旋转型灌装机的设计.docx
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旋转型灌装机的设计
课程设计
题目:
旋转型灌装机的设计
班 级:
姓 名:
指导教师:
完成日期:
一、设计题目
旋转型灌装机
二、原始资料
旋转型灌装机的传动方式,参数要求
三、上交材料
机构运动简图1份
课程设计说明书1份
四、进度安排(参考)
熟悉题目,并收集相关资料
确定传动机构及设计方案,确定传动比
绘制运动机构简图及运动循环图
编写说明书
准备及答辩
五、指导教师评语
成绩:
指导教师
日 期
摘 要
设计旋转型灌装机。
在转动工作台上对包装容器连续灌装流体,转台有多工位停歇,以实现灌装、封口等工序。
为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口,应有定位装置。
我们通过连杆机构,凸轮机构及齿轮机构等3种常用机构,达到我们说要设计的要求,使我们的旋转型灌装机更合理,更实用,更经济。
通过这次的课程设计,可以把所学理论运用到实际设计当中,也充分的锻炼自己的创新能力,掌握了一些常用机构的设计方法和过程,提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力,培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展
Abstract
Designofrotary-typefiller.Turningthetableonacontinuousfillingoffluidcontainers,multiple-stationturntablerelented,andinordertoachievefilling,sealingandotherprocesses.Toensurethatthesepublicspacescanaccuratelyfilling,sealing,shouldbelocatingdevice.Throughlinkage,camandgearmechanismsuchasthreekindsofcommoninstitutions,toachieveourdesignrequirementsthathavetomakeourrotatingfillingmachineismorereasonable,morepracticalandmoreeconomical.
Throughthiscurriculumdesign,thetheorycanbeappliedtotheactualdesigns,butalsotofullyexercisetheirabilitytoinnovate,tomasteranumberofcommonlyuseddesignmethodsandprocessesforagenciestoimprovetheintegrateduseofmechanicalprinciplesofourabilitytocurriculumtheory,trainedtoanalyzeandsolvepracticalproblemsingeneralmechanicalmovementofthecapabilitiesandwhattheyhavelearnedtobefurtherconsolidated,deepenedandextended
1设计题目…………………………………………………1
1.1设计条件…………………………………………1
1.2设计要求…………………………………………1
2原动机的选择……………………………………………2
3传动比分配………………………………………………2
4传动机构的设计…………………………………………2
4.1减速器设计………………………………………2
4.2第二次减速装置设计……………………………3
4.3第三次减速装置设计……………………………4
4.4齿轮的设计………………………………………5
5方案拟定…………………………………………………6
5.1综述………………………………………………6
5.2选择设计方案……………………………………7
5.3方案………………………………………………8
6机械运动循环图…………………………………………9
7凸轮设计、计算及校核…………………………………9
8设计感想…………………………………………………12
9参考资料…………………………………………………12
计算与说明
主要结果
.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。
为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口,应有定位装置。
如图8.4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。
1.1设计条件
该机采用电动机驱动,传动方式为机械传动
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/min
A
600
1440
10
C
500
960
10
1.2设计要求
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.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.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。
.2原动机的选择
本身设计采用方案A。
故采用电动机驱动,其转速为1440r/min。
.3传动比分配
原动机通过三次减数达到设计要求。
第一次减速,通过减速器三级减速到20r/min,其传动比分别为2、6、6。
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,使转速达到要求,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,传动比都为2即可。
.4传动机构的设计
4.1减速器设计
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
1为皮带轮:
i1=2。
2、3、4、5、6为齿轮:
z2=20z3=120
z4=20z5=120
z6=20
i32=z3/z2=120/20=6
i54=z5/z4=120/20=6
n1=n/(i1*i32*i34)=1440/(2*6*6)=20r/min
4.2第二次减速装置设计
减速器由齿轮6输出20r/min的转速,经过一级齿轮传动后,减少到10r/min。
6、7为齿轮:
z6=20z7=40
i76=z7/z6=40/20=2
n2=n1/i76=20/2=10r/min
4.3第三次减速装置设计
减速器由齿轮6输出20r/min的转速,经两级减速后达到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如下:
6、8为齿轮:
z6=20z8=40
9为皮带轮:
i9=2
i86=z8/z6=40/20=2
n3=n1/(i86*i9)=20/(2*2)=5r/min
4.4齿轮的设计
上为一对标准直齿轮(传动装置中的齿轮6和齿轮7)。
具体参数为:
z6=20,z7=40,m=5mm,α=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)
=50mm
r7=a*z7/(z7+z6)
=180*40/(20+40)
=100mm
基圆半径:
rb6=m*z6*cosα=5*20*cos20°=47mm
rb7=m*z7*cosα=5*40*cos20°=94mm
齿顶圆半径:
ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*5/2=55mm
ra7=(z7+2ha*)*m/2=(40+2*1)*5/2=105mm
齿顶圆压力角:
αa6=arccos【z6cosα/(z6+2ha*)】
=acrcos【20cos20°/(20+2*1)】
=31.32°
αa7=arccos【z7cosα/(z7+2ha*)】
=acrcos【40cos20°/(40+2*1)】
=26.50°
基圆齿距:
pb6=pb7=πmcosα3.14*5*cos20°=14.76mm
理论啮合线:
N1N2
实际啮合线:
AB
重合度:
εa=【z6(tanαa6-tanα)+z7(tanαa7-tanα)】/2π
=【20(tan31.32°-tan20°)+40(tan26.50°-tan20°)】/2π
=1.64
εa>1
这对齿轮能连续转动
.5方案拟定
5.1综述
待灌瓶由传送系统(一般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。
为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口,应有定位装置。
我们将设计主要分成下几个步骤:
1.输入空瓶:
这个步骤主要通过传送带来完成,把空瓶输送到转台上使下个步骤能够顺利进行。
2.灌装:
这个步骤主要通过灌瓶泵灌装流体,而泵固定在某工位的上方。
3.封口:
用软木塞或者金属冠通过冲压对瓶口进行密封的过程,主要通过连杆结构来完成冲压过程。
4.输出包装好的容器:
步骤基本同1,也是通过传送带来完成。
以上4个步骤由于灌装和传送较为简单无须进行考虑,因此,旋转型灌装机运动方案设计重点考虑便在于转盘的间歇运动、封口时的冲压过程、工件的定位,和实现这3个动作的机构的选型和设计问题。
5.2选择设计方案
机构
实现方案
转盘的间歇运动机构
槽轮机构
不完全齿轮
封口的压盖机构
连杆机构
凸轮机构
工件的定位机构
连杆机构
凸轮机构
根据上表分析得知机构的实现方案有2*2*2=8种实现方案
5.3方案
转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构,封口的冲压机构为连杆机构,工件的定位机构为凸轮机构
6机械运动循环图
..7凸轮设计、计算及校核
此凸轮为控制定位工件机构,由于空瓶大约为100mm,工件定位机构只需60mm行程足够,故凸轮的推程设计为60mm,以下为推杆的运动规律:
为了更好的利用反转法设计凸轮,根据上图以表格的形式表示出位移和转角的关系。
度数
0°-90°
105°
120°
120°
-300°
315°
330°
-360°
位移(mm)
0
30
60
60
30
0
基圆:
r0=480mm
滚子半径:
rr=30
行程:
h=60mm
推程角:
φ=30°
回程角:
φ`=30°
进休止角:
φs=120°
远休止角:
φs`=180°
最大压力角:
αmax=28°<30°
8设计感想
这次机械原理课程设计历时10天,时间上虽有些紧张,做设计的时候考虑的也并不周全,但我们利用这段时间巩固了所学的知识,把所学理论运用到实际设计当中,也充分的锻炼自己的创新能力。
在实际的设计过程中,我们也遇到了许多的困难,不过经过我们大家的团结努力,一点点克服了困难,最终设计出了自己的方案。
通过这次机械原理课程设计,掌握了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过程,提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力,培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展,对以后的学习也奠定了一定的基础,使我
们学得更加轻松,更加高效。
.9参考资料
[1]孙恒.机械原理[M].北京:
高等教育出版社,2006.5
[2]孙志礼.机械设计[M].沈阳:
东北大学出版社,2000.9
[3]巩云鹏.机械设计课程设计:
[M].东北大学出版社,2000.12
[4]李凤平.机械图学[M].沈阳:
东北大学出版社,2003.9
[5]朱龙根.机械系统设计[M].北京:
机械工业出版社,2001.5
[6]杨汝清.现代机械设计——系统与结构[M].上海:
科学技术文献出版社,2000
[7]蔡春源.机械零件设计手册[M].北京:
冶金工业出版社,1994
z2=20
z3=120
z4=120
z5=120
z6=20
n=1440r/min
i1=2
i32=6
i54=6
n1=20r/min
z6=20
z7=40
i76=2
n2=10r/min
z6=20
z8=40
i9=2
i86=2
n3=5r/min
z6=20
z7=40
m=5mm
α=20°
a=150mm
r6=50mm
r7=100mm
rb6=47mm
rb7=94mm
ra6=55mm
ra7=105mm
αa6=31.32°
αa7=26.50°
pb6=14.76mm
εa=1.64>1
r0=480mm
rr=30
h=60mm
φ=30°
φ`=30°
φs=120°
φs`=180°
αmax=28°<30°