酱类食品罐装机构及其传动装置的设计

1、酱类食品罐装机构及其传动装置的设计湖南工业大学 课程设计任务书2015 2016 学年第2学期指导教师:2016年 6月17日系（教研室）主任（签字）:湖南工业大学课程设机械工程学院（系、部）期课程名称机械原理课程设计指导教师学年第二 学职称学生姓名专业班级学号机械原理课程设计 机械原理课程设计设计说明书起止日期：2016年6月1日至 20166 月 17 h成生姓名级号绩 指导教师（签字）机械工程学院（部）2016年6月17日机械原理课程设计目录1. 机器的功能和设计要求12. 工作原理和工艺动作分解23根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图34. 执行机构选型55. 机械运动方案的选择和评定

2、96 机构运动简图107 减速器的传送比和槽轮机构118 减速器尺寸设计129 总传动比计算1410.传动尺寸设计15减速器和多工位转盘的cad装配图 1612.参考资料1713 .设计总结18机械原理课程设计一、机器的功能和设计要求 酱类食品如芝麻酱、花生酱、草莓酱、甜面酱、辣椒酱或番茄酱等, 因风味独特，深受广大消费者的喜爱，是餐饮酒店、居家旅行之佳品。酱 类食品灌装机是食品加工企业不可缺少的生产设备。图1所示为一种酱类食品灌装机的实物外形图图1酱类食品灌装机在设计过程屮，为防止酱类食品变质，产品密封性耍 好，在密封后有一定的保压时间。整机由同一电动机驱动，转盘的转位应 准确平稳，整体结构

3、紧凑、性能可靠、操作简单、外形美观、制造方便。 英工作数据要求如下表：酱类食品灌装机传动装置的设计也有如下要求：1）工作条件：两班制，非连续单向运转，工作环境良好，有轻微震 动。2）使用期限：十年，大修期三年；3）生产批量：小批量生产（少于10台）4）生产条件：一般机械厂制造，可加工78级精度的齿轮及蜗轮。5）动力来源：电力，三相交流（220v/380v）o6）工作转速允许误差：±3%-5%o7）开式圆锥齿轮传动比iw4,带传动比iw35。机械原理课程设计二、工作原理和工艺动作分解酱类食詁灌装机的主要工艺动作经过分析可知，有以下六个动作：1）加料：将灌装物料输送至料斗（料腔），该动作

4、依靠重力作用即可完成，实现自动加料;2）转盘间歇转动：将空瓶或空罐送至多工位转盘，并能自动转位，实现灌装，密封，贴标的转换，有利于提高生产效率；3）灌装：能实现定量灌装，应根据设计耍求确定空瓶灌装阶段停留 的时间。又因为酱类的特殊性，故不能只依靠重力完成，需要采用特殊机构来实 现灌装行为；4）密封：进行压盖密封，密封后应有一定的保压时间；5）贴标：进行粘贴商标；6）输送：将灌装，密封，贴标完成后的成品送出。-2-机械原理课程设计三、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图拟定酱类食品灌装机的运动循环图，主要是确定输入、灌装、密封、 贴标、输出等执行构件的先后顺序、相位，这样有利于对各执行机构进行

5、设计、装配和调试。酱类食品灌装机的灌装机构为主机构，以它的原动件 位于初始位置的时刻为起点，以横坐标表示主轴旋转的角度，纵坐标表示 各执行构件的位移，机构的运动循环图如图所示。如果以横坐标表示主轴 旋转的时间，纵坐标表示机构旋转的角度，另一部分机构的运动循环图可 以用图4表示，其中t代表主轴旋转一周所用的时间。3机械原理课程设计4机械原理课程设计四、执行机构选型根据转盘间歇运动机构、定量灌装机构、压盖密封机构、粘贴商标机 构这四个执行机构动作要求和结构特点，可以选择下表中所示的常用机构3.1转盘间歇运动机构不完全齿轮机构优点：不完全齿轮机构结构简单、制造容易、工作可靠，从动轮运动 时间和静止时

6、间可在较大范围内变化缺点：从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般只用 于低速，轻载场合，所以不用。不完全齿轮示意图5机械原理课程设计（2）槽轮机构槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但 是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击， 并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，多用来实 现不需经常调节转位角度的转位运动，所以比较合理，用此机构。槽轮机构示意图3.2定量灌装机构（1）偏置曲柄滑块机构优点：就其理想的运动特性来说，此机构完全能实现直线往复移动。 如果连杆设计得当，此机构具有传递平稳运动精确地优点。缺点：由于连杆机构的

7、运动链较长，各运动副的运动误差可能会引起 机构较大的误差累积，但总体上很好的把握机构的运动，所以选择这个机 构为灌装机构。偏置曲柄滑块机构示意图6机械原理课程设计（2）凸轮机构优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各项预期的运动规律，而且机 构间紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点线接触，易磨损，磨损后传动不平稳， 需经常更换，造成经济成本高，所以不用凸轮间歇机构示意图3.3压盖密封机构方案一图35压盖机构方案一该机构加压时间长，无增力，但有一定的冲击性，磨损易变形，加工难度大7机械原理课程设计方案二图36压盖机构方案二优点：结构简单，传动精确、可靠，可满足使用要求。缺点：易磨损

8、，制造较一般凸轮难，但是综合比较之下这种机构最为合适。3.4粘贴商标机构分析知，自动贴商标机构由连续旋转的贴商标滚轮和往复运动的半圆 形卡槽组成，即自动贴商标机构也是要求设计一个往复运动的机构，往复 过程迅速，两头有一定的停顿时间，活动过程屮承载不大，所以选定直动 从动件固定凸轮机构来带动商标粘贴机构。8机械原理课程设计五、机械运动方案的评定装机构中，若进行传送空瓶，由于精度不够，难以与多工位转盘配合。在动力传输时，既可以选用一些标准直齿轮构成的轮系进行动力传递，也 可以选用皮带传输，轮系在进行动力传递的同时还可以起到减速的作用， 传动比恒定，精确，传递效率高，使用寿命长，但是远距离的传递需要

9、多 个齿轮齿合，从而加大了制造成本和整个机构的重量，从经济性喝实用性 考虑是不合理的，而相比z下皮带传动，传动平稳，噪音小，可缓冲和吸 震，但加工成本低，所以优先选用皮带传输。传统的灌装机通常采用传输带到六工位转盘的传输方法，虽然传输带 比较平稳，但是在交接的时候容易打滑，所以选用间隙旋转工作台的方案, 此机构较为可靠，结构也较为简单，有平稳的运动性能。9机械原理课程设计六、机械运动方案简图用皮带和定轴轮系减速，由槽轮实现轮台的间歇性转动。标准直齿轮 槽轮均便加工。传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小, 且皮带的 成本低，通常情况下应优先选用，但由于易磨损，所以在某些 特殊工件上不

10、建议使用传送带。通过链轮传递给凸轮使压盖和灌装机能够 精确进行；槽轮机构能实现间歇性转动且能较好的定位，便于灌装、压盖 的进行。但是由于传动比过大，用定轴轮系传动时，占用的空间过大，且 圆锥齿轮加工困难高速时不如带传动平稳；链条工作时，特别是因磨损 产生伸长以后，容易引起共振。图61酱类灌装机构运动简图机械原理课程设计七减速器的传送比和槽轮机构il2=nl/n2=1000/100=10;i2,3=n27n3=100/10=10;i34=n3/n4=10/122=0.4545i45=n4/n5=22/4=5.5第一级传动，传动比为10第二级传动，传动比为10第二级传动,传动比为0.4545第三级

11、传动，传动比为5.5机械原理课程设计八机构减速器尺度设计根据方案一设计减速器机构示意图，如图71所示：图81减速器机构示意图接下來，需要对五个齿轮尺寸进行分，其位置关系如图74所示：-12 -机械原理课程设计图8-4-13 -机械原理课程设计九、总传动比计算根据选定的驱动电机的转速n=1000r/min和生产率为12瓶/分钟，它 的机械传动系统的总速比为：k=1000/12=83.3以下压力角和模数均取标准值a=20° m=3mml=nl/n2=rl/r21=3nl=n*rl/r2=1000*20/60=333.3r/mi n第二级齿轮减速：n 1 二nl' =333.3r/

12、min 取 zl' =15z2=60i=n r/n2=z2/zrn2=nr*zir=333.3*15/60=8303r/mi n又由于 n2=n2, =83.3r/min即可得出 i二n2' /n3' =7z2' =15 z3=60因为六工位盘1/3 (120° )时间转动，2/3 (240° )时间间歇。所以 n4=n4" =36r/min|二n4/n3” =3 取 z3” =45z4=z3” /l=15取 z3' =5 m=3 则查表得 dl=45 z6=30n6=n3,*z37z6,=2r/min=n6/14机械原理课

13、程设计十、传动件尺寸的确定由上述计算可知传动齿轮设计如下表：15机械原理课程设计十一、减速器和多工位转盘的cad装配图机械原理课程设计十二、参考文献朱理.机械原理m北京：高等教育出版社，2010.042戴娟.机械原理课程设计指导书m北京；高等教育出版社.2011.1邹慧君机械原理课程设计手册m 北京高等教育出版社.1998王三民，机械原理与设计课程设计m北京。机械工业出版社，2005.机械原理课程设计十三、设计总结一个星期的时间很快就过去了，在邓英剑老师的指导和小组成员的协 助下，我终于将机械原理课程设计完成了。通过这一次训练，我发现了自 己众多的知识盲点，意识到了自身能力的不足。在进行设计的

14、前期过程中, 我们不断地修改设计方案，但是仍不能很好的实现预定的工艺动作。后来 经过查阅机械原理教材，和其他小组讨论，查阅相关产品资料等方法，找 到了类似的工艺动作的实现方法，并加以演变，才完成了整个酱类食品灌 装机的设计。虽然这次完成课程设计的过程很曲折，很艰难，但是我们的收获还是 很大的。比如槽轮机构和圆柱凸轮机构，在课堂上的吋候并不是重点内容，但是在 实际的机械产品设计中，它们的应用是很广泛的。这样，通过课程设计的 “检验”，我们加深了对这方面知识的理解和应用。另一方面，通过这次 的训练，加强了我对办公软件word,制图软件autocad, pro/e等工具的 基本操作的驾驭能力。但同时我还意识到我现在具有的