Word版可编辑-旋转型灌浆机——机械原理课程设计精心整理.docx

机械原理课程设计书旋转型灌浆机的设计学 院：机械电子工程学院专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 姓 名： 学 号：指导老师： 目录一、旋转型灌装机设计要求3二、方案的初步拟定4三、减速设计5四、齿轮的设计6五、传动方案的设计8六、机械运动循环图9七、凸轮设计、计算及校核10八、连杆机构的设计及校核11九、间歇机构设计12十、心得体会13十一、参考文献14一、旋转型灌装机设计要求1、设计题目设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如图1-1中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。图2 旋转型灌浆机该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表6. 表6 旋转型灌浆机技术参数方案号转台直径mm电动机转速r/min灌装速度r/minA600144010B550144012C500960152、设计任务1.旋转灌装机一般应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。2.设计传动系统并确定其传动比分配。3.在A2图纸上画出旋转型灌浆机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。4.对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。图解法或解析法设计平面连杆机构。5.凸轮机构的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角于最小曲率半径。在A2图纸上画出从动件运动规律线图及凸轮轮廓线。6.齿轮机构的设计计算。7.编写设计计算说明书。3、设计提示1. 采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。2. 采用软木塞或金属灌溉封口，他们可由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通过压盖模将瓶盖紧固在）瓶口。设计者只需设计作直线往复运动的压盖机构。压盖机构可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。3. 此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台间隙传动。为保证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。间隙机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等。注：本设计选用转台直径为600mm，电动机转速1440r/min，灌装速度15r/min。二、方案的初步拟定1、综述待灌瓶由传送系统(一般经洗瓶机由输送带输入)或人工送入灌装机进瓶机构,转台有多工位停歇，可实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。我们将设计主要分成下几个步骤：1输入空瓶：这个步骤主要通过传送带来完成，把空瓶输送到转台上使下个步骤能够顺利进行。2灌装：这个步骤主要通过灌瓶泵灌装流体，而泵固定在某工位的上方。3封口：用软木塞或者金属冠通过冲压对瓶口进行密封的过程，主要通过连杆结构来完成冲压过程。4输出包装好的容器：步骤基本同1，也是通过传送带来完成。 以上4个步骤 由于灌装和传送较为简单 无须进行考虑，因此，旋转型灌装机运动方案设计重点考虑便在于转盘的间歇运动、封口时的冲压过程、工件的定位，和实现这3个动作的机构的选型和设计问题。2、传动比分配原动机通过三次减数达到设计要求。第一次减速，通过减速器三级减速到15r/min,其传动比分别为2、6、4。第二次减速，夹紧装置，转动装置及压盖装置所需转速为10r/min,另设计一级减速，使转速达到要求，其传动比分别为2。第三次减速，传送带滚轴直径约为10cm，其转速为5r/min即可满足要求，另设两级减速，传动比都为2即可。三、减速设计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为皮带轮：i12。2、3、4、5、6为齿轮： z2=20 z3=120 z4=20 z5=80 z6=20i32=z3/z2=120/20=6i54=z5/z4=80/20=4n1=n/(i1*i32*i54)=1440/(2*6*4)=30r/min减速器由齿轮6输出30r/min的转速，经过一级齿轮传动后，减少到15r/min。6、7为齿轮：z6=20 z7=40i76=z7/z6=40/20=2n2=n1/i76=30/2=15r/min减速器由齿轮6输出30r/min的转速，经两级减速后达到5r/min,第一级为齿轮传动，第二级为皮带传动。具体设计示意图及参数如下：6、8为齿轮：z6=20 z8=409为皮带轮：i9=3i86=z8/z6=40/20=2n3=n1/(i86*i9)=30/(2*3)=5r/min四、齿轮的设计上为一对标准直齿轮（传动装置中的齿轮6和齿轮7）。具体参数为：z6=20，z7=40，m=5mm，=20。中心距：a=m(z6+ z7)/2=5*(20+40)/2=150mm分度圆半径：r6= a*z6/（z7+z6）=180*20/（20+40）=50mmr7= a*z7/（z7+z6）=180*40/（20+40）=100mm基圆半径：rb6=m *z6*cos=5*20*cos20=47mmrb7=m*z7*cos=5*40*cos20=94mm齿顶圆半径：ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*5/2=55mmra7=(z7+2ha*)*m/2=(40+2*1)*5/2=105mm齿顶圆压力角：a6=arccos【z6cos/（z6+2ha*）】=acrcos【20cos20/（20+2*1）】=31.32a7=arccos【z7cos/（z7+2ha*）】=acrcos【40cos20/（40+2*1）】=26.50基圆齿距：pb6=pb7=mcos3.14*5*cos 20=14.76mm理论啮合线：N1N2实际啮合线：AB重合度：a=【z6(tana6-tan)+z7(tana7-tan)】/2 =【20(tan31.32-tan20)+40(tan26.50-tan20)】/2 =1.64a1则说明这对齿轮适用五、传动方案的设计转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口的冲压机构为连杆机构，工件的定位机构为凸轮机构六、机械运动循环图七、凸轮设计、计算及校核此凸轮为控制定位工件机构，由于空瓶大约为100mm，工件定位机构只需60mm行程足够，故凸轮的推程设计为60mm，以下为推杆的运动规律：为了更好的利用反转法设计凸轮，根据上图以表格的形式表示出位移和转角的关系。度数0-90105120120-300315330-360位移（mm）0306060300基圆：r0=480mm滚子半径：rr=30行程：h=60mm推程角：=30回程角：=30进休止角：s=120远休止角：s=180最大压力角：max=2830八、连杆机构的设计及校核此连杆控制封装压盖机构，由于空瓶高度约为250mm，故行程不宜超过300mm，由此设计如下连杆机构：曲柄长：a=100mm连杆长：b=900mm偏心距：e=500mm行程：s=220mm级位夹角：= arccos【e/(a+b）】- arccos【e/(b-a）】=10最小传动角：rmin= arccos【e/(b-a）】=51.3行程速比：k=（180+）/（180-）=1.121九、间歇机构设计由于设计灌装速度为10r/min，因此每个工作间隙为6s，转台每转动60用时1s，停留5s，由此设计如下不完全齿轮机构，完成间歇运用，以达到要求左边为不完全齿轮，右边为标准齿轮，左边齿轮转一圈，右边齿轮转动60。具体参数为：z左=6，z右=36，m=5mm，=20，=60。中心距：a=m(z左*360/+ z7)/2=5*(6*6+36)/2=180mm分度圆半径：r左= r右=a/2=180/2=90mm基圆半径：rb左= rb右=a*cos/2=180*cos20/2=84.6mm齿顶圆半径：ra左= ra右=(z右+2ha*)*m/2=(36+2*1)*5/2=95mm齿顶圆压力角：a左=a右=arccos【z右cos/（z右+2ha*）】=acrcos【36cos20/（36+2*1）】=27基圆齿距：Pb左=Pb右=mcos=3.14*5*cos 20=14.76mm十、心得体会这次的课程设计算是对自己所学的机械专业知识的一种深化和检查吧，虽说万事开头难，我们遇到了很多的困难，但对于我们来说这是一次难得的学习与锻炼的机会。这次机械原理课程设计历时一周，时间上虽有些紧张，做设计的时候考虑的也并不周全，但我们利用这段时间巩固了所学的知识，把所学理论运用到实际设计当中，也充分的锻炼自己的创新能力。在实际的设计过程中，我们也遇到了许多的困难，不过经过我们大家的团结努力，一点点克服了困难，最终设计出了自己的方案。通过这次机械原理课程设计，掌握了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过程，提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力，并使所学知识得