机械原理旋转型灌装机设计

目录
设计任务书-----------------------------------------------------2
1.功设计工作原理--------------------------------------------------4
2.能分解图，执行机构动作分解图-----------------------6
3.运动方案的选择与比较---------------------------------------9
4.机构运动总体方案图（机构运动简图）-----------------10
5.工作循环图------------------------------------------------------16
6.执行机构设计过程及尺寸计算------------------------------18
7.凸轮设计分段图．轮廓图．设计结果---------------------21
8.机构运动分析计算机辅助设计流程------------------------25
9.程序清单（主程序和子程序）------------------------------26
10.十一运行结果及运动线图------------------------------------31
11.设计总结----------------------------------------------------------32
12 参考资料----------------------------------------------------------33
江西农业大学大学机械工程学院
位3：封口；工位4：输出包装好的容器。

该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。

技术参数见下表。

旋转型灌装机技术参数表
二、设计方案提示
1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。

2.采用软木塞或金属冠盖封口，它们可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。

压盖机构可采用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，以实现工作转台间歇传动。

为保证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。

间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。

定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等。

三、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分配，并在图纸上画出传动系统图；
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.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。

图解法或解析法设计平面连杆机构；
5.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；
二、原动机的选择
本设计采用方案B 。

故采用电动机驱动，其转速为1440r/min 。

三、传动机构的选择与比较
机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。

传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。

他们的特点如表1：
由上述几种主要的传动装置相互比较可知，由于传动比较大，故选择涡轮蜗杆传动，第一级传动选择带传动， 可
对电动机起到过载保护的作用。

旋转灌装装机的功能图
运动转换功能图
系统方案的形态学矩阵
3.1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
13
24
56
1为皮带轮：i1＝3。

2、3、4、5、6为齿轮：z2=20 z3=100
z4=20 z5=80
z6=20
四、执行机构的选择与比较
①送料功能
工件送料出料功能需要采用往复移动机构来实现，下面选用几个备选方案来实现。

(1) 送料主要通过传送带来完成，通过穿过机架的输送带输入瓶子。

（2）送料时主要通过如下图所示的传动轮把瓶子输送到工位1，另外，为便于输入，设计如图所示的挡板。

根据以上2种可执行方案，经过对他们进行比较可得，虽然以上2种方案都达到了运动的要求，不过，考虑到传送带传送时虽然比较平稳，但容易打滑，选用方案2较为合适，并较为可靠，结构也较为简单，有平稳的运动特性。

②灌装功能
在这里凸轮机构比连杆机构更适用，因为：
1）凸轮机构能实现长时间定位，而连杆机构只能瞬时定位，定位效果差，精度低。

2）凸轮机构比连杆机构更容易设计。

3）结构简单，容易实现
方案如图：
③压盖功能
在这里则连杆机构比凸轮机构更适用，因为凸轮机构1）加工复杂，加工难度大。

2）造价较高，经济性不好。

方案如图：
④出料功能
可以选择连杆机构来实现出料，但考虑到结构的工艺性和制造的方便性，可采用如图所示的方案。

五、机械系统运动方案的拟定与比较
方案一：
用皮带和定轴轮系减速，由槽轮实现转台的间歇性转动。

标准直齿轮槽轮均便于加工。

传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小，通过链轮传递给凸轮使压盖和灌装能够精确进行；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：传动比过大，用定轴轮系传动时，占用的空间过大，使整个机构显得臃肿，且圆锥齿轮加工较困难高速时不如带传动平稳；链条工作时，特别是因磨损产生伸长以后，容易引起共振，因而需增设张紧和减振装置。

方案二：
对比以上两种方案方案一的优点是减速机构为三级减速而方案二为二级减速能使齿轮的尺寸减小不显得庞大，另外在压盖和灌装的传动上采用链条传动是运动比较精确能保证灌装和压盖动作能在确定的时间完成是运动精确，轴间距范围大；传动比恒定；链条组成件间形成油膜能吸振，对恶劣环境有一定的适应能力，工作可靠；作用在轴上的荷载小；而方案二是使用长杆这样传动杆过长起机械特性需要考虑并且运动不是很精确。

六、机械系统的运动循环图
1）根据执行构件的运动形式，绘制机械系统运动转换功能图如图1-4.7所示。