機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-啤酒灌裝機(jī)

1、<p><b>　　設(shè)計(jì)題目：</b></p><p><b>　　啤酒灌裝機(jī)</b></p><p>　　班號(hào)： </p><p>　　成員： </p><p>　　教師：

2、</p><p>　　時(shí)間： 2012年3月至5月</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對(duì)啤酒瓶連續(xù)灌裝，轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇，以實(shí)現(xiàn)灌裝，加蓋等工序?yàn)楸ＷC這些工位能夠準(zhǔn)確地灌

3、裝、加蓋、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：加蓋；工位4：輸入包裝好的容器。</p><p><b>　　圖1旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)</b></p><p><b>　　1.1.1設(shè)計(jì)背景</b></p><p>　　城市小餐館越來越多，隨著人們生活水平的提高，喝啤酒越發(fā)成為大眾首選的慶祝方式，我們的思

4、想是立足該現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)小型的灌裝機(jī)，適用于中小餐館，該裝置的應(yīng)用一方面改善人們的生活質(zhì)量，一方面增加餐館的額外利潤(rùn)。</p><p><b>　　1.1.2設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　啤酒自動(dòng)灌裝機(jī)是通過圓柱凸輪軌跡實(shí)現(xiàn)瓶子上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)啤酒的自動(dòng)灌裝入瓶。其主要的工藝路線有:1.將空瓶子送入該工位轉(zhuǎn)盤，；2.在灌裝工位上均等分次灌裝啤酒；3.在加蓋工位上

5、將蓋子壓下；4.送出成品。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求</p><p><b>　　1.2.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　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)等常見機(jī)構(gòu)。</p><p>　　2.）設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。</p><p>　　3.）

6、圖紙上畫出旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)地運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖分配各機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)節(jié)拍。</p><p>　　4.）solidworks軟件對(duì)連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運(yùn)動(dòng)曲線圖。用圖解法或解析法設(shè)計(jì)連桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　5.）凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。按凸輪機(jī)構(gòu)的工作要求選擇從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定基圓半徑，對(duì)盤狀凸輪要用電算法計(jì)算出理論輪廓、實(shí)際輪廓線。畫出從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律線圖及凸輪輪廓線圖。&l

7、t;/p><p>　　6.）齒輪減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　7.）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。</p><p>　　8.）完成計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)演示。</p><p><b>　　1.2.2原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　瓶子參數(shù)如下：瓶蓋d=28mm，瓶身直徑：D=75mm，高度238mm，瓶重

8、430g</p><p>　　啤酒瓶容積500ml，灌裝流量100ml/s</p><p>　　2．機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。ǜ娇傮w設(shè)計(jì)圖）</b></p><p>　　簡(jiǎn)述工作原理，工藝動(dòng)作</p><p>　　2.2 執(zhí)行構(gòu)件個(gè)數(shù)，詳述執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型</p>

9、<p>　　2.2.1構(gòu)件個(gè)數(shù)：楔塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，圓柱凸輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　2.2.2涉及執(zhí)行機(jī)構(gòu)如下：</p><p>　　1）凸輪連桿機(jī)構(gòu)——控制楔塊從而實(shí)現(xiàn)將皮帶的勻速直線運(yùn)動(dòng)換為被載瓶子的間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2）圓柱凸輪機(jī)構(gòu)——應(yīng)用于灌裝，瓶頂觸發(fā)有效避免泡沫，且運(yùn)作平穩(wěn)。</p><

10、p>　　3）二級(jí)齒輪機(jī)構(gòu)——用于減速器，將主軸轉(zhuǎn)速分配至各個(gè)軸。</p><p><b>　　3 .具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1齒輪變速箱的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1動(dòng)力機(jī)的選擇</p><p>　　1，選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)</p><p>　　因?yàn)檠b置的載荷

11、比較平穩(wěn)，因此可選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，它具有國(guó)際互換性，有防止粉塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的特點(diǎn)，B級(jí)絕緣，工作環(huán)境也能滿足要求。而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。</p><p>　　2，確定電動(dòng)機(jī)功率和型號(hào)</p><p>　　根據(jù)要求所需動(dòng)力平穩(wěn)，速度較低，由《機(jī)械零件手冊(cè)》得，Y100L-6比較合理，可滿足使用要求，其主要性能指標(biāo)如下：</p><p>　　

12、3.1.2各傳動(dòng)比的計(jì)算</p><p>　　記Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ...Ⅷ軸的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2、n3...n8已知：</p><p><b>　　傳動(dòng)比計(jì)算:</b></p><p><b>　　主軸Ⅰ到軸Ⅳ傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　主軸Ⅰ到軸Ⅵ傳動(dòng)比</b>

13、</p><p>　　主軸Ⅰ到軸Ⅶ、Ⅷ傳動(dòng)比</p><p>　　3.1.3分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比:</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)分析我們先把主軸Ⅰ速度降到軸Ⅲ再由軸Ⅲ分配到各傳動(dòng)軸，具體如下：</p><p>　　主軸Ⅰ—5.2()—Ⅱ—6()—Ⅲ </p><p>　　計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p>

14、<p><b>　　1）各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　?、褫S轉(zhuǎn)速： （——電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速）</p><p><b>　?、蜉S轉(zhuǎn)速： </b></p><p><b>　?、筝S轉(zhuǎn)速： </b></p><p><b>　　Ⅳ軸轉(zhuǎn)速：

15、 </b></p><p><b>　　Ⅴ軸轉(zhuǎn)速： </b></p><p><b>　?、鲚S轉(zhuǎn)速： </b></p><p>　?、?、Ⅷ軸轉(zhuǎn)速： </p><p>　　附：其余選擇標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)</p><p><b>　　

16、3.2 凸輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3．2.1外觀圖如右圖所示：</p><p>　　設(shè)計(jì)預(yù)期要求：將凸輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成楔塊的直線往返運(yùn)動(dòng)，參數(shù)如下：</p><p>　　周期1秒（0.75s控制楔塊進(jìn)，0.25s控制楔塊退）；基圓半徑：60mm；行程80mm.</p><p>　　3.2.2 凸輪相關(guān)參數(shù)如下圖：&

17、lt;/p><p>　　3.3灌裝轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)工位</p><p>　　3.3.1工作原理：我們采用的是瓶頂觸發(fā)的方式使用五個(gè)工位處的定量灌裝，優(yōu)點(diǎn)在于這樣伸進(jìn)去的長(zhǎng)管可以防止泡沫的形成，有效的避開了泡沫的難題。</p><p>　　3.3.2有設(shè)計(jì)搜集參數(shù)可知：采用循環(huán)演算法嗎，我們假設(shè)的頭數(shù)是12頭，根據(jù)角速度w=30度每秒，我們可得有效灌裝工位是五個(gè)，灌裝主軸的半徑

18、根據(jù)與皮帶輪中送上來的瓶子剛好同時(shí)到達(dá)的條件，我們求的主軸半徑R=400mm。綜合該工位設(shè)計(jì)參數(shù)如下：</p><p>　　瓶蓋d=28mm，瓶身直徑：D=75mm，高度238mm，瓶重430g， 啤酒瓶容積500ml，灌裝流量100ml/s。</p><p>　　3.3.3總體效果圖如下：</p><p><b>　　3.4風(fēng)火輪的設(shè)計(jì)</b>

19、;</p><p>　　3.2.1風(fēng)火輪的尺寸計(jì)算</p><p>　　因?yàn)轱L(fēng)火輪與灌裝工位相嚙合，所以二者線速度V相等。主軸w=30度每秒，半徑R=400mm，線速度V=0.21m/s。可以求得風(fēng)火輪的設(shè)計(jì)參數(shù)w=72度每秒，半徑R=167mm。</p><p>　　3.2.2整體外觀效果圖如下：</p><p>　　3.5 壓蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

20、</p><p><b>　　3.5.1參數(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　壓蓋機(jī)構(gòu)速度快，效率高，為防止工時(shí)被浪費(fèi)，同時(shí)他與灌裝工位所起作用相同，利用風(fēng)火輪的嚙合作用將其合理過渡至相應(yīng)位置。所以在灌裝保證了強(qiáng)度的前提下，我們將灌裝參數(shù)減半作為加蓋機(jī)構(gòu)的參數(shù)，也必然滿足強(qiáng)度要求。同時(shí)轉(zhuǎn)速加倍，提高了加蓋效率。</p><p>　　3.5.2整

21、體效果圖如下：</p><p>　　4．機(jī)械運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力分析</p><p>　　4.1原動(dòng)機(jī)類型及參數(shù)選擇</p><p>　　詳細(xì)計(jì)算見減速器的設(shè)計(jì)；</p><p>　　附：其余選擇標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)</p><p>　　5．機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　5．1類型選擇及分布</p>

22、;<p>　　首先，使用帶傳動(dòng)將啤酒瓶送到第一個(gè)工位，進(jìn)行液體灌裝，經(jīng)過風(fēng)火輪然后送至加蓋機(jī)構(gòu)，為提高效率將尺寸做相應(yīng)調(diào)整，最后以最節(jié)約空間為目的以帶傳動(dòng)反向?qū)⑵渌统觥?lt;/p><p>　　5.2總傳動(dòng)比及其到各軸的分配</p><p>　　由上述數(shù)據(jù)分析我們先把主軸Ⅰ速度降到軸Ⅲ再由軸Ⅲ分配到各傳動(dòng)軸，具體如下：　</p><p>　　主軸Ⅰ—5.2

23、()—Ⅱ—6()—Ⅲ </p><p>　　（參考齒輪減速器附圖6）</p><p>　　6．機(jī)械總體布局與造型</p><p>　　7．本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)分析，改進(jìn)建議，課設(shè)小結(jié)等 </p><p>　　在這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)過程中，我們學(xué)會(huì)了很多東西。通過小組成員的密切配合和艱苦的奮斗，我們完成了啤酒灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)。從前期的方案構(gòu)想，到中期方案

24、的選定以及詳細(xì)的零件裝配體的設(shè)計(jì)，再到后期的整個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我們相繼遇到并克服了重重困難，我們不斷地進(jìn)行討論，摩擦雖然最終否定了我們第一套方案——高樓玻璃擦洗機(jī)的設(shè)計(jì)，但是也教會(huì)我們方案要深入分析其可行性的道理。啤酒灌裝機(jī)設(shè)計(jì)過程包括，電動(dòng)機(jī)的選用，推瓶機(jī)構(gòu)的選用，以及某一動(dòng)作發(fā)生時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)間的協(xié)調(diào)。尤其是各個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)可以采用的機(jī)構(gòu)我們進(jìn)行細(xì)致的討論，并最終選擇了簡(jiǎn)單易行的方案。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過

25、程中，我們也更加深刻的理解了一個(gè)道理，這就是團(tuán)隊(duì)精神，不論一個(gè)人的能力有多么的強(qiáng)大，如果不能很好的融入一個(gè)團(tuán)隊(duì)，那么這個(gè)團(tuán)隊(duì)就不可能取得很好的成績(jī)，因?yàn)閹讉€(gè)人合起來的所產(chǎn)生的動(dòng)力絕對(duì)比幾個(gè)人單獨(dú)的個(gè)人加起來的動(dòng)力要大的多，相信在今后的工作生活中我們一定會(huì)懂得融入自己的團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)就是自己的目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)的利益永遠(yuǎn)大于自己的利益，將個(gè)人的得失放在后面，將團(tuán)隊(duì)的利益擺在第一位，這樣達(dá)到預(yù)期的目的。在本次設(shè)計(jì)過程中，我們對(duì)自己的團(tuán)隊(duì)做了很好的

26、分工，設(shè)計(jì)工作考慮其周密性，我們是集體討論制，雖然費(fèi)時(shí)些，但同時(shí)擦出很多思想火花，學(xué)到很多東西。其他的被分成幾部分：傳動(dòng)系統(tǒng)圖繪制，減速器設(shè)計(jì)部分，灌裝工位詳細(xì)設(shè)計(jì)，加蓋機(jī)構(gòu)以及凸輪連桿機(jī)構(gòu)，報(bào)告的撰寫等，我們分工明確，每個(gè)人的任務(wù)量相當(dāng)，任何其他兩人的工作都需要?jiǎng)e的同學(xué)的指示，形成了一個(gè)良性循環(huán)，每個(gè)人都盡心完成自己的工作，在團(tuán)隊(duì)里每個(gè)人都發(fā)揮著不可替代的作用，也都受到其余人的協(xié)助，最后在三個(gè)人的密切配合下，終于達(dá)成預(yù)期的目標(biāo)，完成了