旋转型灌装机设计说明书

目录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 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。固定工作台

1

4

传送带 2 3 转台

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 A B C 转台直径 mm 600 550 500 电动机转速 r/min 1440 1440 960 灌装速度 r/min 10 12 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.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。 z2=20 z3=120 z4=20 6.齿轮机构的设计计算。 z5=120 z6=20 7.编写设计计算说明书。n=960r/min

i1=2

.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。

i32=6 i54=6 n1=15r/min

灌装速度为 10 r/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。

z6=20 z7=30 i76=1.5 n2=10r/min

.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

3

4

2

5

6

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

z6=20 z8=30 i9=2 i86=1.5 n3=5r/min

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

6 减速器 7

z6=20 z7=30 m=6mm α=20°

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：

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

9

8

6

减速器

6、8 为齿轮：z6=20 9 为皮带轮：i9=2 i86=z8/z6=30/20=1.5

z8=30

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 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 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) 】 =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 =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。

固定工作台

1

4

传送带 2 3 转台

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. 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。

5.2 选择设计方案

机构 转盘的间歇运动机构 封口的压盖机构 工件的定位机构

实现方案 槽轮机构 连杆机构 连杆机构 不完全齿轮 凸轮机构 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。 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。

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