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酒瓶旋蓋機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 王利 學(xué) 號(hào) 8031212421 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 16 4 指導(dǎo)老師 安靜 日 期 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 16 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 前 言 旋蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一 它是封口機(jī)的一種 廣泛用于玻璃瓶或 PET 瓶的螺紋蓋封口 由于螺紋蓋具有封口快捷 開啟方便及開啟后瓶又可重新旋上瓶蓋 等優(yōu)點(diǎn) 所以一些不含氣的液料 諸如飲料 酒類 調(diào)味料等類似瓶包裝的封口中大量采 用螺紋蓋封口 半自動(dòng)酒瓶旋蓋機(jī)是利用電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)底座上升頂緊瓶蓋頂端 配合鎖口裝置自動(dòng)完 成鎖蓋 使其達(dá)到完美的鎖蓋效果 該旋蓋機(jī)全部利用機(jī)械原理 使用方便 安裝簡(jiǎn)單 具 有結(jié)構(gòu)合理 鎖口質(zhì)量穩(wěn)定 生產(chǎn)效率高 調(diào)整方便 維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) 具有一定的市場(chǎng) 潛力及應(yīng)用價(jià)值 關(guān)鍵詞 旋蓋機(jī) 設(shè)計(jì)參數(shù) 構(gòu)件 結(jié)構(gòu) 計(jì)算 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 1 緒 論 2 1 1 選題依據(jù) 2 1 2 研究意義 2 1 3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)情況 2 1 4 重點(diǎn)研究關(guān)鍵問題及解決思路 2 2 酒瓶旋蓋機(jī)的研制方案 3 2 1 酒瓶旋蓋機(jī)的要求 3 2 2 系統(tǒng)方案原理圖 4 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3 1 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 5 3 2 鎖蓋部分的設(shè)計(jì) 10 3 3 瓶身支撐部分設(shè)計(jì) 11 3 4 機(jī)殼設(shè)計(jì) 11 4 各部分結(jié)構(gòu)的校核與計(jì)算 12 4 1 軸承的校核 12 4 2 鍵的校核 13 4 3 軸的計(jì)算校核 14 總 結(jié) 17 致 謝 18 參考文獻(xiàn) 19 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 緒 論 1 1 選題依據(jù) 包裝是根據(jù)物體的性能 用適當(dāng)?shù)牟牧?容器 施以保護(hù)物品的技術(shù) 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì) 的飛速發(fā)展 我國(guó)國(guó)際化進(jìn)程的加快以及人們的物質(zhì)文化生活水平的提高 對(duì)包裝質(zhì)量和 包裝速度的要求不斷提高 包裝機(jī)械是使產(chǎn)品包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化 自動(dòng)化的根本保證 包裝 機(jī)械為包裝提供重要的技術(shù)保障 對(duì)包裝業(yè)的發(fā)展起著重要的作用 同時(shí)在食品 醫(yī)藥 日用品 化工產(chǎn)品等生產(chǎn)中起著中要的作用 包裝機(jī)械可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率 改善生產(chǎn) 環(huán)境 降低生產(chǎn)成本 提高產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)的安全性及檔次 增加產(chǎn)品的附加值 從而提高產(chǎn)品 的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 包裝機(jī)械行業(yè)是一個(gè)市場(chǎng)潛力很大的新 興行業(yè) 面臨著巨大的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)和極好的發(fā)展機(jī)會(huì) 1 2 研究意義 包裝機(jī)械為包裝工業(yè)提供裝備機(jī)械 影響著各類包裝制品工業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次 制約著包裝工業(yè)的發(fā)展和速度 長(zhǎng)期以來(lái) 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)非常薄弱 形不成規(guī)模和水 平 致使我國(guó)包裝工業(yè)發(fā)展極慢 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)在歷經(jīng)了七十年代的起步 八十年代 的發(fā)展 九十年代由于包裝制品發(fā)展的需要而實(shí)現(xiàn)了高速度發(fā)展 但是由于起步遲 起點(diǎn) 低 規(guī)模小 我國(guó)包裝機(jī)械總體水平要比發(fā)達(dá)國(guó)家落后 20 年 國(guó)內(nèi)目前需求量的 60 尤其是技術(shù)含量高的技術(shù)裝備依賴進(jìn)口 對(duì)于包裝制品工業(yè) 包裝機(jī)械是我國(guó)包裝工業(yè)的 優(yōu)勢(shì) 1 3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)情況 提高自動(dòng)化程度是包裝機(jī)械發(fā)展重要的趨勢(shì) 產(chǎn)品和產(chǎn)量居世界之首的美國(guó)十分重視 包裝機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合 實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制 將自動(dòng)化操作程序 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng) 自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)更多用于包裝機(jī)械之中 日本則長(zhǎng)于微電子技術(shù) 用以開那個(gè)值包裝機(jī)械 有效地促進(jìn)了無(wú)人操作和自動(dòng)化程度的提高 在計(jì)量 制造和技術(shù)性能等方面居于世界領(lǐng) 先地位的德國(guó)也高度重視提高自動(dòng)化程度 幾年前 德國(guó)包裝機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 自動(dòng)化技 術(shù)在整個(gè)系統(tǒng)操作及運(yùn)行中還占 30 現(xiàn)在已占到 50 以上 1 4 重點(diǎn)研究關(guān)鍵問題及解決思路 目前國(guó)內(nèi)灌裝生產(chǎn)線中廣泛使用的旋開封蓋口機(jī)大多為直線式旋蓋機(jī) 由于直線式旋 蓋機(jī)是單通道式旋蓋 其生產(chǎn)能力受到限制 不能適應(yīng)高速旋蓋的需要 另外 更換瓶子時(shí) 調(diào)整比較困難 無(wú)法對(duì) 不同高度瓶子實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整后進(jìn)行旋蓋 旋蓋頭單一 適應(yīng)能力差 每一種瓶蓋就要更換一次相應(yīng)的旋蓋頭 既浪費(fèi)時(shí)間 又增大成本 所以各生產(chǎn)廠家的旋 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 蓋機(jī)在旋瓶蓋能力 效率 事宜瓶型 事宜瓶型及自動(dòng)化程度等方面各有優(yōu)缺點(diǎn) 為了適 應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速 高效和高可靠性生產(chǎn)的需要 在廣泛吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)機(jī)型的基礎(chǔ)上 設(shè)計(jì)此了機(jī)器 食品原料經(jīng)加工成成品后 為了能夠長(zhǎng)期保存 并且便于流通 銷售和使用 必須裝 入相應(yīng)的容器并封口殺菌 使裝入容器內(nèi)的食品與外界隔絕 不再受到外界空氣及微生物 的污染而引起腐敗 不論是何種容器 鐵罐 玻璃罐 或是其他包裝材料如鋁 塑料等以 及由塑料薄膜 鋁箔等制成的復(fù)合薄膜 如不能嚴(yán)密封口密封 就不能達(dá)到常年保存的目 的 所以封口是食品加工過程中的主要工序之一 旋蓋機(jī)是封口機(jī)械中的一種 本課題所設(shè)計(jì)的半自動(dòng)酒瓶旋蓋機(jī) 是通過電機(jī)帶動(dòng)帶 輪來(lái)傳遞動(dòng)力 鎖蓋通過四個(gè)滾絲輪來(lái)完成 可以完成不同高度和瓶蓋直徑的鎖蓋工作 具有很好的應(yīng)用價(jià)值以及市場(chǎng)潛力 2 酒瓶旋蓋機(jī)的研制方案 2 1 酒瓶旋蓋機(jī)的要求 2 1 1 主要技術(shù)參數(shù)要求 電源 220V 50Hz 功率 370W 工作方式 電動(dòng) 封口直徑 25 35mm 瓶蓋高度 7 35mm 生產(chǎn)能力 1200 瓶 小時(shí)左右 適用瓶高 70 330mm 外型尺寸 730 210 1050mm 重量 65kg 2 1 2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求 1 一機(jī)多用 利用同一臺(tái)設(shè)備旋不同高度 不同直徑的瓶蓋 提高設(shè)備的利用率 2 使用安全 維修方便 在整體設(shè)計(jì)中考慮機(jī)器的安裝 調(diào)整和開機(jī)以及設(shè)備的維修 保養(yǎng)和維護(hù) 使零部件更換方便 盡量做到通用化 標(biāo)準(zhǔn)化 3 降低成本 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量 要求設(shè)備精度和自動(dòng)化程度高 但設(shè)備的售價(jià)也相 應(yīng)提高 因此設(shè)計(jì)時(shí) 要結(jié)合生產(chǎn)工藝要求 對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行綜合考慮 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 4 旋緊機(jī)要合適 過緊則用戶不易開瓶 影響顧客使用 過松則不利于密封 造成泄 漏影響產(chǎn)品質(zhì)量 2 2 系統(tǒng)方案原理圖 2 2 1 旋蓋機(jī)的工作原理 半自動(dòng)旋蓋機(jī)工作過程全部利用機(jī)械原理 是利用電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)瓶身支撐部分頂緊瓶 蓋頂端 配合鎖口裝置自動(dòng)完成鎖蓋 使其達(dá)到完美的鎖蓋效果 2 2 2 系統(tǒng)方案構(gòu)成 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 旋蓋機(jī)主要有四部分構(gòu)成 傳動(dòng)部分 旋蓋部分 瓶身支撐部分 機(jī)殼部分 如圖 2 1 所示 圖 2 1 總體三維圖 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)本課題所選的方案 將該半自動(dòng)旋蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)分為四個(gè)部分 傳動(dòng)部分 鎖蓋部 分 瓶身支撐部分和機(jī)殼部分 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3 1 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 3 1 1 擬定運(yùn)動(dòng)方案 本旋蓋機(jī)的傳動(dòng)部分選擇電機(jī)為動(dòng)力源 如圖 3 1 所示 工作原理 電機(jī) 1 通過帶輪經(jīng) V 帶將動(dòng)力傳給主軸上的帶輪 3 帶輪 3 帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn) 主軸與小齒輪 4 平鍵連接 從而帶動(dòng)小齒輪 4 轉(zhuǎn)動(dòng) 小齒輪 4 與大齒輪 5 嚙合 帶動(dòng)大齒 輪 5 轉(zhuǎn)動(dòng) 小圓輪 6 與大齒輪表面的圓柱凸輪輪廓相切 所以隨著大齒輪 5 的旋轉(zhuǎn)連桿機(jī) 構(gòu) 7 帶動(dòng)升降軸 8 上下運(yùn)動(dòng) 從而帶動(dòng)瓶身支撐部分 8 上下運(yùn)動(dòng) 一方面 鎖蓋部分 10 由 于主軸帶輪 3 通過 V 帶連接帶輪 9 傳遞動(dòng)力 鎖蓋部分 8 旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)滾絲輪 12 繞軸 11 公 轉(zhuǎn) 從而使瓶蓋被滾絲輪 12 滾絲旋蓋 達(dá)到完美鎖蓋的效果 1 電動(dòng)機(jī) 2 小皮帶輪 3 大皮帶輪 4 小齒輪 5 大齒輪 6 小圓輪 7 連桿機(jī)構(gòu) 8 瓶身支撐部分 9 帶輪 10 鎖蓋部分 11 主軸 12 滾絲輪 圖 3 1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 在本套設(shè)備中 待鎖蓋的酒瓶是隨瓶身支撐部分相對(duì)鎖蓋機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動(dòng)的 而相對(duì)瓶 身支撐部分靜止 而四個(gè)滾絲輪沒有自轉(zhuǎn) 只是繞旋蓋軸公轉(zhuǎn) 因?yàn)榭紤]到瓶身支撐部分 每徑向進(jìn)給一次就要完成一次鎖蓋作業(yè) 所以滾絲輪給瓶子必須旋轉(zhuǎn) 1 圈以上 滾絲輪繞 旋蓋軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)越多瓶口完成鎖蓋之后就會(huì)有一段光邊整形 但是若瓶子轉(zhuǎn)動(dòng)過快則其 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 內(nèi)裝的液體會(huì)形成旋轉(zhuǎn)拋物面 易從罐口流出 所以必須選擇合適的旋轉(zhuǎn)速度和滾絲輪每 一次給瓶子的旋轉(zhuǎn)圈數(shù) 設(shè)計(jì)電機(jī)的速度 的速度為 1400 轉(zhuǎn) min 主軸的轉(zhuǎn)速 的速度為 1 11 3 1 11 1 2 11 1400 61 5160 538 125 圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速 為 5 3 2 5 1 2 3 4 5 1400 61 5180 2392 119 58 即每分鐘支撐部分徑向進(jìn)給 119 58 次 滿足工作能力 1200 瓶 小時(shí)的要求 滾絲輪每次進(jìn)給 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為 3 3 11 5 4 5 r 所以每次進(jìn)給完成鎖蓋作業(yè)后還有幾圈可以光邊整形 故此傳動(dòng)設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求 3 1 2 圓柱凸輪的設(shè)計(jì) 此裝置是圓柱凸輪 其目的是使瓶身支撐部分實(shí)現(xiàn)升降 如圖所示 圖 3 2 圓柱凸輪實(shí)物圖 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 1 圓柱凸輪 2 小圓輪 3 定位軸 4 連桿機(jī)構(gòu) 5 升降軸 6 瓶身支撐部分 圖 3 3 圓柱凸輪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 其運(yùn)動(dòng)原理簡(jiǎn)圖如圖所示 圓柱凸輪 1 上的最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的豎直距離就等于瓶身支 撐部分 6 徑向上下運(yùn)動(dòng)的行程距離 4 為連桿機(jī)構(gòu) 軸 3 被固定在機(jī)殼上不能運(yùn)動(dòng) 軸 5 只能豎直方向上下運(yùn)動(dòng) 所以當(dāng)大齒輪 1 圓柱凸輪 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 小圓輪 2 隨凸輪輪廓上下 運(yùn)動(dòng) 與連桿機(jī)構(gòu) 4 連接瓶身支撐部分 6 上下徑向給進(jìn) 所以可得結(jié)論 3 4 2 1 式中 d 瓶身支撐部分徑向上升下降距離 3 1 3 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 確定設(shè)計(jì)功率 PC 由 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 8 查得 1 1AK PC P 3 5 1 1 0 3 0 33 kw 2 選取 V 帶的型號(hào) 根據(jù) PC和 n0由 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 圖 13 15 確定 因工作點(diǎn)處于 Z 型區(qū) 故選 Z 型 3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 1d2 選擇小帶輪直徑 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 由 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 9 確定 80mm1d 驗(yàn)算帶速 V V 5 78m s 3 6 106 nd 在 5 25m s 之間 故合乎要求 確定從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 2 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表的 13 9 取 200mm2d 2 5 200mm 2 2 實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 和實(shí)際傳動(dòng)比 i2n 不計(jì) 影響 若算得 與預(yù)定轉(zhuǎn)速相差 5 為允許 2OO 80 2 5 誤差為 0 i 12d 4 確定中心距 a 和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 初定中心 a0 本題目沒有給定中心距 初步選定中心距 0 7 dd2 dd1 2 dd2 dd1 3 0a 7 0 7 80 200 2 80 200 0 196 560a 取 200mm0a 確定帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Lc 按式 2 1051 6 3 c0a2 1d20214 ad 8 取標(biāo)準(zhǔn) Ld 按 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表的 13 9 取 200mm2d 表 13 2 取 1000 dL 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 確定中心距 a 按 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 式 13 16 225 8 3 a02dc L 9 調(diào)整范圍a amax a 0 03Ld 255 8mm 3 10 amin a 0 015Ld 210 8mm 3 11 5 驗(yàn)算包角 180 60 3 ad 21 12 152 1200 符合要求 6 確定帶根數(shù) z 按 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 式 13 15 Z 3 0P c 13 由式 13 14 單根 V 帶所能傳遞的功率 3 0p ak01p 2 14 由 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 7 包角修正系數(shù) ak 0 92ak 0 62kw 3 0p ak01p 2 15 V 帶的根數(shù) Z 0 33 0 62 0 530P c 取 Z 1 根 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 7 確定初拉力 F0按 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 式 13 1 F0 500 1 q 3 z Pc aK5 22 16 47 55N 8 計(jì)算軸壓力 Q 按 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 式 13 1 Q 2F0zsin 95 55 3 21 a 17 3 2 鎖蓋部分的設(shè)計(jì) 3 2 1 鎖蓋部分的機(jī)械結(jié)構(gòu) 1 小皮帶輪 2 定位輪 3 方桿 4 定位套 5 調(diào)節(jié)螺栓 6 鎖緊螺母 7 滾絲輪 8 鎖口輪 9 鎖緊螺母 10 壓蓋頭 11 主軸 圖 3 4 鎖蓋機(jī)構(gòu) 工作原理如下 動(dòng)力傳遞給帶輪 1 帶輪 1 與軸 11 通過平鍵連接 從而帶動(dòng)主軸 11 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 旋轉(zhuǎn) 方桿 3 繞主軸 11 公轉(zhuǎn) 當(dāng)瓶身支撐部分將酒瓶上升到一定高度 瓶蓋接觸到壓蓋頭 10 瓶身支撐部分繼續(xù)上身 瓶蓋對(duì)壓蓋頭 10 有向上的壓力 從而推動(dòng)方桿 3 上的滾輪 2 沿軸 11 向上運(yùn)動(dòng) 因?yàn)闈L輪此時(shí)是由小半徑圓柱軸運(yùn)動(dòng)到大圓柱軸從而使得鎖口輪 8 和滾 絲輪 7 向軸中心靠近 既向瓶蓋靠近 滾絲輪 7 繞瓶蓋公轉(zhuǎn) 滾絲輪 7 內(nèi)部存在彈簧 將 沿著瓶口的螺紋將瓶蓋上滾上絲口 從而達(dá)到滾絲的目的 同樣鎖口輪 8 沿瓶口的軌跡將 瓶蓋的底邊向里壓進(jìn)去 從而實(shí)現(xiàn)鎖口的目的 在此鎖蓋機(jī)構(gòu)工作過程中有時(shí)存在滾絲輪和鎖口輪太靠近瓶蓋瓶口 由于壓力過大可 能會(huì)將瓶口打碎 造成危險(xiǎn) 所以設(shè)置了調(diào)節(jié)螺栓 5 從而使方桿上連接的滾絲輪和鎖口 輪能夠設(shè)置靠近和遠(yuǎn)離瓶口的合適距離 實(shí)現(xiàn)完美滾絲鎖口的目的 鎖緊螺母 6 可以調(diào)節(jié) 滾絲輪和鎖口輪的上下位置 使兩輪可以準(zhǔn)確無(wú)誤的沿著瓶口的螺紋軌跡運(yùn)動(dòng) 和鎖口的 位置 3 2 2 滾絲輪和鎖口輪調(diào)整 1 滾絲輪調(diào)整 將瓶子放在托架上 托架升至最高點(diǎn) 先松開鎖緊螺母 6 對(duì)滾絲輪 調(diào)節(jié) 使兩個(gè)滾絲輪 7 有彈性的 邊緣在瓶子的起絲點(diǎn)上 然后松開調(diào)節(jié)螺栓 5 使兩個(gè) 滾絲輪 7 邊緣與蓋子相接觸 有點(diǎn)壓力為宜 再鎖緊螺母 5 6 2 鎖口輪的調(diào)整 調(diào)整兩個(gè)鎖口輪 8 先松開鎖緊螺母 6 調(diào)整鎖口輪 使兩個(gè)鎖 口輪 8 邊緣與瓶蓋下邊緣接觸 有點(diǎn)壓力為宜 再鎖緊螺母 6 3 3 瓶身支撐部分設(shè)計(jì) 瓶身支撐部分要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 托瓶平穩(wěn) 迅速 準(zhǔn)確 安全可靠 瓶身支撐部分如圖 所示所示 圖 3 5 瓶身支撐部分 瓶身支撐部分有推頭 中盤 下盤 圓導(dǎo)柱 偏心定位塊 緊定螺釘 和鎖緊螺母構(gòu) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 成 緊定螺釘松開時(shí)可以調(diào)整中盤的上下位置 根據(jù)瓶身的高度改變中盤的位置 從而適 合不同瓶身高度 松開偏心定位塊上的螺釘可以移動(dòng)偏心定位塊的位置 從而適應(yīng)不同半 徑大小的瓶身 3 4 機(jī)殼設(shè)計(jì) 3 4 1 機(jī)殼材料 機(jī)座材料應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu) 工藝 成本 生產(chǎn)批量和生產(chǎn)周期等要求正確選擇 常用的 有 鑄鐵和鋼 鑄鐵容易鑄成形狀復(fù)雜的零件 價(jià)格較便宜 鑄鐵的內(nèi)摩擦大 有良好的抗振性 其 缺點(diǎn)是生產(chǎn)周期長(zhǎng) 單件生產(chǎn)成本較高 鑄件易產(chǎn)生廢品 質(zhì)量不易控制 鑄件的加工余 量大 機(jī)械加工費(fèi)用大 常用的灰口鑄鐵有兩種 HT200 適用于外形較簡(jiǎn)單 單位壓力較大 p 5 公斤 厘米 2 的導(dǎo)軌 或彎曲應(yīng)力較大的 300 公斤 厘米 2 床身等 HT150 的流動(dòng)性較好 但 機(jī)械性能稍差 適用于形狀復(fù)雜而載荷不大的機(jī)座 若灰口鑄鐵不能滿足耐磨性要求 應(yīng) 采用耐磨鑄鐵 用鋼材焊接成機(jī)架 鋼的彈性模量比鑄鐵大 焊接機(jī)架的壁厚較薄 其重量比同樣剛 度的機(jī)座約輕 20 50 在單件小批量生產(chǎn)情況下 生產(chǎn)周期較短 所需設(shè)備簡(jiǎn)單 焊接 機(jī)架的缺點(diǎn)是鋼的抗振性能較差 在結(jié)構(gòu)上需采取防振措施 鉗工工作量較大 成批生產(chǎn) 時(shí)成本較高 本設(shè)計(jì)的機(jī)座采用的是 45 鋼 45 鋼屬于調(diào)質(zhì)鋼 經(jīng)淬火加高溫回火后 具有良好的 綜合力學(xué)性能 主要用于要求強(qiáng)度 塑性和韌性都較高的機(jī)械零件 如軸類零件 這類鋼 在機(jī)械制造中應(yīng)用最廣泛 其中以 45 鋼最為突出 3 4 2 時(shí)效處理 制造機(jī)座時(shí) 鑄造 或焊接 熱處理及機(jī)加工等都會(huì)產(chǎn)生高溫 因各部分冷卻速度不 同而收縮不均勻 使金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 如果不進(jìn)行時(shí)效處理 將因內(nèi)應(yīng)力的逐漸重新 分布而變形 使機(jī)座喪失原有的精度 時(shí)效處理就是在精加工之前 使機(jī)座充分變形 消除內(nèi)應(yīng)力 提高其尺寸的穩(wěn)定性 常見的方法有自然時(shí)效 人工時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效等幾種 其中以人工時(shí)效應(yīng)用最廣 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 4 各部分結(jié)構(gòu)的校核與計(jì)算 4 1 軸承的校核 凸輪軸深溝球軸承 6206 的校核 此凸輪軸承是一對(duì)深溝球軸承 參照設(shè)計(jì)手冊(cè) 設(shè)定其工作壽命為 5000h 在鎖蓋機(jī)中 該軸承在正常情況下不受或者受輕微的軸向載荷 但是考慮到不正常情 況的發(fā)生 設(shè)所受軸向載荷與徑向動(dòng)載荷之間有 4 eFra 1 則根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 13 5 可知求該情況下當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)用 機(jī)械設(shè)計(jì) 式 13 8a 有 4 arpYFXfP 2 參照 機(jī)械設(shè)計(jì) 取 1pf 參照 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 取 4 0 X 參照 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 取其極大值 7 1Y 設(shè)該軸承對(duì)上的單個(gè)軸承的軸向載荷 NFa0 取其徑向載荷 NFar4 0 則 NYXfParp 2 9 107 21 取轉(zhuǎn)速 min 538n 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 4 NLPCh 124805 3862 910 66 3 參照 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 知 6205 軸承的基本額定動(dòng)載荷Nr140 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 驗(yàn)算 6205 軸承的壽命 根據(jù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 式 13 5 4 hPCnLh 504372180 53601 6 4 故選擇該對(duì)深溝球軸承 6205 符合設(shè)計(jì)要求 4 2 鍵的校核 普通平鍵 A 型 的強(qiáng)度條件為 4 ppkldT 3102 5 普通平鍵 C 型 的強(qiáng)度條件為 4 ppkldT 3102 6 式中 傳遞的轉(zhuǎn)矩 單位為 TmN 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 此處 為鍵的高度 單位為k hk5 0 m 鍵的工作長(zhǎng)度 單位為 A 型圓頭平鍵 C 型圓頭平鍵l bLl 這里 為鍵的公稱長(zhǎng)度 單位為 為鍵的寬度 單位為 bLl5 0 mbm 軸的直徑 單位為 d 鍵 軸 輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力 單位為 MPa 對(duì)于 C 型 公稱轉(zhuǎn)矩為 4 n pT950 7 在傳動(dòng)過程中 考慮每級(jí)功率傳遞效率為 0 9 則過渡齒輪軸 49 凸輪軸 28 主軸 71 的相應(yīng)公稱轉(zhuǎn)矩為 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 49287150 4 90 6550 2 3pTNmnpn 對(duì)于三根軸來(lái)說(shuō) 過渡齒輪軸 49 和凸輪軸 28 上面的鍵均較為安全 下面對(duì)主軸 71 上 的鍵進(jìn)行校核 均選擇其最危險(xiǎn)的鍵進(jìn)行校核 取主軸 71 上最危險(xiǎn)的鍵進(jìn)行校核 4 pp MPakldT 6 517043 2123 8 故此主軸 71 上鍵安全 4 3 軸的計(jì)算校核 根據(jù)軸的強(qiáng)度條件 4 9 max316Td 60Mpa 故得到過渡齒輪軸 49 凸輪軸 28 以及主軸 71 的最小直徑為 max3349 6168 450 91Tdm ax3328 6 8 max3371 6612 012Tdm 而實(shí)際過渡齒輪軸 49 的最小直徑為 25mm 凸輪軸 28 的最小直徑為 25mm 主軸 71 的最小直徑為 22mm 均大于所求的最小直徑 可以證明 上述各軸均符合強(qiáng)度要求 由于主軸 71 受力較過渡齒輪軸 49 及凸輪軸 28 復(fù)雜 再按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 圖 9 深溝球軸承作為支點(diǎn) 因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為 113mm 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 4 1 主軸的結(jié)構(gòu)圖 從主軸的結(jié)構(gòu)圖可以看出截面 B 是主軸的危險(xiǎn)截面 為了計(jì)算需要 將支反力取為一 瓶裝滿 1000 水的瓶子的重力的 20 倍 MlNP201 現(xiàn)將計(jì)算出截面 B 處得 及 的值如下 HVM 彎矩 m 1235 NV47 62 所以總彎矩為 mNM 5 182734152062 所以扭矩 為 TT 532 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí) 通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截 面 即危險(xiǎn)截面 B 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 及軸單項(xiàng)旋轉(zhuǎn) 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 取 軸的計(jì)算應(yīng)力6 0 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 4 10 MPaWTMca 3 4701 5632 82 2321 前已確定主軸的材料為 Q235A 因此 Pa4 1 ca 故主軸安全 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 總 結(jié) 經(jīng) 過 為 期 十 二 周 的 奮 戰(zhàn) 我 的 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 終 于 完 成 了 在 沒 有 做 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 以 前 覺 得 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 只 是 對(duì) 這 幾 年 來(lái) 所 學(xué) 知 識(shí) 的 單 純 總 結(jié) 但 是 通 過 這 次 做 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 發(fā) 現(xiàn) 自 己 的 看 法 有 點(diǎn) 太 片 面 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 不 僅 是 對(duì) 前 面 所 學(xué) 知 識(shí) 的 一 種 檢 驗(yàn) 而 且 也 是 對(duì) 自 己 能 力 的 一 種 提 高 以 前 老 是 覺 得 自 己 什 么 東 西 都 會(huì) 什 么 東 西 都 懂 通 過 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 我 明 白 了 自 己 原 來(lái) 知 識(shí) 還 比 較 欠 缺 自 己 要 學(xué) 習(xí) 的 東 西 還 有 太 多 總 得 來(lái) 說(shuō) 通 過 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 我 體 會(huì) 到 了 學(xué) 以 致 用 的 含 義 并 學(xué) 到 了 更 多 的 知 識(shí) 許 多 能 力 也 在 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 得 到 鍛 煉 1 機(jī) 械 類 方 面 的 設(shè) 計(jì) 大 體 都 一 樣 在 弄 清 楚 和 計(jì) 算 好 機(jī) 械 零 部 件 的 情 況 下 設(shè) 計(jì) 起 來(lái) 會(huì) 相 對(duì) 得 心 應(yīng) 手 比 如 我 這 次 的 酒 瓶 旋 蓋 機(jī) 設(shè) 計(jì) 因 為 在 設(shè) 計(jì) 前 就 進(jìn) 行 了 深 入 了 解 在 設(shè) 計(jì) 中 自 然 更 加 容 易 如 零 部 件 該 由 什 么 材 料 制 造 在 以 后 設(shè) 計(jì) 中 遇 到 相 同 的 條 件 就 可 以 選 擇 相 同 的 材 料 2 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 也 進(jìn) 一 步 加 深 了 對(duì) 連 桿 機(jī) 構(gòu) 和 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 的 理 解 和 運(yùn) 用 因 為 在 大 二 時(shí) 期 學(xué) 過 有 關(guān) 這 兩 個(gè) 機(jī) 構(gòu) 方 面 的 知 識(shí) 通 過 這 次 設(shè) 計(jì) 更 加 的 鞏 固 了 以 前 的 知 識(shí) 本 次 設(shè) 計(jì) 中 的 圓 柱 凸 輪 是 我 第 一 次 遇 到 通 過 凸 輪 輪 廓 和 連 桿 機(jī) 構(gòu) 從 而 實(shí) 現(xiàn) 瓶 身 支 撐 部 分 的 升 降 將 繞 軸 旋 轉(zhuǎn) 的 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 為 軸 向 上 下 的 運(yùn) 動(dòng) 由 于 學(xué) 識(shí) 有 限 圓 柱 凸 輪 輪 廓 的 表 面 設(shè) 計(jì) 還 是 不 夠 標(biāo) 準(zhǔn) 不 夠 正 規(guī) 3 目 前 國(guó) 內(nèi) 灌 裝 生 產(chǎn) 線 中 廣 泛 使 用 的 旋 開 封 蓋 口 機(jī) 大 多 為 直 線 式 旋 蓋 機(jī) 由 于 直 線 式 旋 蓋 機(jī) 是 單 通 道 式 旋 蓋 其 生 產(chǎn) 能 力 受 到 限 制 不 能 適 應(yīng) 高 速 旋 蓋 的 需 要 另 外 更 換 瓶 子 時(shí) 調(diào) 整 比 較 困 難 無(wú) 法 對(duì) 不 同 高 度 瓶 子 實(shí) 現(xiàn) 快 速 調(diào) 整 后 進(jìn) 行 旋 蓋 旋 蓋 頭 單 一 適 應(yīng) 能 力 差 每 一 種 瓶 蓋 就 要 更 換 一 次 相 應(yīng) 的 旋 蓋 頭 既 浪 費(fèi) 時(shí) 間 又 增 大 成 本 本 次設(shè) 計(jì) 利 用 同 一 臺(tái) 設(shè) 備 旋 不 同 高 度 不 同 直 徑 的 瓶 蓋 提 高 設(shè) 備 的 利 用 率 解 決 了 上 面 的 弊 端 4 本 課 題 所 設(shè) 計(jì) 的 半 自 動(dòng) 酒 瓶 旋 蓋 機(jī) 以 電 機(jī) 為 動(dòng) 力 進(jìn) 過 V 帶 齒 輪 以 及 凸 輪 結(jié) 構(gòu) 帶 動(dòng) 瓶 身 支 撐 部 分 上 下 升 降 配 合 旋 蓋 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 實(shí) 現(xiàn) 鎖 蓋 鎖 蓋 工 藝 性 能 好 生 產(chǎn) 能 力 高 具 有 良 好 的 應(yīng) 用 價(jià) 值 及 市 場(chǎng) 潛 力 這 次 設(shè) 計(jì) 也 提 升 了 對(duì) 一 些 繪 圖 軟 件 如 AutoCAD 和 SolidWorks 和 辦 公 軟 件 Word PowerPoint 的 熟 悉 和 運(yùn) 用 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 結(jié) 束 了 但 在 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 我 所 表 現(xiàn) 出 的 毅 力 和 遇 到 問 題 直 面 去 解 決 問 題 的 態(tài) 度 將 對(duì) 我 以 后 的 工 作 和 生 活 起 到 巨 大 的 作 用 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 致 謝 經(jīng) 過 這 幾 個(gè) 月 的 努 力 在 老 師 的 督 促 指 導(dǎo) 以 及 一 起 學(xué) 習(xí) 的 同 學(xué) 們 的 支 持 下 本 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 已 圓 滿 結(jié) 束 由 于 自 身 經(jīng) 驗(yàn) 的 匱 乏 和 學(xué) 習(xí) 上 的 欠 缺 整 個(gè) 設(shè) 計(jì) 中 肯 定 還 存 在 尚 未 發(fā) 現(xiàn) 的 缺 點(diǎn) 和 錯(cuò) 誤 設(shè) 計(jì) 上 還 有 許 多 考 慮 不 周 全 的 地 方 懇 請(qǐng) 評(píng) 閱 的 各 位 老 師 多 予 指 正 不 勝 感 激 在 我 將 在 以 后 工 作 中 一 定 會(huì) 逐 步 改 正 首 先 我 要 特 別 感 謝 指 導(dǎo) 老 師 安 靜 這 段 時(shí) 間 對(duì) 我 的 悉 心 指 導(dǎo) 每 次 與 導(dǎo) 師 見 面 的 時(shí) 候 指 導(dǎo) 老 師 總 是 會(huì) 仔 細(xì) 詢 問 我 們 的 設(shè) 計(jì) 狀 況 我 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 中 遇 到 困 難 指 導(dǎo) 在 百 忙 之 中 通 過 郵 件 來(lái) 給 我 指 出 錯(cuò) 誤 并 附 加 說(shuō) 明 細(xì) 心 的 為 我 講 解 設(shè) 計(jì) 中 的 疑 惑 讓 我 改 正 讓 我 能 更 好 的 完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 他 嚴(yán) 謹(jǐn) 的 治 學(xué) 和 科 研 精 神 是 我 永 遠(yuǎn) 學(xué) 習(xí) 的 榜 樣 并 將 積 極 影 響 我 今 后 的 學(xué) 習(xí) 和 工 作 其 次 我 要 感 謝 大 學(xué) 里 所 有 給 予 我 知 識(shí) 的 老 師 正 是 有 了 你 們 的 教 導(dǎo) 我 學(xué) 到 了 豐 富 的 專 業(yè) 知 識(shí) 使 自 己 的 知 識(shí) 儲(chǔ) 備 得 到 了 升 華 你 們 無(wú) 私 的 奉 獻(xiàn) 促 使 我 們 盡 早 的 成 長(zhǎng) 起 來(lái) 我 們 堅(jiān) 實(shí) 的 翅 膀 源 于 你 們 不 懈 的 滋 養(yǎng) 等 到 參 加 工 作 時(shí) 我 們 將 去 實(shí) 現(xiàn) 我 們 的 偉 大 理 想 將 你 們 所 授 盡 數(shù) 回 報(bào) 社 會(huì) 我 還 要 感 謝 這 段 時(shí) 間 同 學(xué) 們 對(duì) 我 的 幫 助 當(dāng) 我 遇 到 不 懂 的 題 目 時(shí) 他 們 也 是 盡 自 己 所 能 來(lái) 為 我 講 解 最 后 我 要 感 謝 我 偉 大 的 母 校 感 謝 與 我 朝 夕 相 伴 四 年 的 朋 友 四 年 時(shí) 光 如 梭 如 夢(mèng) 我 們 又 要 各 自 奔 天 涯 留 戀 學(xué) 校 的 一 草 一 木 懷 念 那 平 凡 的 每 一 天 四 年 的 學(xué) 習(xí) 生 活 酸 甜 苦 辣 一 一 飽 嘗 無(wú) 論 是 開 心 時(shí) 的 愉 悅 還 是 失 落 時(shí) 的 惆 悵 無(wú) 論 是 入 校 時(shí) 的 迷 茫 還 是 畢 業(yè) 時(shí) 的 感 傷 都 將 化 作 永 久 的 記 憶 深 深 地 鐫 刻 在 我 心 里 相 信 這 份 緣 分 更 要 珍 惜 這 份 緣 分 再 一 次 感 謝 所 有 給 予 我 幫 助 的 人 愿 你 們 永 遠(yuǎn) 快 樂 愿 母 校 明 天 會(huì) 更 好 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 參考文獻(xiàn) 1 楊 可 楨 程 光 蘊(yùn) 李 仲 生 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 基 礎(chǔ) M 北 京 高 等 教 育 出 版 社 2006 2 黃 穎 為 包 裝 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 與 設(shè) 計(jì) M 北 京 化 工 出 版 社 2007 3 澎國(guó)勛 包裝機(jī)械淺論 北京 機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社 1990 4 成 大 先 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 第 三 卷 M 北 京 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 2006 5 劉 家 仁 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 常 用 元 件 手 冊(cè) M 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 2008 6 王 先 逵 機(jī) 械 制 造 工 藝 學(xué) M 北 京 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 2008 7 王 珂 單 頭 全 自 動(dòng) 鎖 蓋 機(jī) 的 研 究 J 導(dǎo) 彈 與 航 天 運(yùn) 載 技 術(shù) 1994 年 5 期 63 67 8 申 祥 劭 新 型 口 服 液 灌 裝 扎 蓋 機(jī) 的 研 究 J 醫(yī) 藥 工 程 設(shè) 計(jì) 2005 年 66 期 32 34 9 高 春 剛 高 速 扎 蓋 機(jī) 的 研 發(fā) 思 路 和 特 點(diǎn) J 機(jī) 電 信 息 2005 年 12 期 28 30 10 上 官 同 英 徐 年 富 扎 蓋 機(jī) 偏 心 機(jī) 構(gòu) 的 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) J 機(jī) 械 傳 動(dòng) 2005 年 29 卷 2 期 66 67 11 李 新 華 小 容 量 瓶 鋁 塑 蓋 封 口 質(zhì) 量 的 影 響 因 素 的 分 析 J 機(jī) 電 信 息 2005 35 36 12 楊 綺 云 劉 雙 林 徐 克 菲 西 林 瓶 鎖 蓋 機(jī) 構(gòu) 工 藝 參 數(shù) 的 設(shè) 計(jì) M 哈 爾 濱 商 業(yè) 大 學(xué) 13 吳 宗 澤 羅 圣 國(guó) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 第 3 版 M 高 等 教 育 出 版 社 2007 14 解 麗 英 張 亞 輝 趙 穎 鎖 刀 式 扎 蓋 機(jī) 的 應(yīng) 用 提 高 粉 針 劑 壓 蓋 質(zhì) 量 M 黑 龍 江 醫(yī) 藥 2006 15 龔溎義 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 2 版 北京 高等教育出版社 2011