机械毕业设计1730自动洗瓶机说明书Word文件下载.docx
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BKYG400高速液体洗瓶机整体特点：
（1）洗瓶规格广，一般可适用0.5～20ml（特别规格另议）；
（2）洗瓶精度高，≦±
0.6%；
（3）加塞速度快，加塞成功率≧99.8%；
（4）采用机电一体化技术，变频调速控制，同步带传动与洗瓶；
（5）缺瓶不洗瓶与不加塞动作完成率可达100%。
BKYG400高速液体洗瓶机结构特点：
（1）工作台面较窄，洗瓶区伸出台面之外，操作空间大，真正达到全阳式效果；
（2）送瓶与加塞，取样与收集盘分别装在两个机架上，不仅有效防止框架变形，而且有利于整机的装配精度，提高了机器可靠性和稳定性；
（3）特殊设计的进瓶工作台、推瓶螺杆、进瓶过渡轮等进瓶系统，达到了高速进瓶的稳定流畅。
能够保证灭菌后的瓶子“先进先出”的进瓶次序；
（4）出瓶配有导向转换开关，有计数功能，并由出瓶螺杆将瓶子送人收集盘;
（5）直线连续、楔块输瓶系统可作水平移动，在一定规格内瓶子不需更换模具。
BYKG400高速液体洗瓶机控制系统特点：
（1）大型触摸屏操作，带有操作提示导航功能，操作过程实现可视化；
（2）多台驱动马达采用伺服控制，操作人员可在触摸屏上调整生产参数；
（3）未加塞的瓶子有自动剔除功能，更能满足与冻干机自动上料系统的对接。
同时，根据客户的不同要求，可在此台洗瓶机上增加相应的功能，如：
（1）可加装瓶子预充和洗瓶后充惰性气体装置；
（2）可设定每个洗瓶泵与洗瓶对应瓶子自动脱离进入取样盘内，以便对号检测；
（3）胶塞进料时配有“清洁进料”装置。
2设计任务
2.1设计任务
旋转型洗瓶机的旋转工作台有4个工位，旋转工作台有6个槽，在圆周上对称分布，4个工位分别是输入、洗瓶、封装、输出。
2.2工作条件
每天工作24小时，一年工作365天，工作环境潮湿。
3旋转型洗瓶机的设计
3.1设计方案的确定
表3-1旋转型洗瓶机技术参数表
方案号
转台直径mm
电动机转速r/min
洗瓶速度r/min
C
500
960
10
通过综合考虑，最终确定了C方案为本设计的方案。
3.2设计参数的拟定
转台直径500mm，电动机转速960r/min，罐装速度10r/min.
3.3运动方案的确定
3.3.1方案一
使用间歇机构，采用槽轮机构。
在工作时，使普通的含量为550ml的矿物质水瓶能在各个工位顺利停留。
3.3.2方案二
使用间歇机构，采用凸轮机构。
在工作时，同样能够使550ml的矿物质水瓶能准确的在各个工位停留。
3.3.2方案三
使用不完全齿轮机构，在工作时同样能够满足工作需求。
3.3.3选定方案
选定方案三：
间歇机构，采用不完全齿轮机构。
因为不完全齿轮机构可以实现设计要求，结构相对简单。
3.4旋转型洗瓶机的总体设计
图3-1工作流程图
如图3-1所示，为旋转型洗瓶机的工作流程。
电动机接减速器，减速器通过锥齿轮改变传动方向，锥齿轮接不完全齿轮主动轮，实现间歇运动，灌瓶泵、压盖机构固定在旋转工作台的的上方，实现相应的工序，最后通过带传动输出成品。
3.5电动机的选择
3.5.1选择电动机的类型
Y系列电动机为一般用途全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部之特点，B级绝缘，工作环境温度不超过+40摄氏度，相对湿度不超过95%，海拔高度不超过1000m，额定电压380V，频率50Hz。
YZR系列为绕线转子电动机，YZ系列为笼型转子电动机。
冶金及起重用电动机大多采用绕线转子，但对于30Kw以下电动机以及在起动不是很频繁而电网容量又许可满压起动的场所，也可采用笼型转子。
按照工作要求和条件，选用Y系列电机。
[8]
3.5.2确定电动机转速
因为设计参数给定的电动机转速为960r/min，所以选择电动机的方案有三种如下表3-2所示
表3-2电动机的选择方案
电动机型号
额定功率
（kw）
满载转速
（r／min）
堵转转据
最大转矩
质量（kg）
Y132S-6
3
2.0
63
Y132M1-6
4
73
Y132M2-6
5.5
84
通过考虑安全生产，生产效率等问题，选择Y132M2-6型电动机。
3.6减速器的选择
根据旋转型洗瓶机的工作环境和工作条件，选择较为实用的减速器。
选择ZDY型减速器[9]。
（1）承载能力如表3-3
表3-3承载能力
公称传动比
输入转速
输出转速
轴距
实际传动比
240
100
（2）ZDY型减速器主要尺寸如表3-4
表3-4ZDY减速器参数
A
B
H
a
d1
l1
L1
b1
t1
d2
l2
L2
b2
t2
290
175
260
28
42
127
8
31
48
82
167
14
51.5
续上表
m1
m2
m3
n1
n2
e1
e2
e3
h
地脚螺栓孔
m
润滑油量（L）
d3
n
22
225
-
140
52.5
72.5
85
102
122
125
15
35
1.6
3.7不完全齿轮的设计
要求；
60r/min
3.7.1不完全齿轮机构工作原理
不完全齿轮机构是由齿轮机构演变而得的一种间歇转动。
即在主动轮上只做出一部分齿，并根据运动时间和停歇时间的要求，在从动轮上做出与主动轮轮齿相啮合的轮齿。
当主动轮作连续回转运动时，从动轮作间歇回转运动。
在从动轮停歇期内，两轮轮缘各有锁止弧起定位作用以防止从动轮游动。
[10]
3.7.2采用不完全齿轮的优缺点
不完全齿轮的机构简单，制造容易，工作可靠，设计时从动轮的运动间歇时间和静止时间的比例可以在较大范围内变化。
其缺点是有较大冲击，故只适用于低速、轻载场合。
[10]
3.7.3不完全齿轮机构的设计
应为工作台有6个工位，为实现间歇运动，不完全齿轮的从动轮应有6个齿槽，这样才能实现主动轮转6周，从动轮转一周。
其机构如图3-2所示
图3-2不完全齿轮装配图
图3-3主动轮示意图
图3-4从动轮示意图
不完全齿轮的设计参数如下
表3-5不完全齿轮参数表
主动轮
从动轮
模数
齿顶高系数
顶隙系数
压力角
分度圆直径
5
1.0
0.25
200
70mm
150
齿顶高
5mm
齿根高
6.25mm
齿全高
11.25mm
齿顶圆直径
80mm
160mm
齿根圆直径
57.5mm
137.5mm
基圆直径
65.77mm
140.95mm
齿距
15.7mm
基圆齿距
14.75mm
齿厚
7.85mm
齿槽宽
顶隙
1.25mm
标准中心距
轴径
110mm
16mm
20mm
3.8带传动的设计
3.8.1V带的选择
标准普通V带使用多种材料制成的无接头环形带。
这些材料包括顶胶1，抗拉体2,，底胶3,，包布4，其组成方式如图3-5所示。
普通V带还分为帘布芯V带和绳芯V带两种。
本设计选用绳芯V带。
[11]V带的截面尺寸如图3-3所示，如表3-6
图3-5V带的截面尺寸
通过查图可以确定V带类型，普通V带选型图在《机械设计（第八版）》157页，由于电动机转速为960r/min,电动机功率为5.5kW,故通过图可确定V带为A型。
表3-6V带参数
普通V带的带型
节宽
顶宽
高度
横截面积
楔角
基准长度
带长修正系数
11.0
13.0
8.0
47
800
0.85
3.8.2V带轮参数的选择
V带轮的轮槽与所选用的V带的型号相对应。
则带轮轮槽为A型。
V带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使V带工作面的夹角发生变化。
为了使V带的工作面与带轮的轮槽的工作面紧密结合。
将V带轮轮槽的工作面的夹角做成
。
V带安装到轮槽中以后，一般不应超出带轮外圆，也不应与轮槽底部接触。
为此规定了轮槽基准直径到带轮外圆和底部的最小高度
和
[11]
槽轮工作表面的粗糙度为1.6或3.2。
表3-7轮槽截面尺寸
槽型
e
2.75
8.7
15±
0.3
9
112
图3-6轮槽截面尺寸
3.8.3V带轮的技术要求
铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮辐及轮毂上下不允许又砂眼、裂缝、缩孔及气泡；
铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；
转速高于极限转速的带轮要做静平衡，反只要做动平衡。
]
常用的带轮材料为HT150或HT200。
转速较高时可以采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成，小功率是可以用铸铝或塑料。
V带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。
根据轮辐结构的不同，V带轮分为实心实，腹板式，孔板式，椭圆轮辐式。
V带轮的结构形式与基准直径有关。
因为大带轮的基准直径为112mm，其小于300mm，所以采用孔板式。
如图3-7所示：
图3-7带轮孔板式
3.9主轴的计算及校核
主轴的具体尺寸如图3-8所示
图3-8主轴
得到轴的各段尺寸为：
，
所以主轴的总长度为
弯曲应力校核公式：
式中：
—轴计算截面上的工作应力（
）；
—轴直径；
—轴计算截面合成弯矩；
—轴计算截面上的合成转矩；
—转应力对称循环变化时，
=1；
—转应力不变时，
；
—转应力不变时，
—许用疲劳应力（
）。
主轴的材料选用40MnB,通过机械设计手册（软件版）3.0校核主轴，其输出结果如下：
轴的编号：
001轴的名称：
阶梯轴
轴的转向方式：
单向恒定轴的工作情况：
无腐蚀条件
轴的转速：
10r/min功率:
5.5kW转矩：
5252500N·
mm
所设计的轴是实心轴
材料牌号：
40MnB调质硬度（HB）：
230
抗拉强度：
750MPa屈服点：
500MPa
弯曲疲劳极限：
335MPa扭转疲劳极限：
195MPa
许用静应力：
300MPa许用疲劳应力：
186MPa
确定轴的最小直径如下：
所设计的轴是实心轴
A值为：
115
许用剪应力范围：
30～40MPa
最小直径的理论计算值：
90.13mm满足设计的最小轴径：
轴的结构造型如下：
轴各段直径长度：
长度直径
60mm30mm
60mm35mm
100mm60mm
220mm20mm
轴的总长度：
440mm轴的段数：
4
轴所受支撑的信息：
直径距左端距离
30mm10mm
60mm170mm
支反力计算
距左端距离水平支反力Rh1垂直支反力Rv1
10mm5396.5N3349.5N
距左端距离水平支反力Rh2垂直支反力Rv2
170mm-1478.49N-2590.49N
内力
x/mmd/mmm1/N·
mmm2/N·
103000
9035508118.81463169.06
17060452659.92452659.92
340202.42.4
拟订装配方案：
固定工作台，旋转工作台，从上面装；
固定套筒，从动轮，主动轮轮支撑盘，从下面装。
3.10锥齿轮的参数确定
由于减速器和电机是水平布置，主轴是垂直布置，为了传递动力，需用到改变传动方向的机构，有涡轮蜗杆传动和锥齿轮传动两种选择，但是涡轮蜗杆传动是用于大传动比的传动机构，此处需要的是改变传动方向，不改变传动比的机构，故需用锥齿轮传动。
锥齿轮的参数如下表所示
表3-8锥齿轮参数
大锥齿轮
小锥齿轮
模数
2
分锥角
450
齿数
60
齿宽
齿轮轴轴径
孔径
40
16
20
3.11旋转型洗瓶机的机架设计
机架为两块HT200铸铁通过螺栓连接而成的，长宽高分别为1329、1354、1098，基本外形如3-9、3-10所示
图3-9机架正视图
图3-10机架俯视图
4总结
设计进程：
撰写开题报告，通过查阅相关资料，了解了本设计的意义和可行性。
开始考虑设计方案，在图书馆借阅相关书籍，借鉴类似的成形产品的机构。
方案确定，开始进行相关数据的计算，画零件图，槽轮机构的设计，锥齿轮的设计，传动比的分配，带传动的设计，电动机的选择，减速器的选择。
画装配图，撰写设计说明书，指导老师审阅，给出修改意见，修改设计说明书，修改转配图，轴的校核。
通过本次设计，我学会了很多东西。
首先，我了解到原来减速器可以和电机整合到一起成为一个整体，叫做减速电机。
其次学会了一些软件的应用，像轴的校核使用的机械设计手册软件版，减速器图纸的生成使用的CAXAEXBView。
同时也了解到，大学四年在学校所学的东西都是一些非常基础的东西，比如我们进行的课程设计—减速器的设计，现在发现居然都出版了一本《减速器选用手册》，里面几乎涵盖了所有的减速器类型。
当然，万丈高楼平地起，没有基础是不行的，但是我觉得自己的知识面还是有点窄，在今后的学习中应该时刻注意提高自己。
致谢
首先感谢长沙学院，感谢学校录取了我，让我成为一名大学生，有更好的机会深造自己，提高自己的学识，为我的素质的培养提供了许多进步的机会。
其次感谢机电工程系，在大一到大三的两年多的时间里，是机电工程系的各位老师和领导为我们提供了宽松的生活环境，优质的学习条件，安定的学习外部环境。
感谢机电工程系的各位老师和领导，为我们大三到大四的一年多时间里付出了辛勤的劳动和热情的汗水。
由衷的感谢我的指导老师肖爱玲老师。
肖老师认真负责的工作态度让我敬佩，对我在设计过程中遇到的各种问题能够及时的解答，对我的设计严格要求，让我在这次设计中收获了许多做学问和做人的知识。
我选择了塔里木大学，塔里木大学成就了我。
在大学四年的生活里，我结识了很多志同道合的同学、朋友，也认识了很多品德高尚、学识渊博的老师，他们在生活和学习上给了我很多帮助。
感谢所有的给予我帮助的人，感谢所有关心我的人，感谢你们！
！
参考文献
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化学工业出版社，2002.
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[11]纪名刚，吴立言.机械设计[M].北京:
高等教育出版社，2008.
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