冷霜自动灌装机总体设计课程设计说明书毕设论文Word格式文档下载.docx

1、 - 11 -3）V带传动的设计及参数选择： - 12 -4）轴的相关计算： - 13 -5）执行构件相关参数的确定： - 14 -4参考书目： - 15 -5心得体会 - 15 -粘液自动灌装机设计说明书1 工作原理及工艺动作过程 粘液灌装机是通过出料活塞干上下往复运动实现冷霜灌装入盒内。其主要工艺动作有：1） 将空盒送进五工位盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；2） 在灌装工位上向空盒灌入粘液；3） 在贴锡纸工位上粘贴锡纸（利用锡纸下降）；4） 在盖盒盖工位上将盒盖压下；5） 送出成品。2 原始数据及设计要求1） 粘液灌装机的生产能力：30盒min。2） 空盒尺寸：直径D=3050mm,高度

2、h=1015mm。3） 工作台面与地面的距离约11001200mm。4） 要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。3 设计过程1） 按工位动作要求拟定运动循环图。四个基本运动：1. 输送带的连续运动；2. 五工位盘的间歇转动（通过槽轮机构实现）;3. 灌装顶杆的往复运动（通过凸轮机构）;4. 贴锡、压盖压杆往复运动。5. 送出成品。运动循环图的设计:a） 粘液 灌装、贴锡、加盖工艺流程：1） 空盒通过输送带至五工位盘位置1。2） 五工位盘做间歇转动，每次转动72，转动时其他机构不执行动作。3） 当转盘停止时，灌装顶杆上升至工位2进行灌装，同时贴锡、加盖压杆远休结束后进行工艺动作。4）

3、灌装机构达到顶端完成灌装后回到初始位置，同时贴锡、加盖杆升到高位，一次循环结束。b） 工艺过程的执行构件：1） 送料机构：该机构主要是实现输送带的连续运动，把空盒送入工位，并将成品输出。2） 槽轮机构：它是在轴上通过变向连接槽轮，带动五工位盘实现间歇运动。3） 灌装机构：该机构有固定在轴上的直动推杆凸轮机构组成，通过高低往复运动实现灌装动作。4） 贴锡、加盖机构：又凹槽凸轮和压杆及压杆上固定的贴锡、加盖部件组成，通过高低往复运动，一次性完成两个动作。c） 各执行构件的运动协调：1） 协调原则：输送带是连续运动，且它置于五工位盘1、5工位下面，既不能于工位盘发生摩擦，也要求它不干涉其它几个机构的

4、完整运动，所以传动轮尺寸要求有限制。五工位盘间歇时要实现三个执行动作，设计凸轮尺寸不应太大，各动作之间应互不影响，一个是上升、下降，一个是下降、上升，五工位盘转动时，它们不进行任何动作。各构件要准确定位，以免回撞到其它构件。定标构件的选择：设计时下边两根轴转动同步，但转向相反，选择轴为定标构件，五工位盘开始转动时为运动循环图的起始点。2） 计算机械运动循环周期：因为生产率Q=60盒/min，所以周期T=60s/60=1s，此时定标构件对应分配轴转角=360。3） T时间个执行构件的行程区段：输送带区段：连续传动（0360）。五工位盘区段：五工位盘的转动盒停歇，所占时间比：K=（z-2）/（z+

5、2）=（6-2）/（6+2）=1：2，所以在一个循环周期内，五工位盘1/3（120）时间转动，2/3（240）时间停歇。灌装顶杆行程区段： 1=120（停）、2=90（上升）、3=60（停）、4=90（下降）。贴锡、加盖机构行程区段：（下降）、3=60（上升）。4） 绘制运动循环图：1. 圆周式循环图：2. 直线式循环图：3. 直角坐标式循环图执行机构1：送料机构连 续 运 动执行机构2：槽轮机构转 动停 歇执行机构3：灌装机构停上 升下 降执行机构4：贴锡、加盖机构分配轴转角 ： 0 120 210 270 360执行机构一执行机构二执行机构三执行机构四粘锡，加盖机构0 90 120 180

6、 210 270 360（二）机构的初步选型转盘间歇运动机构槽轮机构：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，我们所需要设计的冷霜自动灌装机中的五工位转盘转速为6每秒，转速不高，此缺点可以忽略，故比较合理，因而选用此机构。空盒上升机构直动滚子盘形凸轮机构:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各项预期的运动规律，而且机构简单紧凑。凸轮廓线与推杆之间为点线接触，易磨损，但是综合比较之下，这种机构最为合适。贴锡纸 压盒盖机构结构简单

7、，传动精确，可靠。可满足使用要求。易磨损，制造较一般凸轮难，但是综合比较之下，这种机构最为合适。直动滚子推杆封闭式凸轮机构：（三）冷霜自动灌装机总体布置图1）主视图2）左视图从机构所要实现的运动要求着手。每秒生产一个成品，这样要保证五工位盘在一秒内完成停止转动两个动作。经过考虑，在运动循环图中，将停止时间定为2/3秒，五工位转动的时间则为1/3秒，五工位盘与从动槽轮同轴，有相同的运动情况，故主动拨盘转动2/3圈所用的时间为1/3秒。它的转速可以求出，（2/3）r/（2/3）s=1 r/s。通过轴之间的传速关系，不难看出，两根主轴利用锥齿轮变向后，转速仍为一圈每秒。再加上皮带传动，周转轮系两个小

8、系统的变速（它们的变速比均为5：1），可得电动机的转速为:155=25r/s=1500r/min。电动机类型和结构形式的选择： 电动机主要有Y、YZ、YZR系列，无特殊需要，一般选取Y系列的三相交流异步电动机；而YZ、YZR系列一般用于频繁启动，制动和换向，具有较小的转动惯量和较大的过载能力。我们所设计的冷霜自动灌装机对于工作无特殊要求，选用Y系列三相交流异步电动机。电动机功率的确定： 工作所需功率Pw=Fv/1000KW=1700*3.925/1000=6.63KW 电动机至工作机的总效率为=1*2*3=0.98*0.96*0.94=0.884 所需电动机的功率Pd=Pw/=7.52KW。电

9、动机转速的确定： 参考机械设计手册可知，电动机在同一额定功率下有几种同步转速可供选用，同步转速越高，尺寸重量越小，价格越低，且效率越高。设计时可优先选取同步转速为1500r/min和1000r/min的电动机，在我们的设计中，选用n=1500r/min的电动机。1 电动机型号的确定：电动机确定型号时应该满足下列条件：PK*Pd KW.查表选取Y132M-4型电动机，其具体参数如下所示电动机型号额定功率/KW满载转速r/min同步转速r/min起动转矩最大转矩电动机外形尺寸/mmY132M-47.5144015002.2515*280*315与同类电动机比较，选取功率为P=7.5 KW。 2K-

10、H行星轮系（负号机构）m=2.5 z1=40 z2=60 z3=160=1-=-=1+=1+=51.确定计算功率（KW）：查表得工作情况系数1.3 =P=1.3*7.59.75KW 2.选择带型：由于9.75KW，小带轮转速1500r/min，确定选用SPZ型。3.确定带轮基准直径：查表取主动轮基准直径50mm，根据公式i，从动轮基准直径为2500mm。验证带的速度V=/60/1000=3.925 带的速度合适。4.确定窄V带的基准长度和传动中心距：根据0.7（D1+D2）2（D1+D2），初步确定中心距=550mm。根据公式计算所需的基准长度：=2+/2（D1+D2）+/4=1589.182

11、mm查表选取带的基准长度=1400mm计算实际中心距a=+（-）/2=455.409mm中心距可调范围： =a+0.03=497.409mm =a-0.015=434.409mm5.验证主动轮上的包角a1：a1=180-（D2-D1）/a*57.3=154.8120主动轮上的包角合适。6.计算窄V带的根数Z：由式子知 Z=/（+），由已知条件查表得=3.26KW，=0.23KW， =0.93， =0.96，于是z=3.26，取z=4根。7.计算初拉力：=500/zV（2.5/-1）+q，带入数据算得=547N。8.计算作用在轴上的压力Q： Q=2*zsin（a1/2）=4271N。一、轴的测定

12、轴的设计包含材料，确定结构和计算工作能力（强度刚度震动稳定性）等内容。一般步骤是：选择材料，轴径概略计算，结构设计，强度校核，刚度校核，震动稳定性计（高速转轴）。.本系统的轴材料主要采用45号钢。它的机械性能为：正火热处理，毛坯直径d为25100mm，硬度170207，拉伸强度限B 600拉伸屈服限s 300弯曲疲劳限-1 240扭转疲劳限-1 140 （N）.a.按扭转强度进行计算:对于实心轴，其强度条件式：=T/=（9550*（P/n）/0.2 （单位：MPa ）;改成计算轴的直径的设计计算公式为：d=c （mm）对于45号钢，C=107118（=4030 N/）。d112=19.403b

13、.按扭转刚度进行计算：.圆柱轴扭转角:=Tl/G=9550p/nl/G/32（rad）取钢的剪切弹性模量G=81000 N d（91108）d91108（mm）=27.122mm轴承的选择滑动轴承和滚动轴承都可用于支撑轴及轴上零件，以保持轴上的旋转精度，并减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。滑动轴承在一般情况下摩擦损失较大，使用维护和润滑也比较复杂，而且对实际系统的分析所需启动力矩不大，轴向尺寸小。承载能力和抗冲击能力不必太大。也没有剧烈冲击震动。所以选用滚动轴承。要选择合适的轴承，必须知道的参数为，锥齿轮上的圆周力，径向力，轴向力。轴颈直径我们采用d=40mm。轴承转速为60r/min，工作稳定，它预期的寿命为20000小时。采用角接触轴承，先确定轴承型号。1.由于五工位要实现每次60较的间歇转动，所以，槽数设为z=6。2