膏体自动灌装机设计说明书.docx

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I

题目膏体自动灌装机设计说明书1、本设计的目的、意义:

让学生利用所学知识以及查阅课外资料，积极探讨，通过各种途径独立完成论文，对一些基本的机械原理知识有更为深入的了解，锻炼学生的

思维创新能力和动手能力，使学生在完成论文的过程中不断收获、不断成长。

2、学生应完成的任务:

完成各部分机构设计，包括:

（1）、将空盒送入六工位转盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；

（2）、在灌装工位上往空盒灌入膏体；

（3）、在贴锡纸工位上粘贴锡纸；

（4）、在盖盒盖工位上将盒盖压下；

（5）、送出成品。

设计完成后，再完成具有规定格式的设计说明书。

IV

西南交通大学本科教学改革-机械原理

摘要

灌装机是酒水、膏体、饮料类等食品加工行业的关键设备之一。

目前正向着灌装的高速化、精确化；以及智能化、多功能化方向发展。

本文的设计工作原理是利用传送带将空盒送进六工位转盘，利用槽轮间歇运动变换不同工位；然后在灌装工位通过连接在凸轮机构上的装置灌入膏体；在贴锡纸工位利用与凸轮机构相连的装置在盒上粘贴锡纸（利用锡纸下降）；在盖盒盖工位上将盒盖压下紧固咋爱盒口；最后送出成品。

通过槽轮机构、凸轮机构、齿轮换位机构和送料机构来实现，从而完成膏体的自动灌装并送出成品。

关键词 膏体；槽轮；灌装；间歇；机构

Abstract

Thefillingmachineisoneofthekeyequipmentfordrinks,paste,beverageandotherfoodprocessingindustries.Thecurrenttowardshigh-speed,fillingaccuracy;andintelligent,multi-functionaldirection.

Thedesignprincipleofthispaperistousetheemptyboxestothesixstationrotarytable,usingthetransformofGenevamotionindifferentposition;andthenthroughthedeviceisconnectedtoacamonfillingpasteinthefillingstation;deviceinthepastefoilstationisconnectedwiththecammechanismwiththepasteintheboxwithfoil（useoftinfoildown）cover;inposition,pressfasteningloveboxmouth;finallyoutoffinishedproducts.Toachievethroughthegroovewheelmechanism,cammechanism,gearshiftmechanismandfeedingmechanism,thuscompletingthepastefillingandhadfinished.

Keywords paste;thegroovewheel;filling;intermittent;mechanism

目录

摘要 IV

1、绪论 1

1.1、灌装机的发展 1

1.2、设计任务背景 1

2、设计任务和要求 1

2.1、设计任务 1

2.2、设计要求和内容 2

3、工作原理和工艺过程 2

4、拟定运动循环图 2

5、执行机构设计方案 3

5.1、转盘的间歇运动 3

5.2、贴锡纸、加盖机构 5

6、设计方案的机械运动简图 6

7、机械传动系统的尺度设计 8

7.1、电动机的选择 8

7.2、行星轮系传动比的计算 8

7.3、带传动的设计 9

7.4、轴的选择 9

7.5、锥齿轮参数设定 9

8、机构执行系统的尺度计算 9

8.1、槽轮相关参数的确定 9

8.2、凸轮机构设计 11

设计小结及体会.........................................................14

参考文献 15

西南交通大学本科教学改革-机械原理

第15页

1.1灌装机的发展



1绪论

我国饮料、乳品、啤酒市场得到长足发展的同时也带动了包装机械业的发展速度。

自从上世纪八十年代开始，中国每年都要进口大量的饮料、乳品和啤酒包装机械，至今引进的势头仍然是有增无减。

这些机械大多是高速自动化生产线，可靠性强，产量高，部分设备是当今世界最为先进的机型。

这些生产线的引进，使中国部分饮料、乳品和啤酒企业的包装水平得以与发达国家同步发展。

与此同时，中国包装机械的生产也取得了长足的进步，部分灌装、封口一体设备已经达到较高水平，包括塑料饮料瓶、酸奶杯、无菌包装成型设备和贴标机在内的包装生产线水平也得到了提升，已经可以满足中型企业的需要，部分已经可以替代进口设备，并且出口量逐年提高.

包装机械的产值在300亿元人民币左右，而每年进口的食品包装机械约10亿美元。

其中饮料、乳品和啤酒包装机械占有相当大的比重。

1.2设计任务背景

包装是食品生产中必不可少的一个环节，而啤酒及其他碳酸饮料在人们的生活中已占据了重要的地位，从而也带动了灌装机械的发展。

鉴于我国目前包装机械行业的发展空间比较的大，研究包装机械方面的课题个人和社会都有积极意义，是对学生综合能力的培养和锻炼，尤其是总体设计更是如此。

一方面巩固、增长学生的专业知识，培养综合运用知识的能力，为以后的工作积累经验，另一方面也希望他们能在自己的课题上有所发现、改进、创新，提出一些建设性的意见。

自动灌装机构设计，题目综合性强，需要学生有扎实的基础知识和广博的知识面及计算机基础。

所以，在整个设计过程中学生可以充分发挥其主动性，积极性，培养了他们的综合分析问题和解决问题的能力，促进学生由知识型向智能型转化。

2.设计任务和要求

2.1设计任务

膏体自动灌装机是通过出料活塞杆上下往复运动实现膏体灌装入盒内的，其主要工艺动作如下：

（1）、将空盒送入六工位转盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；

（2）、在灌装工位上空盒上升灌入膏体；

（3）、在贴锡纸工位上粘贴锡纸；

（4）、在盖盒盖工位上将盒盖压下；

（5）、送出成品。

2.2.设计要求和内容

1、电动机选择Y系列交流异步电动机，转速为960r/min；

2、膏体自动灌装机的生产能力：

24盒/min；

3、膏体盒尺寸D=30~50mm，高度h=10~15mm；

4、工作台面距离地面的距离为1100~1200mm；

5、构件质量和转动惯量不计；

6、要求结构紧凑、传动性能优良、运动灵活可靠、噪声尽量减小。

3.工作原理，工艺动作过程

首先从产品的设计要求等方面出发，膏体自动灌装机要求完成以下几个工艺动作：

1、送盒：

这一动作由传送带来完成，保证传送带的连续运转；

2、六工位转盘的间歇转动：

这一动作有槽轮机构来实现；

3、灌装：

这一过程可以由凸轮的反复运转来实现；

4、贴锡纸、压盖：

这两项工作可以由一个凸轮带动一组压杆来实现；

5、送出成品：

由传送带完成。

4.拟定运动循环图

机械运动循环的设计:

（1）、确定执行机构的运动循环时间T执行。

我们所设计的灌装机每分钟生产24

盒，因此其运动循环时间为：

T执行=60/n曲=2.5.

（2）、确定组成运动循环的各个区段。

六工位台每转动一次转角为600，其在转动时凸轮和槽轮保持不动。

输送带在整个过程中负责将空盒送到工位上，然后将成品送出，因此在整个过程中一直转动。

两个凸轮机构分别完成灌装和贴锡纸、加盖工作，在远休止和近休止阶段处于不动，在推程和回程段运动。

（3）、机构同心圆式运动循环图：

机构的运动循环如图4-1，其各个机构的运动情况如下：

输送带区段：

在0到360°均转动；

六工位台的转停：

在1/3t（120度°）内转动，在2/3t（240°）内停歇；

灌装机构的转停：

在α1=120°停歇，α2=90°时上升，在α3=60°时停歇，在

α4=900时下降；

贴锡纸、加盖机构的转停：

在α1=120°停歇，α2=90°时下降，在α3=60°时停歇，在α4=90°时上升；

图4-1（机构同心圆式运动循环图）

5.执行机构的选型

5.1、转盘的间歇运动

（1）、棘轮间歇机构

棘轮间歇机构通过摇杆1连接制动爪3左右摆动带动棘轮转动，通过止动爪5实现棘轮止动，如图5-1：

图5-1（棘轮间歇机构）

优点：

结构简单、制造方便、运动角可在工作过程中并可在较大范围内调整等；

缺点：

运动角的调节是有级的，转动精度较差，且棘爪在齿面上滑行时引起噪声、冲击、齿尖易磨损，不宜用于高速。

灌装机构需要考虑到运动的平稳性，因而舍去此种方案。

（2）、不完全齿轮

不完全齿轮机构中，一个齿轮全齿，另一个不完全齿，当不完全齿轮的有齿部分与完全齿轮啮合时，完全齿轮才转动，如图5-2：

图5-2（不完全齿轮机构）

优点:

结构简单，工作可靠，容易制造。

与其他间歇机构相比，其从动轮矫转周的停歇次数，运动和停歇的时间比例，可在较宽广的范围内调节

缺点:

啮合传动的开始和终了时，速度有突变，且加速度也不连续，故冲击较大，运动不平稳，连续，故舍去。

（3）、槽轮机构

槽轮机构利用拨盘转动，使销钉间歇性进入槽中带动槽轮间歇性转动，如图5-3：

图5-3（槽轮机构）

优点:

结构简单，工作可靠，容易制造。

转位迅速，其机械效率高，故能平稳地，间歇地进行转位

缺点:

其运动规律不能选择，调节性能差，在拨销进入和脱出槽轮时会产生柔性

冲击，故常使用于速度要求不太高的运动中。

因此，综合上述三种间歇运动机构方案，凸轮式间歇机构、不完全齿轮、槽轮机构，结合所需要设计的膏体自动灌装机中的六工位转盘转速为24r/miin，转速不高，产生冲击不大，决定使用槽轮机构来带动转盘间歇运动。

5.2、灌装、贴锡纸、加盖机构

（1）、连杆、凸轮组合机构

优点：

传动精确，动力充足，安全可靠；

缺点：

设计复杂，占用空间大，不易制造；故舍去。

（2）、曲柄推杆机构

优点：

结构简单，节省材料，容易制造，压力和磨损小；

缺点：

惯性力较大，无间歇运动，满足不了在贴纸、加盖过程中的间歇要求。

如图5-4，故舍去。

图5-4（曲柄推杆机构）

（3）、几何封闭式凸轮机构

优点：

传动精确，结构简单，可靠性高；