旋轉(zhuǎn)型灌裝機設(shè)計

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1、機械原理課程設(shè)計——旋轉(zhuǎn)型灌裝機設(shè)計 XXX學院 課程設(shè)計成果說明書 題 目： 旋轉(zhuǎn)型灌裝機設(shè)計 學生姓名： xxx 學 號： 081309116 學 院： xxxx學院 班 級： C08機械（1） 指導教師： 同組者： 2010年6月 18 日 設(shè)計任務(wù)書 [1]設(shè)計題目 設(shè)計旋轉(zhuǎn)型灌裝機。在轉(zhuǎn)動工作臺上對包裝容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料 、酒、

2、冷霜等），轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，以實現(xiàn)灌裝，封口等工序為保證這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。如圖1中，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。 圖1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機 該機采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。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 A 600 1440 10 B 550 1440 12 [2]設(shè)計任務(wù) 1．旋轉(zhuǎn)型灌裝機應包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等三種常用機構(gòu)。 2

3、．設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 3.圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機地運動方案簡圖，并用運動循環(huán)圖分配各機構(gòu)運動節(jié)拍。 4.電算法對連桿機構(gòu)進行速度、加速度分析，繪出運動曲線圖。用圖解法或解析法設(shè)計連桿機構(gòu)。 5．凸輪的設(shè)計計算。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，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖 6.齒輪機構(gòu)的設(shè)計計算。 7．編寫設(shè)計計算說明書。 8.完成計算機動態(tài)演示。 [3] 設(shè)計提示 1.采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。 2．采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可以

4、由氣泵吸附在壓蓋機構(gòu)上，由壓蓋機構(gòu)壓入（或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口）。設(shè)計者只需設(shè)計作直線往復運動的壓蓋機構(gòu)。壓蓋機構(gòu)可采用移動導桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或凸輪機構(gòu)。 3.此外，需要設(shè)計間歇傳動機構(gòu)，以實現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺的間歇傳動。為保證停歇可靠，還應有定位（縮緊）機構(gòu)。間歇機構(gòu)可采用槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等。定位縮緊機構(gòu)可采用凸輪機構(gòu)等。 目 錄 設(shè)計任務(wù)書 ………………………………………………………2 第一章 總論及設(shè)計要求 ………………………………………6 1.1功能要求 …………………………………………

5、……………………6 1.2工作原理以及工藝動作流程圖 ………………………………………6 第2章 動力源的選擇……………………………………………6 2.1原動機的選擇 ………………………………………………………6 2.2 原動機的型號選擇 ……………………………………………7 第3章 傳動機構(gòu)的設(shè)計…………………………………………… 8 3.1 傳動機構(gòu)方案設(shè)計 ……………………………………………………8 第4章 主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 …………………………………9 4.1運輸機構(gòu) ………………………………………………………………9 4.1.1方案1 4.1.2方

6、案2 4.2灌裝壓蓋機構(gòu) ………………………………………………………10 4.2.1方案1 4.2.2方案2 4.3工作轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu) …………………………………………………11 4.3.1方案1 4.3.2方案2 第5章 機械運動系統(tǒng)方案的擬定 ………………………………11 5.1方案 ……………………………………………………………………11 第6章 機構(gòu)運動循環(huán)圖 …………………………………………12 第7章 尺寸計算 ………………………………………………………12 結(jié)束語 …………………………………………………………………13 參考文獻 ……………………………

7、…………………………………13 第一章總論及設(shè)計要求 1.1功能要求 在轉(zhuǎn)動工作臺上對包裝容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料 、酒、冷霜等），轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，以實現(xiàn)灌裝，封口等工序為保證這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。有四個工位，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。 1.2工作原理以及工藝動作流程圖 實現(xiàn)間歇送進，并能使運輸板或工作臺等工件停歇時，運輸板或工作臺等的構(gòu)件的速度的加速度曲線仍然連續(xù)，使整個機構(gòu)的運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn) 工作流程圖 旋轉(zhuǎn)工作臺至灌裝口 旋

8、轉(zhuǎn)工作臺至封口處 灌裝機構(gòu)運動進行灌裝 運輸帶運動帶入瓶子 運輸帶運動成品輸出 旋轉(zhuǎn)工作臺至成品出口 封口機構(gòu)運動進行封口 旋轉(zhuǎn)工作臺至空瓶入口 第2章 動力源的選擇 2.1原動機的選擇 選擇電機類型：　電動機是機器中運動和動力的來源，其種類很多，有電動機、內(nèi)機、蒸汽機、水輪機、氣輪機、液動機等。電動機結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護容易，一般機械上大多數(shù)是均采用電動機驅(qū)動。 電動機已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標準系列成批或大量生產(chǎn)。機械設(shè)計中應根據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇

9、電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號。 擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)型式。 生產(chǎn)的單位一般用三相交流電源，如無特殊的要求（如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常啟動和反轉(zhuǎn)等），通常都采用三相交流異步電動機。我國已制定了一標準的Ｙ系列是一般用途的全封閉的自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕氣體和無特殊要求的機械，如金屬切削機床、風機、輸送機、攪拌機、農(nóng)業(yè)機械食品機械等。由于Ｙ系列還具有啟動性好的優(yōu)點，因此也適合某些對啟動轉(zhuǎn)矩要求較高的機械。 三相交流異步電動機根據(jù)其額定功率和滿載轉(zhuǎn)速的不同，具有系列型號。為適應不同的安裝需要，同一類的電動機結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各類型

10、的電動機的參數(shù)和外型及安裝尺寸可查手冊。 2.2原動機的型號選擇 電動機的容量選得合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動機因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費。 電機的容量的主要由電動機的運行時的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。 工作機所需工作功率，應由機器工作阻力和運動參數(shù)計算得來的，可按下式計算： 其中：T——工作機的阻力矩，； n——工作機的轉(zhuǎn)速，； 傳動裝置的總效率組成傳動裝

11、置的各部分運動副效率之積，即 其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動效率 按推薦的傳動比合理范圍，取一級傳動i1=20-50，二級圓柱直齒輪的傳動比i2=4-6, 三級圓柱直齒輪的傳動比i3=2-4,總的傳動范圍為40-200. 根據(jù)附Ⅱ。2選擇Y系列三相異步電動機 經(jīng)過綜合考慮決定選用Y132S—8型號電動機 第3章 傳動機構(gòu)的設(shè)計 3.1傳動機構(gòu)方案設(shè)計 考慮減小噪聲、振動等方面的要求時，最好選用帶傳動。當原動機驅(qū)動主動輪時，由于帶與帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動從動輪一起轉(zhuǎn)動，并傳遞一定動力。帶傳動具有結(jié)

12、構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、選價低廉以及緩沖吸振等特點，在近代機械中被廣泛應用。 圖3-1帶傳動 圖3-2鏈傳動 但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價格較貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。 蝸桿傳動的傳動比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動系統(tǒng)的高速級，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時，摩擦力大，發(fā)熱大。同時蝸桿傳動在嚙合處有相對滑動。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因而摩擦損失較大，效率低； 根據(jù)以上的分析比較，再結(jié)合要

13、求的工作條件可以得到，在此采用帶傳動。 而間歇傳動機構(gòu)方面可以使用槽輪、不完全齒輪、凸輪等機構(gòu)。 第4章 主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 4.1運輸機構(gòu) 4.1.1方案1 不規(guī)則齒輪 4.1.2方案2 平行雙曲柄結(jié)構(gòu)，以此撥動空瓶進入工作臺內(nèi)。 優(yōu)點：步進式傳輸；缺點：傳輸機構(gòu)在輸出瓶子的時候，需要一運動精度高的撥桿。 4.1.3方案3 槽輪機構(gòu) 4.2灌裝壓蓋機構(gòu) 4.2.1方案1 等寬凸輪 4.2.2方案2 曲柄滑塊 4.2.3方案3 凸輪機構(gòu)作為壓蓋灌裝機構(gòu) 4.3工作轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 4.3.1方案1 槽輪機構(gòu)

14、 4.3.2方案2 不規(guī)則齒輪 第5章機 械運動系統(tǒng)方案的擬定 第6章 機構(gòu)運動循環(huán)圖 運動循環(huán)圖 以曲柄滑塊機構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)過的角度為參考（與槽輪的導輪轉(zhuǎn)過的角度相同） 工作轉(zhuǎn)臺 停止 轉(zhuǎn)動 停止 灌裝壓蓋機構(gòu)的滑塊 退 進 0 60 120 150 180 240

15、300 360 第7章 尺寸計算 7.3 傳送帶的設(shè)計 速度：V=wr=72r/min*50mm 每兩個瓶子之間的距離S: t=S/v=1/(w1/6 ) 其中 w1為轉(zhuǎn)臺的角速度 12r/min 解得：S＝50mm 7.4 曲柄滑塊機構(gòu)的計算 由機構(gòu)整體尺寸，行程為137mmm ，行程速比系數(shù)K＝1.4 偏心距為50mmm 具體設(shè)計過程見圖解法 7.5 平行四邊形機構(gòu)的設(shè)計 由于已知曲柄長度為50mm，連架桿長度為706.61mm，由平行四邊形定理可得出該機構(gòu)的尺寸。 7.6 槽輪的設(shè)計 L=450mm Ψ=30 ∴ R=Ls

16、inΨ ＝225 mm s＝LcosΨ＝389 mm h≥s－（L－R－r）＝130mm d1≤2（L－s）＝60mm d2﹤2（L-R-r）＝100mm 其中 L為中心距 圓銷半徑r＝30mm d1為撥盤軸的直徑 d2為槽輪軸的直徑 結(jié)束語 緊張的課程設(shè)計順利結(jié)束了。在這設(shè)計過程中，我從原來對本專業(yè)并不十分了解的狀況下,開始系統(tǒng)的運用了所學的機械基礎(chǔ)知識，加深了對專業(yè)知識的理解和掌握.并且,培養(yǎng)了我查閱機械類書籍的能力,為我以后的學習打下了扎實的基礎(chǔ)。 機械學作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學科，內(nèi)容豐富，涉及面廣。在新的歷史條件下，機械學與電子電氣、液壓等多種學

17、科，聯(lián)系更為緊密，它的綜合性更強。相信我們工科學生在進行了認識實習、金工實習、生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)實習，特別是以后的畢業(yè)設(shè)計對整個大學階段的知識的掌握會更加牢固。同時在以后的學習中會不斷拓寬自己的知識面，結(jié)合生產(chǎn)實際，一定能更好的掌握機械知識。 最后，非常感謝 老師的關(guān)心指導和其他同學的協(xié)作！ 參考文獻 [1]牛鳴岐,王保民,王振甫.機械原理課程設(shè)計手冊.重慶:重慶大學出版社,2001 [ 2 ]機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會編. 機械工程手冊第59篇、沖壓機械化與自動化. 北京：機械工業(yè)出版社.1982 [3]王知行,劉延榮.機械原理.北京:高等教育出版社,2000 [4 ]哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研組編.理論力學（第五版）. 北京：高等教育出版社. 1993 [5]陳秀寧.機械設(shè)計課程設(shè)計.浙江：浙江大學出版社.1995 13