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机械毕业设计全套
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适用小型饮料业的定量杯式灌装机,机械毕业设计全套
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第一章 绪论 摘要 随着人们对包装的不断重视，对包装要求的不断提高，人们开始把目光投向了包装机械行业。然而，我国的包装机械还处于刚起步的状态，包装机械的品种不齐全，自动化程度不高 液体物料的灌装 , 首先要解决定量问题。液体物料的定量方法可分为三类 :即按重量定量、体积定量和控制液位定量 ,按重量定量 ,定量精度较高 ,但需要一套称重装置 ,从而使定量机构的结构复杂、成本高、定量速度低 ,目前很少采用 ;后两种定量方法 , 定量精度一般 , 但结构简单、速度高。目前的灌装机供料机构基本采用体积定量和控制 液位定量 。 本次毕业设计适用小型饮料业 的定量杯式灌装机 。 我首先针对目前的发展状况提出了一种总体设计方案，接着对灌装机进行总体布局设计、典型零件的结构设计与校核以及对轴的加工工艺的概述，最后分析了定量杯式灌装机的经济效益。 关键字：定量杯，灌装，液体物料 nts第一章 绪论 Abstract Along with peoples continuously valuing packaging and the request on packaging continuously raising, people start to turn their concern to packaging machine profession. However, the packaging machine of our country is still placed in just the appearance of start and packaging machine species are not well-found. For the filling of liquid materials,tht first we should solve the question of quantitative. The quantitative of liquid materials can be divided into three kinds: weight quantitative, volume quantitative,control the level of liquid quantitative. Quantitative precision of weight quantitative is higher, but it need a set of weight device,so the system will spend more and be complex ,now there are almost no people use it. Quantitative precision of The posterior two quantitative methods is normal, but the structure is simple and have high speed. At preset feeding mechanism of filling machine is usually use volume quantitative and control the level of liquid quantitative. In this graduation design, basing on the existing machine, we design a kind of continuous mode filling machine which is suitable in the small beverage industry。I first propose a plan according to the present development condition. and then carry on the blister packaging total layout design and typical parts structural design and the outlines of the axis machining process, finally analyzed the economic performance of measuring cup filling machine。 Keywords: measuring cup filling liquid material nts第一章 绪论 目录 第一章 绪论 4 1.1 研究的背景和意义 . 4 1.1.1 研究的背景 . 4 1.1.2 研究的意义 . 4 1.2 定量杯式灌装机 简介 . 4 1.3 本课题研究的主要内容 . 2 1.4 定量杯式灌装机 发展趋势 . 2 第二章 定量杯式灌装机 总体设计 7 2.1 定量杯式灌装机 的设计 思想 . 7 2.2 包装机整体设计方案的选择 . 7 2.3 定量杯式灌装机 的技术条件 . 7 2.4 定量杯式灌装机 的总体设计 . 7 2.4.1 定量杯式灌装机 工艺流程 . 6 2.4.2 定量杯式灌装机 的输送装置 . 7 2.4.3 定量杯式灌装机 的 灌装装置 . 7 2.4.4 定量杯式灌装机 的 液面控制装置 . 错误 !未定义书签。 2.4.5 定量杯式灌装机 的 传动控制装置 . 错误 !未定义书签。 2.5 定量杯式灌装机 的主要技术参数 . 12 2.6 定量杯式灌装机 的保护与维修 . 10 第三章 定量杯式灌装 机典型零件的设计与校核 12 3.1 电机的选择 . 12 3.1.1 输送装置电机的选择 . 12 3.1.2 传动装置的总传动比 . 13 3.2供送机构中电机的选择 . 14 3.3轴承的选择与校验 . 26 3.4 蜗杆传动的设计 . 错误 !未定义书签。 3.5 带传动装置的设计 . 错误 !未定义书签。 第四章 轴的加工工艺 . 32 第五章 定量杯式灌装机 社会经济效益分析 . 24 文献综述 错误 !未定义书签。 致 谢 31 nts第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 研究的背景和意义 1.1.1 研究的背景 随着我国改革开放的深入 ， 尤其是中国加入 WTO 后，国际上更多的 饮料业进入了中国，加剧了我国 饮料业 的竞争，同时也提高了整个行业的技术水平及质量，从而带动了 灌装技术 的发展，使得 液体灌装 正 在成为我国包装领域中技术含量高、效益显著的非常活跃的分支，其中液体灌装机 也随之不断推陈出新 。 量杯式液体灌装机是一种液体灌装的主要设备 , 与其它液体灌装机 (如负压低真空灌装机 ) 相比 ,其结构简单 ,造价低 ,对被灌装的瓶子质量 (瓶子圆柱度、高度等 ) 要求低等优点。目前应用的量杯式液体灌装机大部分是八十年代从国外引进技术生产的 , 并且多家生产厂家生产的同类型灌装机其结构基本相同 。 1.1.2 研究的意义 罐 装饮 料 在国 际 市场 上 的迅速 发 展 , 对 饮 料 生 产技术的进一步开 发 与研究 , 起到 一 种 推 动的作 用 。 事实 上 , 在液体产 品 及饮 料 的 生 产技术中 , 灌装是重要的环 节 , 而 灌 装 技 术和 设 备的优劣则直 接 影响到产品的质量 , 进而影响 整体的 生 产效益 。 为 了 提高 产 品 质 量 , 各种先进的灌装系统 不 断 得 到 开 发研究 。灌装 设 备设 计 的基础 概 念 , 以 卫 生 为首要从生产及经济的 效 益来看 , 能准 确快捷 地 把产 品 灌装到容器里是 至 为 重 要 的 。 液体包装机以其高效、经济、安全和可行在药剂、饮料等的包装中得到广泛的应用。液体的灌装是包装生产中的一个重要环节 , 如果控制不应当就会出现漏灌或无瓶灌装的错误 , 造成不必要的损失和浪费 1.2 定量杯式灌装 机简介 定量杯式灌装是常压灌装属于重力灌装，灌装速度之取决于进液管的流通截面及灌装缸液位高。常压灌装与负压灌装的最大区别是不需要抽真空装置，制造成本大大的下降。 常压灌装机可以灌装任何流动性好的液体，如不含气体饮料，酒类，农药，矿物油及日化类产品。由于常压灌装机可以进行加温 热灌装所以年度小于nts第一章 绪论 500cP的产品夜常用这种设备进行包装，只是灌装速度要降低。 常压灌装机能适应玻璃瓶， PET瓶，金属易拉罐，塑料袋以及金属桶等各种包装容器及各种形状尺寸的容器，产品可以是直线式的，也可以是回转式。 1.3 本课题研究的主要内容 本课题的主要研究内容是在现有 灌装机 的基础上，设计一个结构较为简单、产品生产效率适中、质量合格的 定量杯式灌装机 。 研究整机的连续化生产 ，实现容器的运送及停留，并把定量杯中的液体通过滑阀注入到液体容器中。要完成这一系列动作，需要设计合理的传动机构，经过查询，考证之后作者设 计了这次的 定量杯式灌装机 。 1.4 定量杯灌装 机的发展趋势 饮品类的外包 装是关系到营销成败的关键之一。 由于市场的大需求量，饮品类 包装业将在生产自动化趋势的影响下，呈现以下特点。 （ 1） 高度自动化的包装链 提高自动化程度是 饮品类 包装机械发展的重要趋势，高自动化的设备应具有： 第一，每个机械手均由电脑控制。一台包装机械为完成复杂的包装动作，需要由多个机械手完成。完成包装动作时，在电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按其发出的指令完成规定的动作，确保包装质量。 第二，具有对材质及厚度的高分辨能力。在包装过程中， 包装材料的厚度及材质变化不易为人眼所辨别，所以应在包装机械上采用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨包装材料厚度和材质的变化，并在显示屏上显示。同时，机器会根据分辨后材料的变化来改变有关参数，进而使设备在最优状态下运行。 （ 2） 机械功能要求多元化 饮品类产品 已趋向精致化和多元化方向发展，单品种大批量的产品越来越少，而多品种小批量的产品日益成为主流。在大环境的变化趋势下，多元化、弹性化、具有多种切换功能、能适应多种包材和模具更换简单的包装机才能够适应市场的需求。 （ 3） 结构设计标准模块化 对于老式传统的设计来说， 如果想要推出一个新机型，需要进行大量繁重和繁琐的工作。当经过大量工作之后推出的新机型，却由于发生的大量设计成本将分摊到新的设备上去，从而过度地提高了新机型的价格，影响了设备的销nts第一章 绪论 量。 我们可以清楚地看到，未来的设计是采用标准化、模块化的设计理念，能够充分利用原有机型的模块化设计，可以在短时间内转换成新机型。在提升设备性能的同时，不至于使新型号设备的价格过高。 （ 4） 控制功能智能化要求 控制系统是机械设备的大脑，也就是下达动作指令的核心装置。目前药品包装机械生产厂家普遍使用 PLC 控制器，虽然 PLC 控 制器的弹性很大，但仍未具有工业 PC 所拥有的强大功能。对于传统的机械控制设备来说，采用 PLC 是适当的，因为需要控制参数的数量有限，很多地方仍然采用机械的方式，例如扭矩控制是利用机械离合器来对电机进行过载保护。然而随着自动化程度的提高，计算机控制设备越来越多的被应用，应用到设备上的各种传感部件、检测部件、控制部件、执行元件的数量非常庞大，此时 PLC 就无法对如此众多的参数进行管理和控制了，而工业 PC 将是最好的选择。 （ 5） 包装重安全方便环保 药品包装目前关注的问题之一，是怎样减少儿童接触到药物或误用 药物造成意外。有统计数字显示，一些国家的儿童死亡个案表明，有 3 成是由于误服药物所致。各国政府加强立法管制所有泡罩或其它包装的药物，因为这些药品的包装与许多糖果的包装相似。据悉，欧盟也将于今年编纂一份有关药品包装安全的标准汇编。随着新材料、新技术、新工艺的不断进步，药品包装将呈现出更加方便、安全的特点，且更加符合环保要求的发展趋势。 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 第二章 定量杯式灌装机 总体设计 2.1 定量杯式灌装机 的设计思想 定量杯式灌装 机 作为一种 普遍使用的 包装机械， 是现代 先进 机械技术的产物 ， 实现了多种功能的集成，提高了自动化水平 ， 与其它包装设备相比，有着许多不可替代的优越性 。 根据本课题的研究内容和要求 ,作者综合考虑了生产的安全性、实用性、经济性的同时 ,定量杯式灌装 机器设计的创新 ,在满足各方面技术要求的同时 ,寻求了一种更经济的设计方法。 2.2 定量杯式灌装机 整体设计方案的选择 定量杯式灌装机 的主要结构包括： 灌装 机构、 注入机构、传动机构、供送机构 等。 液体容器经传送带供送到合适的工位后停留，控制后位置后，定量中的液体通过滑阀的运动注入到容器中，以完成灌装，之后继续前进，循环往复这一过程。 2.3 定量杯式灌装机 的技术条件 按照中华人 民共和国机械行业标准对作者设计的 定量杯式灌装机 进行技术条件的测定 1： 1、 包装机应能根据用户要求 ， 在一定范围内对包装板块尺寸、包装物件排列方式作适当调整。 2、 包装机气控系统、真空系统、冷却系统不得有渗漏现象。 3、 包装机正常运转时 ， 各运动部位和机构的动作转换应灵活可靠 ,无卡滞现象。 4、 包装机的冲裁频率可调 , 其值不小于表 1的规定。 5、包装机应有打批号装置。 6、 包装机正常工作时无异常声 ， 其工作噪声不大于 85dB(A) 。 7、 包装成品外观质量应符合表 2要求。 8、 电气系统安全可靠 , 操作时应灵敏准 确。 9、 包装机的电路系统应有连续可靠的接地电路 ， 并应符合 GB/ T5226.1 1996 中 20.2的有关规定。 10、 包装机的动力电路导线与保护电路之间施加 500Vd.c实测得的绝缘电阻不得小于 1M。 11、 包装机应能承受 50Hz的正弦波交流电压 1000V至少 1s时间的耐压试验 ， 无nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 击穿或闪烁现象。 12、 包装机上应有清晰醒目的操纵、润滑、安全或警告等多种标志 ,安全标志应符合 GB 2894和 GB 16179 的规定。 13、 包装机应装有安全防护装置并应符合 JB7233 1994 中第 4 章规定。 14、 包装机与被包装物及包装材料相接触的表面应采用不锈、无毒及化学性能稳定的材料制造。 15、 包装机润滑系统、气控系统不得污染被包装物。 16、 包装机可用度 (A) 值不小于 85%。 17、 包装机从开始使用起到第一次大修 , 累计工作时间不少于 8000h。 18、 涂漆表面应完整、光亮、色调均匀 ,不允许有斑点、皱纹、起泡、脱落和明显划伤等缺陷。 19、 外露不锈钢零件表面应平整、光洁。 20、 其它外露零件表面应作防锈处理。 2.4 定量杯式灌装机 的总体设计 2.4.1 定量杯式灌装机 工艺流程 定量杯式灌装机 应用于 不含气 且粘度低的饮品 ，此 定量杯式灌装机 有液体储存室，及位于液体储存室内的定量杯；液体首先进入液体储存室， 控制储液箱内页面始终高于定量杯，定量杯与滑阀相连，通过时间差控制，液体容器首先到达工作位置并停留，之后滑阀被驱动网上运动，定量杯高出储液箱液面，开始灌装，结束后，滑阀通过凸轮机构的持续运动及弹簧力的作用下自动下滑，回到初始位置，之后液体容器继续与输送带上前进，以完成灌装工序。 2.4.2 定量杯式灌装机 的输送装置 定量杯式灌装机的工作对象液体容器是通过电机驱动的传送带来实现的，液体容器随输送带往前运动，由凸轮 摆臂机构控制实现液体容器的停 -进功能，该机构自动限制容器位于合适的工位，停留后注入液体。 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 2.4.3 定量杯式灌装机 的 灌装装置 实现灌装这一动作的主要机构是作者所选择的滑阀。滑阀与定量杯通过螺纹辅以丝线连接以防止漏水，箱体外滑阀插入空心套筒，进入储液箱。空心套筒与箱体通过焊接连接，套筒内上端滑阀外壁之间有挤压式动密封环可以封住液体漏出外面。滑阀与空心套筒之间有弹簧，为了灌装完成后帮助滑阀归位。滑阀中空，中部还开有空洞，当滑阀向上运动是，空洞与空心套筒上空洞 对齐，液体可以流过，通过灌装头流入液体容器。 2.4.4 定量杯式灌装机 的 液面控制装置 在盛液缸内增加一个图盘式浮球 , 浮球中心设有一连接杆 和阀片 , 当大液面上升时浮球上升 , 带动阀 片上升并减小补液管的补液量 ,直至关闭 ;大 液面下降时浮球也下降并打开阀片 , 增大补液 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 量 ,这样就能很好地控制大液面的上下波动。 2.4.5 定量杯式灌装机的控制装置 为了保证包装线各个运动部件之间相互协调及连锁性 ,本 灌装 机 采用了各部件之间时间差来实现罐装的循环过程 。 传动机构中 3个凸轮 由于转速的不同，起始角度的偏差，达到各控制机构的协和运动。 2.5 定量杯式灌装机 的主要技术参数 定量杯式灌装机 的主要技术指标为： 1.包装物外形尺寸 瓶状 ； 2.生产 效 率 20 瓶 /min； 3.包装形式 单个包装、若干单个产品集合包装均可 4.机器外形尺寸 长宽高 =1032mm 880mm 908mm 5.生产效率 20瓶 /min 6.总功率 4.0KW 7.电压 380V/50Hz 2.6 定量杯式灌装机 的保护与维修 为延长机器的使用寿命，保证包装产品质量，应定期对机器进行必要的维护和保养。维修和保养的内容主要包括清理、润滑、调整、检查和修理 1。 1、清理 对机 器在使用中产生的一些灰尘和余屑应及时进行清理，否则会干扰机器的正常工作。清理的重点应是辊子、热封和成型部件，因为这些部件最容易粘接熔化的塑料膜和灰尘。如果辊子上沾有熔化的薄膜或其它污垢，就会影响辊子的正常运转，甚至会使包装材料粘附在辊子上无法前进；如果热封和成型部件粘上熔化的薄膜，会降低成型和热封效率及包装封合质量，因此应经常对这些部件进行清理。 2、润滑 良好的润滑对机器的正常运转是非常重要的。应严格按照机器的润滑表或使用说明书的要求，使用规定的润滑剂定期进行润滑。经常摩擦的部位，应每天滴 1-2 滴润滑油； 链轮和链条应保持有一层油膜；轴承应定期补充油脂。润滑油池要保持一定的油面高度，并按规定定期更换润滑油。有些机器备有自动 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 加油装置，对这些装置要经常进行检查，以避免由于喷咀堵塞、油管损坏或其它原因导致的运动机构卡死现象。 3、调整 机器调整正确与否，与机器的正常运转和包装质量的保证有很大关系。机器大修后，投产前，应进行全面仔细地调整。热成型温度、加热时间，将直接影响成型容器的质量及生产效率，在保证成型质量的前提下，应尽量缩短加热时间，以提高生产效率。一般在实际操作时，先根据塑料膜的种类和厚度仔细进行调整试验， 将塑料片在确定的加热条件下能成型具有较锐棱角的正方形容器而没有可见的缺陷出现时所需的加热时间为最短的加热时间。盖封时的加热温度、封合时间和施加压力对容器的封口质量有很大影响，同样也要调整适当。各执行部件的动作必须协调同步，才能保证机器平稳高效运转。 4、检修 在机器运转期间，要经常进行检查，以便及时发现故障并随时排除。如机器有不正常的噪音和撞击声，应及时停机检查；发现螺钉松动、链条松弛，应及时紧固和张紧；冷却系统工作不正常或有漏水现象，应及时维修。特别是在清理和润滑时，可以认真检查机器各运动部件的磨损情况， 并及时更换磨损件。 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 第三章 定量杯式灌装机 典型零件的设计与校核 3.1 电机的选择 3.1.1 输送装置电机的选择 1、选择电动机类型 按已知工作效率和要求，考虑同类型包装机械的选用情况，作者选用 Y系列三相异步 YCJ71 单级减速 电动机。 2、选择电动机的容量 工作机所需功率按如下公式 KWvFPww 1000 计算， 式中， F=7000N（ 查表包装学 相关数据）， 估算速度 v=0.06m/s，工作机的效率w=0.94，代 入上式得： KWvFPww 1000 =0.42kw 电动机的输出功按下式计算 KWPP wd 式中， 为电动机至工作机轴的传动装置总效率 由crgb 2，由机械设计课程设计手册表 2.1-1，取 带 传动效率 95.0b，滚动轴承效率 995.0c， 蜗轮 传动效率 97.0g， 凸轮 效率 9.0c，则 86.09.09 9 5.097.095.0 2 故， KWPPwd =0.42/0.85=0.49kw nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 考虑到在传动工程中还有其他的因素存在，所以选择了 电动机额定功率Ped 大于 Pd 即可，所以选电动机的额定功率 Ped 为 0.75KW。 3、 确定电动机的转速 查表可得电动机转速为 237 3.1.2 传动装置的总传动比 传动装置的总传动比 5.1182237 wmnni3.2 供送 机构中电机的选择 设计计 算内容 结果 一、选择电动机 1.选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用 Y 系列一般用途的三相异步电动机。 2.选择电动机的容量 根据同类型装置所需功率估计，预设本机构的初始功率为 0 0.1P KW由于电动机的输出轴在设计中直接与毛刷辊连接在一起来作为最终的输出机构。同时对转速有很大的限制，故此作者把目光投向了低功率的减速电动机。 由于所需功率 P0.1KW,故而选择电动机的额定功率dP为 edP=0.12kw 该减速电动机的为 Y 系列三相异步电动机 型号为 YSJ6314GLF(W)18 转速 n=1380r/min 减速比 i=（ 5-50） Y系列三相异步电动机 edP=0.12kw YSJ6314GLF(W)18 减速nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 输出载荷为 F=1500N 输出转速 n1=27.6r/min 2、总效率的确定 设 为电动机至工作机轴的传动装置总效率 电动机的输出功率到执行机构安装有 1 对联轴器和 1个轴承。按照机械设计课程设计手册表 2.1-1中crgb 2，滚动轴承效率 995.0c，联轴器效率 98.0c，则 0 . 9 9 5 0 . 9 8 0 . 9 7 5 故， 0 . 1 2 0 . 9 7 5 0 . 1 1 7W e dP P K W 3.3 轴承的选择与校验 设计计算内容 1. 选择轴承类型 轴承需要承受径向载荷和没有的轴向载荷，所以选择 深沟球轴承。轴承的内径 d=30mm 选择其型号为 6106C查有关机械设计手册得：0 19800rCN， 26200rCN查表 11-11 得： fP =1.2(中等冲击 )；查表 11-9 得tf=1.0（工作温度不高） 2.轴承当量动载荷的计算 P fP R=1.2 R 2)确定轴承的径向载荷： 26200rCNP电动机 i=50 0 .1 1 7WP K Wnts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 1）在水平面内的支反力： b1 f 1R +R =853f13 0 3 R = 8 5 1 7 0解出：b1R 554N，f1R=281N 2）在垂直面内的支反力 由图可知： b 2 f2R + R = 1 9 2 6f23 0 3 R = 2 1 4 5 5 2解出：b2R=1217N，f2R=708N 轴承所受合力： 22b b 1 b 2R R R 1337N 22f f 1 f 2R R R 761N 所以，1P fPbR=1.2 1337N=1604.4N 2P=fPfR=1.2 761N=914N 所以，轴承的寿命为： L1h )(60106PCnh bR=1337N fR=761N 1P 1604.4N 2P=761N L1h 1209695h nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 = 361 0 1 2 6 2 0 06 0 6 1 6 0 4 . 4 =1209695h L2h= )(60106PCnh = 361 0 1 2 6 2 0 06 0 6 9 1 4 =6542781h 轴 2 上的轴承所受的径向力同轴 1，轴承寿命同轴 1的。 经验算可知，轴承的寿命为： 1209695 小时。 2、选择轴承的润滑形式： n d=6 30=180mm r/min（ 1.5-2） 510 由机械设计手册表 12-17查得：选用脂润滑形式。 3、密封形式：由于转速不高，可采用毡圈密封。 L2h=6542781h 脂润滑 毡圈密封 3.4 蜗杆传动的设计 设计计算内容 结果 电动机驱动，蜗杆轴输入功率 P=0.6kW，转速n1=40r/min， 蜗轮转速 n2=6r/min，载荷平稳，单向不连续运转，预期使用寿命 16000h。 1） 选择蜗杆、蜗轮材料，确定许用应力 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 选择材料： 由于是自动生产线上的传动机构，较为重要，选蜗杆材料为 40Cr，表面淬火，硬度 45 50HRC；蜗轮齿圈材料为 ZCuSn10Pb1，金属模铸造。 确定许用应力： 应力循环次数 N2=60n2Lh=60 6 16000=0.576107 由机械设计表 7-5 得OH=220MPa OF=70MPa H = NZ OH = 78210N OH=235.7MPa F = NY OF = 78210N OF=75.0MPa 2） 选择 1z 、 2z 参照第三章， 15/ 121 zzi ， 1z =4， 2z =60 3）按齿轮的齿根弯曲疲劳强度设计 221229 EHZm d K Tz 由 机械设计表 7-8 查得 AK =1.1； 由于 2n 较低，估计 2v 3m/s，取vK=1.1； 因载荷平稳，通过跑合可以改善偏载程度，取K=1； 载荷系数 K = AKvK K=1.21。 蜗杆材料 40Cr 表面淬火， 硬度 45 50HRC 蜗轮材料 ZCuSn10Pb1 H =235.7MPa F =75.0MPa 15i 1z =4 2z =60 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 2T = iT1 当 1z =4时， =0.89 0.92，取 =0.90 2T = 6 119 .5 5 1 0 P in =3438000 N mm 由 机械设计表 7-7 查得EZ=155 MPa 将以上数值代入接触疲劳强度设计公式，有 221229 EHZm d K Tz =4497.5 3mm 按接触强度要求， 21md 4497.5，由 机械设计表 7-1 查得，选出 8m mm ，1 80d mm， 10q ，11 18 36 2()2ma q z= 280mm , 22480d mzmm280a mm 不是标准中推荐的中心距，如取推 荐中心距 250a mm ，蜗轮变位系数2 0.250x 。本设计不采用变位，取 280a mm 3） 检验初设参数 蜗轮圆周速度2v222 6 0 1 0 0 0dnv 0.15m/s 原估计 2v 3m/s，选vK值，相符。 滑动速度sv按接触强度设计： 8m mm 1 80d mm2 480d mm280a mm 11 18 36 右旋蜗杆 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 2sins vv 0.88m/s，较小，选用锡青铜合金为蜗轮材料合适。 蜗杆传动效率 （ 0.95 0.96）1由sv=0.88m/s，由机械设计表 7-9 查得，v=2 5， 1 t a nt a n v =0.94， 传动效率 （ 0.95 0.96）1=0.893 0.902，初选 0.9 与之相符。 4） 验算齿根弯曲疲劳强度 222 121 . 6 FaFFK T Y Ym d z 蜗轮当量齿数2vz= 32 / sinz 65， 由机械设计表6-19 查得2vz=65 时的齿形系数FaY=2.16。 01 120Y =0.9 222 121 . 6 FaFK T Y Ym d z =21 . 6 1 . 2 1 3 4 3 8 0 0 0 2 . 1 6 0 . 98 8 0 6 0 MPa =42MPa FF，满足弯曲疲劳强度。 5） 蜗杆、蜗轮几何尺寸计算 蜗杆齿顶圆直径 1 1 1 122aaad d h d h m 8 0 2 1 8 9 6 mmFF满足弯曲疲劳强度 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 （ 1ah） 蜗杆齿根圆直径 1 1 1 122f f ad d h d h c m 8 0 2 1 . 2 8 6 0 . 8 mm （ 0.2c ） 蜗杆 齿宽 122 . 5 1 2 . 5 8 6 0 1b m z m m 156.2mm 取1 158b mm蜗轮喉圆直径 2 2 2 2 222a a ad d h d m h x 4 8 0 2 8 4 9 6m m m m （ 2 0x ） 蜗轮 齿根圆直径 2 2 2 2 222f f ad d h d m h c x 4 8 0 2 8 1 . 2 4 6 0 . 8m m m m 蜗轮咽喉母圆半径 22 4962 8 0 3 222ag dr a m m m m 蜗轮齿宽21 s i n 8 0 s i n 5 0 6 1 . 22b d m m m m o（取 100 o ） 选蜗轮轮齿端面为锥形结构，见机械设计表 7-3。 蜗轮轮缘宽度 1 2 s i n 0 . 82aB d c m m 9 2 2 0 . 2 8 s i n 5 0 0 . 8 8 8 2 . 3 9m m m m o 取 82B mm 1 96ad mm1fd60.8mm 1 158b m2 480d mm2ad 496mm2fd460.8mm 2gr 32mm2b 61.2mm100 o 82B mm 2 510ed mm11 o 18 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 为切去顶圆齿尖，蜗轮顶圆直径 2 2 22 1 c o s 4 9 6 2 3 2 1 c o s 5 02e a gd d r o518.86 mm 为不损伤齿宽2b，蜗轮齿顶圆直径 22 2 26 1 . 22 4 9 6 2 3 22 t a n 5 02 t a n2a a gbd d r o508.66 mm 取2 510ed mm6）蜗杆、蜗轮结构设计、精度选择、绘制工作图（参考机械设计手册） 36 右旋蜗轮 3.5 带 传动装置的设计 由 机械设计 表 7-7 查得 设计计算内容 减速电机 Y2-100L2-4，额定功率 2.7kW，满载转速为720r/min 1、确定设计功率dP dP=AKPKW 由机械设计表 6-6 查得工况系数：AK=1.0 2.7dP kW nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 dP= AKP=1.0 2.7kW =2.7kW 2、选择 V 带型号 根据dP和1n， 由 机械设计图 5-7 取 B 型 V 带 3、选择带轮基准直径1D和2D由机械设计表 5-7，查取 B 型 V 带minD125mm ，应使 1D minD。考虑小带轮转速不是很高，结构尺寸又无特别限制，故选1 140D mm。 验算带速度 v 11 = 1 0 . 5 6 m / s6 0 1 0 0 0ddnv 带速在 5 25m/s 之间，也不过低，1D选择合适。 21 280D iD m m参考机械设计表 5-8 给出的基准直径系列，取2 280D mm4、确定中心距 a 和带长dL结合题目要求，初选中心距0a 1 2 0 1 20 . 7 2D D a D D 得02 9 4 8 4 0m m a m m初选0 600a mm1 0 .5 6 /v m s 1 140D mm2 280D mm2000dL mm 615a mm nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 带长 2210 2 102 1 9 7 124d DDL a D D m ma 查机械设计表 5-3，取 2000dL mm。 中心距02 0 0 0 1 9 7 16 0 0 6 1 522ddLLa a m m m m 计算带的长度： 2210 1 20()2 ( ) 9 3 9 m m24 ddddddL a d da 由 机械设计表 6-5，选基准长度dL=1971mm 计算实际中心距： 0 ( ) / 2 2 0 0 + ( 9 9 0 - 9 3 9 ) / 2 = 6 1 5 m mda a L L a 的调整范围 m i n 0 . 0 1 5 5 7 0da a L m m m a x 0 . 0 3 6 6 0da a L m m 验算小带轮包角1211 1 8 0 5 7 . 3 1 6 1 1 2 0DDa o o o o，合格。 6、确定 V 带根数 z 00d LPz P P K K 由机械设计表 5-5 查得0 2.83P kW由机械设计表 5-10 查得0 0 .4 6P kW由机械设计表 5-9 查得 0.96K 1 161 o1z nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 由机械设计表 5-3 查得 1.03LK 代入求根数公式，得 00d LPz P P K K 2 . 72 . 8 3 0 . 4 6 0 . 9 6 0 . 9 8 =0.87 取 1z 7、确定初拉力 Fo 20 ( 2 . 5 )5 0 0 2 5 7 NcKPF q vK z v 8、计算压轴力 102 s i n 3 7 5 N2QF z F 0 257FN375QFN 第五 章 轴的加工工艺分析 轴是整个机器中最基础的零件，选择合理的加工工艺对增强轴的性能以及延长使用寿命都有很大的好处。 1) 定位基准的选择 (一 ) 精基准的选择 根据基准重合的原则，选择轴线作为定位基准。依次加工出符合精度要求的阶梯轴。 (二 ) 粗基准的选择 根据粗基准的选择原则，选择毛坯的外圆作为基准，用于加工轴的端面。 2) 加工方法的选择 外圆加工主要采用车削的方法，对精度要求较高的轴，可以在粗车精车后再磨削等。 3) 加工阶段的划分 （一）粗加工；（二）半精 加工；（三）精加工； 4) 加工工艺路线 用三爪卡盘夹住毛坯，用切断刀切出长 280mm 的毛坯料，尺寸如图 4-1 所示。 机床型号： nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 图 4-1 车毛坯料端面，车后毛坯的长度为 275mm，钻中心定位孔。尺寸如图 4-2 所示 图 4-2 中心孔定位，粗车阶梯轴上的外圆，尺寸如图 4-3 所示。 CA6140 车床 刀具：切断刀 机床型号： CA6140 车床 刀具：端面车刀中心钻 机床型号： CA6140 车床 nts第二章 定量杯式灌装机 总体设计 图 4-3 半精车阶梯轴上的各级外圆，尺寸如图 4-4 所示。 图 4-4 精车 9、 10 和 14 的外圆，并对轴两端倒角 1.5 45，尺寸 如图
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