畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）塑料瓶防盜蓋壓蓋裝置設(shè)計(jì)

1、畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題目： 塑料瓶防盜蓋壓蓋裝置設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào) 院 （系） 專(zhuān) 業(yè) 指導(dǎo)教師 2011 年 6 月 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要摘要 塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)是包裝工業(yè)中一種很重要的機(jī)械，它是在灌裝完畢后實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 封口的，現(xiàn)代的壓蓋機(jī)械均是有 plc 控制的，自動(dòng)化程度很高的，因此在設(shè)計(jì)中主 要體現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)的緊湊性和自動(dòng)化程度高級(jí)性，通過(guò)這個(gè)塑料瓶壓蓋機(jī)的設(shè)計(jì)與研 究，我們可以簡(jiǎn)單掌握現(xiàn)代的先進(jìn)的關(guān)于包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)已有的知識(shí)我 們可以改進(jìn)現(xiàn)有的壓蓋機(jī)構(gòu)，使之提高自動(dòng)化程度，以提高生產(chǎn)效率為目標(biāo)。在其 他方面現(xiàn)代社會(huì)各項(xiàng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，人們的物質(zhì)生活以及精神生活極

2、大豐富， 因此對(duì)產(chǎn)品的檔次以及外型等輔助包裝材料有了很大的要求，原始的包裝技術(shù)不可 能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要，因此設(shè)計(jì)出能夠滿(mǎn)足現(xiàn)在人民的生活理念的包裝機(jī)械用來(lái) 提高包裝檔次就顯的尤為重要，因此包裝技術(shù)的先進(jìn)與否也是一個(gè)社會(huì)的先進(jìn)性的 一個(gè)重要體現(xiàn)方面，從這方面來(lái)講，改進(jìn)包裝機(jī)械也是現(xiàn)代社會(huì)生活的需要。 關(guān)鍵詞：壓蓋，灌裝，包裝機(jī)械 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 abstractabstract models the glass jar gland organization is in the packing industry one kind of very important machinery,

3、 it is after fills the attire to finish realizes the automatic seal, the modern gland machinery has the plc control, automaticity very high, therefore mainly manifests in the design is structure compact and automaticity high-level, models the glass jar sealing machine through this the design and the

4、 research, we may simply grasp the modern age to be advanced about the packing machinery design method, through the knowledge which has we has been allowed to improve the existing gland organization, causes it enhancement automaticity, take enhances the production efficiency as the goal. in other as

5、pect modern society each technologies and industrial swift and violent development, peoples material life as well as spiritual life enormous rich, therefore to assistance packing material and so on product scale as well as outlook had the very big request, the primitive packing technology is impossi

6、ble to meet the modern societys need, therefore designs can satisfy the present peoples life idea packing machinery to use for to enhance the packing scale to reveal especially importantly, therefore the packing technology is advanced or not also is societys advanced importantly manifests the aspect

7、, says from this aspect, the improvement packing machinery also is the modern social life need. key word: the gland, fills the attire, the packing machine 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 目錄目錄 第一章 前言.1 一、研究背景.1 （一） 包裝機(jī)械背景.1 （二）壓蓋機(jī).1 二、選題的目的和意義.3 （一） 、改進(jìn)包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度是現(xiàn)代生產(chǎn)的需要.3 （二）改進(jìn)包裝技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)生活的需要.3 三、包裝機(jī)械的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.3 （一）國(guó)外包裝

8、機(jī)械業(yè)概況.3 （二）國(guó)內(nèi)壓蓋機(jī)械現(xiàn)狀簡(jiǎn)介.6 四、塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)的原理介紹.6 （一）本設(shè)計(jì)基本工作原理.6 （二）各種因素對(duì)壓蓋過(guò)程的影響.8 第二章 壓蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程.9 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容.9 二、設(shè)計(jì)過(guò)程.9 三、研究的步驟.10 （一）初期的各個(gè)參數(shù)確定.10 （二）帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算.11 （三）齒輪的設(shè)計(jì).13 （四）凸輪的的設(shè)計(jì)計(jì)算.24 （五）塑料瓶撥輪的設(shè)計(jì).24 （六）其他輔助零件的設(shè)計(jì).25 第三章 總結(jié) .26 謝辭.27 參考文獻(xiàn).28 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0 第一章第一章 前言前言 一、研究背景一、研究背景 （一） 包裝機(jī)械背景 我國(guó)包裝機(jī)械起步較晚，經(jīng)過(guò)20多年的

9、發(fā)展，我國(guó)包裝機(jī)械已成為機(jī)械工業(yè)中 十大行業(yè)之一，為我國(guó)包裝工業(yè)快速發(fā)展提供了有效的保障，有些包裝機(jī)械填補(bǔ)了 國(guó)內(nèi)空白，已能基本滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，部分產(chǎn)品還有出口.但在目前，我國(guó)包裝 機(jī)械出口額還不足總產(chǎn)值的5%，進(jìn)口額卻與總產(chǎn)值大抵相當(dāng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相去甚遠(yuǎn)。 我國(guó)包裝機(jī)械制造業(yè)存在的問(wèn)題是：一缺乏宏觀(guān)統(tǒng)籌規(guī)劃;二是缺乏資金投入， 企業(yè)用于研究和開(kāi)發(fā)的投資占銷(xiāo)售額平均水平不到1%;三是缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。技術(shù) 差距主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，我國(guó)包裝機(jī)械品種 只有1300多種，配套數(shù)量少，缺少高精度和大型化產(chǎn)產(chǎn)品，不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求：產(chǎn) 品質(zhì)量差

10、距表現(xiàn)在產(chǎn)品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀(guān)造型不美觀(guān)、表面處理粗 糙，許多元器件質(zhì)量差，壽命短、可靠性低，影響了整體產(chǎn)品的質(zhì)量;從企業(yè)狀況看， 國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)缺少龍頭企業(yè)，生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品檔次高的企業(yè)不多;從產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 看，我國(guó)還基本停留在測(cè)試仿制階段，自行開(kāi)發(fā)能力弱，缺少科研生產(chǎn)中試基地， 科研經(jīng)費(fèi)僅占銷(xiāo)售額的1%，而國(guó)外高達(dá)8%10%。 我國(guó)包裝機(jī)械的技術(shù)水平從整體看先進(jìn)國(guó)家的枝術(shù)水平整體看落后20年，在產(chǎn) 品的開(kāi)發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性、服務(wù)等方面的競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)。 在技術(shù)性能上，要將其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用在包裝機(jī)械上，如機(jī)電一體化技 術(shù)，熱管技術(shù)、遠(yuǎn)距離遙控技術(shù)、自動(dòng)柔性補(bǔ)償技術(shù)等，使產(chǎn)

11、品技術(shù)性能大幅度提 高。 在生產(chǎn)制造上，專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)已成為趨勢(shì).國(guó)際包裝機(jī)械廠(chǎng)商都十分重視包裝機(jī)械 與整個(gè)包裝系統(tǒng)的通用能力，一些通用標(biāo)準(zhǔn)件不再由包裝機(jī)械公司生產(chǎn)，某些特殊 的零部件則由高度專(zhuān)用化的生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)，而真正的包裝機(jī)械公司在某種意義上是 組裝廠(chǎng)。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 （二）壓蓋機(jī) 在壓蓋機(jī)方面我國(guó)所研制的很多壓蓋機(jī)自動(dòng)化程度底下，現(xiàn)在很多小企業(yè)仍然 沿用手動(dòng)壓蓋機(jī)，下面讓我們來(lái)看下手動(dòng)壓蓋機(jī)的一些參數(shù)： 手動(dòng)壓蓋機(jī)主要適用規(guī)格: a: 8 型眼科針劑鋁蓋 b: 11 型、11a 型鋁蓋、鋁塑蓋 c: 13 型 2 毫升瓶鋁蓋、13a 型 2、5 毫升瓶鋁塑蓋 d: 15a（口

12、服液 a 型）、15 型（口服液 c 型）易拉蓋 e: 20 型青霉素瓶鋁蓋、20a 型 7、10、20、30 毫升青霉素瓶鋁塑蓋 f: 28、28a（t 形橡膠塞）50、100、250、500 毫升大輸液瓶鋁蓋、鋁塑蓋 g: 30、30a（翻蓋橡膠塞）100、250、500 毫升大輸液瓶鋁蓋、鋁塑蓋 h: 32a 型（t 形橡膠塞）大輸液瓶鋁蓋、鋁塑蓋 以及特殊規(guī)格定做加工，如香水瓶蓋、噴霧劑瓶蓋 手動(dòng)壓蓋機(jī)主要技術(shù)參數(shù)： 8 型、13 型、13a 型、15 型、15a 型、20 型、20a 型、28a 型、28b 型 軋蓋口徑：8、13.8、15.6、15.9、17.5、20.7、22、3

13、1.2、33mm 外型尺寸：1958050mm 重量：0.5-0.7kg 手動(dòng)壓蓋機(jī)使用方法： 1、按上易拉蓋或鋁蓋后，放進(jìn)軋頭內(nèi)，上下輕輕按手柄，壓到軋頭收緊為止， （不必過(guò)分用力）放松手柄，即恢復(fù)原位置。用三手指檢查瓶蓋不松動(dòng)即可。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2、如第一次軋蓋不緊或不光滑，即可調(diào)節(jié)軋頭，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為松，逆時(shí)針旋緊 為緊 因此在這樣的情況下我所設(shè)計(jì)改進(jìn)的壓蓋機(jī)構(gòu)就更加注重了自動(dòng)化程度以及電 子化程度。 二、選題的目的和意義二、選題的目的和意義 （一） 、改進(jìn)包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度是現(xiàn)代生產(chǎn)的需要 包裝機(jī)械是包裝工業(yè)的一大門(mén)類(lèi)產(chǎn)品，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和 2 作用，

14、它給業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備，以完成產(chǎn)品的包裝工藝過(guò)程。盡管包裝機(jī)械的 產(chǎn)值在整個(gè)包裝工業(yè)中所占的比重不如包裝材料大，不屬于經(jīng)常性消耗品，但對(duì)包 裝工業(yè)的現(xiàn)代化卻是不可缺少的支撐。它為包裝工先進(jìn)的技術(shù)裝備，保證包裝產(chǎn)品 質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)環(huán)境好、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，因而獲得 較強(qiáng)的生命力，帶來(lái)巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。沒(méi)有現(xiàn)代化的包裝機(jī)械，就沒(méi)有 現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。 新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成果， 采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮短， 結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)

15、拖 動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計(jì)人員不了解包裝機(jī) 械的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說(shuō)以前我國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我 們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。 因此通過(guò)這個(gè)塑料瓶壓蓋機(jī)的設(shè)計(jì)與研究，我們可以簡(jiǎn)單掌握現(xiàn)代的先進(jìn)的關(guān) 于包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)已有的知識(shí)我們可以改進(jìn)現(xiàn)有的壓蓋機(jī)構(gòu)，使之提高 自動(dòng)化程度，以提高生產(chǎn)效率為目標(biāo)。 （二）改進(jìn)包裝技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)生活的需要 現(xiàn)代社會(huì)各項(xiàng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，人們的物質(zhì)生活以及精神生活極大豐富， 因此對(duì)產(chǎn)品的檔次以及外型等輔助包裝材料有了很大的要求，原始的包裝技術(shù)不可 能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要，因此設(shè)計(jì)出能夠滿(mǎn)足現(xiàn)在人民的生活理念

16、的包裝機(jī)械用來(lái) 提高包裝檔次就顯的尤為重要，因此包裝技術(shù)的先進(jìn)與否也是一個(gè)社會(huì)的先進(jìn)性的 一個(gè)重要體現(xiàn)方面，從這方面來(lái)講，改進(jìn)包裝機(jī)械也是現(xiàn)代社會(huì)生活的需要。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 三、包裝機(jī)械的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀三、包裝機(jī)械的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 （一）國(guó)外包裝機(jī)械業(yè)概況 8 美國(guó)、日本、德國(guó)、意大利是世界上包裝機(jī)械四大強(qiáng)國(guó)。 美國(guó)是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長(zhǎng)的國(guó)家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械 體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來(lái)，美國(guó)始終保持著世界最大包裝機(jī)械 生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié) 合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制。新型機(jī)械產(chǎn)品中以成型、填充

17、、封口三種機(jī)械的增長(zhǎng)最 快，裹包機(jī)和薄膜包裝機(jī)占整個(gè)市場(chǎng)份額的15%，紙盒封盒包裝機(jī)在市場(chǎng)占有率中居 第二位。從上世90年代初以來(lái)，美國(guó)包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢(shì)頭。 美國(guó)國(guó)內(nèi)包裝機(jī)械市場(chǎng)在全球是首屈一指的，各種包裝機(jī)械主要內(nèi)銷(xiāo)，1998年 美國(guó)包裝機(jī)械國(guó)內(nèi)消費(fèi)占82%，出口只占產(chǎn)值的18%，但出口額大。美國(guó)的包裝機(jī)械 制造廠(chǎng)大部分附屬于大型包裝材料廠(chǎng)，銷(xiāo)售也完全依賴(lài)母公司。中國(guó)已成為繼加拿 大、墨西哥、日本、英國(guó)、德國(guó)之后，美國(guó)包裝機(jī)械的第6大出口市場(chǎng)。 日本與美國(guó)、德國(guó)相比，起步較晚。上世紀(jì)60年代以前，包裝機(jī)械廠(chǎng)家不足60 家，只能包裝糖果、香煙等。60-70年代，是日本包裝機(jī)械業(yè)

18、起步階段，產(chǎn)值增長(zhǎng)速 度很快。70-80年代，增長(zhǎng)速度雖不如上一階段那么高，但年增長(zhǎng)率仍達(dá)13%。80-90 年代是穩(wěn)定增長(zhǎng)分階段，將微電子技術(shù)成功地應(yīng)用于包裝機(jī)械的控制，以后又將光 導(dǎo)纖維技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用于包裝機(jī)械，達(dá)到安全性高、無(wú)人 操作、高生產(chǎn)率的水平，大大提高了其國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，從上世紀(jì)60年代到 90年代初，日本包裝機(jī)械工業(yè)連續(xù)30多年高速增長(zhǎng)，經(jīng)歷了引進(jìn)-消他-發(fā)展的過(guò) 程。 日本的包裝機(jī)械制造廠(chǎng)以中小企業(yè)為主，包裝機(jī)械的品種近500種，規(guī)格有700 多個(gè)。包裝機(jī)械以中小型單機(jī)為主，具有體積小、精密度高、易安裝、操作方便、 自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。90年代以來(lái)

19、，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中。日本包裝機(jī)械的很大一部分用于食品包裝 領(lǐng)域，食品包裝機(jī)械產(chǎn)值占包裝機(jī)械總產(chǎn)值的一半以上。 日本包裝機(jī)械的主要市場(chǎng)是本國(guó)，出口額只占產(chǎn)值的10%。亞洲是日本包裝機(jī)械 的主要出口市場(chǎng)。從上世紀(jì)90年代以來(lái)，日本對(duì)中國(guó)的出口額連年大幅增長(zhǎng)，自 1995年起，中國(guó)已成為日本包裝機(jī)械的最大出口國(guó)。 德國(guó)、意大利、英國(guó)、瑞士和法國(guó)等，都是世界上很重要的包裝機(jī)械生產(chǎn)國(guó)家。 歐洲各國(guó)包裝機(jī)械業(yè)的一個(gè)共同特點(diǎn)，是出口比例（出口額占產(chǎn)值的比例）都很大， 如德國(guó)和意大利近80%，瑞士超過(guò)90%，荷蘭出口額甚至大于產(chǎn)值，因?yàn)楹商m是歐洲 武

20、漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地。 德國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)量、制造、技術(shù)性能等方面居領(lǐng)先地位，特別是啤酒、飲 料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)，享譽(yù)全球。一些大 公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)-電-儀及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制， 并配有防靜電裝置。其大型自動(dòng)包裝機(jī)不僅包裝容積大，而且能集制袋、稱(chēng)重、充 填、抽真空、封口等工序在一臺(tái)單機(jī)上完成。德國(guó)包裝機(jī)械業(yè)多年來(lái)始終處于穩(wěn)定 增長(zhǎng)狀態(tài)，出口比例占80%左右。德國(guó)是世界上最大的包裝機(jī)械出口國(guó)。 意大利是僅次于德國(guó)的第二大包裝機(jī)械出口國(guó)。意大利的包裝機(jī)械多用于食品 工業(yè)，具有性能優(yōu)良、外觀(guān)考究、價(jià)格便宜的特點(diǎn)

21、，出口比例占80%左右，美國(guó)是其 最大的出口市場(chǎng)。上世紀(jì)90年代以來(lái)，意大利對(duì)中國(guó)的包裝機(jī)械出口額迅速增長(zhǎng)， 1995年在意大利的出口排名榜上，中國(guó)已躍上為第2位。 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)起步于20世紀(jì)70年代，在80年代末和90年代中得到迅速發(fā)展。 已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無(wú)論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目 的成就，為我國(guó)包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。目前，我國(guó)已成為世界包 裝機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)之一。包裝機(jī)械作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品 本身的物質(zhì)義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。形式產(chǎn)品是指包 裝機(jī)本身的具體形態(tài)和基本功能；隱形產(chǎn)品是指包裝機(jī)給用戶(hù)

22、提供的實(shí)際效用；延 伸產(chǎn)品是指包裝機(jī)的質(zhì)量保證、使用指導(dǎo)和售后服務(wù)等。所以包裝機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包 括：市場(chǎng)調(diào)研、原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、使用說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)及售后服務(wù) 預(yù)案等。 包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的類(lèi)別主要有：測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、改進(jìn)性設(shè)計(jì)、系列 化設(shè)計(jì)。如我所設(shè)計(jì)的啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)能力為164萬(wàn)瓶h。其中灌裝機(jī)的 灌裝閥工位數(shù)從48個(gè)、6o個(gè)、9o個(gè)到12o個(gè)就屬于系列化設(shè)計(jì)。由普通啤酒灌裝生產(chǎn) 線(xiàn)到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)就屬于改進(jìn)、開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)。對(duì)于中低速運(yùn)行的包裝 機(jī)，目前我們基本上可以進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。而高速運(yùn)行的包裝機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī) 型，大多是測(cè)繪、仿制國(guó)外的同類(lèi)機(jī)型，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化設(shè)

23、計(jì)和系列化設(shè)計(jì)。其主要的 原因是：(1)大多數(shù)設(shè)計(jì)人員還沒(méi)有真正掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，如高速包裝機(jī)械的動(dòng) 力學(xué)設(shè)計(jì)理論和方法等，對(duì)高速工況下機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)精度分析等問(wèn)題還不能模擬解決； (2)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合不夠緊密，理論上的科研成果不能及時(shí)地在實(shí)際設(shè)計(jì)中運(yùn)用，設(shè) 計(jì)人員缺乏及時(shí)的技術(shù)培訓(xùn)；(3)整個(gè)行業(yè)缺乏宏觀(guān)調(diào)控的力度，優(yōu)勢(shì)資源不能得到 合理的配置與調(diào)整。在包裝機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計(jì)人員仍沿用以前的設(shè)計(jì)方 法：(1)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)尋找同類(lèi)機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項(xiàng)技術(shù)性能指 標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計(jì)工作原理圖、傳動(dòng)系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計(jì)關(guān)鍵零件、部件；(5)設(shè) 計(jì)總裝圖方案和動(dòng)作循環(huán)圖；

24、(6)設(shè)計(jì)部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對(duì)主要部件中 的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計(jì)控制原理圖、施工圖等。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 而今，國(guó)內(nèi)一些大學(xué)的設(shè)計(jì)軟件，可以對(duì)包裝機(jī)中常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和 優(yōu)化設(shè)計(jì)，其開(kāi)發(fā)的凸輪連桿機(jī)構(gòu)cadcam軟件已經(jīng)能夠滿(mǎn)足企業(yè)進(jìn)行凸輪連桿機(jī) 構(gòu)自主設(shè)計(jì)的能力，但在實(shí)際包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)中應(yīng)用還不普遍。 新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。充分利用信息產(chǎn)品的最新成 7 果，采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)等分離傳動(dòng)技術(shù)，可使整機(jī)的傳動(dòng)鏈大大縮 短，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，工作精度和速度大大提高。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電 機(jī)拖動(dòng)的同步控制技術(shù)。其實(shí)

25、掌握這種技術(shù)并不很難，只是一些設(shè)計(jì)人員不了解包 裝機(jī)械的這一發(fā)展趨勢(shì)。如果說(shuō)以前我國(guó)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn) 在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的意識(shí)。 （二）國(guó)內(nèi)壓蓋機(jī)械現(xiàn)狀簡(jiǎn)介 在傳統(tǒng)的液體灌裝生產(chǎn)中，主要靠人工壓蓋。先由人工放蓋，然后人工用木榔 頭，或塑料榔頭敲擊蓋頂部，使蓋與瓶口部分鎖緊，達(dá)到容器的密封結(jié)果。但這種 人工壓蓋方法除了生產(chǎn)效率低外，還可能產(chǎn)生壓蓋不到位，用力過(guò)猛而損壞瓶蓋， 敲擊不當(dāng)造成翻瓶等現(xiàn)象。同時(shí)，由于產(chǎn)品從灌裝后到上蓋、壓蓋這兩道工序之間 有一段時(shí)間極有可能使容器內(nèi)液體暴露在外，與外面空氣相連，是一段液體受污染 的過(guò)程，會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。目前，在國(guó)際上先進(jìn)的灌裝生產(chǎn)線(xiàn)

26、上，壓蓋與液體灌裝 在同一機(jī)器內(nèi)，壓蓋工序緊隨灌裝工序，當(dāng)容器經(jīng)灌裝以后，由專(zhuān)用的裝置將瓶蓋 送到瓶口，再自動(dòng)壓蓋。整個(gè)過(guò)程是一套自動(dòng)控制的系統(tǒng)，完全由 plc 控制，其整 個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是在無(wú)菌的環(huán)境中進(jìn)行，生產(chǎn)速度可達(dá)到 240 瓶min。但就目前的國(guó)內(nèi) 生產(chǎn)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)條件來(lái)看，運(yùn)用這樣先進(jìn)的生產(chǎn)流水線(xiàn)成本太高，原因是：由于是 高速生產(chǎn)線(xiàn)，每生產(chǎn)一種規(guī)格的產(chǎn)品需要一套夾具，包括灌裝、壓蓋、送瓶、送蓋， 此套夾具費(fèi)用昂貴，拆裝與調(diào)節(jié)時(shí)間比較長(zhǎng)。這樣的設(shè)備較適用于單一品種的大批 量生產(chǎn)。它的柔性制造能力較差。本文介紹的半自動(dòng)壓蓋機(jī)。在原來(lái)的人工壓蓋基 礎(chǔ)上，吸取了國(guó)外全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的部分優(yōu)點(diǎn)，配上了

27、自動(dòng)的壓蓋系統(tǒng)，與整個(gè)運(yùn)輸 帶相匹配，即保證了產(chǎn)品的外形不受損，又適用于小批量、多品種的生產(chǎn)，同時(shí)達(dá) 到了衛(wèi)生生產(chǎn)的要求。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 四、塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)的原理介紹四、塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)的原理介紹 （一）本設(shè)計(jì)基本工作原理 圖 1 選蓋機(jī)構(gòu)工作原理圖 塑料瓶壓蓋機(jī)是整條灌裝生產(chǎn)線(xiàn)的一個(gè)組成部分，它對(duì)于灌裝過(guò)程的自動(dòng)化 3 程度有著至關(guān)重要的作用，我所研究改進(jìn)的壓蓋機(jī)構(gòu)的工作原理是這樣的：從灌裝 機(jī)灌裝完成后的塑料瓶通過(guò)傳送帶傳送至壓蓋位置，首先是選蓋機(jī)構(gòu)進(jìn)行瓶蓋的 16 選擇將瓶蓋的下壓，這樣就可以保證下壓的每一個(gè)蓋子的方向性，即下壓口是剛好 蓋在瓶子上的瓶口上，選好的瓶蓋通過(guò)滑

28、道被擠壓力送到滑道的端點(diǎn)處，端點(diǎn)是由 兩個(gè)彈簧緊固的，瓶子被送到壓蓋處后由撥瓶機(jī)構(gòu)的撥輪帶動(dòng)瓶子往前走，由于撥 輪的力瓶口可以將緊固在彈簧里的瓶蓋帶動(dòng)出來(lái)，剛好瓶蓋會(huì)蓋到瓶子上，這樣撥 輪就將預(yù)先裝好的瓶子送到壓蓋處，由壓頭壓下瓶蓋。 壓頭出的工作原理是這樣的：由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的皮帶輪就力傳到蝸桿上，蝸桿 17 就可以帶動(dòng)蝸輪一起轉(zhuǎn)，而蝸輪軸上同時(shí)又有兩個(gè)凸輪，其中一個(gè)是圓盤(pán)凸輪，另 一個(gè)是圓柱凸輪，圓盤(pán)凸輪用其凸輪固有的特性將壓蓋壓到位置處，而圓柱凸輪是 用起運(yùn)動(dòng)循環(huán)性來(lái)實(shí)現(xiàn)撥輪的周期運(yùn)轉(zhuǎn)的，當(dāng)圓柱凸輪與圓盤(pán)凸輪的配合剛好達(dá)到 時(shí)間上的統(tǒng)一時(shí)，壓頭就可以準(zhǔn)確的將瓶蓋壓到瓶子上,如果有沒(méi)有壓蓋成功

29、的瓶子,壓 頭上的傳感器就會(huì)產(chǎn)生信號(hào),并給推動(dòng)桿,這樣推動(dòng)桿就將瓶子推進(jìn)廢液桶。 4 這就是整壓蓋機(jī)構(gòu)的工作原理。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 圖 1 選蓋機(jī)構(gòu)工作原理圖 （二）各種因素對(duì)壓蓋過(guò)程的影響 由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作金屬材料會(huì)達(dá)到疲勞的極值，因?qū)俚男阅芤舶l(fā)生了相應(yīng)的改變。 在蝸輪蝸桿的配合中，如果金屬出現(xiàn)磨損等的問(wèn)題會(huì)使傳動(dòng)比不穩(wěn)定，因而會(huì)導(dǎo)致 傳動(dòng)的一系列問(wèn)題，在凸輪處會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的沖擊載荷是壓桿產(chǎn)生塑性變形，彈簧 也會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作而達(dá)到疲勞值，皮帶可能因?yàn)槟p出現(xiàn)問(wèn)題。這一些都是在 運(yùn)作過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的一些問(wèn)題。 因此我們找到一些方法來(lái)解決這些問(wèn)題，比如我們根據(jù)金屬的性能不同而

30、采用不用 的熱處理方式，蝸輪蝸桿應(yīng)該給予一定程度的硬化，壓桿我們應(yīng)該通過(guò)熱處理方法 提高其強(qiáng)度，皮帶我們應(yīng)該經(jīng)常的給予潤(rùn)滑。通過(guò)這些問(wèn)題的解決來(lái)使我們的機(jī)構(gòu) 達(dá)到最好的運(yùn)行狀態(tài)。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 第二章第二章 壓蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程壓蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容一、設(shè)計(jì)內(nèi)容 在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、金屬材料和包裝機(jī)械知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用已有的知識(shí)設(shè)計(jì) 出能夠良好運(yùn)行的塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)，并且有自己的創(chuàng)新點(diǎn)，計(jì)算出詳細(xì)的尺寸數(shù)據(jù)， 以及材料的選擇，并且給出依據(jù)，并用cad圖紙表達(dá)出自己的設(shè)計(jì)方案，從結(jié)果中 5 分析幾何尺寸設(shè)計(jì)的合理性,再通過(guò)反復(fù)修改,從而確定最終的設(shè)計(jì)方案，并且解釋 出創(chuàng)新點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)

31、，通過(guò)借鑒已有的方案來(lái)確定自己的設(shè)計(jì)，使自己的設(shè)計(jì)方案更完 善，更具有使用性和價(jià)值性。 二、設(shè)計(jì)過(guò)程二、設(shè)計(jì)過(guò)程 在設(shè)計(jì)創(chuàng)新塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們不可能憑空想象出壓蓋機(jī)構(gòu)的形 狀,必須遵守一些特定的設(shè)計(jì)過(guò)程和借鑒一些已有的成果。大量相關(guān)資料和文獻(xiàn)是必 不可少的,只有參考了大量?jī)?yōu)秀學(xué)者的精髓作為依據(jù),對(duì)壓蓋機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過(guò)程有了足 夠的了解,還要對(duì)控制系統(tǒng)有一定的熟悉,這樣才能設(shè)計(jì)合理,得到無(wú)缺陷或者缺陷少 的設(shè)計(jì)結(jié)果。合理的并且運(yùn)行良好的機(jī)械不是一次兩次的計(jì)算驗(yàn)證能得到的，必須 經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改,再加上合理的邏輯推斷,反復(fù)修改而定.在本文中的研究方法如下: 閱讀大量有關(guān)包裝機(jī)械和關(guān)于塑料瓶

32、壓蓋機(jī)構(gòu)的資料和文摘,并整理相關(guān)的資 料和文獻(xiàn)。 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的塑料瓶壓蓋機(jī)的研究，以及資料里發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題設(shè)想出自己的設(shè) 計(jì)機(jī)械的工作原理，并論證其可行性。 撰寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告，與指導(dǎo)老師以及小組成員討論原理存在的問(wèn)題并加以改進(jìn)。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)方法與步驟，通過(guò)計(jì)算來(lái)得出自己所設(shè)計(jì)零件的各個(gè)尺寸，并 校核所選擇的零件材料以及強(qiáng)度等性能能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 將所設(shè)計(jì)的零件和裝配圖通過(guò)cad軟件表達(dá)出來(lái)。 根據(jù)分析結(jié)果,對(duì)機(jī)構(gòu)的綜合性能進(jìn)行判斷并加以改進(jìn)，得到更好的機(jī)構(gòu)圖紙。 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 三、研究的步驟三、研究的步驟 （一）初期的各個(gè)參數(shù)確定 1、塑料瓶的尺寸的測(cè)量:我們選定平常的 600m

33、l 純凈水的瓶子做為標(biāo)準(zhǔn)，瓶 6 蓋的最大直徑為 30，即瓶口的外徑為 30，瓶口螺紋為單頭螺紋,不計(jì)自鎖圈mmmm 瓶口螺紋高度為 10，瓶身共高 230，瓶口共高 18，瓶身直徑為 60。mmmmmmmm 瓶身為帶花紋的圓柱體，花紋的作用是方便手持。 圖 2 塑料瓶 2、電動(dòng)機(jī)的選擇： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的曲柄轉(zhuǎn)速為 n（610）r/min， 經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，v 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 i 24，二級(jí)圓柱斜齒輪減 速器傳動(dòng)比 i 840， 則總傳動(dòng)比合理范圍為 i 16160，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 n i n（16160）101601600r/min。 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、

34、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，電動(dòng) 機(jī)型號(hào)的選擇:y132s6，電動(dòng)機(jī)額定電壓是 380v,額定電流是 7.9a,額定功率是 3.0kw.額定轉(zhuǎn)速是 960r/min. 根據(jù)查得電動(dòng)機(jī)軸的尺寸： 9 d：38 e：80 f：10 g：33 mmmmmmmm 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 軸號(hào)轉(zhuǎn)速 功率 傳動(dòng)比 效率 電動(dòng)機(jī)軸 960r/min3.0kw2.5:10.96 1 軸 384r/min2.88kw 4:1 0.96 2 軸 96r/min2.76kw 4:1 0.96 3 軸 24r/min2.65kw 2.5:1 0.96 4 軸 9.6r/min2.54kw 表 1 各軸動(dòng)力參

35、數(shù)表 （二）帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了傳動(dòng)的穩(wěn)定性，減小傳動(dòng)比，需安裝帶輪，分別在電動(dòng)機(jī)輸出軸，1 軸 （減速器輸入軸） ，3 軸（減速器輸出軸）以及 4 軸（凸輪軸）上裝以帶輪，由上面 的傳動(dòng)比可知兩對(duì)帶輪可以設(shè)計(jì)成一樣的。 取 v 帶小輪的直徑是 d 小=80mm ,則大輪直徑是 d 大=2.5x80=200mm. 根,選 v 帶為 gb117174 即 a 型帶 b：13 h：8 截面積：8/ h ：2.8 h ：11mmmm 2 mm a mm p mm 1確定計(jì)算功率 pca 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-6 查取工況系數(shù) k =1.0 故 10 a p= k p=1.0 3.0=3.0 caa kw

36、kw 2. 選取普通 v 帶帶型 根據(jù) p,和機(jī)械設(shè)計(jì)圖 8-8 確定選用 a 型 ca n 3確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-3 和表 8-7 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=75mm 1 d d 根據(jù)式 8-15 從動(dòng)輪直徑=2.5x75=187.5mm 2 d d 1 d di 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12-1-11 =187.5 按機(jī)械設(shè)計(jì)式 18-13 驗(yàn)算帶的 2 d d 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 速度 smsmndv d /8 . 3/100060/96075)100060/( 1 1 ）（ 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 12-1-11 =75 =187.5.確定普通 v 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 1

37、 a d 2 a d 根據(jù))(2)(7 . 0 2121 0dddd ddadd 初步確定中心距 mma300 0 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 8-20 計(jì)算所需要帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0 2 0 4/)()(2/2 1221 addddal ddddd =mm1025)2404/)75 5 . 187(2/ )75 5 . 187(3002 2 （ 按機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-2 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為mmld1120 按機(jī)械設(shè)計(jì)式 8-21 計(jì)算實(shí)際中心距a mmllaa dd 3482/ )10251120(3002/ )( 0 5驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 由機(jī)械設(shè)計(jì)式 8-6 得 120161/5 .57)(180 12 1

38、add dd 所以，主動(dòng)輪上的包角合適。 6計(jì)算普通 v 帶的根數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)式 8-22 知道 laca kkpppz)/( 00 由 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)min/960 1 rn mmdd75 1 表 12-1-8 得 kwp12 . 1 0 kwp1 . 0 0 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 8-8，表 8-2 得 98. 0 a k89 . 0 l k = lad kkpppz)/( 00 189 . 0 98 . 0 ) 1 . 012 . 1 /(55 . 0 取根1z 7計(jì)算預(yù)緊力 0 f 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 0 /) 1/5 . 2(500qvzvpkf da 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 查機(jī)械

39、設(shè)計(jì)表 8-4 得mkgq/10. 0 故 2 0 91 . 6 10 . 0 191 . 6 / ) 198 . 0 /5 . 2(55 . 0 500f =109.49n 8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力 p f 由式 8-24 得nzffp73.2182/sin2 10 計(jì)算所的圖，如下所示： 19 30 95 100.5 13 84.5 76.5 6 11 26 圖 3 帶輪圖 （三）齒輪的設(shè)計(jì) 1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪材料，熱處理及精度 考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開(kāi)線(xiàn)斜齒輪 （1）齒輪材料及熱處理 材料：高速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 2

40、80hbs 取小齒45 齒數(shù)=24 1 z 高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大齒輪 240hbs z =iz =424=96 45 21 取 z =96. 2 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 齒輪精度 按 gb/t100951998，選擇 7 級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。 （2）初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 21 3 1 ) ( 12 h eh d t t zz u utk d 確定各參數(shù)的值: 試選=1.6 t k 查課本圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) z=2.433 217p h 由課本圖 10-26 214 p78. 0 1 82 . 0 2 則6 . 182 . 0 78 .

41、0 由課本公式 10-13 計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù) 202 p n =60n j =603841（283008） 11h l =8.8510 h 8 n =8.8510 /4=2.2110 h 2 88 查課本 10-19 圖得：k=0.93 k=0.96 203 p 12 齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 取失效概率為 1%,安全系數(shù) s=1,應(yīng)用公式 10-12 得: 202 p =0.93550=511.5 h 1 s k hhn1lim1 mpa =0.96450=432 h 2 s k hhn2lim2 mpa 許用接觸應(yīng)力 mpa hhh 75.4712/ )4325 .511(2/ )( 21 查課本

42、由表 10-6 得： =189.8mp 198 p e z a 由表 10-7 得: =1 201 p d 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 t=95.510 =95.510 2.88/384 5 11/n p 5 =7.1610 n.m 4 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算 小齒輪的分度圓直徑 d t 1 21 3 1 ) ( 12 h eh d t t zz u utk d =mm 6 . 55) 75.471 8 . 189433 . 2 ( 4 5 6 . 11 1016. 76 . 12 2 4 3 計(jì)算圓周速度 100060 11 nd t sm/1 . 1 100060 384 6 . 5514.

43、3 計(jì)算齒寬 b 和模數(shù) nt m 計(jì)算齒寬 b b=55.6mm td d1 計(jì)算摸數(shù) mn 初選螺旋角=14 = nt mmm z d t 25 . 2 24 14cos 6 . 55cos 1 1 計(jì)算齒寬與高之比 h b 齒高 h=2.25=5.1 nt mmm = =11.0 h b 1 . 5 6 . 55 計(jì)算縱向重合度 =0.318=1.903 1 d 14tan241318 . 0 tan 計(jì)算載荷系數(shù) k 使用系數(shù)=1 a k 根據(jù),7 級(jí)精度, 查課本由表 10-8 得smv/10 . 1 192 p 動(dòng)載系數(shù) k =1.07, v 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 查課本

44、由表 10-4 得 k的計(jì)算公式: 194 p h k= +0.2310b h )6 . 01 (18 . 0 12 . 1 2 d 2 d 3 =1.12+0.18(1+0.6 1) 1+0.231055.6=1.42 3 查課本由表 10-13 得: k=1.35 195 p f 查課本由表 10-3 得: k=1.2 193 p hf k 故載荷系數(shù): kk k k k =11.071.21.42=1.82 hh 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 d =d=55.6=58.0 1t 1 t kk / 3 6 . 1 82 . 1 3 mm 計(jì)算模數(shù) n m = n mmm z d 3

45、4 . 2 24 14cos 0 . 58cos 1 1 （4）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式 n m) ( cos2 1 2 2 1 3 f sf ad yy z ykt 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩71.6knm 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z 24，z i z 42496 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) zz /cos24/ cos 14 26.27 3 zz /cos96/ cos 14 105.15 3 初選齒寬系數(shù) 按對(duì)稱(chēng)布置，由表查得1 初選螺旋角 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 初定螺旋角 14 載荷系數(shù) k kk k k k=11.071.21.351.73 查取齒

46、形系數(shù) y和應(yīng)力校正系數(shù) y 查課本由表 10-5 得: 197 p 齒形系數(shù) y2.592 y2.211 應(yīng)力校正系數(shù) y1.596 y1.774 重合度系數(shù) y 端面重合度近似為1.88-3.2（） 21 11 zz 1.883.2（1/241/96）cos14 1.662cos arctg（tg/cos）arctg（tg20 /cos14 ）20.64690 14.07609 因?yàn)?cos，則重合度系數(shù)為 y 0.25+0.75 cos/0.673 螺旋角系數(shù) y 軸向重合度 2.05, 09 . 2 14sin 6 . 55 o y 10.76 計(jì)算大小齒輪的 f sf fy 安全系數(shù)

47、由表查得 s 1.25 工作壽命兩班制，8 年，每年工作 300 天 小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n160nkt 60271.4718300286.25510 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n2n1/u6.25510 /3.241.930510 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 查課本由表 10-20c 得到彎曲疲勞強(qiáng)度極限 204 p 小齒輪 大齒輪 aff mp500 1 aff mp380 2 查課本由表 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù): 197 p k=0.86 k=0.93 1fn2fn 取彎曲疲勞安全系數(shù) s=1.4 = f 1 14.307 4 . 1 50086 . 0 11 s k fffn =

48、 f 2 43.252 4 . 1 38093 . 0 22 s k fffn 01347 . 0 14.307 596 . 1 592 . 2 1 1 1 f sf fy 01554 . 0 43.252 774 . 1 211 . 2 2 2 2 f sf fy 大齒輪的數(shù)值大.選用. （5） 設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算模數(shù) mmmmmn26 . 1 655 . 1 241 01554 . 0 14cos78 . 0 1086 . 4 73 . 1 2 2 24 3 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì) n 算的法面模數(shù)，按 gb/t1357-1987 圓整為標(biāo)

49、準(zhǔn)模數(shù),取 m =2.5mm 但為了同時(shí)滿(mǎn)足接 n 觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d =58來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù). 1 mm 于是由: z =22.5 取 z =23 1 n m 14cos58 1 那么 z =423=92 2 幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距 a=148.20 cos2 )( 21n mzz 14cos2 5 . 2)9223( mm 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 將中心距圓整為 150mm 按圓整后的中心距修正螺旋角 =arccos07.14 2 . 1482 5 . 2)9223( arccos 2 )( 21 n m 因值改變不多,故參數(shù),等不必修正. k h

50、 z 計(jì)算大.小齒輪的分度圓直徑 d =59.28 1 07.14cos 5 . 223 cos 1 n mz mm d =237.11 2 07.14cos 5 . 292 cos 2 n mz mm 計(jì)算齒輪寬度 b=mmmmd28.5928.591 1 圓整的 60 2 b65 1 b 2.低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）材料：低速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280hbs 取小齒齒45 數(shù)=24 1 z 速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為大齒輪 240hbs z =424=96 圓整取45 2 z =96. 2 （2）齒輪精度 按 gb/t100951998，選擇 7 級(jí)，齒根噴

51、丸強(qiáng)化。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （3）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 k =1.6 t 查課本由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) z=2.45 215 p h 試選,查課本由圖 10-26 查得 o 12 214 p =0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71 1 2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n =60n jl =60961(283008) 12n 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 =2.2110 8 n =0.5510 2 4 1021 . 2 8 1 i n 8 由課本圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 203 p k=0.94 k= 0.97 1hn2hn 查課本由圖 10-21d 207 p

52、 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限,mpa h 600 1lim 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限mpa h 550 1lim 取失效概率為 1%,安全系數(shù) s=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力 = h 1 s k hhn1lim1 564 1 60094. 0 mpa =0.98550/1=517 h 2 s k hhn2lim2 mpa 540.5 2 )( 2lim1limhh h mpa 查課本由表 10-6 查材料的彈性影響系數(shù) z =189.8mp 198 p ea 選取齒寬系數(shù) 1 d t=95.510 =95.510 2.76/96 5 22/n p 5 =27.4610 n.m 4 3

53、2 4 2 1 3 1 ) 5 .540 8 .18945 . 2 ( 4 5 71 . 1 1 1046.276 . 12 ) ( 12 h eh d t t zz u utk d =78.04mm （4）計(jì)算圓周速度 0.392 100060 9604.78 100060 21 nd t sm/ （5）計(jì)算齒寬 b=d =178.04=78.04 d t 1 mm 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 （6）計(jì)算齒寬與齒高之比 h b 模數(shù) m= nt mm z d t 18. 3 24 12cos04.78cos 1 1 齒高 h=2.25m=2.253.18=7.155 nt mm =78.

54、04/7.155=10.91 h b 5. 計(jì)算縱向重合度 622. 112tan24318 . 0 tan318 . 0 1 z d 6. 計(jì)算載荷系數(shù) k k=1.12+0.18(1+0.6+0.2310b h 22) dd 3 =1.12+0.18(1+0.6)+ 0.231078.04=1.4259 3 使用系數(shù) k =1 a 同高速齒輪的設(shè)計(jì),查表選取各數(shù)值 =1.04 k=1.35 k=k=1.2 v k fhf 故載荷系數(shù) k=11.041.21.4259=1.780 hhva kkkk （7）按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 d =d=78.04 1t 1 t kk 3 mm

55、66.86 3 . 1 780 . 1 3 計(jì)算模數(shù)mm z d mn5319. 3 24 12cos66.86cos 1 1 （8）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) m cos2 1 2 2 1 3 f sf d yy z ykt （9）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩274.6knm 確定齒數(shù) z 因?yàn)槭怯昌X面，故取 z 24，z i z 424=96 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 初選齒寬系數(shù) 按對(duì)稱(chēng)布置，由表查得1 初選螺旋角 初定螺旋角12 載荷系數(shù) k kk k k k=11.041.21.351.6848 1當(dāng)量齒數(shù) zz /cos24/ cos 12 25.652 3 zz /c

56、os96/ cos 12 102.608 3 由課本表 10-5 查得齒形系數(shù) y和應(yīng)力修正系數(shù) y 197 p 232 . 2 ,491 . 2 21 ff yy751 . 1 ,636 . 1 21 ss yy 2螺旋角系數(shù) y 軸向重合度 1.62 y 10.838 3計(jì)算大小齒輪的 f sf fy 查課本由圖 10-20c 得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 204 p afe mp500 1 afe mp380 2 查課本由圖 10-18 得彎曲疲勞壽命系數(shù) 202 p k=0.90 k=0.93 s=1.4 1fn2fn = f 1a fefn mp s k 43.321 4 . 1 5009

57、0 . 0 11 = f 2a fffn mp s k 43.252 4 . 1 38093 . 0 22 4計(jì)算大小齒輪的,并加以比較 f safaf y 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 01268 . 0 43.321 636 . 1 491.2 1 11 f safa fy 01548 . 0 43.252 751 . 1 232 . 2 2 22 f safa fy 大齒輪的數(shù)值大,選用大齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算. 計(jì)算模數(shù) mmmmmn2298 . 2 71 . 1 241 01548 . 0 12cos797 . 0 10746 . 2 6848 . 1 2 2 25 3 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，

58、由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì) n 算的法面模數(shù)，按 gb/t1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取 m =4mm 但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸 n 疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d =86.66來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù). 1 mm z =21.19 取 z =22 1 n m 12cos66.86 1 z =422=88 取 z =88 22 5初算主要尺寸 計(jì)算中心距 a=224.95 cos2 )( 21n mzz 12cos2 4)8822( mm 將中心距圓整為 225 mm 修正螺旋角 =arccos10.12 2252 4)8822( arccos

59、2 )( 21 n m 因值改變不多,故參數(shù),等不必修正 k h z 6分度圓直徑 d =89.98 1 12cos 422 cos 1 n mz mm d =359.92 2 12cos 488 cos 2 n mz mm 計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 98.8998.891 1 圓整后取 mmb90 1 mmb95 2 武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 （四）凸輪的的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于凸輪的壽命長(zhǎng)短以及質(zhì)量的好壞直接影響到壓蓋時(shí)的精度，因此凸輪的材料我 們選擇 40并調(diào)質(zhì)淬火處理。這樣凸輪比較容易耐磨損，壓蓋精度不會(huì)容易出 r c 11 現(xiàn)誤差，并且使用壽命長(zhǎng)?？梢圆挥枚啻尾鹦锻馆?。 圖 5 援助凸輪輪廓線(xiàn) （五）塑料瓶撥輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所以撥輪的直徑為，將 360 度的圓盤(pán)六等份，以等mm258 份點(diǎn)為圓心做半圓，每個(gè)半圓的半