年4月19日旋轉型灌漿機機械原理課程設計文檔僅供參考，不當之處，請聯(lián)系改正。機械原理課程設計書——旋轉型灌漿機的設計學院：機械電子工程學院專業(yè)：機械設計制造及其自動化班級：姓名：學號： 指導老師：目錄一、旋轉型灌裝機設計要求·····························3二、方案的初步擬定····································4三、減速設計··········································5四、齒輪的設計········································6五、傳動方案的設計····································8六、機械運動循環(huán)圖····································9七、凸輪設計、計算及校核······························10八、連桿機構的設計及校核······························11九、間歇機構設計······································12十、心得體會··········································13十一、參考文獻········································14一、旋轉型灌裝機設計要求1、設計題目設計旋轉型灌裝機。在轉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），轉臺有多工位停歇，以實現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。如圖1-1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2旋轉型灌漿機該機采用電動機驅動，傳動方式為機械傳動。技術參數(shù)見表6.表6旋轉型灌漿機技術參數(shù)方案號轉臺直徑mm電動機轉速r/min灌裝速度r/minA600144010B550144012C500960152、設計任務1.旋轉灌裝機一般應包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等三種常見機構。2.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3.在A2圖紙上畫出旋轉型灌漿機的運動方案簡圖，并用運動循環(huán)圖分配各機構運動節(jié)拍。4.對連桿機構進行速度、加速度分析，繪出運動線圖。圖解法或解析法設計平面連桿機構。5.凸輪機構的設計計算。按凸輪機構的工作要求選擇從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角于最小曲率半徑。在A2圖紙上畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪輪廓線。6.齒輪機構的設計計算。7.編寫設計計算說明書。3、設計提示采用灌瓶泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。采用軟木塞或金屬灌溉封口，她們可由氣泵吸附在壓蓋機構上，由壓蓋機構壓入（或經(jīng)過壓蓋模將瓶蓋緊固在）瓶口。設計者只需設計作直線往復運動的壓蓋機構。壓蓋機構可采用移動導桿機構等平面連桿機構或凸輪機構。另外，需要設計間歇傳動機構，以實現(xiàn)工作轉臺間隙傳動。為保證停歇可靠，還應有定位（鎖緊）機構。間隙機構可采用槽輪機構、不完全齒輪機構等。定位（鎖緊）機構可采用凸輪機構等。注：本設計選用轉臺直徑為600mm，電動機轉速1440r/min，灌裝速度15r/min。二、方案的初步擬定1、綜述待灌瓶由傳送系統(tǒng)(一般經(jīng)洗瓶機由輸送帶輸入)或人工送入灌裝機進瓶機構,轉臺有多工位停歇，可實現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。我們將設計主要分成下幾個步驟：1．輸入空瓶：這個步驟主要經(jīng)過傳送帶來完成，把空瓶輸送到轉臺上使下個步驟能夠順利進行。2．灌裝：這個步驟主要經(jīng)過灌瓶泵灌裝流體，而泵固定在某工位的上方。3．封口：用軟木塞或者金屬冠經(jīng)過沖壓對瓶口進行密封的過程，主要經(jīng)過連桿結構來完成沖壓過程。4．輸出包裝好的容器：步驟基本同1，也是經(jīng)過傳送帶來完成。以上4個步驟由于灌裝和傳送較為簡單無須進行考慮，因此，旋轉型灌裝機運動方案設計重點考慮便在于轉盤的間歇運動、封口時的沖壓過程、工件的定位，和實現(xiàn)這3個動作的機構的選型和設計問題。2、傳動比分配原動機經(jīng)過三次減數(shù)達到設計要求。第一次減速，經(jīng)過減速器三級減速到15r/min,其傳動比分別為2、6、4。第二次減速，夾緊裝置，轉動裝置及壓蓋裝置所需轉速為10r/min,另設計一級減速，使轉速達到要求，其傳動比分別為2。第三次減速，傳送帶滾軸直徑約為10cm，其轉速為5r/min即可滿足要求，另設兩級減速，傳動比都為2即可。三、減速設計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=20z5=80z6=20i32=z3/z2=120/20=6i54=z5/z4=80/20=4n1=n/(i1*i32*i54)=1440/(2*6*4)=30r/min減速器由齒輪6輸出30r/min的轉速，經(jīng)過一級齒輪傳動后，減少到15r/min。6、7為齒輪：z6=20z7=40i76=z7/z6=40/20=2n2=n1/i76=30/2=15r/min減速器由齒輪6輸出30r/min的轉速，經(jīng)兩級減速后達到5r/min,第一級為齒輪傳動，第二級為皮帶傳動。具體設計示意圖及參數(shù)如下：6、8為齒輪：z6=20z8=409為皮帶輪：i9=3i86=z8/z6=40/20=2n3=n1/(i86*i9)=30/(2*3)=5r/min四、齒輪的設計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：z6=20，z7=40，m=5mm，α=20°。中心距：a=m(z6+z7)/2=5*(20+40)/2=1分度圓半徑：r6=a*z6/（z7+z6）=180*20/（20+40）=50mmr7=a*z7/（z7+z6）=180*40/（20+40）=100mm基圓半徑：rb6=m*z6*cosα=5*20*cos20°=47mmrb7=m*z7*cosα=5*40*cos20°=94mm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：αa6=arccos【z6cosα/（z6+2ha*）】=acrcos【20cos20°/（20+2*1）】=31.32°αa7=arccos【z7cosα/（z7+2ha*）】=acrcos【40cos20°/（40+2*1）】=26.50°基圓齒距：pb6=pb7=πmcosα3.14*5*cos20°=14.76mm理論嚙合線：N1N2實際嚙合線：AB重合度：εa=【z6(tanαa6-tanα)+z7(tanαa7-tanα)】/2π=【20(tan31.32°-tan20°)+40(tan26.50°-tan20°)】/2π=1.64εa＞1則說明這對齒輪適用五、傳動方案的設計轉盤的間歇運動機構為不完全齒輪機構，封口的沖壓機構為連桿機構，工件的定位機構為凸輪機構六、機械運動循環(huán)圖七、凸輪設計、計算及校核此凸輪為控制定位工件機構，由于空瓶大約為100mm，工件定位機構只需60mm行程足夠，故凸輪的推程設計為60mm，以下為推桿的運動規(guī)律：為了更好的利用反轉法設計凸輪，根據(jù)上圖以表格的形式表示出位移和轉角的關系。度數(shù)0°-90°105°120°120°-300°315°330°-360°位移（mm）0306060300基圓：r0=480mm滾子半徑：rr=30行程：h=60mm推程角：φ=30°回程角：φ`=30°進休止角：φs=120°遠休止角：φs`=180°最大壓力角：αmax=28°＜30°八、連桿機構的設計及校核此連桿控制封裝壓蓋機構，由于空瓶高度約為250mm，故行程不宜超過300mm，由此設計如下連桿機構：曲柄長：a=100mm連桿長：b=900mm偏心距：e=500mm行程：s=220mm級位夾角：θ=arccos【e/(a+b）】-arccos【e/(b-a）】=10°最小傳動角：rmin=arccos【e/(b-a）】=51.3°行程速比：k=（180°+θ）/（180°-θ）=1.12＞1九、間歇機構設計由于設計灌裝速度為10r/min，因此每個工作間隙為6s，轉臺每轉動60°用時1s，停留5s，由此設計如下不完全齒輪機構，完成間歇運用，以達到要求左邊為不完全齒輪，右邊為標準齒輪，左邊齒輪轉一圈，右邊齒輪轉動60°。具體參數(shù)為：z左=6，z右=36，m=5mm，α=20°，θ=60°。中心距：a=m(z左*360°/θ+z7)/2=5*(6*6+36)/2=180mm分度圓半徑：r左=r右=a/2=180/2=90mm基圓半徑：rb左=rb右=a*cosα/2=180*cos20°/2=84.6mm齒頂圓半徑：ra左=ra右=(z右+2ha*)*m/2=(36+2*1)*5/2=95mm齒頂圓壓力角：αa左=αa右=arccos【z右cosα/（z右+2ha*）】=acrcos【36cos20°/（36+2*1）】=27°基圓齒距：Pb左=Pb右=πmcosα=3.14*5*cos20°=14.76mm十、心得體會這次的課程設計算是對自己所學的機械專業(yè)知識的一種深化和檢查吧，雖說萬事開頭難，我們遇到了很多的困難，但對于我們來說這是一次難得的學習與鍛煉的機會。這次機械原理課程設計歷時一周，時間上雖有些緊張，做設計的時候考慮的也并不周全，但我們利用這段時間鞏固了所學的知識，把所學理論運用到實際設計當中，也充分的鍛煉自己的創(chuàng)新能力。在實際的設計過程中，我們也遇到了許多的困難，不過經(jīng)過我們大家的團結努力，一點點克服了困難，最終設計出了自己的方案。經(jīng)過這次機械原理課程設計，掌握了一些常見執(zhí)行機構、傳動機構或簡單機器的設計方法和過程，提高了我們綜合運用機械原理課程理論的能力，培養(yǎng)了分析和解決一般機械運動實際問題的能力，并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展，對以后的學習也奠定了一定的基礎，使我們學得更加輕松，更加高效。十一、參考文獻1.《機械原理》（第