机械原理课程设计

说明书。设计题目：旋转型灌装机。

学院：机械与电子工程学院。

专业：机械设计制造及其自动化。

学生姓名：赵成勇。

班级：机械本121班学号2012211146

指导教师姓名：王峥。

最终评定成绩。

2024年12月16日。

章伟张祥赵成勇。

设计题目：旋转型灌装机。

目录。1.设计题目2 1.1设计题目及原始数据2 1.2设计方案及提示3

1.3设计任务3

2.旋转型灌装机的工作原理及其功能原理4 2.1旋转型灌装机工作原理4 2.2灌装功能分解4 2.3运动机构的设计5 2.4传送机构的设计6

2.5齿轮的设计6

3.旋转型灌装机机构运动总体方案7

4.旋转型灌装机构的装配图13

5.心得体会15

旋转型灌装机。

1.1设计题目及原始数据。

设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等。为保证在这些工位上能准确的灌装、封口，应有定位装置。

如图一中工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：

封口；工位4：输出包装好的容器。

图一：旋转型灌装机图二：三维图。

该机构采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见下表。

旋转型灌装机技术参数表。

转台直径mm 电动机转速r/min 灌装转速r/min

a 600 1440 10

b 550 1440 12

c 500 960 10

1.2设计方案提示。

1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。

2.采用软木塞或金属冠盖封口，它们可由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入（或通过压盖模将瓶盖紧固在）瓶口。设计者只需设计做直线往复运动的压盖机构。

压盖机构可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。

3.此外，需要设计间歇性传动机构，以实现工作转台间歇转动。为保证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。

间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。定位（锁紧）机构可采用凸轮机构等。

1.3设计任务。

1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构；

2.设计传动系统并确定其转动比分配，并在图纸上画出传动系统图；

3.图纸上画出旋转灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍；

4.点算法对连杆机构进行速度、加速度分析；

5.凸轮机构的设计计算；

6.齿轮机构的设计计算；

7.编写设计计算上说明书。

旋转型灌装机工作原理及其功能原理。

2.1旋转型灌装机工作原理。

在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等。为保证在这些工位上能准确的灌装、封口，应有定位装置。如图2.

1，根据工作要求，即灌装机在同一个原动机的驱动下将待灌装液体和待压盖的瓶送入工位1；同时工作台做间歇的旋转运动，将待加工瓶依次送入工位2和工位3；在工位2和工位3时分别对工件进行定位夹紧，同时分别进行灌装和压盖封口动作；待工位3进行压盖封口结束后，加工后的瓶随工作台旋转进入工位4，即输出工位，由传送带送往下一个加工工序位置。

图三：灌装工作原理图。

2.2灌装功能分解。

根据灌装机的工作原理和设计任务书，为满足灌装机整体的要求，可以将灌装机的功能分为以下几个功能：

1.工件输入功能；

2.工件定位和夹紧功能；

3.工件的灌装功能；

4.工件的压盖封口功能；

5.工件的输出功能。

2.3运动机构的设计。

灌装机构采用凸轮机构，如图所示，此方案采用图示的凸轮机构，凸轮的连续转动，升程和回程不断地交替，再由于弹簧的作用，便实现了灌装活动塞的上下往复运动。当凸轮处于回程时，活塞往上运动，此时灌装瓶吸入液体，凸轮继续运动，推动活塞向下运动，此时为升程过程，此时灌装机构对空瓶进行灌装，如此往复运动就能实现灌装功能。

图四：凸轮。

压盖封口机构采用对心曲柄滑块，曲柄与轴固接，轴的连续转动从而带动杆上下运动，从而实现压盖封口机构的上下往复运动，转动一个工位就压盖封口一次，继而实现对瓶子的压盖封口操作。

图五：压盖机构。

2.4传送机构的设计。

使用传送带连续的，以一定的速度不断向工作台传送工件，设计好在单位时间内进入工作台的瓶子数量就行了。使用连续传送能够满足大批量生产，与间隙传送相比传送稳定，震动小，一般不会出现打滑现象，能满足灌装过程安全，可靠进行。但是考虑到如果只是简单地运动皮带来传送工件，由于皮带上工件是连续排列的，皮带轮也是连续运动的，而工作台是间歇旋转转动的这样会导致工位意处出现工件的累积，对生产造成影响。

所以要求皮带轮上的工件排放应相隔一段适当的距离，这样便有效的避免了在工位一处的工件累计现象。

图六：传送机构。

2.5齿轮的设计。

根据相关的齿轮数据，运用三维软件的相关的插件，设计出所需的齿轮。

图七：圆锥齿轮图八：圆柱齿轮。

减速机构。减速机构的设计，根据设计要求及上述分析，我们小组想到了利用所学的行星轮系来实现减速的目的，下面是运动机构图及具体的齿轮参数。

图九：减速机构。

齿数模数分度圆直径mm 传动比压力角齿轮1 59 2.5 47.5 60 20

齿轮2 20 2.5 50 60 20

齿轮3 20 2.5 50 60 20

齿轮4 60 2.5 150 20

间歇性传动机构采用六工位槽轮机构。

图十：槽轮机构。

灌装瓶固定紧机构。

图十一：固定机构。

旋转灌装机传动机构的选择与分析。

机械的传动机构，是将动力源所提供的动力方式、方向或转速加以定向的改变，从而被人们有目的的加以利用。常见的传动机构有带传动、链条传动、齿轮传动、皮带传动。各传动机构都有其特点和使用场合。

1）齿轮传动：

能够传递任意两轴间的运动和动力，传动平稳，可靠，效率高，寿命长，结构简单紧凑，传动速度和功率范围广，可实现较大的传动比。但是齿轮的制造和安装要求较高，加工制造困难，不宜远距离传送。

2）带传动：

可以缓和冲击和震动，带传动中心距不受限制，只要配以合适的紧链机构，理论上可以适用于两轴中心距较大的传动场合；可以通过打滑提高设备的防过载能力；传递效率较低，易出现皮带打滑造成皮带磨损剧烈；造价低廉，不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护等特点。但是传动比不明确，过载时将引起打滑，使皮带运动状态处于不稳定状态；滑动损失大，磨损加剧，严重影响皮带寿命。

3）链传动：

能保证准确的平均传动比；传动的功率大，且张力小，传动的效率高；能在低速重载和高温条件下及露天等不良环境中工作；和齿轮传动比较，它可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力。

1.灌装机构的设计。

根据设计要求及系统方案图，我们小组选用如下灌装机构：

1）设定的数值：

1）容器高度h为250mm；

2）活塞运动范围s为48mm；

3）推杆和活塞总长l为200mm；

4）滚子直径d=8mm；

5）容器顶部距离活塞最近距离为12mm;

图十二：加料桶图十三：和塞。

图十四：加料机构。

2.凸轮：此凸轮用于灌装工位，利用远近休带动推杆和活塞来完成灌装，设定活塞的最大推程48mm,凸轮的安装高度480mm。以下为凸轮的具体设计过程：

我们的设定凸轮数据如下：

1）基圆半径r=40mm;

2）行程s=48mm；

3）推程角q1=180；

4）回程角q2=100；

5）近休止角q3=60；

6）远休止角q4=40；

图十五：凸轮。

3.槽轮机构。

图十六：槽轮从动轮草图。

图十七：槽轮主动轮草图。

旋转灌装机构装配图。

图十八：旋转型灌装机主视图。

图十九：旋转型灌装机左视图。

图二十：旋转型灌装机俯视图。

图二十一：旋转型灌装机轴侧视图。

心得体会。机械原理课程设计心得：经过两周的奋战我们的课程设计终于完成了，在这次课程设计中我学到得不仅是专业的知识，还有的是如何进行团队的合作，因为任何一个作品都不可能由单独某一个人来完成，它必然是团队成员的细致分工完成某一小部分，然后在将所有的部分紧密的结合起来，并认真调试它们之间的运动关系之后形成一个完美的作品。

这次课程设计，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱，不知从何入手。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，树立了对自己工作能力的信心，信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。

章伟张祥赵成勇。

机械原理课程设计

机械原理课程设计

机械原理课程设计

机械原理课程设计

其他用户还读了