旋转型灌装机设计说明书

1、目录1设计题目1.1 设计条件1.2 设计任务1.3 设计思路2原动机的选择3传动比分配4传动机构的设计4.1 减速器的设计4.2 第二次减速装置设计4.3 第三次减速装置设计4.4 齿轮的设计5方案拟定比较5.1 综述5.2 选择设计方案5.3 方案确定6机械运动循环图7凸轮设计、计算及校核8连杆机构的设计及校核9间歇机构设计10设计感想11参考资料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8.4中，工位1:输入空瓶；工位2:灌装；工位

2、3:封口；工位4:输出包装好的容器。固定工作台I/V.X/JJ''kK/7tJI.7传送带J./S（jCWx/2，丁z转台1.1 设计条件该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动旋转型灌装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/minA600144010B550144012C500960151.2 设计要求1 .旋转灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。至少设计出三种能实现其运动形式要求的机构2 .设计传动系统并确定其传动比分配3 .在用A2图纸上画出旋转灌装机的运动方案简图和用运动循环图分配各机构的节拍。4 .对连杆机构进行速度和加速度的分

3、析，绘出运动线图，用图解法或者是解析法设计平面连杆机构5 .凸轮机构的计算，按要求选择从动件运动规律，并确定基因半径，最大压力角，最小曲率半径。对盘状凸轮要用解析法计算出理论廓线、实际廓线值。绘制从动件运动规律线图及凸轮廓线图。6 .齿轮机构的设计计算。7 .编写设计计算说明书。.2原动机的选择本身设计采用方案C。故采用电动机驱动，其转速为960r/min。灌装速度为10r/min.3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20r/min,其传动比分别为2、6、6。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

4、，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。Z2=20Z3=120Z4=20Z5=120Z6=20n=960r/mini1=2i32=6i54=6n1=15r/minZ6=20Z7=30i76=1.5n2=10r/min.4传动机构的设计4.1减速器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：ii=2。2、3、4、5、6为齿轮:Z2=20Z3=120Z4=20Z5=120Z6=20i32=Z3/Z2=120/20=6i54=Z5/Z4=120/20=64.2第

5、二次减速装置设计Z6=20Z8=30i9=2i86=1.5n1=n/(i1*i32*i34)=960/(2*6*6)=15r/min减速器由齿轮6输出15r/min的转速，经过一级齿轮传动后，减少到10r/min。6、7为齿轮：Z6=20z7=30i76=Z7/Z6=30/20=1.5n2=ni/i76=20/2=10r/min61减速器一、/4.3第三次减速装置设计Z6=20Z7=30m=6mma=20a=150mmr6=30mmr7=45mmrb6=56mmrb7=112mmra6=66mmra7=126mmg6=31.327=26.50pb6=14.76mm&a=1.641减速器

6、由齿轮6输出15r/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：一一.86»l减速器6、8为齿轮：Z6=20Z8=309为皮带轮：i9=2i86=Z8/Z6=30/20=1.5n3=ni/(i86*i9)=20/(2*2)=5r/min4.4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=30,m=6mm,a=20中心距：a=m(z6+Z7)/2=150*(20+30)/2=150mm分度圆半径：r6=a*Z6/2(Z7+Z6)=150*20/2(20+30)=30mmr7=a*z

7、7/2(Z7+Z6)=150*30/2(20+30)=45mm基圆半径：rb6=m*Z6*cosa=6*20*cos20°=56mmrb7=m*Z7*coso=6*30*cos20°=112mm齿顶圆半径：ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*6/2=66mmra7=(z7+2ha*)*m/2=(30+2*1)*6/2=126mm齿顶圆压力角：ca6=arccos【z6cosa<Z6+2ha*)l=acrcos【20cos20/(20+2*1)】=31.32ca7=arccos【z7coso/(Z7+2ha*)l=acrcos【30cos20/(30+

8、2*1)】=26.50基圆齿距：pb6=pb7=Timcosa3.14*5*cos20=14.76mm理论啮合线：NiN2实际啮合线：AB重合度：ca=Z6(tana6-tana)+z7(tan7-tana】)/2兀=【20(tan31.32-tan20j+40(tan26.50-tan20”/2几=1.64这对齿轮能连续转动.5方案拟定比较5.1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

9、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。5 .2选择设计方案机构实现方案转盘的间歇运动机构槽轮机构不完全齿轮封口的压盖机构连杆机构凸轮机构工件的定位机构连杆机构凸轮机构根据上表分析得知机构的实现方案有2*

10、2*2=8种实现方案为了实现工件定位机构，比较凸轮机构和连杆机构之间的优缺点；因为：1）凸轮机构能实现长时间定位，而连杆机构只能瞬时定位，定位效果差，精度低。2）凸轮机构比连杆机构更容易设计。3）结构简单，容易实现。所以，在这里凸轮机构比连杆机构更适用。为了实现封口的压盖机构，比较凸轮机构和连杆机构之间的优缺点；因为凸轮机构，1） 加工复杂，加工难度大。2） 造价较高，经济性不好。所以在这里连杆机构比凸轮机构更适用。为了实现转盘的间歇运动机构，比较槽轮机构和不完全齿轮之间的优缺点；因为：1）与其他间歇运动机构相比，不完全齿轮机构结构简单。2）主动轮转动一周时，其从动轮的停歇次数，每次停歇的时间

11、和每次传动的角度等变化范围大，因而设计灵活。3）而且它一般适用于低速、轻载的场合，并且主动轮和从动轮不能互换。所以在这里我们选择不完全齿轮来实现转盘的间歇运动。综上可知：转盘的间歇运动机构，我们选择不完全齿轮机构；封口的冲压机构，我们选择连杆机构；工件的定位机构，我们选择凸轮机构。5.3方案确定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转盘的间歇运动机构为不完全齿轮，封口的冲压机构为连杆机构,工件的定位机构为连杆机构5.2.3方案出转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口的冲压机构为凸轮机构,工件的定位机构为凸轮机。r0=480mmrr=30h=60

12、mm.6机械运动循环图时间0。（角度）11111I|11n30°60901200150°180°210°240°270°300°330°360°转动装置/加紧装置/f/压盖装置/小=300/后退后退刖进传送带转动刖进停止停止夹转台停止转动士装小'=300依=120°点'=180°omax=28<300a=100mm.7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亍程足够，故凸轮的推程设计为60mm以下为推杆的运动规

13、律：60mmb=900mme=500mms=220mm9=10°rmin=51.3°k=1.12>190°120°300°330°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。-900105°120°120°-3000315°3300-360°位移（mm）0306060300基圆：r0=480mm滚子半径：rr=30行程：h=60mm推程角：小=30°回程角：=30°进休止角：依=120°远休止角：（>

14、9;=1800最大压力角：omax=28<30z左=6z右=36m=5mma=209=60a=180mmr左=r右=90mmrb左=84.6mmrb右=84.6mmra左=ra右=95mmo(a左=oa右=27Pb左=4.76mmPb右=14.76mm.8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：曲柄长连杆长偏心距a=100mmb=900mme=500mm行程：s=220mm级位夹角：0=arccos【e/(a+b)-arccos【e/(b-a)】=10最小传动角：rmin=arccos【e/(b-a)=51.3&

15、#176;行程速比：k=(180°+9)/(180°-9)=1.12>1.9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兀全四轮，右边为标准四*匕，左边四*匕转一周，右边四轮转动60。具体参数为：z左=6,z右=36,m=5mm,a=20,8=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*=a/2=180/2=90mm基圆半径：rb左=6右=2为0$o/2=180*cos20°/

16、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：ca左=o=arccos【z右coso/(z右+2ha*)】=acrcos【36cos20/(36+2*1)】=27基圆齿距：Pb左=Pb右=Mcosa3.14*5*cos20=14.76mm.10设计感想第一次做课程设计，发现真的很难，不是以前想的那么简单。通过这次课程设计，发现好多以前学习的内容已经忘记，好多知识理解的不够深刻，以前所学习的知识不能相互联系整合，学习的知识不能联系实际。这次课程设计对于我们来说真的是一次难得的学习与锻炼的机会。这次机械原理课程设计时间上虽有些紧张，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能力。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