灌装机设计.docx

1、机械原理课程设计设计题目：灌装机 学院：动力与机械学院专业：机械设计制造及其自动化专业学号：*设计者：*指导老师：*完成时间：2011年7月7日 目录标题详细内容结果一、 设计题目灌装机固定工作台旋转工作台传送带1234图1灌装机工作台示意旋转式灌装机是在转动的工作台上对容器（如玻璃瓶等）连续灌装液体（如饮料、酒、化妆品等）。转台有四个工位，分别实现输入空瓶、灌装、封口和输出灌装好的容器的四个工序，如图1所示。二、设计数据及要求方案号转台直径/mm电动机转速/rpm灌装速度/瓶/minA600144010设计要求：保证设备能对容器准确地灌装和封口，应设置定位装置。三、设计方案灌装机各执行机构包

2、括实现转台间歇转位的转位机构，实现输瓶、卸瓶运动的机构，实现灌装的机构，实现封口的压盖机构。各执行机构必须满足工艺上的运动要求，可有多种不同形式的机构供选择。执行构件的功能分解框图参见图2。机械的工作循环图参见图3.图2 功能分解框图 图3 工作循环图3.1输瓶（卸瓶）机构输瓶机构将传送带送来的空瓶放入输瓶工位。为避免传送带与转台相干涉，传送带从侧向靠近转台。参见图4. 图4 输瓶卸瓶机构 3.2转位机构该机构可以采用槽轮机构、不完全齿轮机构等，以实现工作转台的间歇转动。通过对比，方案中最终选择槽轮机构。他能保证转台停歇可靠，更准确对容器进行灌装和封口。参见图5。 图5 槽轮机构3.3定位机构

3、为准确对容器进行灌装和封口，保证转台停歇可靠，故可设置一个辅助机构作为转台的定位（锁紧）机构，定位机构可采用凸轮机构等。也可通过一定的结构形式来实现转台的定位。如图6所示为凸轮机构模型。 图6 凸轮机构3.4 灌装机构灌装动作可采用灌装泵实现灌装，泵固定在相应工位的上方。本设计方案不贵器进行设计，故未将其在图中表示出来。3.5 封口机构容器灌装完成后采用软木塞或金属盖、旋盖等封口，常用的封口形式参见图7。塞、盖可先由气泵吸附在封口机构上，再视具体封口件的不同，由封口机构压入瓶口，或通过压盖模将瓶盖紧固在瓶口，或由旋转构件将旋塞旋上瓶口。吸附装置此次不作设计，仅设计封口机构。封口机构可采用平面连

4、杆机构、凸轮机构等。 图7 几种常见封口形式四、设计任务4.1 方案确定进行机器的功能分解和机构选型。灌装机一般要包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构三种机构。确定所有可能的方案并进行比较选出最佳方案。各机构方案减速机构转位机构灌装机构封口机构1周转轮系槽轮机构凸轮机构曲柄滑块机构2蜗轮蜗杆，齿轮不完全齿轮机构曲柄滑块机构凸轮机构表一由上表一可知灌装机个机构的组合有多种情况，下面就根据各机构的优缺点、在特定情况下的性能差异以及灌装机实现其特有运动的具体要求的不同对各方案进行比较，最终得出最佳方案。方案比较如下表二：特点方案优点缺点减速机构周转轮系递功率范围大、传动效率高、传动比大且精确、机构所需空

5、间较小、使用寿命长、可靠性强制造和安装精度要求高以及成本较高蜗轮蜗杆蜗杆与齿轮是连续不断的螺旋齿 ，故传动平稳、啮合冲击小，且蜗杆的齿数小，单级传动可获得较大传动比（可达1000）、机构紧凑蜗杆齿轮啮合齿轮间相对滑动较大，摩擦磨损大，传动效率低，易出现发热现象，常需采用较贵的间摩擦耐摩擦材料制造，成本高。并且当导程角小于啮合齿轮间的当量摩擦角时机构反行程出现自锁转位机构槽轮机构结构简单、形尺寸小、械效率高、并能较平稳的、间歇的进行转位传动时存在柔性冲击，不宜使用在速度较高的时候不完全齿轮机构结构简单、造容易、工作可靠、设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可在较大范围内变化有较大的冲击，故只宜

6、用于低速、轻载的场合灌装机构和封口机构凸轮机构运动规律多样，灵活性强，容易实现预期运动，结构简单紧凑，设计方便凸轮与从动件之间是点线接触，接触应力大，容易磨损曲柄滑块机构低副接触压强小、磨损轻、寿命长、传递动力大、易于加工成本低、具有急回特性并且可以实现比较复杂的运动轨迹低副中存在间隙，精度低，不容易实现精确复杂的运动规律表二考4.2 机构设计设计各机构画出机构简图，并作出机器的运动方案示意图和运动循环图。（1） 设计减速机构并确定各齿轮传动比。采用周转轮系，各齿轮啮合情况如图4-1所示。其中 z1=22,z12=24, z2=26, z3=24 , m=5，压力角、齿顶高系数、顶隙系数都取标

7、准值。imnH=wn-wH0-wH=-imH+1 imH=1-iHmn即i3H=1-22262424=1144 图4-1 轮系代入数据可知： iH3=1i3H=1144=10此即为所需的工作转速 n=10 z1=22z12=24 z2=26 z3=24m=5ha*=1 c*=0.25n出=10rpm（2） 设计转位机构并画出结构件图（用机械原理课程设计平台软件和CAD软件设计）。生成的模型如图4-2槽数 6销数 1中心距 173.18圆销半径 4; 图4-2 槽轮机构槽轮设计参数为：槽轮槽间角 =22=60槽间角对应销轮运动角 2=-22=120圆销中心回转半径 149.9785槽轮外圆半径

8、86.682 槽轮槽长 95.44运动系数 k=tdt=0.3333动停比 =0.5。=602=120d=149.9785r=86.682l=95.44k=0.3333=0.5h=40n=10rb=25rr=8e=0=1501=90a=39.22b=408e=120s=80=3.43rmin=71k=1.041 （3） 设计灌装机构并画出构件图，计算相关参数，分析凸轮构建的各个运动状态。 所设计和计算的凸轮参数如下:其中推程为正弦运动规律，回程为余弦运动规律： 推程h=40，转速n=10，基圆半径rb=25，滚子半径rr=8，推程起始角为0、终止角为150，回程起始角为270，终止角为360，

9、推程许用压力角为38，回程许用压力角为70。如下各图所示为设计的凸轮及其相应构件的简图。图4-3为所设计的凸轮（用CAD采用反转法设计的），图4-4为给定参数后生成的凸轮模型（在机械原理课程设计平台中生成的），4-5为转速为10的凸轮机构中推杆的位移，速度，加速度运动规律曲线,即凸轮工作图。 图4-3 图4-4 图4-5用机械原理课程设计平台软件对该凸轮机构进行运动分析的到相关参数如下表三 表三（4） 设计封口机构（曲柄滑块机构）计算相关参数并对其进行运动分析。 曲柄滑块机构如图4-6所示。曲柄长 a=39.22连杆长 b=408偏心距 e=120行程 s=80极位夹角 =cos-1e(a+b）-cos-1e(b-a)=3.43最小传动角 rmin=cos-1e(b-a)=71行程速比 k=180+180-=1.041 图4-618