机械原理课程设计-啤酒灌装机-5296

设计题目：

啤酒灌装机

班号： 05020906

成员：胡浩古金成李迎军

教师：葛文杰

时间： 2012年3月至5月

1．设计任务书

1.1设计题目

设计旋转型灌装机。在转动工作台上对啤酒瓶连续灌装，转台有多工位停歇，以实现灌装，加盖等工序为保证这些工位能够准确地灌装、加盖、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：加盖；工位4：输入包装好的容器。

图1旋转型灌装机

1.1.1设计背景

城市小餐馆越来越多，随着人们生活水平的提高，喝啤酒越发成为大众首选的庆祝方式，我们的思想是立足该现实，设计小型的灌装机，适用于中小餐馆，该装置的应用一方面改善人们的生活质量，一方面增加餐馆的额外利润。

1.1.2设计目的

啤酒自动灌装机是通过圆柱凸轮轨迹实现瓶子上下往复运动，实现啤酒的自动灌装入瓶。其主要的工艺路线有:1.将空瓶子送入该工位转盘，；2.在灌装工位上均等分次灌装啤酒；3.在加盖工位上将盖子压下；4.送出成品。

1.2设计数据与要求

1.2.1设计要求

1.）旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等常见机构。

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地运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。

4.）solidworks软件对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动曲线图。用图解法或解析法设计连杆机构。

5.）凸轮的设计计算。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，对盘状凸轮要用电算法计算出理论轮廓、实际轮廓线。画出从动件运动规律线图及凸轮轮廓线图。

6.）齿轮减速机构的设计计算。

7.）编写设计计算说明书。

8.）完成计算机动态演示。

1.2.2原始数据

瓶子参数如下：瓶盖d=28mm，瓶身直径：D=75mm，高度238mm，瓶重430g

啤酒瓶容积500ml，灌装流量100ml/s

2．机械运动方案设计

（附总体设计图）

简述工作原理，工艺动作

2.2 执行构件个数，详述执行机构类型

2.2.1构件个数：楔块往复运动，凸轮的旋转运动，圆柱凸轮的匀速转动。

2.2.2涉及执行机构如下：

1）凸轮连杆机构——控制楔块从而实现将皮带的匀速直线运动换为被载瓶子的间歇进给运动。

2）圆柱凸轮机构——应用于灌装，瓶顶触发有效避免泡沫，且运作平稳。 3）二级齿轮机构——用于减速器，将主轴转速分配至各个轴。

3 .具体机构设计

3.1齿轮变速箱的设计

3.1.1动力机的选择

1，选择电动机的类型和结构

因为装置的载荷比较平稳，因此可选用Y 系列三相异步电动机，它具有国际互换性，有防止粉尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B 级绝缘，工作环境也能满足要求。而且结构简单、价格低廉。

2，确定电动机功率和型号

根据要求所需动力平稳，速度较低，由《机械零件手册》得，Y100L-6比较合理，可满足使用要求，其主要性能指标如下：

3.1.2各传动比的计算

记Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ...Ⅷ轴的转速分别为n 1、n 2、n 3...n 8已知：

min /9401r n n

==总输入

型 号 额定 功率 额定 电流 转速 效率

功率

因数

堵转 转矩 堵转 电流 最大

转矩 噪声

振动

速度

重量

额定

转矩 额定 电流 额定 转矩 1 级 2

级

kW A r/min % COS Ф 倍 倍 倍 dB(A) mm/s kg Y100L-6 1.5 4 940 77.5 0.7 2.0

6.0 2.2 62 67 1.8 35

r/min 6060224

=⨯÷÷=ππn

min /56026/6r n =⨯÷÷=ππ min /10252687r n n n =⨯=⨯==

传动比计算:

主轴Ⅰ到轴Ⅳ传动比 262.567.1560

940414÷⨯====

n n i 主轴Ⅰ到轴Ⅵ传动比

662.51885

9407

16

⨯⨯====n n i

主轴Ⅰ到轴Ⅶ、Ⅷ传动比

362.59410

94081)8(7⨯⨯====n n i 3.1.3分配传动装置传动比:

由上述数据分析我们先把主轴Ⅰ速度降到轴Ⅲ再由轴Ⅲ分配到各传动轴，具体如下：

主轴Ⅰ—5.2(20104)—Ⅱ—6(20120

)—Ⅲ 计算传动装置的运动和动力参数

1）各轴转速

Ⅰ轴转速： min /9401r n n m == （m n ——电动机满载转速）

Ⅱ轴转速： min /77.1802

.59401112r i n i n n m ==== Ⅲ轴转速： min /13.306

2.594021223r i i n i n n m ==⋅==⨯ Ⅳ轴转速：

r/min 6060224

=⨯÷÷=ππn

Ⅴ轴转速： min /56026/65r n n =⨯÷÷==ππ

—1/2(40

20

)—Ⅳ

—6(20120)—Ⅴ—1(120

120)—Ⅵ

—3(2060)—Ⅶ—1(6060

)—Ⅷ

Ⅵ轴转速： min /56026/6r n =⨯÷

÷=ππ Ⅶ、Ⅷ轴转速： min /10252687r n n n =⨯=⨯==

齿

轮2 齿

轮3 齿

轮6 齿

轮7 齿

轮8 齿

轮

9

齿轮 10

齿轮 11

齿轮 12

齿轮 13 齿

轮 4

齿

轮 5

齿数z 20

104

20

60

20

40

20 120 120 60

20 120

模数m 4

4

4

4

4

4

4 4 4 4 4 4

附：其余选择标准参数

3.2 凸轮的设计

3．2.1外观图如右图所示：

设计预期要求：将凸轮的旋转运动转化成楔块的直线往返运动，参数如下： 周期1秒（0.75s 控制楔块进，0.25s 控制楔块退）；基圆半径：60mm ；行程80mm. 3.2.2 凸轮相关参数如下图：

直齿圆柱齿轮

锥齿轮