旋轉(zhuǎn)型灌裝機運動方案設(shè)計【機械原理課程設(shè)計】【含CAD圖紙】
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機械原理課程設(shè)計說明書
設(shè)計題目旋-旋轉(zhuǎn)型灌裝機運動方案設(shè)計
系 專業(yè) 班
設(shè)計者____
指導(dǎo)老師____
年 月 日
目錄
1. 題目
2. 設(shè)計題目及任務(wù)…………………………………………………………………………1
設(shè)計題目…………………………………………………………………………1
設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………………………1
3.…………………………………………………………………………2
3.1方案一…………………………………………………………………………2
3.1方案二…………………………………………………………………………2
3.3方案三…………………………………………………………………………2
3.4凸輪式灌裝機…………………………………………………………………………4
4.運動循環(huán)圖…………………………………………………………………………4
5.尺寸設(shè)計…………………………………………………………………………4
5.1蝸輪蝸桿設(shè)計…………………………………………………………………………5
5.2齒輪設(shè)計…………………………………………………………………………5
5.3傳送帶設(shè)計…………………………………………………………………………5
5.4曲柄滑塊設(shè)計…………………………………………………………………………5
5.5平行四邊形機構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………5
5.6槽輪的設(shè)計…………………………………………………………………………5
6.電算法與運動曲線圖………………………………………………………………………6
6.1曲柄滑塊機構(gòu)運動曲線圖…………………………………………………………………6
6..2平行四邊形機構(gòu)的運動曲線圖…………………………………………………………6
7.小結(jié)……………………………………………………………………………………………8
7.2設(shè)計小結(jié)……………………………………………………………………………………8
8.參考數(shù)目………………………………………………………………………………………8
9.附圖――方案一二機構(gòu)運動簡圖
、題目:旋轉(zhuǎn)型灌裝機運動方案設(shè)計計題目及任務(wù)
設(shè)計題目
2.1設(shè)計旋轉(zhuǎn)型灌裝機。在轉(zhuǎn)動工作臺上對包裝容器(如玻璃瓶)連續(xù)灌裝流體(如飲料、酒、冷霜等),轉(zhuǎn)臺有多工位停歇,以實現(xiàn)灌裝,封口等工序為保證這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口,應(yīng)有定位裝置。如圖1中,工位1:輸入空瓶;工位2:灌裝;工位3:封口;工位4:輸出包裝好的容器。
圖1旋轉(zhuǎn)型灌裝機
該機采用電動機驅(qū)動,傳動方式為機械傳動。技術(shù)參數(shù)見表1
表1旋轉(zhuǎn)型灌裝機技術(shù)參數(shù)
方案號
轉(zhuǎn)臺直徑
mm
電動機轉(zhuǎn)速
r/min
灌裝速度
r/min
A
600
1440
10
2.2設(shè)計任務(wù)
1.旋轉(zhuǎn)型灌裝機應(yīng)包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等三種常用機構(gòu)。
2.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。
3.圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機地運動方案簡圖,并用運動循環(huán)圖分配各機構(gòu)運動節(jié)拍。
4.電算法對連桿機構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析,繪出運動曲線圖。用圖解法或解析法設(shè)計連桿機構(gòu)。
5.凸輪的設(shè)計計算。按凸輪機構(gòu)的工作要求選擇從動件的運動規(guī)律,確定基圓半徑,校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖
6.齒輪機構(gòu)的設(shè)計計算。
7.編寫設(shè)計計算說明書。
8.完成計算機動態(tài)演示。
2.3設(shè)計提示
1.采用灌裝泵灌裝流體,泵固定在某工位的上方。
2.采用軟木塞或金屬冠蓋封口,它們可以由氣泵吸附在壓蓋機構(gòu)上,由壓蓋機構(gòu)壓入(或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口)。設(shè)計者只需設(shè)計作直線往復(fù)運動的壓蓋機構(gòu)。壓蓋機構(gòu)可采用移動導(dǎo)桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或凸輪機構(gòu)。
3.此外,需要設(shè)計間歇傳動機構(gòu),以實現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺的間歇傳動。為保證停歇可靠,還應(yīng)有定位(縮緊)機構(gòu)。間歇機構(gòu)可采用槽輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等。定位縮緊機構(gòu)可采用凸輪機構(gòu)等。
旋轉(zhuǎn)型灌裝機工作原理:
1.待灌裝瓶由傳送系統(tǒng)(一般經(jīng)洗瓶機由輸送帶輸入)或人工送入灌裝機進(jìn)瓶機構(gòu),瓶子由灌裝機轉(zhuǎn)盤帶動繞主立軸旋轉(zhuǎn)運動進(jìn)行連續(xù)灌裝。
2.主動撥盤轉(zhuǎn)過120度,槽輪轉(zhuǎn)過60度,同時利用間歇時間灌注機進(jìn)行灌裝。
3.當(dāng)主動撥盤再轉(zhuǎn)過120度,槽輪也轉(zhuǎn)過60度,同時利用間歇時間壓蓋機進(jìn)行封蓋。
4.當(dāng)主動撥盤再轉(zhuǎn)過120度,槽輪轉(zhuǎn)過60度,灌裝瓶由傳送系統(tǒng)送出。
其功能邏輯圖如下:
皮帶輪傳送
進(jìn)料
出料
旋轉(zhuǎn)灌注
轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)
灌注
定位
封口
功能分解:
1.輸入空瓶:這個功能主要通過傳送帶來完成,把空瓶輸送到轉(zhuǎn)臺上使下個步驟能夠順利進(jìn)行。
2.灌裝:這個功能主要通過灌瓶泵灌裝流體,而泵固定在某工位的上方,利用氣泵高壓灌注。
3.封口:用軟木塞或者金屬冠通過沖壓對瓶口進(jìn)行密封的過程,主要通過曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)做往復(fù)及急回運動對灌瓶進(jìn)行封口。
4.輸出包裝好的容器:功能基本同1,也是通過傳送帶來完成。
以上4個功能因為灌裝和傳送較為簡單無須進(jìn)行考慮,因此,旋轉(zhuǎn)型灌裝機運動方案設(shè)計重點考慮便在于轉(zhuǎn)盤的間歇運動、封口時的沖壓過程、工件的定位,
和實現(xiàn)這3個動作的機構(gòu)的選型和設(shè)計問題。
機械系統(tǒng)運動轉(zhuǎn)換功能圖:
運動方案:
方案一:
1.轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)為槽輪機構(gòu):
2.封口的沖壓機構(gòu)為連桿機構(gòu):3.工件的定位機構(gòu)為凸輪機構(gòu):
方案二:
1.轉(zhuǎn)盤間歇運動結(jié)構(gòu)為不完全齒輪機構(gòu):
2.封口沖壓機構(gòu)為凸輪和連桿的復(fù)合機構(gòu):
3.定位機構(gòu)為連桿機構(gòu):
方案三:
1.轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)為槽輪機構(gòu);
2.封口沖壓機構(gòu)為凸輪和連桿的復(fù)合機構(gòu);
3.工件的定位機構(gòu)為凸輪機構(gòu);
方案優(yōu)缺點分析:
方案一的優(yōu)點:1)槽輪機構(gòu)簡單、易操作,具有更好的可調(diào)性。
2)槽輪機構(gòu)使用安全性好,且設(shè)計簡單。
3)沖壓封口機構(gòu)使用連桿機構(gòu)運動簡單且操作性強。
缺點:運動結(jié)構(gòu)過于臃腫。
方案二的優(yōu)點:1)不完全齒輪便于加工,成本較低。
2)定位機構(gòu)為連桿機構(gòu),便于加工,成本較低。
缺點:1)不完全齒輪會產(chǎn)生較大的沖擊。
2)用凸輪連桿機構(gòu)進(jìn)行封口沖壓,使其機構(gòu)運動相當(dāng)復(fù)雜,操作性不強。
2 方案三的優(yōu)點:1)槽輪機構(gòu)簡單、易操作,具有更好的可調(diào)性。
2)槽輪機構(gòu)使用安全性好,且設(shè)計簡單。
缺點:1)用凸輪連桿機構(gòu)進(jìn)行封口沖壓,使其機構(gòu)運動相當(dāng)復(fù)雜,操作性不強。
綜上所述:方案一與后兩個方案相比,各機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單且操作性強,為旋轉(zhuǎn)型灌裝機運動的最佳方案。(方案圖見附圖)
機械系統(tǒng)的運動循環(huán)圖
執(zhí)行構(gòu)件
動作
時間/S
分配軸轉(zhuǎn)角
轉(zhuǎn)盤Ⅰ
送料行程
非工作位置停歇
1/3
2/3
120°
240°
夾緊機構(gòu)Ⅱ
夾緊行程
工作位置停歇
空回程
tⅡ1=3/8
tⅡ2=2/5
tⅡ3=9/40
ΦⅡ1=135°
ΦⅡ2=144°
ΦⅡ3=81°
封口機構(gòu)Ⅲ
快速封口行程
慢速回程行程
tⅢ1=73/180
tⅢ2=107/180
ΦⅢ1=146°
ΦⅢ2=214°
、機構(gòu)的設(shè)計與傳動和動力分析
1、直齒輪的設(shè)計:
模數(shù)(mm)
壓力角
齒數(shù)
直徑(mm)
直齒輪1
1
20
40
40
直齒輪2
1
20
40
40
直齒輪3
1
20
40
40
直齒輪4
1
20
40
40
直齒輪5
1
20
180
180
直齒輪
1
20
30
30
直齒輪7
1
20
40
40
2、錐齒輪設(shè)計:
模數(shù)(mm)
壓力角
齒數(shù)
直徑(mm)
錐齒輪
1
20
30
30
錐齒輪6
1
20
180
180
錐齒輪
1
20
80
80
錐齒輪8
1
20
40
40
1.齒輪傳動其傳動比為72
其余尺寸,按齒輪機構(gòu)相關(guān)計算表格求出。
2.傳送帶設(shè)計:
1) 速度:V=wr=120r/min*50mm
2) 每兩個瓶子之間的距離S:t=S/v轉(zhuǎn)臺的角速度為10r/min
故而S=100mm
3.曲柄滑塊機構(gòu)
已知旋轉(zhuǎn)形灌裝機的滑梁行程s=300mm,曲柄與連桿長度比,即連桿系數(shù)為λ=0.175,則曲柄半徑為:
R=δ/2=150mm
連桿長度為:L=R/λ=955.41mm
因此,不難求出曲柄滑塊機構(gòu)中滑梁(滑塊)的速度和加速度變化。
4.槽輪機構(gòu)
1)槽數(shù)Z按工位要求選定為6
2)中心距L按結(jié)構(gòu)情況確定L=300mm。
3)圓銷半徑r按結(jié)構(gòu)情況確定r=30mm。
4)槽輪每次轉(zhuǎn)位時主動件的轉(zhuǎn)角2α=180(1-2/z)=1209
5)槽間角2β2β=360/z=60
6)主動件圓銷中心半徑R1R1=Lsinβ=150mm
7)R1與L的比值λλ=R1/L=0.5
8)槽輪外圓半徑R2R2=133.3mm
9)槽輪槽深hh=139.8mm
10)運動系數(shù)kk=(z-2)/2z=1/3(n=1,n為圓銷數(shù))
小結(jié)
通過這次機械原理課程設(shè)計,提高了我們綜合運用機械原理課程理論的能力,培養(yǎng)了分析和解決一般機械運動實際問題的能力,并使所學(xué)知識得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴展。掌握了一些常用執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)或簡單機器的設(shè)計方法和過程。
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