旋转型灌装机设计说明书.

αmax=28°＜30°
a=100mm
b=900mm
e=500mm
s=220mm
θ=10°
rmin=51.3°
k=1.12＞1
z左=6
z右=36
m=5mm
α=20°
θ=60°
a=180mm
r左= r右=90mm
rb左= 84.6mm
rb右=84.6mm
ra左= ra右=95mm
αa左=αa右=27°
.4传动机构的设计
4.1减速器设计
减速器分为三级减速，第一级为皮带传动，后两级都为齿轮传动。具体设计示意图及参数如下
1为皮带轮：i1＝2。
2、3、4、5、6为齿轮：z2=20 z3=120
z4=20 z5=120
z6=20
i32=z3/z2=120/20=6
i54=z5/z4=120/20=6
n1=n/(i1*i32*i34)=960/(2*6*6)=15r/min
因为：
1）与其他间歇运动机构相比，不完全齿轮机构结构简单。
2）主动轮转动一周时，其从动轮的停歇次数，每次停歇的时间和每次传动的角度等变化范围大，因而设计灵活。
3）而且它一般适用于低速、轻载的场合，并且主动轮和从动轮不能互换。
所以在这里我们选择不完全齿轮来实现转盘的间歇运动。
综上可知：转盘的间歇运动机构，我们选择不完全齿轮机构；封口的冲压机构，我们选择连杆机构；工件的定位机构，我们选择凸轮机构。
..7凸轮设计、计算及校核
此凸轮为控制定位工件机构，由于空瓶大约为100mm，工件定位机构只需60mm行程足够，故凸轮的推程设计为60mm，以下为推杆的运动规律：
为了更好的利用反转法设计凸轮，根据上图以表格的形式表示出位移和转角的关系。
度数
0°-90°
105°
120°
120°
-300°
315°
330°
=26.50°
基圆齿距：pb6=pb7=πmcosα3.14*5*cos 20°=14.76mm
理论啮合线：N1N2
实际啮合线：AB
重合度：εa=【z6(tanαa6-tanα)+z7(tanαa7-tanα)】/2π
=【20(tan31.32°-tan20°)+40(tan26.50°-tan20°)】/2π
中心距：a=m(z左*360°/θ+z7)/2=5*(6*6+36)/2=180mm
分度圆半径：r左= r右=a/2=180/2=90mm
基圆半径：rb左= rb右=a*cosα/2=180*cos20°/2=84.6mm
齿顶圆半径：ra左= ra右=(z右+2ha*)*m/2=(36+2*1)*5/2=95mm
总之，这次机械原理设计让自己学习到了很多，也让自己认识到自身的不足和缺点，让自己知道了自身需要提高和改进的地方。
.11参考资料
[1]孙桓、陈作摸葛文杰主编，机械原理（第七版）北京高等教育出版社，2006
[2]龚建新主编机械原理课程设计北京高等教育出版社2009
[3]彭文生李志明黄华梁主编机械设计北京高等教育出版社2002
6、8为齿轮：z6=20 z8=30
9为皮带轮：i9=2
i86=z8/z6=30/20=1.5
n3=n1/(i86*i9)=20/(2*2)=5r/min
4.4齿轮的设计
上为一对标准直齿轮（传动装置中的齿轮6和齿轮7）。具体参数为：z6=20，z7=30，m=6mm，α=20°。
中心距：a=m(z6+z7)/2=150*(20+30)/2=150mm
这次机械原理课程设计时间上虽有些紧张，做设计的时候考虑的也并不周全，但我们利用这段时间巩固了所学的知识，把所学理论运用到实际设计当中，也充分的锻炼自己的能力。
通过这次机械原理课程设计，掌握了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过程，提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展，对以后的学习也奠定了一定的基础。
-360°
位移（mm）
0
30
60
60
30
0
基圆：r0=480mm
滚子半径：rr=30
行程：h=60mm
推程角：φ=30°
回程角：φ`=30°
进休止角：φs=120°
远休止角：φs`=180°
最大压力角：αmax=28°＜30°
.8连杆机构的设计及校核
此连杆控制封装压盖机构，由于空瓶高度约为250mm，故行程不宜超过300mm，由此设计如下连杆机构：
z7=30
m=6mm
α=20°
a=150mm
r6=30mm
r7=45mm
rb6=56mm
rb7=112mm
ra6=66mm
ra7=126mm
αa6=31.32°
αa7=26.50°
pb6=14.76mm
εa=1.64＞1
r0=480mm
rr=30
h=60mm
φ=30°
φ`=30°
φs=120°
φs`=180°
10设计感想
11参考资料
1设计题目
设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如图8.4中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。
1设计题目
1.1设计条件
1.2设计任务
1.3设计思路
2原动机的选择
3传动比分配
4传动机构的设计
4.1减速器的设计
4.2第二次减速装置设计
4.3第三次减速装置设计
4.4齿轮的设计
5方案拟定比较
5.1综述
5.2选择设计方案
5.3方案确定
6机械运动循环图
7凸轮设计、计算及校核
8连杆机构的设计及校核
9间歇机构设计
5.2选择设计方案
机构
实现方案
转盘的间歇运动机构
槽轮机构
不完全齿轮
封口的压盖机构
连பைடு நூலகம்机构
凸轮机构
工件的定位机构
连杆机构
凸轮机构
根据上表分析得知机构的实现方案有2*2*2=8种实现方案
为了实现工件定位机构，比较凸轮机构和连杆机构之间的优缺点；
因为：
1）凸轮机构能实现长时间定位，而连杆机构只能瞬时定位，定位效果差，精度低。
齿顶圆压力角：αa左=αa右=arccos【z右cosα/（z右+2ha*）】
=acrcos【36cos20°/（36+2*1）】=27°
基圆齿距：Pb左=Pb右=πmcosα3.14*5*cos 20°=14.76mm
.10设计感想
第一次做课程设计，发现真的很难，不是以前想的那么简单。通过这次课程设计，发现好多以前学习的内容已经忘记，好多知识理解的不够深刻，以前所学习的知识不能相互联系整合，学习的知识不能联系实际。这次课程设计对于我们来说真的是一次难得的学习与锻炼的机会。
1.1设计条件
该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动
旋转型灌装机技术参数
方案号
转台直径
mm
电动机转速
r/min
灌装速度
r/min
A
600
1440
10
B
550
1440
12
C
500
960
15
1.2设计要求
1.旋转灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。至少设计出三种能实现其运动形式要求的机构
2．灌装：这个步骤主要通过灌瓶泵灌装流体，而泵固定在某工位的上方。
3．封口：用软木塞或者金属冠通过冲压对瓶口进行密封的过程，主要通过连杆结构来完成冲压过程。
4．输出包装好的容器：步骤基本同1，也是通过传送带来完成。
以上4个步骤由于灌装和传送较为简单无须进行考虑，因此，旋转型灌装机运动方案设计重点考虑便在于转盘的间歇运动、封口时的冲压过程、工件的定位，和实现这3个动作的机构的选型和设计问题。
2.设计传动系统并确定其传动比分配
3.在用A2图纸上画出旋转灌装机的运动方案简图和用运动循环图分配各机构的节拍。
4.对连杆机构进行速度和加速度的分析，绘出运动线图，用图解法或者是解析法设计平面连杆机构
5.凸轮机构的计算，按要求选择从动件运动规律，并确定基园半径，最大压力角，最小曲率半径。对盘状凸轮要用解析法计算出理论廓线、实际廓线值。绘制从动件运动规律线图及凸轮廓线图。
Pb左=4.76mm
Pb右=14.76mm
6.齿轮机构的设计计算。
7.编写设计计算说明书。
.2原动机的选择
本身设计采用方案C。故采用电动机驱动，其转速为960r/min。
灌装速度为10r/min
.3传动比分配
原动机通过三次减数达到设计要求。第一次减速，通过减速器三级减速到20r/min,其传动比分别为2、6、6。第二次减速，夹紧装置，转动装置及压盖装置所需转速为10r/min,另设计一级减速，使转速达到要求，其传动比分别为2。第三次减速，传送带滚轴直径约为10cm，其转速为5r/min即可满足要求，另设两级减速，传动比都为2即可。
分度圆半径：r6= a*z6/2（z7+z6）
=150*20/2（20+30）
=30mm
r7= a*z7/2（z7+z6）
=150*30/2（20+30）
=45mm
基圆半径：rb6=m *z6*cosα=6*20*cos20°=56mm
rb7=m*z7*cosα=6*30*cos20°=112mm
齿顶圆半径：ra6=(z6+2ha*)*m/2=(20+2*1)*6/2=66mm
曲柄长：a=100mm
连杆长：b=900mm
偏心距：e=500mm
行程：s=220mm
级位夹角：θ= arccos【e/(a+b）】- arccos【e/(b-a）】=10°
最小传动角：rmin=arccos【e/(b-a）】=51.3°
行程速比：k=（180°+θ）/（180°-θ）=1.12＞1
[4]李继庆陈作摸主编机械设计基础北京高等教育出版社1999
z2=20
z3=120
z4=20
z5=120
z6=20
n=960r/min
i1＝2
i32=6
i54=6
n1=15r/min
z6=20
z7=30
i76=1.5
n2=10r/min
z6=20
z8=30
i9=2
i86=1.5
n3=5r/min
z6=20
=1.64
εa＞1
这对齿轮能连续转动
.5方案拟定比较
5.1综述
待灌瓶由传送系统(一般经洗瓶机由输送带输入)或人工送入灌装机进瓶机构,转台有多工位停歇，可实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。
我们将设计主要分成下几个步骤：
1．输入空瓶：这个步骤主要通过传送带来完成，把空瓶输送到转台上使下个步骤能够顺利进行。
2）凸轮机构比连杆机构更容易设计。
3）结构简单，容易实现。
所以，在这里凸轮机构比连杆机构更适用。
为了实现封口的压盖机构，比较凸轮机构和连杆机构之间的优缺点；
因为凸轮机构，
1）加工复杂，加工难度大。
2）造价较高，经济性不好。
所以在这里连杆机构比凸轮机构更适用。
为了实现转盘的间歇运动机构，比较槽轮机构和不完全齿轮之间的优缺点；
ra7=(z7+2ha*)*m/2=(30+2*1)*6/2=126mm
齿顶圆压力角：αa6=arccos【z6cosα/（z6+2ha*）】
=acrcos【20cos20°/（20+2*1）】
=31.32°
αa7=arccos【z7cosα/（z7+2ha*）】
=acrcos【30cos20°/（30+2*1）】
.9间歇机构设计
由于设计灌装速度为10r/min，因此每个工作间隙为6s，转台每转动60°用时1s，停留5s，由此设计如下不完全齿轮机构，完成间歇运用，以达到要求
左边为不完全齿轮，右边为标准齿轮，左边齿轮转一圈，右边齿轮转动60°。具体参数为：z左=6，z右=36，m=5mm，α=20°，θ=60°。
4.2第二次减速装置设计
减速器由齿轮6输出15r/min的转速，经过一级齿轮传动后，减少到10r/min。
6、7为齿轮：z6=20 z7=30
i76=z7/z6=30/20=1.5
n2=n1/i76=20/2=10r/min
4.3第三次减速装置设计
减速器由齿轮6输出15r/min的转速，经两级减速后达到5r/min,第一级为齿轮传动，第二级为皮带传动。具体设计示意图及参数如下：
5.3方案确定
转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口的冲压机构为连杆机构，工件的定位机构为凸轮机构
转盘的间歇运动机构为不完全齿轮，封口的冲压机构为连杆机构，工件的定位机构为连杆机构
5.2.3方案Ⅲ
转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口的冲压机构为凸轮机构，工件的定位机构为凸轮机。
.6机械运动循环图