液體灌裝生產線上擰瓶蓋機的畢業(yè)設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘要 回轉式擰瓶蓋機適用于帶螺紋的蓋與瓶的旋蓋，市 場上現(xiàn)有的回轉式擰瓶蓋機大多數(shù)是半自動的包裝機，瓶蓋的疏理大多由 人 工 來完成，生產效率不是很高，而且加大了勞動的 強度，再生產時有一定 的 危險，本設計為自動理蓋而且是多工位擰蓋 機 。 本文介紹了題目的研究背景和意義，論述了擰蓋機在國內外的發(fā)展狀況，介紹了本次設計研究的內容及方法。本次設計的重點是擰蓋機的總體設計方案、過程的擰蓋、輸送方式和定位方法，在此基礎上進行了運動與結構的設計。本次設計采用的擰蓋方法是回轉式的，是通過圓柱凸輪的輪廓線來實現(xiàn)擰蓋頭的上下往復運動的， 通過錐齒輪 傳遞轉矩 ；而且在滿足擰蓋機原理的條件下，充分考慮了整機的布局和經濟性，不但結構簡單明了，操作方便而且本課題的設計實現(xiàn)了從進瓶到出瓶的全部自動化，具有速度可調、定位準確、旋蓋可靠、運行平穩(wěn)、無噪音和不傷瓶蓋等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)機構的缺點，總體上達到了我們預期設計的目標。 關鍵詞：擰瓶蓋機構；理蓋機構；傳送；自動化；轉盤 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of as to of is a of is a of at of is to of in on of is to up to of to is no of 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘要 . I . 緒論 . 1 課題的研究內容和意義 . 1 內外的發(fā)展概況 . 1 課題應達到的要求 . 1 2 總體方案設計 . 2 案一的介紹 . 2 案二的介紹 . 2 案比較 . 2 用方案的詳細設計 . 3 蓋裝置的設計 . 3 送帶的設計 . 4 座箱的設計 . 4 蓋機構的設計 . 4 盤的設計 . 5 3 總裝圖的確定 . 6 要技術參數(shù) 的確定 . 6 機的選擇 . 6 動方案的確定 . 7 構方案的確定 . 7 4 部件裝配圖的確定 . 9 傳動的計算 . 9 的設計計算和校核 . 11 的結構設計及選材 . 11 的設計計算 . 11 的校核計算 . 12 輪的計算和校核 . 12 輪材料處理工藝及制造工藝的選定 . 12 定各主要參數(shù) . 13 動比 . 13 輪模數(shù) m . 13 輪接觸疲勞強度計算 . 13 輪強度校核 . 14 齒輪的計算和校核 . 19 取齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) . 19 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 按齒面接觸強度設計 . 19 計計算 . 19 齒根彎曲強度設計 . 20 計計算 . 21 何尺寸計算 . 22 的計算和校核 . 23 的選擇計算 . 23 的校核 . 23 承的選擇和校核 . 23 承的選擇 . 23 承的壽命計算 . 24 5 擰蓋機的工作情況簡介 . 26 送及擰蓋部分 . 26 制部分 . 26 6 擰蓋機的安裝、維護和安全 . 28 裝 . 28 護保養(yǎng) . 28 全要求 . 28 7 結論與展望 . 29 論 . 29 足之處及未來展望 . 29 致 謝 . 30 參 考 文 獻 . 31 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒論 課題的研究內容和意義 擰蓋機是自動灌裝生產線的主要設備之一，用于玻璃瓶或 的螺紋蓋封口。隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對產品的包裝質量的要求也越來越高。由于螺紋蓋具有封口快捷，開啟方便及開啟瓶后又可重新封好等優(yōu)點，使其在許多產品的包裝中應用越來越廣泛，諸如飲料，酒類， 調味料，化妝品及藥品等瓶包裝的封口就大量采用螺紋蓋封口。目前現(xiàn)有的國產同類機型的封蓋機的產量，速度和自動化程度都相對落后。為了適應現(xiàn)代包裝機高速，高效和高可靠性生產的需要，研制了一種回轉式擰蓋機，該機采用多工位回轉式結構，機電氣一體化，具有效率高，速度快，可靠性好和自動化程度高等優(yōu)點。 包裝機械為包裝工業(yè)提供裝備機械，影響著各類包裝制品工業(yè)的技術水平和產品檔次，制約著包裝工業(yè)的發(fā)展和速度。長期以來，我國包裝機械行業(yè)非常薄弱，形不成規(guī)模和水平，致使我國包裝工業(yè)發(fā)展極慢。我國包裝機械行業(yè)在歷經了七十年代的起步， 八十年代的發(fā)展，九十年代由于包裝制品發(fā)展的需要而實現(xiàn)了高速度發(fā)展，但是由于起步遲，起點低，規(guī)模小，我國包裝機械總體水平要比發(fā)達國家落后 20 年，國內目前需求量的 60%，尤其是技術含量高的技術裝備依賴進口。對于包裝制品工業(yè)，包裝機械是我國包裝工業(yè)的優(yōu)勢。 內外的發(fā)展概況 提高自動化程度是包裝機械發(fā)展重要的趨勢。產品和產量居世界之首的美國十分重視白裝機械與計算機緊密結合，實現(xiàn)機電一體化控制，將自動化操作程序、數(shù)據收集系統(tǒng)、自動檢驗系統(tǒng)更多用于包裝機械之中。日本則長于微電子技術，用以開那個值包裝機械，有效 地促進了無人操作和自動化程度的提高。在計量、制造和技術性能等方面居于世界領先地位的德國也高度重視提高自動化程度。幾年前，德國包裝機械系統(tǒng)設計時，自動化技術在整個系統(tǒng)操作及運行中還占 30%，現(xiàn)在已占到 50%以上。 課題應達到的要求 目前國內液體灌裝生產線中廣泛使用的旋開封蓋口機大多為直線式 擰 蓋機，為了適應現(xiàn)代包裝機高速、高效和高可靠性生產的需要，在廣泛吸收國內外先進機型的基礎上，設計此了機器。該擰瓶蓋機采用回轉式結構。本次設計是針對回轉式擰蓋機整體的設計。主要工藝流程包括：供瓶 +供蓋 旋蓋 輸送。同 時要求熟練的操作 件，進行建模，繪制圖 3D 模型并出圖紙。 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 2 總體方案設計 案一的介紹 如圖 示，該方案利用步進電機帶動傳送帶將待旋蓋瓶傳送至上蓋裝置下方自動上蓋并撫平，然后將上好蓋的瓶子停止在旋蓋機正下方，傳感裝置將信號傳至旋蓋機構，通過上部的氣缸實現(xiàn)旋蓋頭的整體下移，通過下部的杠桿機構實現(xiàn)瓶子的夾緊，選蓋頭旋轉將瓶蓋旋緊在瓶上。旋蓋完成后旋蓋頭升起，傳送帶繼續(xù)前進一定距離，開始重復旋蓋過程。本方案結構較為簡單、易懂，但是從整體來分析，旋蓋的效率不是太高，而且對傳送帶的各種要求比較 高，需要特別訂制，成本會提高。 圖 案一旋蓋機的結構的正視圖 案二的介紹 如圖 示，本方案的全自動旋蓋機由上蓋裝置，傳送帶，底座箱，擰蓋機構，旋瓶圓盤，電機等組成。瓶子靠傳送帶一直勻速的 前進，通過理蓋機振動供蓋，然后進入旋盤，一直旋轉的旋蓋頭靠升降機構的作用整個支撐桿向下運動完成旋蓋并抬起，與此同時，前面旋蓋完成的瓶子會隨著傳動帶輸出。從而，順利的完成了全自動旋蓋的整個過程。這樣既能達到高效迅速旋蓋的目的，同樣在一定范圍內也能適用于不同高度大小的瓶子旋蓋。 案比較 方案一結構簡單，生產成本低，但是傳送帶的停走精度難以控制，所以整個旋蓋的精度低而且生產效率低，而且整個裝置的自動化程度不是很高，較為適合小批量生產；方案二結構設計簡單且精密合理，旋蓋精度高，效率高，相對于方案一成本要高 ，但是自動化程度也較高，適合批量生產，綜合考慮多方面，本課題采用方案二的結構進行設計。 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 圖 案二旋蓋機結構圖 。 用方案的詳細設計 蓋裝置的設計 上蓋裝置是把雜亂的瓶蓋放置在圓柱形的振動式自動料斗中，通過振動使瓶蓋在料斗內壁的螺旋形的跑道上向前跳動，并通過圓弧型軌道至出口跟瓶口相接。軌道最前端有一段水平板，將瓶口的蓋壓平，便于下一步的旋蓋操作，如圖 示。 圖 蓋機構 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 送帶的設計 傳動帶是瓶子輸入和輸出的關鍵機構，瓶子通過傳送帶從左 端勻速進入理蓋機供蓋，然后進入轉盤旋蓋，最后通過傳送帶送出，如圖 圖 送裝置 座箱的設計 根據設計的需要，做出相關的機座，如圖 示。 圖 座 蓋機構的設計 擰蓋機構是整個設計的核心和重心。由主軸帶動主齒輪轉動，從而帶動副齒輪的轉動，最終旋蓋頭轉動，同時由升降機構圓柱凸輪實現(xiàn)整個旋蓋裝置的上下運動，要求擰蓋機構又要自行轉動，還要同步轉盤轉動，擰緊瓶蓋夠上升完成整個過程，這樣就實現(xiàn)了擰瓶蓋的全自動化，如圖 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 圖 蓋機構 盤的設計 轉盤的設計也是比較重要的部分，旋轉過程中實現(xiàn)了擰蓋同時可以固定瓶子不晃動移動等問題，圓盤周邊設計成與瓶大小適當?shù)膿醢?，可以順利的取瓶，送瓶。圓盤靠下部軸支架靠鍵連接帶動轉盤轉動，如圖 圖 盤機構 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 3 總裝圖的確定 要技術參數(shù)的確定 機的選擇 根據機械負載特性，生產工藝，電網要求，建設費用，運行費用等綜合指標，合理選擇電機的類型；根據機械負載所要求的過載能力，起動轉矩，工作制以及工況條件，合理選擇電動機的功率 ，力求運行安全可靠經濟；根據生產機械的最高機械轉速和傳動調速系統(tǒng)的要求，選擇電機的轉速；還要根據電網電壓，頻率選擇電動機的額定電壓和頻率；總之，在選用電機時，要努力執(zhí)行國家技術經濟政策，積極采用節(jié)能產品和新產品，提高經濟效益。 功率的確定： 電動機的功率選得是否合適，對其工作和經濟性都有影響；如采用額定功率小于工作機要求的功率，就不能保證工作機的正常工作，甚至日電動機長期過載而過早損壞；如果電動機的額度功率大于所要求的功率，則電動機價格高，容量也未得到充分利用，以致造成成本高，而且浪費。通常對在變載荷作用下 ，穩(wěn)定、長期連續(xù)運行的機械，要求所選用的電動機的額定功率稍大于工作機功率。還應查處電動機類型和額定功率、相應的轉速和安裝尺寸。在一般情況下不必校驗電動機的發(fā)熱和起動力矩。電動機工作時需要的功率 0按下式計算： 0( (式中 ：w工作 機所需的功率， KW a從電動機到工作機間各運動副的總機械效率（以下簡稱效率）。 工作機所需要工作功率w一般根據工作機的生產阻力和運動參數(shù)計算： 000或n9550(式中 ： F工作機的生產阻力， N； v工作機的速 度， m/s； T工作機的阻力矩， N m； 工作機的轉速， r/ w 工作機的效率。 總效率按下式計算： .紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 式中 1 、 2 、3、 別為運動鏈中各運動副（如齒輪、軸承及聯(lián)軸器等）的效率，其值可參考機械設計零件手冊（修訂版）表 取。 容量相同的同類型電動機，可以有不同的轉速。如三相異步電動機常用的有四種同步轉速，即 3000、 1500、 1000、 750r/轉速電動機的極數(shù)多，外廓尺寸及重量都較大，幾個高，但可使傳動裝置總傳動比及尺寸較??；高轉速電動機則相 反。因此確定電動機轉速時，應按具體情況進行分析和比較。 通常多選用同步轉速為 1500 和 1000r/電動機，如無特殊需要，不選用同步轉速低于 750r/電動機。 傳動裝置的設計功率通常按實際所需要的電動機工作功率0考慮，而轉速則按電動機額定功率時的轉速 載轉速，它不等于同步轉速）計算。 通過計算可知，中心軸下面安裝的滾子軸承在工作時，所受的摩擦力大約為 40N，所以灌裝機主軸的啟動轉矩不大，根據機械設計 手冊單行本減（變）速器電機與電器上電動機選擇時應綜合考慮的問題和考慮到運行可靠性、設備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產品的價格、建設費用、運行和維修費用、生產過程中前后期電動機功率變化關系等各種因素，選擇電動機為 系列電動機， 所選電動機的型號為 電動機，它的額定轉速為 1400r/定功率為 速器的選擇 由于所選電動機的額度轉速為 1400r/裝機的生產能力為 4200 瓶 /小時，擰蓋機的擰蓋頭數(shù)為 12 頭，所以擰蓋機每轉生產 12 瓶，所以灌裝機主軸的轉速為 350r/小時，即635r/先設主軸上大齒輪與減速器上小齒輪的傳動比 6i ，電動機的小帶輪與減速器上大帶輪的傳動比 2i ，則減速器上輸入的轉速為 700r/出的轉速為 35r/據以上的條件，選擇 減速器，減速器的型號為 型號的減速器的額定輸入轉速為 750r/定輸入功率為 定輸入轉矩為 437于電動機的功率為 以選擇該型號的減速器符合要求。 動方案的確定 要實現(xiàn)本課題自動擰蓋機的功能主要考慮以下四個運動。第一，是傳送帶的勻速運動。第二，是轉盤的轉動，用最簡單的方法靠其下部豎直軸，靠鍵連接帶動轉盤進行傳動，實現(xiàn)轉盤的連續(xù)轉動。第三，旋蓋頭的上下往復運動，本課題采用升降機構圓柱凸輪支撐桿實現(xiàn)此功能。第四，擰蓋頭的旋轉運動，由主軸帶動主齒輪轉動， 從而帶動從動齒輪轉動最終帶動擰蓋頭的旋轉功能。 構方案的確定 整個全自動擰蓋機是合理的將各個零部件裝配在一起以保證其各項功能順利運行，裝配過程中設計到的標準件如螺釘，螺栓，螺母，墊圈，紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 標準數(shù)據繪制出來，經過一段時間的計算和簡單構思，現(xiàn)在設計出全自動擰蓋機的裝配簡圖如下圖 圖 擰蓋瓶從傳送帶左側輸入，到達轉盤并隨轉盤轉動，之后擰蓋裝置下降進行擰蓋并隨轉盤一起轉動，完成后擰蓋頭上升而旋盤繼續(xù)轉動，最后從左側傳送帶出去進入下一個工序。 圖 瓶蓋機主 視圖 圖 瓶蓋機俯視圖 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 4 部件裝配圖的確定 傳動的計算 為了安全起見，帶傳動應置于鐵絲網或保護罩之內，使之不能外露。 本次選用的的輸送機傳動系統(tǒng)中第一級用的普通 V 帶傳動。電動機的功率 ,轉速 ,傳動比 2i 。 (1) 確定計算功率 由表 8得工作情況系數(shù) ，故 (2) 選擇 V 帶的帶型 根據1n 由圖 8用 Z 型。 (3) 確定帶輪的基準直徑 d 并驗算帶速 v 初選小帶輪的基準直徑 1由表 8 8小帶輪的基準直徑 1 70dd 。 驗算帶速 0v 按式 (8算帶的速度 11 7 0 1 4 0 0 5 . 1 36 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 因為 05 ，故帶速合適。 計算大帶輪的基準直徑。根據式 (8計算大帶輪的基準直徑2 4 070212 (4) 確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 1)根據式 (8初定中心距 000 。 2)由式 (8算帶所需的基準長度 364 )()(2202122100 由表 8帶的基準長度 00。 按式 (8算實際中心距 a。 82)2 736700200(2 00 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 (5) 驗算小帶輪上的包角 1 901 5 81 8 2 01 4 0(1 8 1 8 0 121 (6) 計算帶的根數(shù) z 計算單根 V 帶的額定功率 由 01 和 ，查表 8 ， 2i 和 Z 型帶，查表 8 K，表 8 K ，于是 ( 00 計算 V 帶的根數(shù) z。 根。 (7) 計算單根 V 帶的初拉力的最小值 F 由表 8 Z 型的單位長度質量 ，所以 KF 0 0 0) 0 0)( 22m i 應使帶的實際初拉力(。 (8) 計算壓力軸 p 3 9 621 5 8s i 1222s i n)(2)( 1m i i n 所以通過繪制，做出如圖所示的帶輪： 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 帶輪 的設計計算和校核 的結構設計及選材 軸的結構設計包括定出軸的合理外形和全部結構尺寸。 軸的結構主要取決于以下因素：軸在機器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結構的因素較多，且其結構形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標準的結構形式。設計時，必須針對不同的情況進行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結構都應滿足：軸和裝在軸上的零件要有準確的工作位置；軸上的零件應便于裝拆和調整；軸應具有良好的制造公益性等。 軸的 材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛胚多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳 鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是 45鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的力學性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作的溫度下（低于 200 度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所 根據的是強度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉剛度。但也應當注意，在既定條件下，有時也可選擇強度較低的鋼材，而用適當增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。 本次設計中選用的是 45 鋼，調質處理。 的設計計算 對于實心主軸： 303 ，由于主軸材料是 45 鋼，所以查表 15以得到 1180 A。 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 8 3 取 d=60 軸的校核計算 軸的校核計算首先做出軸的計算簡圖，彎矩圖，扭矩圖，然后進行軸的強度校核即可。由于本軸是豎直放置，靠它傳遞扭矩，少量的彎矩可忽略不計，故只需對其扭矩進行校核便可。 扭轉切應力計算公式： (式中 ： 截面的剪切應力 T截面處得扭矩 W 危險截面的抗扭截面系數(shù) 對于該軸： 32.0 ( 查表得到 45 號鋼 13 0 4 5 3 1 9 6 0 因此這根軸符合強度要求。 通過數(shù)據繪制如下所示的軸： 圖 軸 輪的計算和校核 輪材料處理工藝及制造工藝的選定 齒輪選用的材料均為 40質處理，硬度約為 62 293 試驗齒輪齒面疲勞極限如下： 2150 220 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 齒輪的加工為插齒，精度為 7 級。 定各主要參數(shù) 由于屬于低速傳動，采用齒形角 20齒輪傳動，精度為 6 級，為提高承 載能力，采用直齒輪傳動。 動比 由于對轉速沒有太嚴格的要求，只需實現(xiàn)傳動，故取 i=1 輪模數(shù) m 模 數(shù) m 由強度計算或結構設計確定 (式中 ： 綜合系數(shù)，齒輪為 7 級精度等級沖擊取 =8 級精度等級中等沖擊取 =沖擊較大、或不變位時取較大值。 主動輪的齒形系數(shù) 1T 主動輪的傳動轉矩 T 11 9 5 5 0( 額定功率， 1n 齒輪轉數(shù)（一般為第一級即電機轉數(shù)）， r/ 實驗齒輪的彎曲疲勞極限，按 中等質量要求選取 d 齒寬系數(shù)，齒寬 b 與小齒輪分度圓直徑 1d 的比值。 將數(shù)代入 ( : 則 m 取圓整 5.2m 輪接觸疲勞強度計算 齒輪分度圓直徑 1d ，由下邊公式 3 12 12 (式中： 齒寬系數(shù)d查表，考慮傳遞功率不是很大 28.