旋轉型灌裝機的設計方案

　旋轉型灌裝機的設計方案
　　一、題目：旋轉型灌裝機運動方案設計
　　二、設計題目及任務
　　1設計題目設計旋轉型灌裝機。在轉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。
　　2：灌裝；工位3：封口；工位4：輸出包裝好的容器。
    旋轉型灌裝機
　　該機采用電動機驅(qū)動，傳動方式為機械傳動。技術參數(shù)見表1表1旋轉型灌裝機技術參數(shù)
　  設計任務
　　1．旋轉型灌裝機應包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等三種常用機構。
      2．設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。
　　3.圖紙上畫出旋轉型灌裝機地運動方案簡圖，并用運動循環(huán)圖分配各機構運動節(jié)拍。
      4.電算法對連桿機構進行速度、加速度分析，繪出運動曲線圖。用圖解法或解析法設計連桿機構。
　　5．凸輪的設計計算。按凸輪機構的工作要求選擇從動件的運動規(guī)律，確定基圓半徑，校核zui大壓力角與zui小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計算出理論廓線、實際廓線值。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖
     6.齒輪機構的設計計算。 
     7．編寫設計計算說明書。
     8.完成計算機動態(tài)演示。
設計提示
　　1.采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。
      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上，由壓蓋機構壓入（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。壓蓋機構可
　　3.采用移動導桿機構等平面連桿機構或凸輪機構。
此外，需要設計間歇傳動機構，以實現(xiàn)工作轉臺的間歇傳動。為保證停歇可靠，還應有定位（縮緊）機構。間歇機構可采用槽輪機構、不*齒輪機構等。定位縮緊機構可采用凸輪機構等。
　　三、運動方案
3.1方案一
　　用定軸輪系減速，由不*齒輪實現(xiàn)轉臺的間歇性轉動。此方案的優(yōu)點是，標準直齒輪與不*齒輪均便于加工。缺點：一方面，傳動比過大，用定軸輪系傳動時，占用的空間過大，使整個機構顯得臃腫，且圓錐齒輪加工較困難；另一方面，不*齒輪會產(chǎn)生較大沖擊，同時只能實現(xiàn)間歇性轉動而不能實現(xiàn)自我定位。
3.2方案二：
　　灌裝與壓蓋部分采用如圖所示的等寬凸輪，輸送部分采用如圖所示的步進式傳輸機構。缺點：等寬凸輪處會因摩擦而磨損，從而影響度；步進式傳輸機構在輸出瓶子的時候，需要一運動精度高的撥桿。
3.3方案三：
　由發(fā)動機帶動，經(jīng)蝸桿渦輪減速；通過穿過機架的輸送帶輸入輸出瓶子；
　由槽輪機構實現(xiàn)間歇性轉動與定位；壓蓋灌裝機構采用同步的偏置曲柄滑塊機構，另外，在壓蓋灌裝機構中，分別設置了進料口、進蓋口以及余料的出口，如上圖所示。此方案為我們zui終所選擇的方案。 優(yōu)缺點分析：
　　優(yōu)點：蝸輪蝸桿傳動平衡，傳動比大，使結構緊湊；傳送帶靠摩擦力工作，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，噪聲?。徊圯啓C構能實現(xiàn)間歇性轉動且能較好地定位，便于灌裝、壓蓋的進行。缺點：在平行四邊行機構中會出現(xiàn)死點，在機構慣性不大時會影響運動的進行；由于機構尺寸的限制，槽輪需用另外的電動機來帶動。3.4在設計過程中，曾考慮過用下圖的凸輪機構作為壓蓋灌裝機構，從而六個工位連續(xù)工作，以提率，但考慮到輸送裝置等各方面原因后，放棄了此方案。
　　四、運動循環(huán)圖
　　以曲柄滑塊機構的曲柄轉過的角度為參考（與槽輪的導輪轉過的角度相同
　　五、5.1尺寸設計
　　5.2齒輪設計（下圖所示的惰輪以及與其嚙合的一對齒輪）——采用標準齒輪
　　5.3傳送帶的設計
　　速度：V=wr=72r/min*50mm
　　每兩個瓶子之間的距離S:t=S/v=1/（w1/6）其中w1為轉臺的角速度12r/min解得：S＝50mm
　　5.4曲柄滑塊機構的計算
　　由機構整體尺寸，行程為137mmm，行程速比系數(shù)K＝1.4偏心距為50mmm具體設計過程見圖解法
　　5.5平行四邊形機構的設計由于已知曲柄長度為50mm，連架桿長度為706.61mm，由平行四邊形定理可得出該機構的尺寸。
　　5.6槽輪的設計
　　L=450mmΨ=30∴R=LsinΨ＝225mms＝LcosΨ＝389mm
　　h≥s－（L－R－r）＝130mmd1≤2（L－s）＝60mmd2﹤2（L-R-r）＝100mm
　　其中L為中心距圓銷半徑r＝30mmd1為撥盤軸的直徑d2為槽輪軸的直徑
　　六、電算法與運動曲線圖
　　6.1曲柄滑塊機構運動曲線圖
　　滑塊的位移分析
　　滑塊的速度分析
　　滑塊的加速度分析
　　由上述運動曲線圖知：該機構具有急回特性，由加速度曲線知，該機構沖擊較小。
　　6.2平行四邊形機構的運動曲線圖對A點進行位移、速度、加速度分析：
　　七.方案簡介
在整個系統(tǒng)運用到了蝸桿蝸輪機構，槽輪機構，偏置曲柄滑塊機構等常用機構。完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，zui后輸出的機器。
旋轉型灌裝機，是同時要求有圓盤的轉動，曲柄滑塊機構的運動和傳送帶的傳送的機構。
圓盤間歇轉動部分：因為在系統(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉動的特性，而工位為6個，所以在其中首先引入了可以實現(xiàn)間歇轉動的典型機構——槽輪機構。且槽輪機構的轉動速度是圓盤轉速的6倍，并且在轉動時分別在6個工位進行停歇。
灌裝封口急回部分：灌裝和風口雖然為兩個工位，但其的運動特性是一樣的，只是有一個時間的差值而已。而我們學過的有急回特性的zui典型且簡單的機構就是偏置曲柄滑塊機構。因為圓盤的轉動為12r/min，而每一轉有6個瓶子需要進行灌裝和封口的工序，所以需要曲柄的轉速也為72r/min。所以曲柄與發(fā)動機的傳動比就為20：1，所以其前面的輪系傳動只需要完成傳動從1440r/min到72r/min的變化，所以，在這之后用了蝸桿蝸輪機構將其傳動比直接變?yōu)?0：1。但由于在這兩個位置的方向問題，兩個偏置曲柄滑塊為反方向的運動。因為這樣，又在兩個曲柄之間添加了兩對小的齒輪副，以實現(xiàn)其方向的轉換。