新型全自动灌装机的结构设计【毕业作品】

PAGE新型全自动灌装机的结构设计专业：机械设计制造及其自动化

摘要灌装机是包装生产线中一种核心设备。因此，灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益。本文对灌装设备的基本原理、结构设计及各个子系统都作了详细的介绍，如供瓶系统、灌装系统。同时在控制和执行方面的关键技术也做了简单的介绍，如采用单片机控制，系统控制稳定、准确；传感器的应用可提高了设备的可靠性；抗干扰设计和一体化的设计简化了系统结构，降低了重量，节省了成本。本次设计的成果：设计了一种沿直线作周期性的间隙移动，在停歇时完成灌装，主要应用于液体饮料生产企业的直线型液体灌装机。主要分析和设计了灌装机的3个主要系统：液料供送系统、供瓶系统和灌装系统。液料供送系统采用了液压泵把液体从储液槽输送到灌装机储液箱，供瓶系统采用了板式输送机和链传动来运输灌装瓶，灌装系统主要采用了定量杯定量法，常压式灌装方法。关键词：灌装；直线型；定量；常压式AbstractFillingmachineisoneofcoreequipmentofpackagingproductionline.Therefore,thefillingeffectoffillingmachinehaveadirectinfluenceontheeconomicefficiencyofenterprises.Inthispaper,thebasicprincipleoffillingequipment,structuraldesignandsubsystemsareanalyzedindetail,suchasforbottlesystem,fillingsystem.Meanwhile,controlandexecutionkeytechnologiesalsoaresimplyintroduced,suchasusingsingle-chipmicrocomputertocontrol,andthecontrolsystemisstableandaccurate;theapplicationofthesensorcanimprovethereliabilityoftheequipment;anti-interferenceandintegrationdesignsimplifythestructureofsystems,reducetheweight,andsavethecost.Theresultsofthisdesign:designofaperiodicintermittentmovementalongtheline,whichismainlyusedinlinearliquidfillingmachineofliquidbeveragemanufacturers,fillingcanbecompletedintherest.Analyzeanddesignthreemainsystemsoffillingmachine:deliverysystemofliquidmaterial,bottlesystemandfillingsystem.Deliverysystemofliquidmaterialusesahydraulicpumptotransfertheliquidfromthereservoirtoliquidstorageboxoffillingmachinestoreliquid,forbottlesystemusesaplateconveyorandchaintotransportfillingbottles,forfillingsystemmainlyusesquantitativemethodofquantitativecupandpressurefillingmethod.Keywords:Filling;Thelinear;Quantitative;Atmospherictype目录前言 1第1章绪论 21.1液体灌装机概况 21.1.1我国饮料灌装机械制造业概况 21.1.2液体灌装机械的分类 21.1.3国内外液体灌装机械的发展趋势 21.2选题的意义 3第2章总体方案设计的基本内容 42.1确定功能与应用范围 42.2工艺分析 42.3总体布局 42.4拟订主要的工作参数 52.5方案的提出 5第3章总体方案的设计分析、比较与选择 63.1设计分析 63.1.1工艺分析 63.1.2对执行构件的运动要求 63.1.3机构选型 63.2灌装机的总体结构 8第4章液料供送系统的设计、计算和选用 94.1输送管路的设计 94.2输送液泵的确定 104.3灌装时间的计算 114.4供液系统原理图 144.5供液系统所选元件的参数 14第5章供瓶系统的设计、计算和选用 165.1输送线方案的选用 165.2电机到减速器的传动设计与计算 165.2.1轴转速、功率、扭矩的计算 165.2.2直齿圆柱齿轮传动设计 175.2.3轴的结构设计 225.3链传动设计计算 235.4输送线部分的计算 275.4.1原始数据及资料 275.4.2底板宽度 275.4.3牵引力的计算 285.5轴系部件的设计计算 295.5.1轴的设计计算 295.5.2轴承的选用和计算 335.5.3键的校核计算 33第6章灌装系统设计和选用 356.1灌装机储液箱的尺寸确定 356.1.1储液箱容量的计算 356.1.2结构设计 356.2储液箱上的一些辅件的说明 356.3灌装方法与定量方法的选用 366.3.1灌装方法 366.3.2定量方法 37第7章执行系统的设计、计算和选用 387.1动作分析与执行件的选用 387.1.1动作分析 387.1.2执行件的选用 387.2设计分析与方案设计 387.3机械液压系统设计与计算 397.4液压系统回路方案设计 427.5选择液压元件 427.6液压系统性能验算 43第8章控制系统的设计和选用 458.1水箱液位控制 458.2执行系统的控制 45小结 46致谢 47参考文献 48PAGE1前言随着经济的发展和人们生活水平的提高，商品的包装愈显重要，灌装机也有了很大的发展，灌装机主要是包装机中的一小类产品，从对物料的包装角度可分为液体灌装机，膏体灌装机，粉剂灌装机，颗粒灌装机，而由于液体的特殊性(如溶解性、吸收性、生产运输的方便性等)使生产的灌装液体的包装机在包装机械中占了很大的比例。世界灌装机向高速、多用、高精度方向发展，目前部分灌装生产线已可以在玻璃瓶与塑料容器（聚酯瓶）、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等不同要求和环境下使用。目前，碳酸饮料灌装机灌装速度最高已达2000罐/分，德国H&K公司灌装机的灌装阀多达165头，SEN公司144头，Krones公司178头，灌装机直径大至5米，灌装精度±0.5ml以下。非碳酸饮料灌装机灌装阀50——100头，灌装速度最高达1500罐/分，灌装机料槽转速20——25转/分，速度提高1倍。可以进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳和果汁饮料等多种饮料的热灌装，国外热灌装饮料封口后不再进行二次杀菌。碳酸饮料常温灌装已酝酿20多年，常温碳酸化可以降低饮料成本，有利环保。非碳酸饮料充氮系统采用加压方式或液氮滴入方式向落壁铝罐或PET瓶内灌注液氮惰性气体[1]，使易拉两片铝罐和PET瓶用于果汁饮料等非碳酸饮料，同时可以保护内容物，减少营养素的损失。目前PET瓶装茶饮料通常采用热灌装方法，为了降低灌装温度，提高茶饮料风味，确保产品卫生安全，已开发PET树脂成形到使用130℃蒸汽杀菌和特殊灌装的无菌包装机，同时正在开发冰咖啡等低酸性饮料两片薄壁罐的无菌包装技术，以实现薄壁罐的无菌包装。第1章绪论1.1液体灌装机概况1.1.1我国饮料灌装机械制造业概况我国饮料灌装机械制造业起步晚，20世界60年代前基本是空白，当时国内的啤酒厂和汽水厂都是使用美国和日本20世纪3040年代的设备，工艺落后，机械陈旧，严重影响了我国啤酒和汽水饮料工业的发展，1967年我国才开始研制和生产灌装机械。进入20世纪70年代，我国先后引进了一些国外灌装生产线，在装备一些设备的同时，也促进了我国包装机械行业进入了一个新的发展时期[2]。机械，轻工，军工等领域的一些企业开始在仿制和消化国外技术的基础上，又开发和研制出了各种中小型的灌装机械，提供给国内的一些饮料生产厂，促进了我国饮料业的发展。进入20世纪80年代，我国采用技术贸易结合的方式，引进德国SEN公司的20000瓶/小时的啤酒灌装生产线和日本三菱公司18000瓶/小时的含气饮料灌装生产线的制造技术，到1991年又引进了德国KHS公司30000瓶/小时的啤酒灌装生产线及生产技术。这样我国不仅能够生产中小型的灌装机，而且能够生产大型灌装机，技术水平上了一个新的台阶，将我国的液体灌装机设备制造业的整体水平提高到到一个新的水平。1.1.2液体灌装机械的分类日常生活中，需要包装的液体商品涉及到很多领域，范围广泛。包装容器各式各样，大小各异，包装容量从几十毫升到上百升[3]。下面就食品行业常见的，灌装容量在150—2000的各式灌装机进行简单的分类：在我国，玻璃瓶包装饮料占总产量的24.3%（1997），达260万吨，尤其在啤酒行业，主流的包装容器也是玻璃瓶。玻璃瓶虽有运输成本高，易破碎等缺点，但其理化指标稳定，气密性好，也不会影响饮料品质，目前依是液体包装的主要容器。铝质易拉罐用于啤酒饮料的包装，马口铁易拉罐用于果菜汁饮料及一些流体食品的包装。由于今年来易拉罐的包装成本大幅度下降，易拉罐灌装饮料的产量逐渐上升。除上述的几类灌装机械外，制造商还可以根据客户的要求设计出各色各样的灌装机。多数情况下，一种液体的包装，可以有几种灌装机械供选用。1.1.3国内外液体灌装机械的发展趋势（1）随着技术的进步和发展，灌装机的核心灌装阀也有了快速的发展：从机械阀到等压阀，再到电子阀，灌装的精度，效率变的越来越好。（2）灌装机械向大型化发展[4]。为适合食品饮料工业的大生产，以获取规模经济利润，灌装机械向高速化，高生产能力化发展。（3）灌装机械结构趋向于简单合理。灌装机械产品结构越来越简单，零部件在减少，设备可靠性在提高，成本降低，操作简单，维修方便。（4）灌装机械在向多功能发展。能够使用用户改变包装容器，改变灌装液体的需要。更换部件也能适应封口形式的变化，产品的适应性提高，市场竞争力加强。（5）灌装机械的光机电的一体化。先进的控制系统用于灌装机械中，人机界面，故障自我诊断，实现了设备运行的智能化。（6）灌装机械技术的精确，高效，自动化。精确的灌装量，灌装过程的高速，可靠，尽量少的液损，整条生产线的最优化控制，都由于电子技术的实际应用而成为可能。电子灌装阀灌装技术的迅速发展是大的趋势。目前国外使用的电子灌装阀有三种形式：探针式电子阀，配置电磁流量计的电子阀，配置定量筒的电子阀[5]。我国的一些灌装设备厂也在研制设计一些符合我国国情的电子灌装阀，但是电子灌装阀在我国的推广使用受到了国产灌装器容器几何形状精度不高和电子元件水平的制约。1.2选题的意义现代社会对灌装食品的安全要求越来越高，为使灌装出的食品整齐、美观并且具有良好的包装质量，要求灌装机具有精确的动作、定位精度及较高的生产率和一定的柔性。随着国民经济发展，要求对液体灌装的工作越来越多，如食用油、润滑油、洗涤剂类以及其他一些化妆、化工等液体产品的桶(瓶)的灌装。而且对精度和自动化程度的要求也越来越高。由于液体食品的特殊性(如溶解性、吸收性、生产运输的方便性等)使生产的灌装液体的包装机在包装机械中占了很大的比例。由于包装容器形态，材质，制成方法等不同，以及产品物理化学要求的不同，以及产品物理化学性要求的不同，灌装机构的性能、结构也千差万别。灌装机因灌装的物料、工艺、环境、生产方式、配套要求、用户需要不同而各异。目前各生产厂制造的设备均各有所侧重，生产的灌装机的型式各色各样、千变万化，但没有一种是完全一样的。因此设计能适应灌装各种容器(大小、形状)，而且使灌装机结构简单、密封可靠、调整方便就尤为重要。第2章总体方案设计的基本内容2.1确定功能与应用范围早期的灌装机械功能单一的居多数，这样可以简化设计，并且比较容易成功。若将多台机械和多道工序合成由一台包装来完成，可以取得明显的经济效益。确定灌装机的功能与应用范围，需要注意两个问题：（1）可靠性。在一般情况下，功能增加灌装操作环节变多，故障发生的可能性也相应增大。因此，只有在单功能灌装的操作都相当稳定可靠的情况下[6]，才能考虑将它们组成多功能的多功能灌装机。（2）适应性。任何灌装机的应用范围都是有限的，机器的功能越多，结构就越复杂。因此，常将多功能灌装机设计成组合的形式，也可以根据用户的不同需要灵活增加或改装一些组合部件。2.2工艺分析工艺分析是研究，分析和确定所设计的包装机械完成预计包装工序的工艺方法。需要考虑的几个问题：1.包装方法（1）把保证灌装质量放在首要位置[7]。不论选用何种灌装方法，都要保证灌装质量。（2）当有多种方法可以选择时，应选用容易实现的方案。2.机器类型（1）根据灌装执行机构的多少选择机械类型。（2）根据生产率的高低选择机械类型。3.包装程序，包装工艺和工位数（1）包装程序是指：完成包装操作的先后顺序。包装方式往往决定了包装程序。（2）包装工艺路线：包括包装材料和包装物品的供送路线，以及他们在包装过程中的传送路线，包装成品的输出线。4.运动要求和机构选型根据已定的功能，应用条件和范围，工艺方法，分析和确定对执行机构的运动要求，进而完成机构的选型及其综合。2.3总体布局总体布局是指灌装机的有关组件，部件在整机中相对空间位置的合理配置。1.执行机构的布置2.传动系统的布置3.操作条件的布置4.支承形式的选择5.总体布局图的绘制2.4拟订主要的工作参数灌装机械的主要技术参数：1.机构参数2.运动参数3.动力参数4.工艺参数2.5方案的提出用途：包装低粘度的不含气体的液体饮料（如矿泉水、饮料等）。包装规格：灌装矿泉水/饮料。灌装瓶规格为：灌装体积为600ml，直径60mm。包装材料：塑料瓶/玻璃瓶。灌装能力：>100000瓶/天。灌装时间:<12s/次设计要求：结构简单，成本低，工作稳定性较好，方便控制。灌装机械的主要技术指标：（1）灌装液体粘度小于1Pa.s（2）灌装速度6次/min（3）灌装容器尺寸范围：高度20mm200mm，截面直径<70mm（4）系统压力：0.53Mpa第3章总体方案的设计分析、比较与选择3.1设计分析3.1.1工艺分析（1）确定机器类型a.工位所设计的生产线批量不是较大，而且整条生产线的灌装动作也不是较多，所以用单工位的灌装机。因为其结构较为简单，可以控制成本。b.运动形式液体包装机的运动有间歇式和连续式两种运动类型。连续性的生产量较大，但其结构复杂，而且控制要求精度较高。间歇式的生产量不是很大，而且结构简单，成本低。所以根据设计要求，选用间歇式[8]。（2）确定包装程序，工艺路线和工位数a.包装程序灌装瓶运动到位后，由推动液压缸将其顶起，进行灌装，灌装完成后再将其推到下一个生产工位。b.工艺路线单工位的液体灌装工艺路线有多种，如直线型分布，依照工艺顺序将生产线布置成直线，也可以将其分布成立体型等等。设计要求中指出要求控制方便及结构简单，所以选用直线型的工艺路线。c.工位数因为生产批量不是很大，所以选用单工位。这样就可以省去主传动系统，简化了结构。3.1.2对执行构件的运动要求（1）输送系统要求运动平稳，工作噪声较小，在规定的时间内将灌装瓶输送到指定的灌装平台上。（2）顶起部件的运动要求可以将灌装平台和其上部的灌装瓶顶起，并起支撑的作用。输送部件运动要求在规定的时间内将物体推到规定的位置。（3）液体灌装要求灌装动作要稳定，而且对灌装精度有较高的要求[9]。（4）成品输出，灌装完成后还要将灌装瓶推送到指定的下一条生产线上，再由输送机构将其输出。3.1.3机构选型（1）供送液体系统的机构因为灌装的是低粘度的液体，所以液体的供送可以选用液压泵，也可以借助高液位依靠液体的自身重力完成灌装。但采用高液位灌装时，灌装速度是变量，而且对灌装的精度有较大的影响，同时对灌装的稳定性也不利。所以选用一套液压供送装置进行供送[10]。（2）供送灌装瓶系统的机构参考现有的输送机械，选用板式输送机。（3）执行机构系统的选型根据工艺分析和设计要求，可以选用液压缸、气压缸做执行机构。液压系统的优点：a.布置不受严格的空间位置限制，系统布局安装有很大的灵活性，能够组成复杂的系统。b.可以在运用过程中实现无极调速。c.运动均匀平稳。d.操作控制方便，省力，容易实现自动控制。e.液压元件是工业基础件，已经标准化，系列化和通用化。f.单位质量输出功率大，动态性能好。气压缸的优点：气压执行也具有上面的优点，但气压传动有冲击，不利于系统的稳定性控制。选用液压传动作为执行机构。（4）传动系统各种传动形式的特点比较：a.带传动：带传动的功率不大（可以用于中小功率），结构尺寸比其它传动形式大，但传动平稳，能缓冲吸收冲击震动，常用于高速传动中。中心距变化范围大，可以用于较远距离的传动，噪音小，结构简单，成本低，安装要求不高。b．链传动：链传动的瞬时传动比是变化的，而且有冲击震动，所以不适合于高速传动及传动比要求准确的场合，一般多用于底速传动及传动要求不太严格的场合。中心距变化范围大，可以用于较远距离的传动，在高温，油，酸等恶劣条件下工作，轴承和轴的作用力小。c．齿轮齿轮传动：齿轮传动的瞬时传动比是不变化的，而且效率高，体积较小。外形尺寸小，圆周速度及功率范围广。圆柱齿轮的设计加工容易，但速度高时有噪音。斜齿圆柱齿轮传动平稳，噪音小，承载能力高。人字齿轮基本上同斜齿圆柱齿轮相同，它对轴承不产生轴向力。锥齿轮加工困难，开式齿轮传动磨损大。d．蜗杆传动：蜗杆传动速度比大，传递运动平稳，但效率低，消耗有色金属。结构紧凑，外形尺寸小，传动比大，传动比不变，无噪声，可以做成自琐机构。e．摩擦轮传动：传动平稳，噪声小，有过载保护作用，可以在运行中平稳地调整传动比，广泛地应用于无级调速。f．高副传动：可以实现较为准确的要求的运动参数，结构简单，成本低。g．螺旋传动：能将旋转运动变成直线运动，并能够以较小的转距得到较大的轴向力，传动平稳，无噪声，无噪声比大，可以用于微调，可以做成自琐机构。h．平面连杆机构，空间连杆机构：可以由连续匀速运动转换成轨迹较为复杂的运动，可实现急回运动，有一定位置度或相对位置的运动，低副运动，有利于润滑，可传递较大动力。根据系统设计要求选用链传动。（5）自动控制系统为实现灌装生产的有序化和严格控制生产节奏，供液系统，输送系统和执行系统需要配备自动控制装置，以实现生产的有序化和自动化，所以选用单片机进行系统控制。（6）机身为适应系统的运转，并考虑生产的批量，底座与箱机架都采用了槽钢。3.2灌装机的总体结构根据包装容器的传送形式，灌装机可以分为直线型和旋转型两种。前者包装容器沿直线作周期性的间隙移动，在停歇时完成灌装。后者，包装容器绕圆周作回转运动，同时进行灌装。因直线型灌装机结构简单，成本低，所以本次设计为直线型液体灌装机。第4章液料供送系统的设计、计算和选用4.1输送管路的设计从储液槽到灌装机储液箱的输液管路一般均用圆管铺设。首先要合理选择它的内径和壁厚。（1）圆管内径设输液管的内径为d(m)，截面积为A()，液体在管内的流速为u(m/s)，体积流量为v()，由于:（4-1）（4-2）故得（4-3）可见，欲求d必须先求v和u为此，又设:W管内质量流量（kg/s）液体的密度（）每瓶灌装液体的质量（kg）--灌装机最大的生成能力（pcs/h）逐写出:（4-4）（4-5）（4-6）（4-7）所以：（4-8）在流量保持定值的条件下，虽然提高流速会使管径和设备投资费用都相应减少，但往往要增加输送液料所需的动力和操作费用，适当选取流速，根据系统的设计要求，取u=3m/s，将u和v带入（4-3）中：（4-9）根据现有圆管的规格，取30mm。（2）圆管壁厚圆管的壁厚一般根据系统的耐压和耐腐蚀等条件，按标准规格选用，选:t=5mm，故圆管外径为40mm。4.2输送液泵的确定要在单位时间内给灌装机储液箱输送一定数量的液体原料，必须借助高位槽或输送泵作动力源。因为高位槽不方便控制液体的量，而且根据连续性方程可知高位槽中的液体原料在下落时会影响供液的压力，所以用输送泵作动力源给灌装机储液箱供液。为合理确定输液泵的功率，应运用能量守恒定律，亦即流体力学的柏努力方程求解:为了求管子损失压头，需要算出雷诺系数（4-10）其中：（4-11）由于，可知液体在管内是紊流的，动能修正系数可取=1。另外，若取管子绝对粗糙度=0.2，经查表得摩擦系数=0.035，则直管阻力损失压头:（4-12）又查表得标准弯头阻力系数=0.75，球心阀全开时阻力系数=6.4，进口阻力系数=0.5，出口阻力系数=1，则局部阻力损失压头:（4-13）设灌装机储液箱的自由液面，而储液槽液面为22，取=0，=3，管路上多了一个标准弯头，故损失压头:（4-14）代入有关数值，可得泵的压头（4-15）则输液泵所需的轴功率：（4-16）4.3灌装时间的计算利用流体力学能量守恒定律，可计算出各类灌装阀的灌装时间，从理论上找出影响液料灌装速度时间的因素，以便设计出较合理的灌装机构．从而提高灌装机生产率。在前面已经介绍过灌装机有常压式、等压式、真空式、机械压力式四种。对液体进行灌装时，阀门被打开后，也是靠自重流入容器的[11]。因此，直线型灌装机的灌装方式可分为常压式和等压式，但是一般都采用常压式灌装，因为常压式灌装机结构简单，灌装方便且生产速度快，非常适合液体类大批量生产所要求的生产率，是液体类灌装机的首选灌装方式。本次设计拟采用定量杯式定量方式，首先将料液灌入定量杯定量后再灌入包装容器中。若不考虑滴液等损失，则每次灌装的液料容积应与定量杯的相应容积相等。要改变每次的灌装量，只需改变调节管在定量杯中的高度或更换定量杯。这种定量方式，机构结构简单、定量速度快，避免了瓶子本身的制造误差带来的影响，故定量精度高。如图4.1所示，图中定量杯的内腔直径为D，定量杯的计量高度为H，定量杯底部液孔直径为d。定量杯上液面及装液容器均受大气压作用。图4.1定量杯定量图因为灌装容量为600mL，所以定量杯的容量也应为600mL。假设定量杯液面与进液管口的距离H=100mm，则定量杯直径D=88mm。定量杯中的液料流入容器的过程其液位不断下降，直到定量杯中的液料流完，定量杯流出液料的过程由于为非稳定性流动，其流出液料体积在各个相等瞬时的间隔是不等的。随着定量杯液料的不断流出其液位不断下降，液料流出速度相应地随之减小。设在时间内从定量杯底孔d流出的液体体积为：===***(4-17)相同的时间内，定量杯中液料减少的体积为：=*(4-18)显然有=即有***=*（4-19）式中经dt时间，定量杯内液料的液面水平高度(m)经dt时间，定量杯内液料的液面高度改变量上式整理后有：=*（S）（4-20）在定量杯内液料流入容器的过程中，液面将由H到0；其所经的时间由0到t，定量杯内的液料才全部流完。即：=**=*=*=**(4-21)式中灌装阀流液管的流量系数，经查阅相关资料，取0.5g重力加速度，9.81m/sD定量杯直径d进液管直径H定量杯液面与进液管口的距离由此可算出灌装时间为：==8.2（s）取整数9s，与前面假设的灌装时间相符。4.4供液系统原理图图4.2供液系统原理图4.5供液系统所选元件的参数1．液压泵型号规格CB-B500排量500ml/r压力2.5mpa转速1450r/min效率0.93驱动功率6.5kw表面尺寸174*120*185mm2．节流阀型号规格LF-B32H公称压力31.5mpa公称流量200L/min质量15kg3．溢流阀型号规格YF3-10B-C通经10mm额定流量63ml/s调压范围0.516mpa卸荷压力0.45mpa质量1.9kg4．电磁换向阀型号规格CE系列通径10额定压力16mpa通过流量605．灌装时间9s6．管路直径30mm7．管路壁厚5mm第5章供瓶系统的设计、计算和选用5.1输送线方案的选用板式输送机在工业部门中应用广泛，它可以沿水平方向或倾斜方向输送各种散装物料或成件物品，它也可以用于流水线生产，可以输送比较沉重的，较大的物料或成件物品，也可以在较高的温度环境下输送。1.板式输送机的优点:（1）使用范围广泛。（2）输送能力大。（3）牵引链的强度高，可以作长距离的输送。（4）输送线路布置灵活。（5）在输送过程中可以进行各种工艺的加工。（6）运行平稳可靠。2.布置形式:为满足灌装工艺要求，简单布置形式，采用水平布置形式。3.板式输送机的主要部件:（1）牵引链。（2）底板。（3）驱动部分。（4）张紧部分。（5）机架。5.2电机到减速器的传动设计与计算设计一级减速器，具体设计计算如下。参考现有的生产线上的电机，选用电机为：YH100L—2，转速2700r/min，额定功率3kw，电流6A，转差率10%，功率因数0.875.2.1轴转速、功率、扭矩的计算第一根轴的转速为电机的转速，=2700（轴1通过联轴器与电机相联）。第二根轴的转速为与链轮相联的轴的转速。从上面输送线方案可以得知=700传动比为（5-1）各轴功率的计算：第一根轴（5-2）第二根轴=2.88kw（5-3）轴的扭矩计算：（5-4）（5-5）从上可以得出如表格5.1的数据表5.1减速器里的相关数据轴号转速输出功率输出转矩传动比效率电机轴2700311轴27002.97105053．860.99轴7002.88392910.975.2.2直齿圆柱齿轮传动设计（1）选择齿轮材料查机械设计手册[13]大小齿轮均用45号钢，调质。（2）按齿面接触疲劳强度来计算确定齿轮传动精度等级按（5-6）估取圆周速度为=查表选取，公差等级为8级。小轮分度圆直径，由公式可得:（5-7）齿宽系数查表，按齿轮相对轴承为非对称布置，可取=小轮齿数，在推荐值17~20中选则，取=17大轮齿数==（5-8）圆整，取齿数比（5-9）传动比误差=(5-10）误差范围在的范围内，所以合适。小轮转矩由前面的计算可知载荷系数K使用系数，查表得=1动载荷系数，查表得初值=齿向载荷分布系数，查表得=齿向载荷分配系数，由下式及得（5-11）查表并查值则载荷系数K的初值，弹性系数，查表得=节点影响系数，查表（），得=重合度系数，查表得许用接触应力接触疲劳极限应力，，查表得应力循环次数（5-12）（5-13）则查图得接触强度的寿命系数，（不允许有点蚀）==1硬化强度=1接触强度安全系数，按一般可靠度=，取=（5-14）（5-15）故由上面的一系列参数可以得出齿轮模数（5-16）查表取小齿轮分度圆直径的参数值圆整（5-17）=25.5取26圆周速度V（5-18）与估取值误差不大，对取值影响不大，不必修正（5-19）小轮分度圆直径（5-20）大轮分度圆直径（5-21）中心距a（5-22）齿宽b（5-23）大轮齿宽小轮齿宽（5-24）（3）齿根弯曲疲劳强度校核计算：（5-25）齿形系数查机械手册小轮=2.9大轮=2.8应力修正系数查机械手册小轮=1.54大轮=1.73重合度系数（5-26）许用弯曲应力弯曲疲劳极限查机械手册==弯曲寿命系数查机械手册=1=1尺寸系数查机械手册安全系数查机械手册则（5-27）（5-28）故（5-29）（5-30）5.2.3轴的结构设计第一根轴的结构设计及分配。根据轴向定位要求确定直径和长度。轴段1：轴段1与联轴器相连。由最小直径及剖分式轴承段轴的直径。根据工作需要及工艺要求取轴段1长为。轴段2：根据端盖的定位及，，确定轴段2的长度和直径为。轴段3：根据所选的深沟球轴承6404直径为d=20mm，可以确定轴段3的直径，以及轴承的宽度为19mm，可以定轴的长度为38mm。轴段4：由于小齿轮直径为26mm，与轴的直径相差不大，所以可以将小齿轮与轴段4做成一体，可以定轴段4的直径为，=小齿轮宽度+与箱壁的距离。轴段5同轴3段一样。第二根轴的结构设计与分配。根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度。轴段1：根据链轮的直径为270mm，以及宽为100mm，可以将轴的第一段作成花键。轴段2：根据端盖的定位及，，确定轴段2的长度和直径为。轴段3：根据所选的轴承型号6407直径为35mm，宽为25mm，以及挡圈。可定轴段3的直径及长度为。轴段4：长度比轴一的长度略短些。可取轴段5：轴段5+轴段6=轴段3。可定轴段5的直径为轴段6：轴段6=60-20=40mm5.3链传动设计计算根据系统设计要求和各种传动形式的特点，选用链传动。根据减速器的输出轴进行设计计算。输送链水平布置，按低速设计。1.链轮齿数，（1）按机械设计手册选，取（2）（5-31）（3）速度比i（4）通常（5）若载荷平稳，尺寸允许可取i=8-10。2.确定链条节距p（1）计算功率式中额定功率工作情况系数因为工作平稳，取：=1.0所以Pc=1.0*7.5=7.5kw。（2）特定条件下，单排链传递功率Po（5-32）小链轮齿数系数，查表89，取=1.12传动比系数，查表810，取=1.09中心距系数，查表811，取=1.0多排链系数，查表812，取=1.0（5-33）（3）由，n，查出节距P和链号：链号05B节距P=8mm，排距Pt=5.64mm，滚子外径=5mm，内链节内宽=3.0mm销轴=8.6mm，极限拉伸载荷=4400N，质量q=0.18kg/m3.确定中心距a和链条节数Lp（1）若a过小，则循环次数增加，加速磨损疲劳，而且包角a1变小，容易发生跳齿。（2）若a过大，可以减少链磨损，延长寿命，但可能有抖动，而且尺寸加大[12]。（3）一般取=30p50p，=80p。取=40p=40*7.5=300mm。（4）则链条长度为：（5-34）（5）Lp圆整，取偶数L=196。

（6）计算实际中心距：（5-35）（7）a的差值为1.7mm<2mm5mm。所以可以选用。4.验算链速（5-36）在范围内（2m/s8m/s），所以安全，可以选用。计算压轴承力Q 有效拉力（5-37）轴承力系数=1.01.3，因为无冲击，所以取=1.0所以Q=4076.1*1.0=4076.1N5.链轮的主要尺寸（1）选材：45钢，沾火处理。要求：足够强度和耐磨性，小链轮材料比大链轮材料好一些，40HRC45HRC（2）主要尺寸：A节圆直径（5-38）（5-39）B齿顶圆直径（5-40）（5-41）C齿根圆直径（5-42）（5-43）D齿侧凸圆最大直径（5-44）选=45mm查表815，得=26mm.选=250mm（5-45）E最大齿根距离Lx=(偶数齿)Lx=（奇数齿）所以：（5-46）（5-47）F轴面主要尺寸ba=1.6mm=13.5mm=7.1mmh=6.4mm=0.5=5.64mm6.链轮结构对中小直径可采用整体式结构。7.链轮的润滑结合系统要求采用人工润滑。5.4输送线部分的计算5.4.1原始数据及资料名称：灌装瓶。物品重：0.6kg。材料：塑料。形状：圆柱形。最大横向尺寸：60*10=600mm，考虑托盘的间隙，取最大横向尺寸为700mm。最大输送能力：20000瓶/小时。5.4.2底板宽度（1）底板宽度选取，并结合物料尺寸校核和圆整。B底板宽度（mm）。b成件物的最大横向尺寸340（mm）。所以B=60*4+100=340mm，圆整，取B=400mm。另一条输送线也同样依次计算，其B=60*4+100=340mm，圆整，取B=400mm。考虑输送过程中必须要有挡边保证输送的方向准确性。（2）挡边高度：挡边高度应保证成件物在底板上的位置可靠，参照现有的设计产品，取h=1600mm。5.4.3牵引力的计算（1）输送机单位长度载荷的计算对于承载分支：行走部分单位长度的载荷（kg/m）底板上单位长度的重量（kg/m）成件物的单重（kg）成件物的距离(m)底板的宽度(m)底板的中立重量系数。取A=40mm。所以：=40*0.7=28kg/m（5-48）=60*0.4+0.04=24.04kg/m(5-49)=28+24.04=52.04（kg/m）(5-50)（2）牵引链的最小张力牵引链的最小张力可以取所选用的许用张力的5%，但单根链条的张力不得小于50N。最小张力可依据经验计算：承载分支的水平投影长度Lc=30（m）所以，=300*0.4+2*30=180N>50N所以，可以使用，安全。（3）动载荷的计算：板式输送机牵引力的动载荷计算可按下式计算(5-51)牵引链动载荷（kg）牵引链的最大加速度（）重力加速度（取10）输送机行走部分换算质量的减少系数。因为Lc=30m，所以=0.5Z驱动链轮齿数t牵引链条节距（m）参考现有的灌装机的结构得知，可以使用。5.5轴系部件的设计计算轴系部件包括传动轴，轴承，传动件以及键。本系统中传动件为链传动，其设计已计算完成，现计算传动轴和对轴承进行选用和计算。5.5.1轴的设计计算传动件装在轴上以实现回转运动和传递功率，支撑传动件是机器中不可缺少的通用零件。（1）轴的材料要求：由于轴的载荷通常是变载荷，或变应力，故材料应具备较好的强度和韧性。对轴的表面与支承有相对滑动的轴，还需要求材料有较好的耐磨性。（2）材料：通常材料与热处理a.碳素钢：主要是45号钢，经调质或正火等热处理；轻载荷或不重要的场合可以使用Q235，Q255，Q275等普通碳素钢。b.合金钢：常用40Cr，38CrSi，20CrMnTi，35SiMn，38CrMnAlA等合金钢，可以用于重载荷，要求重量轻或耐磨的公况下。热处理后或沾火后皆可以提高强度。但对应力集中较为敏感，所以应采用较低的表面粗糙度，在结构设计时尽量消除或减少应力集中源。c.要求以刚度为轴的主的重要轴，由于合金钢与碳素钢的弹性模量相差不大，所以不宜采用较贵的合金钢。d.球墨铸铁：吸收冲击较好，对应力集中适应性强，可以铸，获得较复杂的形状，但韧性低。（3）毛坯：一般可以用圆钢为毛坯，较重要的轴则需锻造，也有铸造毛坯（4）初算轴径计算公式：(5-52)c——与材料的许用应力有关p——轴的传动功率（kw）n——轴的转速（r/min）所以：(5-53)因为轴上有双键，所以d增加7%d=43.29*1.07=46.32mm(5-54)取d=45mm（5）结构设计a.计算转矩：T=9550*P/n=9550*7/140=477.5N.m(5-55)查表得K=1.5Tc=477.5*1.5=716.25b.为轴向夹紧，须取与配合的轴长度要小一些c.定位轴肩直径一般须增大不小于5mmd.取轴径d=45mm，轴段长L=82mme.查手册确定键的尺寸参数选用A型键14*9*75和A型键18*11*70与轴承盖子相关的尺寸：由轴径线速度选密封形式(5-56)当v<5m/s，时可以使用毡圈密封；当v>10m/s，时用皮碗密封；当v=6m/s30m/s，时用非接触式密封；V=0.44m/s<5m/s，所以使用毡圈密封。定位轴肩选取（6）查手册选直径。a.轴承凸出点与箱外活动件须留15mm25mm间隔，留出尺寸43mm。与滚动轴承相关的尺寸：b.在前一直径上考虑安装，加工方便，而且尾数为0，5，或用前一段直径；或再起轴肩，取轴承内径c.选用适当轴承类别，查手册得尺寸参数选30211正装，尺寸d*D*T=55mm*100mm*22.75mm。d.按值选轴承润滑形式>2*100000r()时可以用油润滑。<2*100000r()时可以用脂润滑。=55*140=7700()，所以用脂润。e.油润滑时，轴承应距箱体内壁3mm5mm。脂润滑时，轴承应距箱体内壁可以大一些，取5mm。f.箱内传动件应距内壁15mm25mm，取24mm。（7）与齿轮和其它相关的尺寸：a.为装配较紧配合的传动件，一般再起轴肩，取b.轴段应比轮毂长短一些，以获得轴向定位较紧，取L轴=87mm。c.轴向定位可以使用套筒，轴肩，轴环，弹性挡环等措施，选用时可以查手册，选用套筒和轴环定位，轴环直径现计算截面C处的，及。图5.1弯矩扭矩图求各支点在垂直面V与水平H中支反力，。水平面内：(5-57)（5-58）垂直面内：（5-59）由得：得：=（5-60）由得：得=（5-61）（5-62）（5-63）求合成弯矩：（5-64）（5-65）（1）确定转换系数a为静应力时，a=0.3为脉动循环时，a=1为对循环时，a=1（2）计算（5-68）（5-59）可见C点处有最大载荷，所以对其进行弯扭合成校核。（5-60）忽略键的影响，<，所以合格，可以使用。5.5.2轴承的选用和计算已知条件：轴承用于输送线上，轴颈d=55mm，转速n=140r/min，轴承所承受的径向载荷R=2000N，轴向载荷为500N，要求使用寿命=5000h。（1）求当量动载荷受复合载荷作用的深沟球轴承，求时用到的系数X，Y要根据来查取。在轴承型号选定前又不可知，故采用试算法，根据表512暂取=0.08，则e=0.22因，表512查得X=0.56，Y=1.99=2115N（5-62）（2）计算轴承所需要的径向额定载荷因轴承的温度不高，工作载荷只有轻微的冲击，查手册得。（5-63）（3）选择轴承型号查滚动轴承标准GB/T272—93，选得6211轴承。其=25700N>=22001N;，因=500/15300=0.0349，用线形插值法可求得e=0.23，与原估计相近，适用。5.5.3键的校核计算键是一种标准件，根据连接的具体结构，使用要求以及工作条件选择合适的类型，最后按连接的直径从标准中选用相应的剖面尺寸，并选择键的长度。键长要比轮毂的长度短并且符合键长标准，然后进行键连接的强度进行校核。因为使用普通平键，所以对其进行校核。键的长度为L，轴的直径为d的平键。当轴传递转矩T时，键的工作平面压力N的作用，工作面受挤压，键受剪切，失效形式是键，轴槽和轮毂槽三者中最弱的工作面被挤压破坏和键被剪坏。当键是用45钢制造时，主要失效形式是压溃，所以通常只进行挤压强度计算。假定挤压应力在键的接触面上是均匀分布的，此时挤压强度条件是:（5-64）剪切强度强度条件为（5-65）式中d轴的直径（mm）h键的接触长度（mm）许用挤压应力（MPa）许用剪切(MPa)键的材料一般采用抗拉强度极限的精拔钢制造，常用材料为45号钢；轴的材料一般为钢；而轮毂材料可能是钢或铸铁。当计算结果不能满足强度要求时，可以用双键。所选用的键符合强度要求，可以使用。第6章灌装系统设计和选用6.1灌装机储液箱的尺寸确定6.1.1储液箱容量的计算储液箱容量应能保证系统工作时储液箱其最底液面高于定量杯口5mm以上，但不能大于定量杯的最高位置，储液箱应能保证供液的充足。系统停止工作时其最高液面不超过储液箱高度的80%，当系统中的液体全部返回储液箱时，液体不能溢出箱外。储液箱有效容积确定:（6-1）泵的流量（ml）与系统有关的经验系数，对于低压系统，取2--4；对于中压系统，取5--7；对于高压系统，取8--12。取=2=2*=2*20000ml=40000ml（6-2）6.1.2结构设计储液箱的长宽高尺寸是根据储液箱的有效容积来确定，它的长宽高按1:1:11:2:3结合系统的发热和散热及热平衡原则开计算，因为系统中发热少，所以无需热平衡效核。参照现有的水箱结构尺寸，定其长宽高分别为：900mm，500mm，200mm。储液箱内壁应进行加工处理，储液箱需要进行喷丸，酸洗和表面清洗，内壁可以涂一层塑料簿膜或清漆。6.2储液箱上的一些辅件的说明1.灌装的液体中没有需要过滤的杂质，所以不需要增加过滤器件。2.储液箱的上腔必须维持一定的压力，保证灌装的速度，所以储液箱上应设置保压气孔，而且需要增加空气过滤器件。3.系统中不需要蓄能器。因为泵的流量经节流阀后所得流量同灌装容积相等，而且泵的工作是稳定的，不考虑系统泄露。4.管路直径和接头参照供料系统部分的设计。液压系统中使用的管子种类有刚管，紫铜管，橡胶管。5.管路中需要压力表。6.管路中需要温度表。7.管路中需要有液位观察器件。8.密封件的选用:0型密封圈。6.3灌装方法与定量方法的选用6.3.1灌装方法由于液料的物理化学性质各有差异，在灌装时，就有着不同的灌装要求。液料由储液装置灌入包装容器常采用以下几种方法。（1）常压法灌装常压法灌装是在大气压力下，直接依靠常压法灌装液体的自重流入包装容器内。常压法灌装的工艺过程为：1）进液排气：液体进入容器，同时容器内的空气被排除。2）停止进液：容器内的液体到达定量的要求时，进液停止。3）排除余液：排除气管中的残液，该过程对排气至储液箱上部气室的那些结构是必须的。常压法灌装主要用于灌装低粘度的不含气体的液体。（2）等压法灌装等压法灌装利用储液箱上部气室的压缩空气，给包装容器冲气，使压力接近相等，然后被灌装的液体靠自重流入容器内。等压法灌装的工艺过程为：1）冲起等压2）进液回气3）停止进液4）释放压力。等压法灌装法适用于含气饮料，如啤酒，汽水等的灌装，以利减少所含气体的损失。（3）真空法灌装真空法灌装是在低于大气压的条件下进行灌装[14]。它有两种基本方法：一种是差压真空式，让储液箱内部处于常压状态，而只对包装容器内部抽气，使其形成一定的真空度，液体依靠两容器内的压力差，流入包装容器内。一种是重力真空式，让储液箱和包装容器处于接近相等的真空状态，液体靠自重流入该容器内。目前，国内常用差压真空式，它结构简单，工作可靠。真空法灌装的工艺过程为：1）瓶抽真空2）进液排气3）停止进液4）余液回流。真空法灌装法适用于灌装粘度较大的液体和有毒的液体。这种方法不但能提高灌装速度而且能减少液体与容器内的残存空气的接触和作用，故有利于保存产品，还能限制有毒性的气体和液体的外散，从而改善操作条件，但对灌装含有芳香性气体的酒类却是不适用的。（4）虹吸法灌装虹吸法灌装是应用虹吸原理使液料经虹吸管被吸入容器，直至两者液位相等为止。虹吸法灌装适合灌装低粘度不含气体的液体灌装，结构简单，但灌装速度较低。（5）压力法灌装压力法灌装是借助机械或气液压等装置活塞往复运动，将粘度较大的液体从储液箱吸入活塞缸内，然后再强制压入待灌装的容器内。这种方法有时也用于汽水之类饮料的灌装，可依靠本身所具有的气力直接灌入瓶内。在灌装方法的选择时，除考虑液体本身的粘度特性以外，还必须认真分析产品的工艺要求以及灌装机械设备的结构与运转情况。同时，在灌装过程中，还要求设法减少液体和空气的接触，并尽量消除瓶颈残留空气的影响。综上叙述，选用常压法灌装。6.3.2定量方法液体定量多用容积式定量法，大体上有如下三种。（1）控制液位定量法控制液位定量法是通过灌装时控制被灌装容器的液位来达到定量值的。（2）定量杯定量法定量杯定量法是将液料先注入定量杯中，然后再进行灌装。若不考虑液损，则每次灌装的液体容积应与定量杯的相应容积相等。（3）定量泵定量法定量泵定量法是采用机械压力灌装的一种定量方法。每次灌装物料的容积与活塞往复的行程成正比。比较上面的三种定量方法，不难了解，第二种方法由于直接受到瓶子容积精度以及瓶口密封程度的影响，其定量精度较差，但结构简单，至今还被使用。实际上，选择定量方法首先应考虑产品所需要的精度。而定量的精度与产品有关，越是名贵的产品，其计量误差应取得较小。此外，选择定量方法还要考虑液体本身的工艺特性。结合设计要求选用定量杯定量法。灌装系统的结构简图：图6.1灌装系统结构简图1.定量杯2.定量调节阀3.阀体4.紧固螺母5.密封圈6.进液管7.弹簧8.瓶口座9.透气孔10.下孔11.隔板12.上孔13.中间槽14.储液箱第7章执行系统的设计、计算和选用7.1动作分析与执行件的选用7.1.1动作分析当灌装瓶子的送料机构将料送到位后，升降液压缸将托盘以及灌装瓶顶起，进行灌装。灌装结束后下降，然后推动液压缸工作，将托盘以及灌装瓶推到下一条输送生产线，之后推动液压缸收回，系统回位，进行下一个工作循环。灌装系统要求灌装要稳定可靠，迟滞小，所以选用液压传动较好。7.1.2执行件的选用选用液压传动。系统是针对液压缸压力和速度的控制，把系统的油液压力和缸的运动速度控制在一定的范围内，既满足了使用要求，又确保了系统安全，平稳的运行。7.2设计分析与方案设计设计分析油缸最大工作行程——400mm额定工作油压——6Mpa移动负载质量——36kg移动速度控制——6m/min加速度的大小——0.1m/s加速和减速时间均为0.2s为了使系统运行平稳可靠可以把液压缸运行划分为几个过程，基本过程:起动，加速，差动快进，工进，快退，原位停止。1.液压元件的选择和比较系统只要求保证液压缸有一定的压力和速度就可以了，所以其设计发难有多种。在机械部分上的压力控制可以选用溢流阀，减压阀，顺序阀等调节，也可以用硬编传感器璧还控制，在速度上可以用节流阀，调速阀调节，位移可以用电容传感器，位移传感器，电杆传感器，限位开关等尽现测量[15]。液压缸有双活塞杆液压缸，单活塞杆液压缸，增压缸，增速缸等。在机电控制部分主要有单片机控制和PLC控制。对液压缸的选择进行比较，活塞杆液压缸运动范围较大，主要用于大型设备中。由于本题负载较小，运动速度也不大，所以选用满足一般使用要求的活塞杆液压缸，制造成本低，安装制造方便。压力控制上，压力控制与传感器测量的选择。如果选用传感器，势必要遇到闭环控制，灵敏度高，非线性误差等，操作起来不容易。选用压力阀，成本低，使用方便，选用先导型溢流阀性能较好，压力调节精度高，且可以实现远程控制调节。由于工作负载不大，变化也不大，而且对速度要求也不高，所以选用节流阀速度控制就可以满足使用要求，若选用调速阀只能安装在油路上，出口压力随执行环节负载而变，成本高。2.电气设计选用单片机控制成本低，控制精度高，因此选用单片机。3.电动机选型电动的种类很多，一般液压缸使用在大功率的场合，而且往往是环境恶劣的地方，所以选用的必须保证在这种场合电动机能正常工作，经过考虑选用Y系列封闭式异步电动机较适合，效率高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠维修方便。7.3机械液压系统设计与计算下图7.1为液压原理图：图7.1液压原理图1.负载移动力分析负载移动阻力F=500N，惯性力:100=50N，设负载动摩擦系数0.1，静摩擦阻力，0.1*（100*10）=100N，0.2*100*10=200N，考虑液压缸密封装置的摩擦阻力（取液压缸的机械效率ηm＝0.9），则液压缸在各工况阶段的负载值见表7.1表7.1液压缸各运动阶段负载表运动阶段计算公式液压缸负载Ｆ（Ｎ）液压缸推力（Ｎ）启动200223加速150166.7快进100111灌装600666.7缩回100111停止5055.62.运动分析根据条件，快进、快退速度为＝，由于加速时间很短所以可忽略不计。因此设定其行程分别为100mm和300mm。3.确定液压缸的参数（1）液压缸的工作压力：(2)确定液压缸尺寸：选用单活塞式液压缸，并使。采用差动连接，因管路中有压力损失。工进时，为使运动平稳，在液压缸回油路上要加背压阀，背压法一般为(5--15)*pa，选取背压阀＝10*pa。表7.2液压缸的参数工况计算公式负载(N)液压缸开启启动223=0=522.3______加速166.716.67_____顶起11111.10.01*0.95灌装666.733.30.004*1.58缩回启动22322.3______加速166.716.7______缩回11111.10.01*1.49停止00000由表7.1可知，最大负载为工进阶段的负载＝666.7N，根据表7.2，得，可求出液压缸大腔面积为＝1.21*12.4mm根据ＧＢ2348-80圆整成就近的标准值，得16mm，液压缸活塞直径d=D/=11.39mm，圆整后取d=12mm，于是液压缸有效面积为：=按最低工进速度验算液压缸尺寸，查产品样本，调速阀最小稳定流量，因工进速度v=0.02m/s为最小速度，则由≥，=﹥0.04，满足最低速度要求。4.计算液压缸各工作阶段的工作压力、流量、和功率：根据液压缸的负载图和速度图及液压缸的有效面积，可以算出液压缸工作过程各阶段的压力流量和功率，在计算工进时背压按代人，快退时背压按代入计算。5.液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。我们这里采用无缝钢管材料，其壁厚按薄壁圆筒公式计算：R>=P3/(2D[Q])式中R液压缸壁厚（mm）D液压缸内径（mm）P3试验压力，一般取最大工作压力的（1.25到1.5）倍，这里取1.3倍[Q]缸筒材料的许用应力。其值为：无缝钢管：[Q]=100到110Mpa。这里取[Q]=100Mpa，于是得R>=0.834，又由于薄壁液压缸的内径D与其厚度r的比值D/d>=10，综上所述0.854<=R<=2(这里取R=2mm)6