机械创新设计说明书

旋转型灌装机

指导老师：程友联

工学院机制0704

设计成员：

程旭峰 2007307200629

刘志鹏 2007307200632

李晓明 2007307200621

2010年6月3日

目录

一 运动方案设计................................................... 2

二 总体方案设计................................................... 3

三 运动循环图设计................................................. 4

四 传动系统设计................................................... 5

五 V带传动设计................................................... 5

六 传送带设计..................................................... 6

七 齿轮设计...................................................... 6

八 凸轮设计...................................................... 9

九 槽轮设计...................................................... 9

十 方案设计...................................................... 9

一 运动方案设计

1.1 设计题目：旋转型灌装机

1.2 方案一：

用定轴轮系减速，由不完全齿轮实现转台的间歇性转动。此方案的优点是，标准直齿轮与不完全齿轮均便于加工。缺点：不完全齿轮会产生较大冲击，同时只能实现间歇性转动而不能实现自我定位。

方案一:不完全齿轮做间歇性机构

1.3 方案二：

用定轴轮系减速，由间歇式凸轮实现转台的间歇性转动。该方案可减小动载荷和避免刚性和柔性冲击，适用于高速高精度要求，但精度要求高，加工困难，复杂，安装调整比较困难。

方案二：间歇式凸轮机构

1.4 方案三：

由发动机带动，V带和定轴齿轮系减速，间歇性机构使用槽轮机构，压盖灌装机构采用下图所示机构。优点： 槽轮机构能实现间歇性转动且能较好地定位，便于灌装、压盖的进行。缺点：由于机构尺寸的限制，槽轮需用另外的电动机来带动。

方案三：压盖灌装机构

最终我们选用方案三

二 总体方案设计

2.1 创新性分析：

本机器创新之处在于采用的新的凸轮机构来实现压盖定位以及灌装，有

效地提高了灌装效率，而且新的机构结构简单，设计制造比较容易。定位准

确，机构运行良好。

2.2 总体方案图：

2.3 电动机选择

根据电动机转速选用电动机，额定功率，额定转速； 实际功率=

三 运动循环图设计

以槽轮的主动轮转过的角度度为参考

0 60 120 150 180 240 300 360

四 传动系统设计

4.1 传动类型选择

本机采用V带传动和定轴直齿轮传动

4.2 传动比分配

技术参数

槽轮从动轮转速为灌装速度，主动轮转速为60r/min

总传动比： =16

取V带传动比为=2

一级齿轮传动比与二级齿轮传动比为：

×=i/=8

为简化计算一二级齿轮传动比取相同值

则=2.83 ， =2.83

五 V带传动设计

5.1 V带型号选择

查表3-4得=1.2

设计功率： KW

根据和n查图3.12选用A型V带

5.2 带轮基准直径

=80mm

=×=160mm

5.3 带速

5.4 中心距、带长及包角

168<<480

初步确定中心距=300mm

mm

由表3-3选取带的基准长度=1000mm

实际中心距 圆整为a=302mm

验算小轮包角

5.5 带的根数

根据

查表17-3 KW 17.7

=2

5.6 初拉力计算

查表3-1 q=0.10kg/m

=345N

5.6 作用在轴上的压力

1366.2N

六 传送带的设计

速度V：

每两个瓶子之间的距离S:

七 齿轮设计

7.1 材料选择

材料：大小齿轮均采用40Cr钢，调质处理，齿面硬度为250~280HBS，平 均齿面

应力循环次数：

查图5-17得=1.05, =1.1

由式5-29得=1 取=1.0, =1.0, =0.92

由图5-16（b）得=690MPa， =440MPa

许用接触应力：

=666.5MPa

=445.3MPa

计算中取=445.3MPa

7.2 按齿面接触强度确定中心距

小齿轮转矩

初取,，由表11-5得，减速传动

u=i=2.83

则

由式5-18计算中心距a

mm

取中心距a=300mm

估算模数m=（0.007~0.02）a=2.1~6.0mm，由表5-7取标准模数m=4mm

齿数==39.1640, = 113.2114

齿轮分度圆直径=160mm， =456mm

齿轮齿顶圆直径=168mm， =464mm

齿轮基圆直径 =150.351mm =428.500mm

圆周速度

由表5-6选齿轮精度为8级

7.3 验算齿面接触疲劳强度

电动机驱动， =1.0，由图5-4得=1.07

齿宽

由图5-7，得=1.08 ，由表5-4 =1.1

K==1.26

齿顶压力角

齿面接触应力

，安全

7.4 校核齿根弯曲疲劳强度

由图5-14得=2.415 =2.21；由图5-15得=1.67=1.81

=0.25+=0.669

由图5-16得=290MPa =152MPa

由图5-15得 =1.0 取=2.0, =1.4

许用弯曲应力

齿根弯曲应力

都在许用应力之内，安全。

7.5 所有齿轮几何参数

八 凸轮设计

8.1 凸轮曲线方程

S=Asin6+A

A为凸轮突起高度的1/2 ,为凸轮圆周角0<<2

8.2 凸轮曲线图型

A

0 2九 槽轮设计

L=450mm Ψ=30 ∴ R=LsinΨ ＝225 mm s＝LcosΨ＝389 mm

h≥s－（L－R－r）＝130mm d1≤2（L－s）＝60mm d2﹤2（L-R-r）＝100mm

其中 L为中心距 圆销半径r＝30mm d1为拨盘轴的直径 d2为槽轮轴

的直径

十 方案评价

经过将近一个星期的设计，本及其终于完成了，这也只是我自己的想法，至于实际机器的运行状态，我们并没有相应的实践经验，所以不能知晓本设计的许多不足，这就当时我们的一次锻炼吧，以后我相信我们会做的更好。

参考文献

1.《机械原理》 主编：程友联 中国农业出版社 2008

2.《机械原理课程设计指导书》主编：裘建新 高等教育出版社 2005

3.《《机械设计》 主编： 孙志礼 东北大学出版社 2000

4.《机械创新设计技术》 主编：杨家军 科学出版社 2008