旋转型灌装机运动方案设计报告书

1《机械设计基础Ⅰ》课程设计说明书班级07机Y4学号07120401姓名卜伟雪指导教师黄秀琴常州工学院延陵学院2010.42目录一．设计题目及任务…………………………………………………………………………3-41.1设计题目…………………………………………………………………………31.2设计任务…………………………………………………………………………31.3设计提示…………………………………………………………………………4二．运动方案………………………………………………………………………4-52.1方案一…………………………………………………………………………42.2方案二…………………………………………………………………………42.3方案三…………………………………………………………………………5三.运动循环图………………………………………………………………………6四.尺寸设计………………………………………………………………………7-84.1蜗轮蜗杆设计…………………………………………………………………………74.2齿轮设计…………………………………………………………………………74.3传送带设计…………………………………………………………………………74.4曲柄滑块设计…………………………………………………………………………74.5平行四边形机构设计…………………………………………………………………84.6槽轮的设计…………………………………………………………………………8五.电算法与运动曲线图……………………………………………………………………8-95.1曲柄滑块机构运动曲线图…………………………………………………………………85.2平行四边形机构的运动曲线图……………………………………………………………9六.小结………………………………………………………………………………………10七．参考文献………………………………………………………………………………………103一、设计题目及任务1.1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，封口等工序为保证这些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。图1旋转型灌装机该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表1表1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/minA600144010B5501440121.2设计任务1．旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。2．设计传动系统并确定其传动比分配。3.绘制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．解析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。47．编写设计计算说明书。8.学生可进一步完成平面连杆机构（或灌装机）的计算机动态演示等。1.3设计提示1.采用灌装泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。2．采用软木塞或金属冠盖封口，它们可以由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通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1可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。3.此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台的间歇传动。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。二、运动方案2.1方案一：用定轴轮系减速，由不完全齿轮实现转台的间歇性转动。此方案的优点是，标准直齿轮与不完全齿轮均便于加工。缺点：一方面，传动比过大，用定轴轮系传动时，占用的空间过大，使整个机构显得臃肿，且圆锥齿轮加工较困难；另一方面，不完全齿轮会产生较大冲击，同时只能实现间歇性转动而不能实现自我定位。2.2方案二：1．如图所示，由发动机带动，经蜗杆涡轮减速；通过穿过机架的输送带输入输出瓶子；5由槽轮机构实现间歇性转动与定位；压盖灌装机构采用同步的偏置曲柄滑块机构，另外，在压盖灌装机构中，分别设置了进料口、进盖口以及余料的出口，如上图所示。此方案为我们最终所选择的方案。2.优缺点分析。优点：蜗轮蜗杆传动平衡，传动比大，使结构紧凑；传送带靠摩擦力工作，传动平稳，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。缺点：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；由于机构尺寸的限制，槽轮需用另外的电动机来带动。2.3方案三：6在设计过程中，曾考虑过用下图的凸轮机构作为压盖灌装机构，从而六个工位连续工作，以提高效率，但考虑到输送装置等各方面原因后，放弃了此方案。三、运动循环图以曲柄滑块机构的曲柄转过的角度为参考（与槽轮的导轮转过的角度相同）工作转台停止转动停止灌装压盖机构的滑块退进0601201501802403003607四、尺寸设计4.1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1252014.045004.2齿轮设计（下图所示的惰轮以及与其啮合的一对齿轮）——采用标准齿轮模数（mm）压力角（0）齿数直径（mm）齿轮152020100齿轮2520603004.3传送带的设计速度：V=wr=72r/min*50mm每两个瓶子之间的距离S:t=S/v=1/(w1/6)其中w1为转台的角速度12r/min解得：S＝50mm4.4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K＝1.4偏心距为50mmm具体设计过8程见图解法4.5平行四边形机构的设计由于已知曲柄长度为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。4.6槽轮的设计L=450mmΨ=30∴R=LsinΨ＝225mms＝LcosΨ＝389mmh≥s－（L－R－r）＝130mmd1≤2（L－s）＝60mmd2﹤2（L-R-r）＝100mm其中L为中心距圆销半径r＝30mmd1为拨盘轴的直径d2为槽轮轴的直径五、电算法与运动曲线图5.1曲柄滑块机构运动曲线图滑块的位移分析滑块的速度分析滑块的加速度分析由上述运动曲线图知：该机构具有急回特性，由加速度曲线知，该机构冲击较小。95.2平行四边形机构的运动曲线图对A点进行位移、速度、加速度分析：A点的加速度曲线位移曲线速度曲线10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，加速度会发生突变，因而存在着冲击。六、小结随着科学技术和工业生产的飞速发展，机械产品种类日益增多，各种现代化的机械设备实现生产和操作过程的自动化程度愈来愈高。因此，机械产品设计的首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。其任务就是要结合一个简单的机械系统，让学生根据使用要求和功能分析，开拓思路，敢于创新，巧妙地构思其工作原理和选择工艺动作过程；由所选择的工作原理和工艺动作过程，综合应用所学过的各类常用机构的结构组成、运动原理、工作特点及应用场合等场合等知识，进行机构的选型、创新与组合，构思出各种可能的运动方案，并通过方案评价、优化筛选，选择最佳方案；就所选择的最佳运动方案，应用计算机辅助分析和设计方法进行机构尺度综合和运动分析；由运动方案和尺度综合结果绘制机械系统运动简图。从而使学生巩固和加深机械原理课程所学的基本理论和方法；使学生通过一个实际机械系统的一次完整的运动设计过程，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练；更重要的是培养学生理论与实践结合、锐意创新并应用计算机完成机械系统整体分析和设计的能力。通过一星期的实践，深刻体会到机械在我们生活中的不可缺少，也明白人类智慧的博大精深，也更看清了之间的差距，更坚定了努力前进的方向。创新的重要性是如此的宝贵和难得，知识产权的真正价值所在！因此一个国家的强大和发展是强烈需求的，我们个人更是如此，所以更多的实践和加深是很有必要的！七、参考文献1.《机械原理》（第七版）郑文纬吴克坚主编高等教育出版社2.《机械设计课程设计》（第二版）朱文坚黄平编华南理工大学出版社3.《机械设计基础课程设计》孙德志张伟华邓子龙编科学出版社4.《机械设计课程设计》朱家诚主编合肥工业大学出版社