药瓶锁盖机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 药瓶锁盖机的设计 摘 要： 药瓶锁盖是锁盖机的一种，在食品、药物等生产中起着重要的作用。本课题所设计 的锁盖机，主要针对于金属瓶的卷边封口锁盖。它采用电机作为动力源，使用 V 带传动和齿轮传动 相结合的动力传递方法，选取凸轮实现双滚轮的径向进给，分先后两次对金属瓶体和瓶盖的凸缘进 行卷合，从而实现金属瓶的锁盖密封。本机操作简单，结构紧凑，具有一定的市场潜力及应用价值。 关键词 ： 锁盖机；药瓶锁盖；卷边；凸轮；双滚轮； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a an in e It as a on t he of i n of is a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 1 关 键词 1 1 前言 1 瓶锁盖机械的概念、特点、作用和分类 2 1 . 1 . 1 药 瓶 锁 盖 的 概 念 2 1 . 1. 2 药瓶 锁 盖的 特 点 2 1 . 1. 3 药瓶 锁 盖的 作 用 2 1 . 1. 4 药瓶 锁 盖的 分 类 3 1 药瓶 锁盖的 发展 5 1 1 药 瓶锁盖 的发 展简史 5 1 2 我 国药瓶 锁盖 的概况 5 1 3 我 国药瓶 锁盖 产业面 临的问 题 6 1 4 我 国药瓶 锁盖 产业的 发展方 向 6 本课题研究的意义 7 2 药瓶锁盖机的研 制方案 7 定药瓶锁盖机的参数 7 方案的选择 8 2 . 2. 1 锁盖 机 的工 作 原 理 8 2 . 2 . 2 卷 边 滚 轮 的 运 动 分 析 9 2 . 2 . 3 卷 封 机 构 的 结 构 分 析 9 3 结构设计 11 动部分的设计 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 盖部分的设计 13 身支撑部分的设计 14 4 各部分结构的计算与校核 14 承的校核 15 的校核 18 的校核 19 5 结论 21 参考文献 22 致谢 22 1 前言 包装是根据物体的性能，用适当的材料，容器，施以保护物品的技术。随着市场 经济的飞速发展、我国国际化进程的加快以及人们的物质文化生活水平的提高，对包 装质量和包装速度的要求不断提高，药瓶锁盖是使产品包装实现机械化、自动化的根 本保证。药瓶锁盖为包装提供重要的技术保障，对包装业的发展起着重要的作用。同 时在食品、医药、日用品、化工产品等生产中起着中要的作用。药瓶锁盖可以提高劳 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动生产效率，改善生产环境，降低生产成本，提高产品储运的安全性及档次，增加产 品的附加值，从而提高产品的市场竞争力，带来更大的经济效益和社会效益。药瓶锁 盖行业是一个市场潜力很大的新兴行业，面临着巨大的国内外市场和极好的发展机会。 药瓶锁盖的概念、特点、作用和分类 药瓶锁盖的概念 药瓶锁盖是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。 包装过程包括充 填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此 外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率 ,减轻 劳动强度 ,适应大规模生产的需要，并满 足清洁卫生的要求。 药瓶锁盖的特点 药瓶锁盖多属于自动机械，它既具有自动机械的共性，也具有自身的特点，药瓶 锁盖的主要特点如下。 (1) 大多数药瓶锁盖种类繁多，结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足不 同的性能要求，对零部件的刚度和表面质量等有效高的要求。 (2) 用于食品、药品等药瓶锁盖要便于清洗，与药品接触的部位要用不锈钢或经 过化学处理的无毒材料组成。 (3) 进行包装作用的工艺力一般都比较小，所以药瓶锁盖的电动机功率较小。 (4) 药瓶锁盖一般都采用无级变速装置， 以便灵活调整包装速度，调节包装机的 生产能力。因为影响包装质量的因素很多，诸如包装机的工作机构的运动状态，工作 环境的温度、湿度，包装材料和包装物得质量等。所以，为了便于机器的调整，满足 包装质量和生产能力的需要，往往把包装机设计成无极可调的，即采用无极变速装置， 某些零件还设计成可调整的。 (5) 药瓶锁盖是特殊种类的专业机械，使用需求数量有限。为了便于制造和维修， 减少设备的投资，在各种药瓶锁盖设计中应注意通用性以及多功能性。 药瓶锁盖的作用 包装是产品进入流通领域的必要条 件，而实现包装的主要手段是使用药瓶锁盖。 随着时代的发展，技术的进步，药瓶锁盖在包装领域中正起着越来越大的作用，其主 要作用有以下几点： (1) 可大大提高劳动生产率滑台式吸塑封口机机械包装比手工包装快得多，如糖 果包装，手工包糖 1能包十几块，而糖果包装机每分钟可达数百块甚至上千块， 提高效率数十倍。 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (2) 能有效地保证包装质量机械包装可根据包装物品的要求，按照需要的形态、 大小，得到规格一致的包装物，而手工包装是无法保证的。这对出口商品尤为重要， 只有机械包装，才能 达到包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。 (3) 能实现手工包装无法实现的操作有些包装操作，如真空包装、充气包装、贴 体包装、等压灌装等，都是手工包装无法实现的，只能用机械包装实现。 (4) 可降低劳动强度，改善劳动条件手工包装的劳动强度很大，如用手工包装体 积大、重量重的产品，既耗体力，又不安全；而对轻小产品，由于频率较高，动作单 调，易使工人得职业病。折盒机 (5) 有利于工人的劳动保护对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、有 毒的产品 ,有刺激性、放射性的产品，用手工包装难免危害 健康，而机械包装则可避免， 且能有效地保护环境不被污染。 (6) 可降低包装成本，节省贮运费用对松散产品，如棉花、烟叶、丝、麻等，采 用压缩包装机压缩打包，可大大缩小体积，从而降低包装成本。同时由于体积大为缩 小，节省仓容，减少保管费用，有利于运输。 (7) 能可靠地保证产品卫生某些产品，如食品、药品的包装，根据卫生法是不允 许用手工包装的，因为会污染产品，而机械包装避免了人手直接接触食品、药品，保 证了卫生质量。 (8) 可促进相关工业的发展药瓶锁盖是一门综合性科学，它涉及到材料、工艺、 设备、电子、电器、自动控制等多种学科，要求各相关学科同步、协调地发展，任何 学科的问题都将影响药瓶锁盖的整体性能。因此，药瓶锁盖的发展将有力地促进相关 学科的进步。 另外，为适应药瓶锁盖高速包装的需要，其相关的前后工序也势必与之适应，也 就推动了相关工序的同步发展。 药瓶锁盖的分类 2003 年，国家标准局在 1986 年标准的基础上，修订了药瓶锁盖的分类标准，新标 准 ( 19357以药瓶锁盖产品的主要功能的不同作为划分类别的原则，对药 瓶锁盖产品进行 分类。各类产品定义详见 同一类别 中的药瓶锁盖产品按其功能原则进行进一步划分。新的包转机械分类和定义如表 1 所 示。 表 1 药瓶锁盖分类和定义 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 分类 充填机 ( 定义 将产品按预定量充填到包装容器内的机器 瓶装机械 ( 将液体按预 定量灌注到包装容器内的机器 封口机械 (cl 在包装容器内盛装产品后，对容器进行封口的机 器 裹包机械 ( 用挠性包装材料裹包产品所有或局部表面的机器 多功能包装机 (on 在一台整机上可以完成两个或两个以上包装工序 的机器 贴标机械 ( 采用胶黏剂将标签贴在包装件或产 品上的机器 清洗机械 ( 对包装容器、包装材料、包装辅助物及包装件进 行清洗，以达到预期清洁度得机器 干燥机械 ( 对包装容器、包装材料以及包装件上的水分进行 去除以达到预期干燥程度的机器 杀菌机械 ( 捆扎机械 ( 集装机械 (t he 对产品、包装容器、包装材 料、包装辅助物以及 包装件等上的微生物进行杀灭，使其降低到允许 范围内的机器 使用捆扎带或者绳捆扎产品或包转件，然后收紧 并将捆扎带两端通过热效应熔融或使用包装扣等 材料连接好的机器 将包装单元集成或分解，形成一个合适的搬运单 元的机器 辅助包装设备 ( 对包装材料、包装容器、包装辅助物、或包装件 执行非主要包装工序的有关功能的机器 包装材料制造机械 ( 包装容器制造机械 ( 药瓶锁盖的发展 药瓶锁盖的发展简史 专门直接用于包装材料制造的机器 如：桶、瓶、盒、箱、瓶、袋的机器 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 药瓶锁盖是随着新包装材料的出现，和包装技术的不断革新而发展的。中国发明 的造纸技术，在历史上为纸包装的产生提供了条件。 1850 年世界纸价大跌，纸包装开 始用于药品。 1852 年美国的沃利发明出制纸袋机，从而出现纸制品机械。 1861 年德国 建立了世界上第一个药瓶锁盖厂，并于 1911 年生产了全自动成形充填封口机。 1890 年美国开始生产液体灌装机， 1902 年又生产了重力式灌装机。 20 世纪初，英 国的杜兰德采用金属容器保存食物，从而出现各种瓶头包装食品。 二十世纪 60 年代以来，新材料逐渐代替传统的包装材料，特别是采用塑料包装材 料后，药瓶锁盖发生重大变革。超级市场的兴起，对商品的包装提出了更新的要求。 为保证商品输送快捷安全，集装箱应运而生，集装箱体尺寸也逐渐实现了标准化和系 列化，从而促使药瓶锁盖进一步完善和发展。 我国药瓶锁盖的概况 我国药瓶锁盖起步较晚，在新中国成立时几乎是一片空白，只有少数工厂或作坊 生产一些简单的手工包装机具，或为少数进口机器进行修配服务。上世纪 80 年代以前 发展缓慢，只能生产几种水平很低的药瓶锁盖，药瓶锁盖没有成为一个独立的行业， 国家公布的产品目录中也没有分药瓶锁盖这一类。 80 年代以后，由于改革开放，我国经济迅猛发展，社会对药瓶锁盖的需求不断增 加。市场需求，政府的重视政策引导和积极扶持，使我国药瓶锁盖得到迅速发展，年 平均增长速度大于 30%，进入 90 年代，仍以 20%以上的速度增长。经过 20 多年的发展， 我国药瓶锁盖已成为机械工业中十大行业之一，无论是产品还是品种，都取得了令人 瞩目的成就，为我国包装工业快速发展提供了有力的保障，有些药瓶锁盖填补了国内 空白，已能基本满足国内市场的需求，部分产品还有出口。 2001 年全国药瓶锁盖产量 达 台 (套，产值为 元，占全国包装工业总产值的 我国已成为世 界药瓶锁盖工生产和消费大国之一。 医药加工及其药瓶锁盖的包装材料。各种中西药加工成套设备，特别是重要的现 代化机械设备加工属于当今行业重要课题，解决中药切片、制片、针剂、膏、散、丸 的包装问题，迫切需要各种药品加工及包装设备，解决产品的适应性、配套性及可靠 性，特别是高速、自动化、多功能的药瓶锁盖及相应配套的复合包装材料。 方便食品生产成套设备。主要有以方便面、方便粥以及饺子、包子等机械为代表的方 便食品加工成套设备，且产品需求量越来越大。根据国内市场调查，人们对方便食品 需求的方向是：营养、高档、味道好。传统食品加工、老年及婴儿食品加工设备的市 场前景同样看好，相关企业应重点开发。 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 啤酒、饮料灌装成套设备。目前全国有主要啤酒厂 800 余家，主要饮料厂 2000 多 家，啤酒灌装机械重点发展年产 5 万吨中型灌装成套设备，适度发展 10 万吨 /年以上 的大型啤酒灌装成套设备，业内人士特别强调，要发展高速、低损耗、计量精确、自 动检测等多功能、全自动设备。饮料机械要适应 集中生产主剂，分散灌装饮料 的发 展方向。开发现场调配啤酒、饮料技术和设备。 水果蔬菜加工保鲜包装设备。水果蔬菜加工、保鲜是未来发展的重要趋势，迫切 需要水果蔬菜分级技术和设备、 高得率榨汁技术和设备、节能的 浓缩技术和设备、经 洗净及挑选的水果、速冻蔬菜及脱水蔬菜的技术与装备。发 展大幅度降低水果蔬菜、 粮食、肉类 (水产品 )、蛋类等食品原料损失的加工机械，特别是包装设备，目前大都 采有气调、 射技术和装备。 我国药瓶锁盖产业面临的问题 我国药瓶锁盖行业发展的主要问题是产品结构的零散局面。从产品结构看，我国 药瓶锁盖品种约有 1300 多种 ，配套数量少，缺少高精度和大型产品，不能满足市场 需求。产品质量差距表现在产品性能稳定性和可靠性差，外观造型不美观，表面处理 粗糙， 多元器件质量差、 命短、 靠性低， 响了整体产品的质量； 企业状况 看， 国内药瓶锁盖行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多；从产品开发 看，我国还基本停留在仿制阶段，自行开发能力弱，科研经费仅占销售额的 1%，而国 外高达 8% 10%。总的来说，我国药瓶锁盖和国际先进的产品相比，在产品的开发、性 能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中都处于劣势。 我国药瓶锁盖产业的发展方向 随着药瓶锁盖竞争的日益加剧，药瓶锁盖在技术发展方向上正朝着以下四个方向 发展： (1)机械功能多元化。 工商业产品在已趋向精致化及多元化的环境变化下，多元化、弹性化且具有多种 切换功能和药瓶锁盖方面适应市 场需求； (2)结构设计标准化、模组化。 充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型； (3)控制智能化。 未来药瓶锁盖必须具备多功能化、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器 将成为食品包装控制器发展的新趋势； (4)结构运动高精度化。 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结构设计及结构运动控制等关系到药瓶锁盖性能的优劣，可通过马达 、编码器及 数字控制 (动力负载控制 (高精密控制器来实现。并适度地做产品延伸。 另外，我们还应该努力做到以下三点： 1、加强总量控制，加速与国际接轨。下一 步发展走势是把多余的调下 来，把空缺的补进去。一是加大开发力度，进行有效投入 和生产；二是提倡企业间建立长期、固定的供求关系，防止盲目生产、重复引进、重 复布点和自相残杀的局面出现。同时，国内包装业一定要放到世界包装业中去发展 这 样才能加速与国际的接轨，才能全面观察和体验世界包装的发展动态，才能争取时间 取得更大的市场份额。 2 、合理利用资源。首先是合理利用资源，使资金 达到投入优 化，加大包装产业的资金投入量；其次是提高包装材 料的利用效率，寻找资源节约的 各种途径，努力发展适度包装，改革和禁止过分包装，节约包装材料；重视包装 技术 改造，发展周转包装和回收利用，大力提倡和使用绿色包装，使包装发展与环境保护 结合起来。 3、包装材料 向节能低耗、防污染、高功能方面发展。加快发展具备阻隔、 耐高低温、高强度等功能的包装材料，使其适应不 同产品对包装制品的特殊要求。针 对包装产品的市场需要，不断提高设计开发能力，重点设计开发新型包装材料 和替代 进口材料，缩小包装 制品加工与原材料供应不平衡的差距。纸、塑料、玻璃、金属四 大包装基材的多品种 系列开发，又要进行多种基材的复合品种开发。 本课题研究意义 药品经加工成成品后，为了能够长期保存，并且便于流通、销售和使用。必须装 入相应的容器并封口杀菌，使装入容器内的食品与外界隔绝，不再受到外界空气及微 生物的污染而引起腐败。不论是何种容器，铁瓶、玻璃瓶，或是其他包装材料如铝、 塑料等以及由塑料薄膜、铝箔等制成的复合薄膜，如不能严密封口密封，就不能达到 常年保存的目的。所以封口是食品加工过程中的主要工 序之一。锁盖机是封口机械中 的一种。本课题所设计的药瓶锁盖机，是通过电机带动带轮来传递动力。锁盖通过两 道滚边滚轮来完成，可以完成不同高度和瓶盖直径的锁盖工作，具有很好的应用价值 以及市场潜力。 2 药瓶锁盖机的研制方案 选定药瓶锁盖机的参数 选定该药瓶锁盖机的主要技术参数： 电压： 220V/5070W 锁盖速度： 1200 瓶 /时 适用瓶高： 50 300 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 瓶盖高度： 7 35锁口直径： 35 80外形尺寸： 900 350 1250重量： 100 方案的选择 锁盖机的工作原理 用两个沟槽形状不同的滚轮，分先后两次对瓶体和瓶盖的凸缘进行卷合，使瓶体 与瓶盖的周边牢固地紧密钩合而形成的五层 (瓶盖三层、 体两层 )马口铁皮的卷边缝的 过程 ,称作二重卷边。为了提高瓶体与瓶盖的密封性 ,在盖子内侧预先涂上一层弹性胶膜 (如硫化乳胶 )或其它填充材料。 二重卷边大都采用滚轮进行两次滚压作业来完成。第一次作业又称头道卷边 ,如图 1 所示。 图 1 头道卷边 在未卷边前的位置如实线所示 ,头道卷边结束后则如虚线所示。开始时 ,头道卷边滚 轮首先靠拢并接近瓶盖 ,接着压迫瓶盖与瓶体的周边逐渐卷曲并相互逐渐钩合。当沿径 向进给 左右时 ,头道卷边滚轮立即离开 ,其时二道卷边滚轮继续沿瓶盖的边缘移 动 ,如图 2 所示。 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 2 二道卷边 二道卷边开始位置如图 (a)示 ,结束位置如图 (b)示。二道卷边能使瓶盖和瓶体的钩合 部分进一步受压变 形紧密封合 ,其沿径向进给量为 右。两次进给量共约 4 由此可见，头道和二道卷边滚轮的结构形状显然不同。通常，头道卷边滚轮的沟槽窄 而深，而二道卷边滚轮的沟槽则宽而浅。 卷边滚轮的运动分析 为了形成二重卷边缝 ,作为执行构件的卷边滚轮 ,相对于瓶身必须完成某种特定的运 动。若卷封圆形瓶 ,卷边滚轮相对瓶身应同时完成两种运动 ,即周向旋转运动和径向进给 运动。 若卷封异形瓶 ,卷边滚轮相对瓶身应同时完成三种话动 ,即周向旋转运动、径向进 给运动和按异形瓶的外形轮廓作的仿型运 动。 为使瓶盖与瓶体的周边逐渐卷曲变形 ,每封一只瓶身卷边滚轮需绕瓶身旋转多圈 ,而 实际的有效圈数 (从触及瓶盖开始真正用于卷封工艺的圈数 )应由单位径向进给量来确 定 ,一般取头道为每圈 右 ,二道为每圈 右 。 卷封机构的结构分析 两道卷边滚轮相对瓶身所作的卷边运动是由卷封机构来实现的 ,由于实现这种运动 有多种组合方式 ,因而出现不同结构的卷封机构。 1. 完成周向旋转运动的两种结构形式 (1) 瓶体与瓶盖被固定不动 ,卷边滚轮绕其旋转。目前的卷边封口机大都属 于这种 结构形式。 (2) 瓶体与瓶盖绕轴自转 ,而卷边滚轮不绕瓶作周向旋转。这种结构虽较简单紧凑 , 但因瓶体既有自转又有公转 ,若用于实瓶卷封则其内装的液料形成旋转抛物面 ,易从瓶 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 口流出 ,从而限制了它的自转速度以及生产能力的提高。 为简化分析 ,暂不考虑瓶身加盖及其公转等的影响 ,欲保证内装液料不外溢 ,可根 据流体力学的有关理论近似求出瓶身的最高自转转速 n ,供设计估算参考 ,即 R 式中 : R 瓶身的内半径 h 瓶内的顶 隙高度； g 重力常数。 相应的最高生产能力 似可取为 n 式中 : j 卷边封口机的头数； n 根据卷封工艺要求 ,确定每封一瓶所需的瓶身自转数 2. 完成径向进给运动的三种结构形式 (1) 偏心套筒作原动件。由于封盘与偏心套筒有速差 ,使得封盘上的卷边滚轮相 对于转轴 (即瓶体中心线 )的距离不断变化 ,从而使卷边滚轮也产生了相应的径向进给运 动。 (2) 行星齿轮偏心销轴作原动件。该结构封盘上均布着四只行星齿轮 ,与封盘一 起绕中心齿轮公转。由于封盘与中心齿轮存在速差 ,故形成差动轮系 ,遂使行星齿轮连同 与其固联的偏心销轴在公转的同时又作自转 ,从而使与偏心销轴铰支的卷边滚轮既能绕 瓶体作周向旋转 ,同时又能产生径向进给运动。其中 ,两只头道卷边滚轮和两只二道卷边 滚轮 ,分别呈对称分布状态。 (3) 凸轮作原动件。该结构卷边滚轮随瓶体绕中心齿轮公转的过程中 ,由固定凸 轮通过摆杆驱使卷边滚轮相对于瓶体作径向进给运动。对于瓶体被固定的卷边封口机 , 为使卷边滚轮能完成相对瓶体的周向旋转及径向进给的复合运动 ,则不能再单独采用固 定凸轮与摆杆作原动件 ,而得改用差速凸轮机构。 以上三种实现径向进给的形式，其中前两种以偏心结构形式使卷边滚轮实现径 向进给运动，具有结构简单、紧凑、加工制造方便的优点，但径向进给不能任意控制， 进给速度不均匀，真正用于卷封工艺的时间少，无光边整形过程，工艺性能较差。最 后一种可根据卷封工艺要求设计凸轮曲线，因而能控制径向进给的运动规律。在二道 卷封后可增加一段光边整形，且卷封工艺角可大大增加，因而卷封工艺性能好，生产 10 h n 60 60 n j Q 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 能力高，但结构较大，磨损快，影响卷封精度。此结构即适用于卷封圆形瓶，也可用 于异性瓶。 本课题拟选择的方案为双 滚轮 (头道滚和二道滚轮各一个 )、单机头、瓶身随压头 绕瓶身中心自传，固定凸轮通过摆杆驱动使卷边双滚轮相对于瓶身作径向进给，从而 实现卷边锁盖。 3 结构设计 根据本课题所选的方案，将该药瓶锁盖机的结构分为三个部分：传动部分、锁盖 部分及瓶身支撑部分。 传动部分的设计 本锁盖机的传动部分选择电机为动力源。如图 3 所示 电机 14 通过带轮 13 经 V 带将动力传给带轮 7，带轮 7 带动主轴旋转。带轮 7 和带轮 13 为联动带轮，可以实现 3 级可传动调，比较市场上产 品种类繁多，可增加锁盖机得 适用能力。 4 为压盖头， 1 为瓶托，瓶托将瓶顶在压盖头上面，主轴带动压盖头旋转， 从而使瓶同其一起绕主轴旋转，主轴经过传动齿轮 9，过渡传动齿轮 9,10 将动力传给 齿轮 12，从而带动凸轮轴 11 及凸轮 17 转动，凸轮旋转使摆杆 16 绕旋转轴 15 摆动， 从而使连接在摆杆另一端的滚轮 3 完成径向进给，从而完成锁盖作业。 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3 传动部分 3 在本套设备中，待锁盖的容器是在转动的 ，而双滚轮没有转动，只是通过凸轮以及摆 杆实现径向进给。因为考虑到双滚轮每径向进给一次就要完成一次锁盖作业，所以每 次径向进给瓶子必须旋转 1 圈以上，瓶子转动的圈数越多瓶口完成锁盖之后就会有一 段光边整形，但是若瓶子转动过快则其内装的液体会形成旋转抛物面，易从瓶口流出， 所以必须选择合适的旋转速度和滚轮每一次进给瓶子的旋转圈数。 设计电机的速度 0 的速度为 1400 转 /轴转速 3 级可调，但选择最慢速度 时，轴的转速 6 的速度为： d 160 凸轮轴 的转速为： 12 d 61 w w 1400 x 538 25 r /买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 w 1 w x d d x d 0 d 2 538 25 x 60 148 x 42 148 即每分钟双滚轮径向进给 ，满足工作能力 1200 瓶 /小时的要求； 滚轮每次进给，主轴转动圈数为： w 1 61 所以每次进给完成锁盖作业后还有几圈可以光边整形。 故此传动设计满足设计要求。 锁盖部分的设计 瓶身的转动情况见传动部分。下面介绍滚轮径向 推进的方法。 图 4 凸轮驱动滚轮做径向进给 4 do 本课题选择由凸轮驱动滚轮做径向进给的办法来实现径向进给。如图 4 所示。凸轮 6 为头道滚轮 3 的驱动凸轮，凸轮 7 为二道滚轮 1 的驱动凸轮，分别经过摆杆 4 和 8 绕其旋转 轴摆动实现滚轮的径向进给，对瓶子 2 的瓶盖进行锁盖作业，凸轮 6 和凸轮 7 的安装有一 错位，因为头道滚轮 3 和二道滚轮 1 不能同时进给，并且有一定的时间顺序以及先后顺 序，即先头道滚轮进给，再二道滚轮进给，并 且二道滚轮要在头道滚轮进给完成之后 13 n 8. 9 w 538 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由拉簧 5 将其拉回复位后进给。两个凸轮旋转一周，头道滚轮和二道滚轮分别径向进给 一次，即完成一次锁盖作业。 本课题选择二重卷边的形式来实现锁盖功能， 成密封的二重卷边的条件离不开四 个基本要素，即圆边后的瓶盖、具有翻边的瓶身、盖钩内的胶膜和具有卷边性能的锁 盖机。 为了形成良好的卷边形状，必须使卷边机构的每一个部件都处于正确的相对位置， 为此要求：头道和二道卷边滚轮要有正常的沟槽形状和合适的卷封压力；在卷封过程 中，夹持瓶身瓶盖的压头要有正确的形状和 位置，托盘要有合适的退压力和正确的均 衡位置。 瓶身支撑部分的设计 瓶身支撑部分要求结构简单、托瓶平稳、迅速、准确、安全可靠。瓶身支撑部分的 机构图 5 所示。 图 5 瓶身支撑部分 5 of 在套筒部分采用螺纹连接，这样可以根据瓶身的高度方便调节支撑的高度。托盘用推 力球轴承支撑，这样瓶托上面的瓶子和瓶托一起压紧瓶子之后可以随上压头旋转。推力球 轴承座由压簧支撑，可以配合上压头一起有效的将瓶子加持住。 4 各部分结构的计算与校核 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴承的校核 (1). 瓶托推力球轴承 51204 的校核： 图 6 推力球轴承 51204 6 1204 参照设计手册，本课题中根据尺寸需要，所选推力球轴承型号为 51204。并设定其 预期工作寿命 为 5000h。 在锁盖机中，该轴承的作用是承受轴向载荷。现估算其轴向载荷大小。 参照装配图，可以发现，该轴承所受载荷主要来自压头压紧瓶身 时，弹簧所提供 的夹紧力。 根据机械设计式 13 5，以小时数表示轴承寿命 （单位为 h）为 60 P 实际工作中，考虑瓶子本身的承受载荷的能力，压紧力不会太大。但是为了计算 需要，将压紧力取为一瓶装满 1000的瓶子的重力的 20 倍。 P 10 20 200 转速取和压头一样的速度 n 538 1 / 则所需轴承应具有的基本额定动载荷 C （单位为 N）可根据机械设计式 13 5 计算得出： 10 10 参照 301 1995 知推力球轴承 51204： 基本额定动载荷 C r 22200 N 基本额定静载荷 15 L L 10 C L h 60 L 60 538 5000 3 6 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 C 37500 N 故选择该推力球轴承符合设计要求。 (2). 主轴推力球轴承 51206 的校核： 图 7 推力球轴承 51206 7 1206 参照设计手册，本课题中根据尺寸需要，所选推力球轴承型号为 51206。并设定其 预期工作寿命 h 为 5000h。 在锁盖机中，该轴承的作用是承受轴向载荷。现估算其轴向载荷大小。 参照装配图，可以发现，该轴承所受载荷主要来自压头压紧瓶身时，弹簧所提供 的夹紧力。 根据机械设计式 13 5，以小时数表示轴承寿命 （单位为 h）为 60 P 将轴的重量按照一个钢质的圆柱体来计算。圆柱体的各项参数按照大值取。 则： 圆柱体的高 h 360 m 圆柱体半径 r 20 m 根据圆柱体质量公式 m v h 由圆柱体各项参数得： m v h 7. 10 3. 4 0. 2 0. 6 3. 3 g 16 L L 10 C L h 2 2 3 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 考虑安全性，将以上质量均放大 5 倍，则总质量 M 5 17 5 g 转速 n 538 1 / 则所需轴承应具有的基本额定动载荷 C （单位为 N）可根据机械设计式 13 5 计算得出： 10 10 参照 301 1995 知推力球轴承 51206： 基本额定动载荷 C r 28000 N 基本额定静载荷 C 54200 N 故选择该推力球轴承符合设计要求。 (3). 凸轮轴深沟球轴承 6205 的校核： 图 8 深沟球轴承 6205 8 205 此凸轮轴承是一对深沟球轴承。参照设计手册，设定其工作寿命为 5000h。 在锁盖机中，该轴承在正常情况下不受或者受轻微的轴向载荷。但是考虑到不 正 常情况的发生，设所受轴向载荷与径向动载荷之间有 F e 则根据 机械设计 13 5， 知求该情况下当量动载荷应用 机械设计 13 8a） 有 17 60 60 538 5000 C P 176 961 6 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 参照机械设计，取 f p P f p ； X 0. 4 r a 参照机械设计手册，取 ； Y 1. 7 参照机械设计手册，取其极大值 设该轴承对上的单个轴承的轴向载荷 取其径向载荷 。 则： ； 100 N ， P f a 1. . 4 100 1. 7 100 229 取转速 n 538 1 / 根据机械设计，求轴承应有的基本额定动载荷值 10 10 参照机械设计手册知， 6205 轴承的基本额定动载荷 C 14000 验 算 6205 轴承的寿命，根据机械设计式 13 5 60 P 60 538 1248 故选择该对深沟球轴承 6205 符合设计要求。 键的校核 普通平键（ A 型）的强度条件为 普通平键（ C 型）的强度条件为 式中 传递的转矩，单位为 ； k k 0. h l 键 与轮毂键槽的接触高度， ，此处 为键的高度，单位为 l L b ； 键的工作长度，单位为 l L 0. L ， A 型圆头平键 ， C 型圆头平键 b 这里 为键的公称长度，单位为 ； 为键的宽度，单 1. F 0. 4 F 44 60 60 538 5000 C P 229 1248 N 6 6 3 10 C 10 14000 L 43725 5000 h 3 2 10 p p 3 2T 10 N m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 d 位为 p 轴的直径，单位为 ； 对于 C 型 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为 ； 公称转矩为 n 在传动过程中，考虑每级功率传递效率为