旋转型灌装机课程设计

目录

1工作原理 (1)

1.1设计条件 (1)

1.2设计任务 (1)

1.3设计提示 (2)

2. 方案比较 (3)

2.1选择方案 (3)

2.3方案优缺点 (5)

3. 细化设计 (6)

3.1减速器设计 (6)

3.2第二次减速装置设计 (8)

3.3第三次减速装置设计 (9)

3.4齿轮设计 (10)

3.5连杆机构设计 (11)

3.6凸轮机构设计 (12)

3.7间歇机构设计 (13)

4.总结 (15)

参考文献 (16)

1工作原理

旋转型灌装机，旋转型灌装机用于对容器连续灌装液体。转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等程序。该机在工作过程中包括四个工位如图1；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。该机采用灌装泵灌装流体，泵固定在某工件的上方；采用软木塞或者金属冠盖封口，他们由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入瓶口。

图1 旋转型灌装机工位示意图

1.1设计条件

该机采用电机驱动，传动采用机械传动。技术参数见表1。

表1 旋转型灌装机技术参数

1.2设计任务

1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构和齿轮机构这三种常用机构。

2.设计传动系统并确定其传动比分配。

3.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.设计平面连杆机构：确定连杆机构各构件尺寸，对连杆机构进行位移、速度和加速度分析，绘制运动线图。

5.设计凸轮机构：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，设计凸轮理论轮廓线和实际轮廓线，画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。

6.设计齿轮机构：根据传动比确定齿轮的齿数、模数，选择变位系数，计算齿轮传动的各部分尺寸，绘制齿轮传动啮合图。

7.编写设计计算说明书。

1.3设计提示

1.压盖机构做直线往复运动，可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。

2.需要设计间歇传动机构，以实现工作台间歇传动。间歇运动可采用槽轮机构、不完全齿轮等。

3.为保证间歇停靠，还要考虑锁紧机构。锁紧机构可采用凸轮机构等。

2.方案比较

2.1选择方案

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：这个步骤主要通过传送带来完成。

以上四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，和实现这三个动作的机构的选型和设计问题。

根据上表分析得知，机构的实现方案有2*2*1=4种实现方案。

现在取两种方案

方案一：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。

方案二：转盘的间歇运动机构为槽轮机构，封口的冲压机构为凸轮机构，工件的定位机构为凸轮机构。

2.3方案优缺点

方案一与方案二都可以实现设计的要求，区别就在于封口的压盖机构，方案二是凸轮机构，方案一是连杆机构。

1.连杆机构

优点:能够实现多种运动形式的转换。平面连杆机构的连杆作平面运动，其上各点的运动轨迹曲线有多种多样，利用这些轨迹曲线可实现生产中多种工作要求。平面连杆机构中，各运动副均为面接触，传动时受到单位面积上的压力较小，且有利于润滑，所以磨损较轻，寿命较长。另外由于接触面多为圆柱面或平面，制造比较简单，易获得较高的精度。

缺点:难以实现任意的运动规律。易产生动载荷，设计复杂，积累误差，效率低。

2.凸轮机构

优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动规律，而且响应快速，机构简单紧凑。

缺点：是凸轮廓线与推杆之间为点、线接触，易磨损，凸轮制造较困难。

综上可知：在于本次设计中，方案一在两个方案中最佳，则最后选择方案为一旋转型灌装机的机械运动方案。

3.细化设计

3.1减速器设计

原动机通过三次减速达到设计要求。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、5、6。第二次减速，夹紧创智，转动装置及压盖装置所需转速为12r/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6r/min即可满足要求，另设两级减速，传动比都为2即可。

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=20 z3=120

z4=24 z5=120

z6=20

i32=z3/z2=120/20=6

i54=z5/z4=120/24=5

n1=n/(i1*i32*i54)=1440/（2*6*5）=24r/min

3.2第二次减速装置设计

减速器由齿轮6输出24r/min的转速，经过一级齿轮传动后，减少到12r/min。

6、7为齿轮：z6=20 z7=40

i76=z7/z6=40/20=2

n2=n1/i76=24/2=12r/min

3.3第三次减速装置设计

减速器由齿轮6输出24r/min的转速，经两级减速后达到6r/min，第一级为齿轮传动，第二级为皮传动。具体设计示意图及参数如下：

6、8为齿轮：z6=20 z8=40

9为皮带轮：i9=2

i86=z8/z6=40/20=2

n3=n1/(i86*i9)=24/(2*2)=6r/min