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。在轉動工作台上對包裝容器（如玻璃瓶）連續灌裝流體(ti) （如飲料、酒、冷霜等），轉台有多工位停歇，以實現灌裝，封口等工序為(wei) 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
　　該機采用電動機驅動，傳(chuan) 動方式為(wei) 機械傳(chuan) 動。技術參數見表1表1旋轉型灌裝機技術參數
　  設計任務
　　1．旋轉型灌裝機應包括連杆機構、凸輪機構、齒輪機構等三種常用機構。
      2．設計傳(chuan) 動係統並確定其傳(chuan) 動比分配。
　　3.圖紙上畫出旋轉型灌裝機地運動方案簡圖，並用運動循環圖分配各機構運動節拍。
      4.電算法對連杆機構進行速度、加速度分析，繪出運動曲線圖。用圖解法或解析法設計連杆機構。
　　5．凸輪的設計計算。按凸輪機構的工作要求選擇從(cong) 動件的運動規律，確定基圓半徑，校核zui大壓力角與(yu) 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(cong) 動件運動規律線圖及凸輪廓線圖
     6.齒輪機構的設計計算。 
     7．編寫(xie) 設計計算說明書(shu) 。
     8.完成計算機動態演示。
設計提示
　　1.采用灌裝泵灌裝流體(ti) ，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(men) 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）。設計者隻需設計作直線往複運動的壓蓋機構。壓蓋機構可
　　3.采用移動導杆機構等平麵連杆機構或凸輪機構。
此外，需要設計間歇傳(chuan) 動機構，以實現工作轉台的間歇傳(chuan) 動。為(wei) 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
　　用定軸輪係減速，由不*齒輪實現轉台的間歇性轉動。此方案的優(you) 點是，標準直齒輪與(yu) 不*齒輪均便於(yu) 加工。缺點：一方麵，傳(chuan) 動比過大，用定軸輪係傳(chuan) 動時，占用的空間過大，使整個(ge) 機構顯得臃腫，且圓錐齒輪加工較困難；另一方麵，不*齒輪會(hui) 產(chan) 生較大衝(chong) 擊，同時隻能實現間歇性轉動而不能實現自我定位。
3.2方案二：
　　灌裝與(yu) 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(chuan) 輸機構。缺點：等寬凸輪處會(hui) 因摩擦而磨損，從(cong) 而影響度；步進式傳(chuan) 輸機構在輸出瓶子的時候，需要一運動精度高的撥杆。
3.3方案三：
　由發動機帶動，經蝸杆渦輪減速；通過穿過機架的輸送帶輸入輸出瓶子；
　由槽輪機構實現間歇性轉動與(yu) 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、進蓋口以及餘(yu) 料的出口，如上圖所示。此方案為(wei) 我們(men) zui終所選擇的方案。 優(you) 缺點分析：
　　優(you) 點：蝸輪蝸杆傳(chuan) 動平衡，傳(chuan) 動比大，使結構緊湊；傳(chuan) 送帶靠摩擦力工作，傳(chuan) 動平穩，能緩衝(chong) 吸震，噪聲小；槽輪機構能實現間歇性轉動且能較好地定位，便於(yu) 灌裝、壓蓋的進行。缺點：在平行四邊行機構中會(hui) 出現死點，在機構慣性不大時會(hui) 影響運動的進行；由於(yu) 機構尺寸的限製，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(wei) 壓蓋灌裝機構，從(cong) 而六個(ge) 工位連續工作，以提率，但考慮到輸送裝置等各方麵原因後，放棄了此方案。
　　四、運動循環圖
　　以曲柄滑塊機構的曲柄轉過的角度為(wei) 參考（與(yu) 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(yu) 其齧合的一對齒輪）——采用標準齒輪
　　5.3傳(chuan) 送帶的設計
　　速度：V=wr=72r/min*50mm
　　每兩(liang) 個(ge) 瓶子之間的距離S:t=S/v=1/（w1/6）其中w1為(wei) 轉台的角速度12r/min解得：S＝50mm
　　5.4曲柄滑塊機構的計算
　　由機構整體(ti) 尺寸，行程為(wei) 137mmm，行程速比係數K＝1.4偏心距為(wei) 50mmm具體(ti) 設計過程見圖解法
　　5.5平行四邊形機構的設計由於(yu) 已知曲柄長度為(wei) 50mm，連架杆長度為(wei) 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(wei) 中心距圓銷半徑r＝30mmd1為(wei) 撥盤軸的直徑d2為(wei) 槽輪軸的直徑
　　六、電算法與(yu) 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，該機構衝(chong) 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(ge) 係統運用到了蝸杆蝸輪機構，槽輪機構，偏置曲柄滑塊機構等常用機構。完成了從(cong) 瓶子的傳(chuan) 輸到灌裝，壓蓋，zui後輸出的機器。
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(chuan) 送帶的傳(chuan) 送的機構。
圓盤間歇轉動部分：因為(wei) 在係統的原始要求中需要有間歇轉動的特性，而工位為(wei) 6個(ge) ，所以在其中首先引入了可以實現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，並且在轉動時分別在6個(ge) 工位進行停歇。
灌裝封口急回部分：灌裝和風口雖然為(wei) 兩(liang) 個(ge) 工位，但其的運動特性是一樣的，隻是有一個(ge) 時間的差值而已。而我們(men) 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(wei) 圓盤的轉動為(wei) 12r/min，而每一轉有6個(ge) 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(wei) 72r/min。所以曲柄與(yu) 發動機的傳(chuan) 動比就為(wei) 20：1，所以其前麵的輪係傳(chuan) 動隻需要完成傳(chuan) 動從(cong) 1440r/min到72r/min的變化，所以，在這之後用了蝸杆蝸輪機構將其傳(chuan) 動比直接變為(wei) 20：1。但由於(yu) 在這兩(liang) 個(ge) 位置的方向問題，兩(liang) 個(ge) 偏置曲柄滑塊為(wei) 反方向的運動。因為(wei) 這樣，又在兩(liang) 個(ge) 曲柄之間添加了兩(liang) 對小的齒輪副，以實現其方向的轉換。