機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)冷霜自動灌裝機(jī)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書冷霜自動灌裝機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 蔡美華 學(xué) 號： 1301014633 學(xué) 院： 機(jī)械工程 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 題 目： 冷霜自動灌裝機(jī)方案設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 馬長安 職稱: 教授 2015年7月1日 目錄1工作原理及工藝動作過程2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求3設(shè)計(jì)過程（一）運(yùn)動循環(huán)圖：（二）機(jī)構(gòu)的初步選型（四）運(yùn)動尺寸計(jì)算及分析：1）電動機(jī)的選擇：2）v帶傳動的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇3）圓錐齒輪的設(shè)計(jì)4）凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5）執(zhí)行構(gòu)件相關(guān)參數(shù)的確定：4參考書目：5心得體會6 附圖冷霜自動灌裝機(jī)設(shè)計(jì)說明書1 工作原理及工藝動作過程 冷霜自動灌裝機(jī)是通過出料活塞干上下往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)冷霜

2、灌裝入盒內(nèi)。其主要工藝動作有：1） 將空盒送進(jìn)五工位盤，利用轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動變換不同工位；2） 在灌裝工位上空盒灌入冷霜；3） 在貼錫紙工位上粘貼錫紙（利用錫紙下降）；4） 在蓋盒蓋工位上將盒蓋壓下；5） 送出成品。2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1） 冷霜自動灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力：45盒min。2） 冷霜盒尺寸：直徑d=50mm,高度h=20mm。3） 工作臺面里地面的距離約1200mm。4） 要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)動靈活可靠，易于制造。5.傳動系統(tǒng)電機(jī)為三相異步電動機(jī)，轉(zhuǎn)速 1000 r/min。3 設(shè)計(jì)過程四個(gè)基本運(yùn)動：1. 輸送帶的連續(xù)運(yùn)動；2. 五工位盤的間歇轉(zhuǎn)動;3. 灌霜、錫紙壓貼、加蓋-三工

3、位聯(lián)動工架的往復(fù)運(yùn)動;4. 送出成品。（一）運(yùn)動循環(huán)流程：運(yùn)動循環(huán)圖的設(shè)計(jì):a) 灌裝、貼錫、加蓋工藝流程：1) 空盒通過輸送帶至五工位盤位置1。2) 五工位盤做間歇轉(zhuǎn)動，每次轉(zhuǎn)動72°，轉(zhuǎn)動時(shí)其他機(jī)構(gòu)不執(zhí)行動作。3) 當(dāng)轉(zhuǎn)盤停止時(shí)，灌裝、貼錫、加蓋壓桿工藝同時(shí)進(jìn)行動作。4) 灌裝、貼錫、加蓋三工位聯(lián)動工架完成工作，一次循環(huán)結(jié)束。b) 工藝過程的執(zhí)行構(gòu)件：1) 送料機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)輸送帶的間歇運(yùn)動，把空盒送入工位，并將成品輸出。2) 槽輪機(jī)構(gòu)：它是在軸上通過圓錐齒輪連接槽輪，帶動五工位盤實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動。3) 灌裝、貼錫、加蓋機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)有固定在軸上的直動推桿凸輪機(jī)構(gòu)組成，通過高低

4、往復(fù)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)灌裝、貼錫、加蓋動作。c) 各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動協(xié)調(diào)：1) 協(xié)調(diào)原則：輸送帶是間歇運(yùn)動，既不能與工位盤發(fā)生摩擦，也要求它不干涉其它幾個(gè)機(jī)構(gòu)的完整運(yùn)動，所以傳動輪尺寸要求有限制。五工位盤間歇時(shí)要實(shí)現(xiàn)三個(gè)執(zhí)行動作，設(shè)計(jì)凸輪尺寸不應(yīng)太大，各動作之間應(yīng)互不影響。各構(gòu)件要準(zhǔn)確定位，以免回撞到其它構(gòu)件。 2) 計(jì)算機(jī)械運(yùn)動循環(huán)周期：因?yàn)樯a(chǎn)率q=45盒/min，所以五工位轉(zhuǎn)盤的周期t=60s/45=1.33s ，圓柱凸輪的周期1.064s，傳送帶周期1.33s3) t時(shí)間個(gè)別執(zhí)行構(gòu)件的行程區(qū)段： 輸送帶區(qū)段：間歇傳動 五工位盤區(qū)段：五工位盤的轉(zhuǎn)動盒停歇，所占時(shí)間比：k=(z-2)/(z+2)=(5

5、-2)/（5+2）=3:7，所以在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，五工位盤3/10（108°）時(shí)間轉(zhuǎn)動，7/10（252°）時(shí)間停歇。執(zhí)行機(jī)構(gòu)1：送料機(jī)構(gòu)連 續(xù) 運(yùn) 動執(zhí)行機(jī)構(gòu)2：槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn) 動停 歇執(zhí)行機(jī)構(gòu)3：灌霜*錫紙壓貼*加蓋-三工位聯(lián)動工架上升下降停（二）機(jī)構(gòu)的初步選型轉(zhuǎn)盤間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，容易制造。轉(zhuǎn)位迅速，其機(jī)械效率高，故能平穩(wěn)地，間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。缺點(diǎn)：其運(yùn)動規(guī)律不能選擇，調(diào)節(jié)性能差，在撥銷進(jìn)入和脫出槽輪時(shí)會產(chǎn)生柔性沖擊，故常使用于速度要求不太高的運(yùn)動中，我們所需要設(shè)計(jì)的冷霜自動灌裝機(jī)中的五工位轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不高，此缺點(diǎn)可以忽略，故比較合理，因而選用此機(jī)

6、構(gòu)。灌裝、貼紙、壓蓋機(jī)構(gòu)直動滾子盤形凸輪機(jī)構(gòu):優(yōu)點(diǎn)：只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各項(xiàng)預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡單緊湊。缺點(diǎn)：凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn)線接觸，易磨損，但是綜合比較之下，這種機(jī)構(gòu)最為合適。貼錫紙 壓盒蓋機(jī)構(gòu)（三）冷霜自動灌裝機(jī)總體布置圖（四）運(yùn)動尺寸計(jì)算及分析：1）電動機(jī)的選擇： 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知，電動機(jī)在同一額定功率下有幾種同步轉(zhuǎn)速可供選用，同步轉(zhuǎn)速越高，尺寸重量越小，價(jià)格越低，且效率越高。設(shè)計(jì)時(shí)可優(yōu)先選取同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動機(jī)，在我們的設(shè)計(jì)中，選用n=1000r/min的電動機(jī)。 2） v帶傳動的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇：皮帶輪傳動

7、機(jī)構(gòu)由于電動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，達(dá)到1000r/min，因此沖擊很大，用皮帶傳動可起到緩沖作用，同時(shí)將轉(zhuǎn)速減低。這里設(shè)計(jì)減速五倍，結(jié)合實(shí)際空間尺寸，設(shè)計(jì)的皮帶輪兩輪直徑參數(shù)為：小輪1的直徑為50mm，大輪2的直徑為200mm，實(shí)現(xiàn)4倍減速。皮帶輪機(jī)構(gòu)橫向結(jié)構(gòu)簡圖根據(jù)傳送帶運(yùn)動周期t=1.33s,所以撥盤圓銷的t=1.33s, 撥盤圓銷與大皮帶輪 確定窄v帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距：根據(jù)0.7（d1+d2）2（d1+d2），初步確定中心距=300mm。3）圓錐齒輪的設(shè)計(jì)：由于圓錐齒輪只是用來改變軸的傳動方向，以滿足槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，所以其的模數(shù)設(shè)置為m=2.5， 設(shè)計(jì)簡圖及其尺寸：4）凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：此機(jī)構(gòu)

8、實(shí)現(xiàn)灌裝、貼錫、加蓋上升，周期1.33秒；設(shè)計(jì)基圓半徑r=300mm，滾子半徑=30mm。近休止： 082， s=0;推程運(yùn)動：82167，s=251-cos(2-);遠(yuǎn)休止： 167 275，s=50;回程運(yùn)動：275360， s=25 1+cos(3-5)5）執(zhí)行構(gòu)件相關(guān)參數(shù)的確定：1.由于五工位要實(shí)現(xiàn)每次72°較的間歇轉(zhuǎn)動，所以，槽數(shù)設(shè)為z=5。2.槽輪尺寸的計(jì)算： 撥銷盤的角速度w=1.33（1）槽數(shù)z 按工位數(shù)要求選定為5。（2）中心距a 按結(jié)構(gòu)情況確定 a=300mm（3）圓銷半徑r 按結(jié)構(gòu)情況確定為 r=30mm（4）槽輪每次轉(zhuǎn)位時(shí)主動件的轉(zhuǎn)角2=180(1-2/z)=

9、108（5）槽間角2 2=360/z=72（6）主動件圓銷中心半徑r1 r1=asin=176.3mm（7）r1與a的比值 =r1/a=sin=0.587（8）槽輪外圓半徑 （9）槽輪槽深h h>a(+cos-1) r h>148.8mm 取h=149mm（10）運(yùn)動系數(shù)k =1(1/2-1/5)=0.3 （n=1，n為圓銷數(shù)） (11) 槽輪輪轂直徑d=80mm (12) 撥盤輪轂直徑d=40mm3應(yīng)用比較廣泛的外槽輪（徑向槽均布）4參考書目： 1、陳明. 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì). 武漢：華中科技出版社，2014.5 2、喬峰麗 鄭江. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 北京：電子工業(yè)出版社，2011.

10、1 3、李虹，暴建崗，程軍.畫法幾何及機(jī)械制圖 .北京：國防工業(yè)出版社，2010.15心得體會通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)自動機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。本次課程設(shè)計(jì)屬于計(jì)算機(jī)繪圖軟件與自動機(jī)械設(shè)計(jì)課程的綜合性結(jié)合應(yīng)用，因此我個(gè)人覺得難度比較大，頗具挑戰(zhàn)性。經(jīng)過忙忙碌碌的一個(gè)周，我終于完成了這份作業(yè)，從中我覺得受益匪淺，還是談?wù)勎覀兊捏w會吧。這次設(shè)計(jì)題我是做總體設(shè)計(jì)的所以對于傳動和機(jī)構(gòu)的選型

11、也要有一定的了解，總的來說工作量比較大。與此同時(shí)還要自學(xué)繪圖軟件 ，并且能夠熟悉掌握。做這一切都是最基本的，其實(shí)最重要的是通過這次課程設(shè)計(jì)讓我領(lǐng)悟到了一種方法，一種思想，為以后相關(guān)工作打下了良好的基礎(chǔ)。所以類似于這種作業(yè)還是應(yīng)該多去嘗試，盡管比較繁瑣，那種成就感是很獨(dú)特的。過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后和伙伴的討論下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可。雖說是自己單獨(dú)設(shè)計(jì)，但