酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计

1、.湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）第二学年第二学期课程名称机械原理课程设计指导教师职称教授学生姓名专业班级学号题目酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计成绩起止日期2011年7月1日2011年7月5日目录清单序号资料名称资料数目备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸119456z.机械原理课程设计设计说明书酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计起止日期：2011年7月1日至2011年7月5日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2011年7月1日z.目录.z.湖南工业大学课程设计任务书20102011学年第2学期机械工程学院（系、部）专业班级课程名称

2、：机械原理课程设计设计题目：酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计完成限期：自2011年7月1日至2011年7月5日共一周一、设计的任务与主要技术参数酱类食品灌装机是食品加工企业不行缺乏的生产设备。其工艺过程是：1）将灌装物料输送至料斗；2）将空瓶或灌装送至多工位转盘，并能自动传位；3）能实现定量灌装；4）进行压盖密封；5）进行粘贴商标；6）将成品送出；二、原始数据容1灌装物料：芝麻酱、花生酱、草莓酱、甜面酱、辣椒酱或蕃茄酱等；及2灌装能力：22瓶/min；任3每瓶酱净重：（200400）克/min；务4定量灌装、加盖密封、粘贴商标工艺的工作行程：80mm；5所需电机功率：3.0kW，电机同步转

3、速：1500r/min；三、设计工作量要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，依据工艺动作和协调要求制定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确立机械运动的整体方案，依据任务书中的技术参数，确立该机械传动系统的速比和变速机构，作出机构运动简图，对相关执行机构的详尽尺度进行解析与设计。要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。（有条件的要求用三维动画表述）。起止日期工作内容进工作原理解析、工艺动作解析、执行机构选型和制定度运动规律和运动协调设计、绘制运动循环图z.安机构尺度设计、运动解析排动力解析、绘制机构运动方案简图整理设计说明书、设计小结1朱理机械原理：

4、高等教育第一版社，2008：15-2002邹慧君机械原主要理课程设计参照：高等教资料育第一版社，2009：15-250指导教师：2011年7月1日系（教研室）主任：_2011年7月5日z.设计题目：酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计1.1设计原理：酱类灌装机是由传递装置将物料输送至料斗，而后经过转盘的间歇运动对空瓶进行定量灌装并压盖密封，在粘贴好商标后将成品送出。1.2设计要求：灌装机构设计要求：1、参数中的工作行程包括定量灌装、加盖密封、粘贴商标工艺等工作行程；2、为防范酱类食品变质，产品密封性要好、在密封后有必定的保压时间；3、整机由同一电动机驱动，转盘的转位应正确安稳，整体结构紧凑、性

5、能靠谱、操作简单、外形雅观、制造方便。传动装置设计要求：1、工作条件：两班制，非连续单向运行，工作环境优异，有稍微震动；2、使用限期：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级精度的齿轮及涡轮；5、动力本源：电力，三相交流（220/380V）；6、工作转速同意偏差：+3%5%；7、开式锥齿轮传动比i4，带传动比i3.5.灌装机形状如图1-1所示，图1-1灌装机形状图z.工作原理和工艺动作分解2.1工作原理和工艺动作分解依据任务书的要求，该机械的应有的工艺过程是，机构应拥有四个执行机构（转盘间歇运动机、定量灌装机构、压盖密封机构、粘贴商标

6、机构）。四个执行构件的运动形式为：(1)转盘完成间歇转动，转动时将瓶送至灌装、压盖机构处，转盘停止转动时完成灌装、压盖动作。若机构主动作一转完成一个运动循环，则转盘位移线图的形状大体如图2-1所示。图2-1转盘角位移线图(2)定量灌装机构内部的活动塞子做水平来去运动，活动塞子向前运动时把酱压入瓶内，但是在此前，活动塞子有一段时间固定不动，让瓶子被顶长从而使酱不被灌入瓶外。则其位移线图如图2-2.z.图2-2定量灌装机内部位移图(3)压盖密封机构做上下来去运动，当其下压时将盖子压紧在瓶子上，并保持必定的保压时间，因此有一段时间压盖头也是不动的，以保证密封性，随后向上运动，这样来去。其位移图大体如

7、图2-3。图2-3压盖密封机构位移图（4）送出成品。z.依据工艺动作和协调要求制定运动循环图制定运动循环图的目的是确立各机构执行构件动作的先后序次、相位，以利于设计、装置和调试。转盘间歇运动机构主动件每转完成一个运动循环因此拟定运动循环图时，以该主动件的转角作为横坐标(0、360)，以各机构执行构件的位移为纵坐标作出位移曲线。运动循环图的位移曲线主要着眼于运动的起迄地点，依据上述表述作出灌装机构及其传动装置的运动循环图如图3-1所示转动停止停止工作转台灌装压盖机构的滑退进块360图3-1灌装机构及其传动装置的运动循环图执行机构选型由上述解析可知，压片机机构有右四个分支：一为实现自动转位的转盘间

8、歇运动机构；二为实现灌装的定量灌装机构；三是压盖密封的压盖密封机构；四是实现商标粘贴的粘贴商标机构。其他，当各机构按运动循环图确立的相位关系安装此后应能作合适的调整，故在机构之间还需设置能调整相位的环节(也可能是机构)。转盘机械运动机构设计过程：实现自动转位的转盘间歇运动应有下述几种基本运动功能：转盘每分钟有22次间歇运动，因此机构的主动构件转速应为22rmin，以电动机作为原动力，电动机转速是1500r/min，则转盘间歇机构应有运动减小的功能原动机是水平搁置的，转盘的法线是垂直水平面的，因此机构要有变换运动方向的功能z.转盘是间歇运动，原动机是连续转动，因此机构还应拥有变换运动形式的功能；

9、方案一：用定轴轮系减速，由不完整齿轮实现转台的间歇性转动。此方案的长处是，标准直齿轮与不完整齿轮均便于加工。弊端：一方面，传动比过大，用定轴轮系传动时，占用的空间过大，使整个机构显得肥胖，且圆锥齿轮加工较困难；另一方面，不完整齿轮会产生较大冲击，同时只好实现间歇性转动而不可以实现自我定位。方案二：灌装与压盖部分采纳以以下图的等宽凸轮，输送部分采纳以以下图的凸轮式传输机构。弊端：等宽凸轮处会因摩擦而磨损，从而影响精确度z.方案三：1以以下图，由发动机带动，经蜗杆涡轮减速；经过穿过机架的输送带输入输出瓶子；图1旋转型灌装机由槽轮机构实现间歇性转动与定位，如上图所示；压盖灌装机构采纳同步的偏置曲柄滑

10、块机构，其他，在z.压盖灌装机构中，分别设置了进料口、进盖口以及余料的出口。此方案为我们最后所选择的方案。优弊端解析。长处：蜗轮蜗杆传动均衡，传动比大，使结构紧凑；传递带靠摩擦力工作，传动安稳，能缓冲吸震，噪声小；槽轮机构能实现间歇性转动且能较好地定位，便于灌装、压盖的进行。弊端：在平行四边行机构中会出现死点，在机构惯性不大时会影响运动的进行；因为机构尺寸的限制，槽轮需用其他的电动机来带动。图4-5方案三定量灌装机构设计过程：实现定量灌装的定量灌装机构应有下述几种基本运动功能：1)：灌装能力是22瓶/min，因此机构的主动构件每分钟水平来去22次，以电动机作为原动力，电动机转速是1500r/m

11、in，则主加压机构应有运动减小的功能原动机是转动，构件是水平方向挪动，因此机构要有变换运动形式的功能3）因为要防范酱在灌入瓶子内时掉到外面，因此需要将瓶子顶上一段距离，使灌嘴没入瓶内，因此当活塞在推进酱进入瓶内前，有一段时间时停止的，因此该机构一定可以内行程尾端逗留一段时间。先取上述(1)、(2)（3）、三种一定具备的功能来构成机构方案。若每一功能仅由一类基本机构来实现，如图3-1所示，可组合成3*3*218种方案。z.采纳以以下图四种方案作为预选方案。图4-7方案一z.图4-8方案二图4-9方案三z.图4-10方案四机械运动方案的选择和评定图4-1所示的方案一、三都采纳了凸轮机构。凸轮机构虽

12、能获得理想的运动规律，但要使从动件达到90一100mm的行程，凸轮的向径比较大，于是凸轮机构的运动空间也较大。并且凸轮与从动件是高副接触，不宜用于低速、大压力的场合。图4-1所示的方案二采纳曲柄滑块机构，曲柄长度仅为滑块行程的一半，机构结构简洁，尺寸较小，但滑块内行程尾端只作刹时逗留，运动规律不理想。图4-1所示的方案四，将曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构串通，则可获得比较好的运动规律，尺寸也不致过大。又因为它是全低副机构，宜用于低速、重载。因此选择方案四。机械传动系统的速比和变速机构总传动比计算：n电1440总57.6（5-1）i25n轴第一级采纳带传动，取传动比为4，第二级采纳双级齿轮减速器，传

13、动比为14.4。z.机构运动简图图7-1机械运动简图A图7-2酱类食品灌装机机构减速器和多工位转盘的cad装置图灌装机机构的尺度设计z.1）蜗轮蜗杆设计：齿数模数（mm）压力角（0）螺旋角直径（mm）蜗轮20252014.04100蜗杆1252014.045002）齿轮设计模数（mm）压力角（0）齿数直径（mm）齿轮152020100齿轮2520603003）传递带的设计速度：V=wr=72r/min*50mm每两个瓶子之间的距离S:t=S/v=1/(w1/6)此中w1为转台的角速度22r/min解得：S80mm4）曲柄滑块机构的计算由机构整体尺寸，行程为137mmm，行程速比系数K1.4偏爱

14、距为50mmm详尽设计过程见图解法5）平行四边形机构的设计因为已知曲柄长度为50mm，连架杆长度为706.61mm，由平行四边形定理可得出该机构的尺寸。6）槽轮的设计L=450mm=30R=Lsin225mmsLcos389mmhs（LRr）130mmd12（Ls）60mmd22（L-R-r）100mm此中L为中心距圆销半径r30mmd1为拨盘轴的直径d2为槽轮轴的直径灌装机机构三维建模z.灌装机机构速度与加快度解析（解析一个地点）平行四边形机构的运动曲线图z.对A点进行位移、速度、加快度解析：点的加快度曲线位移曲线z.速度曲线由上述曲线可以看出，平行四边形机构在运动过程中，为匀速运动，加快度会发生突变，因此存在着冲击。11.参照资料1.机械原理（第六版）孙桓陈作模主编高等教育第一版社2.机械设计课程设计（第二版）朱文坚黄平编华南理工大学第一版社3.机械设计基础课程设计孙德志张伟华邓子龙编科学第一版社4.机械设计与理论李柱国主编科学第一版社5.机械设计课程设计朱家诚主编合肥工业大学6.机械原理课程设计指导书戴娟主编高等教育第一版社12设计总结在指导老师的带领下，经过一周的努力，我终于将