负压灌装机机械设计【7张CAD图纸+毕业论文】

负压灌装机机械设计35页 10000字数+论文说明书+任务书+7张CAD图纸【详情如下】主轴.dwg任务书.doc大带轮.dwg小带轮.dwg负压灌装机传动系统装配图.dwg负压灌装机总装图.dwg负压灌装机机械设计论文.doc负压灌装机灌液箱装配图.dwg齿轮.dwg负压灌装机机械设计目 录第1章 绪 论11.1 毕业设计的目的11.2 毕业设计的主要技术参数和要求11.2.1 主要参数11.2.2 要求11.3 负压式灌装机的应用价值及设计意义11.3.1 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力21.3.2 能改善劳动条件，避免污染危害环境21.3.3 能节约原材料减少浪费，降低成本21.3.4 能提高生产效率，加速产品的不断更新21.4 负压式灌装机的发展水平2第2章 负压式灌装机的总体方案设计32.1 工艺方案设计32.2 机器的总体布局32.3 传动方案设计42.4 执行机构的方案拟订52.4.1 工作头52.4.2 液体容量的调节方法62.4.3 液面的控制方法72.4.4 液箱高度的调节方法72.4.5 气缸和气阀的控制方法72.4.6 工作台的控制方案72.4.7 进出拨轮的设计方案82.5 控制方式选择82.6 传动方案的选择82.7 气源的选用8第3章 传动系统设计计算103.1 运动与动力参数设计计算103.1.1 类比法选择动力源103.1.2 总传动比及传动比的分配103.1.3 各轴参数的计算113.2 传动零件设计计算133.2.1 带的选择和校核133.2.2 齿轮的确定和校核163.2.3 轴的较核193.2.4 轴承的较核23第4章 执行机构零部件的设计计算244.1 出拨轮的设计计算244.2 凸轮的设计计算244.3 旋限位器的设计计算264.4 液箱的计算26第5章 负压式自动灌装机的安装、润滑、维护和安全技术275.1 负压式自动灌装机的安装275.2 机器的润滑275.3 安全技术28第6章 结论29参考文献31致 谢32附 录34摘 要随着人们生活水平的提高，灌装饮料由于它的方便、口味多样、便宜日益被人们所接受。从此灌装机便越来越受到商家的青睐。本论文要介绍的就是负压式自动灌装机。负压式自动灌装机就是在密闭的灌装容器上有一支真空管通至真空泵。在灌装容器上腔施以的低真空气压，容器内的空气经工作头回气管被抽出，此时容器内气压与灌装缸上腔气压相等，液体在负压的作用下对容器进行充填。由于负压的作用，灌装时不会出现液体泄露的现象。本机器采用的是整体式液箱，箱内有插槽，每个插槽都对应一定的容积，在更换容积时只须将插板插入相应的插槽内，即可实现换液。传动部分主要由齿轮组成，因为齿轮有传动精度高，使用寿命长的特点，避免了因频繁更换零件而出现工位误差的缺点。本灌装机的设计可以实现灌液容量的可调。有较高的效率、可靠性和可维修性。关键词：灌装机；负压式；灌液AbstractAs the people's living developed,It is convenient thanks to filling packing the beverage,Person's taste is diversified,Cheaply received by people increasingly 。Thereupon the Filling packing machine simply is more and more graces of business .This dissertation will be introduced The minupress automatically controlled filling machine. The minupress automatically controlled filling machine is a vacuum valve to go to on the container packing till the vacuum pump on the hermetically filling packing container. On the filling packing container being living the cavity executes with coarse vacuum atmospheric pressure,The air in the container goes back that the trachea is take out after the work head,The atmospheric pressure in cavity is equal to the inner place the container,The liquid is living to carry on the back to fill to the container below the action which is getting near,This machinery adopts is that the fluid box is entire style,There is the slot in the box,Wholly homologous specified volume of every one slot,Being living will merely thrust the plank when replacing the volume to stick in inner place the relevant slot,In immediate future may achieve trades fluid.The drive section is main and consists of the gear,For the gear possess the high drive accuracy,Service life longly that develops distinguishing feature,Avert having raised position error defect as a result of frequently replacing the spare parts.This machines measuring cup is adjustable,so it can meet various volume bottle filling. In addition,this bottle-filling machine also has three traits: high efficiency, plumy reliability and maintainability.Keyword ： Filling Machine; Minupressure; Filling  第1章 绪 论1.1 毕业设计的目的本次毕业设计主要的目的是培养学生的综合实践能力以及以前所学知识的掌握能力。通过本次设计来提高学生对机构分析、机械设计的能力，巩固学生对专业课知识的理解和掌握。通过这次设计我们要达到的目的1）学会在实际设计中应用理论知识，加强和巩固对这些知识的理解。2）培养我们正确的机械设计的思维方式，掌握一般机械设计的规程和方法。3）培养我们查阅资料的能力，并且通过本次设计使我们对国家关于零件的标准有所了解。1.2 毕业设计的主要技术参数和要求1.2.1 主要参数（1）灌装头数： 24（2）生产能力： 2448瓶/分（3）瓶子规格： 瓶径：40mm80mm瓶高：60mm160mm1.2.2 要求（1）负压式容积式灌装机（2）适用低黏度的果汁或饮品（3）变料清洁方便（4）省料不浪费，定量准确。1.3 负压式灌装机的应用价值及设计意义液体灌装是包装的重要组成部分，主要包括在食品领域中对啤酒、饮料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油印调味品的包装还包括洗涤类日化、矿物油和农药等化工类液体产品的包装。液体灌装机械有相当一大部分用于食品行业，尤其是饮料制造业。负压式灌装机主要用于水饮料(矿泉水和纯净水等)，还包括植物蛋白饮料、果莱汁、茶饮料及含乳饮料。近几年来发展很快的不含气饮料助保健型和营养型，随着人民生活水平的提高，消费量会逐年增加。大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展向，同时也可以获得巨大的经济效益1.3.1 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方面大都是手工操作无法胜任和媲美的。随着商品的多样化这一点越来越引起了人们的重视。另外用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染，从而保证食品、药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。1.3.2 能改善劳动条件，避免污染危害环境对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性的，爆炸、放射性的，以及必须放置在暗室中的物品，实现了包装的机械化和自动化便可大大改善操作条件避免污染危害环境，至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作如能实现机械化和自动化则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高生产效率。1.3.3 能节约原材料减少浪费，降低成本有些粉末、液体物料在手工包装过程宁容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若改为机械包装则会大大减少损失。1.3.4 能提高生产效率，加速产品的不断更新机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，是非常重要的。1.4 负压式灌装机的发展水平负压式灌装机只能灌装黏度不大的液体，但根据容积的不同，瓶的直径和高度是可以改变的。它最大的优点是它可以灌装带污染的液体，例如医药、农药等。它的负压式工作头与瓶口严密接触，不留空隙，液箱的容积是固定的，灌液完成后由于负压作用，液体会全部流到瓶里，不会泄漏到瓶子外面，也不会有残留液体流到外面。因此负压式灌装机的市场是很有前景的。负压式灌装机在发展专用机种的同为满足现代灌装的实际需要正在不断扩大其通用能力，积极开发各种新型的通用灌装机。负压式灌装机正向联动化、高速化，并相应提高自动化技术水平使设备功能逐步完善。第5章 负压式自动灌装机的安装、润滑、维护和安全技术5.1 负压式自动灌装机的安装1）占有少量洗涤剂的纱布擦去事先涂在机器零部件上的防锈油和沾在机器部件上的尘土、灰尘等。这是很重要的，一定要认真，以免造成不必要的机械故障。2）在安装时要用水平仪进行水平的测量，机器的水平度要在一定范围之内，将机器安装就位。3）需要加油的地方要加油充分。以免有润滑不足的地方，使机器磨损。4）让机器用点动的方式试开一会，检查各运动部位动作是否润滑自如。并检查机器各个部位的螺丝、螺母、螺钉是否有松动的现象。如有，应及时拧紧，防止突然事件的发生。同时检查是否有空转的现象，是否有卡住和异常的声音。5）在将气缸接在主轴上之前，先让气缸做升程运动，调整它的升程使它为规定的高度。然后，将气缸接在主轴上。6）将负压气源接在工作头上，交接的地方要密封好，以免漏气影响灌装。5.2 机器的润滑良好的润滑是合理使用机器，使机器正常运转的重要条件。1）轴承的润滑本机的润滑主要是轴承的润滑。在轴承座内要添加好适量的油脂：油脂少了，会使润滑不足，使轴承的寿命降低；油脂多了，会使轴承的散热不好，也使轴承寿命降低。2）齿轮的润滑由于齿轮比较分散，不能集中润滑，所以齿轮的润滑是定期进行的。在工作300小时后，打开机箱对个齿轮进行加油润滑。3、机器的维护和保养1）本机的操作者要充分熟悉本机的性能和构造。2）使用前检查各部分运动机构和电器等是否正常，然后按照润滑要求，加上足够的润滑脂和润滑油。3）润滑妥当以后，即可进行试运行，即点动式运行操作。以检查全机运作是否正常：如不正常，可及时停止运动，不伤害机器的零部件；如果正常，可以进行运转。4）在使用过程中，应注意安全，对各零部件要仔细保养，尤其是气缸和负压式灌装头以及吸气管等不得有任何划伤和碰撞，本机应整齐、清洁，不得拆卸、生锈或有污物集结，既防止污染液体，又防止灌装头的损坏。5）应经常作好设备的清洁卫生工作，尤其是在停止使用时，应清除附着在机器上的所有污垢和带有腐蚀性的液体，然后用清水刷洗干净；然后对各运动部位和精密机构上的加工表面涂上润滑油、润滑脂和防锈漆。在正式工作运转之前，先让机器空转片刻，以使润滑油和润滑脂充分的渗透到运转机构的间隙当中去。6）当需要长时间停止使用时，还需对机器进行防锈密封处理，然后用防尘罩或塑料袋盖之。5.3 安全技术1）机器在工作时，在傍边必须有工作人员看守，以防突然事件的发生。2）如机器过载时，带轮会自动保护，此时工作人员要及时是机器停止运行，以免过载时间过长，使带受损。3）机器应该定期检查，如发现螺丝有松动的现象，应及时将螺丝加紧，以免损坏零件。第6章 结论毕业设计是大学里最后一次教学环节，经过16周的紧张的设计终于结束了。这次设计无疑是对专业课程的最全面的一次训练，同时也是对所学知识的一次关键的检验。毕业设计较以前的课程设计相比更加系统、更加全面，在设计当中用到了以前所学的各种基础知识如机械制图、机械设计、机械原理等许多知识，而这些知识正是在大学所学的主要课程，这些知识学的好坏将直接影响到毕业设计的进度。而且通过这次毕业设计还熟练的掌握了运用工具书和查阅资料的能力。扎实的基础、领悟能力和充分的知识储备是顺利完成毕业设计的首要条件而且也是对综合能力的培养。这次的毕业设计题目是负压式自动灌装机。由于人们对灌装饮料的需求量越来越大，所以灌装机也越来越受到重视。作为包装机的一种形式，灌装机以灌装准确、效率高成为饮料灌装的首选机器。本次课题主要研究了负压式灌装机的灌液机构和传动机构。通过从利于环保、高效率等方面设计考虑设计此负压式自动灌装机。设计包括：电机的选择，零件的设计计算、执行机构的设计计算、总体布局等。负压式自动灌装机发展迅速，其技术发展趋势主要体现在高生产率、自动化、单机多功能、组成生产线、采用相关新技术这五个方面。 高生产率：负压式灌装机的生产率已从每分钟数件发展到数10件，热成型充填封口机的生产率可达500件/分钟以上。 自动化：向自动化程度相当高的多工位灌装机发展。该机型有充填和抽真空两个转台，充填转台有6个工位，完成供袋、投料、注液预封口，直至将包装件转至抽真空转台。抽真空转台有12个工位，也就是12个真空室，完成抽真空和封口，直至成品输出，生产率可达40袋/分钟，主要用于包装软罐头。 单机多功能：在单机上实现多功能，可方便地扩大使用范围。实现单机多功能必须采用模块化设计，通过功能模块的变换和组合，成为适用于不同包装材料、包装物品、包装要求的不同类型的真空包装机。代表性的产品有德国BOSCH公司所属的HESSER厂生产的多工位制袋真空包装机，其制袋、称重、充填、抽真空、封口等多种功能可在一台单机上完成。 组成生产线：当需要的功能越来越多时，将所有的功能集中在一个单机上会使结构非常复杂，操作维修也不方便，这时可把功能不同、效率相匹配的几种机器组合成功能较齐全的生产线。如法国CRACECRYOYA和ISTM公司研制的鲜鱼真空包装生产线、瑞典树宏国际有限公司与瑞典纺织研究院研制的纺织品真空包装系统等。 采用相关新技术：在包装方法上大量采用充气包装取代真空包装，将充气成分、包装材料与充气包装机三方面的研究紧密结合起来；在控制技术上，更多地应用计算机技术和微电子技术；在封口方面应用热管和冷封口技术，也可以将先进的装置直接安装在真空包装机上，如装上计算机控制的粗粒物料高精度组合秤；在旋转或真空包装机上，应用先进高速的圆弧面凸轮分度机械等。 （论文）任务书 学生姓名 学号 专业班级 题 目 负压灌装机机械设计 指导教师 职 称 课题类型 设计 论文 课题来源 教师科研课题 教师生产实际课题 学生自立课题 毕业设计（论文）起止时间 2009 年 月 日至 2010 年 月 日 一、毕业设计（论文）的主要内容及要求 1、开题报告和文献阅读 （ 1）文献阅读：查阅 文献应不少于 15 篇，其中外文文献不少于 2 篇 ， 近 5 年内的文献 数 一般不少于文献总数的 1/3，并应有近 2 年内 的文献。 （ 2）文献综述： 3000 字以上， 包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等 。 （ 3）开题报告： 2000 字以上， 包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等 。 （ 4）外文翻译： 3000 字以上（翻译成中文后的汉字字数）。 2、课题要解决的主要问题和具体要求 液体灌装是自动灌装（包装）线上的重要组成部分，在饮料 、 酒 、 液体保健品 、 药液等的包装能提高效率，提高质量，在这些行业中需求量很大。要求采用负压灌装，保证质量， 灌装头高度可以调节，适应不同规格，结构简单，自动化程度高等优点。重点在于确定方案 、 输送及定位机构的设计。 3、论文 ： 10000 字 以上 （部分特殊专业根据实际情况，经教务办确认，可适当调整有关字数方面的要求），包括绪论、正文、结论、参考文献等。 4、装配图、主要零件图六张以上。 二、主要参考文献 杨秀霞 J2009,(21):255张春雨 ,王成 ,王星星等 J2007,(2):89指导教师推荐参 考文献 5 篇，近 3 年内的文献至少 3 篇 ，尽量推荐期刊和论文集。 指导教师签名： 年 月 日 专业教研室意见： 同意下达任务书 不同意下达任务书 教研室主任签 章 ： 年 月 日 注： 任务书由指导教师填写 ，专业教研室主任审核，要求在毕业设计（论文）工作开始前下达。 I 负压灌装机机械设计 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 业设计的目的 . 1 业设计的主要技术参数和要求 . 1 要参数 . 1 求 . 1 压式灌装机的应用价值及设计意义 . 1 增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力 . 2 改善劳动条件，避免污染危害环境 . 2 节约原材料减少浪费，降 低成本 . 2 提高生产效率，加速产品的不断更新 . 2 压式灌装机的发展水平 . 2 第 2 章 负压式灌装机的总体方案设计 . 3 艺方案设计 . 3 器的总体布局 . 3 动方案设计 . 4 行机构的方案拟订 . 5 作头 . 5 体容量的调节方法 . 6 面的控制方法 . 6 箱高度的调节方法 . 7 缸和气阀的控制方法 . 7 作台 的控制方案 . 7 出拨轮的设计方案 . 8 制方式选择 . 8 动方案的选择 . 8 源的选用 . 8 第 3 章 传动系统设计计算 . 10 动与动力参数设计计算 . 10 比法选择动力源 . 10 总传动比及传动比的分配 . 10 轴参数的计算 . 11 动零件设计计算 . 13 的选择和校核 . 13 轮的确定和校核 . 16 轴的较核 . 19 承的较核 . 23 第 4 章 执行机构零部件的设计计算 . 23 拨轮的设计计算 . 23 轮的设计计算 . 24 限位器的设计计算 . 25 箱的计算 . 26 第 5 章 负压式自动灌装机的安装、润滑、维护和安全技术 . 26 压式自动灌装机的安装 . 26 器的润滑 . 27 全技术 . 28 第 6 章 结论 . 29 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 附 录 . 错误 !未定义书签。 要 随着人们生活水平的提高，灌装饮料由于它的方便、口味多样、便宜日益被人们所接受。从此灌装机便越来越受到商家的青睐。本论文要介绍的就是负压式自动灌装机。 负压式自动灌装机就是在密闭的灌装容器上有一支真空管通至真空泵。在灌装容器上腔施以的低真空气压，容器内的空气经工作头回气管被抽出，此时容器内气压与灌装缸上腔气压相等，液体在负压的作用 下对容器进行充填。由于负压的作用，灌装时不会出现液体泄露的现象。 本机器采用的是整体式液箱，箱内有插槽，每个插槽都对应一定的容积，在更换容积时只须将插板插入相应的插槽内，即可实现换液。 传动部分主要由齿轮组成，因为齿轮有传动精度高，使用寿命长的特点，避免了因频繁更换零件而出现工位误差的缺点。 本灌装机的设计可以实现灌液容量的可调。有较高的效率、可靠性和可维修性。 关键词 ：灌装机；负压式；灌液 s s t is to s is by is of be he is a to go to on on On he in is he in is to he is to on to to is is is is in of to in n is of or as a of s is so it In 1 第 1章 绪 论 业设计的目的 本次毕业设计主要的目的是培养学生的综合实践能力以及以前所学知识的掌握能力。通过本次设计来提高学生对机构分析、机械设计的能力，巩固学生对专业课知识的理解和掌握。通过这次设计我们要达到的目的 1）学会在实际设计中应用理论知识，加强和巩固对这些知识的理解。 2）培养我们正确的机械设计的思维方式，掌握一般机械设计的规程和方法。 3）培养我们查阅资料的能力，并且通过本次设计使我们对国家关于零件的 标准有所了解。 业设计的主要技术参数和要求 要参数 （ 1）灌装头数： 24 （ 2）生产能力： 24 48 瓶 /分 （ 3）瓶子规格： 瓶径： 40 80高： 60 160 要求 （ 1）负压式容积式灌装机 （ 2）适用低黏度的果汁或饮品 （ 3）变料清洁方便 （ 4）省料不浪费，定量准确。 压式灌装机的应用价值及设计意义 液体灌装是包装的重要组成部分，主要包括在食品领域中对啤酒、饮料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油印调味品的包装还包括洗涤类日化、矿物油和农药 2 等化工类液体产品的包装。液体灌装机械 有相当一大部分用于食品行业，尤其是饮料制造业。 负压式灌装机主要用于水饮料 (矿泉水和纯净水等 )，还包括植物蛋白饮料、果莱汁、茶饮料及含乳饮料。近几年来发展很快的不含气饮料助保健型和营养型，随着人民生活水平的提高，消费量会逐年增加。 大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性 (或称柔性 )的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展向，同时也可以获得巨大的经济效益 增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力 现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以说在很多场合用巧妙 的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方面大都是手工操作无法胜任和媲美的。随着商品的多样化这一点越来越引起了人们的重视。另外用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染，从而保证食品、药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。 改善劳动条件，避免污染危害环境 对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性的，爆炸、放射性的，以及必须放置在暗室中的物品，实现了包装的机械化和自动化便可大大改善操作条件避免污染危害环境，至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作如能实现机械化 和自动化则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高生产效率。 节约原材料减少浪费，降低成本 有些粉末、液体物料在手工包装过程宁容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若改为机械包装则会大大减少损失。 提高生产效率，加速产品的不断更新 机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。 由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，是非常重要的。 压式灌装机的发展水平 负压式灌装机只能灌装黏度不大的液体，但根据容积的不同，瓶的直径和 高度是可以改变的。它最大的优点是它可以灌装带污染的液体，例如医药、农药等。它的负压式工作头与瓶口严密接触，不留空隙，液箱的容积是固定的，灌液完成 3 后由于负压作用，液体会全部流到瓶里，不会泄漏到瓶子外面，也不会有残留液体流到外面。因此负压式灌装机的市场是很有前景的。 负压式灌装机在发展专用机种的同为满足现代灌装的实际需要正在不断扩大其通用能力，积极开发各种新型的通用灌装机。负压式灌装机正向联动化、高速化，并相应提高自动化技术水平使设备功能逐步完善。 第 2章 负压式灌装机的总体方案设计 艺方案设计 由于本机的工作头需要 用管子与负压气源连接在一起，所以注液箱得固定，不能随托盘同步转动。 工艺原理图 ：进瓶 分瓶 工作台升 灌液 工作台降 出瓶 器的总体布局 图 24 动方案设计 图 2图 2视图 动力由电机传出来，通过带传动第一级降速传给减速器，再由减速器进行第二次降速传给轴 2，在 2 轴上有槽轮和锥齿轮两个零件，槽轮连接的是水平轴 12。在 12 轴上有两个凸轮，一个是控制气缸的凸轮，另一个是控制气阀的凸轮；槽轮连接的 是轴 3，槽轮是间歇机构，可以进行机构运动和停止的功能，当槽轮机构主轴 凸轮 减速器 电机 5 的圆柱销与槽相接触时，是机器的送瓶阶段。在这个阶段里整个机构处于运动状态，动力通过 3 轴、 4 轴的加速至主轴 5 轴， 5 轴是空套的，分内轴和空心轴，这两部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力，又可以使垂直运动不受阻碍。在送瓶运动阶段里， 5 轴的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心轴，通过由花键传给内轴，从而使工作台做旋转运动。进出拨轮与主轴是内联的。先通过 6轴的锥齿轮传给水平轴 7 轴，再通过两个等传动比的直齿轮传给水平轴 8 轴和 /8轴，然后通过锥齿轮 9 轴和 /9 轴传给两个拨轮，即进拨轮和出拨轮，由于 8 轴和/8 轴上的两个直齿轮位于 7 轴直齿轮的两边，所以 9 轴和 /9 轴的旋转方向正好相反，使两个拨轮的旋转方向也正好相反，以达到送进瓶和送出瓶的作用。在进瓶的过程中，螺旋限位器有很重要的作用。当带传动把瓶送到螺旋限位器的末端时，旋转的螺旋限位器只有一端能将瓶纳入限位器的槽内，即一周只能进一个瓶，他起到限位的 作用，以防止多个瓶挤在进拨轮前使瓶发生破损的现象。 当 24 个瓶全部到位时，就是灌液的阶段了。此时的槽轮处于间歇的状态，但是轴 12 是通过锥齿轮与轴 2 相连，进行连续运动的。它所带动的两个凸轮的工作时间已经设计好：当槽轮运动时，凸轮处于近休阶段；当槽轮间歇时，凸轮就处于远休阶段。此时凸轮工作，凸轮 1 是控制升降气缸的，当凸轮升程接触到触点时气缸上升，把工作台拖起，然后凸轮远休气缸保压，使工作台处于最高点的位置，接着控制真空泵的凸轮也接触到了气阀，真空泵开启工作，吸瓶内的气体通过负压使液体流入瓶内。待液体灌装完毕后 ，凸轮 2 降程真空泵停止工作。接着是凸轮 1 也与气阀脱离接触气缸下降。这是整个机器的一个循环。 然后，槽轮机构的圆柱销与槽相接触继续工作，如此循环下去，使机器 连续工作。 行机构的方案拟订 作头 在工作头的边上有一支真空管通至真空泵。在工作头与瓶口接触的地方有垫圈，能与瓶口紧密接触不留空隙，使之与外界的空气不能交流。在工作头的吸气孔施以 低真空气压，当凸轮接触到控制真空泵的气阀 图 2，瓶内的空气经工作头 的吸气孔和回气管被抽出。此时，瓶内气压与工作头的吸气孔的气压相等，液体在吸引力的作用下经工作头对瓶进行灌装。用于灌装的 6 液箱内的液体的容积是定量的，所以当液箱内的液体没了以后，液体 就不再流进瓶里，灌装结束。工作头的送液管及吸气管下端残留的液体和气泡，会在吸引力的作用下被吸到瓶内，液体不会洒落到瓶或工作台上。这就是负压灌装的过程。负压灌装时的低真空度应适当，真空度过高，可能造成软包装 (如 的变形；真空度过低，工作头上吸气管就不会将工作头送液管的口处和吸气孔的孔壁的液体吸到瓶内，造成 液体泄漏。如图 2 液体容量的调节方法 整个定量灌液箱是环行的，在箱的内部有可以插入隔板的槽。槽的位置是计算出来的，每个槽的位置对应一个容量，当要换量灌装时，只须把隔板插入相应的槽即可。为了保证不使液体泄漏出去，在隔板的三面加上食用胶，这样就避免了泄漏。整个液箱分成 25 个区，每个区一面是定量装液的，另一面是空区，当液箱上升时定量的液体会全部被吸到瓶里，而多余的液体会顺着空区流回液箱内。保证不会存液。如图 2 2 图 2 2 液 面的控制方法 本机液箱内的液体高度由传感元件控制。当液面下降到传感元件以下时，传感元件发出指令，上端的进液口打开，液体流到箱内。当液体到达一定高度时， 7 上端的进液口又堵死停止进液。 箱高度的调节方法 液箱高度的调节是由高度调节器控的，它安装在四个支撑架上。高度调节器是由带有外螺纹的上、下支撑杆和带有内螺纹的旋 转可调环组成。在下支撑杆的下方有刻度线， 图 2 当调节高度时，用扳手转动可调环，使下方 的准线对准支撑杆的刻度线即可。如图2 气缸和气阀的控制方法 气缸和气阀是由凸轮控制的，两个凸轮在同一根轴上，它们的运动是同步的。而两个气阀都是触点式的，只要凸轮碰到触点， 图 2们就开始运动。如图 2 作台的控制方案 工作台的轴是空套的，分内轴和空心轴，这两部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力， 图 2可以使垂直运动不受阻碍。工作台的运动分为两个阶段：即水平旋 转运动和垂直升降运动。在水平运动阶段里，工作台的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心轴，通过由花键传给内轴。在垂直运动阶段里，工作台的上下垂直运动是靠下面的气缸的推力直接传给内轴使工作台上升和下降的。如图 2 8 出拨轮的设计方案 进出拨轮的转动是由主轴轮直接通过齿轮传过来的，所以传动比十分准确。它的直径也是有要求的，在进出拨轮的节线处应该与上挡板的节线相切，为了避免在节线处产生冲击，进出拨的线速度应该与上挡板的线速度相同，因此 拨轮的节线应与挡板节线的直径的比值 图 2该如图 2制方 式选择 工作台的升降是由气缸控制的。因为气缸即可以提供较大的动力，又没有污染，而且噪音也小。 动方案的选择 传动部分主要由工作台、进出拨轮、螺旋限位器和控制气阀的凸轮组成，所以它们的传动比应该十分准确。因此，在设计时采用传动比准确的齿轮和万向节，把它们连接在一起。 源的选用 1）它以空气为介质，工作介质容易获得，使用后的气体排放到空气中去，处理方便，不必设置回收气体的容器和管道。 2）因空气黏度很小，（约为液压油动力黏度懂得万分之一），其流动阻力损失很小，所以便于集中供气原距离输送 ，如有外泄漏的情况不会像液压传动那样严重污染环境。 3）与液压传动相比，气压传动的动作迅速，反应快，维护简单，工作介质清洁，不存在介质变质等问题。 9 4）工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、震动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。 5） 本低，过载能自动保护。 基于以上原因，所以决定选用气源装置。 10 第 3章 传动系统设计计算 动与动力参数设计计算 比法选择动力源 根据类比法选择电机。在金叶食品厂实习时，其电机选择为 但由于我在设计时没加入变速机构，所以决定选用调速电机，又由于是轻工机械所以功率不用太大。选择 功率为 额定转矩为 转速范围 125_1250r/ 额定转差率为 重量 55 总传动比及传动比的分配 机器的工作效率范围是 24 /分，又因为是轻工机械，所以按高生产率 48计算，完全可以满足设计和安全要求。 考虑到螺旋限位器的摆放位置需要一定的空间，所以在液箱周围设置了 25个工位，在进、出拨轮之间的一个是 空位，其上无工作头。所以，一周仍然是 24个工位。 此机器的工作头一周期是2524转，每分钟 22448 周期，所以工作头每分钟转过2548转。 在设计时，槽轮机构的动停比设为21k，槽数为 6 槽，圆柱销为 1 的槽轮，每周期 30 秒，运动时间即送瓶时间为 10 秒，停止时间即灌液时间为 20 秒。 在计算总传动比时，其工作头转速应为瞬时转速，即每分钟不停转动时的总转数。 托盘 转速： m r进出拨轮转速： m r 螺旋限位器转速： m r 总传动比为： 各传动比的分配如下： 11 i 带轮的传动比 502 i 减速器的传动比 313 i 槽轮的时间比 1254 i 轴与轴的传动比 1255 i 轴与轴的传动比 216 i 轴与轴的传动比 217 i 轴与轴的传动比 18i 轴与轴的传动比 219 i 轴与轴的传动比 3110i 轴与轴的传动比 2111i 轴与轴的传动比 112i 轴与轴的传动比 1 = 传送带的效率 2 = 3 4 5 轴参数的计算 电机轴 50r/式 50T= 00 （ 3 轴 1 = （ 3 1n = 10in m r（ 3 T 139 55 9 55 0 528 10100 50 424 . . . . 轴 2 =n ni 210050 2 / m i n N 239 55 9 55 0 4752 102 2269 . . .轴 3 4 =12 n i n 16 131 / m i n N 339 55 9 55 0 4234 101 4043 47 . . . . 轴 4 5=n ni 41512125 2 4 . / m i n T 439 55 9 55 0 4066 102 4 1617 9 . . . . 轴 4 5=n ni r 52 451214425 5 76 . / m i n . / m i n 539 55 9 55 0 3905 105 76 647 4 . . . . / m i n 轴 4 5=n ni 65 761211 52 . . / m i n N 639 55 9 55 0 375 1011 52 310 87 . . . . 轴 4 5=m T 739 55 9 55 0 36 1023 04 169 22 . . . . 轴 4 5=n ni 823 041 23 04 . . / m i n 13 T 839 55 9 55 0 3457 1023 04 143 3 . . . . 轴 4 5=n ni 923 041246 08 . . / m i n N 939 55 9 55 0 332 1046 08 68 8 . . . . 轴 4 5=n ni 1023 041369 12 . . / m i n N 01039 55 9 55 0 3457 1069 12 47 76 . . . . 轴 4 5=n ni 01169 1212138 24 . . / m i n N 11139 55 9 55 0 332 10138 24 22 94 . . . . 轴 4 5=n n 2 / m i n T 21239 55 9 55 0 4066 102 1941 5 . . . 传动零件设计计算 的选择和校核 1） 计算功率P= n=250r/表 3工作情况系数 1由式 3 c （ 3 14 2） V 带型号 根据械设计图 3定，选 A 型带。 3）定带轮基准直径 选择小带轮直径 3定 取 5验算带速： 由式 3 d /5075100060 1 （ 3 小于 5 d （ 3 4）确定中心距 0.7(dd+d) a 2(dd+d) （ 3 a 525 取 00式 3 )(22 +02)( = （ 3 取标准械设计 表 3 取 400确定中心距 a 由式 3 （ 3 a 的调整范围 d 5 4 21 4 0 a x （ 3 d 4791 4 0 i n （ 3 5）验算包角 由式 3 a dd d （ 3 6）确定带的功率及根数 查机械设计书 15 41 c 32 c 153 c 54 c 17000L 502602 n （ 3 由式 3 1(1(80 K （ 3 由式 3 0 2 6 1(4142 （ 3 由式 3 0 0 7 6 d （ 3 由式 3 1 8 4 l g ()( 423210 （ 3 由式 3 1 9 0 7 6 6 3 6 7 210 （ 3 由式 3 c （ 3 初拉力 （ 3 查机械设计书 表 3 由式 3 c 9 6 7 00 220 （ 3 轴压力 由式 3 822 i i （ 3 16 轮的确定和校核 对轴和轴齿轮的校 1）确定齿轮的材料 小齿轮的材料为 40质处理 查机械设计书 表 5硬度为 241齿轮 火处理 查机械设计书 表 5硬度为 156 取 162齿轮精度等级 8级（ 88）查图 5901 402 2)计算应力循环次数 N 设齿轮的预期寿命为 10年 由式 5 h 611 83 0 010( （ 3 612 （ 3 3）计算许用接触应力 查机械设计书 图 5 械设计书 式 5 121 Z 由机械设计式 5 取 1械设计式 51S 选精加工齿轮 取 械设计式 5M p 6 0 11l i i （ 3 M p 22l i i 12 计算取 M 06 2 4）接触疲劳强度确定中心距 由机械设计书 式 5 转速不高初取 12取 械设计书 表 5 8 由机械设计书 式 5 co ss 26)(2)1( 3 23 2 17 （ 3 初取 30 5）计算模数 （ 3 取 3m 6）计算齿数 由式 5 45) 2 3 02)1( 21 um （ 3 1 0 （ 3 分度圆直径： 3534511 （ 3 24310822 齿顶圆直径： 416135211 （ 3 306324222 基圆直径： b o o （ 3 b o o 圆周速度： 311 （ 3 7）校核齿面接触疲劳强度： 由于电机平稳 查机械设计表 5 取 1由 01 1 （ 3 查机械设计图 5 取 002.1 a 922 3 （ 3 由 （ 3 查机械设计图 5 取 查机械设计表 5 得 k 18 由式 5 载荷系数： 2 6 2 （ 3 8）计算端面重合 度齿顶压力角 3 0 4ar t a n( t a n)t a n( t a n2 1 2211 20t a t a 0t a t a 1 （ 3 由机械设计式 5 8 5 6 9 Z （ 3 由机械设计式 5 M p 7 4 4 32 6 2 6 （ 3 M H 506 满足要求 9）校核齿根的弯曲疲劳强度 451 Z 1082 Z 查机械设计图 5 械设计图 5 械设计公式 5 Y （ 3 查机械设计 图 5 2901F 1602F 查机械设计 图 5 11械设计取 2S 由机械设计书 公式 5 121 19 M p 2 9 0 21m i i （ 3 M p 160 22m i nl i 由机械设计式 5 4 7 4 4 3 0 5 7 62 6 2 1111 p （论文）任务书 学生姓名 学号 专业班级 题 目 负压灌装机机械设计 指导教师 职 称 课题类型 设计 论文 课题来源 教师科研课题 教师生产实际课题 学生自立课题 毕业设计（论文）起止时间 2009 年 月 日至 2010 年 月 日 一、毕业设计（论文）的主要内容及要求 1、开题报告和文献阅读 （ 1）文献阅读：查阅 文献应不少于 15 篇，其中外文文献不少于 2 篇 ， 近 5 年内的文献 数 一般不少于文献总数的 1/3，并应有近 2 年内 的文献。 （ 2）文献综述： 3000 字以上， 包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等 。 （ 3）开题报告： 2000 字以上， 包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等 。 （ 4）外文翻译： 3000 字以上（翻译成中文后的汉字字数）。 2、课题要解决的主要问题和具体要求 液体灌装是自动灌装（包装）线上的重要组成部分，在饮料 、 酒 、 液体保健品 、 药液等的包装能提高效率，提高质量，在这些行业中需求量很大。要求采用负压灌装，保证质量， 灌装头高度可以调节，适应不同规格，结构简单，自动化程度高等优点。重点在于确定方案 、 输送及定位机构的设计。 3、论文 ： 10000 字 以上 （部分特殊专业根据实际情况，经教务办确认，可适当调整有关字数方面的要求），包括绪论、正文、结论、参考文献等。 4、装配图、主要零件图六张以上。 二、主要参考文献 杨秀霞 J2009,(21):255张春雨 ,王成 ,王星星等 J2007,(2):89指导教师推荐参 考文献 5 篇，近 3 年内的文献至少 3 篇 ，尽量推荐期刊和论文集。 指导教师签名： 年 月 日 专业教研室意见： 同意下达任务书 不同意下达任务书 教研室主任签 章 ： 年 月 日 注： 任务书由指导教师填写 ，专业教研室主任审核，要求在毕业设计（论文）工作开始前下达。 I 负压灌装机机械设计 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 业设计的目的 . 1 业设计的主要技术参数和要求 . 1 要参数 . 1 求 . 1 压式灌装机的应用价值及设计意义 . 1 增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力 . 2 改善劳动条件，避免污染危害环境 . 2 节约原材料减少浪费，降 低成本 . 2 提高生产效率，加速产品的不断更新 . 2 压式灌装机的发展水平 . 2 第 2 章 负压式灌装机的总体方案设计 . 3 艺方案设计 . 3 器的总体布局 . 3 动方案设计 . 4 行机构的方案拟订 . 5 作头 . 5 体容量的调节方法 . 6 面的控制方法 . 6 箱高度的调节方法 . 7 缸和气阀的控制方法 . 7 作台 的控制方案 . 7 出拨轮的设计方案 . 8 制方式选择 . 8 动方案的选择 . 8 源的选用 . 8 第 3 章 传动系统设计计算 . 10 动与动力参数设计计算 . 10 比法选择动力源 . 10 总传动比及传动比的分配 . 10 轴参数的计算 . 11 动零件设计计算 . 13 的选择和校核 . 13 轮的确定和校核 . 16 轴的较核 . 19 承的较核 . 23 第 4 章 执行机构零部件的设计计算 . 23 拨轮的设计计算 . 23 轮的设计计算 . 24 限位器的设计计算 . 25 箱的计算 . 26 第 5 章 负压式自动灌装机的安装、润滑、维护和安全技术 . 26 压式自动灌装机的安装 . 26 器的润滑 . 27 全技术 . 28 第 6 章 结论 . 29 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 附 录 . 错误 !未定义书签。 要 随着人们生活水平的提高，灌装饮料由于它的方便、口味多样、便宜日益被人们所接受。从此灌装机便越来越受到商家的青睐。本论文要介绍的就是负压式自动灌装机。 负压式自动灌装机就是在密闭的灌装容器上有一支真空管通至真空泵。在灌装容器上腔施以的低真空气压，容器内的空气经工作头回气管被抽出，此时容器内气压与灌装缸上腔气压相等，液体在负压的作用 下对容器进行充填。由于负压的作用，灌装时不会出现液体泄露的现象。 本机器采用的是整体式液箱，箱内有插槽，每个插槽都对应一定的容积，在更换容积时只须将插板插入相应的插槽内，即可实现换液。 传动部分主要由齿轮组成，因为齿轮有传动精度高，使用寿命长的特点，避免了因频繁更换零件而出现工位误差的缺点。 本灌装机的设计可以实现灌液容量的可调。有较高的效率、可靠性和可维修性。 关键词 ：灌装机；负压式；灌液 s s t is to s is by is of be he is a to go to on on On he in is he in is to he is to on to to is is is is in of to in n is of or as a of s is so it In 1 第 1章 绪 论 业设计的目的 本次毕业设计主要的目的是培养学生的综合实践能力以及以前所学知识的掌握能力。通过本次设计来提高学生对机构分析、机械设计的能力，巩固学生对专业课知识的理解和掌握。通过这次设计我们要达到的目的 1）学会在实际设计中应用理论知识，加强和巩固对这些知识的理解。 2）培养我们正确的机械设计的思维方式，掌握一般机械设计的规程和方法。 3）培养我们查阅资料的能力，并且通过本次设计使我们对国家关于零件的 标准有所了解。 业设计的主要技术参数和要求 要参数 （ 1）灌装头数： 24 （ 2）生产能力： 24 48 瓶 /分 （ 3）瓶子规格： 瓶径： 40 80高： 60 160 要求 （ 1）负压式容积式灌装机 （ 2）适用低黏度的果汁或饮品 （ 3）变料清洁方便 （ 4）省料不浪费，定量准确。 压式灌装机的应用价值及设计意义 液体灌装是包装的重要组成部分，主要包括在食品领域中对啤酒、饮料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油印调味品的包装还包括洗涤类日化、矿物油和农药 2 等化工类液体产品的包装。液体灌装机械 有相当一大部分用于食品行业，尤其是饮料制造业。 负压式灌装机主要用于水饮料 (矿泉水和纯净水等 )，还包括植物蛋白饮料、果莱汁、茶饮料及含乳饮料。近几年来发展很快的不含气饮料助保健型和营养型，随着人民生活水平的提高，消费量会逐年增加。 大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性 (或称柔性 )的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展向，同时也可以获得巨大的经济效益 增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力 现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以说在很多场合用巧妙 的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方面大都是手工操作无法胜任和媲美的。随着商品的多样化这一点越来越引起了人们的重视。另外用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染，从而保证食品、药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。 改善劳动条件，避免污染危害环境 对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性的，爆炸、放射性的，以及必须放置在暗室中的物品，实现了包装的机械化和自动化便可大大改善操作条件避免污染危害环境，至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作如能实现机械化 和自动化则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高生产效率。 节约原材料减少浪费，降低成本 有些粉末、液体物料在手工包装过程宁容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若改为机械包装则会大大减少损失。 提高生产效率，加速产品的不断更新 机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。 由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，是非常重要的。 压式灌装机的发展水平 负压式灌装机只能灌装黏度不大的液体，但根据容积的不同，瓶的直径和 高度是可以改变的。它最大的优点是它可以灌装带污染的液体，例如医药、农药等。它的负压式工作头与瓶口严密接触，不留空隙，液箱的容积是固定的，灌液完成 3 后由于负压作用，液体会全部流到瓶里，不会泄漏到瓶子外面，也不会有残留液体流到外面。因此负压式灌装机的市场是很有前景的。 负压式灌装机在发展专用机种的同为满足现代灌装的实际需要正在不断扩大其通用能力，积极开发各种新型的通用灌装机。负压式灌装机正向联动化、高速化，并相应提高自动化技术水平使设备功能逐步完善。 第 2章 负压式灌装机的总体方案设计 艺方案设计 由于本机的工作头需要 用管子与负压气源连接在一起，所以注液箱得固定，不能随托盘同步转动。 工艺原理图 ：进瓶 分瓶 工作台升 灌液 工作台降 出瓶 器的总体布局 图 24 动方案设计 图 2图 2视图 动力由电机传出来，通过带传动第一级降速传给减速器，再由减速器进行第二次降速传给轴 2，在 2 轴上有槽轮和锥齿轮两个零件，槽轮连接的是水平轴 12。在 12 轴上有两个凸轮，一个是控制气缸的凸轮，另一个是控制气阀的凸轮；槽轮连接的 是轴 3，槽轮是间歇机构，可以进行机构运动和停止的功能，当槽轮机构主轴 凸轮 减速器 电机 5 的圆柱销与槽相接触时，是机器的送瓶阶段。在这个阶段里整个机构处于运动状态，动力通过 3 轴、 4 轴的加速至主轴 5 轴， 5 轴是空套的，分内轴和空心轴，这两部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力，又可以使垂直运动不受阻碍。在送瓶运动阶段里， 5 轴的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心轴，通过由花键传给内轴，从而使工作台做旋转运动。进出拨轮与主轴是内联的。先通过 6轴的锥齿轮传给水平轴 7 轴，再通过两个等传动比的直齿轮传给水平轴 8 轴和 /8轴，然后通过锥齿轮 9 轴和 /9 轴传给两个拨轮，即进拨轮和出拨轮，由于 8 轴和/8 轴上的两个直齿轮位于 7 轴直齿轮的两边，所以 9 轴和 /9 轴的旋转方向正好相反，使两个拨轮的旋转方向也正好相反，以达到送进瓶和送出瓶的作用。在进瓶的过程中，螺旋限位器有很重要的作用。当带传动把瓶送到螺旋限位器的末端时，旋转的螺旋限位器只有一端能将瓶纳入限位器的槽内，即一周只能进一个瓶，他起到限位的 作用，以防止多个瓶挤在进拨轮前使瓶发生破损的现象。 当 24 个瓶全部到位时，就是灌液的阶段了。此时的槽轮处于间歇的状态，但是轴 12 是通过锥齿轮与轴 2 相连，进行连续运动的。它所带动的两个凸轮的工作时间已经设计好：当槽轮运动时，凸轮处于近休阶段；当槽轮间歇时，凸轮就处于远休阶段。此时凸轮工作，凸轮 1 是控制升降气缸的，当凸轮升程接触到触点时气缸上升，把工作台拖起，然后凸轮远休气缸保压，使工作台处于最高点的位置，接着控制真空泵的凸轮也接触到了气阀，真空泵开启工作，吸瓶内的气体通过负压使液体流入瓶内。待液体灌装完毕后 ，凸轮 2 降程真空泵停止工作。接着是凸轮 1 也与气阀脱离接触气缸下降。这是整个机器的一个循环。 然后，槽轮机构的圆柱销与槽相接触继续工作，如此循环下去，使机器 连续工作。 行机构的方案拟订 作头 在工作头的边上有一支真空管通至真空泵。在工作头与瓶口接触的地方有垫圈，能与瓶口紧密接触不留空隙，使之与外界的空气不能交流。在工作头的吸气孔施以 低真空气压，当凸轮接触到控制真空泵的气阀 图 2，瓶内的空气经工作头 的吸气孔和回气管被抽出。此时，瓶内气压与工作头的吸气孔的气压相等，液体在吸引力的作用下经工作头对瓶进行灌装。用于灌装的 6 液箱内的液体的容积是定量的，所以当液箱内的液体没了以后，液体 就不再流进瓶里，灌装结束。工作头的送液管及吸气管下端残留的液体和气泡，会在吸引力的作用下被吸到瓶内，液体不会洒落到瓶或工作台上。这就是负压灌装的过程。负压灌装时的低真空度应适当，真空度过高，可能造成软包装 (如 的变形；真空度过低，工作头上吸气管就不会将工作头送液管的口处和吸气孔的孔壁的液体吸到瓶内，造成 液体泄漏。如图 2 液体容量的调节方法 整个定量灌液箱是环行的，在箱的内部有可以插入隔板的槽。槽的位置是计算出来的，每个槽的位置对应一个容量，当要换量灌装时，只须把隔板插入相应的槽即可。为了保证不使液体泄漏出去，在隔板的三面加上食用胶，这样就避免了泄漏。整个液箱分成 25 个区，每个区一面是定量装液的，另一面是空区，当液箱上升时定量的液体会全部被吸到瓶里，而多余的液体会顺着空区流回液箱内。保证不会存液。如图 2 2 图 2 2 液 面的控制方法 本机液箱内的液体高度由传感元件控制。当液面下降到传感元件以下时，传感元件发出指令，上端的进液口打开，液体流到箱内。当液体到达一定高度时， 7 上端的进液口又堵死停止进液。 箱高度的调节方法 液箱高度的调节是由高度调节器控的，它安装在四个支撑架上。高度调节器是由带有外螺纹的上、下支撑杆和带有内螺纹的旋 转可调环组成。在下支撑杆的下方有刻度线， 图 2 当调节高度时，用扳手转动可调环，使下方 的准线对准支撑杆的刻度线即可。如图2 气缸和气阀的控制方法 气缸和气阀是由凸轮控制的，两个凸轮在同一根轴上，它们的运动是同步的。而两个气阀都是触点式的，只要凸轮碰到触点， 图 2们就开始运动。如图 2 作台的控制方案 工作台的轴是空套的，分内轴和空心轴，这两部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力， 图 2可以使垂直运动不受阻碍。工作台的运动分为两个阶段：即水平旋 转运动和垂直升降运动。在水平运动阶段里，工作台的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心轴，通过由花键传给内轴。在垂直运动阶段里，工作台的上下垂直运动是靠下面的气缸的推力直接传给内轴使工作台上升和下降的。如图 2 8 出拨轮的设计方案 进出拨轮的转动是由主轴轮直接通过齿轮传过来的，所以传动比十分准确。它的直径也是有要求的，在进出拨轮的节线处应该与上挡板的节线相切，为了避免在节线处产生冲击，进出拨的线速度应该与上挡板的线速度相同，因此 拨轮的节线应与挡板节线的直径的比值 图 2该如图 2制方 式选择 工作台的升降是由气缸控制的。因为气缸即可以提供较大的动力，又没有污染，而且噪音也小。 动方案的选择 传动部分主要由工作台、进出拨轮、螺旋限位器和控制气阀的凸轮组成，所以它们的传动比应该十分准确。因此，在设计时采用传动比准确的齿轮和万向节，把它们连接在一起。 源的选用 1）它以空气为介质，工作介质容易获得，使用后的气体排放到空气中去，处理方便，不必设置回收气体的容器和管道。 2）因空气黏度很小，（约为液压油动力黏度懂得万分之一），其流动阻力损失很小，所以便于集中供气原距离输送 ，如有外泄漏的情况不会像液压传动那样严重污染环境。 3）与液压传动相比，气压传动的动作迅速，反应快，维护简单，工作介质清洁，不存在介质变质等问题。 9 4）工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、震动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。 5） 本低，过载能自动保护。 基于以上原因，所以决定选用气源装置。 10 第 3章 传动系统设计计算 动与动力参数设计计算 比法选择动力源 根据类比法选择电机。在金叶食品厂实习时，其电机选择为 但由于我在设计时没加入变速机构，所以决定选用调速电机，又由于是轻工机械所以功率不用太大。选择 功率为 额定转矩为 转速范围 125_1250r/ 额定转差率为 重量 55 总传动比及传动比的分配 机器的工作效率范围是 24 /分，又因为是轻工机械，所以按高生产率 48计算，完全可以满足设计和安全要求。 考虑到螺旋限位器的摆放位置需要一定的空间，所以在液箱周围设置了 25个工位，在进、出拨轮之间的一个是 空位，其上无工作头。所以，一周仍然是 24个工位。 此机器的工作头一周期是2524转，每分钟 22448 周期，所以工作头每分钟转过2548转。 在设计时，槽轮机构的动停比设为21k，槽数为 6 槽，圆柱销为 1 的槽轮，每周期 30 秒，运动时间即送瓶时间为 10 秒，停止时间即灌液时间为 20 秒。 在计算总传动比时，其工作头转速应为瞬时转速，即每分钟不停转动时的总转数。 托盘 转速： m r进出拨轮转速： m r 螺旋限位器转速： m r 总传动比为： 各传动比的分配如下： 11 i 带轮的传动比 502 i 减速器的传动比 313 i 槽轮的时间比 1254 i 轴与轴的传动比 1255 i 轴与轴的传动比 216 i 轴与轴的传动比 217 i 轴与轴的传动比 18i 轴与轴的传动比 219 i 轴与轴的传动比 3110i 轴与轴的传动比 2111i 轴与轴的传动比 112i 轴与轴的传动比 1 = 传送带的效率 2 = 3 4 5 轴参数的计算 电机轴 50r/式 50T= 00 （ 3 轴 1 = （ 3 1n = 10in m r（ 3 T 139 55 9 55 0 528 10100 50 424 . . . . 轴 2 =n ni 210050 2 / m i n N 239 55 9 55 0 4752 102 2269 . . .轴 3 4 =12 n i n 16 131 / m i n N 339 55 9 55 0 4234 101 4043 47 . . . . 轴 4 5=n ni 41512125 2 4 . / m i n T 439 55 9 55 0 4066 102 4 1617 9 . . . . 轴 4 5=n ni r 52 451214425 5 76 . / m i n . / m i n 539 55 9 55 0 3905 105 76 647 4 . . . . / m i n 轴 4 5=n ni 65 761211 52 . . / m i n N 639 55 9 55 0 375 1011 52 310 87 . . . . 轴 4 5=m T 739 55 9 55 0 36 1023 04 169 22 . . . . 轴 4 5=n ni 823 041 23 04 . . / m i n 13 T 839 55 9 55 0 3457 1023 04 143 3 . . . . 轴 4 5=n ni 923 041246 08 . . / m i n N 939 55 9 55 0 332 1046 08 68 8 . . . . 轴 4 5=n ni 1023 041369 12 . . / m i n N 01039 55 9 55 0 3457 1069 12 47 76 . . . . 轴 4 5=n ni 01169 1212138 24 . . / m i n N 11139 55 9 55 0 332 10138 24 22 94 . . . . 轴 4 5=n n 2 / m i n T 21239 55 9 55 0 4066 102 1941 5 . . . 传动零件设计计算 的选择和校核 1） 计算功率P= n=250r/表 3工作情况系数 1由式 3 c （ 3 14 2） V 带型号 根据械设计图 3定，选 A 型带。 3）定带轮基准直径 选择小带轮直径 3定 取 5验算带速： 由式 3 d /5075100060 1 （ 3 小于 5 d （ 3 4）确定中心距 0.7(dd+d) a 2(dd+d) （ 3 a 525 取 00式 3 )(22 +02)( = （ 3 取标准械设计 表 3 取 400确定中心距 a 由式 3 （ 3 a 的调整范围 d 5 4 21 4 0 a x （ 3 d 4791 4 0 i n （ 3 5）验算包角 由式 3 a dd d （ 3 6）确定带的功率及根数 查机械设计书 15 41 c 32 c 153 c 54 c 17000L 502602 n （ 3 由式 3 1(1(80 K （ 3 由式 3 0 2 6 1(4142 （ 3 由式 3 0 0 7 6 d （ 3 由式 3 1 8 4 l g ()( 423210 （ 3 由式 3 1 9 0 7 6 6 3 6 7 210 （ 3 由式 3 c （ 3 初拉力 （ 3 查机械设计书 表 3 由式 3 c 9 6 7 00 220 （ 3 轴压力 由式 3 822 i i （ 3 16 轮的确定和校核 对轴和轴齿轮的校 1）确定齿轮的材料 小齿轮的材料为 40质处理 查机械设计书 表 5硬度为 241齿轮 火处理 查机械设计书 表 5硬度为 156 取 162齿轮精度等级 8级（ 88）查图 5901 402 2)计算应力循环次数 N 设齿轮的预期寿命为 10年 由式 5 h 611 83 0 010( （ 3 612 （ 3 3）计算许用接触应力 查机械设计书 图 5 械设计书 式 5 121 Z 由机械设计式 5 取 1械设计式 51S 选精加工齿轮 取 械设计式 5M p 6 0 11l i i （ 3 M p 22l i i 12 计算取 M 06 2 4）接触疲劳强度确定中心距 由机械设计书 式 5 转速不高初取 12取 械设计书 表 5 8 由机械设计书 式 5 co ss 26)(2)1( 3 23 2 17 （ 3 初取 30 5）计算模数 （ 3 取 3m 6）计算齿数 由式 5 45) 2 3 02)1( 21 um （ 3 1 0 （ 3 分度圆直径： 3534511 （ 3 24310822 齿顶圆直径： 416135211 （ 3 306324222 基圆直径： b o o （ 3 b o o 圆周速度： 311 （ 3 7）校核齿面接触疲劳强度： 由于电机平稳 查机械设计表 5 取 1由 01 1 （ 3 查机械设计图 5 取 002.1 a 922 3 （ 3 由 （ 3 查机械设计图 5 取 查机械设计表 5 得 k 18 由式 5 载荷系数： 2 6 2 （ 3 8）计算端面重合 度齿顶压力角 3 0 4ar t a n( t a n)t a n( t a n2 1 2211 20t a t a 0t a t a 1 （ 3 由机械设计式 5 8 5 6 9 Z （ 3 由机械设计式 5 M p 7 4 4 32 6 2 6 （ 3 M H 506 满足要求 9）校核齿根的弯曲疲劳强度 451 Z 1082 Z 查机械设计图 5 械设计图 5 械设计公式 5 Y （ 3 查机械设计 图 5 2901F 1602F 查机械设计 图 5 11械设计取 2S 由机械设计书 公式 5 121 19 M p 2 9 0 21m i i （ 3 M p 160 22m i nl i 由机械设计式 5 4 7 4 4 3 0 5 7 62 6 2 1111 p