【精編完整版】電動壓蓋機畢業(yè)論文

1、(此文檔為word 格式，下載后您可任意編輯修改！機械設計課程設計說明書設計題目_電動壓蓋機 _目錄一、設計題目 . 11.1電動壓蓋機 . 11.2設計要求 . 11.3設計說明 . 21.4進行減速器的設計 . 2二、系統(tǒng)運動方案設計 . 32.1原動機的選擇： . 32.2減速器類型選擇： . 42.3實現壓蓋動作的機構選擇: . . 52.4實現輸送帶間歇運動機構的選擇： . 72.5繪制系統(tǒng)運動循環(huán) . 92.6 調節(jié)行程機構(組合機構. 92.7 適應直徑機構 . 14三、執(zhí)行機構的設計： . 163.1凸輪機構設計 . 163.2不完全齒輪機構的設計 . 213.3曲柄滑塊機構的

2、設計 . 22四、主軸的功率計算 . 23五、設計總結 . 24六、參考文獻 . 25七、附錄 . 267.1凸輪C 語言設計程序 . 26一、設計題目1.1電動壓蓋機壓蓋機主要用于瓶裝飲料瓶蓋的壓緊。工作時將瓶裝飲料置于工作臺面上，將半成型的瓶蓋放在瓶裝飲料瓶口上，驅動壓緊裝置，壓緊瓶蓋，即完成瓶裝飲料的瓶蓋壓緊。釋放驅動裝置，壓蓋器在彈簧力的作用下（或者是機構回程）回升，同時將瓶推出，最后將瓶拿走，完成一次壓蓋的操作。即有送瓶、加蓋、壓蓋、輸出等動作。1.2設計要求通過課程設計實習，請全面分析設備：機器動力源、工作原理、主要技術參數（如生產率、適應參數范圍等）；包含哪些執(zhí)行機構，執(zhí)行機構自

3、由度是多少；從動力源到執(zhí)行構件的傳動比是多少，傳動方案是什么等。本題目設計參數如下：適應瓶子高度=200350mm；適應瓶子直徑=5585mm；壓蓋器縱向行程=150mm；壓蓋器工作阻力約=0.02kN；傳動機構許用壓力角=40。1.3設計說明須檢索同類設備文獻；繪制整機工作的運動循環(huán)圖。機構受力分析時，只計算壓蓋阻力，不計其它構件重量及運動副的摩擦阻力。就詳細分析結果數表考察方案的技術特性，評價方案的優(yōu)劣。如果發(fā)現有問題，要反饋到方案設計中對設計方案加以修正說明。1.4進行減速器的設計配圖、零件圖（軸、齒輪）。減速器另附說明書一份二、系統(tǒng)運動方案設計2.1原動機的選擇：原動機的種類按其輸入能

4、量的不同可以分為兩類：A 一次原動機此類原動機是把自然界的能源直接轉變?yōu)闄C械能，因此稱為一次原動機。屬于此類原動機的有柴油機，汽油機，汽輪機和燃汽機等。B 二次原動機此類原動機是將發(fā)電機等能機所產生的各種形態(tài)的能量轉變?yōu)闄C械能，因此稱為二次原動機。屬于此類原動機的有電動機，液壓馬達，氣壓馬達，汽缸和液壓缸等。1、考慮現場能源的供應情況。2、考慮原動機的機械特性和工作制度與工作相匹配。3、考慮工作機對原動機提出的啟動，過載，運轉平穩(wěn)，調速和控制等方面的要求。4、考慮工作環(huán)境的影響。5、考慮工作可靠，操作簡易，維修方便。6、為了提高機械系統(tǒng)的經濟效益，須考慮經濟成本：包括初始成本和運轉維護成本。本

5、設計對原動機的要求為：運行環(huán)境穩(wěn)定、結構簡單、成本較低，綜合以上各種原動機的特點，選擇二次原動機，并選交流異步電動機作為壓蓋機的原動機。2.2減速器類型選擇：減速器是指原動機與工作機之間獨立封鎖式傳動裝置，用來減低轉速并相應地增大轉矩。減速器種類繁多，一般可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器。齒輪減速器的優(yōu)點是結構簡單，運轉平穩(wěn)，安裝方便，其缺點是傳動比的分配比較麻煩；而蝸桿減速器具有結構緊湊，傳動比大，噪音低等優(yōu)點，但容易引起發(fā)熱、漏油、渦輪磨損等問題。行星齒輪減速器的主要特點有：結構緊湊、重量輕、體積小、傳動比大等優(yōu)點，但其結構比較復雜，制造和安裝較為困難，成本也高。在本設計中，對

6、減速器要求為：傳動比較小，結構盡量簡單，成本低廉，制造安裝方便。綜合以上各種減速器的優(yōu)缺點，選擇二級圓柱齒輪減速器作為壓蓋機的減速器。2.3實現壓蓋動作的機構選擇: 圖示為曲柄滑塊機構及其運動特性圖，結構簡單，零件加工容易，易實現所需動作要求等優(yōu)點，其運動特性能滿足要求。但是，在運轉時各構件產生的慣性力會引起機座的強迫振動，加劇機器構件的磨損并產生噪聲污染，降低機構的運動精度和平穩(wěn)性。 凸輪機構的特點是結構簡單、緊湊，能精確實現所需的運動軌跡，可實現從動件任意預期運動，最適用于從動件坐間歇運動的場合。其缺點是要求的制造精度高。 移動導桿機構是平面四桿機構的一種演變形式，從動件可以做往復運動。缺

7、點是沖擊載荷較小。綜上，考慮到壓桿要按規(guī)律往復運動，且需要一定的沖擊載荷，最終決定選擇直動滾子從動件凸輪機構。2.4實現輸送帶間歇運動機構的選擇：要將瓶子送到工作機位壓蓋，同時將完成壓蓋的瓶子輸出，這個動作必須由間歇機構完成。槽輪機構的特點是結構簡單，工作可靠，易加工，轉角準確，機械效率高。常被用來將主動件的連續(xù)轉動轉換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉動。但是其動程不可調節(jié)，轉角不能太小，槽輪在起、停時的加速度大，有沖擊，并隨著轉速的增加或槽輪槽數的減少而加劇，故不宜用于高速。圖 1棘輪機構棘輪機構的優(yōu)點是結構簡單，制造方便，能將連續(xù)轉動轉換成單向步進運動，但工作時常伴有振動，齒尖磨損，傳動平

8、穩(wěn)性差，因此它的工作頻率不能過高。綜合以上分析，結合壓蓋機的工作條件，為了保證工作的平穩(wěn)，選擇槽輪機構實現間歇運動。不完全齒輪機構當主動輪的有齒部分作用時，從動輪就轉動；當主動輪的無齒圓弧部分作用時，從動輪停止不動。因而當主動輪連續(xù)轉動時，從動輪獲得時轉時停的間歇運動。不完全齒輪機構結構簡單、制作容易，工作可靠，從動件運動時間和靜止時間可在較大范圍內變化。綜上所述，由于主軸的轉速不同，為了方便設計轉速并且使構件結構簡單，決定采用不完全齒輪機構。2.5繪制系統(tǒng)運動循環(huán) 2.6 調節(jié)行程機構(組合機構題目要求適應瓶子高度=200350mm。思路1：可以加入將瓶口鎖住，由兩側停歇移動機構將其上下帶動

9、到工作位壓蓋。A. 連桿機構 結構說明:如圖所示機構由六桿機構ABCDEFG 和曲柄滑塊GHI 串聯組合而成。連桿上E 點的軌跡在和段近似為圓弧，半徑，圓弧中心為F 、F , 取FF 的垂直平分線上的G 點為機架。六桿機構的從動件FG 與桿GH 固接成GHI 機構的主動件。工作原理和特點:主動曲柄4作勻速轉動，連桿上的E 點做平面復雜運動，當運動到或近似圓弧段時，鉸鏈F 或F 處于曲率中心，保持靜止狀態(tài)，擺桿2近似停歇從而實現滑塊1在往復上下極限位置的近似停歇。這是利用連桿曲線上的近似弧段實現雙側停歇的往復運動。B. 連桿機構結構說明:如圖所示是由擺動導桿機構加上一個級桿組組成的六桿機構。擺動

10、導桿2上的曲線導槽由a 、b 、c 三段曲線組成。工作原理和特點：若b 段曲線是圓弧，以其半徑作為曲柄長,O 為曲率中心，則主動曲柄1作勻速轉動時，在角度內轉動，A 點軌跡與導槽b 圓弧吻合、導桿停歇，從而通過連桿3使滑桿4作單側中途停歇的往復移動。若導槽曲線中前后二段曲線a 、c 為對稱的圓弧曲線，則可實現雙側停歇的往復移動。該機構結構緊湊、制造簡單、運動特性好。由于這兩個機構過于復雜，將它們加入整個系統(tǒng)，會使整個系統(tǒng)構架變的更為復雜(主要復雜在時間維度上的分配，以及沒法實現將瓶子夾入并送出的機構 。因此我們換了個思路思路2:其實整個系統(tǒng)關鍵步驟在于壓蓋，整個真正壓蓋時間和壓蓋距離都是確定的

11、，分別為和5mm ，所以我們只需要改變壓蓋機構的行程即可。A. 齒輪導桿機構 結構說明：如圖所示機構，由齒輪機構與轉動導桿機構組成。齒輪1沿固定圓盤轉動，即相當于繞圓盤中心C 回轉，導塊3一方面與作為曲柄的齒輪1鉸接在B 點，其另一方面與導桿2組成移動副，帶動該導桿繞A 軸轉動。通過連桿7驅動滑塊4沿固定導路往復運動。工作原理和特點：應用螺旋5可調節(jié)導塊8在其導槽內的位置，即改變曲柄長AE ，由此改變從動件滑塊4的行程。B 棘輪機構 結構說明:如圖所示，曲柄1繞A 軸回轉，通過連桿2使構件3繞B 軸擺動。滾子安置于構件3的內緣與棘輪4輪齒所形成的楔形槽內。導塊5可在曲柄1內的導槽內移動。工作原

12、理和特點：曲柄1為主動件回轉時，棘輪4作間歇轉動。通過螺旋移動滑塊5，使其緊固在某一所需位置，即可改變曲柄1的長度，則構件3的擺角及棘輪4每次的轉角隨之變化。C 凸輪機構與杠桿機構的結合 結構說明：凸輪機構的滾子與杠桿機構一段的滑塊相連，中間的支點與機架相連，并且保證可調節(jié)（與我們做的機械原理部分實驗中桿內挖空并放置滑塊與機架固定的桿類結構相似工作原理和特點：凸輪機構的行程一定，但通過改變杠桿支點的位置，壓蓋頭行程也會隨之變化。綜上所述，為了是結構簡單，我們選擇了凸輪杠桿機構。2.7 適應直徑機構設計要求直徑=5585mm，為了在最簡單，最節(jié)省材料并降低功耗的情況，我們選擇直接在傳送帶機架旁設

13、置可調節(jié)檔盤，另一側采用曲柄滑塊機構。整體系統(tǒng)圖 三、執(zhí)行機構的設計：3.1凸輪機構設計凸輪機構采用直動滾子盤行凸輪，且為力封閉凸輪機構，利用外層材料來使?jié)L子與凸輪保持接觸，實現定位功能。只要適當地設計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到我們所需要的運動規(guī)律，滿足加工要求，而且響應快速，機構簡單緊湊。由設計的要求，壓蓋機要完成以下的的動作循環(huán)，上升下降壓蓋上升下降壓蓋，從動件的上升位移曲線為理論基礎： 理論輪廓曲線(Pitch curve方程：實際輪廓線曲線(cam profile方程： /sin tan /cos sin cos cos sin B B B B A B r A B r dx d

14、x d dy dy d x x r y y r =-=根據此來編寫程序，并多次取參數來選擇合適大小的凸輪。具體設計如下:設計基圓半徑r=200mm,偏心距e=20mm滾子半徑=10mm行程=150mm凸輪轉角=120, 壓蓋機構下降凸輪轉角=20, 壓蓋機構休止(即壓蓋凸輪轉角=120, 壓蓋機構上升凸輪轉角=100, 壓蓋機構休止為了防止凸輪實際輪廓線產生過度切割并減小應力集中和磨損，設計時一般應保證凸輪實際廓線的最小曲率半徑不小于某一許用值, 即(一般取=35mm ，而我們求出的最小曲率半徑顯然也符合要求。杠桿機構取300mm ，支點最初選在中點。編寫了C 語言程序輔助計算，程序見附錄。編

15、號 角度 理論輪廓線x 理論輪廓線y 實際輪廓線X 實際輪廓線Y 壓力角 曲率p1 0.000 20.000 118.322 18.333 108.461 9.594 120.000 2 5.000 30.243 116.199 27.919 106.473 8.436 222.711 3 10.000 40.340 113.606 37.752 103.947 5.002 1240.330 4 15.000 50.426 110.919 47.917 101.239 0.466 457.781 5 20.000 60.742 108.410 58.551 98.653 7.345 271.5

16、87 6 25.000 71.592 106.206 69.797 96.369 14.655 302.166 7 30.000 83.295 104.271 81.793 94.384 21.366 621.258 8 35.000 96.117 102.400 94.687 92.503 26.779 2193.765 9 40.000 110.226 100.248 108.599 90.382 30.632 444.627 10 45.000 125.646 97.362 123.561 87.582 32.963 278.142 11 50.000 142.229 93.236 13

17、9.462 83.627 33.937 219.194 12 55.000 159.650 87.373 156.023 78.054 33.735 189.664 13 60.000 177.421 79.340 172.807 70.469 32.517 171.623 14 65.000 194.926 68.828 189.250 60.595 30.418 159.084 15 70.000 211.466 55.684 204.718 48.304 27.559 149.822 16 75.000 226.328 39.939 218.564 33.636 24.068 143.1

18、19 17 80.000 238.838 21.805 230.186 16.791 20.094 138.935 18 85.000 248.432 1.659 239.085 -1.895 15.818 137.539 19 90.000 254.695 -20.000 244.894 -21.986 11.457 139.338 20 95.000 257.398 -42.596 247.406 -42.988 7.248 144.824 21 100.000 256.513 -65.539 246.578 -64.394 3.427 154.62322 105.000 252.197

19、-88.281 242.528 -85.729 0.210 169.665 23 110.000 244.770 -110.373 235.513 -106.590 2.225 191.506 24 115.000 234.665 -131.494 225.897 -126.685 3.745 222.938 25 120.000 222.373 -151.481 214.109 -145.851 4.263 269.066 26 125.000 208.325 -170.286 200.582 -163.957 4.263 269.066 27 130.000 192.691 -187.79

20、5 185.529 -180.815 4.263 269.066 28 135.000 175.590 -203.874 169.064 -196.297 4.263 269.066 29 140.000 157.153 -218.402 151.312 -210.285 4.263 269.066 30 145.000 46.786 -101.686 46.536 -91.689 56.432 52.235 31 150.000 35.027 -100.668 36.967 -90.858 48.810 55.622 32 155.000 23.135 -96.936 27.114 -87.

21、762 41.551 61.496 33 160.000 11.645 -90.470 17.390 -82.285 34.930 69.015 34 165.000 1.116 -81.439 8.306 -74.488 29.029 77.104 35 170.000 -7.930 -70.202 0.380 -64.639 23.798 84.538 36 175.000 -15.065 -57.281 -5.938 -53.195 19.122 90.109 37 180.000 -20.000 -43.322 -10.335 -40.757 14.863 92.810 38 185.

22、000 -22.616 -29.032 -12.669 -28.008 10.875 91.969 39 190.000 -22.975 -15.125 -12.989 -15.647 7.007 87.348 40 195.000 -21.309 -2.252 -11.524 -4.315 3.094 79.179 41 200.000 -17.989 9.052 -8.657 5.459 1.058 68.166 42 205.000 -13.482 18.411 -4.884 13.306 5.696 55.450 43 210.000 -8.295 25.633 -0.764 19.0

23、53 11.146 42.498 44 215.000 -2.911 30.712 3.133 22.745 17.817 30.884 45 220.000 2.261 33.810 6.311 24.666 26.110 21.924 46 225.000 6.936 35.221 8.495 25.343 36.035 16.354 47 230.000 10.980 35.321 9.859 25.384 46.434 14.475 48 235.000 14.420 34.512 11.061 25.093 54.626 17.570 49 240.000 17.434 33.160

24、 12.781 24.309 57.734 37.464 50 245.000 20.323 31.544 15.361 22.862 54.748 295.01351 250.000 23.457 29.821 18.847 20.947 47.451 66.302 52 255.000 27.228 28.001 23.112 18.888 39.307 103.666 53 260.000 31.984 25.948 28.104 16.731 32.827 1010.996 54 265.000 -119.614 9.611 -109.647 8.811 9.594 120.000 5

25、5 270.000 -118.322 20.000 -108.461 18.333 9.594 120.000 56 275.000 -116.128 30.236 -106.451 27.717 9.594 120.000 57 280.000 -113.051 40.242 -103.630 36.889 9.594 120.000 58 285.000 -109.114 49.942 -100.021 45.781 9.594 120.000 59 290.000 -104.346 59.262 -95.650 54.324 9.594 120.000 60 295.000 -98.78

26、3 68.131 -90.551 62.453 9.594 120.000 61 300.000 -92.470 76.481 -84.764 70.108 9.594 120.000 62 305.000 -85.452 84.250 -78.331 77.229 9.594 120.000 63 310.000 -77.784 91.377 -71.302 83.762 9.594 120.000 64 315.000 -69.524 97.808 -63.730 89.657 9.594 120.000 65 320.000 -60.735 103.495 -55.674 94.871

27、9.594 120.000 66 325.000 -51.483 108.395 -47.193 99.362 9.594 120.000 67 330.000 -41.840 112.470 -38.354 103.097 9.594 120.000 68 335.000 -31.879 115.688 -29.222 106.047 9.594 120.000 69 340.000 -21.675 118.026 -19.868 108.191 9.594 120.000 70 345.000 -11.305 119.466 -10.363 109.511 9.594 120.000 71

28、 350.000 -0.850 119.997 -0.779 109.997 9.594 120.000 72 355.000 9.611 119.614 8.811 109.647 9.594 120.000 73 360.000 20.000 118.322 18.333 108.461 9.594 120.000 3.2不完全齒輪機構的設計 因為要求傳送帶每隔0.75秒動一次，運動0.25秒，在內有齒輪取Z 1 = Z2m 1 = m22r 1(90360=2r 2 r2 = (14 r1r 1 = 120mm r 2 = 30mm3.3曲柄滑塊機構的設計由于確定了D=5585mm，所以

29、曲柄滑塊的行程設為30mm, 設連接曲柄的桿長為mm ，另一根桿長為mm ，那么解得x=15mm取y=30mm四、主軸的功率計算 設凸輪壓蓋的時間為t=s，壓蓋距離為s=5mm,壓蓋阻力為f=20N，且在不記構件間的摩擦時，杠桿的傳動效率為100%則消耗的總功率送蓋子的傳送帶的功率很小，設為5W ，則消耗的總功率為P P W +=+主五、設計總結這次我們課程設計的題目是“電動壓蓋機”，這是一個很有意義也很有挑戰(zhàn)的題目。這次課程設計，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設計經驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手, 不過我們一組3人絕不放棄，大家都一致要克服困難。我們查找了大量的資料，包括

30、一起看了可口可樂生產視頻，著重去借鑒他們的壓蓋系統(tǒng)，并且曾經異想天地想出一些奇特的機構，但隨著設計的深入，我們發(fā)現我們在設計能力仍有很大不足，我們無法真正實現那些機構，就連可口可樂視頻里所展示的壓蓋系統(tǒng)也實在是模仿不來，這導致得從頭再來，進度遠遠落后于其他組。但欣慰的是，在這種逆境下, 我們克服一切困難，抓緊每一分每一秒，不斷的頭腦風暴，最終設計出來這么一套系統(tǒng)，成就感很強。通過這次課程設計，我對自己的專業(yè)有了更深的了解，以前覺得“機械”這個詞很空洞沒有什么切實地內容。但是，在這次設計之后，我們真正的觸摸到了自己所學的專業(yè)了，感覺到原來自己學的東西也能起到很大作用。我們能夠用自己的雙手去實踐自

31、己的理論和想法，可以自己設計出一個小機械來。雖然和那些好的機械比起來我們相差甚遠, 但是這畢竟是我們第一次自己動手設計一個與我們專業(yè)相關的東西，我們感受到了一絲成功的喜悅，讓我們理解了自己的所學專業(yè)真正能干什么，認識到了自己以后的努力與工作方向。今后，我們要學好更多的專業(yè)知識，為走向社會做好堅實的鋪墊。與此同時，我也對以后的學習萌生了更多的想法，讓我對機械更感興趣。因為我體會到了一次成功的課程設計給我?guī)淼南矏?，讓我學會了實踐出真知的道理，讓我動力無窮。六、參考文獻1 申永勝，機械原理教程（第二版），清華大學出版社2 鄒慧君，機械原理課程設計手冊，高等教育出版社3 吳克堅，機械設計 ，高等教育

32、出版社4 景雪琴，程序設計基礎（C 語言），北京航空航天大學出版社5 龔溎義，機械設計課程設計指導書，高等教育出版社6 魯屏宇，工程圖學，機械工業(yè)出版社7 龔溎義，機械設計課程設計圖冊，高等教育出版社8 周建方，理論力學，機械工業(yè)出版社七、附錄7.1凸輪C 語言設計程序#include stdio.(FILE *fp;double e,ro,rt,(shuju.txt,wt;printf(fp,請依次輸入偏距, 基圓半徑, 滾子半徑, 行程, 推程運動角, 遠休止角, 回程運動角, 近休止角，凸輪轉動角速度n;printf(請依次輸入偏距, 基圓半徑, 滾子半徑, 行程, 推程運動角, 遠休止角, 回程運動角, 近休止角，凸輪轉動角速度n;scanf(%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf%lf,&e,&ro,&rt,&; *在屏幕上輸出文件頭*for(i=0;i=ic;i+ *每隔五度建立循環(huán)*phi=i*del*PI18