自动装料压盖机（机械原理课程设计）

1、编号： 课程设计说明书题题 目目： 自动装料压盖机 院院 （系）（系） 机电工程学院 专专 业业： 学生姓名学生姓名： 学学 号号： 指导教师指导教师： 职职 称称： 副 教 授 2010 年 1 月 21 日目目 录录一、设计背景和目的.3二、设计要求和数据.3三、设计方案比较及选择.41、设计方案比较.4（1）设计方案 1.4（2）设计方案 2.5（3）设计方案 3.6（4）设计方案 4.7 （5）设计方案比较与选择7四、设计与计算.71 1、系统运系统运动动循循环图环图.72、运动简图83、机构的运动分析.8 (1)槽轮机构8 (2)输入机构的尺寸设计与运动分析10 (3)压盖机构的尺寸

2、设计与运动分析14 (4)输出机构的尺寸设计与动运动分析17五、电机选择.20六、三维仿真22七、总结.25一、设计背景和目的一、设计背景和目的在日常生活中，我们一下子吃不了太多的东西，常需要将一些食品等储存起来。可是又有一个食品的保质问题，罐装或瓶装可以很好地为我们解决这个问题。只要去逛过超市、商场等，都可以发现里面有很多罐头出售。在罐装过程中，我们要成批、大规模的生产，就需要一套高效率、性能稳定的、整体结构紧凑、科学合理、操作简单简便利的自动装料压盖机。二、设计要求和数据二、设计要求和数据 往罐子里装料,接着对罐子进行压盖。 由电机驱动主轴上的几个执行机构，对工件进行送料、压盖、输出工序。

3、其系统的功能图如下所示。3原始数据和设计要求 1）待装料/压盖产品的尺寸，直径 60mm,高 100mm 2）产品重量，约 7N15N 3）生产率 60 次/min 4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠、易于加工制造。4方案构思 1）实现送料送料机构可以选用凸轮机构或有一定停歇时间的连杆机构，当送料机构把工件送到指定位置后，就可以进行装料了。 2）为实现下一工序，需把工件送到另一位置，可以采用槽轮机构。 3）实现压盖功能的机构可以采用平面连杆机构或是直动凸轮机构。 4）输出功能的机构可以采用与送料机构相类似的机构。三、设计方案比较及选择三、设计方案比较及选择1、设计方案比较、设计方案比较（

4、1）设计方案）设计方案 1方案一中，我们采用槽轮产生间歇运动。先送罐子到指定位置，然后装料，再推到压盖装置下，压盖后再推送出去。在工作过程中，压盖机构与在装料与压盖间的推送机构都有需要做间歇运动，这就给机械在动作时序上的配合设计加大了难度。而在效率方面来说，也是不利的。不仅生产消耗的时间增加，效率低下，还浪费资源。另一个，工件在平台上运动时与平台间的磨擦，会加大机器的负载，从而增加能源的消耗。优点是在工件推送过程中，与凸轮相连的连杆可以扩大行程，避免了凸轮的尺寸过大，提高了传动性能。（2）设计方案）设计方案 2方案二中的结构相对紧凑些，也比较简单些。不需像方案一中那么多的机构来完成生产任务。但

5、是在送瓶时，会受到较多的约束，且要求送工件的精度比较高，否则会影响到正常的生产工序。在输出环节倒是挺不错的，在转动平台下方某一处开有一孔，可以让工件通过。当工件转到孔的上方时，刚好可以掉下来，从而可以输出工件。（3）设计方案）设计方案 3方案三中的结构相对复杂一点。优点是送料机构与输出机构共在一根轴上，结构紧凑。可是在输出环节，推杆的行程太大了，而且平台的转动刚好与推杆前进方向相反，工件与平台的摩擦加剧，使得生产效率低下，机械产热较大，磨损较严重。如果把输出机构往后移动，虽然可以避免与平台摩擦，但大大加大了行程，而且返回后需要很大的间歇，效率很低。（4 4）设计方案）设计方案 4 4方案四中的

6、结构较复杂些，利用连杆来加大行程，槽轮可以使转动更平稳。凸轮的响应迅速，机构也相对紧凑，比较容易就可以得到预期的运动规律。令人不太满意的是此机构中的输出机构，相对来说，此机构中的输出机构与送瓶机构相距稍微远了些，需用较长的转轴来连接，在长距离传送过程中，对机械的效率影响较大。（5 5）设计方案比较与选择）设计方案比较与选择对一些典型机机构的评价经以上的比较分析，各个方案都有各自的优缺点。方案一和方案三的磨损都较大，加重了机械的的负载，对能源消耗方面较大。方案二相对简单，可是约束相对较多，精度要求相对于另外的几个方案也要高些。综合考虑后，我们选取了方案四做为此次课程设计的方案。四、总体设计四、总

7、体设计1、系统运动循环图、系统运动循环图运动循环图（比例 1：5）电动机驱动蜗杆，使涡轮顺时针转，送瓶机构中凸轮顺时针转动，推程时送瓶，压盖机构逆时针转动，回程后压盖，出瓶机构逆时针转动，回程时拉出瓶子。3、机构的运动分析机构的运动分析槽轮机构广泛地应用于将主轴输入的连续转动转换成从动轴的单向周期性间歇运动的场合,具有构造简单、制造容易、工作可靠和机械效率高等特点，适当地选择参数后，可以实现要求的转位分度和运动停歇等工艺要求。槽轮机构带动上面的转盘，使转盘的运动有停顿。转过一定角度后停顿，进行送工件、装料、压盖等动作。等一些列动作完成后，再进行转动。尺寸设计参参 数数计算公式或依据计算公式或依

8、据结果槽数槽数 z4圆销数圆销数 n由工作要求确定由工作要求确定1中心距中心距 L由安装空间确定由安装空间确定100回转半径回转半径 R sinsinLLR圆销半径圆销半径 r由受力大小确定由受力大小确定6Rr 8槽顶半径槽顶半径 s coscosLLs槽深槽深 hrRLsh 504 .46取拨盘轴径拨盘轴径 d1rRLd 2110槽轮轴径槽轮轴径 d2rRLd 2210槽顶侧壁厚槽顶侧壁厚 b 经验确定经验确定mmb533锁止弧半径锁止弧半径 r0brRr050转动平台尺寸（直径）的设计：摩擦系数 f 为 0.5，由，要使,rmafmgma 工件工件才不会滑出平台,所以需要， 在此我们取。m

9、mr127mmr100转动平台的配图如下.图中 3 个圆是瓶子在转盘中的的位置。尺寸设计与运动分析凸轮的尺寸设计 凸轮的轮廓是根据反转法原理作图的，作图的数据是根据下图表中位移与角度的关系来作图的输入机构的简图从表中数据可得选择的基圆半径 50mm 符合推程压力角允许值30,回程压力角允许值70。采用正弦加速度运动规律推程运动方程为 回程运动方程为 22sin00hs22sin100hs 002cos1v0012cos hv 20022sin2ha 20022sin2haX 推程 0135远休止 135180回程 180270近休止 270360 推程 h=40mm，w=2rad/sxs(mm

10、)v(m/s)a(m/s)0000153045607590105120135400015040001654000180400019521022520240255270000285000300000315000330000345000360000Excel 处理后得图如下推程速度与角度00.050.10.150.20.250153045607590105120135m/s加速度与角度-2-1.5-1-0.500.511.520153045607590105120135m/s2位移与角度0510152025303540450153045607590105120135mm回程速度与角度-0.35-0

11、.3-0.25-0.2-0.15-0.1-0.0500153045607590m/s位移与角度-50510152025303540450153045607590mm加速度与角度-4-3-2-1012340153045607590m/s23.压盖机构的尺寸设计与运动分析机构简图xs(mm)v(m/s)a(m/s)000015304520607590400010540001204000135400015040001654000180400195021002252002400255027000285000300000315000330000345000360000因为压盖时需要力与速度，虽然正弦加速

12、度运动规律没有冲击，但是当压盖机构下到最低点时已没有力与速度，达不到压盖的预期的运动。所以回程时采用匀速运动规律，推程则仍采用正弦加速度运动规律。推程运动方程 回程运动方程为 22sin00hs01 hs 002cos1v0hv 20022sin2ha 0aX 推程 090远休止 90180回程 180270近休止 270360 推程， 。mmh40srad2用 Excel 软件处理，得到下面六个表格推程位移与角度051015202530354045020406080100mm速度与角度050100150200250300350020406080100mm/s加速度与角度-4000-3000-

13、2000-100001000200030004000020406080100mm/s2回程v-0.18-0.16-0.14-0.12-0.1-0.08-0.06-0.04-0.020020406080100m/ss051015202530354045020406080100mma05020406080100m/s24. 输出机构的尺寸设计与动运动分析凸轮尺寸的设计输出机构简图从表中数据可得选择的基圆半径 75mm 符合推程压力角允许值30,回程压力角允许值70。采用正弦加速度运动规律推程运动方程为 回程运动方程为 22sin00hs22sin100hs 002cos1v0012cos hv 2

14、0022sin2ha 20022sin2haX 推程 090远休止 90180回程 180315近休止 315360推程推程，mmh40srad2经 Excel 软件处理后，可以得到下面六个表格推程速度与角度050100150200250300350020406080100mm/s位移与角度051015202530354045020406080100mmxs(mm)v(m/s)a(m/s)0000153045206075904000105400012040001354000150400016540001804000195210225-160240255270-16028530031500033

15、0000345000360000加速度与角度-4000-3000-2000-100001000200030004000020406080100mm/s2回程加速度与角度-2000-1500-1000-5000500100015002000020406080100120140160mm/s2速度与角度-250-200-150-100-500050100150mm/s位移与角度051015202530354045050100150mm五、电机选择五、电机选择 1、电动机的转速选择： 电机型号：Y132M-4，额定功率：7.5KW，转速 1440r/Min，满载电流，功率因数为 0.85,重量约 8

16、1Kg 。2、传动比计算：（蜗轮蜗杆） 生产率为 60 次/min，而 3 个凸轮和槽轮的主动拨盘的转速与涡轮的转速相同，转速为 60r/min，故传动比.24601440 蜗杆头数选择 2，则蜗轮齿数为.48242蜗轮与蜗杆的尺寸参数为:3、圆锥齿轮的设计与记算用圆锥齿轮来实现传动的方向，故只要两者的齿数相同即可。圆锥齿轮的尺寸数据为：真真三维仿真制作结果与运动分析：2.送瓶机构：3.压盖机构：4.出瓶机构：七、总结七、总结 经过这次课程设计后，原先有些问题老是弄不懂，做完之后，很多问题迎刃而解了。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课

17、程设计对我们的作用是非常大的。 做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于机械原理课本的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解机构的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多机构的功能，并且对于其在机械传动中的起到的作用有了更多的认识。 通过这次课程设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！ 参考文献：参考文献：1 主编 张晓铃 李艳机械原理课程设计指导书北京航空航天大学出版社，20082 主编 孙桓 陈作模 葛文杰 机械原理（第七版）北京：高等教育出版社，2006 3 主编 王大康 卢颂峰主编，机械设计课程设计，北京，北京工业大学出版社，20004 主编 刘政昆 间歇运动机构大连：大连理工大学