旋转型灌装机——机械原理课程设计(DOC40页)hduf.doc
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.JIANNGXII AAGRIICULLTURRAL UNNIVEERSIITY机械原理理课程设设计题目:旋旋转型灌灌装机学 院:姓 名:学 号:专 业:班 级:指导教师师:二0 一一三 年 八 月目录1设计题题目 2旋转型型灌装机机的工作作功能原原理3旋转型型灌装机机机构运运动总体体方案4旋转型型灌装机机各运动动构件的的设计5旋转型型灌装机机运动循循环图6原动机机的选择择7传动机机构的选选择8灌装机机构的设设计9旋转工工作台间间隙运动动机构的的设计10传送
2、送轮的设设计11传动动齿轮,带带轮,链链轮的设设计12封口口压盖机机构的设设计13 参参考文献献1.设计计题目1.1设设计旋转转型灌装装机。在在转动工工作台上上对包装装容器(如如玻璃瓶瓶)连续续灌装流流体(如如饮料、酒酒、冷霜霜等),转转台有多多工位停停歇,以以实现灌灌装、封封口等工工序。为为保证在在这些工工位上能能够准确确地灌装装、封口口,应有有定位装装置。如如图8.4中,工工位1:输入入空瓶;工位2:灌装装;工位位3:封口口;工位位4:输出出包装好好的容器器。图4 旋旋转型灌灌装机该机采用用电动机机驱动,传传动方式式为机械械传动。技技术参数数见表7。表7 旋旋转型灌灌装机技技术参数数方案号
3、转台直径径mm电动机转转速r/miin灌装速度度r/miinA6001440010B5501440012C500960101.2 设计任任务 1.旋转型型灌装机机应包括括连杆机机构、凸凸轮机构构、齿轮轮机构等等三种常常用机构构。 2.设计传传动系统统并确定定其传动动比分配配。3.图纸纸上画出出旋转型型灌装机机的运动动方案简简图,并并用运动动循环图图分配各各机构运运动节拍拍。4.电算算法对连连杆机构构进行速速度、加加速度分分析,绘绘出运动动线图。图图解法或或解析法法设计平平面连杆杆机构。5.凸轮轮机构的的设计计计算。按按凸轮机机构的工工作要求求选择从从动件的的运动规规律,确确定基圆圆半径,校校核
4、最大大压力角角与最小小曲率半半径。对对盘状凸凸轮要用用电算法法计算出出理论廓廓线、实实际廓线线值。画画出从动动件运动动规律线线图及凸凸轮廓线线图。 6.齿轮机机构的设设计计算算。 7.编写设设计计算算说明书书。 8.学生可可进一步步完成:平面连连杆机构构(或灌灌装机)的的计算机机动态演演示等。1.3设设计提示示1.采用用灌瓶泵泵灌装流流体,泵泵固定在在某工位位的上方方。2.采用用软木塞塞或金属属冠盖封封口,它它们可由由气泵吸吸附在压压盖机构构上,由由压盖机机构压入入(或通通过压盖盖模将瓶瓶盖紧固固在)瓶瓶口。设设计者只只需设计计作直线线往复运运动的压压盖机构构。压盖盖机构可可采用移移动导杆杆机
5、构等等平面连连杆机构构或凸轮轮机构。3.此外外,需要要设计间间歇传动动机构,以以实现工工作转台台间歇传传动。为为保证停停歇可靠靠,还应应有定位位(锁紧紧)机构构。间歇歇机构可可采用槽槽轮机构构、不完完全齿轮轮机构等等。定位位(锁紧紧)机构构可采用用凸轮机机构等。2旋转转型灌装装机的工工作功能能原理2.1 旋转型型灌装机机工作原原理如图2-1所示,在在按照工工作要求求下,旋旋转型灌灌装机在在同一个个原动机机的带动动下,输输入传送送带将待待灌装和和封口压压盖的容容器输入入 工位1,同时时旋转工工作台作作间隙旋旋转运动动,将空空容器和和已灌的的容器分分别送至至工位2和工位3,在定定位夹紧紧之图2-1
6、1后,固定定于工作作台上方方的灌装装设备和和封口压压盖设备备分别对对空容器器进行灌灌装和已已灌装容容器进行行封口压压盖。灌灌装,封封口压盖盖工序完完成后,容容器随着着旋转工工作台的的间隙旋旋转运动动至4位置,由由于输出出传送带带的作用用,在4位置的的容器将将随着输输出传送送带被带带至下一一个工序序的位置置上。2.2 旋转型型灌装机机功能原原理(1)基基于上述述设计任任务书的的要求以以及旋转转型灌装装机的工工作原理理,为了了实现旋旋转型灌灌装机的的总功能能要求,我我们将旋旋转型灌灌装机要要实现的的功能分分解为如如下分功功能: 容器输入入与传送送功能; 容器定位位功能; 容器夹紧紧功能; 灌装功能
7、能; 封口压盖盖功能; 产品输出出与传送送功能。其功能逻逻辑图如如下图图图2-2所示:图2-22(2)功功能原理理的工艺艺过程分分解;容器输输入与传传送功能能:要实现容容器的输输入与传传送功能能,我们们想到了了如图2-3所示的的连杆机机构,原原动件AB连续转转动,使使ED摆动,通通过EF杆的作作用使5在H范围内内来回运运动,从从而把容容器推送送至工位位1,但是是考虑到到这种推推送运动动冲击大大,对轻轻质容器器,玻璃璃容器等等来说是是应该避避免的,同同时这样样的连杆杆机构设设计复杂杂,所以以在此我我们尽量量不选用用这种推推送机构构。图2-33为了达到到容器的的输出与与传送的的目的,同同时使我我们
8、的设设计过程程简单化化,我们们采用皮皮带传送送的方式式。如图图2-4所示,并并且这种种传送方方式在实实际生产产活动中中被大量量采用。图2-44由于传送送皮带上上容器是是连续排排列的,而而旋转工工作台是是间隙转转动,为为了使容容器能够够间隙有有序地传传送到旋旋转工作作台工位位1,从而而到达各各机构运运动的配配合与协协调,我我们准备备采用了了如图2-5,图2-6所示的的传送轮轮机构:图2-55 图2-66图2-55所示的的不完全全齿轮安安装在传传送导轨轨的一侧侧,传送送轮一次次往下一一工位间间隙有序序地传送送4个容器器。图2-6所示机机构安装装在传送送导轨的的轴线上上,传送送轮有三三个互成成120
9、0转角的的槽位,传传送皮带带连续传传送,设设传送轮轮转速W,则传送送轮每次次传送容容器到工工位1的时间间间隔为为t=2/3W,这样样就实现现了间隙隙有序地地往旋转转工作台台传送待待灌装和和封口压压盖的容容器。比比较两种种方案,我我们发现现图2-5所示机机构虽然然可以达达到间隙隙有序传传送容器器的目的的,但是是对于设设计任务务要求的的旋转型型灌装机机来说,其其外形尺尺寸偏大大,使机机器整体体外形庞庞大,占占用厂房房空间大大。而图图2-6所示机机构不仅仅可以很很好地与与旋转工工作台配配合,而而且尺寸寸也不会会过大,所所以我们们决定采采用图2-6所示的“不完全全齿轮”式传送送轮。同时为了了使容器器能
10、够更更好的输输出到工工位1,我们们还设计计了如下下图2-7所示的的挡板: 挡板示示意图容器定定位功能能: 可可以实现现容器定定位的机机构很多多,在这这里我们们设计了了下图2-8所示的的带凹槽槽并且间间隙转动动的旋转转工作台台。图2-88 凹槽定定位旋转工作作台有六六个半圆圆形凹槽槽,一方方面随着着工作台台的间隙隙转动,凹凹槽边缘缘可以把把传送轮轮传送到到工位1的容器器带走,另另一方面面依靠间间隙旋转转工作台台的间隙隙转动凹凹槽可以以起到很很好的定定位,即即旋转工工作台每每次转过过60,容器器就被定定位。怎样实现现旋转工工作台的的间隙转转动呢?可以实实现间隙隙转动的的机构有有棘轮间间隙运动动机构
11、,槽槽轮间隙隙机构,凸凸轮间隙隙机构,不不完全齿齿轮间隙隙机构,偏偏心轮分分度定位位机构等等,综合合考虑各各因素,我我们选用用下图所所示的槽槽轮间隙隙机构。槽槽轮机构构将旋转转运动转转换为单单向间隙隙转动。如如图右所所示,槽槽轮机构构由主动动拨盘,从从动槽轮轮和机架架组成。主主动拨盘盘以等角角速度W1作连续续回转,当当拨盘上上的圆销销未进入入槽轮的的径向槽槽时,由由于槽轮轮的内凹凹槽止弧弧被拨盘盘的外凸凸锁止弧弧卡住,使使槽轮在在停歇时时不能产产生游动动,并获获得定位位。当圆圆销进入入槽轮径径向槽时时,槽轮轮受圆销销的驱使使而转动动。当圆圆销离开开径向槽槽时,锁锁止弧又又被卡住住,槽轮轮又静止
12、止不动。直直至圆销销再次进进入槽轮轮的另一一个径向向槽时,又又重复上上述运动动。所以以,槽轮轮作时动动时停的的间隙运运动。容器夹夹紧功能能:因为要对对容器进进行灌装装,封口口压盖,所所以在灌灌装工位位和封口口压盖工工位时要要对容器器进行夹夹紧固定定,防止止容器在在灌装时时不准确确,封口口压盖时时跳动,导导致封口口压盖错错位,产产生废品品,而浪浪费材料料和经费费。出于于此目的的,我们们设计了了下面几几种夹紧紧方案:(1) 方案一:如图2-10所示,在在工位2和工位3外加装装两个凸凸轮,用用于对容容器进行行夹紧固固定,工工作原理理是当容容器到达达工位2和工位3时,凸凸轮处于于远休位位置,此此时凸轮
13、轮的远休休轮廓刚刚好对容容器进行行夹紧,等等灌装和和封口压压盖完成成时,凸凸轮远休休结束,此此时容器器没有被被夹紧,只只要旋转转工作台台转动,则则容器跟跟随其一一起转动动。图2-110 凸轮夹夹紧示意意(2) 方案二:如图2-11所示,本方案案采用圆圆环来是是实现容容器在灌灌装和封封口压盖盖工位处处的夹紧紧固定,工工作原理理是当容容器在工工位1处被旋旋转工作作台带进进时,容容器就被被圆环夹夹紧,容容器随着着旋转工工作台的的转动而而转动,容容器一直直处于夹夹紧状态态。图2-111夹紧圆圆环示意意(3) 方案三:如图2-12所示,方方案三我我们采用用图示两两斜台,斜斜台在灌灌装工位位和封口口压盖工
14、工位处与与容器相相切,容容器刚好好被运送送至灌装装工位和和封口压压盖工位位时就被被夹紧,此此时旋转转工作台台进入间间隙停止止期,利利用这段段间隙,灌灌装设备备和封口口压盖设设备刚好好可以对对容器进进行灌装装和封口口压盖。图2-112 斜台夹夹紧示意意图比较上述述三个方方案,方方案一采采用两个个凸轮对对容器进进行夹紧紧,可以以很好的的实现夹夹紧功能能,但是是凸轮设设计复杂杂,加工工困难,并并且两个个夹紧凸凸轮与旋旋转工作作台运动动的协调调与配合合过程设设计复杂杂,难度度大,同同时也会会使机器器整体构构造复杂杂化。方方案二中中的夹紧紧圆环会会使容器器在整个个加工过过程中出出于夹紧紧状态,容容器与夹
15、夹紧圆环环摩擦严严重,可可能会使使容器变变形,甚甚至破裂裂,并且且这样的的摩擦状状态会增增加系统统的无用用功率,降降低机械械系统的的运动功功率因素素,增加加能耗,不不利于低低碳城市市与工业业加工的的建设。相比之下下,方案案三不仅仅可以较较好的实实现容器器在连个个工位处处的夹紧紧,而且且在整个个过程中中只有在在夹紧处处容器和和夹紧摩摩擦大,系系统的有有效功率率利用高高。同时时夹紧斜斜台的设设计过程程简单,加加工制造造也方便便。 综上所所述,我我们采用用方案三三中的夹夹紧斜台台对容器器在灌装装工位和和封口压压盖工位位处进行行夹紧固固定,从从而到达达防止容容器的跳跳动,以以及加工工错位和和误差的的产
16、生。灌装功功能:(1) 方案一:如图2-13所示,采采用图示示的凸轮轮机构,由由凸轮的的连续转转动实现现灌装活活塞的上上下往复复运动,由由于弹簧簧的作用用当凸轮轮近休时时,活塞塞往上运运动,此此时灌装装容器吸吸入液体体,凸轮轮继续运运动,推推动活塞塞向下运运动,此此时灌装装机构对对空容器器进行灌灌装,如如此往复复运动就就可实现现灌装功功能。 图2-113 凸轮式式灌装机机构示意意(2) 方案二 :如图2-14所示,本本方案采采用连杆杆机构来来实现灌灌装功能能。图2-114 虽然连连杆机构构制造简简单,但但是其设设计过程程复杂,所所以我们们采用方方案一来来实现灌灌装功能能。封口压压盖功能能: 如
17、下图图2-115,这是是我们设设计的封封口压盖盖机构,此此机构为为对心曲曲柄滑块块机构,曲曲柄ab与齿轮轮固接,齿齿轮连续续转动带带动杆ab连续转转动,从从而实现现封口压压盖机构构的上下下往复运运动,进进而对容容器进行行封口压压盖。图2-115 对心曲曲柄滑块块封口压压盖产品输输出与传传送功能能: 在产品品的输出出与传送送上,我我们像容容器的输输入一样样采用输输出挡板板和输出出传送带带。如图图2-116所示,容容器到达达图示虚虚线位置置时,输输出挡板板将容器器往输出出传送带方向推推挡,同同时容器器是随着着旋转工工作台一一起旋转转的,在在合成力力的作用用下,容容器被带带至输出出传送带带上,进进而
18、传送送到下个个加工工工位。3旋转转型灌装装机机构构运动总总体方案案综合考虑虑旋转型型灌装机机要实现现的6个功能能,我们们设计了了如下旋旋转型灌灌装机。3.1 旋转型型灌装机机总体方方案图(机机构运动动简图)图3-11 机构运运动简图图1.电动动机同轴轴带轮 22.带轮 33.4.5.66.齿轮 7.9.斜齿轮 88.8.链轮10.11.12.13.齿轮 114.主动拨拨盘 115.从动槽槽轮 116.旋转工工作台 117.传送轮 118.链轮 118.带轮 199.200.链轮 221.凸轮 221.222.222.23齿轮 224.曲柄 255.连杆 266.封口压压盖器 227.滚子 22
19、8.活塞推推杆 上图所示示为机械械系统运运动方案案运动简简图,该该旋转型型灌装机机的工作作原理如如下所述述:电机11通过皮皮带轮传传到2,2通过轴轴传到3,3又传到到齿轮4,齿轮4通过轴轴传到轮轮5转动,齿齿轮5又带动动齿轮6,从而而形成三三级减速速。锥齿轮轮7传给锥锥齿轮9 ,与锥锥齿轮9同轴的的齿轮10又带动动齿轮11,齿轮11又通过过轴传给给传动轮轮17,用来来传送容容器。 与与锥齿轮轮7同轴的的带轮8以相同同角速度度转动通通过皮带带传给链链轮18,使轴轴转动,从从而使皮皮带轮18转动,带带动皮带带用来传传送容器器。与左左边带轮轮18同轴的的链轮19通过链链条与链链轮20连接,链链轮通过
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