冷霜自动灌装机的说明书

中北大学

冷霜自动灌装机运动方案设计

目录

一．题目和设计任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２二．运动方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２三．运动循环图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２四．装盘的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３五．运动的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４六．行星轮的尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 七．皮带轮的尺寸设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５八．槽轮机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６九．凸轮机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．６十．力封闭式凸轮的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７十一．圆锥齿轮的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．８十二．总的设计运动简图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９十三．参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０

一题目和设计任务

1.题目：冷霜自动灌装机设计

2.设计任务：(1)按工艺动作要求拟定运动循环图；(2)进行转盘简谐运动机构、空盒

的相对上升机构、锡纸库下降机构、压盖机构的方案构思；(3)按参数要求进行电动机和执行机构的运动进行方案进行选择，并拟定机构传动方案。

二．运动方案：

用行星轮机构实现减速，以皮带轮传动，采用槽轮机构实现转台的间歇性转动，灌装空盒相对上升采用凸轮机构使冷霜灌装管道的下降得以实现，同样使用凸轮机构实现锡纸库的下降和实现压盖动作。最后采用步进式传输机构输

入空瓶和输出包装好的冷霜。在主轴和传送带连接可以采用斜齿轮以实现其如

图所示的传送。

三．运动循环图

A.空盒进入、灌装、贴锡纸、加盖工艺流程：

1.空盒通过传送带传送至六位盘位置1；

2.六工位盘做间歇转动，每次转动60 ,转动是其他机构不执行动作;

3.当转盘停止时,灌装顶杆下降至工作位进行灌装,同时贴锡纸,加盖压杆远休结束

后进行工艺动作。

４.灌装机构达到指定位置完成灌装后回到初始位置，同时贴锡纸、加盖杆回升到高位，一次循环结束。

B.工艺过程的执行构件：

1.送料机构：步进式传送带机构，该机构主要是实现输送的连续运动，把空盒送入工位，并将成品输出。

2.槽轮机构：它是在主轴Ⅱ上通过变向连接槽轮，带动六工作位盘实现间歇运动。

3.灌装机构：该机构由固定在轴Ⅱ上的自动推杆凸轮机构组成，通过高低往复运动实现灌装动作。

4.贴锡纸、加盖机构：该机构由固定在轴Ⅱ上的自动推杆凸轮机构，和压杆以及压杆上固定的锡纸、加盖部件组成，通过高低往复运动，一次性完成两个动作。 C ．各执行构件的运动协调： 1.计算机械运动循环周期：

因为生产率60/min α=盒，所以周期是T=1s ，此时定标构件对应分配轴转角

360ψ=︒。

2.T 时间各执行件的进行区段： 传输带区段：连续传动（0~360︒）； 六工位盘区段：六工位盘的转动和停歇，

所占时间比：(2)/(2)(62)/(62)1:2K Z Z =-+=-+=，

所以在一个循环周期内，六工位盘1/3(120︒)时间转动，2/3（240︒）时间

停歇。

灌装顶杆行程区段：1120ψ=︒（停）290ψ=︒（上升）、360ψ=︒（停）、

490ψ=︒（下降）。

贴锡纸、加盖机构行程区段：1120ψ=︒（停）290ψ=︒（上升）、360ψ=︒（停）、490ψ=︒（下降）。 四． 装盘的设计：

在转动工作台上对灌装容器连续灌装，转台有多工作停歇，封口和盖瓶盖时应有定位装置。如下图中，工位1：输入空瓶；工作位2：冷霜灌装：工位3：锡纸库下降并封口；工位4：压盖机构工作位；工位5：输出包装好的冷霜。

转盘设计图

该机构采用槽轮机构共作以实现其间歇式的工作特性

转盘的技术参数

五． 运动尺寸计算及分析：

由任务要求可知主轴的转速是1/r s 。选用电动机的转速为1440/r s 。在整套机构由两次变速，一次是行星轮，一次是皮带轮。在整套机构的24i =，所以可以在行星轮的18i =，皮带轮的23i =及可以满足要求。 六． 行星轮的尺寸设计：

齿轮的模数m=2.5 130z = 290z = 3210z =

313

111H H

z i

i z =-=- 31121011830

H z i z =+=+= 运动简图及其设计尺寸：

七． 皮带轮的尺寸设计：皮带轮需要的传动比为23i =所以R 60

=

==3R 20

i Ⅱ轮Ⅰ 设计简图及其尺寸：

八．槽轮机构的设计：

按工作要求得圆销个数n=1，槽数Z=6,根据实际安装空间设计

中心距L=600mm, 圆销半径r=20；根据外槽轮的几何关系：

R=Lsin(π/z) S=Lcos(π/z) h≥s-(L-R-r)

拨盘轴直径≤2（L-s）槽轮轴直径≤2（L-R-r）

设计外槽轮机构参数为：

R=300mm,s=520mm,h=240,拨盘轴直径30mm,槽轮轴直径40mm。

九．凸轮机构的设计：

此机构实现空盒上升，周期1秒；

设计基圆半径r=300mm，滚子半径r r=30mm。

近休止：0≤δ≤2

3

π，s=0;

推程运动：2

3π＜

δ≤7

6

π，s=25[1-cos(2δ-4

3

π)];

远休止：7

6π＜

δ≤5

3

π，s=50;

回程运动：5

3π＜

δ≤2π，s=25 [1+cos(3δ-5π)]