機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)2§1-1工作原理及工藝動(dòng)作.2§1-2設(shè)計(jì)要求及提示.2§1-3設(shè)計(jì)任務(wù)要求.2第二章旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的工作原理及其功能原理.3§2-1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)工作原理3§2-2旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的功能分解圖、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作分解圖4第三章旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案15§3-1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)總體方案圖（機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖）15第四章工作循環(huán)圖及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖17§4-1 工作循環(huán)圖17§4.2 繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖18§4-3 用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案：18第五章旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的

2、設(shè)計(jì)選擇與分析19§5-1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇：19§5-2 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，選擇與分析20§5-3 灌裝機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：21§5-4 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，分析25§5-5 傳動(dòng)齒輪，帶輪，鏈輪的設(shè)計(jì)：27§5-6 壓蓋封口機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：27第六章設(shè)計(jì)總結(jié)與心得體會(huì):29參考文獻(xiàn)30貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題號(hào) 5旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)第一章設(shè)計(jì)任務(wù)1-1 工作原理及工藝動(dòng)作設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)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(tái)有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些

3、工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口，應(yīng)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。該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)。固定工作臺(tái)14傳送帶23轉(zhuǎn)臺(tái)1-2 設(shè)計(jì)要求及提示1. 采用灌瓶泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。2. 采用軟木塞或金屬冠蓋封口， 它們可由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上， 由壓蓋機(jī)構(gòu)壓入 （或通過(guò)壓蓋模將瓶蓋緊固在）瓶口。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓蓋機(jī)構(gòu)。3. 此外，需要設(shè)計(jì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠，還應(yīng)有定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)。1-3 設(shè)計(jì)任務(wù)要求1) 根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。2) 按工藝

4、動(dòng)作過(guò)程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。3) 構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案 ( 至少 2個(gè)以上 ) ，進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。4) 對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)。5) 對(duì)壓蓋機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。6) 繪制系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖（ 3號(hào)圖）。7）完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。1-4設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表 1-1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)表數(shù)據(jù)代號(hào)轉(zhuǎn)臺(tái)直徑mm 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/min齒輪模數(shù)1600144010225501140122.5350096010346001140152.555509608466001450153第二章旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的工作原理及其功能原理2-1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)工作原理在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)包裝容器（玻璃瓶或

5、鐵質(zhì)瓶）連續(xù)灌裝流體（酒、飲料、圖 2.1冷霜等），轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝、壓蓋封口等工序。為保證在這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口，應(yīng)有定位裝置。如圖2.1 ，根據(jù)工作要求，即灌裝機(jī)在同一個(gè)原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，將待灌裝液體和待壓蓋的瓶送入工位1；同時(shí)工作臺(tái)做間歇的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將代加工瓶依次送人工位2 和工位 3；在工位 2 和工位 3時(shí)分別對(duì)工件進(jìn)行定位夾緊， 同時(shí)分別進(jìn)行灌裝和壓蓋封口動(dòng)作；待工位 3 進(jìn)行壓蓋封口結(jié)束后，加工后的瓶隨著工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)入工位4，即輸出工位，由傳送帶送往下一個(gè)加工工序的位置。2-2 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的功能分解圖、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作分解圖（ 1）灌裝機(jī)的功能分解圖根據(jù)灌裝機(jī)

6、的工作原理和設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，為滿足灌裝機(jī)整體的要求， 可以將灌裝機(jī)的功能分為以下幾個(gè)具體的功能:工件的輸入功能；工件的定位和夾緊功能；工件的灌裝功能；工件的壓蓋封口功能；工件的輸出功能。功能邏輯圖及可選執(zhí)行機(jī)構(gòu)框架圖如下：旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)工工工工件壓件件灌件輸蓋定夾裝輸入位緊出連續(xù)傳送帶，間槽輪機(jī)構(gòu)擋板在每個(gè)凸工輪機(jī)構(gòu)，曲柄滑傳送帶連續(xù)傳隙傳送帶間隙運(yùn)動(dòng)位自動(dòng)加緊連桿機(jī)構(gòu)塊機(jī)構(gòu)傳送帶間隙圖 2.2（ 2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作分解及運(yùn)動(dòng)方案的選擇與比較原動(dòng)機(jī)的選擇。本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選用代號(hào) 5 的數(shù)據(jù)，故選用 960r/min 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)速較高，需要減速機(jī)構(gòu)降低速度供執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用。送料機(jī)構(gòu)的功能為了實(shí)現(xiàn)工件的輸入

7、及傳送功能， 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，最終決定出了以下兩種方案：方案一：如圖 2.3 所示的六桿送料機(jī)構(gòu)，原動(dòng)件 AB連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使 DF擺動(dòng)，通過(guò)HG桿的作用使 F 在 HG范圍內(nèi)的往返運(yùn)動(dòng)，最終把容器送至工位 1，但是這種傳送運(yùn)動(dòng)沖擊大，容易造成沖擊，這對(duì)輕質(zhì)容器、玻璃容器等來(lái)說(shuō)會(huì)有損壞的可能，必須避免，再者，這樣的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)分析較繁瑣，因此最終沒(méi)選擇這個(gè)方案。圖 2.3方案二：如圖 2.4 ，使用轉(zhuǎn)送帶連續(xù)的，以一定的速度不斷向工作臺(tái)傳送工件，設(shè)計(jì)好在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入工作臺(tái)的瓶子數(shù)量就行了。使用連續(xù)傳送能夠滿足大批量生產(chǎn)，與間隙轉(zhuǎn)送相比傳送穩(wěn)定，震動(dòng)小，一般不會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，能滿足灌裝過(guò)

8、程安全，可靠進(jìn)行。由于擔(dān)心傳送帶輸送的瓶子不能準(zhǔn)確的進(jìn)入旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工位凹槽內(nèi)，因此設(shè)計(jì)了圖2.5的固定工作臺(tái)和擋板圖 2.4 傳送裝置圖 2.5工件定位功能：方案一：槽輪機(jī)構(gòu)如圖 2.6 槽輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)， 轉(zhuǎn)角不能太小， 槽輪在起、停時(shí)的加速度大， 有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速， 多用來(lái)實(shí)現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)。圖 2.6方案二：不完全齒輪如圖 2.7 不完全齒輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。但是從動(dòng)輪在開(kāi)始進(jìn)入嚙合與脫離嚙合時(shí)有較大沖

9、擊，故一般只用于低速，輕載場(chǎng)合。圖 2.7方案三：棘輪如圖 2.8 棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 易于制造，運(yùn)動(dòng)可靠， 從動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)角容易實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)整， 但棘爪在齒面滑過(guò)引起噪聲與沖擊，在高速時(shí)尤為嚴(yán)重。 故常用于低速、輕載的場(chǎng)合，或用于間歇運(yùn)動(dòng)控制。圖 2.8摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)傳遞運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)， 無(wú)噪音，從動(dòng)件的轉(zhuǎn)角可作無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。 但難以避免打滑現(xiàn)象，因而運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性較差，不適合用于精確傳遞運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。因?yàn)樵诒痉桨钢校?控制間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速十分低， 需要較大的范圍內(nèi)的從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間。 所以在這里我們選擇圖 2.6 的槽輪來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。工件夾緊功能：根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 工件在工位 2 與工位 3

10、 時(shí)，必須有定位夾緊機(jī)構(gòu)， 是待加工瓶在工位 2 與工位 3 時(shí)，能正確進(jìn)行管制液體和壓蓋封口的動(dòng)作。 按照要求設(shè)計(jì)了如下的裝置：方案一：如圖 2.9 所示 , 該方案采用圓環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)工件在工位2 和工位 3 處進(jìn)行灌圖 2.9裝和壓蓋封口的夾緊定位，工作原理是當(dāng)容器在工位 1 處被旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶進(jìn)時(shí)，容器就被圓環(huán)夾緊，容器隨著旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)， 容器一直處于夾緊狀態(tài)。但這種夾緊裝置有一個(gè)不足之處， 就是工件在工位間轉(zhuǎn)換時(shí)， 由于一直處于夾緊狀態(tài)，有摩擦力的作用，這樣會(huì)導(dǎo)致工件損壞，甚至影響工作臺(tái)的正常工作。故設(shè)計(jì)最終沒(méi)有采用這個(gè)方案。方案二：裝置如圖 2.10 所示，其工作部位（也就是相對(duì)

11、與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工位2與工位 3）由兩個(gè)相交的圓所形成的公共部分，其相對(duì)于一般的定位夾緊裝置的優(yōu)點(diǎn)圖 2.10在于其夾緊過(guò)程是由松到緊， 且到達(dá)正確的位置為止， 這樣可以避免由于工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)由于沖擊的存在， 導(dǎo)致的工件損壞甚至造成不必要的損失的現(xiàn)象。 不僅可以正確定位，同時(shí)也達(dá)到夾緊的效果。使用固定在工作臺(tái)上的擋板來(lái)定位瓶子， 防止轉(zhuǎn)臺(tái)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于向心力的作用將瓶子甩出工作臺(tái)， 并通過(guò)在工位外圍加厚擋板使瓶子在每個(gè)工位被加緊固定?？繐醢鍋?lái)實(shí)現(xiàn)定位夾緊， 他相對(duì)其他裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)： 夾緊每次位置不變，過(guò)程穩(wěn)定不會(huì)破壞灌裝瓶； 只要設(shè)計(jì)適當(dāng)就能夠保證緊力合適對(duì)每次加緊都能掌握好力度， 保證了工

12、件在加工過(guò)程中的定位的穩(wěn)定性， 又要防止夾緊力過(guò)大損傷工件表面或使工件產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形； 由于夾緊裝置是固定不動(dòng)的， 所以操作安全、省力；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，維修十分方便等凸出優(yōu)點(diǎn)。故最終選用這個(gè)方案。灌裝機(jī)構(gòu)功能設(shè)計(jì)：方案一：采用凸輪機(jī)構(gòu)如圖 2.11 所示，此方案采用圖示的凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，升程和回程不斷的交替， 再由于彈簧的作用， 便實(shí)現(xiàn)了灌裝活塞的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)凸輪處于回程時(shí)，活塞往上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)灌裝瓶吸入液體，凸輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)為升程過(guò)程（此過(guò)程為等速運(yùn)動(dòng)，可以滿足灌裝等速的要求），此時(shí)灌裝機(jī)構(gòu)對(duì)空瓶進(jìn)行灌裝，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)圖 2.11方案二：采用

13、連桿機(jī)構(gòu)如圖 2.12 所示，本方案采用連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。 圖 2.10 雖然連桿機(jī)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，但是其設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，所以最終采用方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。圖 2.12壓蓋封口功能方案一：采用凸輪機(jī)構(gòu)如圖 2.13 所示，此方案采用圖示的凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，升程和回程不斷的交替再由于彈簧的作用，便實(shí)現(xiàn)了滑塊上下壓蓋。圖 2.13方案二：對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。下圖2.14是所設(shè)計(jì)的壓蓋封口機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊圖 2.14機(jī)構(gòu)，曲柄 AB與軸固接，軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)桿AB連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)桿BC上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓蓋封口機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位就壓蓋封口一次，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)瓶子的壓蓋封口

14、動(dòng)作。通過(guò)上述兩種方案，方案一凸輪的升程和回程產(chǎn)生的沖擊力度不大，不適合壓蓋。而方案二的對(duì)心曲柄滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 沖擊力大。故選用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓蓋。產(chǎn)品輸出與傳送功能：加工后的工件到達(dá)工位4 以后，有皮帶輪， 這里考慮到傳送帶的速度不能很大，而工位之間的轉(zhuǎn)換有很快，所以在此設(shè)計(jì)了如下圖2.15 所示。 容器到達(dá)圖示工位3，壓蓋封口結(jié)束后，此時(shí)擋板將瓶子輸往傳送帶方向推擋，同時(shí)容器是隨著旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)的，在合成力的作用下， 容器被帶至輸出傳送帶上， 進(jìn)而傳送到下個(gè)加工工位。圖 2.15第三章旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)總體方案3-1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)總體方案圖（機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出的自

15、動(dòng)灌裝機(jī)如下圖3.1 與 3.2 所示：圖 3.1主視圖1. 電動(dòng)機(jī)和軸帶輪2.皮帶輪3 、4、4' 、5 齒輪6 、7 錐齒輪8 主動(dòng)撥盤(pán)9 從動(dòng)槽輪10凸輪灌裝機(jī)構(gòu)11曲柄滑塊封口壓蓋機(jī)構(gòu)上示兩圖為機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，下面是該旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的工作路線原理：電機(jī) 1 通過(guò)皮帶輪傳到2，2 通過(guò)軸傳到 H，H 又傳到齒輪 4，齒輪 4' 通過(guò)固定的齒輪 3 轉(zhuǎn)動(dòng)到 5，5 帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)形成行星輪系。與齒輪 5 同軸的錐齒輪 6 以相同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而使凸輪10 轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪通過(guò)滾子，推桿帶動(dòng)活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)容器的灌裝。軸旋轉(zhuǎn)，曲柄11 與軸固聯(lián)，所以曲柄以相同

16、角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，而曲柄與連桿相連，連桿與滑塊連接，滑塊上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)容器的封口壓蓋。錐齒輪 6 與錐齒輪嚙合而換向，錐齒輪7 通過(guò)軸傳到主動(dòng)撥盤(pán)8，主動(dòng)撥盤(pán) 8 帶動(dòng)從動(dòng)槽輪 9，從動(dòng)槽輪 9 帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)固接，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間隙旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。第四章運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖及運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖4-1 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖為了使灌裝機(jī)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合，我們?cè)O(shè)計(jì)了如下直線式動(dòng)循環(huán)圖圖4.1 和直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖4.2 ：圖 4.1 直線式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖 4.2直角坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖4.2 繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如圖4.3 所示：圖 4.3旋轉(zhuǎn)型灌裝

17、機(jī)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能圖4-3 用形態(tài)學(xué)矩陣法創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案：根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖圖4.3 可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣。圖 4.4 所示的形態(tài)學(xué)矩陣可求出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為：N=4×4×4×3×3×4=2034圖 4.4形態(tài)學(xué)矩陣可由給定的條件，各機(jī)構(gòu)的相容性，各機(jī)構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒，上圖折線為設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。第五章旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，選擇與分析由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求可知： 灌裝速度是 8r/min, 則灌裝凸輪和封口壓蓋曲柄的轉(zhuǎn)速也就是 8r/min 。由于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)有 4 個(gè)凹槽，所以旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速為 2r/

18、min ，也即從動(dòng)槽輪的轉(zhuǎn)速也是 2r/min ，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的槽輪有 4 個(gè)徑向槽，并且主動(dòng)撥盤(pán)只有 1 個(gè)圓銷，所以主動(dòng)撥盤(pán)的轉(zhuǎn)速為 8r/min 。5-1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇：機(jī)械的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，是將動(dòng)力源所提供的運(yùn)動(dòng)的方式、 方向或速度加以定向的改變，從而被人們有目的地加以利用。 常見(jiàn)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有帶傳動(dòng)、 鏈條傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)，各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和使用場(chǎng)合。(1) 齒輪傳動(dòng)：能夠傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，傳動(dòng)平穩(wěn)，可靠，效率高，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單經(jīng)湊， 傳動(dòng)速度和功率范圍廣，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比。 可應(yīng)用于減速箱。(2) 帶傳動(dòng)：可以緩和沖擊和振動(dòng) ; 帶傳動(dòng)中心距不受限制，只要陪以合適的緊鏈

19、結(jié)構(gòu)，理論可以很大 , 適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合; 可放在系統(tǒng)的一級(jí)。（ 3） 錐齒輪傳動(dòng) :錐齒輪主要用于兩軸為垂直方向的傳動(dòng)， 可改變傳動(dòng)的方向， 放在傳動(dòng)系統(tǒng)的末級(jí)。5-2 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，選擇與分析根據(jù)設(shè)計(jì)要求及上述分析， 可以利用所學(xué)的行星輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)減速的目的， 下面是運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 5.1 及表 5-1 表示的具體的齒輪參數(shù)圖 5.1表 5-1齒輪參數(shù)齒數(shù)模數(shù)分度圓直徑 d傳 送 比 i壓力角帶輪160m m2帶輪212 0 m m齒輪 35942 3 6 m m6020°齒輪 420480m m20°齒輪420480m m200齒輪 56042 4 0 m

20、m20°齒 輪 6、 73041 2 0 m m120°具體參數(shù)值1、2 為皮帶輪： i122。3、4、4為圓柱齒輪 :Z3 =59, Z4=20 ,Z4'=20,Z5=60i5H=1-Z4'Z3/(Z4Z5)=1606、7 為斜齒圓柱齒輪： z6=30z6=30I76=z7/z6=30/30=1所以軸轉(zhuǎn)速 960r/min,軸轉(zhuǎn)速為 480r/min,軸轉(zhuǎn)速為 8r/min.5-3 灌裝機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求及系統(tǒng)方案圖，選用如下灌裝機(jī)構(gòu)：如圖 5.2 設(shè)定的數(shù)值： 容器高度 h1 為 280mm; 活塞運(yùn)動(dòng)范圍 S 為 48mm; 推桿和活塞總長(zhǎng)L 為

21、 90mm; 滾子直徑 d=30mm; 容器頂部距離活塞最近距離為12mm;凸輪：此凸輪用于灌裝工位， 利用遠(yuǎn)近休止帶動(dòng)推桿和活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝， 設(shè)定活塞推桿的最大推程為 48mm，凸輪的安裝高度為 500mm。以下為凸輪的具體設(shè)計(jì)過(guò)程：我們?cè)O(shè)定凸輪的數(shù)據(jù)如下：基圓半徑 r 0=40mm滾子半徑： r t =15mm行程： S=48mm推程角：0=180°回程角：0=100°近休止角：01=60°遠(yuǎn)休止角：02=40°圖 5.2運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇， 為了減少剛性和柔性沖擊， 我們?cè)谕瞥毯突爻踢x用既無(wú)柔性沖擊和剛性沖擊的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律, 在遠(yuǎn)休和近休時(shí)選用靜止運(yùn)動(dòng)

22、規(guī)律。根據(jù)以上凸輪的數(shù)據(jù)我們利用“凸輪機(jī)構(gòu)” 軟件可以將凸輪的圖形設(shè)計(jì)出來(lái)，具體過(guò)程：（ 1）、選擇凸輪類型：圖 5.4（2）設(shè)置凸輪基本參數(shù)：圖 5.5（ 3）、設(shè)置凸輪分段參數(shù)為保證凸輪運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少?zèng)_擊，我們將參數(shù)分別設(shè)置為： 0° 60°為近休止運(yùn)動(dòng)階段，升程為 0mm，靜止運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 60° 240°為推程運(yùn)動(dòng)階段，升程為 48mm，擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律； 240° 280°為遠(yuǎn)休止運(yùn)動(dòng)階段，升程為0mm，靜止運(yùn)動(dòng)規(guī)律；280° 360°為回程運(yùn)動(dòng)階段，升程為-48mm，簡(jiǎn)諧運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。將上述數(shù)據(jù)輸入軟件如下圖所

23、示：圖圖 5.6（ 4）利用反轉(zhuǎn)法原理設(shè)計(jì)凸輪的圖形為：圖 5.7（ 5）運(yùn)行出的最終結(jié)果，位移、速度、加速度圖以及凸輪的二維圖形如下圖所示：圖 5.85-4 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，分析由設(shè)計(jì)要求可知， 自動(dòng)灌裝機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌裝及壓蓋封口的動(dòng)作，需要在不同工位上分別執(zhí)行者兩個(gè)動(dòng)作， 間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，故我們小組選擇了槽輪機(jī)構(gòu)（槽輪機(jī)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，外形尺寸?。粰C(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地，間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位； 但因傳動(dòng)時(shí)存在柔性沖擊，故常用于速度不太高的場(chǎng)合；同時(shí)由于槽輪機(jī)構(gòu)具有自行鎖緊的功能，所以能用于此機(jī)構(gòu)的定位作用。 ）來(lái)實(shí)現(xiàn)上述要求：由灌裝要求可知： 灌裝速度為 8r/mi

24、n ，從而每個(gè)工作間隙為 30/4s ，轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng) 60° 用時(shí) 5/4s ，停留 25/4s ，運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖 5.9 所示。圖 5.9下面是設(shè)計(jì)的槽輪機(jī)構(gòu)，如圖5.10 所示：圖 5.10具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 從動(dòng)槽輪如圖所示有四個(gè)徑向槽，其外圓直徑為300mm，并且從動(dòng)槽輪的轉(zhuǎn)速為 2r/min; 主動(dòng)撥盤(pán)有一個(gè)撥動(dòng)圓銷，其直徑為250mm，并且主動(dòng)撥盤(pán)的的轉(zhuǎn)速為8r/min ，通過(guò)圓錐齒輪來(lái)傳動(dòng) ;5-5 傳動(dòng)齒輪，帶輪，鏈輪的設(shè)計(jì)：（ 1）傳動(dòng)齒輪，帶輪設(shè)計(jì)：下圖所示為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到軸的減速機(jī)構(gòu)以及齒輪和帶輪的設(shè)計(jì)， 前面已經(jīng)對(duì)各皮帶輪和齒輪做了詳細(xì)分析。圖 5.115-6 壓蓋

25、封口機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：如圖 5.6 所示，是所設(shè)計(jì)的壓蓋封口機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為對(duì)心曲柄滑塊圖 5.6機(jī)構(gòu)，曲柄 AB與軸固接，軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)桿AB連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)桿BC上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)壓蓋封口機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位就壓蓋封口一次，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)瓶子的壓蓋封口動(dòng)作。有關(guān)此機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)如下：容器高度 h1 為 280mm;齒輪與曲柄的轉(zhuǎn)速為8r/min ；曲柄 AB長(zhǎng)度 L1=30mm，連桿 BC長(zhǎng)度 L2=120mm，壓制桿 CD=60mm，瓶蓋厚度 =10mm； C處于最下極位時(shí)， D 點(diǎn)距離容器瓶的距離為 10mm；封口壓蓋滑塊的行程 S=60mm。由運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可以知道封口壓蓋滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下圖所示5/4s20/4s35/4s50/4s65/4s80/4s95/4s110/4s5/4s20/4s35/4s50/4s65/4s80/4s95/4s110/4s圖 5