酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计

1、湖南工业大学课程设计材料袋机械工程学院第二学年第二学期(系、部)课程名称机械原理课程设计讲师职称教授学生姓名专业课号酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计成绩的起止日期为2011年7月1日至2011年7月5日目录的清晰列表序列号材料名称数据量保留票据1课程设计任务手册12课程设计指导13课程设计图纸119张456机械力学课程设计设计规格酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计起止日期：2011年7月1日至2011年7月5日学生姓名班级学生身份证成就讲师(签名)机械工程学院(系)2011年7月1日目录设计任务书.1.设计主题.2.工作原理和过程动作分解.3.根据工艺动作和协调的要求，绘制运动循环图.4

2、.执行机制的选择.5.机械运动方案的选择与评价.6.机械传动系统的速比和变速机构.7.机构运动示意图.8.灌装机机构的尺寸设计.9.灌装机机构的三维建模.10.灌装机机构的速度和加速度分析(分析一个位置).11.参考.12.设计概要.湖南工业大学课程设计任务手册2010-2011学年的第二学期机械工程学院(系、系)专业课课程名称：机械原理课程设计设计题目：酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计完成时间：2011年7月1日至2011年7月5日一周里面的包含和dos命令：更改文件名服务一、设计任务和主要技术参数酱类食品灌装机是食品加工企业不可缺少的生产设备。其工艺流程如下：(1)将灌装好的物料输送到

3、料斗中；(2)将空瓶或灌装物送至多工位转盘，并自动转移位置；(3)可以实现定量灌装；(4)进行压盖密封；(5)粘贴商标；(6)发送成品；第二，原始数据1.馅料：芝麻酱、花生酱、草莓酱、甜面酱、辣椒酱或番茄酱等。2.灌装量：22瓶/分钟；3.每瓶酱净重：(200400)克/分钟；4.定量灌装、封盖、封口、贴标工序的工作行程：80毫米；5.所需电机功率：3.0kW，电机同步速度：1500转/分钟；第三，设计工作量要求：分解设计任务的工作原理和工艺动作，根据工艺动作和协调的要求绘制运动循环图，选择执行机构，构思机械运动方案，进行选择和评价，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数确定机械传动系

4、统的速比和变速机构，绘制机构运动示意图，分析设计相关执行机构的具体尺寸。需要一份设计说明书和一两张相关图纸。(条件要求用3D动画表示)。进入度安排开始和结束日期功函6.23-6.24工作原理分析、过程动作分析、执行机构选择和绘图6.25-6.26运动规律和运动协调设计，绘制运动周期图6.26-6.27机械秤设计和运动分析6.27-6.28动态分析，绘制机构运动示意图6.28-6.30组织设计规范和设计总结主要的参考数据1朱力。机械原理M。北京：高等教育出版社，2008: 15-200邹。机械原理课程设计M。北京：高等教育出版社，2009: 15-250讲师：2011年7月1日系主任(教研室):

5、2011年7月5日1.设计题目：酱类食品灌装机机构及其传动装置的设计1.1设计原则：灌装机通过输送机将物料输送到料斗中，然后通过转盘的间歇运动定量灌装空瓶，封盖密封，贴上商标后送出成品。1.2设计要求：灌装机构的设计要求：1 .参数中的工作行程包括定量灌装、封盖和封口、贴商标等工作行程；2.为了防止酱类食品变质，产品具有良好的密封性能，密封后有一定的保温时间；3.整机由同一台电机驱动，转盘应准确稳定分度，整体结构紧凑，性能可靠，操作简单，外形美观，制造方便。传动装置的设计要求：1 .工作条件：两班制，不连续单向操作，工作环境好，振动小；2.使用寿命：十年，大修周期为三年；3.生产批次：小批量生

6、产(10台以下)；4.生产条件：由通用机械厂制造，可加工7-8级精度的齿轮和涡轮；5.电源：电，三相交流(220/380伏)；6.工作速度允许误差：3% 5%；7.开式锥齿轮传动比i4，皮带传动比i3.5。灌装机的形状如图1-1所示。图1-1灌装机外形图2.工作原理和过程动作分解2.1工作原理和过程动作分解根据任务书的要求，机器的正当程序是该机构应有四个执行机构(转盘间歇运动机、定量灌装机构、压盖密封机构和商标粘贴机构)。四个执行器的运动形式如下：(1)转盘完成间歇转动，转动时，瓶子被送到灌装封盖机构，当转盘停止转动时，灌装封盖动作完成。如果机构主动旋转一周完成一个运动周期，转台位移图的形状大

7、致如图2-1所示。图2-1转盘角位移图(2)定量灌装机构内的活动塞作水平往复运动，当活动塞向前移动时，将酱油压入瓶中。然而，在此之前，可移动的塞子被固定一段时间，以便瓶子被盖上，这样调味汁就不会从瓶子中倒出。位移线图如图2-2所示。图2-2定量灌装机内部位移图(3)封盖密封机构上下往复运动，当压下时，瓶盖压在瓶子上并保持一定的保持时间，使封盖头静止一段时间以保证密封性能，然后上下往复运动。位移图大致如图2-3所示。图2-3压盖密封机构位移图(4)发出成品。3.根据工艺动作和协调要求，绘制运动循环图绘制运动循环图的目的是确定各机构执行部件动作的顺序和阶段，以便于设计、装配和调试。在绘制运动循环图

8、时，驱动部分的旋转角度作为横坐标(0，360)，每个机构的执行机构的位移作为纵坐标。运动循环图的位移曲线主要集中在运动的开始和结束位置。灌装机构及其传动装置的运动循环图就是根据上述说明制作的，如图3-1所示工作转盘停止转动停止灌装封盖机构的滑块撤退进入0 60 120 150 180 240 300 360图3-1灌装机构及其传动装置的运动循环图4.致动器的选择从以上分析可以看出，压片机构有四个正确的分支：一是实现自动分度的转盘间歇运动机构；二是灌装的定量灌装机构；三是压盖密封的压盖密封机理；四是实现商标粘贴的商标粘贴机构。此外，当根据运动循环图确定的相位关系安装每个机构时，它应该能够进行适当

9、的调整，因此有必要在能够调整相位的机构之间建立链接(或机构)。转台机械运动机构的设计过程；自动分度转台的间歇运动应具有以下基本运动功能：1):转台每分钟有22次间歇运动，因此机构主动部件的转速应为22r/min，以电机为动力，电机转速为1500r/min，则转台间歇机构应具有运动减速功能。2)原动机水平放置，转盘的法线垂直于水平面，因此该机构应具有改变运动方向的功能3)转盘间歇运动，原动机连续转动，因此机构还应具有改变运动形式的功能；方案1:定轴齿轮系用于减速，转台的间歇转动由不完全齿轮实现。该方案的优点是标准正齿轮和不完全齿轮都易于加工。缺点：一方面，传动比过大，采用定轴轮系传动时，占用空间

10、过大，使整个机构显得臃肿，锥齿轮加工困难；另一方面，不完整的齿轮会有很大的影响，只能实现间歇旋转，而不能自我定位。方案二：灌装封盖部分采用如图所示等宽凸轮，输送部分采用如图所示凸轮式输送机构。缺点：等宽凸轮会因摩擦而磨损，影响精度方案3:1.如图所示，它由发动机驱动，由涡轮减速；通过穿过机架的传送带输入和输出瓶子；图1旋转式灌装机间歇旋转和定位由滑轮机构实现，如上图所示；压盖填充机构采用同步偏置曲柄滑块机构，另外，当压盖填充机构中分别设有进料口、盖入口和余料出口。这个计划是我们最后的选择。2.利弊分析。优点：蜗轮蜗杆传动平衡，传动比大，结构紧凑；输送带靠摩擦工作，传动平稳，减震，噪音低；滑轮机

11、构可实现间歇转动，定位更好，便于灌装和封盖。缺点：平行四边形机构存在死点，当机构惯性不大时，会影响运动；由于机构尺寸的限制，滑轮需要由另一个电机驱动。图4-5方案三定量灌装机构的设计过程：定量灌装的定量灌装机构应具有以下基本运动功能：1):灌装量为22瓶/分钟，因此该机构的主动部件每分钟水平往复运动22次，以电机为动力，电机转速为1500转/分钟，则主加压机构应具有运动减速功能。2)原动机在旋转，部件在水平移动，因此机构应具有改变运动形式的功能。3)因为在将调味汁倒入瓶子中时必须防止调味汁掉出，所以必须将瓶子顶上一定距离，以便喷嘴能够沉入瓶子中。因此，当活塞将调味汁推入瓶子时，它会停止一段时间

12、，因此该机构必须能够在冲程结束时停止一段时间。首先，取上述(1)、(2)、(3)三个必要的功能，形成制度方案。如果每个功能只由一个基本机制实现，如图3-1所示，它可以被组合成3 * 3 * 2=18个方案。选择以下四个方案作为预选方案。图4-7方案1图4-8方案2图4-9方案三图4-10方案四5.机械运动的选择和评估图4-1所示方案2采用曲柄滑块机构，曲柄长度仅为滑块行程的一半，机构结构简单，尺寸小，但滑块仅在行程结束时瞬间停止，运动规律不理想。在图4-1所示的第四种方案中，如果曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构串联，可以获得更好的运动规律，并且尺寸不会太大。因为它是一个全低的辅助机构，它适用于低速和

13、重载。因此，选择了备选方案4。6.机械传动系统的速比和变速机构总传动比计算：(5-1)第一级采用传动比为4的皮带传动，第二级采用传动比为14.4的双级齿轮减速器。7.机构运动示意图图7-1机械运动示意图图7-2酱料灌装机机构减速器和多工位转盘的cad装配图8.灌装机机构的尺寸设计1)蜗轮蜗杆设计：齿数模量(mm)压力角(0)螺旋角直径(毫米)蜗轮20252014.04100虫1252014.045002)齿轮设计模量(mm)压力角(0)齿数直径(毫米)1档52020100齿轮2520603003)输送带的设计速度：V=wr=72r/min * 50毫米每两个瓶子之间的距离为： t=S/v=1/(w1/6)，其中w1是转盘22r/min的角速度解决方案是：s=80mm毫米4)曲柄滑块机构的计算根据机构的整