自动灌装机说明书

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1、动机械设计课程设计说明书自动灌装机总体设计目录1 工作原理及工艺动作过程 - 1 -2原始数据及设计要求- 1 -3设计过程- 2 -一运动循环图：- 2 -二机构的初步选型- 5 - 三冷霜自动灌装机总体布置图- 7 -四运动尺寸计算及分析：- 9 - 1电动机的选择：- 9 - 2行星轮系传动比的计算：- 10 - 3V 带传动的设计及参数选择：- 11 - 4轴的相关计算：- 12 - 5执行构件相关参数确实定：- 13 -4 参考书目： - 14 -冷霜自动灌装机设计说明书1 工作原理及工艺动作过程冷霜自动灌装机是通过出料活塞干上下往复运动实现冷霜灌装入盒内。其主要工 艺动作有：1）将

2、空盒送进六工位盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；2）在灌装工位上空盒上升灌入冷霜；3）在贴锡纸工位上粘贴锡纸利用锡纸下降；4）在盖盒盖工位上将盒盖压下；5）送出成品。2 原始数据及设计要求1) 冷霜自动灌装机的生产能力：60盒/min。2) 冷霜盒尺寸：直径D=3050mm,高度h=1015mm。3) 工作台面里地面的距离约11001200mm。4) 要求机构的构造简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。3 设计过程1) 按工位动作要求拟定运动循环图。四个根本运动：1. 输送带的连续运动；2. 六工位盘的间歇转动;3. 灌装顶杆的往复运动;4. 贴锡、压盖压杆往复运动。5. 送出成品。一运动循环图：

3、运动循环图的设计:a) 灌装、贴锡、加盖工艺流程：1) 空盒通过输送带至六工位盘位置 1。2) 六工位盘做间歇转动，每次转动 60，转动是其他机构不执行动作。3) 当转盘停顿时，灌装顶杆上升至工位2进展灌装，同时贴锡、加盖压杆 远休完毕后进展工艺动作。4) 灌装机构到达顶端完成灌装后回到初始位置，同时贴锡、加盖杆升到高 位，一次循环完毕。b) 工艺过程的执行构件：1) 送料机构：该机构主要是实现输送带的连续运动，把空盒送入工位，并 将成品输出。2) 槽轮机构：它是在轴II上通过变向连接槽轮，带动六工位盘实现间歇运 动。3) 灌装机构：该机构有固定在轴I上的直动推杆凸轮机构组成，通过上下 往复运

4、动实现灌装动作。4) 贴锡、加盖机构：又凹槽凸轮和压杆及压杆上固定的贴锡、加盖部件组 成，通过上下往复运动，一次性完成两个动作。c) 各执行构件的运动协调：1) 协调原那么：输送带是连续运动，且它置于六工位盘1、5工位下面，既 不能于工位盘发生摩擦，也要求它不干预其它几个机构的完整运动，所 以传动轮尺寸要求有限制。六工位盘间歇时要实现三个执行动作，设计 凸轮尺寸不应太大，各动作之间应互不影响，一个是上升、下降，一个 是下降、上升，六工位盘转动时，它们不进展任何动作。各构件要准确 定位，以免回撞到其它构件。定标构件的选择：设计时下边两根轴转动同步，但转向相反，选择轴I 为定标构件，六工位盘开场转

5、动时为运动循环图的起始点。2) 计算机械运动循环周期：因为生产率Q=60盒/min,所以周期T=60s/60=1s，此时定标构件对应 分配轴转角申=360。3) T 时间个执行构件的行程区段： 输送带区段：连续传动0360。 六工位盘区段：六工位盘的转动盒停歇，所占时间比：K=(z-2)/(z+2)=(6-2)/6+2=1： 2,所以在一个循环周期内，六工位盘 1/3120时间转动，2/3240时间停歇。灌装顶杆行程区段：申1=120停、9 2=90上升、申3=60停、申4=90。下降。贴锡、加盖机构行程区段： 91=120停、92=90下降、1.2.3.93=60停、 94=90上升、。4)

6、 绘制运动循环图：圆周式循环图：直线式循环图： 直角坐标式循环图执行机构1:送料机构连续运动执行机构2：槽轮机构转动停歇执行机构3：灌装机构停上升停下降执行机构4：贴锡、加盖 机构停下降停上升分配轴转角 ： 0120210270360二机构的初步选型转盘间歇运动机构 槽轮机构：优点：构造简单，工作可靠，容易制造。转位迅速，其机械效率高，故能平 稳地，间歇地进展转位。缺点：其运动规律不能选择，调节性能差，在拨销进入和脱出槽轮时会产生 柔性冲击，故常使用于速度要求不太高的运动中，我们所需要设计的冷霜自动灌 装机中的六工位转盘转速为6每秒，转速不高，此缺点可以忽略，故比拟合理，因而选用此机构。空盒上

7、升机构 直动滚子盘形凸轮机构:优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各项预期的运 动规律，而且机构简单紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点线接触，易磨损，但是综合比拟之下，这种 机构最为适宜。贴锡纸 压盒盖机构优点：构造简单，传动准确，可靠。可满足使用要求。缺点：易磨损，制造较一般凸轮难，但是综合比拟之下，这种机构最为适宜。 直动滚子推杆封闭式凸轮机构：三冷霜自动灌装机总体布置图1主视图盘2左视图四运动尺寸计算及分析：1电动机的选择：从机构所要实现的运动要求着手。每秒生产一个成品，这样要保证六工位盘在一秒内完成停顿转动两个动作。 经过考虑，在运动循环图中，将停顿时间定为2/3 秒

8、，六工位转动的时间那 么为1/3秒，六工位盘与从动槽轮同轴，有一样的运动情况，故主动拨盘转动 2/3 圈所用的时间为1/3秒。它的转速可以求出，2/3r2/3s=1 r/s。通过轴之间的传速关系，不难看出，两根主轴利用锥齿轮变向后，转速仍为 一圈每秒。再加上皮带传动，周转轮系两个小系统的变速（它们的变速比均为5： 1）,可得电动机的转速为：1 X 5 X 5=25r/s=1500r/min。 电动机类型和构造形式的选择：电动机主要有 Y、 YZ、 YZR 系列，无特殊需要，一般选取 Y 系列的三相交 流异步电动机；而YZ、YZR系列一般用于频繁启动，制动和换向，具有较小的 转动惯量和较大的过载

9、能力。我们所设计的冷霜自动灌装机对于工作无特殊要 求，选用Y系列三相交流异步电动机。 电动机功率确实定：工作所需功率 Pw=Fv/1000KW=1700*3.925/1000=6.63KW电动机至工作机的总效率为n = n 1* n 2* n 3=0.98*0.96*0.94=0.884所需电动机的功率Pd=Pw/ n =7.52KW。 电动机转速确实定：参考?机械设计手册?可知，电动机在同一额定功率下有几种同步转速可供选 用，同步转速越高，尺寸重量越小，价格越低，且效率越高。设计时可优先选取 同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机，在我们的设计中，选用 n=1500

10、r/min 的电动机。 电动机型号确实定：电动机确定型号时应该满足以下条件：PK*Pd KW.查表选取 Y132M-4 型电动机，其具体参数如下所示电动机额定功满载转速同步转速起动最大电动机外形尺型号率/KWr/minr/min转矩转矩寸/mmY132M-7.5144015002.22.2515*280*3145与同类电动机比拟，选取功率为 P=7.5 KW。2行星轮系传动比的计算：2K-H 行星轮系负号机构m=2.5z1=40 z2=60 z3=160z 3i h13 =1- i =- z1131Hz3160i.H =1+ zl=l+ 40 =53V带传动的设计及参数选择:P1. 确定计算功

11、率 ca KW：K P K查表得工作情况系数a =1.3ca = a P=1.3*7.5=9.75KW2. 选择带型：Pn由于ca =9.75KW，小带轮转速1 =1500r/min,确定选用SPZ型。3. 确定带轮基准直径：Dn1D 2查表取主动轮基准直径1 =50mm,根据公式i= n2 D1 ,从动轮基准直径为2500mm。Dn验证带的速度V=n 1 1/60/1000=3.925 带的速度适宜。4. 确定窄V带的基准长度和传动中心距：aa根据 0.7D1+D2V 0 V2D1+D2，初步确定中心距 =550mm。 根据公式计算所需的基准长度：L aD2-D12 ad =2 0+n/2D

12、1+D2+/4 0=1589.182mm查表选取带的基准长度 Ld =1400mma L L 计算实际中心距 a= 0 + d - d /2=455.409mm aL中心距可调范围： amax =a+0.03 d =497.409mm aLmin =a-0.015 d =434.409mm5. 验证主动轮上的包角 a1：a1=180-D2-D1/a*57.3=154.8120主动轮上的包角适宜。6.计算窄V带的根数乙P由式子 知 Z= ca / pkA o=O.23KW, z =0.93,P0 +A P0kz k kl ，由条 件查表 得 p 0=3.26KW，l =0.96，于是z=3.26

13、，取 z=4 根。F0：7. 计算初拉力+qV2，带入数据算得Fo=547N。F P k0=500 ca /zV2 .5/ z -18. 计算作用在轴上的压力 Q：FQ=2*z0 sin(a1/2)=4271N。4轴的相关计算：一、轴的测定轴的设计包含材料，确定构造和计算工作能力强度刚度震动稳定性等内容。 一般步骤是：选择材料，轴径概略计算，构造设计，强度校核，刚度校核，震动 稳定性计高速转轴。I .本系统的轴材料主要采用45号钢。它的机械性能为：正炽热处理，毛坯直径d为25100mm，硬度170207，拉伸强度限oB 600拉伸屈服限os 300弯曲疲劳限。-1 240扭转疲劳限t-1 14

14、0(N / mm2)II .a .按扭转强度进展计算：对于实心轴，其强度条件式：T =T/WP =9550*103*(P/n)/0.2d3单位：MPaW 卩;改成计算轴的直径的设计计算公式为：d三 訂/0.2k =亍9550x 103 /0.2t x 命而=c v JFn (mm)对于 45 号钢，C=107118T =4030 N/mm3：7.8/150O x 112=19.403b.按扭转刚度进展计算：III.圆柱轴扭转角O=T1/G 12=9550X 103 Xp/nXl/Gn d 4/32(rad)取钢的剪切弹性模量G=81000 N/ mmd91108d= 91 1084 P/n (

15、mm)=27.122mm轴承的选择滑动轴承和滚动轴承都可用于支撑轴及轴上零件，以保持轴上的旋转精度， 并减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。滑动轴承在一般情况下摩擦损失较大，使 用维护和润滑也比拟复杂，而且对实际系统的分析所需启动力矩不大，轴向尺寸 小。承载能力和抗冲击能力不必太大。也没有剧烈冲击震动。所以选用滚动轴承。要选择适宜的轴承，必须知道的参数为，锥齿轮上的圆周力，径向力，轴向力。轴颈直径我们采用d=40mm。轴承转速为60r/min，工作稳定，它预期的寿 命为 20000 小时。采用角接触轴承，先确定轴承型号。5执行构件相关参数确实定：1.由于六工位要实现每次 60较的间歇转动，所以，槽

16、数设为 z=6。2.圆销数 n 的选择:在实际工作中，我们所要到达的运动效果为在六工位盘停顿转动的时间内完成灌霜、贴纸，压盖三道工序。因此，应使停顿的时间长于转时。即保证kV0.5, 但不应太短。假设拨盘上均布n个销那么一周内槽轮被播n次。假设拨盘上均 布n个销，那么一周内槽轮被拨n次，运动系数是单销的n倍。k=nl/2-l/zWlnW2z/(z-2)因为z已等于6,可得n=1或2或3。当 n=1 时，k=1/2-1/z =1/2-1/6=1/3当 n=2 时，k=2X1/3=2/3当 n=3 时， k=1出于产品的实际考虑，选 n=13应用比拟广泛的外槽轮径向槽均布4.利用书上公式，试求出加

17、速度与角加速度的最大值 5计算几何尺寸。拨盘轴的直径d1与槽轮轴直径d2的限制条件。2/1=入W2/九2(cos a -入/1-2 入 cos a +代入求得最大值W2=入(1-入)/(1-2 入 2)/11入/1-入A2) sina/ (1-2 入 cosa+ 九2入=R/LaW2=九2九2入(-1) sin a /(1-2 入 cos a +。4 参考书目：【1】孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理【M】.7版.：高等教育，2006. 【2】王三民，诸文俊.机械原理与设计【M】.1版.：机械工业，2001.3】尚久浩.自动机械设计【 M】 .2 版.：中国轻工业， 2003.【4】李柱国.机械设计与理论【M】.1版.：科学，2003.【5】龚溎义机械设计课程设计指导书【M】.2版.：高等教育，2007.