旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)

浙江海洋大學(xué)、尺寸設(shè)計(jì)7.1工作臺(tái)尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)方案A旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)要求直徑為600mm，為使待灌裝瓶一次只進(jìn)一個(gè)，卡槽深度設(shè)計(jì)與瓶直徑相同，為100mm，且設(shè)置倒角便于瓶子傳入。固定工作臺(tái)設(shè)置擋板定位，所以略大于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，直徑為650mm,傳送帶貫穿處略寬于卡槽，為104mm。7.2凸輪設(shè)計(jì)A、控制定位工件機(jī)構(gòu)，空瓶直徑為100mm，工件定位機(jī)構(gòu)只需60mm行程足夠，故凸輪的推程設(shè)計(jì)為60mm，以下為推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：為了更好的利用反轉(zhuǎn)法設(shè)計(jì)凸輪，根據(jù)上圖以表格的形式表示出位移和轉(zhuǎn)角的關(guān)系。度數(shù)0°-90°105°120°120°-300°315°330°-360°位移（mm）0306060300基圓：r0=480mm滾子半徑：rr=30行程：h=60mm推程角：φ=30°回程角：φ`=30°進(jìn)休止角：φs=120°遠(yuǎn)休止角：φs`=180°最大壓力角：αmax=28°＜30°B、控制灌裝嘴往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪設(shè)計(jì)如上圖所示，凸輪按照?qǐng)D的方位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。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。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°。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(duì)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°，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。7.3連桿設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)1/6周期壓桿在上不進(jìn)行壓蓋封口工作，則設(shè)計(jì)輪1的轉(zhuǎn)過上方的60°的時(shí)間等于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，即開始旋轉(zhuǎn)時(shí)桿2處于位置1，當(dāng)轉(zhuǎn)過60°時(shí)，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)停歇，桿2進(jìn)行壓蓋運(yùn)動(dòng)，位置3為運(yùn)動(dòng)最低位置，因?yàn)槿绻咳?0mm，則位置1的桿2要高于瓶口最少40mm，位置3的桿2位置位于瓶口端。令桿2連在輪1上的點(diǎn)到輪心距離為L(zhǎng)：L+L*cos30°>=40mm解得：L>=21.43mm取L=25mm,桿2長(zhǎng)80mm,輪1直徑60mm。7.4間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于設(shè)計(jì)灌裝速度為10r/min，因此每個(gè)工作間隙為s，轉(zhuǎn)臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng)60°用時(shí)1/6s，停留5/6s，由此設(shè)計(jì)如下不完全齒輪機(jī)構(gòu)，完成間歇運(yùn)用，以達(dá)到要求左邊為不完全齒輪，右邊為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，左邊齒輪轉(zhuǎn)一圈，右邊齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)60°。具體參數(shù)為：z左=6，z右=36，m=5mm，α=20°，θ=60°。中心距：a=m(z左*360°/θ+z右)/2=5*(6*6+36)/2=180mm分度圓半徑：r左=r右=a/2=180/2=90mm基圓半徑：rb左=rb右=a*cosα/2=180*cos20°/2=84.6mm齒頂圓半徑：ra左=ra右=(z右+2ha*)*m/2=(36+2*1)*5/2=95mm齒頂圓壓力角：αa左=αa右=arccos[z右cosα/（z右+2ha*）]=arccos[36cos20°/（36+2*1）]=27°基圓齒距：Pb左=Pb右=πmcosα3.14*5*cos20°=14.76mm8、方案評(píng)價(jià)在這套灌裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用到了凸輪機(jī)構(gòu)，間歇機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)。完成了輸入，灌裝，封口，輸出四道工序。旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，是同時(shí)要求有圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和傳送帶的傳送的機(jī)構(gòu)，而且這三部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過程。圓盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)部分：因?yàn)樵谙到y(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的特性，而工位為6個(gè)，所以在其中首先引入了可以實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的典型機(jī)構(gòu)——不完全齒輪。且不完全齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是圓盤轉(zhuǎn)速的6倍，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)分別在6個(gè)工位進(jìn)行停歇。灌裝封口急回部分：灌裝和封口雖然為兩個(gè)工位，但其運(yùn)動(dòng)特性是一樣的，只是有一個(gè)時(shí)間的差值而已。因?yàn)樾D(zhuǎn)工作臺(tái)為10r/min，每一轉(zhuǎn)有6個(gè)瓶子需要進(jìn)行灌裝和封口的工序，所以需要凸輪和曲柄的轉(zhuǎn)速也為60r/min。所以曲柄與發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)比為24:1，所以其前面的輪系傳動(dòng)只要完成從1440r/min的到60r/min的變化即可。由于本次課程設(shè)計(jì)為個(gè)人完成，盡管在當(dāng)今資源豐富的時(shí)代也不免有些許缺陷。學(xué)習(xí)知識(shí)難，把知識(shí)靈活運(yùn)用到生活中更難。只有熟練的掌握好理論知識(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中才能得心應(yīng)手。

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