機(jī)械原理作業(yè)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)

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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)圖1-1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)1.1設(shè)計(jì)題目及原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動工作臺上對包裝容器（如玻璃瓶）連續(xù)灌裝流體（如飲料、酒、冷霜等），轉(zhuǎn)臺有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準(zhǔn)確地灌裝、封口，應(yīng)有定位裝置。如圖1中，工位1：輸入空瓶；工位2：灌裝；工位3：封口；工位4：輸出包裝好的容器。該機(jī)采用電動機(jī)驅(qū)動，傳動方式為機(jī)械傳動。技術(shù)參數(shù)見下表。旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)表方案號轉(zhuǎn)臺直徑mm電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min灌裝速度r/minA600144010B550144012C50096010表1-11.2

2、設(shè)計(jì)方案提示1.采用灌瓶泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。2.采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上，由壓蓋機(jī)構(gòu)壓入（或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在）瓶口。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu)可采用移動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等平面連桿機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。3.此外，需要設(shè)計(jì)間歇傳動機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺間歇傳動。為保證停歇可靠，還應(yīng)有定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。定位（鎖緊）機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)1.旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)應(yīng)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等三種常用機(jī)構(gòu)；2.設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配，并在圖

3、紙上畫出傳動系統(tǒng)圖；3.圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的運(yùn)動方案簡圖，并用運(yùn)動循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動節(jié)拍；4.電算法對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動線圖。圖解法或解析法設(shè)計(jì)平面連桿機(jī)構(gòu)；5.凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動件的運(yùn)動規(guī)律，確定基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑。對盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論廓線、實(shí)際廓線值。畫出從動件運(yùn)動規(guī)律線圖及凸輪廓線圖；6.齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算；7.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；2．旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的工作功能原理2.1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)工作原理如圖2-1所示，在按照工作要求下，旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)在同一個原動機(jī)的帶動下，

4、輸入傳送帶將待灌裝和封口壓蓋的容器輸入工位1，同時旋轉(zhuǎn)工作臺作間隙旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將空容器和已灌的容器分別送至工位2和工位3，在定位夾緊之圖2-1后，固定于工作臺上方的灌裝設(shè)備和封口壓蓋設(shè)備分別對空容器進(jìn)行灌裝和已灌裝容器進(jìn)行封口壓蓋。灌裝，封口壓蓋工序完成后，容器隨著旋轉(zhuǎn)工作臺的間隙旋轉(zhuǎn)運(yùn)動至4位置，由于輸出傳送帶的作用，在4位置的容器將隨著輸出傳送帶被帶至下一個工序的位置上。2.2旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)功能原理（1）基于上述設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求以及旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的工作原理，為了實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的總功能要求，我們將旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能分解為如下分功能：①容器輸入

5、與傳送功能；②容器定位功能；③容器夾緊功能；④灌裝功能；⑤封口壓蓋功能；⑥產(chǎn)品輸出與傳送功能。其功能邏輯圖如下圖圖2-2所示：圖2-2（2）功能原理的工藝過程分解；①容器輸入與傳送功能：要實(shí)現(xiàn)容器的輸入與傳送功能，我們想到了如圖2-3所示的連桿機(jī)構(gòu)，原動件AB連續(xù)轉(zhuǎn)動，使ED擺動，通過EF桿的作用使5在H范圍內(nèi)來回運(yùn)動，從而把容器推送至工位1，但是考慮到這種推送運(yùn)動沖擊大，對輕質(zhì)容器，玻璃容器等來說是應(yīng)該避免的，同時這樣的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，所以在此我們盡量不選用這種推送機(jī)構(gòu)。圖2-3為了達(dá)到容器的輸出與傳送的目的，同時使我們的設(shè)計(jì)過程簡單化，我們

6、采用皮帶傳送的方式。如圖2-4所示，并且這種傳送方式在實(shí)際生產(chǎn)活動中被大量采用。圖2-4由于傳送皮帶上容器是連續(xù)排列的，而旋轉(zhuǎn)工作臺是間隙轉(zhuǎn)動，為了使容器能夠間隙有序地傳送到旋轉(zhuǎn)工作臺工位1，從而到達(dá)各機(jī)構(gòu)運(yùn)動的配合與協(xié)調(diào)，我們準(zhǔn)備采用了如圖2-5，圖2-6所示的傳送輪機(jī)構(gòu)：圖2-5圖2-6圖2-5所示的不完全齒輪安裝在傳送導(dǎo)軌的一側(cè)，傳送輪一次往下一工位間隙有序地傳送4個容器。圖2-6所示機(jī)構(gòu)安裝在傳送導(dǎo)軌的軸線上，傳送輪有三個互成120°轉(zhuǎn)角的槽位，傳送皮帶連續(xù)傳送，設(shè)傳送輪轉(zhuǎn)速W,則傳送輪每次傳送容器到工位1的時間間隔為t=2π/3W，這樣

7、就實(shí)現(xiàn)了間隙有序地往旋轉(zhuǎn)工作臺傳送待灌裝和封口壓蓋的容器。比較兩種方案，我們發(fā)現(xiàn)圖2-5所示機(jī)構(gòu)雖然可以達(dá)到間隙有序傳送容器的目的，但是對于設(shè)計(jì)任務(wù)要求的旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)來說，其外形尺寸偏大，使機(jī)器整體外形龐大，占用廠房空間大。而圖2-6所示機(jī)構(gòu)不僅可以很好地與旋轉(zhuǎn)工作臺配合，而且尺寸也不會過大，所以我們決定采用圖2-6所示的“不完全齒輪”式傳送輪。同時為了使容器能夠更好的輸出到工位1，我們還設(shè)計(jì)了如下圖2-7所示的擋板：擋板示意圖②容器定位功能：可以實(shí)現(xiàn)容器定位的機(jī)構(gòu)很多，在這里我們設(shè)計(jì)了下圖2-8所示的帶凹槽并且間隙轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)工作臺。圖2-8凹槽

8、定位旋轉(zhuǎn)工作臺有六個半圓形凹槽，一方面隨著工作臺的間隙轉(zhuǎn)動，凹槽邊緣可以把傳送輪傳送到工位1的容器帶走，另一方面依靠間隙旋轉(zhuǎn)工作臺的間隙