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瓶蓋理蓋設(shè)計(jì)
2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
課題名稱 瓶蓋理蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
專業(yè)方向 機(jī)械電子
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
教研室 機(jī)械電子工程教研室
機(jī)械工程學(xué)院
2014年 3 月 7 日
摘要
商品封裝是工業(yè)的一個(gè)組成部分，只有工業(yè)上出廠的商品封裝規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，才有利于裝卸、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)的機(jī)械化及自動(dòng)化。運(yùn)用高效率的封裝設(shè)備可提升自動(dòng)化與作業(yè)效率。但是國內(nèi)在這方面的技術(shù)還不夠先進(jìn)和完善。本次設(shè)計(jì)也是出于對(duì)當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的需求和對(duì)國內(nèi)外現(xiàn)狀的分析而設(shè)計(jì)出的一個(gè)新型的機(jī)器。
該論文題目是瓶裝品自動(dòng)選蓋封裝機(jī)械設(shè)計(jì)。其中封裝機(jī)構(gòu)是該設(shè)計(jì)的重要部分，直接影響了生產(chǎn)的效率，有很大的作用。
本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是瓶裝品選蓋機(jī)構(gòu)和封裝機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要分為以下幾個(gè)部分：第一部分，旋蓋機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，畫出詳細(xì)的裝備圖；第二部分，選蓋機(jī)構(gòu)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要部件是蓋的定向機(jī)構(gòu)；第三部分，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。主要運(yùn)用傳動(dòng)系統(tǒng)方面的知識(shí)，通過一定的傳動(dòng)鏈，把力傳到主軸上去。另一部分是設(shè)計(jì)說明書，寫設(shè)計(jì)說明書是除了以上三部分，還要考慮到傳動(dòng)比的計(jì)算，選用軸承、齒輪計(jì)算，還要考慮到工作中的載荷問題，潤(rùn)滑方式的選擇以及皮帶的選擇。
關(guān)鍵詞：封裝 定向 傳動(dòng)
Abstract
Packaging of goods is an integral part of the industry, only industrial goods packaging factory on standardized specifications, can help loading and unloading, transportation, warehousing of mechanization and automation. Use of high-efficiency packaging equipment to enhance operational efficiency and automation. But in this area of domestic technology was not advanced and improved. The design is based on the needs of today's industrial development and analysis of the status quo at home and abroad to design a new machine.
The thesis topic is covered in cylinders for automatic election package mechanical design. Packaging, which the body is an important part of the design, a direct impact on the efficiency of production, have great role to play.
The design of the contents of the election is bottled goods covered bodies and the package design, can be divided into the following parts: the first part, the detailed design of screw-cap institutions, to draw a detailed map of the equipment; second part of the election covered bodies The main components of the structural design, the main components is covered orientation; third part of the drive system design. The main use of transmission of knowledge, through a transmission chain, the force reached the main boost. Another part is to design brochures, write design specification is in addition to the above three parts, but also taking into account the transmission ratio calculation, the choice of bearings, gears, but also taking into account the problems in the work load, lubrication and the choice of means belt choice.
Keywords: Packaging Directional Transmission
目 錄
1. 緒論……………………………………………………………………… 1
2. 設(shè)計(jì)概述………………………………………………………………… 3
2.1 研究領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………………3
2.2 設(shè)計(jì)的要求……………………………………………………………4
3. 總體設(shè)計(jì) …………………………………………………………………5
3.1 工藝過程………………………………………………………………5
3.2 機(jī)器的總體設(shè)計(jì)要求…………………………………………………7
3.2.1 機(jī)器的總體布局要求……………………………………………7
3.2.2 機(jī)器總體布局的設(shè)計(jì)……………………………………………8
4. 封裝機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………………………10
5. 選蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 18
6. 機(jī)器的維護(hù)和保養(yǎng)………………………………………………………21
7. 總結(jié)………………………………………………………………………22
8. 致謝………………………………………………………………………23
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 24
1. 緒論
自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)在機(jī)械制造中有了飛速的發(fā)展，封裝技術(shù)更是其中的典范。商品封裝是工業(yè)的一個(gè)組成部分，只有工業(yè)上出廠的商品封裝規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化，才有利于裝卸、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)的機(jī)械化及自動(dòng)化。包裝機(jī)械業(yè)專家指出，產(chǎn)品除必須注重質(zhì)量外，封裝技術(shù)也是攸關(guān)產(chǎn)品營銷成敗的關(guān)鍵之一，運(yùn)用高效率的封裝設(shè)備可提升自動(dòng)化與作業(yè)效率。本項(xiàng)目屬于機(jī)電新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)，設(shè)備主要用于單件大批量產(chǎn)品生產(chǎn)中的瓶裝品自動(dòng)封裝等。針對(duì)國外產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)水平的發(fā)展和產(chǎn)品國際化流通高質(zhì)量要求開發(fā)先進(jìn)的瓶裝品封裝機(jī)械以適應(yīng)生產(chǎn)和消費(fèi)的需要。
現(xiàn)在瓶裝品工業(yè)的發(fā)展非常迅速，形形色色的瓶裝品制品被大量應(yīng)用在啤酒、飲料、藥物的盛裝上。因此，瓶制品的封裝設(shè)備的技術(shù)發(fā)展直接影響到這些需要瓶制品的工業(yè)的發(fā)展。設(shè)想一下，如果在一條生產(chǎn)線上，一個(gè)個(gè)被灌裝好的瓶子沒有一個(gè)專門的機(jī)械設(shè)備來完成瓶蓋的篩選和封裝，只靠人工來完成篩選瓶蓋和封裝瓶子，那將會(huì)極大的影響了整個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，勢(shì)必會(huì)提高勞工時(shí)間，浪費(fèi)資源和資金，也就不能在強(qiáng)烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)上取得一席之地。如果有一個(gè)專門的選蓋和封裝的設(shè)備來完成這個(gè)過程，那整個(gè)生產(chǎn)線將會(huì)非常的流暢有效率。包裝機(jī)械業(yè)專家指出，產(chǎn)品除必須注重質(zhì)量外，封裝技術(shù)也是攸關(guān)產(chǎn)品營銷成敗的關(guān)鍵之一，運(yùn)用高效率的封裝設(shè)備可提升自動(dòng)化與作業(yè)效率。平裝品的封裝與選蓋設(shè)備的技術(shù)也就順應(yīng)市場(chǎng)的需要孕育而生。本項(xiàng)目屬于機(jī)電新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)，設(shè)備主要用于單件大批量產(chǎn)品生產(chǎn)中的瓶裝品自動(dòng)封裝等。針對(duì)國外產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)水平的發(fā)展和產(chǎn)品國際化流通高質(zhì)量要求開發(fā)先進(jìn)的瓶裝品封裝機(jī)械以適應(yīng)生產(chǎn)和消費(fèi)的需要?？v觀國內(nèi)外，瓶裝品自動(dòng)選蓋封裝機(jī)械設(shè)備被大量的應(yīng)用在啤酒、飲料、藥品的工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中。為了滿足用戶的需要，還出現(xiàn)了許多特定的瓶裝品選蓋和封裝設(shè)備，如易拉罐的封裝、廣口瓶的封裝、軟塑料瓶的封裝等。在這些設(shè)備當(dāng)中，都普遍運(yùn)用了系統(tǒng)控制技術(shù)、光電技術(shù)、機(jī)械機(jī)構(gòu)技術(shù)、控制理論、電子裝備、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其他信息技術(shù)，綜合運(yùn)用這些技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的。
近年來，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的過程控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸演變?yōu)閿?shù)字化、智能化、開放化和新型控制系統(tǒng)，并且越來越多的應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)。使得從單個(gè)設(shè)備、單個(gè)車間的自動(dòng)化發(fā)展為整個(gè)工廠、整個(gè)企業(yè)的自動(dòng)化已成為可能。對(duì)提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力有著重要作用。
2. 設(shè)計(jì)概述
2.1 研究領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)
中國的現(xiàn)代包裝封裝工業(yè)是從70年代末期中國實(shí)行改革開放政策以后迅速發(fā)展起來的。隨著國內(nèi)貿(mào)易的發(fā)展，尤其是進(jìn)出口貿(mào)易的發(fā)展，政府開始認(rèn)識(shí)到中國包裝封裝工業(yè)的落后嚴(yán)重影響了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是意識(shí)到：落后的包裝封裝給出口貿(mào)易造成了極大的傷害。根據(jù)中國包裝行業(yè)的統(tǒng)計(jì)，當(dāng)時(shí)因?yàn)榘b不善和在流通環(huán)節(jié)中的問題，每年損失在100億元人民幣以上。
為了改變這種情況，加快包裝封裝行業(yè)的發(fā)展，中國政府派代表團(tuán)考察了國外包裝狀況，提出了發(fā)展包裝封裝行業(yè)的新思路：不是用傳統(tǒng)的建立行政部門并進(jìn)行管理的手段發(fā)展包裝封裝行業(yè)，而是用成立包裝封裝行業(yè)組織，進(jìn)行行業(yè)管理的辦法發(fā)展包裝封裝事業(yè)。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，1980年成立了中國包裝技術(shù)協(xié)會(huì)。政府各有關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)、全國從事包裝生產(chǎn)的企業(yè)代表、從事包裝封裝科研教學(xué)工作的專業(yè)人員成為第一批協(xié)會(huì)的會(huì)員。當(dāng)時(shí)任國家經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任的邱純甫先生擔(dān)任了協(xié)會(huì)的會(huì)長(zhǎng)。以后在各部委系統(tǒng)又先后成立了一批部門級(jí)的包裝公司。通過行業(yè)調(diào)查，制定發(fā)展規(guī)劃、加大資金投入、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、更新生產(chǎn)設(shè)備、開展專業(yè)培訓(xùn)等工作，促進(jìn)包裝工業(yè)的發(fā)展。
經(jīng)過近20年的不懈努力，中國的包裝封裝工業(yè)發(fā)生了根本的變化，包裝封裝制品的水平有了極大的提高，很多方面已經(jīng)與國際先進(jìn)水平不相上下。今天，在中國城市的市場(chǎng)里、自選商店中，到處都可以見到琳瑯滿目的商品以及它們形形色色的包裝。有時(shí)它們也會(huì)使置身其中的外國人大吃一驚。各種各樣的中國制造的商品連同它們的包裝紛紛出現(xiàn)在北京、歐洲的市場(chǎng)上，使到那兒旅行的中國人一不留心就買回了自己的國產(chǎn)貨。
目前，國際包裝機(jī)械市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，據(jù)包裝機(jī)械業(yè)信息表明，產(chǎn)品除必須注重質(zhì)量外，包裝也是直接關(guān)系到產(chǎn)品營銷成敗的關(guān)鍵之一，運(yùn)用高效率的包裝設(shè)備可提升自動(dòng)化與作業(yè)效率。 國外的包裝工業(yè)正在向全部自動(dòng)化發(fā)展。自動(dòng)包裝機(jī)械與自動(dòng)包裝流水線的大量采用，可以實(shí)現(xiàn)高效率低費(fèi)用的要求。在國外隨著售貨形式的不斷發(fā)展，顧客自選商品和自動(dòng)售貨機(jī)的大量增加，經(jīng)營管理自動(dòng)化水平的不斷提高，還有半自動(dòng)化冷庫的普及，全自動(dòng)化冷庫的逐漸增多，在商品工業(yè)上的包裝、分裝業(yè)務(wù)也不斷適應(yīng)商品上的要求而加以改進(jìn)，因此，商品包裝材料與包裝機(jī)械工業(yè)也隨之發(fā)展很快。
因此，本次設(shè)計(jì)的題目也是適應(yīng)了當(dāng)前國際國內(nèi)上商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)自動(dòng)化發(fā)展的需要。
2.2 設(shè)計(jì)的要求
我們將要設(shè)計(jì)的瓶裝品自動(dòng)選蓋封裝機(jī)，按直徑為12mm、高為25mm的PVC制瓶蓋在高為250mm的玻璃瓶上來完成封裝。
要求：
(1)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用工廠的標(biāo)準(zhǔn)；
(2)嚴(yán)肅認(rèn)真按正規(guī)生產(chǎn)圖紙及技術(shù)文件要求進(jìn)行；
(3)機(jī)器整體及各部件尺寸相互對(duì)應(yīng)，圖紙正確無誤，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)；
(4)機(jī)器整體及各部件結(jié)構(gòu)合理，先進(jìn)，工藝性好；
(5)說明書簡(jiǎn)明扼要，清晰易懂，論證計(jì)算正確；
(6)滿足精度要求。
3. 總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)就是針對(duì)具體的被加工零件，在選定的工藝和結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。
在機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到：采用先進(jìn)的加工工藝，制定加工工藝的最佳方案，選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)床配置形式，合理選擇封裝以及設(shè)計(jì)合理的夾具、傳動(dòng)裝置系統(tǒng)等。以下時(shí)設(shè)計(jì)過程。
工藝方案的制定：
制定機(jī)器工藝方案是設(shè)計(jì)機(jī)器最重要的步驟之一。工藝方案制定的正確與否將決定機(jī)器能否達(dá)到“重量輕，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，效率高，質(zhì)量好”的要求。
為了使機(jī)器方案制定的合理，必須全面了解被加工零件的特點(diǎn)、加工精度要求等等。在此基礎(chǔ)上，才能進(jìn)一步對(duì)工件的工藝基準(zhǔn)、加工工藝進(jìn)行分析，以便擬定在機(jī)器上的加工方案。
3.1. 工藝過程
容器傳送到工作頭的正下方并與它直接對(duì)準(zhǔn)，如圖1所示。在裝配操作的這個(gè)階段，工作頭受圓柱凸輪槽和凸輪從動(dòng)件的作用而停留在上部位置。
圓柱凸輪槽和工作頭通過齒輪傳動(dòng)而一同旋轉(zhuǎn)，由于抗扭支架的作用而使凸輪從動(dòng)件磙子一直保持在圓柱凸輪槽內(nèi)，凸輪從動(dòng)件沿著凸輪槽向下移動(dòng)，迫使工作頭下降。工作頭組建中的壓緊頭（如圖2所示）向下壓住早已傳送到容器頸部上的帽蓋。
壓緊頭和帽蓋之間的接觸阻止了壓緊頭繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，但是彈簧加載的上凸緣盤在凸輪輪廓的控制下繼續(xù)向下移動(dòng)一段距離。上凸緣盤向下移動(dòng)時(shí)將使上凸緣體與從動(dòng)件接觸，這些從動(dòng)件位于密封頭和螺紋滾壓頭的上端。密封頭和螺紋滾壓頭都被推向工件。圖2表示工作頭在上述下降后的位置上。
接著螺紋滾壓頭的滾輪使鋁蓋上的一個(gè)小面積上產(chǎn)生變形，同時(shí)開始順著容器頸部的螺紋移動(dòng)。
當(dāng)工作頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺紋滾壓輪頂著彈簧的壓力順著容器頸部的螺紋槽向下移動(dòng)，從而在鋁蓋上壓出了和容器頸部螺紋相配的螺紋（如圖3 表示）。工作頭中由一個(gè)密封滾輪，密封滾輪使鋁蓋下端向容器頸部下面彎曲，保證鋁蓋具有有效的密封作用。在所有情況下，滾壓頭和密封呢個(gè)頭對(duì)工件的作用都時(shí)通過彈簧加載裝置進(jìn)行的。當(dāng)由凸輪控制的上凸緣盤向上移動(dòng)時(shí)，螺紋滾壓輪和密封輪擺離鋁蓋，工作頭繼續(xù)上升，使已封蓋的容器被推到卸件位置。
圖 1 圖 2
圖 3
3.2 機(jī)器的總體設(shè)計(jì)要求
機(jī)器設(shè)計(jì)是創(chuàng)造性的勞動(dòng)，它是機(jī)器設(shè)計(jì)師根據(jù)市場(chǎng)的需求、現(xiàn)有的制造條件和新工藝的發(fā)展，所用有關(guān)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)進(jìn)行的。
機(jī)床設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：
1、工藝范圍—加工精度和生產(chǎn)率自動(dòng)化可靠性機(jī)器壽命；
2、經(jīng)濟(jì)效益；
3、人機(jī)關(guān)系；
只有理順上述關(guān)系要求才能使設(shè)計(jì)完美。
3.2.1 機(jī)器的總體布局要求
1 必須滿足加工的各種要求。
2 確保即定分析所要求的工件和工作頭的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在經(jīng)濟(jì)合理的條件下用盡量短的傳動(dòng)鏈，以簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)效率。
3 確定機(jī)床具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度，抗震性，熱變形及噪聲水平。
4 最大限度地考慮機(jī)床的系列化的部件的通用化。
5 應(yīng)力求提高專用機(jī)床的自動(dòng)化。
6 應(yīng)便于操作、保護(hù)、維修，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
7 機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理可靠，便于加工和安裝站裝配，并注意采用先進(jìn)新技術(shù)。
8 體積小、重量輕、節(jié)省原料、降低造價(jià)成本、縮小占地面積、外形美麗大方。
3.2.2 機(jī)床總體布局的設(shè)計(jì)
根據(jù)機(jī)床總體布局的要求，且加工工件為小型批量生產(chǎn) (2400-3200瓶/小時(shí)的產(chǎn)量)以及工件的形狀采用立式，機(jī)床的底座及工作臺(tái)的尺寸根據(jù)安裝的方便，檢測(cè)靈活、準(zhǔn)確，操作安全可靠的要求設(shè)計(jì)。
機(jī)床總體布局圖見下圖：
主視圖
側(cè)視圖
圖 4
4. 封裝機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
4.1.封裝機(jī)構(gòu)的整體傳動(dòng)系統(tǒng)如圖5所示。
圖 5
為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，決定在電機(jī)與主動(dòng)齒輪間采用單級(jí)傳動(dòng)，因?yàn)閭鲃?dòng)帶有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，制造使用維修方便；
(2) 膠帶有彈性，可緩和沖擊和隔離振動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小；
(3) 適合較小中心距且轉(zhuǎn)速較低的兩軸的傳動(dòng)；
(4) 在過載時(shí)能打滑，起過載保護(hù)作用；
所以，在該機(jī)床對(duì)速度要求比較低的情況下，采用三角帶傳動(dòng)將電機(jī)的動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪，再通過齒輪之間的傳動(dòng)比把動(dòng)力傳到主軸，從而實(shí)現(xiàn)主軸達(dá)到要求的轉(zhuǎn)速。
4.2.電機(jī)的選擇。
根據(jù)考慮到主軸封裝頭的轉(zhuǎn)速不易過高，所以選擇轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)。根據(jù)比較分析，最后選取電機(jī)為：
Y90S-6
P=0.75Kw n=910r/min 《電動(dòng)機(jī)速查速算手冊(cè)》P13 表 1-11
4.3.齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。
根據(jù)工作頭完成對(duì)鋁蓋的加工要求和主軸與電機(jī)在齒輪箱內(nèi)位置的整體布局，故選用齒輪傳動(dòng)來完成電機(jī)到主軸的動(dòng)力傳遞。齒輪選用漸開線直齒圓柱齒輪。根據(jù)上述的加工工藝過程，工作頭要上下移動(dòng)一定的行程，而工作頭的上下移動(dòng)是靠圓柱凸輪槽的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)工作頭主軸上的凸輪從動(dòng)件來完成的，即主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)一周，主軸就得帶動(dòng)工作頭完成一個(gè)上下移動(dòng)的行程和對(duì)容器鋁蓋的密封和滾壓螺紋的工作，而且轉(zhuǎn)速不易過高。所以，在主動(dòng)齒輪與主軸齒輪之間要有一定的傳動(dòng)比才能完成上述的工作并達(dá)到要求。根據(jù)各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速要求與它們之間的平配合關(guān)系，取主動(dòng)齒輪1、從動(dòng)齒輪2、主軸齒輪3之間的傳動(dòng)比為6∶3∶2。
(1) 主動(dòng)齒輪1的設(shè)計(jì)：
國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1356-88）中規(guī)定，分度圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值α=20°，初取模數(shù)m=5，齒數(shù)z=24則：
分度圓直徑
mm
齒頂高
mm
齒根高
mm
齒全高
mm
齒頂圓直徑
mm
齒根圓直徑
mm
基圓直徑
mm
齒距
mm
基圓齒距
mm
齒厚
mm
齒槽寬
mm
頂隙
mm
(2) 從動(dòng)齒輪2的設(shè)計(jì)：
因?yàn)閺膭?dòng)齒輪2要和主動(dòng)齒輪1箱嚙合，所以它們的模數(shù)要相等，壓力角也要相等，根據(jù)它們的傳動(dòng)比可算出：
齒數(shù)
分度圓直徑
mm
齒頂高
mm
齒根高
mm
齒全高
mm
齒頂圓直徑
mm
齒根圓直徑
mm
基圓直徑
mm
齒距
mm
基圓齒距
mm
齒厚
mm
齒槽寬
mm
頂隙
mm
(3) 主軸齒輪3的設(shè)計(jì)：
因?yàn)閺膭?dòng)齒輪2要和主軸齒輪3箱嚙合，所以它們的模數(shù)要相等，壓力角也要相等，根據(jù)它們的傳動(dòng)比可算出：
齒數(shù)
分度圓直徑
mm
齒頂高
mm
齒根高
mm
齒全高
mm
齒頂圓直徑
mm
齒根圓直徑
mm
基圓直徑
mm
齒距
mm
基圓齒距
mm
齒厚
mm
齒槽寬
mm
頂隙
mm
根據(jù)已選的電機(jī)可知電機(jī)的扭矩為
Nm
則齒輪受到的圓周力
N
齒輪危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度條件為
=Mpa
由設(shè)計(jì)可知，最小的齒輪高度為20mm,所以齒輪所能承受的圓周力為
N
所以
< 安全
4.4.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：
根據(jù)加工工件的技術(shù)要求，由類比法確定主動(dòng)輪轉(zhuǎn)數(shù)不高于240r/min；
(1) 三角帶確定：
a、三角帶的選擇 :
計(jì)算功率 Ni=kN=l.l× 0.75=0.825kw
根 據(jù) Ni=0.825kw n=910r/min 選取O 型三角帶，圖10-1《機(jī)械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》
b、 確 定 帶 輪 直 徑：
1) 小 帶 輪 直 徑 的 選 取 D1=63mm
2) 大 帶 輪 直 徑 的 選 取 D2
D2= D1× n1/n2=63×910/240≈238.875mm
∴D2>238.875mm 徑 圓 整 D2=250mm
∴ 傳 動(dòng) 比 i=63/250=0.252
（2) 初 定 中 心 距 a0
由 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 0.7(dl+d2)≤ a0≤2(dl+d2)
得 219.1≤a0 ≤626
初 選 a0=300mm
（3) 確 定 膠 帶 的 長(zhǎng) 度
由 公 式 L0=2a0+3.14×(dl+d2)/2+/4a0
∴L0=2×300+313×3.14/2 +34969/4×300=1120.55mm
取 計(jì) 算 L0=1145mm
三角帶長(zhǎng)度 Li=1120mm 《機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》
（4) 實(shí) 際 中 心 距 的 確 定
由 公 式 a=a0+(L-L0)/2
∴ a=300+(25+1120-1120.55)/2=325mm
（5) 小 帶 輪 包 角 α1
α1=180o-(d2-d1)/a ×60o
=180o- (250-63) /325×60o
=145.5o
（6) 三角帶根數(shù) Z 的確 定
己 知 公 式
單 根 帶 傳 遞 功 率 N。=0.78kw 《機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》
包 角 系 數(shù) C1=0.9 《機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》
∴ Z=0.825/(0.78+1.314) ×0.9×1.08=0.405
∴ 取 Z=1 根
4.5.圓柱凸輪槽的設(shè)計(jì)：
封裝頭的上下移動(dòng)時(shí)通過和主動(dòng)齒輪1相連接的圓柱凸輪槽的回轉(zhuǎn)來完成的（如圖6所示）。
圖 6
圓柱凸輪槽的一半為直動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，使工作頭能完成上下的位移，令一半為水平的凸輪槽，使工作頭在移動(dòng)到底部時(shí)能保持位置不變從而完成對(duì)容器的封裝工作。直桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如下：
推程 h=80 mm
則位移：
根據(jù)這些點(diǎn)畫出凸輪槽的輪廓曲線，最后得到圓柱凸輪槽展平面
開圖如下（圖7）。
圖 7
5．選蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：
選蓋是封裝的前提工作，選蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)如下圖所示（圖8）：
圖 8
瓶蓋被放入盛料箱，盛料箱底面有一定的坡度，瓶蓋從盛料箱的孔滑入選蓋機(jī)構(gòu)的箱體內(nèi)。鉤蓋掛鉤輪盤的旋轉(zhuǎn)將鋁蓋鉤起并送入滑道內(nèi)，瓶蓋經(jīng)滑道滑道壓推蓋口處，通過壓推桿將瓶蓋蓋到容易瓶口上。
但是在瓶蓋被掛鉤送入滑到時(shí)，瓶蓋的口是向上的，所以要通過滑道的設(shè)計(jì)來完成瓶蓋的翻轉(zhuǎn)（如圖9（a）所示）。
圖 9
當(dāng)瓶蓋由掛鉤掉入滑道中時(shí)，瓶蓋是口朝上順著滑道下滑。并經(jīng)過一段有坡度的滑道，使瓶蓋的開口朝斜上方。當(dāng)滑到滑道轉(zhuǎn)角處時(shí)，由于慣性力的作用，瓶蓋要保持原有的姿勢(shì)掉入轉(zhuǎn)角下的滑道，通過滑道彎度的慢慢轉(zhuǎn)變，使瓶蓋的開口逐漸轉(zhuǎn)向朝下，并最終送到壓推蓋口處。在轉(zhuǎn)角以下的滑道口徑要有一定的尺寸要求才能保證瓶蓋能夠始終保持設(shè)計(jì)需要的開口方向而不在滑道里發(fā)生翻滾。
已知瓶蓋的直徑是25mm,高為12mm,PVC的摩擦系數(shù)為0.4，則根據(jù)公式：
其中 L是瓶蓋長(zhǎng)度，D是PVC蓋直徑，f是PVC的摩擦系數(shù)，把上述已知條件帶入公式得：
=13.74mm
滑道寬度 B=L + =12 + 13.74= 25.74mm
所以只有當(dāng)滑道寬度不小于20.92mm時(shí)才能保證瓶蓋在滑道中正?；?。為了保證瓶蓋在滑道中不發(fā)生翻滾，則需要滑道的寬度不大于瓶蓋縱切面對(duì)角線L長(zhǎng)度（如圖（9））所示。
由已知可知瓶蓋的縱切面L的長(zhǎng)度為：
L=12/sin45° 8.48mm
所以
8.48 < B < 25.74 取B=25mm
所以滑道為一個(gè)邊長(zhǎng)為25mm的方形管道時(shí)，滿足以上設(shè)計(jì)要求。
6. 機(jī)器的維護(hù)和保養(yǎng)
正確合理的調(diào)整使用和重視機(jī)器的維護(hù)和保養(yǎng)，可以保證機(jī)器的使用精度及延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命。
機(jī)器除了應(yīng)按期進(jìn)行維修外，使用中還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1.充分熟悉，掌握機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及使用方法；
2.機(jī)器調(diào)整時(shí)，如果手柄力突然增加，應(yīng)立即尋找原因，排除故
障；
3.機(jī)器調(diào)整時(shí)，使用合適的扳手和調(diào)整工具禁止敲打和沖擊；
4.潤(rùn)滑油必須保持清潔，不得含有灰塵及雜質(zhì)等；
5.機(jī)器出故障時(shí)，應(yīng)立即停車，進(jìn)行檢查，只有在排除故障后，才
允許重新開車；
6.不得用煤油或汽油清洗電動(dòng)機(jī)的線圈，以免侵蝕絕緣層。電動(dòng)
機(jī)連結(jié)導(dǎo)線每月至少要檢查一次，以防出事故；
7.機(jī)器的防護(hù)罩上應(yīng)該保持清潔，工作關(guān)機(jī)后，清除雜物；
8.在各外露的加工表面上涂上一層薄油，以防生銹。
總 結(jié)
瓶蓋理蓋機(jī)是在制藥廠和飲料廠的生產(chǎn)線上廣泛應(yīng)用的一種機(jī)器，它是屬于整個(gè)生產(chǎn)流水線上的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，具有效率高、質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它的出現(xiàn)，提高了工廠的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且適用的范圍也比較廣泛。
本次設(shè)計(jì)的選蓋機(jī)構(gòu)和封裝機(jī)構(gòu)滿足了以上的優(yōu)點(diǎn)，符合這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的理念。本次設(shè)計(jì)的機(jī)器能夠達(dá)到自動(dòng)選蓋和自動(dòng)封裝的要求。在自動(dòng)選蓋當(dāng)中，蓋的定向是一個(gè)重點(diǎn)，同時(shí)也時(shí)難點(diǎn)之一。以往的機(jī)器都是在滑道上安裝一個(gè)特定的定向裝置來完成蓋的定向，這樣就增加了機(jī)器制造的成本，同時(shí)也給維護(hù)帶來了不便。而本次設(shè)計(jì)的蓋的定向是利用滑道的彎度的變化以及滑道的尺寸和蓋的尺寸之間的關(guān)系來完成蓋的定向，這樣就降低了機(jī)器的制造成本，同時(shí)也便于機(jī)器的維護(hù)。在封裝機(jī)構(gòu)中，基本上是根據(jù)以往類似機(jī)器的設(shè)計(jì)思路來設(shè)計(jì)的。整體來說，本次設(shè)計(jì)的機(jī)器可以應(yīng)用在生產(chǎn)線上，能夠完成所需要的工作。但是其中還有一些弊端和不足之處，還需要在以后的工作和實(shí)踐中不段的更新和完善。
致 謝
在完成畢業(yè)論文的過程中，我一直幸運(yùn)地得到了許多人的關(guān)心和幫助，我衷心地感謝他們，沒有他們就不會(huì)完成本次設(shè)計(jì)。
首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師陳殿華老師。作為一個(gè)教授，陳殿華老師淵博的知識(shí)、敏銳的思維、寬闊的眼界、豐富的經(jīng)驗(yàn)以及認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度令我欽佩不已，在給次設(shè)計(jì)中給了我很大的幫助。每當(dāng)我遇到困難時(shí)，他總是能耐心的幫助我解決困難。許多疑惑，難題一經(jīng)他的指點(diǎn),立刻迎刃而解。在此感謝他在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中給我的關(guān)心和幫助。
再次，我要感謝跟我一組做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)，在與他們的合作中進(jìn)行了大量的討論，使我獲益良多。在他們的真誠合作與幫助下，我的設(shè)計(jì)工作才得以順利展開和進(jìn)行下來，在此一并向他們表示衷心的感謝。
最后，我要感謝所有在我成長(zhǎng)的道路上，關(guān)心、支持、幫助過我的人們。我所取得的每一點(diǎn)成績(jī)都與他們的幫助聯(lián)系在一起。在我幸運(yùn)地完成了四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活之際，我真誠地向他們每個(gè)人致以深深的謝意！
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附錄1.
減少日內(nèi)瓦驅(qū)動(dòng)器沖擊載荷的新設(shè)計(jì)
摘要：日內(nèi)瓦驅(qū)動(dòng)器會(huì)受到固有的幾何形狀機(jī)制的休克作用。作者提出一個(gè)修改的基本幾何結(jié)構(gòu)，在日內(nèi)瓦的車輪上使用驅(qū)動(dòng)器引腳與一個(gè)非圓截面微錐形插槽，從而降低了沖擊載荷，使該機(jī)制適合高速應(yīng)用。應(yīng)用建立了良好的c.a.d.技術(shù)，以界定個(gè)人資料的磁碟機(jī)針，在索引周期的開頭和結(jié)尾，擺線索引在其中所取得的加速度是零。
1. 導(dǎo)言
論文的目的是研究在泰恩河上的紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)日內(nèi)瓦高速驅(qū)動(dòng)器的發(fā)展。處理改善運(yùn)動(dòng)學(xué)的一個(gè)方面的理論調(diào)查是通過使用一個(gè)非圓形駕駛的個(gè)人識(shí)別號(hào)碼。應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形算法生成的密碼設(shè)定檔的方式使人想起開發(fā)齒輪和凸輪的概況所用的方法。在一個(gè)傳統(tǒng)的日內(nèi)瓦驅(qū)動(dòng)器間歇性的議案中，日內(nèi)瓦的車輪的設(shè)計(jì)通常是以軋輥設(shè)在日內(nèi)瓦的插槽內(nèi)開始的。圖1顯示了一個(gè)車輪一個(gè)部分的設(shè)計(jì)在日內(nèi)瓦的立場(chǎng)，以及在建立索引的一般立場(chǎng)。在點(diǎn)接觸，角加速度在日內(nèi)瓦的車輪瞬間上升到
（1）
其中
r=曲柄半徑
R=半徑日內(nèi)瓦輪
=角速度曲柄
相應(yīng)無限挺舉的原因是在高速應(yīng)用中的振動(dòng)和噪聲，例如索引機(jī)制。為了避免無限挺舉影響，芬頓建議在一系列使用兩個(gè)日內(nèi)瓦機(jī)制。在生效的第一個(gè)驅(qū)動(dòng)器是用來調(diào)節(jié)輸入軸的角速度，第二個(gè)驅(qū)動(dòng)器速度為零，在末接觸。使用兩個(gè)機(jī)制代替一個(gè)機(jī)制解除了第一機(jī)制仍然遭受無限的挺舉的弊端。本論文的終旨類似芬頓的觀點(diǎn)，由一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)變更達(dá)到消除休克的目的。他會(huì)建議向日內(nèi)瓦的車輪用一個(gè)非圓剖面一擺線型的議案。之所以選擇擺線的議案，是因?yàn)檐囕喌钠鹗己徒Y(jié)束的索引與零加速度并沒
有無限的挺舉。但是應(yīng)該指出，具備類似性能的其他類型的議案，例如有些高階多項(xiàng)式也可使用。無限挺舉（突然適用于力）總是在一個(gè)彈簧-質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)誘導(dǎo)瞬態(tài)振動(dòng)。不過，有人可能認(rèn)為這樣的制度也將振動(dòng)，甚至在擺線議案逐步改變力量。另一點(diǎn)要考慮的是，該最大加速度在一個(gè)擺線索引的議案是大于一個(gè)可比常規(guī)議案的。因此，有人發(fā)現(xiàn)有需要來驗(yàn)證該變更為擺線的議案將可改善平滑運(yùn)作。為此，用傅立葉分析角加速度-時(shí)間曲線進(jìn)行比較，以提供一個(gè)定性的改善措施。
2.日內(nèi)瓦驅(qū)動(dòng)器的議案
2.1.常規(guī)驅(qū)動(dòng)器
圖1為日內(nèi)瓦輪角位移得到解決的常規(guī)日內(nèi)瓦驅(qū)動(dòng)器的OBQ圖。
圖 1
為此：
(2)
(3)
其中
L=該中心的距離oq
二分之一周期索引曲柄旋轉(zhuǎn)的角度
來衡量從開始接觸的曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)角
一半索引角
日內(nèi)瓦車輪從開始接觸測(cè)量的轉(zhuǎn)動(dòng)角
該角加速度在日內(nèi)瓦的車輪可以得到使用標(biāo)準(zhǔn)的速度和加速度的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):
（4）
圖2（a）在給予傳統(tǒng)的車輪曲柄非三維角加速度旋轉(zhuǎn)時(shí)（在度），會(huì)注意到加快了星級(jí)和有限值（與無限的挺舉）。頻率內(nèi)容的角加速度使用快速傅立葉變換（FFT）的作為實(shí)施NAG子程序，該分析結(jié)果如圖2所示。在左邊的第一垂直線代表在基本頻率（）加速的組成部分。會(huì)注意到與傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器組件頻率相當(dāng)，在超過三十仍然顯著。
圖 2
2.2.擺線驅(qū)動(dòng)器
在擺線類型的議案中，車輪的角位移遵循擺線凸輪法：
（5）
因此
（6）
圖3（a）顯示一擺線索引角加速度的議案，其中索引開始和結(jié)束都是零加速度。該加速度比常規(guī)的驅(qū)動(dòng)器峰值略高。傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的擺線驅(qū)動(dòng)器頻率內(nèi)容顯示在圖3。雖然有輕微上升，該擺線驅(qū)動(dòng)器的頻率在低頻分量，較高頻率的組成部分迅速地減少。第15個(gè)諧波組件微不足道。
圖 3
生成凸輪概況慣常的做法是在其中凸輪是固定和追隨者旋轉(zhuǎn)考慮一個(gè)倒置的機(jī)制。類似的技術(shù)用在這里獲得概況驅(qū)動(dòng)器和PIN 。該傳動(dòng)軸和PIN被認(rèn)為是平穩(wěn)的同時(shí)，一個(gè)單一的日內(nèi)瓦插槽是提出議案涉及的該中心和角旋轉(zhuǎn)的插槽中的翻譯相對(duì)的PIN。這個(gè)過程的結(jié)果是在圖4中說明。圖中顯示了在日內(nèi)瓦的一個(gè)插槽一套重疊多邊形的例子，點(diǎn)q在該車輪的中心。那個(gè)已疊加為一個(gè)完整的索引周期和引腳配置文件的插槽是由多邊形產(chǎn)生的，在坐標(biāo)點(diǎn)的每一步，q是：
（7）
多邊形的繪制，其中心的路線，是通過旋轉(zhuǎn)的角度來確定,(這是輪換該輪相對(duì)向傳動(dòng)軸)由方程
（8）
可以算出。其中是從垂直方向來衡量順時(shí)針方向。
圖 4
PIN剖面的數(shù)值代表性可以用來控制使用該薩瑟蘭hodgman算法以“剪輯”的概況引腳對(duì)連續(xù)取向的日內(nèi)瓦插槽來制造這針的數(shù)控機(jī)床。這個(gè)過程在圖5中來說明。多邊形頂點(diǎn)代表第一插槽配置，代表第二插槽配置。該地區(qū)常見的兩個(gè)多邊形的表現(xiàn)在該孵化區(qū)ABCDEF。在下一階段這方面是“撞上了”對(duì)第三季的新方向,只有共同的面積被保留。頂點(diǎn)A， B ， D和E ，被丟棄，新的頂點(diǎn)G， H ， I和J是補(bǔ)充。以致在一種改進(jìn)的逼近GHCIJF的孵出的數(shù)字在兩岸顯示。這個(gè)過程是重復(fù)整個(gè)索引周期，由此產(chǎn)生的坐標(biāo)交叉點(diǎn)描述PIN的輪廓。應(yīng)該指出的是該薩瑟蘭hodgman算法是裁剪多邊形（在這種情況下的日內(nèi)瓦插槽）是凸唯一適當(dāng)?shù)臅r(shí)候。在更普遍的情況下， 維勒-阿瑟頓算法可以使用。
圖 5
一種可以改變?nèi)諆?nèi)瓦車輪插槽形狀和尺寸的計(jì)算機(jī)程序被用來進(jìn)行引腳配置文件形狀的調(diào)查。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，削弱該配置文件與插槽平行是不可避免的。圖6顯示了一個(gè)PIN簡(jiǎn)介和削弱附近較低的頂點(diǎn)例子。 顯然在開始和結(jié)束的接觸因?yàn)榉磸椷@個(gè)剖面不能用在實(shí)踐中。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的個(gè)人資料與微不足道的削弱略有漸變槽。圖4使用的插槽放緩，向外由7度的錐度。由于錐度的增加干擾進(jìn)一步減少，但是這個(gè)可能是由于在實(shí)際中在車輪的根時(shí)段的轉(zhuǎn)弱所引起。圖7顯示了局部布局機(jī)制的建議。
圖 6
圖 7
4.結(jié)論
理論上已經(jīng)證明，使用一擺線索引的議案在日內(nèi)瓦的一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)制可以降低高頻率組成部分角的加速度。使用一個(gè)專門PIN放緩插槽產(chǎn)生擺線的議案，可能的方式是減少高速日內(nèi)瓦驅(qū)動(dòng)器的噪音。如可能潤(rùn)滑和磨損的實(shí)際問題將繼續(xù)研究。
34