機械原理課程設計-啤酒灌裝機

1、<p><b>　　設計題目：</b></p><p><b>　　啤酒灌裝機</b></p><p>　　班號： </p><p>　　成員： </p><p>　　教師：

2、</p><p>　　時間： 2012年3月至5月</p><p><b>　　1．設計任務書</b></p><p><b>　　1.1設計題目</b></p><p>　　設計旋轉型灌裝機。在轉動工作臺上對啤酒瓶連續(xù)灌裝，轉臺有多工位停歇，以實現(xiàn)灌裝，加蓋等工序為保證這些工位能夠準確地灌

3、裝、加蓋、應有定位裝置。如圖1中，工位1：輸入空瓶；工位2：灌裝；工位3：加蓋；工位4：輸入包裝好的容器。</p><p><b>　　圖1旋轉型灌裝機</b></p><p><b>　　1.1.1設計背景</b></p><p>　　城市小餐館越來越多，隨著人們生活水平的提高，喝啤酒越發(fā)成為大眾首選的慶祝方式，我們的思

4、想是立足該現(xiàn)實，設計小型的灌裝機，適用于中小餐館，該裝置的應用一方面改善人們的生活質量，一方面增加餐館的額外利潤。</p><p><b>　　1.1.2設計目的</b></p><p>　　啤酒自動灌裝機是通過圓柱凸輪軌跡實現(xiàn)瓶子上下往復運動，實現(xiàn)啤酒的自動灌裝入瓶。其主要的工藝路線有:1.將空瓶子送入該工位轉盤，；2.在灌裝工位上均等分次灌裝啤酒；3.在加蓋工位上

5、將蓋子壓下；4.送出成品。</p><p>　　1.2設計數(shù)據(jù)與要求</p><p><b>　　1.2.1設計要求</b></p><p>　　1.）旋轉型灌裝機應包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等常見機構。</p><p>　　2.）設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。</p><p>　　3.）

6、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。</p><p>　　4.）solidworks軟件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。</p><p>　　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，對盤狀凸輪要用電算法計算出理論輪廓、實際輪廓線。畫出從動件運動規(guī)律線圖及凸輪輪廓線圖。&l

7、t;/p><p>　　6.）齒輪減速機構的設計計算。</p><p>　　7.）編寫設計計算說明書。</p><p>　　8.）完成計算機動態(tài)演示。</p><p><b>　　1.2.2原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　瓶子參數(shù)如下：瓶蓋d=28mm，瓶身直徑：D=75mm，高度238mm，瓶重

8、430g</p><p>　　啤酒瓶容積500ml，灌裝流量100ml/s</p><p>　　2．機械運動方案設計</p><p><b>　?。ǜ娇傮w設計圖）</b></p><p>　　簡述工作原理，工藝動作</p><p>　　2.2 執(zhí)行構件個數(shù)，詳述執(zhí)行機構類型</p>

9、<p>　　2.2.1構件個數(shù)：楔塊往復運動，凸輪的旋轉運動，圓柱凸輪的勻速轉動。</p><p>　　2.2.2涉及執(zhí)行機構如下：</p><p>　　1）凸輪連桿機構——控制楔塊從而實現(xiàn)將皮帶的勻速直線運動換為被載瓶子的間歇進給運動。</p><p>　　2）圓柱凸輪機構——應用于灌裝，瓶頂觸發(fā)有效避免泡沫，且運作平穩(wěn)。</p><

10、p>　　3）二級齒輪機構——用于減速器，將主軸轉速分配至各個軸。</p><p><b>　　3 .具體機構設計</b></p><p>　　3.1齒輪變速箱的設計</p><p>　　3.1.1動力機的選擇</p><p>　　1，選擇電動機的類型和結構</p><p>　　因為裝置的載荷

11、比較平穩(wěn)，因此可選用Y系列三相異步電動機，它具有國際互換性，有防止粉塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機內部的特點，B級絕緣，工作環(huán)境也能滿足要求。而且結構簡單、價格低廉。</p><p>　　2，確定電動機功率和型號</p><p>　　根據(jù)要求所需動力平穩(wěn)，速度較低，由《機械零件手冊》得，Y100L-6比較合理，可滿足使用要求，其主要性能指標如下：</p><p>　　

12、3.1.2各傳動比的計算</p><p>　　記Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ...Ⅷ軸的轉速分別為n1、n2、n3...n8已知：</p><p><b>　　傳動比計算:</b></p><p><b>　　主軸Ⅰ到軸Ⅳ傳動比</b></p><p><b>　　主軸Ⅰ到軸Ⅵ傳動比</b>

13、</p><p>　　主軸Ⅰ到軸Ⅶ、Ⅷ傳動比</p><p>　　3.1.3分配傳動裝置傳動比:</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)分析我們先把主軸Ⅰ速度降到軸Ⅲ再由軸Ⅲ分配到各傳動軸，具體如下：</p><p>　　主軸Ⅰ—5.2()—Ⅱ—6()—Ⅲ </p><p>　　計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p>

14、<p><b>　　1）各軸轉速</b></p><p>　?、褫S轉速： （——電動機滿載轉速）</p><p><b>　　Ⅱ軸轉速： </b></p><p><b>　?、筝S轉速： </b></p><p><b>　?、糨S轉速：

15、 </b></p><p><b>　?、踺S轉速： </b></p><p><b>　　Ⅵ軸轉速： </b></p><p>　?、?、Ⅷ軸轉速： </p><p>　　附：其余選擇標準參數(shù)</p><p><b>　　

16、3.2 凸輪的設計</b></p><p>　　3．2.1外觀圖如右圖所示：</p><p>　　設計預期要求：將凸輪的旋轉運動轉化成楔塊的直線往返運動，參數(shù)如下：</p><p>　　周期1秒（0.75s控制楔塊進，0.25s控制楔塊退）；基圓半徑：60mm；行程80mm.</p><p>　　3.2.2 凸輪相關參數(shù)如下圖：&

17、lt;/p><p>　　3.3灌裝轉盤的設計工位</p><p>　　3.3.1工作原理：我們采用的是瓶頂觸發(fā)的方式使用五個工位處的定量灌裝，優(yōu)點在于這樣伸進去的長管可以防止泡沫的形成，有效的避開了泡沫的難題。</p><p>　　3.3.2有設計搜集參數(shù)可知：采用循環(huán)演算法嗎，我們假設的頭數(shù)是12頭，根據(jù)角速度w=30度每秒，我們可得有效灌裝工位是五個，灌裝主軸的半徑

18、根據(jù)與皮帶輪中送上來的瓶子剛好同時到達的條件，我們求的主軸半徑R=400mm。綜合該工位設計參數(shù)如下：</p><p>　　瓶蓋d=28mm，瓶身直徑：D=75mm，高度238mm，瓶重430g， 啤酒瓶容積500ml，灌裝流量100ml/s。</p><p>　　3.3.3總體效果圖如下：</p><p><b>　　3.4風火輪的設計</b>

19、;</p><p>　　3.2.1風火輪的尺寸計算</p><p>　　因為風火輪與灌裝工位相嚙合，所以二者線速度V相等。主軸w=30度每秒，半徑R=400mm，線速度V=0.21m/s?？梢郧蟮蔑L火輪的設計參數(shù)w=72度每秒，半徑R=167mm。</p><p>　　3.2.2整體外觀效果圖如下：</p><p>　　3.5 壓蓋機構的設計

20、</p><p><b>　　3.5.1參數(shù)設計</b></p><p>　　壓蓋機構速度快，效率高，為防止工時被浪費，同時他與灌裝工位所起作用相同，利用風火輪的嚙合作用將其合理過渡至相應位置。所以在灌裝保證了強度的前提下，我們將灌裝參數(shù)減半作為加蓋機構的參數(shù)，也必然滿足強度要求。同時轉速加倍，提高了加蓋效率。</p><p>　　3.5.2整

21、體效果圖如下：</p><p>　　4．機械運動與動力分析</p><p>　　4.1原動機類型及參數(shù)選擇</p><p>　　詳細計算見減速器的設計；</p><p>　　附：其余選擇標準參數(shù)</p><p>　　5．機械傳動系統(tǒng)設計</p><p>　　5．1類型選擇及分布</p>

22、;<p>　　首先，使用帶傳動將啤酒瓶送到第一個工位，進行液體灌裝，經(jīng)過風火輪然后送至加蓋機構，為提高效率將尺寸做相應調整，最后以最節(jié)約空間為目的以帶傳動反向將其送出。</p><p>　　5.2總傳動比及其到各軸的分配</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)分析我們先把主軸Ⅰ速度降到軸Ⅲ再由軸Ⅲ分配到各傳動軸，具體如下：　</p><p>　　主軸Ⅰ—5.2

23、()—Ⅱ—6()—Ⅲ </p><p>　　（參考齒輪減速器附圖6）</p><p>　　6．機械總體布局與造型</p><p>　　7．本設計的優(yōu)缺點分析，改進建議，課設小結等 </p><p>　　在這次機械原理課程設計過程中，我們學會了很多東西。通過小組成員的密切配合和艱苦的奮斗，我們完成了啤酒灌裝機的設計。從前期的方案構想，到中期方案

24、的選定以及詳細的零件裝配體的設計，再到后期的整個機構的設計，我們相繼遇到并克服了重重困難，我們不斷地進行討論，摩擦雖然最終否定了我們第一套方案——高樓玻璃擦洗機的設計，但是也教會我們方案要深入分析其可行性的道理。啤酒灌裝機設計過程包括，電動機的選用，推瓶機構的選用，以及某一動作發(fā)生時相對運動間的協(xié)調。尤其是各個動作實現(xiàn)可以采用的機構我們進行細致的討論，并最終選擇了簡單易行的方案。</p><p>　　在課程設計過

25、程中，我們也更加深刻的理解了一個道理，這就是團隊精神，不論一個人的能力有多么的強大，如果不能很好的融入一個團隊，那么這個團隊就不可能取得很好的成績，因為幾個人合起來的所產(chǎn)生的動力絕對比幾個人單獨的個人加起來的動力要大的多，相信在今后的工作生活中我們一定會懂得融入自己的團隊，團隊的目標就是自己的目標，團隊的利益永遠大于自己的利益，將個人的得失放在后面，將團隊的利益擺在第一位，這樣達到預期的目的。在本次設計過程中，我們對自己的團隊做了很好的

26、分工，設計工作考慮其周密性，我們是集體討論制，雖然費時些，但同時擦出很多思想火花，學到很多東西。其他的被分成幾部分：傳動系統(tǒng)圖繪制，減速器設計部分，灌裝工位詳細設計，加蓋機構以及凸輪連桿機構，報告的撰寫等，我們分工明確，每個人的任務量相當，任何其他兩人的工作都需要別的同學的指示，形成了一個良性循環(huán)，每個人都盡心完成自己的工作，在團隊里每個人都發(fā)揮著不可替代的作用，也都受到其余人的協(xié)助，最后在三個人的密切配合下，終于達成預期的目標，完成了