2022年机械课程方案旋转型灌装机运动方案方案 .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 机械原理课程设计 旋转型灌装机运动方案设计小组成员：轻化 062 王佩佩 2006101071 轻化 062 李冠男 2006101047 轻化 062 王右军 2006101021 轻化 062 吕新光 2006101107 2022 年 5 月 19 日名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录1. 题目2. 设计题目及任务 12.1 设计题目 1 2.2 设计任务 1 3运动方案 2 3.1 方案一 2 3.1 方案二 2 3.3 方案三 2 3.4 凸轮式灌装机

2、 4 4. 运动循环图 4 5. 尺寸设计 4 5.1 蜗轮蜗杆设计 5 5.2 齿轮设计 5 5.3 传送带设计 5 5.4 曲柄滑块设计 5 5.5 平行四边形机构设计 5 5.6 槽轮的设计 5 6. 电算法与运动曲线图 6 6.1 曲柄滑块机构运动曲线图 6 6.2 平行四边形机构的运动曲线图 6 7. 小结 8 7.2 设计小结 8 8. 参考数目 8 9. 附图方案一二机构运动简图名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、题目：旋转型灌装机运动方案设计二、设计题目及任务21 设计题目 设计旋转型灌装机；在转

3、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）,转台有多工位停留,以实现灌装,封口等工序为保证这些工位上能够精确地灌装、封口,应有定位装置；如图1 中,工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位 4：输出包装好的容器；图 1 旋转型灌装机该机采纳电动机驱动,传动方式为机械传动；技术参数见表 1 表 1 旋转型灌装机技术参数方案号转台直径电动机转速灌装速度A mm r/min r/min 600 1440 10 B 550 1440 12 2.2 设计任务 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安排；3. 图纸上画

4、出旋转型灌装机地运动方案简图,并用运动循环图安排各机构运动节拍；4. 电算法对连杆机构进行速度、加速度分析,绘出运动曲线图；用图解法或解读法设计连杆机构；5凸轮的设计运算；按凸轮机构的工作要求挑选从动件的运动规律,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运算出理论廓线、实际廓线值；画 出从动件运动规律线图及凸轮廓线图 6. 齿轮机构的设计运算；7编写设计运算说明书；8. 完成运算机动态演示；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.3 设计提示 1. 采纳灌装泵灌装流体,泵固定在某工位的上方；2

5、采纳软木塞或金属冠盖封口,它们可以由气泵吸附在压盖机构上,由压盖机构压入（或通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的压盖机构；压盖 机构可采纳移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构；3. 此外,需要设计间歇传动机构,以实现工作转台的间歇传动；为保证停留牢靠,仍应 有定位（缩紧）机构；间歇机构可采纳槽轮机构、不完全齿轮机构等；定位缩紧机构可采 用凸轮机构等；三、运动方案 3.1 方案一：（机构简图见附图）用定轴轮系减速,由不完全齿轮实现转台的间歇性转动；此方案的优点是,标准直齿 轮与不完全齿轮均便于加工；缺点：一方面,传动比过大,用定轴轮系传动时,占用的空 间过大,使整个机构显

6、得臃肿,且圆锥齿轮加工较困难；另一方面,不完全齿轮会产生较 大冲击,同时只能实现间歇性转动而不能实现自我定位； 3.2 方案二：灌装与压盖部分采纳如下列图的等宽凸轮,输送部分采纳如下列图的步进式传输机构；缺 点：等宽凸轮处会因摩擦而磨损,从而影响精确度；步进式传输机构在输出瓶子的时候,需要一运动精度高的拨杆；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.3 方案三：1如下列图,由发动机带动,经蜗杆涡轮减速；通过穿过机架的输送带输入输出瓶 子；由槽轮机构实现间歇性转动与定位；压盖灌装机构采纳同步的偏置曲柄滑块机构,另外,在压

7、盖灌装机构中,分别设置了进料口、进盖口以及余料的出口,如上图所示；此方案为我们最终所挑选的方案；2. 优缺点分析；优点：蜗轮蜗杆传动平稳,传动比大,使结构紧凑；传送带靠摩擦力工作,传动平稳,名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 能缓冲吸震,噪声小；槽轮机构能实现间歇性转动且能较好地定位,便于灌装、压盖的进 行；缺点：在平行四边行机构中会显现死点,在机构惯性不大时会影响运动的进行；由于机 构尺寸的限制,槽轮需用另外的电动机来带动；3.4 在设计过程中,曾考虑过用下图的凸轮机构作为压盖灌装机构,从而六个工位连续工 作,以提

8、高效率,但考虑到输送装置等各方面缘由后,舍弃了此方案；四、运动循环图 以曲柄滑块机构的曲柄转过的角度为参考（与槽轮的导轮转过的角度相同）转动 停止 停止 工作转台灌 装 压 盖机 构 的 滑退进块 0 60 120 150 180 240 300 360 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 五、尺寸设计 5.1 蜗轮蜗杆设计：模数（ mm）压力角（ 0）螺旋角直径（ mm）齿数蜗轮20 25 20 14.04 100 蜗杆1 25 20 14.04 500 5.2 齿轮设计（下图所示的惰轮以及与其啮合的一对齿轮）采纳

9、标准齿轮模数（ mm）压力角（ 0）齿数直径（ mm）齿轮 1 5 20 20 100 齿轮 2 5 20 60 300 5.3 传送带的设计速度： V=wr=72r/min*50mm 每两个瓶子之间的距离S: t=S/v=1/w1/6 其中 w1 为转台的角速度 12r/min 50mm 解得：S5.4 曲柄滑块机构的运算由机构整体尺寸,行程为137mmm ,行程速比系数K1.4 偏心距为50mmm 详细设计过程见图解法5.5 平行四边形机构的设计由于已知曲柄长度为50mm,连架杆长度为706.61mm,由平行四边形定理可得出该机构的尺寸；5.6 槽轮的设计L=450mm =30 R=Lsi

10、n 225 mm s Lcos 389 mm h s（ LRr ） 130mm d12（ Ls） 60mm d2 2（L-R-r ） 100mm 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其中 L 为中心距圆销半径 r 30mm d1为拨盘轴的直径 d2为槽轮轴的直径六、电算法与运动曲线图 6.1 曲柄滑块机构运动曲线图滑块的位移分析滑块的速度分析滑块的加速度分析由上述运动曲线图知：该机构具有急回特性,由加速度曲线知,该机构冲击较小；6.2 平行四边形机构的运动曲线图对 A 点进行位移、速度、加速度分析：名师归纳总结 -

11、- - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - A点的加速度曲线位移曲线速度曲线名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 由上述曲线可以看出,平行四边形机构在运动过程中,为匀速运动,加速度会发生突变,因而存在着冲击；七、小结7.1 方案简介 在整个系统运用到了蜗杆蜗轮机构,槽轮机构,偏置曲柄滑块机构等常用机构；完成了 从瓶子的传输到灌装,压盖,最终输出的机器；旋转型灌装机,是同时要求有圆盘的转动,曲柄滑块机构的运动和传送带的传送的机 构；圆盘间歇转动部分：由于在系统的原始要求

12、中需要有间歇转动的特性,而工位为 6 个,所以在其中第一引入了可以实现间歇转动的典型机构槽轮机构；且槽轮机构的转动速度是圆盘转速的6 倍,并且在转动时分别在6 个工位进行停留；灌装封口急回部分：灌装和风口虽然为两个工位,但其的运动特性是一样的,只是有一 个时间的差值而已；而我们学过的有急回特性的最典型且简洁的机构就是偏置曲柄滑块机 构；由于圆盘的转动为 12r/min ,而每一转有 6 个瓶子需要进行灌装和封口的工序,所以 需要曲柄的转速也为 72r/min ；所以曲柄与发动机的传动比就为 20：1,所以其前面的轮系 传动只需要完成传动从 1440r/min 到 72r/min 的变化,所以,

13、在这之后用了蜗杆蜗轮机构 将其传动比直接变为 20： 1；但由于在这两个位置的方向问题,两个偏置曲柄滑块为反方 向的运动；由于这样,又在两个曲柄之间添加了两对小的齿轮副,以实现其方向的转换；7.2 设计小结课程设计就在我们小组成员的共同努力下即将终止. ,回忆这几天来的辛勤努力,再看一下我们的成果 ,心中布满了欢乐和一种剧烈的集体荣誉感在真正开头设计这个机构之前,我们曾经有过许多想法,有些很稚嫩,甚至不能算是机 械专业的同学设计的方案,有些又过于复杂,只能想出来,却很难实现；这次课程设计,是我们第一次将本学期机械原理这门课程中所学的学问综合运用到实际中,另外对于 机械设计也有了初步的熟悉；这次

14、课程设计,我们用了一个多月的时间,从最初的毫无头 绪到逐步做出雏形,然后进一步改进；在这整个过程中,我们在实践中摸索成长,同时也 更加清楚地熟悉到只有仔细地把握好理论学问,在实际应用才能够得心应手；八、参考资料名师归纳总结 1.机械原理（第六版）孙桓 陈作模 主编高等训练出版社第 10 页,共 11 页 2.机械设计课程设计（其次版）朱文坚黄平 编华南理工高校出版社- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3.机械设计基础课程设计孙德志 张伟华 邓子龙 编科学出版社名师归纳总结 4.机械设计与理论李柱国 主编科学出版社第 11 页,共 11 页5.机械设计课程设计朱家诚 主编合肥工业高校出版社- - - - - - -