课程设计-旋转型灌装机.doc

机械原理课程设计说明书
设计课题:旋转型灌装机


动力工程与过程装备系过程装备与动力工程专业
设计者


指导老师陶峰
2 0 0 8 年 0 7 月 0 3 日


旋转型灌装机
设计要求
设计旋转型灌装机,在转动工作台上对容器连续灌装流体,转台要有多工位
停歇,以实现灌装,封口等工序。同时设计定位装置用用来保证这些工位上能够
准确地灌装,封口。,工位1:输入空瓶;工位2:灌装;工位3:
封口;工位4:输出灌装好的容器。

该机采用电动机驱动,传动方式为机械传动,其主要参数如下
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
功能分解
本机器的功能是实现流体自动灌装,容器的输入与输出在一条传送带上进
行,其中经由一个可进行停歇运动的旋转工作台,并且经过工作台的旋转使得工
作槽口旋转两次工作角度进行灌装以及压紧。容器输送至工作台的槽口中,通过
夹紧装置夹紧后通过它来使得输入的容器可以便于进行容器的灌装,压盖等工
序。其运动功能可分解为如下几个工艺动作:
输入空瓶
容器经由传送带进入旋转工作台的槽口之中,并且由槽口处的夹紧装置进行
夹紧,停止前进。
灌装
旋转工作台旋转一个工作角度(本设计为60°),带有容器的槽口在其工位
上方由灌瓶泵向容器中灌注流体,泵由一凸轮机构控制其开关。
封口
灌注后再旋转一个工作角度,采用软木塞或金属瓶盖进行封口,由一凸轮机构
控制导杆做直线往复运动,由导杆将瓶盖或软木塞压入瓶口。
输出灌装好的容器
压盖完成后再旋转一个工作角度,将灌装并且压紧好的容器经由传送带输
出。
机构选用
利用设计目录,并根据技术、经济以及相容性的要求,确定几个重要工艺动
作的的执行构件所要用的执行机构,已分别实现其不同功能
工作台旋转(功能)——圆周停歇运动(工艺动作)——齿轮机构----槽轮机构(执
行机构)
灌装——直线往复停歇运动——凸轮机构
压紧——直线往复停歇运动——凸轮机构
本小组选用A组参数
机构设计
根据设计要求,转动工作台应进行间歇运动,机构中必须要设置可以进行停
歇运动的装置与工作台相连接。考虑到转动工作台的运动为间歇圆周运动,具体
可以设置槽轮机构。同时要考虑到电动机的转速相当大,槽轮机构所要求的转速
并不高,不宜有很大的冲击,所以要有传动机构来进行减速。在工作台旋转时,
为了保证灌装及压盖的顺利进行,要设置夹紧机构将输入的容器加紧,以方便灌
装。另外灌装与压紧并不是一直进行,所以要设置适合工作台工作周期的机构辅
助完成这两道工序。各个机构的设计如下
1 凸轮机构


在进行灌装工序时要实现与转动台同步灌装,必须要由机构控制灌注工位上
方的灌瓶泵的开关,与此同时压紧工序也需要由一直线往复停歇运动的压盖装置
进行压紧,这两处均可设计凸轮机构来完成。
选用的凸轮压力角均为零,基圆半径等参数如下图所示
2 槽轮机构
组装完成后的槽轮机构的立体图大致如下图所示

转动工作台要实现停歇运动,要实现工作台的间歇传动,所以选择外啮合槽
轮机构,槽轮与工作台采用同轴传动,有设计要求知槽轮的转速为10r/min,其
工艺要求要有6处槽口,主动拨盘的转速为6*10=60r/min。设计从动槽轮与主动
拨盘的中心距a为300mm,槽数z=6,圆销回转半径R=asin(π/z)=150mm,
圆销半径r=R/6=25mm,槽顶高H=acos(π/z)=260mm,槽底高h=a-(r+R)=125mm。
槽轮齿顶厚e设计为20mm,则锁止弧半径Rx=R-r-e=105mm。
3 齿轮机构(传动机构设计)
(1)根据电动机的转速以及最后实际生产所需求的转速,确定系统总传动比为
i=1440/(10*6)=24
由于电动机的转速非常大为1440r/min,而且槽轮机构不适合高速运转场
合,所以必须要使用齿轮机构将其转速降下,最后与槽轮机构的主动波盘向连接的齿轮的转速为60r/min。其传动机构如图示,由一行星轮机构与周转轮系相连接,其中齿轮5与槽轮机构的主动拨盘相连接,齿轮2 固定,齿轮1与电动机相连接,5个齿轮的各个参数理论计算值如下表(单位mm)
齿轮 1
齿轮 2
齿轮 3
齿轮 4
齿轮 5
分度圆直径
60
120
300
45
180
基圆





齿顶高


2