機械原理課程設計,旋轉(zhuǎn)型灌裝機,設計人員,指導老師： 莫瀚寧 小組成員：吳象斌 鄧 陳曾作宇 韋志遠龐偉超 譚衛(wèi)光12機械2班2014年6月12號,設計題目,設計旋轉(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確地灌裝、封口，應有定位裝置。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。,原始數(shù)據(jù)及設計要求,該機采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。 技術參數(shù)： 轉(zhuǎn)臺直徑：500mm 電動機轉(zhuǎn)速：960r/min 灌裝速度：10r/min,設計任務,1．旋轉(zhuǎn)型灌裝機應包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等三種常用機構(gòu)。 2．按工藝運動要求擬定運動循環(huán)圖。 3.機構(gòu)運動方案的評定與選擇。 4.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 5.繪制旋轉(zhuǎn)型灌漿機的運動方案簡圖。6．凸輪的設計計算。 7.齒輪機構(gòu)的設計計算。 8.對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸綜合。 9．編寫設計計算說明書。,功能分析,待灌瓶由傳送系統(tǒng)(一般經(jīng)洗瓶機由輸送帶輸入)或人工送入灌裝機進瓶機構(gòu),轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，可實現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。,設計原理,在整個系統(tǒng)運用到了連桿機構(gòu)，不完全機構(gòu)，凸輪機構(gòu)等常用機構(gòu)。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機器。旋轉(zhuǎn)型灌裝機，同時要求有圓盤的轉(zhuǎn)動和傳送帶的傳送的機構(gòu)，而且這兩部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過程。圓盤間歇轉(zhuǎn)動部分：因為在系統(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動的特性，而工位為6個，所以在其中首先引入了可以實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動的典型機構(gòu)——不完全齒輪。且不完全齒輪的轉(zhuǎn)動速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動時分別在6個工位進行停歇。我們采用了連桿機構(gòu)來完成壓蓋過程。我們設計的直線往復運動的連桿機構(gòu)，剛好能夠完成這一工作任務。,設計模型,整體評價,在整個系統(tǒng)運用到了連桿機構(gòu)，不完全機構(gòu)，凸輪機構(gòu)等常用機構(gòu)。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機器。旋轉(zhuǎn)型灌裝機，同時要求有圓盤的轉(zhuǎn)動和傳送帶的傳送的機構(gòu)，而且這兩部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過程。圓盤間歇轉(zhuǎn)動部分：因為在系統(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動的特性，而工位為6個，所以在其中首先引入了可以實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動的典型機構(gòu)——不完全齒輪。且不完全齒輪的轉(zhuǎn)動速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動時分別在6個工位進行停歇。此外，我們采用了連桿機構(gòu)來完成壓蓋過程。我們設計的直線往復運動的連桿機構(gòu)，剛好能夠完成這一工作任務。,設計小結(jié),這是上大學以來完成的第一次課程設計，雖說萬事開頭難，我們遇到了很多的困難，但對于我們來說這是一次難得的學習與鍛煉的機會。這次機械原理課程設計歷時十天，時間上雖有些緊張，做設計的時候考慮的也并不周全，但我們利用這段時間鞏固了所學的知識，把所學理論運用到實際設計當中，也充分的鍛煉自己的創(chuàng)新能力。在實際的設計過程中，我們也遇到了許多的困難，不過經(jīng)過我們大家的團結(jié)努力，一點點克服了困難，最終設計出了自己的方案。通過這次機械原理課程設計，掌握了一些常用執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)或簡單機器的設計方法和過程，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，并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展，對以后的學習也奠定了一定的基礎，使我們學得更加輕松，更加高效。而且，在課程設計的過程中，我們學以致用，用學過的二維畫圖軟件CAD來畫出了一些簡單的零件，雖然可能很不規(guī)范，但是對我們來說，已經(jīng)把學到的點點滴滴知識都有所運用。這也是一件非常令人有收獲的事情了!,機械原理課程設計說明書設計題目 旋轉(zhuǎn)型灌裝機學院 組員 指導老師 完成時間 2014 目錄1.題目…………………………………………………………2.1 設計題目………………………………………………….2.2 設計任務…………………………………………………2.3 設計要求………………………………………………….3.方案選擇……………………………………………………4.功能分解……………………………………………………5.機構(gòu)的比較及選擇………………………………………….6.涉及傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配………………………7.繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖………………………8.機構(gòu)運動線圖分析…………………………………………9.設計小結(jié)……………………………………………………10.參考文獻……………………………………………………題目：旋轉(zhuǎn)型灌裝機2.1 設計題目設計旋轉(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。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。如圖 3.7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。 1234傳 送 帶 固 定 工 作 臺轉(zhuǎn) 臺旋轉(zhuǎn)型灌裝機該機采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。技術參數(shù)見下表。表 技術參數(shù)表方案號轉(zhuǎn)臺直徑mm電動機轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/minA 600 1440 10B 550 1440 12C 500 960 102.2 設計任務1).完成的工作量：（1）根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機構(gòu)方案；（2）設計上述各機構(gòu)（每組設計一組機構(gòu)） 。根據(jù)選定的方案設計各機構(gòu)（凸輪機構(gòu)設計、連桿機構(gòu)設計、齒輪機構(gòu)設計等）并進行運動分析；（3）根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖(計算機繪圖和手工繪圖各一份)；計算自由度，拆分機構(gòu)，判定機構(gòu)級別；（4）說明書 1 份，約 2000-3000 字。2) 說明書應包含的內(nèi)容：（1）封面、目錄。（2）設計題目（3）功能分解（4）選定機構(gòu)方案（5）設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配（6）繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖（7）設計小結(jié)（8）參考文獻2.3 設計要求(1) 要求按設計實訓的時間安排，按時，按量，按質(zhì)完成全部。(2) 要求機構(gòu)運動簡圖正確，應有運動協(xié)調(diào)內(nèi)容。(3)要求按統(tǒng)一的格式編寫說明書，一律用 A4 紙張打印裝訂成冊。（1） 提交材料要求:序號材料內(nèi)容 備注1計算機繪制和手工繪制機構(gòu)運動簡圖各一張，A3 圖幅；計算機繪制和手工繪制運動循環(huán)圖各一張，A4圖幅；AutoCAD2 計算機繪制零件圖，A4 圖幅；裝配圖，A3 圖幅； AutoCAD3 根據(jù)設計思路編制一份說明書 (參照格式要求)；Word20034材料光盤（內(nèi)容是上述材料，加上所設計機構(gòu)的Pro/E 仿真動畫和課程設計過程的視頻） 。一個組共用3.方案選擇根據(jù)給定題目，我組選定方案 A 為主要設計方案。根據(jù) A 給出的參數(shù)，電動機轉(zhuǎn)速為 1440r/min，灌裝速度為 10r/min。得出如下計算：10*6/60=1 灌/s。所以罐裝的速度為 1 灌/s，由此判斷，在六工位轉(zhuǎn)臺上，每一秒鐘就要轉(zhuǎn)動一個工位，進而得知槽輪主動輪的轉(zhuǎn)速為 1r/s,而六個工位轉(zhuǎn)臺每一個工位相對其轉(zhuǎn)動中心的轉(zhuǎn)角為 60°，再根據(jù)槽輪的運動規(guī)律可知，主動輪在每一秒鐘轉(zhuǎn)動過程中，只有 60°的轉(zhuǎn)動用來驅(qū)動槽輪從動輪做轉(zhuǎn)動，其余的 300°的轉(zhuǎn)動用來定位。所以，1s 的時間內(nèi)，有 1/6s 的時間工位轉(zhuǎn)動，5/6s 的時間工位靜止。而灌裝和封蓋的過程均要在這 5/6s的時間內(nèi)完成，以此為前提，進行我們的設計：4.功能分解灌裝機各執(zhí)行機構(gòu)包括實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺間歇轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)位機構(gòu)，實現(xiàn)輸瓶、灌裝、送蓋、壓蓋、卸瓶運動的機構(gòu)。各執(zhí)行機構(gòu)必須滿足工藝上的要求，此方案的執(zhí)行構(gòu)件的功能分解如下所示：(1) 容器輸入輸出功能(2) 轉(zhuǎn)臺多工位停歇轉(zhuǎn)動功能(3) 灌的定位功能(4) 對容器的灌裝流體功能(5) 對容器的封口功能(6) 送蓋功能(7)吸蓋功能（8）換蓋功能5. 機構(gòu)的比較及其選擇經(jīng)小組成員研究討論，下面擬定上述 3 個動作的實現(xiàn)該方案：1.采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。對于灌嘴的設計可以采用移動導桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或凸輪推桿機構(gòu)。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） 。設計者只需設計作直線往復運動的壓蓋機構(gòu)。壓蓋機構(gòu)可采用移動導桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或曲柄滑塊機構(gòu)。3.此外，需要設計間歇傳動機構(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)。為 了 實 現(xiàn) 灌 嘴 的 定 位 機 構(gòu) ， 比 較 凸 輪 推 桿 機 構(gòu) 和 平 面 連 桿 機 構(gòu) 之 間 的優(yōu) 缺 點 ；因為：1） 凸 輪 推 桿 機 構(gòu) 能 實 現(xiàn) 長 時 間 定 位 ， 而 平 面 連 桿 機 構(gòu) 只 能 瞬時 定 位 ， 定 位 效 果 差 ， 精 度 低 ， 而 灌 裝液體時需要一定的停歇時間才能夠完成。2）凸輪推桿機構(gòu)比連桿機構(gòu)更容易設計。所以，在這里凸輪推桿機構(gòu)比連桿機構(gòu)更適用，因為凸輪推桿機構(gòu)可以實現(xiàn)一定的運動規(guī)律。為了實現(xiàn)封口的壓蓋機構(gòu)，比較曲柄滑塊機構(gòu)和凸輪機構(gòu)之間的優(yōu)缺點；因為凸輪機構(gòu)，1） 加工復雜，加工難度大。2） 造價較高，經(jīng)濟性不好。所以在這里曲柄滑塊機構(gòu)比凸輪機構(gòu)更適用為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)，比較槽輪機構(gòu)和不完全齒輪之間的優(yōu)缺點；因為：與其他間歇運動機構(gòu)相比，槽輪機構(gòu)簡單，外形尺寸小，機械效率高，并能較平穩(wěn)的、間歇地進行轉(zhuǎn)位。所以在這里我們選擇槽輪機構(gòu)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運動。綜上可知：灌嘴的定位機構(gòu)，我們選擇凸輪推桿機構(gòu)；封口的沖壓機構(gòu)，我們選擇曲柄滑塊機構(gòu)；轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)，我們選擇槽輪機構(gòu)。最后根據(jù)機械系統(tǒng)運動功能分解，并由給定的條件，各機構(gòu)的相容性，各機構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒，設計出了如下所示最優(yōu)秀的機構(gòu)功能選用表： 機構(gòu)選用表功能 執(zhí)行機構(gòu) 工藝動作 執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)盤 停歇旋轉(zhuǎn)運動 槽輪機構(gòu)灌裝 推桿 直線往復運動 凸輪機構(gòu)壓蓋 灌裝壓頭 停歇往復運動 曲柄滑塊機構(gòu)6.設計傳動系 統(tǒng)并確定其傳動比分配1） 傳動比的設計2 為皮帶輪：i 1＝1:2。3、4、5、為齒輪：Z3=20Z4=60Z5=80i43=3i54=4/32)齒輪的設計減速齒輪3：模數(shù)2，齒數(shù)20，標準齒輪（齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25，壓力角20°，）齒輪分度圓直徑D=mz=2*20=40mm減速齒輪4：模數(shù)2，齒數(shù)60，標準齒輪齒輪分度圓直徑D2=2*60=120mm具體參數(shù)為：z1=20，z2=60，m=2，α=20°中心距：a=m(z1+z2)/2=2*(20+60)/2=80mm分度圓直徑：d1=m*z1=2*20mm=40mmD2= =m*z2=2*60=120mm基圓直徑： db1=m *z1*cosα=2*20*cos20°=16.32mmdb2=m*z2*cosα=2*60*cos20°=48.97mm齒頂圓半徑：da1=(z1+2ha*)*m/2=(20+2*1)*2/2=22mmda2=(z2+2ha*)*m/2=(60+2*1)*2/2=62mm齒頂圓壓力角：αa1=arccos【z1cosα/（z1+2ha*）】=acrcos【20cos20°/（20+2*1）】=68.2227°αa2=arccos【z2cosα/（z2+2ha*）】=acrcos【60cos20°/（60+2*1）】=66.7403°基圓齒距：pb1=pb2=πmcosα=3.14*2*cos 20°=2.56mm重合度：εa=【z1(tanαa3-tanα)+z2(tanαa4-tanα)】/2π=【20(tan68.2227°-tan20°)+60(tan66.7403°-tan20°)】/2π=1.2518εa＞1可連續(xù)傳動齒輪4模數(shù)2，齒數(shù)60，齒輪5模數(shù)為2，齒數(shù)80， 齒輪傳動比為 3：4，證過程同上.直齒輪6模數(shù)2，齒數(shù)40，與惰輪1:1嚙合，可以連續(xù)傳動。論證過程同上。3）凸輪的設計運動協(xié)調(diào)表凸輪轉(zhuǎn)角 0°—60° 60°—140°140°—240°240° 240°—360°近休止 快進 遠休止 快退凸輪運動軌跡 灌裝封蓋連桿機構(gòu)間 歇 往 復 運 動3） 槽輪機構(gòu)的設計如下圖所示：7.繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖1） 運動簡圖2） 三維圖2.1齒輪2.2凸輪三維圖2.4 槽輪機構(gòu)三維圖2.5 灌裝機總裝三維圖3)運動循環(huán)圖8.運動分析線圖1）槽輪運動分析線圖加速度速度位置2） 凸輪的運動分析線圖加速度位置9.設計小結(jié)這是我們第一次做課程設計，困難程度對我們而言可想而知。里面有很多東西我們都不懂怎么弄，所謂萬事開頭難，前面真的是一頭霧水。但我們同時也深深的明白這也是很好的一個鍛煉機會，讓我們克服一個個困難的同時收獲新的知識。這課程設計花費了我們半個的月的時間，在這段時間里我們一起集中探討機構(gòu)方案設計，一起研究各種方案的的可行性，遇到不懂的地方就一起討論解決，它讓我們深深懂得了團隊的重要性，明白了集體的力量是強大的。通過這次旋轉(zhuǎn)型灌裝機課程設計，我們大家都掌握了一些常用執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)或簡單機器的設計方法和過程，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，并使所學知識得到了進一步鞏固、深化和擴展，也為以后的學習也奠定了一定的基礎，讓我們以后的學習方便，更加高效。另外，這次機會讓我們能將以前的知識應用到實際的設計中來，懂得了融會貫通，舉一反三的道理，雖然不是很熟練，但看到所學的知識能一點點運用到設計中來，內(nèi)心的快樂是不能言語的。10.參考文獻1. 裘建新主編；《機械原理課程設計》 ；高等教育出版社2. 謝忠東主編；《機械原理》 ；北京航天航空大學出版社3.《機械原理 第七版》 陳作模、葛文杰主編4.《機械原理課程設計手冊》 牛鳴岐、王保民等主編機械原理課程設計,旋轉(zhuǎn)型灌裝機,設計人員,指導老師： 莫瀚寧 小組成員：吳象斌 鄧 陳曾作宇 韋志遠龐偉超 譚衛(wèi)光12機械2班2014年6月12號,設計題目,設計旋轉(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確地灌裝、封口，應有定位裝置。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。,原始數(shù)據(jù)及設計要求,該機采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。 技術參數(shù)： 轉(zhuǎn)臺直徑：500mm 電動機轉(zhuǎn)速：960r/min 灌裝速度：10r/min,設計任務,1．旋轉(zhuǎn)型灌裝機應包括連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、齒輪機構(gòu)等三種常用機構(gòu)。 2．按工藝運動要求擬定運動循環(huán)圖。 3.機構(gòu)運動方案的評定與選擇。 4.設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 5.繪制旋轉(zhuǎn)型灌漿機的運動方案簡圖。6．凸輪的設計計算。 7.齒輪機構(gòu)的設計計算。 8.對傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)進行運動尺寸綜合。 9．編寫設計計算說明書。,功能分析,待灌瓶由傳送系統(tǒng)(一般經(jīng)洗瓶機由輸送帶輸入)或人工送入灌裝機進瓶機構(gòu),轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，可實現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。,設計原理,在整個系統(tǒng)運用到了連桿機構(gòu)，不完全機構(gòu)，凸輪機構(gòu)等常用機構(gòu)。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機器。旋轉(zhuǎn)型灌裝機，同時要求有圓盤的轉(zhuǎn)動和傳送帶的傳送的機構(gòu)，而且這兩部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過程。圓盤間歇轉(zhuǎn)動部分：因為在系統(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動的特性，而工位為6個，所以在其中首先引入了可以實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動的典型機構(gòu)——不完全齒輪。且不完全齒輪的轉(zhuǎn)動速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動時分別在6個工位進行停歇。我們采用了連桿機構(gòu)來完成壓蓋過程。我們設計的直線往復運動的連桿機構(gòu)，剛好能夠完成這一工作任務。,設計模型,整體評價,在整個系統(tǒng)運用到了連桿機構(gòu)，不完全機構(gòu)，凸輪機構(gòu)等常用機構(gòu)。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機器。旋轉(zhuǎn)型灌裝機，同時要求有圓盤的轉(zhuǎn)動和傳送帶的傳送的機構(gòu)，而且這兩部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過程。圓盤間歇轉(zhuǎn)動部分：因為在系統(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動的特性，而工位為6個，所以在其中首先引入了可以實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動的典型機構(gòu)——不完全齒輪。且不完全齒輪的轉(zhuǎn)動速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動時分別在6個工位進行停歇。此外，我們采用了連桿機構(gòu)來完成壓蓋過程。我們設計的直線往復運動的連桿機構(gòu)，剛好能夠完成這一工作任務。,設計小結(jié),這是上大學以來完成的第一次課程設計，雖說萬事開頭難，我們遇到了很多的困難，但對于我們來說這是一次難得的學習與鍛煉的機會。這次機械原理課程設計歷時十天，時間上雖有些緊張，做設計的時候考慮的也并不周全，但我們利用這段時間鞏固了所學的知識，把所學理論運用到實際設計當中，也充分的鍛煉自己的創(chuàng)新能力。在實際的設計過程中，我們也遇到了許多的困難，不過經(jīng)過我們大家的團結(jié)努力，一點點克服了困難，最終設計出了自己的方案。通過這次機械原理課程設計，掌握了一些常用執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)或簡單機器的設計方法和過程，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，并使所學知識得到進一步鞏固、深化和擴展，對以后的學習也奠定了一定的基礎，使我們學得更加輕松，更加高效。而且，在課程設計的過程中，我們學以致用，用學過的二維畫圖軟件CAD來畫出了一些簡單的零件，雖然可能很不規(guī)范，但是對我們來說，已經(jīng)把學到的點點滴滴知識都有所運用。這也是一件非常令人有收獲的事情了!,機械原理課程設計說明書設計題目 旋轉(zhuǎn)型灌裝機學院 組員 指導老師 完成時間 2014 目錄1.題目…………………………………………………………2.1 設計題目………………………………………………….2.2 設計任務…………………………………………………2.3 設計要求………………………………………………….3.方案選擇……………………………………………………4.功能分解……………………………………………………5.機構(gòu)的比較及選擇………………………………………….6.涉及傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配………………………7.繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖………………………8.機構(gòu)運動線圖分析…………………………………………9.設計小結(jié)……………………………………………………10.參考文獻……………………………………………………題目：旋轉(zhuǎn)型灌裝機2.1 設計題目設計旋轉(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。為保證在這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。如圖 3.7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。 1234傳 送 帶 固 定 工 作 臺轉(zhuǎn) 臺旋轉(zhuǎn)型灌裝機該機采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。技術參數(shù)見下表。表 技術參數(shù)表方案號轉(zhuǎn)臺直徑mm電動機轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/minA 600 1440 10B 550 1440 12C 500 960 102.2 設計任務1).完成的工作量：（1）根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)和工藝要求，構(gòu)思并選定機構(gòu)方案；（2）設計上述各機構(gòu)（每組設計一組機構(gòu)） 。根據(jù)選定的方案設計各機構(gòu)（凸輪機構(gòu)設計、連桿機構(gòu)設計、齒輪機構(gòu)設計等）并進行運動分析；（3）根據(jù)上面求得的尺寸，按比例畫出全部機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖(計算機繪圖和手工繪圖各一份)；計算自由度，拆分機構(gòu)，判定機構(gòu)級別；（4）說明書 1 份，約 2000-3000 字。2) 說明書應包含的內(nèi)容：（1）封面、目錄。（2）設計題目（3）功能分解（4）選定機構(gòu)方案（5）設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配（6）繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖（7）設計小結(jié)（8）參考文獻2.3 設計要求(1) 要求按設計實訓的時間安排，按時，按量，按質(zhì)完成全部。(2) 要求機構(gòu)運動簡圖正確，應有運動協(xié)調(diào)內(nèi)容。(3)要求按統(tǒng)一的格式編寫說明書，一律用 A4 紙張打印裝訂成冊。（1） 提交材料要求:序號材料內(nèi)容 備注1計算機繪制和手工繪制機構(gòu)運動簡圖各一張，A3 圖幅；計算機繪制和手工繪制運動循環(huán)圖各一張，A4圖幅；AutoCAD2 計算機繪制零件圖，A4 圖幅；裝配圖，A3 圖幅； AutoCAD3 根據(jù)設計思路編制一份說明書 (參照格式要求)；Word20034材料光盤（內(nèi)容是上述材料，加上所設計機構(gòu)的Pro/E 仿真動畫和課程設計過程的視頻） 。一個組共用3.方案選擇根據(jù)給定題目，我組選定方案 A 為主要設計方案。根據(jù) A 給出的參數(shù)，電動機轉(zhuǎn)速為 1440r/min，灌裝速度為 10r/min。得出如下計算：10*6/60=1 灌/s。所以罐裝的速度為 1 灌/s，由此判斷，在六工位轉(zhuǎn)臺上，每一秒鐘就要轉(zhuǎn)動一個工位，進而得知槽輪主動輪的轉(zhuǎn)速為 1r/s,而六個工位轉(zhuǎn)臺每一個工位相對其轉(zhuǎn)動中心的轉(zhuǎn)角為 60°，再根據(jù)槽輪的運動規(guī)律可知，主動輪在每一秒鐘轉(zhuǎn)動過程中，只有 60°的轉(zhuǎn)動用來驅(qū)動槽輪從動輪做轉(zhuǎn)動，其余的 300°的轉(zhuǎn)動用來定位。所以，1s 的時間內(nèi)，有 1/6s 的時間工位轉(zhuǎn)動，5/6s 的時間工位靜止。而灌裝和封蓋的過程均要在這 5/6s的時間內(nèi)完成，以此為前提，進行我們的設計：4.功能分解灌裝機各執(zhí)行機構(gòu)包括實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺間歇轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)位機構(gòu)，實現(xiàn)輸瓶、灌裝、送蓋、壓蓋、卸瓶運動的機構(gòu)。各執(zhí)行機構(gòu)必須滿足工藝上的要求，此方案的執(zhí)行構(gòu)件的功能分解如下所示：(1) 容器輸入輸出功能(2) 轉(zhuǎn)臺多工位停歇轉(zhuǎn)動功能(3) 灌的定位功能(4) 對容器的灌裝流體功能(5) 對容器的封口功能(6) 送蓋功能(7)吸蓋功能（8）換蓋功能5. 機構(gòu)的比較及其選擇經(jīng)小組成員研究討論，下面擬定上述 3 個動作的實現(xiàn)該方案：1.采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。對于灌嘴的設計可以采用移動導桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或凸輪推桿機構(gòu)。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） 。設計者只需設計作直線往復運動的壓蓋機構(gòu)。壓蓋機構(gòu)可采用移動導桿機構(gòu)等平面連桿機構(gòu)或曲柄滑塊機構(gòu)。3.此外，需要設計間歇傳動機構(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)。為 了 實 現(xiàn) 灌 嘴 的 定 位 機 構(gòu) ， 比 較 凸 輪 推 桿 機 構(gòu) 和 平 面 連 桿 機 構(gòu) 之 間 的優(yōu) 缺 點 ；因為：1） 凸 輪 推 桿 機 構(gòu) 能 實 現(xiàn) 長 時 間 定 位 ， 而 平 面 連 桿 機 構(gòu) 只 能 瞬時 定 位 ， 定 位 效 果 差 ， 精 度 低 ， 而 灌 裝液體時需要一定的停歇時間才能夠完成。2）凸輪推桿機構(gòu)比連桿機構(gòu)更容易設計。所以，在這里凸輪推桿機構(gòu)比連桿機構(gòu)更適用，因為凸輪推桿機構(gòu)可以實現(xiàn)一定的運動規(guī)律。為了實現(xiàn)封口的壓蓋機構(gòu)，比較曲柄滑塊機構(gòu)和凸輪機構(gòu)之間的優(yōu)缺點；因為凸輪機構(gòu)，1） 加工復雜，加工難度大。2） 造價較高，經(jīng)濟性不好。所以在這里曲柄滑塊機構(gòu)比凸輪機構(gòu)更適用為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)，比較槽輪機構(gòu)和不完全齒輪之間的優(yōu)缺點；因為：與其他間歇運動機構(gòu)相比，槽輪機構(gòu)簡單，外形尺寸小，機械效率高，并能較平穩(wěn)的、間歇地進行轉(zhuǎn)位。所以在這里我們選擇槽輪機構(gòu)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的間歇運動。綜上可知：灌嘴的定位機構(gòu)，我們選擇凸輪推桿機構(gòu)；封口的沖壓機構(gòu)，我們選擇曲柄滑塊機構(gòu)；轉(zhuǎn)盤的間歇運動機構(gòu)，我們選擇槽輪機構(gòu)。最后根據(jù)機械系統(tǒng)運動功能分解，并由給定的條件，各機構(gòu)的相容性，各機構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒，設計出了如下所示最優(yōu)秀的機構(gòu)功能選用表： 機構(gòu)選用表功能 執(zhí)行機構(gòu) 工藝動作 執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)盤 停歇旋轉(zhuǎn)運動 槽輪機構(gòu)灌裝 推桿 直線往復運動 凸輪機構(gòu)壓蓋 灌裝壓頭 停歇往復運動 曲柄滑塊機構(gòu)6.設計傳動系 統(tǒng)并確定其傳動比分配1） 傳動比的設計2 為皮帶輪：i 1＝1:2。3、4、5、為齒輪：Z3=20Z4=60Z5=80i43=3i54=4/32)齒輪的設計減速齒輪3：模數(shù)2，齒數(shù)20，標準齒輪（齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù)0.25，壓力角20°，）齒輪分度圓直徑D=mz=2*20=40mm減速齒輪4：模數(shù)2，齒數(shù)60，標準齒輪齒輪分度圓直徑D2=2*60=120mm具體參數(shù)為：z1=20，z2=60，m=2，α=20°中心距：a=m(z1+z2)/2=2*(20+60)/2=80mm分度圓直徑：d1=m*z1=2*20mm=40mmD2= =m*z2=2*60=120mm基圓直徑： db1=m *z1*cosα=2*20*cos20°=16.32mmdb2=m*z2*cosα=2*60*cos20°=48.97mm齒頂圓半徑：da1=(z1+2ha*)*m/2=(20+2*1)*2/2=22mmda2=(z2+2ha*)*m/2=(60+2*1)*2/2=62mm齒頂圓壓力角：αa1=arccos【z1cosα/（z1+2ha*）】=acrcos【20cos20°/（20+2*1）】=68.2227°αa2=arccos【z2cosα/（z2+2ha*）】=acrcos【60cos20°/（60+2*1）】=66.7403°基圓齒距：pb1=pb2=πmcosα=3.14*2*cos 20°=2.56mm重合度：εa=【z1(tanαa3-tanα)+z2(tanαa4-tanα)】/2π=【20(tan68.2227°-tan20°)+60(tan66.7403°-tan20°)】/2π=1.2518εa＞1可連續(xù)傳動齒輪4模數(shù)2，齒數(shù)60，齒輪5模數(shù)為2，齒數(shù)80， 齒輪傳動比為 3：4，證過程同上.直齒輪6模數(shù)2，齒數(shù)40，與惰輪1:1嚙合，可以連續(xù)傳動。論證過程同上。3）凸輪的設計運動協(xié)調(diào)表凸輪轉(zhuǎn)角 0°—60° 60°—140°140°—240°240° 240°—360°近休止 快進 遠休止 快退凸輪運動軌跡 灌裝封蓋連桿機構(gòu)間 歇 往 復 運 動3） 槽輪機構(gòu)的設計如下圖所示：7.繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖1） 運動簡圖2） 三維圖2.1齒輪2.2凸輪三維圖2.4 槽輪機構(gòu)三維圖2.5 灌裝機總裝三維圖3)運動循環(huán)圖8.運動分析線圖1）槽輪運動分析線圖加速度速度位置2） 凸輪的運動分析線圖加速度位置9.設計小結(jié)這是我們第一次做課程設計，困難程度對我們而言可想而知。里面有很多東西我們都不懂怎么弄，所謂萬事開頭難，前面真的是一頭霧水。但我們同時也深深的明白這也是很好的一個鍛煉機會，讓我們克服一個個困難的同時收獲新的知識。這課程設計花費了我們半個的月的時間，在這段時間里我們一起集中探討機構(gòu)方案設計，一起研究各種方案的的可行性，遇到不懂的地方就一起討論解決，它讓我們深深懂得了團隊的重要性，明白了集體的力量是強大的。通過這次旋轉(zhuǎn)型灌裝機課程設計，我們大家都掌握了一些常用執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)或簡單機器的設計方法和過程，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，并使所學知識得到了進一步鞏固、深化和擴展，也為以后的學習也奠定了一定的基礎，讓我們以后的學習方便，更加高效。另外，這次機會讓我們能將以前的知識應用到實際的設計中來，懂得了融會貫通，舉一反三的道理，雖然不是很熟練，但看到所學的知識能一點點運用到設計中來，內(nèi)心的快樂是不能言語的。10.參考文獻1. 裘建新主編；《機械原理課程設計》 ；高等教育出版社2. 謝忠東主編；《機械原理》 ；北京航天航空大學出版社3.《機械原理 第七版》 陳作模、葛文杰主編4.《機械原理課程設計手冊》 牛鳴岐、王保民等主編