机械原理课程设计作业

机械原理课程设计说明书旋转型灌装机起止日期：2015年7月2日至2015年7月10日学生姓名班级机械设计制造及其自动化学号成绩指导教师(签字)2015年7月10日目录课程设计说明书封面0课程设计任务书3设计方案31.1工艺分解31.2工作原理4运动方案总图7运动循环图7尺寸设计84.1凸轮设计84.2槽轮设计94.3齿轮设计104.4其他机构尺寸设计115.机构的选择和比较115.1传动机构的选择和比较115.2执行机构的选择和比较12心得体会12参考资料13课程设计任务书2014—2015学年第2学期课程名称：机械原理课程设计设计题目：旋转型灌装机完成期限：自2015年7月2日至2015年7月10日共1周内容及任务设计的任务与主要技术参数设计旋转型自动灌装机的机械系统运动方案；转台直径600mm，驱动电机转速960r/min，灌装速度10r/min。1)根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；2)进行间歇运动机构和霜盒送入机构的选型，实现动作要求；3)机械运动方案的评定和选择；4)根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案；5)画出机械运动方案简图（机械运动示意图）；进度安排起止日期工作内容7.2-7.3选题、准备工作7.3-7.6构思该机械运动方案7.7-7.8运动分析及作图7.9-7.10整理说明书与答辩主要参考资料孙桓等．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2014朱理．机械原理［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2008裘建新.机械原理课程设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，2010指导教师（签字）：年月日基层教学组织负责人（签字）：年月日一、设计方案机转速为960r/min,灌装速度为10r/min。得出如下计算：10*6/60=1罐/s1动一个工位，进而得知槽轮主动轮的转速为1r/s，而六工位转台每一个工位相对其转动中心的转角为60°，再根据槽轮的运动规律得知，主动轮在每一秒钟300°的转动用来定位。所以，1s的之间内，有1/6s的时间工位转动，5/6s的时间工位静止。而灌装和封盖的过程均要在这5/6s的时间内完成，以此为前提，进行我们的设计。运动方案参数表方案号转台直径mm电动机转速r/min灌装速度r/min1600960101.1工艺分解1）减速装置作台，做转动。对于旋转工作台，主动轮的转速为1r/s，电机转速为960/60=16r/s，因为考虑到旋转工作台只是推动容器在固定工作台上做滑动，齿轮传递传动比为1:16。s转动一个工位，则其带动槽轮的主动轮同样以1r/s的速度旋转，所以将减速后的转轴运动通过不减速的传动传递给其槽轮主动轮的转轴即可。2) 容器输入输出装置如图所示650mm传送带贯穿其内100mm撑，挡板和工作平面的关系如图上。固定工作台与旋转工作台安装后如图所示：旋转工作台的大圆直径要小于固定工作台，大小为600mm，槽口相对于转动中心为六等阵列分布，转动工作台的槽口宽度和深度要与容器的直径相等1.5*45口与下面固定工作台的开口相重叠。1.2工作原理度。倒角的出现是为了容器能更好进入，转动工作台直径之所以小于固定工作台，是因为在其外围固定工作台面上还要设置挡板机构以实现容器的精确定位。3)旋转工作台多工位间歇转动功能旋转工作台的间歇转动由六位槽轮的间歇转动实现，如上图所示1r/s则实现60°/s的间歇转动，并且在后5/6s内实现定位卡紧功能，槽轮与转动工作台同轴刚性连接，转台就实现了每秒一个工位的间歇转动。4)各个工位的精确定位功能容器的定位功能通过转动工作台的凹槽与固定工作台的挡板共同完成。如图所示挡板曲率半径600mm，与固定工作台刚性连接，与旋转工作台间隙配合，保超过其两倍厚度。确的定位。为后续灌装和封盖提供条件。5)对容器的灌装封口压力结构（凸轮机构）压力封口和灌装由凸轮机构实现，如图所示板的同步上下运动，控制灌口与固定工作台平面的高度可以保证灌输的质量。弹簧的设置是为了使得压力装置的上表面与凸轮紧密接触。6)送盖，吸盖，换盖装置换盖及吸盖装置由如图所示的零件完成转轮上每120°开一孔，气泵可通入进行吸盖，封盖处的孔中心要与下面转控制转轮间歇转动的装置由图所示槽轮机构完成槽轮主动轮与电机经减速后主动轴刚性连接，转速为1r/s，使得槽轮每1s转动120°进而带动与其同轴的转轮1s转动一个工位。槽轮另一表面的轴心处并与其间隙配合，保重滑动的通畅。压盖及回位的原理如图所示随槽轮转动。控制凸轮的推程可以完成封盖的动作。工作原理：在凸轮推程的过程中，转轮随压板而下降一定距离，封口吸有一实现与容器同步的封盖动作。二、运动方案总图该系统由2个电动机驱动。电动机1带动齿轮1转动，齿轮1再与齿轮2啮合，实现1:16的减速，此时，齿轮2一方面将此运动传给与其同轴的锥齿轮3和销轮，锥齿轮3与锥齿轮4啮合，传动比1:1，4再带动与其同轴的凸轮转转动，1s转动一个工位，转动工作台与六角槽轮同轴，进而实现了每秒一个工2与等齿齿轮55同轴的销轮带动三角槽轮转动，换盖转盘与其同轴，实现了换盖转盘的间歇性转动。装和封盖的顺利进行。工作时，工作台每转动60°，凸轮旋转一周，带动压板完成一次灌装和封盖，并且在回程和近休止的时候换盖盘完成一次120°的旋转，工作台停歇时，和近休时，工作台转动，压板的换盖盘通过弹簧回位，同时换盖盘完成120°的工位转动。如此往复。三、运动循环图该机械系统运动方案有4个执行构件需要进行运动协调设计。为了能比较直机构、压盖机构、三角槽轮和压盖转盘的运动。由于整体机构的工作周期为6s，所以循环图中，旋转工作台每转一个工位（60°）表示1s。在这1s中，工作台在1/6s内实现工位的转换，5/6s内停歇。压盖转盘通过三角槽轮和弹簧回复力实现向上回位并旋转换位；工作台停歇时，撞。尺寸设计4.1凸轮设计凸轮设计如图所示：凸轮按照图的方位逆时针旋转。联系实际生产与各部件的位置关系，设定瓶口距泵口的间距为凸轮的推程为5/6s。定推程角200°，远休角100°，回程角+近休角60°。影响精度并且减少寿命。所以综合考虑凸轮轮廓和角度，设计出推程角120°，远休性。4.2槽轮尺寸设计此六角槽轮为带动旋转工作台实现旋六角槽轮半径100mm。圆柱销与槽轮中几何关系可求出圆柱销半径为100tan30°mm，两轮中心间距为100/cos30°mm。当圆柱销带动槽轮旋转至与中心线重基圆半径为（100/cos30°-100tan30°）mm。此三角槽轮为带动压盖转盘实槽间夹角为120°。由几何关系可求出圆柱销半径为50tan60°mm，两轮中心间距设槽轮槽宽6mm，可得出槽轮基圆半径为（50/cos60°-50tan60°）mm。4.3齿轮设计（齿顶高系数1，顶隙系数0.25，压力角D=mz=1*20=20mm减速齿轮2、5：模数1，齿数480，标准齿轮齿轮分度圆直径D2=1*480=480mm具体参数为：z1=20，z2=320，m=1，α=20°中心距：a=m(z1+z2)/2=1*(20+320)/2=170mm分度圆直径：d1=m*z1=1*20mm=20mmD2==m*z2=1*320=320mm基圆直径：db1=m*z1*cosα=1*20*cos20°=18.79mmdb2=m*z2*cosα=1*320*cos20°=300.70mm齿顶圆半径：da1=(z1+2ha*)*m/2=(20+2*1)*1/2=11mmda2=(z2+2ha*)*m/2=(320+2*1)*1/2=161mm齿顶圆压力角αa1=arccos【z1cosα/（z1+2ha*=31.3213°αa2=arccos【z2cosα/（z2+2ha*基圆齿距：pb1=pb2=πmcosα=3.14*1*cos20

°=2.95mm重合度：εa=【z1(tanαa4-tanα)+z2(tanαa5-tanα)】/2π=【20(tan31.3213°-tan20°)+320(tan21.09°-tan20°)】/2π=1.88可连续传动锥齿轮3、4:模数3，齿数90，标准锥齿轮 齿轮比1:1啮合，可以连续传动。论证过程同上。4.4其他机构尺寸设计旋转工作台半径为300mm，假设瓶子直径为80mm，工作台中心距瓶心220mm。块长度为160mm，压盖滑块距瓶口100mm。由此可得出凸轮推程为70mm，压盖转盘半径为100mm，瓶盖直径20mm，盘心至吸瓶盖中心为70mm。弹簧在自由状态下长度为100mm，最大压缩量为80mm。机构的选择与比较5.1传动机构的选择与比较我们选择了齿轮为减速装置。在此主要是考虑到：蜗轮蜗杆的传动功率小，分析，我们采用齿轮啮合传动实现传动减速装置。5