yīng)快速，機構(gòu)簡單緊湊。缺點：是凸輪廓線與推桿之間為點、線接觸，易磨損，凸輪制造較困難。綜上可知：在于本次設(shè)計中，方案一在兩個方案中最佳，則最后選擇方案為一旋轉(zhuǎn)型灌裝機的機械運動方案。細化設(shè)計3.1減速器設(shè)計原動機通過三次減速達到設(shè)計要求。第一次減速，通過減速器三級減速到20r/min,其傳動比分別為2、5、6。第二次減速，夾緊創(chuàng)智，轉(zhuǎn)動裝置及壓蓋裝置所需轉(zhuǎn)速為12r/min，另設(shè)計一級減速，使轉(zhuǎn)速達到要求，其傳動比分別為2。第三次減速，傳送帶滾軸直徑約為10cm，其轉(zhuǎn)速為6r/min即可滿足要求，另設(shè)兩級減速，傳動比都為2即可。減速器分為三級減速，第一級為皮帶傳動，后兩級都為齒輪傳動。具體設(shè)計示意圖及參數(shù)如下

1為皮帶輪：i1=2。2、3、4、5、6為齒輪：z2=20z3=120z4=24z5=120z6=20i32=z3/z2=120/20=6i54=z5/z4=12°/24=5n=n/(i*i*i)=1440/(2*6*5)=24r/min1 1 32 543.2第二次減速裝置設(shè)計減速器由齒輪6輸出24r/min的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過一級齒輪傳動后，減少到12r/min。6、7為齒輪：z6=20 z7=40i76=z7/z6=40/20=2n2=n1/i76=24/2=12r/min

3.3第三次減速裝置設(shè)計減速器由齒輪6輸出24r/min的轉(zhuǎn)速，經(jīng)兩級減速后達到6r/min，第一級為齒輪傳動，第二級為皮傳動。具體設(shè)計示意圖及參數(shù)如下：6、8為齒輪：z6=20 z8=409為皮帶輪：i9=2i86=Z8/Z6=40/20=2n—n/(i*i“3—n1/(‘86i9)—24/(22)—6「/min上為一對標準直齒輪(傳動裝置中的齒輪6和齒輪7)。具體參數(shù)為：z/20,6z7=40，m=5mm，a=20°。中心距:a=m(z6+z7)/2=【5*(20+40)】/2=150mm分度圓半徑：r6=a*z6/(z7+z6)=150*20/(40+20)=50mmr7=a*z7/(z7+z6)=150*40/(40+20)=100mm基圓半徑：rb6=m*z6*cosa=5*20*cos20°=94mmrb7=m*z7*cosa=5*40*cos20°=188mm齒頂圓半徑：ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*5/2=55mmra7=(z7+2ha*)*m/2=(40+2*1)*5/2=105mm齒頂圓壓力角：aa6=arccos【z6cosa/(z6+2ha*)】=acrcos【20cos20°/(20+2*1)】aa7=arccos【z7cosa/(z7+2ha*)】=acrcos【40cos20°/(40+2*1)】=26.5°基圓齒距：pb6=pb7=nmcosa=3.14*5*cos20°=14.76mm重合度:sa=[z6(tanaa6-tana)+z7(tanaa7-tana)]/2n=【20(tan31.3°-tan20°)+40(tan26.5°-tan20°)】/2n=1.65￡a>1這對齒輪能連續(xù)轉(zhuǎn)動。3.5連桿機構(gòu)設(shè)計此連桿控制封裝壓蓋機構(gòu)，由于空瓶高度大概為250mm，故行程不宜超過300mm，由此設(shè)計如下連桿機構(gòu)：曲柄長：a=100mm連桿長：b=900mm偏心距：e=500mm行程：H=220mm級位夾角：。=arccos【e/(a+b)】-arccos【e/(b-a)】=10°最小傳動角：rmi=arccos【e/(b-a)】=51.3°行程速比：k=(180°+。)/(180°-。)=1.12>13.6凸輪機構(gòu)設(shè)計此凸輪為控制定位工件機構(gòu)，由于空瓶大約為100mm,工件定位機構(gòu)只需60mm行程足夠，故凸輪的推程設(shè)計為60mm,以下為推桿的運動規(guī)律:利用反轉(zhuǎn)法設(shè)計凸輪

3.7間歇機構(gòu)設(shè)計由于設(shè)計灌裝速度為12r/min，因此每個工作間隙為5s,轉(zhuǎn)臺每轉(zhuǎn)動72°用時1s,停留4s，即不完全齒輪有用時1s,停留4s，即不完全齒輪有1/5是齒，沒有齒的部分占4/5。由此設(shè)計如下不完全齒輪機構(gòu)，完成間歇運用，以達到要求:右邊為標準齒輪，左邊齒輪轉(zhuǎn)一圈，右邊齒輪轉(zhuǎn)動72°。左邊為不完全齒輪，0=72°具體參數(shù)為：z左=12,z右=60,m=5mm,0=72°中心距：a=m*(z左+z右)=5*(12+60)=360mm分度圓半徑：r左=r^=a/2=360/2=180mm基圓半徑：rb左=rb^=a*cosa/2=360*cos20°/2=169mm齒頂圓半徑：ra左=ra右=【(z右+2ha*)*m】/2=[(60+2*1)*51/2=155mm齒頂圓壓力角：aa左=電^=arccos[z右cosa/(z右+2ha*)】=acrcos【60cos20。/(60+2*1)1=24.6°基圓齒距：Pb左=Pb右=nmcosa=3.14*5*cos20°=14.76mm4.總結(jié)經(jīng)過兩個禮拜的設(shè)計，我們總算完成了對旋轉(zhuǎn)灌裝機的設(shè)計。作為學(xué)機械的學(xué)生，對機械原理的課程設(shè)計是十分有必要的。很多資料都是在圖書館里找的。我們在課堂上掌握是僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力，如何把我們的所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程理論知識運用到實踐中去。課程設(shè)計就是為我們提供了良好的實踐平臺。在做本次課程設(shè)計的過程中，我們感觸最深的當屬如何把學(xué)過的理論知識運用于實際。為了讓設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們不能單靠課本理論，這在實際運用中會出現(xiàn)差別。不切實際的構(gòu)想，永遠只是構(gòu)想，無法成為設(shè)計。所以在設(shè)計中，我們不僅要注意各種構(gòu)件的自身特點，還要考慮到工藝特點，加工材料，經(jīng)濟性，安全性，可行性等，才能讓它更接近實際。其次，在這次課程設(shè)計總，我們還運用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識，雖然過去從未獨立運用過他們，但是在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)效率很高，這是我們做這次課程設(shè)計的又一收獲。在課程設(shè)計中遇到問題是很正常的，但是我們應(yīng)該