旋转型灌浆机机械原理优秀课程设计.docx

机械原理课程设计书旋转型灌浆机设计学 院：机械电子工程学院专 业：机械设计制造及其自动化班 级： 姓 名： 学 号：指导老师： 目录一、旋转型灌装机设计要求3二、方案初步确定4三、减速设计5四、齿轮设计6五、传动方案设计8六、机械运动循环图9七、凸轮设计、计算及校核10八、连杆机构设计及校核11九、间歇机构设计12十、心得体会13十一、参考文件14一、旋转型灌装机设计要求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。为确保在这些工位上能够正确地灌装、封口，应有定位装置。图1-1中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好容器。图2 旋转型灌浆机该机采取电动机驱动，传动方法为机械传动。技术参数见表6. 表6 旋转型灌浆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/minA600144010B550144012C500960152、设计任务1.旋转灌装机通常应包含连杆机构、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。3.在A2图纸上画出旋转型灌浆机运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。4.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.凸轮机构设计计算。按凸轮机构工作要求选择从动件运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角于最小曲率半径。在A2图纸上画出从动件运动规律线图及凸轮轮廓线。6.齿轮机构设计计算。7.编写设计计算说明书。3、设计提醒1. 采取灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位上方。2. 采取软木塞或金属浇灌封口，她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压盖机构。压盖机构可采取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，以实现工作转台间隙传动。为确保停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。间隙机构可采取槽轮机构、不完全齿轮机构等。定位（锁紧）机构可采取凸轮机构等。注：本设计选择转台直径为600mm，电动机转速1440r/min，灌装速度15r/min。二、方案初步确定1、综述待灌瓶由传送系统(通常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。为确保在这些工位上能够正确地灌装、封口，应有定位装置。我们将设计关键分成下多个步骤：1输入空瓶：这个步骤关键经过传送带来完成，把空瓶输送到转台上使下个步骤能够顺利进行。2灌装：这个步骤关键经过灌瓶泵灌装流体，而泵固定在某工位上方。3封口：用软木塞或金属冠经过冲压对瓶口进行密封过程，关键经过连杆结构来完成冲压过程。4输出包装好容器：步骤基础同1，也是经过传送带来完成。 以上4个步骤 因为灌装和传送较为简单 无须进行考虑，所以，旋转型灌装机运动方案设计关键考虑便在于转盘间歇运动、封口时冲压过程、工件定位，和实现这3个动作机构选型和设计问题。2、传动比分配原动机经过三次减数达成设计要求。第一次减速，经过减速器三级减速到15r/min,其传动比分别为2、6、4。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，使转速达成要求，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，传动比全部为2即可。三、减速设计减速器分为三级减速，第一级为皮带传动，后两级全部为齿轮传动。具体设计示意图及参数以下:1为皮带轮：i12。2、3、4、5、6为齿轮： z2=20 z3=120 z4=20 z5=80 z6=20i32=z3/z2=120/20=6i54=z5/z4=80/20=4n1=n/(i1*i32*i54)=1440/(2*6*4)=30r/min减速器由齿轮6输出30r/min转速，经过一级齿轮传动后，降低到15r/min。6、7为齿轮：z6=20 z7=40i76=z7/z6=40/20=2n2=n1/i76=30/2=15r/min减速器由齿轮6输出30r/min转速，经两级减速后达成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以下：6、8为齿轮：z6=20 z8=409为皮带轮：i9=3i86=z8/z6=40/20=2n3=n1/(i86*i9)=30/(2*3)=5r/min四、齿轮设计上为一对标准直齿轮（传动装置中齿轮6和齿轮7）。具体参数为：z6=20，z7=40，m=5mm，=20。中心距：a=m(z6+ z7)/2=5*(20+40)/2=150mm分度圆半径：r6= a*z6/（z7+z6）=180*20/（20+40）=50mmr7= a*z7/（z7+z6）=180*40/（20+40）=100mm基圆半径：rb6=m *z6*cos=5*20*cos20=47mmrb7=m*z7*cos=5*40*cos20=94mm齿顶圆半径：ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*5/2=55mmra7=(z7+2ha*)*m/2=(40+2*1)*5/2=105mm齿顶圆压力角：a6=arccos【z6cos/（z6+2ha*）】=acrcos【20cos20/（20+2*1）】=31.32a7=arccos【z7cos/（z7+2ha*）】=acrcos【40cos20/（40+2*1）】=26.50基圆齿距：pb6=pb7=mcos3.14*5*cos 20=14.76mm理论啮合线：N1N2实际啮合线：AB重合度：a=【z6(tana6-tan)+z7(tana7-tan)】/2 =【20(tan31.32-tan20)+40(tan26.50-tan20)】/2 =1.64a1则说明这对齿轮适用五、传动方案设计转盘间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口冲压机构为连杆机构，工件定位机构为凸轮机构六、机械运动循环图七、凸轮设计、计算及校核此凸轮为控制订位工件机构，因为空瓶大约为100mm，工件定位机构只需60mm行程足够，故凸轮推程设计为60mm，以下为推杆运动规律：为了愈加好利用反转法设计凸轮，依据上图以表格形式表示出位移和转角关系。度数0-90105120120-300315330-360位移（mm）0306060300基圆：r0=480mm滚子半径：rr=30行程：h=60mm推程角：=30回程角：=30进休止角：s=120远休止角：s=180最大压力角：max=2830八、连杆机构设计及校核此连杆控制封装压盖机构，因为空瓶高度约为250mm，故行程不宜超出300mm，由此设计以下连杆机构：曲柄长：a=100mm连杆长：b=900mm偏心距：e=500mm行程：s=220mm级位夹角：= arccos【e/(a+b）】- arccos【e/(b-a）】=10最小传动角：rmin= arccos【e/(b-a）】=51.3行程速比：k=（180+）/（180-）=1.121九、间歇机构设计因为设计灌装速度为10r/min，所以每个工作间隙为6s，转台每转动60用时1s，停留5s，由此设计以下不完全齿轮机构，完成间歇利用，以达成要求左边为不完全齿轮，右边为标准齿轮，左边齿轮转一圈，右边齿轮转动60。具体参数为：z左=6，z右=36，m=5mm，=20，=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右=a/2=180/2=90mm基圆半径：rb左= rb右=a*cos/2=180*cos20/2=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：a左=a右=arccos【z右cos/（z右+2ha*）】=acrcos【36cos20/（36+2*1）】=27基圆齿距：Pb左=Pb右=mcos=3.14*5*cos 20=14.76mm十、心得体会这次课程设计算是对自己所学机械专业知识一个深化和检验吧，虽说万事开头难，我们碰到了很多困难，但对于我们来说这是一次难得学习和锻炼机会。这次机械原理课程设计历时一周，时间上虽有些担心，做设计时候考虑也并不周全，但我们利用这段时间巩固了所学知识，把所学理论利用到实际设计当中，也充足锻炼自己创新能力。在实际设计过程中，我们也碰到了很多困难，不过经过我们大家团结努力，一点点克服了困难，最终设计出了自己方案。经过这次机械原理课程设计，掌握了部分常见实施机构、传动机构或简单机器设计方法和过程，提升了我们综合利用机械原理课程理论能力，培养了分析和处理通常机械运动实际问题能力，并使所学知识得到深入巩固、深化和扩展，对以后学习也奠定了一定基础，使我们学得愈加轻松，愈加高效。十一、参考文件1.机械原理（第六版） 孙桓 陈作模 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.机械设计和理论 李柱国 主编 科学出版社5.机械设计课程设计 朱家诚 主编 合肥工业大学出版社