2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  目錄</b></p><p><b>  1. 題目 </b></p><p>  2. 設(shè)計(jì)題目及任務(wù) ????????????????????????? </p><p>  2.1 設(shè)計(jì)題

2、目 ??????????????????????????? </p><p>  2.2 設(shè)計(jì)任務(wù) ??????????????????????????? </p><p><b>  設(shè)計(jì)方案 </b></p><p>  3.方案一 ????????????????????????????? </p><p>  3

3、.1功能邏輯圖和功能原理解圖??????????????????? </p><p>  3.2工藝分解 ??????????????????????????? </p><p>  3.3機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖 ???????????????????? </p><p>  3.4方案總圖 ??????????????????????????? </p>

4、;<p>  3.5運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 ?????????????????????????? </p><p>  4.尺寸設(shè)計(jì) ????????????????????????????</p><p>  4.1 凸輪設(shè)計(jì) ??????????????????????????? </p><p>  4.2 槽輪設(shè)計(jì) ????????????????????

5、??????? </p><p>  4.3 齒輪設(shè)計(jì)??????????????????????????? </p><p>  4.4 其它機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ?????????????????????? </p><p>  5. 方案二 ????????????????????????????</p><p>  5.1功能邏輯圖和功能原理

6、解圖??????????????????? </p><p>  5.2工藝分解 ???????????????????????????</p><p>  6.機(jī)構(gòu)的選擇與比較???????????????????????? </p><p>  6.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較?????????????????????? </p><p>  

7、6.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較?????????????????????? </p><p>  7.小結(jié) ??????????????????????????????</p><p><b>  題目:旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)</b></p><p><b>  2、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>  設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)

8、型灌裝機(jī)。在轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)上對包裝容器(如玻璃瓶)連續(xù)灌裝流體(如飲料、酒、冷霜等),轉(zhuǎn)臺(tái)有多工位停歇,以實(shí)現(xiàn)灌裝、封口等工序。為保證在這些工位上能夠準(zhǔn)確的灌裝、封口,應(yīng)有定位裝置。如圖1所示,工位1:輸入空瓶; 工位2:灌裝; 工位3:封口; 工位4:輸出包裝好的容器。</p><p><b>  圖1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)</b></p><p><b>  2.1

9、設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>  該機(jī)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)方式為機(jī)械傳動(dòng)。技術(shù)參數(shù)見表1。</p><p>  表1 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>  2.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>  (1)連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析(每人做3個(gè)位置);</p><p> 

10、?。?)齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);</p><p> ?。?)凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì);</p><p> ?。?)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,總體運(yùn)動(dòng)方案圖;</p><p> ?。?)對連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度和加速度分析,并給出從動(dòng)件的位移、速度、加速度線圖。</p><p>  注:請每組選出一位組長,每位同學(xué)交設(shè)計(jì)說明書一份,2號圖紙2張,或3-4張3號圖紙。第15周交,同時(shí)

11、以小組為單位進(jìn)行答辯。要求統(tǒng)一用檔案袋存檔。</p><p>  2.3 設(shè)計(jì)方案提示</p><p> ?。?)采用灌裝泵灌裝流體,泵固定在某工位的上方。</p><p> ?。?)采用軟木塞或金屬冠蓋封口,它們可以由氣泵吸附在壓蓋機(jī)構(gòu)上,由壓蓋機(jī)構(gòu)壓入(或通過壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口)。設(shè)計(jì)者只需設(shè)計(jì)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的壓蓋機(jī)構(gòu)。壓蓋機(jī)構(gòu)可采用移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等平面連桿機(jī)

12、構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)。</p><p>  (3)此外,需要設(shè)計(jì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu),以實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠,還應(yīng)有定位(縮緊)機(jī)構(gòu)。間歇機(jī)構(gòu)可采用槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。定位縮緊機(jī)構(gòu)可采用凸輪機(jī)構(gòu)等。</p><p><b>  3、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>  根據(jù)給定題目,我組選定方案A為主要設(shè)計(jì)方案。根據(jù)A給出的參數(shù),電動(dòng)

13、 機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min,灌裝速度為10r/min。</p><p>  得出如下計(jì)算: 10*6/60=1罐/s 。所以灌裝的速度為1罐/s,由此推斷,在六工位轉(zhuǎn)臺(tái)上,每一秒鐘就要轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位,進(jìn)而得知槽輪主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為1r/s,而六工位轉(zhuǎn)臺(tái)每一個(gè)工位相對其轉(zhuǎn)動(dòng)中心的轉(zhuǎn)角為60°,再根據(jù)槽輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得知,主動(dòng)輪在每一秒鐘轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,只有60°的轉(zhuǎn)動(dòng)用來驅(qū)動(dòng)槽輪從動(dòng)輪做轉(zhuǎn)動(dòng),其余300&

14、#176;的轉(zhuǎn)動(dòng)用來定位。所以,1s的之間內(nèi),有1/6s的時(shí)間工位轉(zhuǎn)動(dòng),5/6s的時(shí)間工位靜止。而灌裝和封蓋的過程均要在這5/6s的時(shí)間內(nèi)完成,以此為前提,進(jìn)行我們的設(shè)計(jì)</p><p><b>  3.1 方案一 </b></p><p>  灌裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)輸瓶、灌裝、送蓋、壓蓋、卸瓶運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須滿足工藝上的運(yùn)動(dòng)要

15、求。此方案執(zhí)行構(gòu)件的功能邏輯圖如下圖所示:</p><p>  根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)邏輯功能圖,并由給定的條件,各機(jī)構(gòu)的相容性,各機(jī)構(gòu) - 5 - 的空間布置,類似產(chǎn)品的借鑒,從多種功能原理解中設(shè)計(jì)出兩個(gè)較為實(shí)際可行的方案?,F(xiàn)述方案</p><p>  為本組的最優(yōu)方案,其功能原理解如下圖:</p><p><b>  3.2 工藝分解</b>&l

16、t;/p><p><b>  1) 減速裝置 </b></p><p>  通過對于設(shè)計(jì)方案的分析,電機(jī)同時(shí)要帶動(dòng)凸輪,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),封蓋旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),做轉(zhuǎn)動(dòng)。對于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為1r/s,電機(jī)轉(zhuǎn)速為 1440/60=24r/s,因?yàn)榭紤]到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)只是推動(dòng)容器在固定工作臺(tái)上做滑動(dòng),受力及做功并不大,再加上盡量使機(jī)械結(jié)構(gòu)較為簡單,這一級的變速直接采用蝸輪蝸桿的減速傳

17、動(dòng),但是考慮到蝸輪蝸桿的傳動(dòng)效率低,最終仍然改為直齒圓柱 齒輪傳遞傳動(dòng)比為1:24。 </p><p>  為了使灌口和封蓋裝置的上下運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)相配合,與之連接的凸輪必須同時(shí)以1r/s的速度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),可以電機(jī)經(jīng)過減速后運(yùn)動(dòng)要通過無減速連接同時(shí)傳輸給凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸,但是考慮到凸輪為主要施力裝置,蝸輪蝸桿的傳動(dòng)由于機(jī)械效率較低導(dǎo)致能量的流失, 故可以考慮使用直齒圓柱齒輪的嚙合減速裝置。 </p>

18、<p>  封蓋裝置與轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的原理類似,要求其封蓋旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)每1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位,則其帶動(dòng)槽輪的主動(dòng)輪同樣以1r/s的速度旋轉(zhuǎn),所以將減速后的轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)通過不減速的傳動(dòng)傳遞給其槽輪主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)軸即可。 </p><p>  2) 容器輸入輸出裝置</p><p><b>  如圖所示</b></p><p>  固定工作臺(tái)以圖示的結(jié)構(gòu)

19、進(jìn)行制造, 外圓輪廓直徑為650mm傳送帶貫穿其內(nèi)部,寬度為100mm使得固定工作臺(tái)呈現(xiàn)“工”字形,傳送帶下方為固定工作臺(tái)支 撐,擋板和工作平面的關(guān)系如圖上。</p><p>  固定工作臺(tái)與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)安裝后如圖所示:</p><p>  旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的大圓直徑要小于固定工作臺(tái),大小為600mm,槽口相對于轉(zhuǎn)動(dòng) 中心為六等陣列分布,轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的槽口寬度和深度要與容器的直徑相等 (80mm)

20、,槽口開1.5*45的倒角,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的初始位置如圖,要保證有兩個(gè)槽 口與下面固定工作臺(tái)的開口相重疊。 </p><p><b>  工作原理:</b></p><p>  傳送帶上容器以一字排列的形式傳送過來,由于傳送帶延伸至固定工作臺(tái)圓 形輪廓以內(nèi)一段距離,容器由于帶傳動(dòng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入槽內(nèi)并與槽底緊貼,由于槽深 與其直徑相等,故只能且剛好容下一個(gè)容器,后面的容器不會(huì)因

21、為轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的 轉(zhuǎn)動(dòng)而出現(xiàn)卡夾的現(xiàn)象,并且容器在送料時(shí)不必遵循等間距的排列,降低工作難度。</p><p>  倒角的出現(xiàn)是為了容器能更好進(jìn)入,轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)直徑之所以小于固定工作 臺(tái),是因?yàn)樵谄渫鈬潭üぷ髋_(tái)面上還要設(shè)置擋板機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)容器的精確定位。 </p><p>  3)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)多工位間歇轉(zhuǎn)動(dòng)功能</p><p>  旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)由六位槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)

22、現(xiàn),如圖所示</p><p>  槽輪的主動(dòng)輪與電機(jī)減速后的轉(zhuǎn)軸剛性連接,以1r/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),槽輪則實(shí)現(xiàn)60°/s的間歇轉(zhuǎn)動(dòng),并且在后5/6s內(nèi)實(shí)現(xiàn)定位卡緊功能,槽輪與轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)同軸剛性連接,轉(zhuǎn)臺(tái)就實(shí)現(xiàn)了每秒一個(gè)工位的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。 </p><p>  4)各個(gè)工位的精確定位功能</p><p>  容器的定位功能通過轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的凹槽與固定工作臺(tái)的擋板

23、共同完成。如圖所示</p><p>  與轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)配合后如圖:</p><p>  擋板曲率半徑600mm,與固定工作臺(tái)剛性連接,與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)間隙配合,保證旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的通常轉(zhuǎn)動(dòng),而且盡量緊貼。擋板的高度不低于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),不得超過其兩倍厚度。</p><p>  工作原理:當(dāng)容器由皮帶傳入旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)凹槽內(nèi)后,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶 動(dòng)容器一起滑動(dòng),當(dāng)容器轉(zhuǎn)動(dòng)后由于失去

24、的傳送帶的約束,可能會(huì)因?yàn)殡x心作用或者不穩(wěn)定因素出現(xiàn)不能精確對心的情況, 此時(shí)擋板的作用在于限制了容器的位置,使其在很小的范圍內(nèi)移動(dòng)保證了容器與凹槽圓弧圓心的對齊,實(shí)現(xiàn)了較為精 確的定位。為后續(xù)灌裝和封蓋提供條件。 </p><p>  5)對容器的灌裝封口壓力結(jié)構(gòu)(凸輪機(jī)構(gòu))</p><p>  壓力封口和灌裝由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn),如圖所示</p><p>  凸輪的設(shè)

25、計(jì)后面詳細(xì)說明,其轉(zhuǎn)速為1r/s,每轉(zhuǎn)一周壓板會(huì)伴隨凸輪上下運(yùn)動(dòng)一次,壓板上有一“接灌口處” ,將流體灌口直接通入并且固定,灌口的中心 位于第二工位之上并且與第二工位凹槽圓弧的圓心共線。 這樣可以實(shí)現(xiàn)灌口與壓 板的同步上下運(yùn)動(dòng),控制灌口與固定工作臺(tái)平面的高度可以保證灌輸?shù)馁|(zhì)量。 </p><p>  壓板的另一端與換蓋吸蓋裝置的上表面的接觸,完成封蓋的壓力工作?;匚粡椈傻脑O(shè)置是為了使得壓力裝置的上表面與凸輪緊密接

26、觸。 </p><p>  6)送蓋,吸蓋,換蓋裝置 </p><p>  換蓋及吸蓋裝置由如圖所示的零件完成</p><p>  轉(zhuǎn)輪上每120°開一孔,氣泵可通入進(jìn)行吸蓋,封蓋處的孔中心要與下面轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)凹槽圓弧的圓心共線,轉(zhuǎn)軸處開方形孔,使轉(zhuǎn)輪可以在配套的方形軸上 上下滑移,并且隨著方形軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),初始位置如圖所示。罐蓋由傳送帶傳 至吸蓋口下一定

27、距離(基本與容器口同高) ,呈緊密排列。</p><p>  控制轉(zhuǎn)輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置由圖所示槽輪機(jī)構(gòu)完成</p><p>  槽輪主動(dòng)輪與電機(jī)經(jīng)減速后主動(dòng)軸剛性連接,轉(zhuǎn)速為1r/s,使得槽輪每1s 轉(zhuǎn)120°進(jìn)而帶動(dòng)與其同軸的轉(zhuǎn)輪1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位。槽輪另一表面的軸心處剛性連接一方形軸,方形軸可以與槽輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),方形軸同時(shí)通過轉(zhuǎn)輪的方形孔并與其間隙配合,保重滑動(dòng)的通暢。 </

28、p><p>  壓蓋及回位的原理如圖所示</p><p>  凸輪推動(dòng)的壓板與轉(zhuǎn)輪上表面接觸,并作用于轉(zhuǎn)輪的封蓋口上方,轉(zhuǎn)輪隨壓板的上下運(yùn)動(dòng)而在方軸上上下滑動(dòng),并且在向上回位和遠(yuǎn)休止的過程中通過方軸隨槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)??刂仆馆喌耐瞥炭梢酝瓿煞馍w的動(dòng)作。 </p><p>  工作原理:在凸輪推程的過程中,轉(zhuǎn)輪隨壓板而下降一定距離,封口吸有一 瓶蓋,完成封蓋的同時(shí),吸蓋口在瓶蓋傳

29、送處吸起瓶蓋,此時(shí)凸輪回程,轉(zhuǎn)輪上升同時(shí)槽輪帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位,而后再次完成一次封蓋的吸蓋過程,如此往復(fù) 實(shí)現(xiàn)與容器同步的封蓋動(dòng)作。</p><p>  根據(jù)上述執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式,可繪制出該方案的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖:</p><p>  3.4 運(yùn)動(dòng)方案總圖</p><p>  該系統(tǒng)由2個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng),齒輪1再與齒輪2 嚙合,實(shí)現(xiàn)1:2

30、4的減速,此時(shí),齒輪2一方面將此運(yùn)動(dòng)傳給與其同軸的錐齒輪 3和銷輪,錐齒輪3與錐齒輪4嚙合,傳動(dòng)比1:1,4再帶動(dòng)與其同軸的凸輪轉(zhuǎn) 動(dòng),為灌裝、壓蓋機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力來源。銷輪帶動(dòng)六角槽輪間歇性 轉(zhuǎn)動(dòng),1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位,轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)與六角槽輪同軸,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了每秒一個(gè)工 位的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面,齒輪2與等齒齒輪5嚙合,與齒輪5同軸的銷輪帶 動(dòng)三角槽輪轉(zhuǎn)動(dòng),換蓋轉(zhuǎn)盤與其同軸,實(shí)現(xiàn)了換蓋轉(zhuǎn)盤的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><

31、;p>  工作時(shí)空瓶沿傳動(dòng)皮帶做勻速直線運(yùn)動(dòng),被帶入轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)凹槽內(nèi),工作臺(tái) 旋轉(zhuǎn)時(shí),帶動(dòng)空瓶轉(zhuǎn)至下一個(gè)工位,凹槽與固定工作臺(tái)的擋板實(shí)現(xiàn)定位,保證灌 裝和封蓋的順利進(jìn)行。 </p><p>  工作時(shí),工作臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng)60°,凸輪旋轉(zhuǎn)一周,帶動(dòng)壓板完成一次灌裝和封 蓋,并且在回程和近休止的時(shí)候換蓋盤完成一次120°的旋轉(zhuǎn),工作臺(tái)停歇時(shí), 凸輪進(jìn)入推程,壓板向下運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)休時(shí)完成灌裝和壓蓋,同時(shí)

32、吸蓋,當(dāng)凸輪回程 和近休時(shí),工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng),壓板的換蓋盤通過彈簧回位,同時(shí)換蓋盤完成120°的 工位轉(zhuǎn)動(dòng)。如此往復(fù)。</p><p>  3.5 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 </p><p>  該機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案有4個(gè)執(zhí)行構(gòu)件需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。為了能比較直 觀的表示各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)在分配軸上所處的相位、起始時(shí)間和先后順序,我們在下圖所示的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖中,按比例分別繪制了六角槽輪、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、凸輪、灌

33、裝 機(jī)構(gòu)、壓蓋機(jī)構(gòu)、三角槽輪和壓蓋轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)。</p><p>  由于整體機(jī)構(gòu)的工作周期為6s,所以循環(huán)圖中,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)每轉(zhuǎn)一個(gè)工位 (60°)表示1s。在這1s中,工作臺(tái)在1/6s內(nèi)實(shí)現(xiàn)工位的轉(zhuǎn)換,5/6s內(nèi)停歇。灌裝封口機(jī)構(gòu)在一次工位轉(zhuǎn)換過程中,完成一次灌裝及封口的動(dòng)作。在工作臺(tái)旋 轉(zhuǎn)的同時(shí), 凸輪回程和近休,在彈簧的回復(fù)力作用下,壓板向上運(yùn)動(dòng)回復(fù)至原位,壓蓋轉(zhuǎn)盤通過三角槽輪和彈簧回復(fù)力實(shí)現(xiàn)向上回

34、位并旋轉(zhuǎn)換位;工作臺(tái)停歇時(shí),凸輪推程,壓板及壓蓋轉(zhuǎn)盤一起向下運(yùn)動(dòng),并在凸輪遠(yuǎn)休時(shí)進(jìn)行灌裝、封口、壓蓋轉(zhuǎn)盤的吸蓋工作。考慮到工作的安全性,為了實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的順利換位,可以在安裝時(shí),讓凸輪回程略微提前,工作臺(tái)再接著旋轉(zhuǎn),避免瓶口和壓板發(fā)生碰撞。</p><p><b>  四.尺寸設(shè)計(jì)</b></p><p><b>  4.1凸輪設(shè)計(jì)</b>&l

35、t;/p><p><b>  凸輪設(shè)計(jì)如圖所示</b></p><p>  凸輪按照圖的方位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 </p><p>  聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)與各部件的位置關(guān)系,設(shè)定瓶口距泵口的間距為7cm,泵口的上下間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的, 凸輪與推桿不存在偏距,所以可知,凸輪的推程為7cm, 泵口完成一次推程和回程需在工作臺(tái)停歇的時(shí)間內(nèi), 即5/6s

36、。 </p><p>  要求推程時(shí),實(shí)力緩慢平穩(wěn),并在遠(yuǎn)休時(shí)有充足時(shí)間進(jìn)行指定工作,所以設(shè)定推程角200°,遠(yuǎn)休角100°,回程角+近休角60°。 </p><p>  但是原來設(shè)計(jì)的凸輪輪廓含有凹角,會(huì)產(chǎn)生剛性沖擊,對零件有很大的損害,影響精度并且減少壽命。所以綜合考慮凸輪輪廓和角度,設(shè)計(jì)出推程角120°,遠(yuǎn)休100°,近休60

37、6;,這樣不但保證了這樣不僅保證了凸輪輪廓的合理,還有足夠的時(shí)間壓蓋,灌料和進(jìn)行吸蓋盤的旋轉(zhuǎn)工作。并且在推程回程與遠(yuǎn)休的轉(zhuǎn)換 處,在保證精度的同時(shí),加入了圓角,增加適當(dāng)?shù)幕《葴p緩沖擊,增加運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p>  4.2槽輪尺寸設(shè)計(jì) </p><p>  此六角槽輪為帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)旋 轉(zhuǎn)間歇運(yùn)動(dòng),由旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)半徑來假設(shè)六角槽輪半徑100mm。圓柱銷與槽輪中心線相切,槽輪兩槽間夾

38、角為60°。由幾何關(guān)系可求出圓柱銷半徑為 100tan30°mm,兩輪中心間距為 100/cos30°mm。當(dāng)圓柱銷帶動(dòng)槽輪旋轉(zhuǎn)至與中心線重 合時(shí),假設(shè)槽輪槽寬30mm,可得出槽輪基圓半徑為(100/cos30°-100tan30°)mm。</p><p>  此三角槽輪為帶動(dòng)壓蓋轉(zhuǎn)盤實(shí) 現(xiàn)旋轉(zhuǎn)間歇運(yùn)動(dòng),由壓蓋轉(zhuǎn)盤半徑來假設(shè)三角槽輪半徑50mm。圓柱銷與槽輪中心線

39、相切,槽輪兩 槽間夾角為120°。由幾何關(guān)系可求出圓柱銷半徑 為50tan60°mm,兩輪中心間距 為50/cos60°mm。當(dāng)圓柱銷帶動(dòng)槽輪旋轉(zhuǎn)至與中心線重合時(shí),假設(shè)槽輪槽寬6mm,可得出槽輪基圓半徑為(50/cos60°-50tan60°)mm。</p><p><b>  4.3齒輪設(shè)計(jì) </b></p><p>

40、;  減速齒輪1:模數(shù)1,齒數(shù)20,標(biāo)準(zhǔn)齒輪 (齒頂高系數(shù)1,頂隙系數(shù)0.25,壓力角 20°, )齒輪分度圓直徑D=mz=1*20=20mm </p><p>  減速齒輪2、5:模數(shù)1,齒數(shù)480,標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒輪分度圓直徑D2=1*480=480mm</p><p>  具體參數(shù)為:z1=20,z2=480,m=21m,α=20° </p><p&

41、gt;  中心距:a=m(z1+ z2)/2=1*(20+480)/2=250mm </p><p>  分度圓直徑:d1=m*z1=1*20mm=20mm D2= =m*z2=1*480=480mm </p><p>  基圓直徑:db1=m *z1*cosα=1*20*cos20°</p><p>  =18.79mm db2=m*z2*cosα=1*

42、480*cos20°=451.05mm </p><p><b>  齒頂圓半徑:</b></p><p>  da1=(z1+2ha*)*m/2=(20+2*1)*1/2=11mm </p><p>  da2=(z2+2ha*)*m/2=(480+2*1)*1/2=241mm </p><p>  齒頂圓壓

43、力角:αa1=arccos【z1cosα/(z1+2ha*) 】</p><p>  =acrcos【20cos20°/(20+2*1) 】</p><p>  =31.3213° </p><p>  αa2=arccos【z2cosα/(z2+2ha*) 】</p><p>  =acrcos【480cos20

44、6;/(480+2*1) 】</p><p><b>  =20.64° </b></p><p>  基圓齒距:pb1=pb2=πmcosα=3.14*1*cos 20°=2.95mm</p><p>  重合度:εa=【z1(tanαa4-tanα)+z2(tanαa5-tanα)】/2π </p><

45、;p>  =【20(tan31.3213°-tan20°)+480(tan20.64°-tan20°)】/2π</p><p>  =1.75 εa>1 可連續(xù)傳動(dòng)</p><p>  錐齒輪3、4:模數(shù)3,齒數(shù)90,標(biāo)準(zhǔn)錐齒輪 齒輪比1:1嚙合,可以連續(xù)傳動(dòng)。 論證過程同上。</p><p>  4.4其他機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)

46、</p><p>  旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)半徑為300mm,假設(shè)瓶子直徑為80mm,工作臺(tái)中心距瓶心220mm。 瓶高250mm,固定工作臺(tái)與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)間距為150mm,吸蓋轉(zhuǎn)盤厚度30mm,壓蓋滑 - 16 - 塊長度為160mm,壓蓋滑塊距瓶口100mm。</p><p>  由此可得出凸輪推程為70mm,壓蓋轉(zhuǎn)盤半徑為100mm,瓶蓋直徑20mm,盤心至吸瓶蓋中心為70mm。</p>

47、;<p>  彈簧在自由狀態(tài)下長度為100mm,最大壓縮量為80mm。</p><p><b>  五、方案二 </b></p><p>  5.1功能邏輯圖和功能原理解圖</p><p>  灌裝機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)位的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)輸瓶、灌裝、送蓋、壓蓋、卸瓶運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須滿足工藝上的運(yùn)動(dòng)要求。此方案執(zhí)行

48、構(gòu)件的功能邏輯圖如下圖所示:</p><p>  根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)邏輯功能圖,并由給定的條件,各機(jī)構(gòu)的相容性,各機(jī)構(gòu)的空間布置,類似產(chǎn)品的借鑒,從多種功能原理解中設(shè)計(jì)出兩個(gè)較為實(shí)際可行的方案?,F(xiàn)述方案為本組的第二方案,其功能原理解如下圖:</p><p>  根據(jù)給定題目,我組選定方案1為主要設(shè)計(jì)方案。根據(jù)1給出的參數(shù),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440r/min,灌裝速度為10r/min,轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一周6

49、s。得出如下計(jì)算:</p><p>  10*6/60=1罐/s。即就是說,60度一個(gè)工位耗時(shí)1秒。在這1秒鐘內(nèi)完成定位和 相應(yīng)的工位功能。方案二采用不完全齒輪定位和傳動(dòng),經(jīng)過充分考慮討論,轉(zhuǎn)盤上的從動(dòng)輪采用54齒完全齒輪,主動(dòng)輪采用9齒不完全齒輪,不完全齒輪中齒數(shù)分布占齒輪的1/3。通過對工作臺(tái)尺寸,作用力大小等因素的考慮梁齒輪的模數(shù)均為2.如此恰好使主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一圈從動(dòng)輪轉(zhuǎn)60度一個(gè)工位。設(shè)定從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 為1r

50、/s,則轉(zhuǎn)盤完成一個(gè)工位工作定位時(shí)間為1/3s,工作時(shí)間為2/3s,也就是說灌裝和封蓋工作都在這2/3s內(nèi)完成。 </p><p>  5.2工藝動(dòng)作分解 </p><p>  針對本次設(shè)計(jì)要求,經(jīng)過小組討論思考我們得出了第二個(gè)設(shè)計(jì)方案。 </p><p><b>  1).減速裝置 </b></p><p>  通過對

51、于設(shè)計(jì)要求的綜合分析,從電動(dòng)機(jī)開始到工作裝置的變速過程依然選擇方案一方式。 </p><p>  電機(jī)同時(shí)要帶動(dòng)凸輪,旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),封蓋旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),做轉(zhuǎn)動(dòng)。對于旋轉(zhuǎn)工 作臺(tái),通過計(jì)算旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速為6r/s。由于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)有六個(gè)工位,所以 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為1r/s,電機(jī)轉(zhuǎn)速為1440/60=24r/s,因?yàn)榭紤]到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)只是 推動(dòng)容器在固定工作臺(tái)上做滑動(dòng),受力及做功并不大,再加上盡量使機(jī)械結(jié)構(gòu)較 為簡單,這一級的

52、變速直接采用蝸輪蝸桿的減速傳動(dòng),傳動(dòng)比為1:24。</p><p>  關(guān)于灌口機(jī)構(gòu)我們?nèi)匀徊捎猛馆啓C(jī)構(gòu),通過計(jì)算凸輪也是1r/s。可以電機(jī)經(jīng) 過減速后運(yùn)動(dòng)要通過無減速連接同時(shí)傳輸給凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸,但是考慮到凸輪為主要施力裝置,蝸輪蝸桿的傳動(dòng)由于機(jī)械效率較低導(dǎo)致能量的流失,故可以考慮使 用直齒圓柱齒輪的嚙合減速裝置。 </p><p>  封蓋和吸蓋裝置采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn),要求其封蓋和吸蓋

53、機(jī)構(gòu)每1s完成一個(gè)周期,減速可以通過齒輪系獲得但是機(jī)械效率比較低,所以可以同樣通過使用直齒圓柱齒輪的嚙合減速裝置。吸蓋和封蓋機(jī)構(gòu)曲柄動(dòng)力通過與同速齒輪同軸獲得。</p><p>  2)容器的輸入裝置 圖一為轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)俯視圖,圖二為主視圖。 </p><p>  旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)如下圖示,進(jìn)料口采用摩擦輪的摩擦擠壓進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的槽口,后由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)一個(gè)工位之后,到達(dá)灌裝位置和壓蓋

54、位置后,依靠固定工作臺(tái)上的凸起部分進(jìn)行定位,凸起部分與容器緊切保證容器精確定位。 </p><p><b>  3)基本工作原理 </b></p><p>  電動(dòng)機(jī)經(jīng)多級減速之后將動(dòng)力傳遞至旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),使旋轉(zhuǎn)臺(tái)保持平均 10r/min的轉(zhuǎn)速。灌裝容器經(jīng)傳送帶送至旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)入,經(jīng)工作臺(tái)與傳送帶之間摩擦輪摩擦和擠壓進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)槽口。傳送帶以固定速度勻速運(yùn)動(dòng),摩擦輪通過電動(dòng)

55、機(jī)減速之后通過與齒輪固連達(dá)到2r/s。因?yàn)樾D(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1秒一工位,因此摩擦輪的速度要相對較大一些,保證不會(huì)有空位。 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間歇運(yùn)動(dòng)通過不完全齒輪完成, 轉(zhuǎn)盤上的從動(dòng)輪采用54齒完全 齒輪,主動(dòng)輪采用9齒不完全齒輪,不完全齒輪中齒數(shù)分布占齒輪的1/3。通過 對工作臺(tái)尺寸,作用力大小等因素的考慮梁齒輪的模數(shù)均為2.如此恰好使主動(dòng) 輪轉(zhuǎn)一圈從動(dòng)輪轉(zhuǎn)60度一個(gè)工位。設(shè)定從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為1r/s,則轉(zhuǎn)盤完成一個(gè) 工位工作定位時(shí)間為1/3s

56、,工作時(shí)間為2/3s,也就是說灌裝和封蓋工作都在這 2/3s內(nèi)完成。</p><p>  圖一 旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)俯視圖</p><p>  圖二旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)主視圖</p><p>  灌裝機(jī)構(gòu)與方案一雷同采用凸輪機(jī)構(gòu),不再多敘。封蓋機(jī)構(gòu)和送蓋機(jī)構(gòu)采用 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄的速度皆為1r/s,為了實(shí)現(xiàn)將曲柄演化成齒輪機(jī)構(gòu)。如圖,將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分化成四個(gè)部分,當(dāng)壓蓋機(jī)構(gòu)壓蓋

57、時(shí)候送蓋機(jī)構(gòu)退回到最遠(yuǎn),如此類推當(dāng)壓蓋機(jī)構(gòu)升至最高吸蓋時(shí),送蓋機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)至壓蓋機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)路線上實(shí)現(xiàn)吸蓋。假設(shè)蓋子的直徑為2cm,吸泵的直徑為1.5cm,壓蓋機(jī)構(gòu)走過的路線孔直徑為2.2cm。壓蓋曲柄長度為3cm,送蓋曲柄長度為2.2cm。當(dāng)吸蓋機(jī)構(gòu)升 至最高吸蓋時(shí),送蓋機(jī)構(gòu)深入最長吸蓋泵與送蓋機(jī)構(gòu)上的蓋中心同軸。送蓋機(jī)構(gòu) 略微傾斜每次通過慣性使蓋深入底部,送蓋機(jī)構(gòu)上的蓋通過傳送帶不斷補(bǔ)給。如圖三</p><p>&l

58、t;b>  圖三送蓋機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>  壓蓋機(jī)構(gòu)</b></p><p>  灌裝容器灌裝封蓋完成之后,由固定工作臺(tái)底部導(dǎo)路轉(zhuǎn)出至傳送帶上。至此旋轉(zhuǎn)灌裝認(rèn)為全部完成。</p><p>  六、機(jī)構(gòu)的選擇與比較 </p><p>  6.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較在方案一中:</

59、p><p>  我們選擇了齒輪為減速裝置。在此主要是考慮到:蝸輪蝸桿的傳動(dòng)功率小,損耗功率大。且在傳動(dòng)中嚙合面易磨損。傳動(dòng)比大,會(huì)自鎖。若采用皮帶輪傳動(dòng) 雖然傳動(dòng)比較平穩(wěn),結(jié)構(gòu)也相對簡單,制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)嚴(yán)格,且中 心距調(diào)節(jié)范圍較大。但是皮帶輪傳動(dòng)過程中傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)和打滑,傳動(dòng)效率低 和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比,皮帶輪的壽命較短。而齒輪傳動(dòng)的傳遞功率大,傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)比大并且精確,機(jī)構(gòu)所需空間較小,使用壽命

60、長,可靠性強(qiáng)。綜合分析,我們采用齒輪嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)減速裝置。</p><p>  在方案二中: 雖然蝸輪蝸桿有上述缺點(diǎn),但是傳動(dòng)平穩(wěn),嚙合沖擊小,且蝸桿的齒數(shù)少,單級傳動(dòng)可獲得較大的傳動(dòng)比。所以我們采用蝸輪蝸桿來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)減速。</p><p>  6.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較 </p><p>  方案一中:在帶動(dòng)工作臺(tái)做間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),綜合各種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),我們采

61、用槽輪機(jī) 構(gòu)來實(shí)現(xiàn),在此我們根據(jù)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的形狀采用六角槽輪。它構(gòu)造簡單,外形尺 寸小,機(jī)械效率高,并且能較平穩(wěn)地進(jìn)行轉(zhuǎn)位,雖然存在柔性沖擊,但是在此系 統(tǒng)中不需要大載荷,所以采用它。 </p><p>  在壓蓋吸盤的間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,通過對壓蓋吸盤的設(shè)計(jì)來決定用三角槽輪。</p><p>  在實(shí)現(xiàn)灌裝壓蓋的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),我們采用凸輪的旋轉(zhuǎn),利用凸輪的推程 來實(shí)現(xiàn)。凸輪的轉(zhuǎn)速可以與工作

62、臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力源一致,以便速度的同步可以精確控制。而通過設(shè)計(jì)凸輪的推程角,遠(yuǎn)休角,回程角,近休角來實(shí)現(xiàn)各角度對應(yīng)執(zhí) 行構(gòu)件的動(dòng)作。并且凸輪的推程可以通過具體的工作構(gòu)件得出。</p><p>  在傳輸空瓶與瓶蓋時(shí)采用皮帶傳輸,傳動(dòng)平穩(wěn),并可讓空瓶保證一定的間隙。它相對于其他的裝置簡單很多。</p><p>  方案二中:在帶動(dòng)工作臺(tái)做間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),我們采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。它工作更可靠

63、,傳遞力大,但是從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)和停歇的次數(shù),時(shí)間,轉(zhuǎn)角大小等變化范圍較大,但是難加工。</p><p>  在實(shí)現(xiàn)灌裝功能時(shí),我們采用與方案一相同的凸輪來完成,但是可以調(diào)節(jié)凸輪的遠(yuǎn)休來確定灌裝時(shí)間的長短。</p><p>  在實(shí)現(xiàn)壓蓋的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)時(shí),我們采用曲柄滑塊。控制凸輪和曲柄的轉(zhuǎn)速一致來保證與工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)停歇配合。但是用曲柄滑塊壓蓋,沖擊力較大且對連桿 強(qiáng)度要求較高,相對方案一較為繁雜

64、。</p><p>  在傳輸空瓶時(shí)采用同樣皮帶傳送,在空瓶入口時(shí)采用摩擦輪卷進(jìn)。但是此設(shè)計(jì)對于摩擦輪的要求較高,若摩擦輪轉(zhuǎn)速不夠或者摩擦力不足則難以完成輸入任務(wù);不過送料傳送帶上灌裝容器不要求固定,可以減少前期工作量。在出口時(shí), 使用導(dǎo)路使灌裝完成的容器順利進(jìn)入傳送帶。</p><p><b>  七、方案小結(jié) </b></p><p>  

65、原方案采用了蝸輪蝸桿的減速機(jī)構(gòu),但是考慮的傳輸效率問題,改為變速機(jī) 構(gòu)采用一級直齒圓柱齒輪的減速,但是機(jī)構(gòu)尺寸較大,在實(shí)際情況中可能因?yàn)槭芰Φ仍?,?dǎo)致傳動(dòng)的不通暢或者零件的快速磨損,改進(jìn)時(shí)如果采用多級齒輪變速會(huì)減輕這一問題。 </p><p>  三位間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的換蓋系統(tǒng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜,proe建模和仿真的能力尚不足, 壓蓋系統(tǒng)在造價(jià)和成本上應(yīng)該有所考慮,簡化該機(jī)構(gòu)作為以后研究的方向。 </p>&l

66、t;p>  凸輪的設(shè)計(jì)在仿真時(shí),出現(xiàn)加速度變化較為劇烈,雖然用了一些方式減輕了剛性沖擊,但是沖擊問題仍然存在,所以在凸輪設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該采用方程的方式設(shè)計(jì)以消除這一問題。 </p><p>  各傳動(dòng)軸在傳動(dòng)時(shí)受力和扭矩的不同,應(yīng)該設(shè)計(jì)為不同的尺寸,但是因?yàn)橹?識的原因,本方案中未涉及。 </p><p>  各個(gè)部件在空間的分配問題也因?yàn)橄嚓P(guān)知識的不足,沒有充分考慮到。</p&g

67、t;<p><b>  八、心得體會(huì) </b></p><p>  到此,我們總算完成了對旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)。作為學(xué)機(jī)械的學(xué)生,對機(jī)械原 理的課程設(shè)計(jì)是十分有必要的。我們在課堂上掌握是僅僅是專業(yè)課的理論知識, 如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力, 如何把我們的所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課程理論知識運(yùn)用到 實(shí)踐中去。課程設(shè)計(jì)就是為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。在做本次課程設(shè)計(jì)的過 程中,我們感觸最深的當(dāng)屬如

68、何把學(xué)過的理論知識運(yùn)用于實(shí)際。為了讓設(shè)計(jì)更加 完善,查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的,同時(shí)也是必不可少的。我們不能單 靠課本理論,這在實(shí)際運(yùn)用中會(huì)出現(xiàn)差別。我們不是藝術(shù)家,他們可以拋開實(shí)際 盡情在幻想的世界里翱翔, 我們一切都要有據(jù)可依, 有理可循。 不切實(shí)際的構(gòu)想, 永遠(yuǎn)只是構(gòu)想,無法成為設(shè)計(jì)。所以在設(shè)計(jì)中,我們不僅要注意各種構(gòu)件的自身 特點(diǎn),還要考慮到工藝特點(diǎn),加工材料,經(jīng)濟(jì)性,安全性,可行性等,才能讓它 更接近實(shí)際。 其次, 在這

69、次課程設(shè)計(jì)總, 我們還運(yùn)用到了以前所學(xué)的專業(yè)課知識, 雖然過去從未獨(dú)立運(yùn)用過他們,但是在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué),我們發(fā)現(xiàn)效 率很高,這是我們做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。在課程設(shè)計(jì)中遇到問題是很正常 的,但是我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來并分析清楚</p><p><b>  九、參考資料 </b></p><p>  《機(jī)械原理 第七版》 陳作模、葛文杰主編 <

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