机械原理旋转型灌装机课程管理知识设计任务书

机械原理旋转型灌

装机课程管理知识

设计任务书

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机械原理课程设计任务书

旋转型灌装机

1.1设计题目及原始数据

固定工作台

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1

传送带

续灌装流体（如饮料、酒、冷霜

转台

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

图1-1旋转型灌装机

工位上能够准确地灌装、封口，应

有定位装置。如图1中，工位1：输入空瓶;工位2:灌装;工位3:封口;

工位4:输出包装好的容器。

该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见下表c

旋转型灌装机技术参数表

转台直径mm电动机转速

方案号灌装速度r/min

r/min

A600144010

B550144012

C50096010

表1-1

1.2设计方案提示

1.采用灌瓶泵灌装流体,泵固定在某工位的上方。

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2.采用软木塞或金属冠盖封口，它们可由气泵吸附在压盖机构上,

由压盖机构压入（或经过压盖模将瓶盖紧固在）瓶口。设计者只需设

计作直线往复运动的压盖机构。压盖机构可采用移动导杆机构等平

面连杆机构或凸轮机构。

3.另外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台间歇传动。为保

证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。间歇机构可采用槽轮机构、不

完全齿轮机构等。定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等。

1.3设计任务

1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种

常见机构；

2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统

图；

3.图纸上画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分

配各机构运动节拍；

4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。图

解法或解析法设计平面连杆机构；

5.凸轮机构的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的

运动规律，确定基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状

凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规

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；

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2.旋转型灌装机的工作功能原理

2.1旋转型灌装机工作原理

如图2-1所示，在按照工作要求下，旋转型灌装机在同一个原动

机的带动下，输入传送带将待灌装和封口压盖的容器输入工位1,同

时旋转工作台作间隙旋转运动，将空容器和已灌的容器分别送至工位

2和工位3,在定位夹紧之

图2-1

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后，固定于工作台上方的灌装设备和封口压盖设备分别对空容器进行

灌装和已灌装容器进行封口压盖。灌装，封口压盖工序完成后，容器

随着旋转工作台的间隙旋转运动至4位置，由于输出传送带的作用,

在4位置的容器将随着输出传送带被带至下一个工序的位置上。

2.2旋转型灌装机功能原理

(1)基于上述设计任务书的要求以及旋转型灌装机的工作原理,为

了实现旋转型灌装机的总功能要求，我们将旋转型灌装机要实现的功

能分解为如下分功能：

①容器输入与传送功能；

②容器定位功能；

③容器夹紧功能；

④灌装功能；

⑤封口压盖功能；

⑥产品输出与传送功能。

其功能逻辑图如下图图2-2所示：

旋

转

型

灌

壮

山封口压盖功能

产品输出与传送功能

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图2-2

(2)功能原理的工艺过程分解；

①容器输入与传送功能：

要实现容器的输入与传送功能，我们想到了如图2-3所

不的连杆机构，原动件AB连续转动，使ED摆动,经过EF杆的作用使5

在II范围内来回运动，从而把容器推送至工位1,可是考虑到这种推送

运动冲击大,对轻质容器,玻璃容器等来说是应该避免的，同时这样的

连杆机构设计复杂，因此在此我们尽量不选用这种推送机构。

为了达到容器的输出与传送的目的，同时使我们的设计过程简单

化,我们采用皮带传送的方式。如图2-4所示,而且这种传送方式在

实际生产活动中被大量采用。

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图2-4

由于传送皮带上容器是连续排列的，而旋转工作台是间隙转动,

为了使容器能够间隙有序地传送到旋转工作台工位1,从而到达各机

构运动的配合与协调，我们准备采用了如图2-5,图2-6所示的传送轮

机构：

图2-5图2-6

图2-5所示的不完全齿轮安装在传送导轨的一侧，传送轮一次

往下一工位间隙有序地传送4个容器。图2-6所示机构安装在传送

导轨的轴线上，传送轮有三个互成120°转角的槽位，传送皮带连续传

送,设传送轮转速队则传送轮每次传送容器到工位1的时间间隔为

t=2冗/3W,这样就实现了间隙有序地往旋转工作台传送待灌装和封口

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压盖的容器。比较两种方案，我们发现图2-5所示机构虽然能够达到

间隙有序传送容器的目的，可是对于设计任务要求的旋转型灌装机来

说，其外形尺寸偏大，使机器整体外形庞大，占用厂房空间大。而图2-

6所示机构不但能够很好地与旋转工作台配合,而且尺寸也不会过大,

因此我们决定采用图2-6所示的"不完全齿轮”式传送轮。

同时为了使容器能够更好的输出到工位1,我们还设计了如下

图2-7所示的挡板：

②容器定位功能：

能够实现容器定位的机构很多,在这里我们设计了下图2-8

所示的带凹槽而且间隙转动的旋转工作台。

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旋转工作台有六个半圆形凹槽,一方面随着工作台的间隙转动,

凹槽边缘能够把传送轮传送到工位1的容器带走，另一方面依靠间隙

旋转工作台的间隙转动凹槽能够起到很好的定位，即旋转工作台每次

转过60°,容器就被定位。

怎样实现旋转工作台的间隙转动呢？能够实现间隙转动的机构有

棘轮间隙运动机构，槽轮间隙

机构，凸轮间隙机构，不完全齿

口轮间隙机构，偏心轮分度定位

机构等，综合考虑各因素，我们

选用下图所示的槽轮间隙机

_构。槽轮机构将旋转运动转换

为单向间隙转动。如图右所示,

槽轮机构由主动拨盘，从动槽

轮和机架组成。主动拨盘以等

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角速度明作连续回转，当拨盘上的圆销未进入槽轮的径向槽时，由于

槽轮的内凹槽止弧被拨盘的外凸锁止弧卡住，使槽轮在停歇时不能产

生游动，并获得定位。当圆销进入槽轮径向槽时.，槽轮受圆销的驱使

而转动。当圆销离开径向槽时，锁止弧又被卡住，槽轮又静止不动。

直至圆销再次进入槽轮的另一个径向槽时，乂重复上述运动。因此,

槽轮作时动时停的间隙运动。

③容器夹紧功能：

因为要对容器进行灌装,封口压盖，因此在灌装工位和封口

压盖工位时要对容器进行夹紧固定，防止容器在灌装时不准确，封口

压盖时跳动，导致封口压盖错位,产生废品，而浪费材料和经费。出于

此目的，我们设计了下面几种夹紧方案：

(1)方案一：

如图2-10所示,在工位2和工位3外加装两个凸轮,用

于对容器进行夹紧固定,工作原理是当容器到达工位2和工位

3时，凸轮处于远休位置,此时凸轮的远休轮廓刚好对容器进

行夹紧,等灌装和封口压盖完成时，凸轮远休结束,此时容器没

有被夹紧，只要旋转工作台转动,则容器跟随其一起转动。

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（2）方案二：

如图2-11所示，本方案采用圆环来是实现容器在灌装

和封口压盖工位处的夹紧固定，工作原理是当容器在工位1处被旋转

工作台带进时，容器就被圆环夹紧，容器随着旋转工作台的转动而转

动，容器一直处于夹紧状态。

图2-11夹紧圆环示意

（3）方案三:

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如图2-12所示,方案三我们采用图示两斜台，斜台在灌

装工位和封口压盖工位处与容器相切，容器刚好被运送至灌装

工位和封口压盖工位时就被夹紧,此时旋转工作台进入间隙停

止期,利用这段间隙，灌装设备和封口压盖设备刚好能够对容

器进行灌装和封口压盖。

图2-12斜台夹紧示意图

比较上述三个方案，方案一采用两个凸轮对容器进行夹紧，能够

很好的实现夹紧功能,可是凸轮设计复杂，加工困难,而且两个夹紧凸

轮与旋转工作台运动的协调与配合过程设计复杂，难度大，同时乜会

使机器整体构造复杂化。方案二中的夹紧圆环会使容器在整个加工

过程中出于夹紧状态,容器与夹紧圆环摩擦严重，可能会使容器变形,

甚至破裂，而且这样的摩擦状态会增加系统的无用功率，降低机械系

统的运动功率因素，增加能耗,不利于低碳城市与工业加工的建设C

相比之下，方案三不但能够较好的实现容器在连个工位处的夹紧,而

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且在整个过程中只有在夹紧处容器和夹紧摩擦大，系统的有效功率利

用高。同时夹紧斜台的设计过程简单，加工制造也方便。

综上所述，我们采用方案三中的夹紧斜台对容器在灌装工位

和封口压盖工位处进行夹紧固定，从而到达防止容器的跳动，以及加

工错位和误差的产生。

④灌装功能：

(1)方案一：

如图2-13所示,采用图示的凸轮机构，由凸轮的连续转

动实现灌装活塞的上下往复运动，由于弹簧的作用当凸轮近

休时,活塞往上运动，此时灌装容器吸入液体，凸轮继续运动,

推动活塞向下运动,此时灌装机构对空容器进行灌装,如此往

复运动就可实现灌装功能。

图2-13凸轮式灌装机构示意

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（2）方案二：

如图2-14所示,本方案采用连杆机构来实现灌装功能。

图2-14

虽然连杆机构制造简单，可是其设计过程复杂，因此我们

采用方案一来实现灌装功能。

⑤封口压盖功能：

如下图2-15,这是我们设计的封口压盖机构,此机构为对心曲

柄滑块机构，曲柄ab与齿轮固接,齿轮连续转动带动杆ab连续转

动，从而实现封口压盖机构的上下往复运动,进而对容器进行封口

压盖。

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图2T5对心曲柄滑块封口压盖

⑥产品输出与传送功能：

在产品的输出与传送上，我们像容器的输入一样采用输出挡

板和输出传送带。如图2-16所示，容器到达图示虚线位置时，输出挡

板将容器往输出传送

带方向推挡，同

时容器是随着

旋转工作台一

起旋转的，在合

成力的作用下,

容器被带至输

出传送带上，进

而传送到下个

加工工位。

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3.旋转型灌装机机构运动总体方案

综合考虑旋转型灌装机要实现的6个功能，我们设计了如下旋

转型灌装机。

3.1旋转型灌装机总体方案图（机构运动简图）

图3T机构运动简图

1.电动机同轴带轮2.带轮3.4.5.6.齿轮7.9.斜齿轮8.8’.链

轮10.11.12.13.齿轮14.主动拨盘15.从动槽轮16.旋转工作

台17.传送轮18.链轮18',带轮19.20.链轮21.凸轮

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21'.22.22;23齿轮24.曲柄25.连杆26.封口压盖器27.滚子

28.活塞推杆

上图所示为机械系统运动方案运动简图，该旋转型灌装机的二作

原理如下所述：

①电机1经过皮带轮传到2,2经过轴传到3,3乂传到齿轮4,齿

轮4经过轴传到轮5转动,齿轮5又带动齿轮6,从而形成三级减速。

②锥齿轮7传给锥齿轮9,与锥齿轮9同轴的齿轮10又带动齿

轮H,齿轮11又经过轴传给传动轮17,用来传送容器。

③与锥齿轮7同轴的带轮8以相同角速度转动经过皮带传给链

轮18,使轴转动,从而使皮带轮18'转动，带动皮带用来传送容器。与

左边带轮18同轴的链轮19经过链条与链轮20连接,链轮经过轴传

给齿轮211和凸轮21,凸轮经过滚子27,推杆28带动活塞上下往复运

动，从而实现对容器的灌装。

④齿轮2厂传递给齿轮22,齿轮221又传给齿轮23，曲柄24与

齿轮23固接，曲柄与连杆25相连,连杆25与滑块26连接,滑块上下

往复运动,实现对容器的封口压盖。

⑤与锥齿轮9同轴的齿轮12传给齿轮13,齿轮13经过轴传到

主动拨盘14,主动拨盘14带动从动槽轮16,实现旋转工作台的间隙

旋转运动。

以下两图图3-2,图3-3分别是旋转型灌装机的左视图，旋转工

作台的俯视图。

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图3-2选装型灌装机左视图

3.2旋转型灌装机各运动构件的设计,选择与分析

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设计任务书的要求的灌装速度是12r/min,即灌装凸轮和封口压

盖曲柄的转速也是12r/mino由于旋转工作台有6个凹槽，因此旋转

工作台Imin内要转2转，即2r/min,也即从动槽轮的转速也是

2r/min,因为我们设计的槽轮有六个径向槽，而且主动拨盘只有1个

圆销，因此主动拨盘的转速为12r/min0而传送轮有三个凹槽，旋转工

作台转速2r/min,则传送轮转速应为4r/mino而传送皮带轮我们设

定的转速是8r/mino

（1）旋转型灌装机运动循环图

为了使灌装机各运动构件运动协调配合，我们设计了如下直

线式动循环图图3-3和直角坐标式运动循环图图3-4:

Qs5/6s543s512s10/3s256sqs35/6s20,3s1542s25'3s

旋转工作台停止旋转

|5/2s

传送轮旋转,出空瓶1旋转输出空瓶2

5/3s

灌装推杆迸i推程-灌装）远休退（回卷-容器装液）近休

）/6s

封口压块级住Cl（进）板.住C2（退）杈住C1（道）

旋转型灌装机的运动循环图

图3-3直线式动循环图

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二件台.角60；1平.平・2产2j(T3p

旋转工作台^-----------H——EL————Ek——H——C

123

传送轮匹______5/2s5s15/2s10s25/2s15s

11cd

灌装凸轮t

I

灌装活塞

53s1031

旋转型灌装机的运动循环图

图3-4直角坐标式运动循环图

(2)原动机的选择：

本方案采用的是转速为1440r/min的电动机。

(3)传动机构的选择：

机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执

行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装

置。传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动，链传动等。

它们的特点如表3-1:

特点寿命应用

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?h阐跋福国加遗助范恒定;链/於J取1选康摄彳仑71业槛械削机漉机械、钝四

4

七组感他I娜曲麒能啷旅彳罪r成料的接1期L雄运输机械械利眼翱橄L

的

麟传X廉爽杯趣值外画纲城能彳劭硼）弯iih疲＜J、亲械以及仪器等

*j可雏，效靠;蒿用制岫和幼蓑才hi5睡趣以及?

t弋座诩曲腾时迷魔碰霜口直胶合与抗E£

寻迷蜥蝴辘鞠谓稳;链条损能力

二络粒骐涕1处堀楣携能的勤彳1制造精确金属切削机床（特别是分度

大的传动比;传动平稳，无噪润滑良好，机构）、起重机、冶金矿山

音;可制成自锁机构;传动比寿命较长；机械、焊接转胎等

蜗杆传

大、滑动速度低时效率低；低速传动，

动

中、高速传动需用昂贵的减磨损显著

磨材料;制造精度要求高，刀具

费用贵。

轴间距范围大，工作平稳，噪音带轮直径金属切削机床、锻压机

小，能缓和冲击，吸收振动;摩大，带的寿床、输送机、通风机、农

擦型带传动有过载保护作用；命长。普通业机械和纺织机械

结构简单,成本低，安装要求不V带3500-

带传动高;外廓尺寸较大:摩擦型带有5000h

滑动，不能用于分度链;由于带

的摩擦起电，不宜用于易燃易

爆的地方;轴和轴承上的作用

力很大，带的寿命较短

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长以后，容易引起共振,因而需

增设张紧和减振装置

由上述几种主要的传动装置相互比较可知，由于传动效率高等原

因，故选择齿轮传动，第一级传动选择带传动，可对电动机起到过载

保护的作用。

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：

1440r/min电动机

。ni级减速

in线减速

X一%为「-1

1—14

n级减速--

2

1、2为皮带轮:小=30

3、4、5、6为齿轮：Z3=20Z4=100

Z5=20Z6=80

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i34=ZI/Z3=100/20=5

i56=z6/z5=80/20=4

因此I轴转速480r/min,II轴转速为96r/min,HI轴转速

为24r/min.

齿数模数分度圆直径传送比i压力角

d

带轮160mm3

带轮2180mm

齿轮3201.5mm30mm520°

齿轮410()1.5mm15()mm20°

齿轮5202mm40mm420°

齿轮6802mm160mm20°

（3）绘制机械系统运动转换功能图：

根据执行构件的运动形式，绘制机械系统运动转换功能图

如图3-5所不。

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图3-5旋转型灌装机系统转换功能图

（4）用形态学矩阵法创立旋转型灌装机机械系统运动方案：

根据机械系统运动转换功能图图3-5可构成形态学矩阵。

图3-6所示的形态学矩阵可求出旋转型灌装机系统运动方案数为：

N=3X3X3X2X2X3X3X3=2916

可由给定的条件,各机构的相容性,各机构的空间布置,类似产品的

借鉴,下图折线为我们设计的最优方案。

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功能元解（匹配机构）

功能元1234

减速］带传动d齿轮传动涡轮传动

减速2带传动三T二涡轮传动

减速3二＞

带传动链传动涡轮传动

压块往复运动广、一►凸轮传动凸轮十连杆

凸轮传动/

活塞往夏运动厂、一^连杆机构凸轮十连杆

链制

传送带连续运动厂、带传动齿轮传动涡轮传动

工作台间隙运动厂、F完全凸轮传动棘轮传动擒纵机构

带传动隹传动涡轮传动

传动轮连续运动O

图3-6形态学矩阵

（5）灌装机构的设计:

由系统方案图我们可知,我们选用如下灌装机构:

⑴设定的数值：

①容器高度%为200mm;

②活塞运动范围S为40nl明

③推杆和活塞总长L为

105mm;

④滚子直径d=10mm;

3

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⑤容器顶部距离活塞最近距离1为10mm;

⑵凸轮：此凸轮用于灌装工位，利用远近休止带动推杆和活塞来实现

灌装,设定活塞推杆的最大推程为40mm，凸轮的安装高度为400mm。

以下为凸轮的具体设计过程：

一.我们设定凸轮的数据如下：

①基圆半径ro=45mm

②滚子半径：”=5mm

③行程:S=40mm

④推程角:50=120°

⑤回程角:6。'=120°

⑥近休止角：6oi=60°

⑦远休止角：S02=60°

⑧升程最大压力角:Qa尸29.6<30°

⑨回程最大压力角：amaxo2=29.6<30°

⑩运动规律的选择，为了减少刚性和柔性冲击，我们在推程和回程选

用既无柔性冲击和刚性冲击的摆线规律（正弦加速度运动规律sine

accelerationcurve）,在远休和近休时选用静止运动规律。

根据以上凸轮的数据我们利用”凸轮机构CAD-CAI"软件能

够将凸轮的图形设计出来,具体过程：

1、设置凸轮参数：

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凸轮类型：滚子直助从动件盘形凸轮机构

基附半径［R。］|45

1r

滚子半径IRt］

的心距同

转速M

计算步长

2、设置凸轮分段参数

为保证凸轮运动过程中减少冲击,我们将参数分别设置为：

①0。〜60°为近休止运动阶段,升程为On叫静止运动规律；

②60。〜180°为推程运动阶段,升程为40nmi，摆线运动规律；

③180°〜240。为远休止运动阶段,升程为0mm,静止运动规律;

④240。〜360。为回程运动阶段,升程为-40nim,摆线运动规律。

将上述数据输入软件如下图所示：

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3轮分段数（4—第p一二段凸轮转角（度）［90--------备注：转角和必须为35。度!

升程（mm）|To升程和必须为0!

运动规律选择:分段状态：

N1

o静止▼转角升程

1：静止No260.000.00

：等医运动规律摆线运动规律_转角120.。0_升程40.00

2No3

：等加速等减速运动规律静止▼转角60.0、升程0.00

3NO4

4：简谐运动规律摆线运动规律一转角120.00_升程-40・00

5：摆线运动规律

6：多项式（3-4-5）运动规律

3、利用反转法原理设计凸轮的图形为:

4、运行出的最终结果，位移、速度、加速度图以及凸轮的二维图形

如下图所示：

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位移（S）mm=40.OO

速度（V）mm/w=O.OO

加速度（A）mmzs/s=O.OO

压力羯（度）=O.00

曲窣半径mm=S5.OO

凸轮位移用（5E）=190.OO

5、软件导出的部分数据如下:

用SIidworks绘制凸轮轮廓注:先启动Solidworks,打开一张零件图，再点

击此键。

基圆半偏心滚子半最小曲率半并再舄十斤力缶同班曰+rr为缶计算点

径距径径升程取大压力角回程取大压力角数

45054529.3571108729.3571108772

6、凸轮推动推杆上下运动，而活塞与推杆固接，故活塞的运动规律与

推杆的一样，做上下往复运动，由运动循环图可知，灌装活塞的运动规

律如下：

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r

灌装活塞

（6）旋转工作台间隙运动机构的设计:

由于要求灌装速度为12r/min,因此每个工作间隙为5s,转台

每转动60用时5/6s,停留25/6s,运动规律如图3-6所示。

工作台簿角604120s

藕藕旋转旋;专

n5s停止nI。，停止n15s停止r-20s停止「25s停止「

旋转工作台°s停止

25/6s55/6s30s

由此设计如下槽轮机构，完成间歇运用，以达到要求。槽轮机构

具有以下特点：构造简单，外形尺寸小；机械效率高，并能较平稳地,

间歇地进行转位；但因传动时存在柔性冲击，故常见于速度不太高的

场合；同时由于槽轮机构具有自行锁紧的功能，因此能用于此机构的

定位作用。

具体数据如下：

①从动槽轮15如

图所示有六个

径向槽，而且从

动槽轮的转速

为2r/min;

②主动拨盘有一

个拨动圆销，而

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且主动拨盘的的转速为12r/min;

（7）传送轮的设计：

传送轮是为了将传送带的连续传送转变为间隙有序地传送到

旋转工作台的工位1,这样就能够利用传送轮转动120°的时间间隔

来使空容器间隙有序的传送到位。

如图所示传送伦上设计有三个互成120°的凹槽，传送轮直径

为200mm。其运动规律如下图所示:

旋转工作台

传送轮

由上图可知，旋转工作台转动1转，有6个容器完成灌装和封口

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压盖，由于传送轮上只有3个凹槽，因此传送轮转动在旋转工作台转1转

的时候,它应该转动2转。

(8)传动齿轮，带轮，链轮的设计:

(1)如下图所示从电动机到轴HI的减速以及齿轮带轮的设计在

前面已经阐述过,在这里就不再重复。

1440r/nin电动机

一0.m

V7A

6

5

W1

⑵下图所示为旋转型灌装机系统中的链传动：

设计数据如下：①链轮8和18的齿数Z8=24,Z呼72,模数m=2mm,

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d8=48mm,di8=144mm;

is13=Zi8/Z8=3,n8=24r/min,ni8=8r/min;

②链轮8'和18''的齿数Z；=24,ZJ=72,模数m=2mm,

，，，，，

ds二48mm,di8=144mm;i8i8=Zi8/

Z8=3,n8=24r/min,ni8=8r/min;

③链轮19和20的齿数ZHF60,Z2k40,模数m=2mm,

di3二120mm,d2o=8Omni;i1920=Z20/Zig—2/3,nig—8r/min,

n2)=12r/min;

⑶系统中锥齿轮的设计：

III轴转速为24r/min,IV轴转速为12r/min,固i79=2:1,设

计锥齿轮7,9的齿数为30,60,模数为2mm,则直径为

如图所示齿轮21'带动齿轮22转动,与齿轮22同轴的

22带动齿轮23,从而实现齿轮23上曲柄的连续转动。这四

个齿轮的具体设计数据如下：

文档仅供参考

①齿轮21'与齿轮22啮合：齿数Z2尸60,Z22=77,模数m=2mm,

d2i=120mm,d22=154mm;

②齿轮22’与齿轮23啮合：齿数Z23=60,Z22=77,模数m=2mm,

d23=120mm,d22=154mm;

⑸传送轮同轴齿轮，主动拨盘同轴齿轮，锥齿轮同轴齿轮的设计:

①齿轮10与齿轮11啮合，nio=12r/min,nH=4r/min;ii0u=m。/nu=3,

齿数Zio=4O,Zn=60,模数m=2mm,dio=8Omm,dn=120mm;

②齿轮12与齿轮13啮合，rii2=12r/niin,ni3=12r/min;i1213=ni2/

n13=l,齿数Zi2=77,Zi3=77,模数m=2mrn,di2=154mm,di3=154mni;

文档仅供参考

(6)封口压盖机构的设计:

封口压盖我们采用下图所示曲柄滑块机构：

此机构为对心曲柄滑块机构,

八曲柄ab与齿轮固接，齿轮连续转动

y带动杆ab连续转动，从而实现封口

^5压盖机构的上下往复运动，进而对

压容器进行封口压盖。

盖

机有关此机构的数据如下:

构

①齿轮与曲柄的安装高度为400mm;

②齿轮与曲柄的转速为12r/min;

③曲柄ab长度L=30mm,连杆be长

度L2=150mm;

④齿轮齿数Z=60模数m=2mm,压力角20°,分度圆直径d=120mm;

⑤C处于最下极位时,C点距离容器瓶口的距离为20mm;

⑥封口压盖滑块的行程S=60nmi。

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封口压块

综上所述，曲柄滑块的数据如下:

⑴曲柄长ab=Li=30mm

⑵连杆长bc=I3150mm

⑶极位夹角9=0°

⑷行程比k=l

⑸最小传动角Y由山二arcos(L/L2)=arcos(0.2)=78.463040970

=78.46°

利用计算机辅助设计过程如下：

①机构运动分析计算机辅助设计流程框图为:

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②程序清单(主程序和子程序):

PrivateSubCommand1Click()

Dimb(6),c(6),d(3),tAsString

pai=Atn(ltt)*4/'180

Forfi=0To360Step10

Fil=fi*pai

Call单杆运动分析子程序(0,0,0,0,0,0,0.03,0,Fil,

1.,0,_

xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy)

文档仅供参考

CallRRP运动分析子程序(1,xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy,0,

0,vPx,vPy,aPx,aPy,

0.15,0,0,0,xC,yC,vCx,vCy,aCx,aCy,fi2,omega2,

epsilon2,sr,vsr,asr)

t=t+zzFil="+Str(fi)+vbCrLf

t=t+/zxC(m)=〃+Str(xC)+vbCrLf

t=t+z，vC(m/S)=〃+Str(vCx)+vbCrLf

t=t+“aC(m/S2)二〃+Str(aCx)+vbCrLf

t=t+，zomega3(rad/S)=〃+Str(omega3)+vbCrLf

t=t+Z，omega2(rad/S)="+Str(omega2)+vbCrLf

t=t+z，epsilon3(rad/S)="+Str(epsilon3)+vbCrLf

t=t+z/epsilon2(rad/S)=〃+Str(epsilon2)+vbCrLf

t=t+vbCrLf

Nextfi

Text1.Text=t

EndSub

Sub单杆运动分析子程序(xA,yA,vAx,vAy,aAx,aAy,S,theta,

fi,omega,epsilon,_

xm,ym,vmx,vmy,amx,amy)

xm=xA+S*Cos(fi+theta)

ym=yA+S*Sin(fi+theta)

文档仅供参考

vmx=vAx-S*omega*Sin(fi+theta)

vmy=vAy+S*omega*Cos(fi+theta)

amx=aAx-S*epsilon*Sin(fi+theta)-S*omega-2*

Cos(fi+theta)

amy=aAy+S*epsilon*Cos(fi+theta)-S*omega2*

Sin(fi+theta)

EndSub

Subatnl(xl,y1,x2,y2,fi)

Dimpi,y21,x21

pi=Atn(l#)*4

y21=y2-yl

x21=x2-xl

Ifx21二0Then'判断BD线段与x轴的夹角

Ify21>0Then

fi=pi/2

Elselfy21=0Then

MsgBox〃B、D两点重合,不能确定”

Else:fi=3*pi/2

EndIf

Else

Ifx21<0Then

fi=Atn(y21/x21)+pi

文档仅供参考

Elselfy21>=0Then

fi=Atn(y21/x21)

Else:fi=Atn(y21/x21)+2*pi

EndIf

EndIf

EndSub

SubRRP运动分析子程序(m,xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy,xP,yP,

vPx,vPy,aPx,aPy,_

L2,fi3,omega3,epsilon3,xC,yC,

vCx,vCy,_

aCx,aCy,fi2,omega2,epsilon2,sr,

vsr,asr)

Dimpi,d2,e,F,yCB,xCB,El,Fl,Q,E2,F2

pi=Atn(l#)*4

d2=((xB-xP)-2+(yB-yP)-2)

e=2*(xP-xB)*Cos(fi3)+2*(yP-yB)*Sin(fi3)

F=d2-L2-2

Ife-2<4*FThen

MsgBox〃此位置不能装配〃

GoTonl

Else

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EndIf

Ifm=1Then

sr=Abs((-e+(e-2-4*F)-0.5)/2)

Else:sr=Abs((-e-(e2-4*F)0.5)/2)

EndIf

xC=xP+sr*Cos(fi3)

yC=yP+sr*Sin(fi3)

yCB=yC-yB

xCB=xC-xB

Callatnl(xB,yB,xC,yC,fi2)

El=(vPx-vBx)-sr*omega3*Sin(fi3)

Fl=(vPy-vBy)+sr*omega3*Cos(fi3)

Q=yCB*Sin(fi3)+xCB*Cos(fi3)

omega2=(Fl*Cos(fi3)-El*Sin(fi3))/Q

vsr=-(Fl*yCB+El*xCB)/Q

vCx二vBx-omega2*yCB

vCy=vBy+omega2*xCB

E2=aPx-aBx+omega2-2*xCB-2*omega3*vsr*

Sin(fi3)_

-epsilon3*(yC-yP)-omega32*(xC-xP)

F2=aPy-aBy+omega22*yCB+2*omega3*vsr*

Cos(fi3)

文档仅供参考

+epsilon3*(xC-xP)-omega3-2*(yC-yP)

epsilon2=(F2*Cos(fi3)-E2*Sin(fi3))/Q

asr=~(F2*yCB+E2*xCB)/Q

aCx=aBx-omega22*xCB-epsilon2*yCB

aCy=aBy-omega2-2*yCB+epsilon2*xCB

nl:EndSub

PrivateSubCommand2_Click()

Dimb(6),c(6),d(3),xCl(360),vCxl(360),aCxl(360)

pai=Atn(l#)*4/'180

Picturel.Print贵州大学机械工程与自动化学院机械原理课程

设计〃

Picturel.Print机械电子工程刘传盛

Forfi=0To360Step10

Fil=fi*pai

Call单杆运动分析子程序(0,0,0,0,0,0,0.03,0,Fil,

1.,0,_

xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy)

CallRRP运动分析子程序(1,xB,yB,vBx,vBy,aBx,aBy,0,

0,vPx,vPy,aPx,aPy,

文档仅供参考

0.15,0,0,0,xC,yC,vCx,vCy,aCx,aCy,fi2,omega2,

epsilon2,sr,vsr,asr)

xCl(fi)=xC

vCxl(fi)=vCx

aCxl(fi)=aCx

Nextfi

ForeColor=QBColor(0)

Picturel.Scale(-10,100)-(370,-100)

Picturel.Line(0,0)-(360,0),ForeColor

Picturel.Line(0,-100)-(0,100),ForeColor

ForeColor=QBColor(4)

Picturel.PSet(0,xCl(0)*100)

Forf