課程設(shè)計(jì)----旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)器

1、<p>　　螺旋灌裝機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　題目</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目及任務(wù) …………………………………………………………………………1</p><p>　　設(shè)計(jì)題目 …………………………………

2、………………………………………1</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù) …………………………………………………………………………1</p><p>　　3．運(yùn)動(dòng)方案 …………………………………………………………………………2</p><p>　　3.1 方案一 …………………………………………………………………………2<

3、;/p><p>　　3.1方案二 …………………………………………………………………………2</p><p>　　3.3方案三 …………………………………………………………………………2</p><p>　　3.4 凸輪式灌裝機(jī) …………………………………………………………………………4</p><p>

4、　　4.運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 …………………………………………………………………………4</p><p>　　5.尺寸設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………4</p><p>　　5.1 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………5</p><p>　　5.2 齒輪設(shè)計(jì)

5、 …………………………………………………………………………5</p><p>　　5.3 傳送帶設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………5</p><p>　　5.4 曲柄滑塊設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………5</p><p>　　5.5 平行四邊形機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………

6、……………………5</p><p>　　5.6 槽輪的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………5</p><p>　　6. 電算法與運(yùn)動(dòng)曲線圖 ………………………………………………………………………6</p><p>　　6.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)曲線圖…………………………………………………………………6</p><

7、p>　　6..2 平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線圖…………………………………………………………6</p><p>　　7.小結(jié) ……………………………………………………………………………………………8</p><p>　　7.2設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………………………………………8</p><p>　　8.參考數(shù)目…………………………………………

8、……………………………………………8</p><p>　　9.附圖――方案一二機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　一、題目：旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)題目及任務(wù)</b></p><p><b>　　2．1設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　

9、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?yàn)楸ＷC這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口，應(yīng)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。</p><p><b>　　圖1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)</b></p><p>　　該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方

10、式為機(jī)械傳動(dòng)。技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1</p><p>　　表1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1．旋轉(zhuǎn)型灌裝機(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)。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。</p><p>　　3

11、.圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)地運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)節(jié)拍。</p><p>　　4.電算法對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動(dòng)曲線圖。用圖解法或解析法設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　5．凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪廓線

12、圖</p><p>　　6.齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　7．編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　8.完成計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示。</p><p><b>　　2.3 設(shè)計(jì)提示</b></p><p>　　1.采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。</p><p&

13、gt;　　2．采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可以由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上，由壓蓋機(jī)構(gòu)壓入（或通過(guò)壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口）。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu)可采用移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等平面連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.此外，需要設(shè)計(jì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠，還應(yīng)有定位（縮緊）機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。定位縮緊機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等。</p

14、><p><b>　　三、運(yùn)動(dòng)方案</b></p><p>　　3.1 方案一：（機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)附圖）</p><p>　　用定軸輪系減速，由不完全齒輪實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪與不完全齒輪均便于加工。缺點(diǎn)：一方面，傳動(dòng)比過(guò)大，用定軸輪系傳動(dòng)時(shí)，占用的空間過(guò)大，使整個(gè)機(jī)構(gòu)顯得臃腫，且圓錐齒輪加工較困難；另一方面，不完全齒輪會(huì)產(chǎn)生較

15、大沖擊，同時(shí)只能實(shí)現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)而不能實(shí)現(xiàn)自我定位。</p><p><b>　　3.2 方案二：</b></p><p>　　灌裝與壓蓋部分采用如圖所示的等寬凸輪，輸送部分采用如圖所示的步進(jìn)式傳輸機(jī)構(gòu)。缺點(diǎn)：等寬凸輪處會(huì)因摩擦而磨損，從而影響精確度；步進(jìn)式傳輸機(jī)構(gòu)在輸出瓶子的時(shí)候，需要一運(yùn)動(dòng)精度高的撥桿。</p><p><b>　　

16、3.3 方案三：</b></p><p>　　1．如圖所示，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，經(jīng)蝸桿渦輪減速；通過(guò)穿過(guò)機(jī)架的輸送帶輸入輸出瓶子；</p><p>　　由槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)與定位；壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)采用同步的偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，另外，在</p><p>　　壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)中，分別設(shè)置了進(jìn)料口、進(jìn)蓋口以及余料的出口，如上圖所示。</p><p>

17、;　　此方案為我們最終所選擇的方案。</p><p><b>　　2.優(yōu)缺點(diǎn)分析。</b></p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：蝸輪蝸桿傳動(dòng)平衡，傳動(dòng)比大，使結(jié)構(gòu)緊湊；傳送帶靠摩擦力工作，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸震，噪聲??；槽輪機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)且能較好地定位，便于灌裝、壓蓋的進(jìn)行。</p><p>　　缺點(diǎn)：在平行四邊行機(jī)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)，在機(jī)構(gòu)慣性不大時(shí)會(huì)

18、影響運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行；由于機(jī)構(gòu)尺寸的限制，槽輪需用另外的電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)。</p><p>　　3.4 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，曾考慮過(guò)用下圖的凸輪機(jī)構(gòu)作為壓蓋灌裝機(jī)構(gòu)，從而六個(gè)工位連續(xù)工作，以提高效率，但考慮到輸送裝置等各方面原因后，放棄了此方案。</p><p><b>　　四、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</b></p><p>　　以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的角度為參考（與槽

19、輪的導(dǎo)輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同）</p><p>　　0 60 120 150 180 240 300 360</p><p><b>　　五、尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)：</p><p>　　5.2 齒輪設(shè)計(jì)（下圖所

20、示的惰輪以及與其嚙合的一對(duì)齒輪）——采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪</p><p>　　5.3 傳送帶的設(shè)計(jì)</p><p>　　速度：V=wr=72r/min*50mm</p><p>　　每?jī)蓚€(gè)瓶子之間的距離S: t=S/v=1/(w1/6 ) 其中 w1為轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度 12r/min</p><p>　　解得：S＝50mm5.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的計(jì)算&l

21、t;/p><p>　　由機(jī)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(jì)過(guò)程見(jiàn)圖解法</p><p>　　5.5 平行四邊形機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于已知曲柄長(zhǎng)度為50mm，連架桿長(zhǎng)度為706.61mm，由平行四邊形定理可得出該機(jī)構(gòu)的尺寸。</p><p><b>　　5.6 槽輪的設(shè)計(jì)

22、</b></p><p>　　L=450mm Ψ=30 ∴ R=LsinΨ ＝225 mm s＝LcosΨ＝389 mm </p><p>　　h≥s－（L－R－r）＝130mm d1≤2（L－s）＝60mm d2﹤2（L-R-r）＝100mm</p><p>　　其中 L為中心距 圓銷半徑r＝30mm d1為撥盤軸的直徑 d

23、2為槽輪軸的直徑</p><p>　　六、電算法與運(yùn)動(dòng)曲線圖</p><p>　　6.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)曲線圖 </p><p><b>　　滑塊的位移分析</b></p><p><b>　　滑塊的速度分析</b></p><p><b>　　滑塊的加速度分析&

24、lt;/b></p><p>　　由上述運(yùn)動(dòng)曲線圖知：該機(jī)構(gòu)具有急回特性，由加速度曲線知，該機(jī)構(gòu)沖擊較小。</p><p>　　平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)曲線圖</p><p>　　對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行位移、速度、加速度分析：</p><p><b>　　A點(diǎn)的加速度曲線</b></p><p><b

25、>　　位移曲線</b></p><p><b>　　速度曲線</b></p><p>　　由上述曲線可以看出，平行四邊形機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，為勻速運(yùn)動(dòng)，加速度會(huì)發(fā)生突變，因而存在著沖擊。</p><p><b>　　七、小結(jié)</b></p><p><b>　　7.1方案簡(jiǎn)

26、介</b></p><p>　　在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用到了蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機(jī)器。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，是同時(shí)要求有圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和傳送帶的傳送的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)部分：因?yàn)樵谙到y(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的特性，而工位為6個(gè)，所以在其

27、中首先引入了可以實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的典型機(jī)構(gòu)——槽輪機(jī)構(gòu)。且槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)分別在6個(gè)工位進(jìn)行停歇。</p><p>　　灌裝封口急回部分：灌裝和風(fēng)口雖然為兩個(gè)工位，但其的運(yùn)動(dòng)特性是一樣的，只是有一個(gè)時(shí)間的差值而已。而我們學(xué)過(guò)的有急回特性的最典型且簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)就是偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。因?yàn)閳A盤的轉(zhuǎn)動(dòng)為12r/min，而每一轉(zhuǎn)有6個(gè)瓶子需要進(jìn)行灌裝和封口的工序，所以需要曲柄的轉(zhuǎn)速也為72r/mi

28、n。所以曲柄與發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比就為20：1，所以其前面的輪系傳動(dòng)只需要完成傳動(dòng)從1440r/min到72r/min的變化，所以，在這之后用了蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)將其傳動(dòng)比直接變?yōu)?0：1。但由于在這兩個(gè)位置的方向問(wèn)題，兩個(gè)偏置曲柄滑塊為反方向的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檫@樣，又在兩個(gè)曲柄之間添加了兩對(duì)小的齒輪副，以實(shí)現(xiàn)其方向的轉(zhuǎn)換。</p><p><b>　　7.2設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p

29、>　　在真正開(kāi)始設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)構(gòu)之前，我們?cè)?jīng)有過(guò)很多想法，有些很幼稚，甚至不能算是機(jī)械專業(yè)的學(xué)生設(shè)計(jì)的方案，有些又過(guò)于復(fù)雜，只能想出來(lái)，卻很難實(shí)現(xiàn)。這次課程設(shè)計(jì)，是我們第一次將本學(xué)期《機(jī)械原理》這門課程中所學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用到實(shí)際中，另外對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)也有了初步的認(rèn)識(shí)。這次課程設(shè)計(jì)，我們用了一個(gè)多月的時(shí)間，從最初的毫無(wú)頭緒到逐漸做出雛形，然后進(jìn)一步改進(jìn)。在這整個(gè)過(guò)程中，我們?cè)趯?shí)踐中摸索成長(zhǎng)，同時(shí)也更加清晰地認(rèn)識(shí)到只有認(rèn)真地掌握好理論知識(shí)

30、，在實(shí)際應(yīng)用才能夠得心應(yīng)手。</p><p><b>　　八、參考資料</b></p><p>　　1.《機(jī)械原理》（第六版） 孫桓 陳作模 主編 高等教育出版社</p><p>　　2.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》（第二版）朱文堅(jiān) 黃平 編 華南理工大學(xué)出版社</p><p