毕业设计（论文）-全自动液体罐装机设计（含全套CAD图纸）

毕业设计（说明书）2014届题目全自动液体灌装机设计专业学生姓名学号指导教师论文字数完成日期优秀毕业论文，支持预览，答辩通过，欢迎下载需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763湖州师范学院教务处印制I原创性声明本人郑重声明本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名日期需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属湖州师范学院。本人完全了解湖州师范学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权湖州师范学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为湖州师范学院。本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为湖州师范学院。论文作者签名日期指导老师签名日期需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763全自动液体罐装机设计摘要灌装机是酒水、饮料类等食品加工行业的关键设备之一。目前正向着灌装的高速化、精确化；以及智能化、多功能化方向发展。本文针对传统罐装机性能比较单一、自动化程度低、通用性差，灌装速度调整不方便，而且难以适用瓶形、液体物料及灌装规格的变化等问题，结合全自动液体灌装的工艺流程，分析了全自动液体灌装机的工作过程及其主要部件的功能，重点介绍了全自动液体灌装机设计过程。全自动液体灌装机实现了灌装生产高速化、精确化、智能化、多功能化以及操作界面人性化的要求。对灌装工作过程进行实时监控及动态管理，提高了液体灌装的自动化水平，提高了生产效率。关键词全自动，液体，灌装机，控制系统需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763AUTOMATICLIQUIDFILLINGMACHINEDESIGNABSTRACTTHEFILLINGMACHINEISONEOFTHEKEYDEVICESDRINKS,BEVERAGESANDOTHERFOODPROCESSINGINDUSTRIESNOWTOWARDFILLINGTHEHIGHSPEED,PRECISEANDINTELLIGENT,MULTIDIRECTIONINTHISPAPER,THETRADITIONALCANNINGMACHINEPERFORMANCEISRELATIVELYSIMPLE,LOWDEGREEOFAUTOMATION,GENERALPOOR,FILLINGSPEEDADJUSTMENTINCONVENIENTANDDIFFICULTTOAPPLYTHEBOTTLESHAPED,LIQUIDFILLINGMATERIALSANDCHANGESINSPECIFICATIONSANDOTHERISSUES,COMBINEDWITHAUTOMATICLIQUIDFILLINGPROCESSANALYZESTHEFEATURESAUTOMATICLIQUIDFILLINGMACHINEWORKINGPROCESSANDITSMAINCOMPONENTS,FOCUSINGONTHEAUTOMATICLIQUIDFILLINGMACHINEDESIGNPROCESSAUTOMATICLIQUIDFILLINGMACHINEFILLINGPRODUCTIONTOACHIEVEAHIGHSPEED,ACCURATE,INTELLIGENT,MULTIFUNCTIONALANDUSERFRIENDLYINTERFACEREQUIREMENTSWORKONTHEFILLINGPROCESSREALTIMEMONITORINGANDDYNAMICMANAGEMENT,IMPROVETHEAUTOMATIONLEVELOFLIQUIDFILLING,IMPROVEPRODUCTIONEFFICIENCYKEYWORDSAUTOMATIC,LIQUIDFILLINGMACHINE,CONTROLSYSTEM需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763目录第1章绪论111研究背景及意义112国内外研究现状113液体灌装机介绍2131基本灌装方法2132灌装机结构组成5第2章总体方案设计921灌装流程设计922各部分方案设计9221容器输入与传送9222容器定位10223容器夹紧11224灌装12225封口压盖12226产品输出与传送1223总体方案确定13第3章各部分设计1531电动机的选择1532主传动机构设计1533传动齿轮，带轮，链轮的设计15331总体参数匹配15332V带传动设计17333齿轮传动设计与校核1834轴系部件的设计21341轴的设计21342轴承的选用与校核24343键的校核计算2435旋转工作台设计25351间隙运动机构的设计25352传送轮的设计2536升降机构设计27361工况分析27362液压缸设计27363液压系统回路方案设计29364选择液压元件30第4章控制系统的设计32总结34参考文献35需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763致谢36湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763第1章绪论11研究背景及意义目前中国饮用水、碳酸饮料、茶饮料的前处理设备国内产品基本上可以满足需要，中、低速理瓶、装箱设备也有相匹配的产品可供选择，在热液体灌装机方面，各设备厂都能解决设备在热灌装环境下的控制、密封等工艺要求。江苏美星、广东达意隆公司也解决了无菌冷灌装的问题。不过无论是碳酸饮料、瓶装水、果汁还是茶饮料，也无论是PET瓶、金属罐还是利乐包，中国着名饮料企业的包装生产线基本上是引进设备的天下。随着食品工业的发展、人民生活水平的不断提高，食品的需求量和种类与日俱增，食品包装也日渐突出。食品包装机械是对食品进行完成全部或部分包装过程的机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序、计量等辅助设备。食品包装机械是食品工业生产的一个重要环节。发展食品包装机械化，可以提高劳动生产率，节约大量劳动力，可以降低劳动强度，改善劳动条件，有利于食品卫生，提高生产质量，还可以改善环境卫生，节约原料。灌装机械是食品包装机械中的一种，通常将液体产品充填到包装容器内的机器称为灌装机械。在自动灌装机中，按照灌装的工艺要求、速度、间距和状态，准确地将待灌瓶送入主转盘升降托瓶台上，是保证灌装机正常而有序地工作的关键。常用的供送装置有链带式、动梁推进式、螺杆和星型拨轮等。供瓶机构是液体灌装机的必要组成部分，它在液体灌装机中起到承上启下的作用，完善的结构设计可以保证灌装动作的顺利完成，实现其自动化操作。12国内外研究现状国外灌装与封口设备向高速、多用、高精度方向发展，目前部分灌装生产线已可以在玻璃瓶与塑料容器聚酯瓶、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等不同要求和环境下使用。目前碳酸饮料灌装机灌装速度最高已达2000罐分，德国HK公司灌装机的灌装阀多达165头，SEN公司144头，KRONES公司178头，灌装机直径大至5米，灌装精度05ML以下。非碳酸饮，灌装速度最高达1500罐分，灌装机料槽转速2025转分，速度提高1倍。可以进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳和果汁饮料等多种饮料的热灌装，国外热灌装饮料封口后不再进行二次杀菌。液体灌装机是伴随饮料工业的产生而产生，并追随饮料工业的发展而进步的。1890年，美国研制出玻璃灌装机械，1902年市场上出现灌装番茄酱的压力灌装机械，1912年发明了封口机械，不久灌装机械和封口机械合为一体。在20世纪末，德国制造出手动灌装机。含气体饮料的灌装工艺难度较大，灌装设备的发展大约经历了三个阶段。第一阶段是1952年1957年之间，完成了含气体饮料的灌装机械由差压灌装向等压灌装发展，采用的是机械阀。第二阶段是1957年1759年，这期间先是德国HK公司，之后是法国和前苏联，发明研制了等压弹簧阀，弹簧在等压状态下，借助弹簧力将冲液阀打开，破瓶后冲液阀可以自动关闭，这样不仅使灌湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763装机械的结构简单了，而且延长了灌装阀的有效工作时间，为灌装机械的高速化创造了条件。等压弹簧阀的出现是灌装发展史上的一个重要阶段，至今等压灌装机还广泛使用，只是功能更完善，结构更合理。第三阶段是一德国SEN公司发明的电动阀为标志，电动阀中气阀和水阀的开启和关闭由可控编程器控制，对灌装时间，灌装速度进行严格的控制和可靠的界定。国内灌装生产线全方位发展我国饮料灌装设备基本是在引进设备和技术的基础上发展起来的，八十年代，引进各种饮料灌装生产线300多条，包括啤酒灌装线达500多条。引进灌装生产线主要分为以下几类八十年代引进116条玻璃瓶饮料灌装线，主要用于碳酸饮料，其中80多条是以记账贸易方式从东欧国家引进的。生产线主要设备有卸箱机、洗瓶机、灌装机、压盖机、玻璃瓶饮料灌装线贴标机、喷码机、气水混合机、装箱机等。在线检测设备有真空检测仪、液面检测仪、灌装能力150、200、300400瓶分。设备主要生产厂家有德国SEN、HK、OH、日本三菱重工、意大利希莫拉兹SIMONAZZI、美国迈耶等。1984年广东轻机厂引进德国SEN公司和HK公司啤酒灌装线制造技术，制造每小时2万瓶的瓶装啤酒灌装线，南京轻机厂和合肥轻机厂引进日本三菱重工技术，制造每小时18万瓶的汽水灌装线。其他还有重庆轻机厂的328设备，每小时14000瓶，廊坊包装设备制造总公司246设备、每小时60008000瓶的灌装线。“八五”期间，我国引进易拉罐饮料灌装线15条，同时引进易拉罐啤酒灌装线14条。主要是德国SEN、美国迈耶公司的设备，包括卸罐机、洗罐机、灌装机、封罐机、温罐机、码垛机及混合机、喷码机、薄膜收缩机、液位检测仪等。灌装能力为150、300、400、500罐分，最高575罐分。目前广东轻机、南京轻机、合肥轻机等都有自己的易拉罐灌装线。引进的聚酯瓶饮料灌装线67条，包括卸箱机、洗瓶机、灌装机、旋盖机、温瓶机、装箱机等。聚酯瓶灌装生产线灌装能力为400500瓶分250ML，50280瓶分250ML。主要设备厂家有美国迈耶和德国SEN公司。合肥轻机利用德国KRONES公司技术，制造聚酯瓶饮料灌装线，目前合肥轻机、南京轻机均能制造玻璃瓶和聚酯瓶两用的饮料灌装线。13液体灌装机介绍131基本灌装方法（1）常压灌装在常压下，直接依靠灌装液料的自重流进包装容器内。主要用灌装低粘度的不含气液料。如牛奶、白酒、酱油、醋。使用的设备构造简单、操作方便、易于保养，至今仍被广泛使用。灌装过程液体从贮液槽1流经灌装阀4进入容器。灌装时升降机构将容器向上托起（或将灌装管向下降），容器口部和灌装阀下部的密封盖5接触并将容器密封，然后使容器再上升顶开而开启灌装阀，液体靠重力自由流入容器中，即停止流动，液位达到规定高度完成灌装后，升降机构将容器下降，灌装阀失去压力并由弹簧自动关闭。容器内的空气经设在灌装管端部的空气出口2通到贮液槽液面上部的排气管3排出。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图11常压灌装（2）真空灌装在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌装粘度稍大的液料，如油类、糖浆等。又适于灌装含维生素的饮料，如蔬菜汁、果汁等；1）重力真空灌装在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌装粘度稍大的液料，如油类、糖浆等。又适于灌装含维生素的饮料，如蔬菜汁、果汁等。灌装过程位于顶部的贮液槽是封闭，供液管1从槽顶介入并浸没在液体下部，由浮子2控制液面，其上部空间保持低真空，当容器输送到灌装阀4下方时，升降机构将它托起，与密封盖5吻合，将容器密封，继续上升将阀开启。由于容器经阀中的排气管3与贮液槽上部簿册形成低真空，因而液体经阀中的套管靠重力灌入容器内。与重力灌装一样，当排气口被上升的液体封闭时，容器中的液面就不再上升。灌装完毕，容器下降，灌装阀由弹簧自动关闭。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图12重力真空灌装2）真空压差灌装适用于易氧化变质的液体食品，如富含维生素等营养成分的果蔬汁产品的灌装。即贮液箱内处于常压，只对包装容器抽真空，料液依靠贮液箱与待灌装容器间压差作用产生作用产生流动而完成灌装。供液管1由供液阀2控制，液位由浮子3保持。另设有真空泵7和真空室6以建立真空。溢流至真空室的液体由供液泵5送回贮液槽。应用此法灌装时，瓶子上升或灌装阀下降，将瓶口密封，并在瓶内建立高真空（860930PA），然后开启灌装阀10。阀中套管内有真空管与真空室相连。当封住瓶口并开启后，真空口也同时开启，瓶内变为真空。液体靠压力差从贮液槽流入瓶内。当液体上升到灌装阀中真空管口中时即停止流动，液位保持不变，如果瓶子不离开瓶口，液体会继续缓慢地流出，因为抽真空时会将液体从瓶内吸出，形成溢流和回流。图13真空压差灌装（3）等压灌装在高于大气压的条件下，首先对包装容器充气，使之形成与贮液箱箱等的气压，然后依靠被灌装液料的自重流进包装容器内。常用于灌装含气饮料、啤酒等的灌装。等压灌装过程回转台上方的贮液槽是密封的，其液面由浮子1控制，液面以上空间充有压缩空气或CO2,以保持一定压力（灌装啤酒时要求用CO2,，以避免啤酒与氧气接触）。液体经下部的供液口2进入。灌装阀4装在贮液槽内，其中部设有的排气管顶端伸出液面，下端为排气口7和泄压口5当容器上升至灌装阀口时，先由密封盖3将容器封闭，然后压缩弹簧，顶开灌装阀，开始灌装；同时，机械弹簧打开排气管顶部的充气阀6，使容器的压力与贮液槽上部的压力相等，通常称为“建立背压”。当液体上升到排气管口时，液位不再变化。采用等压灌装时，在灌装过程中可以改变排气速度，借以改变灌装速度。当液体灌装到规定液位时，容器顶部的空气具有一定的压力，为排除这种压力，在阀门中装一个机械泄压口，使容器顶部与大气压力相同，保证当容器下降失去密封时，液体不至喷出。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图14等压灌装法（4）机械压力灌装利用机械压力如液泵、活塞泵或气压将灌装液料挤入包装容器内。主要用于灌装粘性较大的稠性液料，如果酱、奶油等机械压力灌装过程贮液槽经供液阀2与供液槽1连接，液面由浮子4控制。灌装阀5与贮液槽8分开放置，供液泵7将液体送入灌装阀，容器与阀连接处靠密封盖6密封后，灌装阀开启进行灌装，同时容器内的空气由溢流管3排至贮液槽，当容器内液面达到溢流管口处时，液体开始经溢流管流回贮液槽，液面不再变动。溢流管口与容器顶部的相对位置决定了灌装液面的高度，只要保持灌装阀与容器的密封，液体就会连续不断地通过溢流管流出，当容器不再密封时会关闭灌装阀和溢流口。图15机械压力灌装132灌装机结构组成目前灌装机大多采用旋转型结构,即包装容器随灌装阀一起做等速回转运动，同时进行灌装。主要由包装容器的供送装置、瓶托升降机构、灌装液料的供送装置（即供料装置）、液位控制装置、灌装阀等组成。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（1）包装容器的供送装置在自动灌装机中，按照灌装的工艺要求，准确地将待灌容器送入主转盘升降机构托瓶台上,是保证灌装机正常而有秩序地工作的关键。一般供送机构的关键问题是容器的连续输送和容器的定时供给。常用的供送装置有螺杆、输送链带和星形拨轮等。图32所示为典型容器供送机构示意图。（2）瓶托升降机构升降机构的作用是将送来的包装容器上升到规定的高度，以便完成灌装,然后再把灌装完的包装容器下降到规定位置。目前常用的升降机构有机械式、气动式、机械与气动组合式3种结构形式。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（3）灌装液料的供送装置灌装液料的供送装置也即供料装置，是将液料由储液箱经泵、输液管道送到储液箱中的装置。它包括储液箱、泵、管道、阀门、储液箱及高度调节装置、液位控制器等。不同灌装方法的灌装机供液装置的结构是不相同的，详见各灌装方法的灌装机供液装置。（4）液位控制装置液体包装机要求有稳定的液位,一般都是通过液面浮球阀或液面电极来控制液位。常见的液位控制装置有浮球液位控制器、电接触液位控制器、电导式液位控制器以及PLC控制液位的方法。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（5）灌装阀将储液箱中的料液充填到包装容器内的机构称为灌装阀,主要由阀体、阀端、阀门、密封元件、开启元件等组成。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763第2章总体方案设计21灌装流程设计如图21所示，在按照工作要求下，旋转型灌装机在同一个原动机的带动下，输入传送带将待灌装和封口压盖的容器输入工位1，同时旋转工作台作间隙旋转运动，将空容器和已灌的容器分别送至工位2和工位3，在定位夹紧之后，固定于工作台上方的灌装设备和封口压盖设备分别对空容器进行灌装和已灌装容器进行封口压盖。灌装，封口压盖工序完成后，容器随着旋转工作台的间隙旋转运动至4位置，由于输出传送带的作用，在4位置的容器将随着输出传送带被带至下一个工序的位置上。1234传送带固定工作台转台图21基于上述设计任务书的要求以及旋转型灌装机的工作原理，为了实现旋转型灌装机的总功能要求，我们将旋转型灌装机要实现的功能分解为如下分功能（1）容器输入与传送功能；（2）容器定位功能；（3）容器夹紧功能；（4）灌装功能；（5）封口压盖功能；（6）产品输出与传送功能。22各部分方案设计221容器输入与传送为了达到容器的输入与传送的目的，同时使设计过程简单化，我们采用皮带传送的方式。如图24所示，并且这种传送方式在实际生产活动中被大量采用。图24湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763由于传送皮带上容器是连续排列的，而旋转工作台是间隙转动，为了使容器能够间隙有序地传送到旋转工作台工位1，从而到达各机构运动的配合与协调，我们准备采用了如图25，图26所示的传送轮机构图25图26图25所示的不完全齿轮安装在传送导轨的一侧，传送轮一次往下一工位间隙有序地传送4个容器。图26所示机构安装在传送导轨的轴线上，传送轮有三个互成120转角的槽位，传送皮带连续传送，设传送轮转速W,则传送轮每次传送容器到工位1的时间间隔为T2/3W，这样就实现了间隙有序地往旋转工作台传送待灌装和封口压盖的容器。比较两种方案，我们发现图25所示机构虽然可以达到间隙有序传送容器的目的，但是对于设计任务要求的旋转型灌装机来说，其外形尺寸偏大，使机器整体外形庞大，占用厂房空间大。而图26所示机构不仅可以很好地与旋转工作台配合，而且尺寸也不会过大，所以我们决定采用图26所示的“不完全齿轮”式传送轮。同时为了使容器能够更好的输出到工位1，我们还设计了如下图27所示的挡板挡板示意图222容器定位可以实现容器定位的机构很多，在这里我们设计了下图28所示的带凹槽并且间隙转动的旋转工作台。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图28凹槽定位旋转工作台有六个半圆形凹槽，一方面随着工作台的间隙转动，凹槽边缘可以把传送轮传送到工位1的容器带走，另一方面依靠间隙旋转工作台的间隙转动凹槽可以起到很好的定位，即旋转工作台每次转过60，容器就被定位。怎样实现旋转工作台的间隙转动呢可以实现间隙转动的机构有棘轮间隙运动机构，槽轮间隙机构，凸轮间隙机构，不完全齿轮间隙机构，偏心轮分度定位机构等，综合考虑各因素，我们选用下图所示的槽轮间隙机构。槽轮机构将旋转运动转换为单向间隙转动。如图右所示，槽轮机构由主动拨盘，从动槽轮和机架组成。主动拨盘以等角速度W1作连续回转，当拨盘上的圆销未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹槽止弧被拨盘的外凸锁止弧卡住，使槽轮在停歇时不能产生游动，并获得定位。当圆销进入槽轮径向槽时，槽轮受圆销的驱使而转动。当圆销离开径向槽时，锁止弧又被卡住，槽轮又静止不动。直至圆销再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。所以，槽轮作时动时停的间隙运动。223容器夹紧因为要对容器进行灌装，封口压盖，所以在灌装工位和封口压盖工位时要对容器进行夹紧固定，湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763防止容器在灌装时不准确，封口压盖时跳动，导致封口压盖错位，产生废品，而浪费材料和经费。采用图示两斜台，斜台在灌装工位和封口压盖工位处与容器相切，容器刚好被运送至灌装工位和封口压盖工位时就被夹紧，此时旋转工作台进入间隙停止期，利用这段间隙，灌装设备和封口压盖设备刚好可以对容器进行灌装和封口压盖。图212斜台夹紧示意图224灌装如图213所示，采用液压缸升降机构连接灌装阀进行灌装。225封口压盖如下图213，同灌装工位，采用液压缸升降机构连接压盖器进行压盖作业。图213灌装、压盖升降机构226产品输出与传送在产品的输出与传送上，我们像容器的输入一样采用输出挡板和输出传送带。如图216所示，容器到达图示虚线位置时，输出挡板将容器往输出传送带方向推挡，同时容器是随着旋转工作台一起旋转的，在合成力的作用下，容器被带至输出传送带上，进而传送到下个加工工位。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323总体方案确定综合考虑旋转型灌装机要实现的6个功能，我们设计了如下旋转式自动液体灌装机。灌装机总体方案图（机构运动简图）如下图31机构运动简图1电动机同轴带轮2带轮3456齿轮79斜齿轮88链轮10111213齿轮14主动拨盘15从动槽轮16旋转工作台17传送轮18链轮18带轮该旋转型灌装机的工作原理如下所述电机1通过皮带轮传到2，2通过轴传到3，3又传到齿轮4，齿轮4通过轴传到轮5转动，齿轮5又带动齿轮6，从而形成三级减速。锥齿轮7传给锥齿轮9，与锥齿轮9同轴的齿轮10又带动齿轮11，齿轮11又通过轴传给传动轮17，用来传送容器。与锥齿轮7同轴的带轮8以相同角速度转动通过皮带传给链轮18，使轴转动，从而使皮带轮18转动，带动皮带用来传送容器。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763与锥齿轮9同轴的齿轮12传给齿轮13，齿轮13通过轴传到主动拨盘14，主动拨盘14带动从动槽轮16，实现旋转工作台的间隙旋转运动。以下两图图32，图33分别是旋转型灌装机的左视图，旋转工作台的俯视图。图32选装型灌装机左视图图33旋转工作台的俯视图湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763第3章各部分设计31电动机的选择参照市场上已有灌装机，本次采用的是转速为1440R/MIN的电动机。32主传动机构设计由对传动装置相互比较可知，由于传动效率高等原因，故选择齿轮传动，第一级传动选择带传动，可对电动机起到过载保护的作用。减速器分为三级减速，第一级为皮带传动，后两级都为齿轮传动。具体设计示意图及参数如下1、2为皮带轮I1233、4、5、6为齿轮Z320Z4100Z520Z680I34Z4/Z3100/205I56Z6/Z580/204所以轴转速480R/MIN,轴转速为96R/MIN,轴转速为24R/MIN齿数模数分度圆直径D传送比I压力角带轮160MM带轮2180MM3齿轮32015MM30MM20齿轮410015MM150MM520齿轮5202MM40MM20齿轮6802MM160MM42033传动齿轮，带轮，链轮的设计湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763331总体参数匹配如下图所示从电动机到轴的减速以及齿轮带轮的设计在前面已经阐述过，在这里就不再重复。（2）下图所示为旋转型灌装机系统中的链传动设计数据如下链轮8和18的齿数Z824，Z1872，模数M2MM,D848MM，D18144MMI818Z18/Z83,N824R/MIN,N188R/MIN链轮8和18的齿数Z824，Z1872，模数M2MM,D848MM，D18144MMI818Z18/Z83,N824R/MIN,N188R/MIN链轮19和20的齿数Z1960，Z2040，模数M2MM,D19120MM，D2080MMI1920Z20/Z192/3,N198R/MIN,N2012R/MIN（3）系统中锥齿轮的设计轴转速为24R/MIN,轴转速为12R/MIN,固I7921，设计锥齿轮7，9的齿数为30，60，模数为2MM，则直径为60MM,120MM。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（4）系统中灌装和封口压盖处齿轮的设计如图所示齿轮21带动齿轮22转动，与齿轮22同轴的22带动齿轮23，从而实现齿轮23上曲柄的连续转动。这四个齿轮的具体设计数据如下齿轮21与齿轮22啮合齿数Z2160，Z2277，模数M2MM,D21120MM，D22154MM齿轮22与齿轮23啮合齿数Z2360，Z2277，模数M2MM,D23120MM，D22154MM（5）传送轮同轴齿轮，主动拨盘同轴齿轮，锥齿轮同轴齿轮的设计齿轮10与齿轮11啮合，N1012R/MIN,N114R/MINI1011N10/N113,齿数Z1040，Z1160，模数M2MM,D1080MM，D11120MM齿轮12与齿轮13啮合，N1212R/MIN,N1312R/MINI1213N12/N131,齿数Z1277，Z1377，模数M2MM,D12154MM，D13154MM332V带传动设计设计普通V形带传动须确定的内容是带的型号、长度、根数，带轮的直径、宽度和轴孔直径中心距、初拉力及作用在轴上之力的大小和方向（1）选择带的型号查表64得,则计算功率为12AKPCKAP123213852KW根据、查表和图68，选取A型带。1NCP湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（2）确定带轮基准直径、验算带速查资料表65，66，选取12DM带速带速验算VN1D1/（100060）314112960/100060563M/S介于525M/S范围内，故合适大带轮基准直径D2N1/N2D125112280MM（3）确定带长和中心距A07（D1D2）A02（D1D2）07（112280）A02（112280）2744MMA0784MM初定中心距A0500，则带长为L02A0（D1D2）（D2D1）2/4A02500（112280）/2（280112）2/4500162955MM查62表，按标准选带的基准长度LD1600MM的实际中心距AA0LDL0/25001600162955/248523MM（4）验算小带轮上的包角11180D2D1573/A16016120小轮包角合适（5）确定带的根数由式确定V带根数，1CLPZK查63表得116KW，查67表得011KW00P查62表得099，095L则ZPC/（P0P03852/（116011）099095322L故要取4根A型V带（6）计算轴上压力由课本表查得Q01KG/M，单根V带的初拉力F0500PC/ZV（25/K1）QV25003852/（4563）25/0951015632N9322N则作用在轴承的压力FQ，FQ2ZF0SIN1/2249322SIN（160160/2）8713N333齿轮传动设计与校核（1）选择齿轮材料查表大小齿轮均用45号钢，调质871245HBS湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（2）按齿面接触疲劳强度来计算确定齿轮传动精度等级按3102TPVN估取圆周速度为T06查表选取公差等级为8级小轮分度圆直径，由公式可得1D21312EHKTZUD齿宽系数查表，按齿轮相对轴承为非对称布置，D可取08小轮齿数，在推荐值1720中选则，171Z1Z大轮齿数圆整，取2I36175226小轮转矩1T由前面的计算可知10NM载荷系数KAV使用系数，查表得1A动载荷系数，查表得初值VTK10齿向载荷分布系数，查表得齿向载荷分配系数，由下式及得12183/COSZ8321/7614查表并插值0K则载荷系数K的初值134T10弹性系数查表得ZZ289/NM节点影响系数，查表（）得HZ1,XHZ25重合度系数，查表得许用接触应力MIN/NHZS接触疲劳极限应力，查表得，1HI22MIN170/N2MIN2570/HN应力循环次数160HNNJL2703506942/94/894则查图得接触强度的寿命系数，（不允许有点蚀）11NZ21NZ2硬化强度1Z湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763接触强度安全系数，按一般可靠度HS，取MINHS10157/2故由上面的一系列参数可以得出1TDM齿轮模数1/TDZ06查表取5M小齿轮分度圆直径的参数值圆整1T2551T7圆周速度V12670160TDN与估取值误差不大，对取值影响不大，不必修正20/TMSVKVK134VTK小轮分度圆直径1D261TD大轮分度圆直径22569MZ中心距A12517625ZM齿宽B1MIN086DTM大轮齿宽2小轮齿宽112551026B（3）齿根弯曲疲劳强度校核计算1FFASKTYBDMF齿形系数查图867小轮291FA1FA大轮282Y2应力修正系数查图868SA小轮1541SA1湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763大轮1732SAY2SA重合度系数0750752216Y许用弯曲应力由式（871）得FLIMFNXYS弯曲疲劳极限查图872LIMFLI12460/N2弯曲寿命系数查图873，1，1Y1NY2尺寸系数查图874，1XX安全系数查图827，13FSFS则LIM11NX46013258/MLI22FXYS12/N15221992，满足强度要求1F34轴系部件的设计341轴的设计传动件装在轴上以实现回转运动和传递功率，支撑传动件是机器中不可缺少的通用零件。（1）轴的材料要求由于轴的载荷通常是变载荷，或变应力，故材料应具备较好的强度和韧性。对轴的表面与支承有相对滑动的轴，还需要求材料有较好的耐磨性。（2）初算轴径计算公式3PDCNC与材料的许用应力有关，可以参考表192湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763P轴的传动功率（KW）N轴的转速（R/MIN）所以37170601706432914DM因为轴上有双键，所以D增加7，D43291074632MM取D60MM（3）结构设计1）计算转矩T9550P/N95507/1404775NM查表得K15TC477515716252）为轴向夹紧，须取与配合的轴长度要小一些3）定位轴肩直径一般须增大不小于5MM。4）取轴径D60MM，轴段长L82MM5）查手册确定键的尺寸参数选用A型键14975和A型键181170（4）轴的校核绘制弯矩图和扭矩图1）轴承支点按图1922所示计。2）求各支点在垂直面V与水平H中支反力,。VRH水平面内2198146HBDTRFN14675098CBMNM垂直面内2204DMZM由得BM2257150ARVDFR得VDR841064N由得D2257150ARVBFR得VBR84106184N1752750VCBMM湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632756146230VCDMRNM求合成弯矩2242421198181067HVCNM220639303）列出V面与H面弯距方程并绘制出各平面的弯距图。4）计算出各平面内弯距中最大值。5）绘制出合成弯距分布图。2VHM合6）绘制出扭矩分布图，轴承损耗的扭矩可以忽略69510PTN7）确定转换系数A为静应力时，A03为脉动循环时。A1为对循环时，A18）计算AT作扭矩图T6579510410NM5528T可见C点处有最大载荷，所以对其进行弯扭合成校核。4242616708107CEMPA忽略键的影响15BMPA所以合格，可以使用。按弯扭矩合成校核轴的强度计算公式21EBM2合（T）W计算受载荷最大点处抗弯端面模数W值，查表195。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763其它计算项目忽略绘制轴的工作图查阅有关手册图例。342轴承的选用与校核已知条件轴承用于输送线上，轴颈D55MM,转速N140R/MIN,轴承所承受的径向载荷R2000N,轴向载荷为500N，要求使用寿命5000H。'HL（1）求当量动载荷RP受复合载荷作用的深沟球轴承，求时用到的系数X，Y要根据来查取。在轴承型R/ORACOR号选定前又不可知，故采用试算法，根据表512暂取008,则E022/OR因，表512查得X056,Y199，按式57得/50/25ARXRYA05620001995002115NRP（2）计算轴承所需要的径向额定载荷RC因轴承的温度不高，工作载荷只有轻微的冲击，由表59，510查得。按式1,TPF56有11''33660250420PRHRTFNLCN（3）选择轴承型号查滚动轴承标准GB/T27293，选得6211轴承。其25700N22001N'RC'R,因500/1530000349,用线形插值法可求得E023，与原估计相近，适150ORN/ORA用。343键的校核计算键是一种标准件，根据连接的具体结构，使用要求以及工作条件选择合适的类型，最后按连接的直径从标准中选用相应的剖面尺寸，并选择键的长度。键长要比轮毂的长度短并且符合键长标准，然后进行键连接的强度进行校核因为使用普通平键，所以对其进行校核。键的长度为L，轴的直径为D的平键当轴传递转矩T时，键的工作平面压力N的作用，工作面受挤压，键受剪切，失效形式是键，轴槽和轮毂槽三者中最弱的工作面被挤压破坏和键被剪坏。当键是用45钢制造时，主要失效形式是压溃，所以通常只进行挤压强度计算。假定挤压应力在键的接触面上是均匀分布的，此时挤压强度条件是24PAPTDMPHL剪切强度强度条件为湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605MPADBL式中D轴的直径（MM）H键的接触长度（MM）许用挤压应力（MPA）P许用剪切MPA键的材料一般采用抗拉强度极限的精拔钢制造，常用材料为45号钢；轴的材料一般为钢；而轮毂材料可能是钢或铸铁。当计算结果不能满足强度要求时，可以用双键。所选用的键符合强度要求，可以使用。35旋转工作台设计351间隙运动机构的设计由于要求灌装速度为12R/MIN，因此每个工作间隙为5S，转台每转动60用时5/6S，停留25/6S，。由此设计如下槽轮机构，完成间歇运用，以达到要求。槽轮机构具有以下特点构造简单，外形尺寸小；机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位；但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合；同时由于槽轮机构具有自行锁紧的功能，所以能用于此机构的定位作用。具体数据如下从动槽轮15如图所示有六个径向槽，并且从动槽轮的转速为2R/MIN主动拨盘有一个拨动圆销，并且主动拨盘的的转速为12R/MIN352传送轮的设计传送轮是为了将传送带的连续传送转变为间隙有序地传送到旋转工作台的工位1，这样就可以利用传送轮转动120的时间间隔来使空容器间隙有序的传送到位。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763如图所示传送伦上设计有三个互成120的凹槽，传送轮直径为200MM。由上图可知，旋转工作台转动1转，有6个容器完成灌装和封口压盖，由于传送轮上只有3个凹槽，所以传送轮转动在旋转工作台转1转的时候，它应该转动2转。（1）拨瓶轮齿槽数（齿数）确定设要设计星形拨轮齿数为ZB，灌装机的生产能力为Q，拨轮主轴转速为，依据单位时间内'N供瓶数应等于出瓶数（不考虑灌装过程中出现爆瓶现象）。则（31）60'BQNZ式中，ZB齿数；Q生产能力，瓶/时；转速，/MIN。'NRAD拨瓶轮齿数由确定。/60'BZN已知灌装机得生产能力Q瓶/时，初步确定拨瓶轮主轴转速与灌装机大转盘主80轴转速的比例为I5大转盘主轴转速根据计算得出N13/MIN则可以确定拨瓶轮主轴转速RADN15/MIN拨瓶轮齿数ZBRAD/60'/61579BZN选取拨轮齿数ZB8。（2）拨瓶轮节圆半径的确定设拨轮节圆半径为RB,CB为行星拨轮的节距，因为容器以等间距定时供送，则（32）BBRCZ（33）/对于旋转灌装机来讲，CB应等于灌装阀的节距。在确定灌装机整体尺寸时确定的灌装阀节距尺寸CB126MM，RB160MM。用CB带入验算湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763/2BBRCZ168/2105M用RB带入验算/BB/6根据检验，对CB,RB进行优化设计，最后确定CB126MM，RB160MM。36升降机构设计361工况分析当灌装瓶子的送料机构将料送到位后,升降液压缸将托盘以及灌装瓶顶起,进行灌装灌装结束后下降。（1）负载移动力分析负载移动阻力F500N，惯性力10050N,设负载动摩擦系数01，静MVFT012DF摩擦阻力，01（10010）100N，0210010200N02SFFDGFSFMG，考虑液压缸密封装置的摩擦阻力（取液压缸的机械效率M09），则液压缸在各工况阶段的负载值见表11表11液压缸各运动阶段负载表运动阶段计算公式液压缸负载（）液压缸推力（）0F启动FSF200223加速FDM1501667快进F100111灌装FDT6006667缩回FF100111停止FDM50556（2）运动分析根据条件，快进、快退速度为，由于加速时间很短所以可忽落不计。因此6/IN01/S设定其行程分别为100MM和300MM。362液压缸设计（1）液压缸的工作压力6MPA1P（2）确定液压缸尺寸选用单活塞式液压缸，并使。采用差动连接，因管路中有压12A力损失。工进时，为使运动平稳，在液压缸回油路上要加背压阀，背压法一般为515PA,选取510背压阀10PA。BP50由表11可知，最大负载为工进阶段的负载6667N，根据，可求出液0F120PAF压缸大腔面积为1211A567010412M湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763124MM14AD根据234880圆整成就近的标准值，得16MM,液压缸活塞直径DD/1139MM,圆2整后取D12MM,于是液压缸有效面积为2214AD2016CMD221C按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量，因工进MIN05L/INQ速度V002M/S为最小速度，则由，004，满1A322MIN0514QCV1A2C2足最低速度要求。液压缸工况计算公式负载N0F5120PPA513/QMSN（KW）223_启动223加速16671667_开启顶起21FPAQNQ13011101P52111001310095灌装211FPAQV30N6667210P33300043158启动223223_加速1667167_缩回缩回211FPAQV310N11110P27111001310149停止00000湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（3）液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算我们这里采用无缝钢管材料，其壁厚按薄壁圆筒公式计算RP3/2DQ式中R液压缸壁厚（MM）D液压缸内径（MM）P3试验压力，一般取最大工作压力的（125到15）倍，这里取13倍Q缸筒材料的许用应力。其值为无缝钢管Q100到110MPA。这里取Q100MPA于是得R0834又由于薄壁液压缸的内径D与其厚度R的比值D/D10综上所述0854L/20D/2式中L液压缸的最大行程D液压缸的内径于是得H20MM这里取H345MM活塞宽度B一般取B06到10D这里取B20MM缸盖滑动支撑面的长度L1根据液压缸内径D确定当D80MM时，取L106到10D,这里取L125MM为保证最小导长H,必要时可在缸盖与活塞之间增加一隔套K来增加H的值。隔套的长度C由需要的最小导长H决定，即CHLB/2，取C14。（7）缸体长度的确定液压缸缸体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑液压缸俩端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的20到30倍。363液压系统回路方案设计（1）调速回路该液压系统功率小，因此选用节流阀调速方式。考虑运动过程中进退两种工况，宜采用调速阀来保证速度稳定，并将调速阀装在液压缸回油路上阻尼作用，使负载低速运动时比较平稳。湖州师范学院本科毕业论文需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763（2）换向调速回路和卸荷回路负载采用单活塞杆液压缸驱动。由工况可知，系统压力和流量不大，同时考虑负载实现自动化移动，选用三位四通电磁换向阀，并对流量的控制。（3）快速运动回路为实现负载快速进给，选用三位四通电磁换向阀构成液压缸的差动连接。这种连接的快速运动会回路，结构简单，也比较经济。（4）压力控制回路由于液压系统流量较小，负载工作进给时，采用回油路节流调速，故选用定量泵供油。比较简单，经济。综上所述，得到如下液压系统原理图液压系统原理图364选择液压元件（1）液压泵的参数计算取液压系统的泄漏系数K11,则液压泵的最大流量K1102022,根据BQIMAXL/IN拟订的液压系统是回油路节油路节流调速，进油路损失PA,故液压泵工作压力为510P（225）27PA。1BP510根