啤酒輸瓶機畢業(yè)設計說明書

1、濟南大學畢業(yè)設計畢業(yè)設計題 目 單列啤酒輸瓶機 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械工程及自動化 班 級 機自0705 學 生 李悅 學 號 20070043097 指導教師 劉魯寧 二一一年五月二十九日- 1 -濟南大學畢業(yè)設計摘 要單列啤酒輸瓶機主要完成啤酒生產線上貼標、灌裝、清洗等工藝過程中的單列輸送的任務，其性能優(yōu)劣會影響多種設備的生產效率，所以研究單列啤酒輸瓶機有重要的實際意義。本文概要介紹了國內外輸瓶機的發(fā)展過程和趨勢，分析了輸瓶機的工作環(huán)境和性能要求，研究了輸瓶機的工作原理，確定了單列啤酒輸瓶機總體結構，計算選取了合適的電機、減速器、輸送帶等部件，對鏈輪、傳動軸等關鍵零部件進行了詳

2、細的設計計算和結構設計，完成了單列啤酒輸瓶機的總裝配圖和關鍵零件部件的零件圖。該輸瓶機采用平頂輸送鏈進行輸送，在平頂鏈上方使用導軌實現酒瓶的穩(wěn)速線性運動。本機輸送速率穩(wěn)定、運送平穩(wěn)、耗能低，整機結構簡單、運輸方便，便于維護和修理，可以滿足啤酒生產線對輸瓶機的要求。關鍵詞：單列；輸瓶；設計；abstractsingle row beer bottle conveyor mainly complete the tasks on the beer producting line of labeling,fulling,cleaning and so on.its performance can ha

3、ve a significant impacton production efficiency,so,its significant for us to study that. this articleoutlinedthe development and trends ofdomestic and international bottle conveyor,analyzedbottle conveyingmachineworking environment andperformance requirements,studied theprincipleofbottleconvey, then

4、 determinedthe overall structure of thesingle row beer bottle conveyor, selectedthe appropriatethemotor, reducer,beltand other components thoughcalculation,and then designed on the sprockets,shaftsand other keycomponents in detail, in the end ,completedthe totaltransmissionassembly of thesingle row

5、beer bottle conveyor and diagrams of key parts.this kind of single row beer bottle conveyor use flat topconveyor chains fordelivery, using therailto achievesteady speedlinear motion of bottles, theconveyorspeed is stability, withsteady delivering, low energy consumption,and the wholestructure is sim

6、ple, easy to transport, easy to maintainand repair.it can meet the requirements production lineof beerbottleson theinput.key words：single row；bottle conveyor；design；目 錄摘 要iabstractii1 前言11.1 國內外現狀11.2發(fā)展方向11.3選題意義22 單列輸瓶機的總體設計32.1 單列輸瓶機的工作環(huán)境32.2 設計任務與設計參數32.3 啤酒瓶數據信息42.4 單列輸瓶機的組成52.5 單列輸瓶機設計的步驟63關鍵零部

7、件設計83.1輸送帶選擇83.2電機的選取103.3減速器的選取123.4鏈輪設計標準123.4.1主動鏈輪的設計133.4.2從動鏈輪的設計153.5主動輪軸的初步設計153.5.1參數計算163.5.2材料選取173.6聯(lián)軸器的選型173.7滾動軸承的選型183.8主動輪軸的結構設計203.9從動輪軸的設計213.10鍵的選型223.11傳動齒輪的設計224 結 論24參 考 文 獻25致 謝26261 前言輸瓶機是啤酒工業(yè)生產的必要設備，完成啤酒生產線上輸送瓶裝啤酒或啤酒瓶的任務，使特定數量的瓶子從一單機以適當速度、最小的功耗和損失、較低的噪音及干擾傳送到另一單機1。單列輸瓶機是輸瓶機的

8、一種，可以用于貼標、灌裝、清洗等工序。1.1 國內外現狀通過閱覽網上的文章了解到，我國的啤酒灌裝生產線是最早引進國外先進技術的設備制造行業(yè)之一。早在上個世紀八十年代初，我國就從東歐、西歐、日本等國家進口了大量的灌裝生產線設備，經過多年的努力，不斷的消化吸收國外的先進技術，逐步實現國產化，其中一些國產生產線達到了很高的技術水平。我國的生產線與國外的先進生產技術水平的差距正在逐步的縮小。輸瓶設備在灌裝生產線中的作用十分重要，其性能優(yōu)劣將直接影響到整個生產線的產量，效率與成本。瓶裝線即使配備最好的單機,由受過高度培訓的人員操作,其狀況也難令人滿意。此種狀態(tài), 在多數情況下,是由于輸瓶系統(tǒng)不力造成的2

9、。輸瓶設備與理瓶設備、灌裝設備、貼標設備、裝箱設備等關系密切，是灌裝生產線中不可缺少的一部分。據調查, 國外瓶裝生產線的效率大多都超過80 % , 而我國國標規(guī)定的僅為70 % 。雖然造成這一現象的因素很多, 但輸送系統(tǒng)設計得合理與否卻是其中的重要因素。雖然我國的灌裝生產線產品技術水平總的來說與國際上的先進技術相比還處于落后狀態(tài)，主要在控制水平方面，高新技術應用方面不夠好，新材料新工藝的推廣應用也十分緩慢，只有少數的產品能夠達到有先進技術的國家上世紀90年代初期的水平，但是，我國的灌裝線輸瓶設備已經能夠基本達到或接近國外同類產品的技術水平，并且基本實現了國產化。1.2發(fā)展方向隨著社會的發(fā)展，人

10、們的物質文化需求也在不斷地增加，酒類飲料作為人們最喜愛的飲料之一，其需求量也與日俱增，有需求就會有供應，因此刺激了酒類飲料的生產。啤酒生產商想方設法提高產量，在這種刺激下啤酒生產設備不斷更新?lián)Q代，輸瓶機也隨之發(fā)展。經過查閱了大量文獻23456，梳理分析了解到，未來輸瓶機的發(fā)展方向應該包括以下幾點：（1）高速化輸瓶機的輸送速度可以影響產量，在生產商追求高產的今天，輸送速度已經成為輸瓶機的一條重要指標。（2）輸送平穩(wěn)輸瓶機應平穩(wěn)地輸送瓶子，盡量降低瓶子的倒瓶率和破損率，減少損失。（3）高效低耗高效低耗的設備可以降低生產成本，使生產商們更具有生產競爭力，因此這也是輸瓶機的一個重要發(fā)展方向。（4）靈活

11、性更強在機械產品不斷升級換代的今天，產品的兼容性也受到了重視，購買輸瓶機的用戶希望機器可以大量生產的同時，可以靈活的應對未來的需要。6（5）自動化更快速、更智能的輸瓶系統(tǒng)可以實現動作精準，效率極高，同時減少了勞動成本以及人力失誤造成的損失。（6）便于清理啤酒行業(yè)也是食品行業(yè)之一，食品行業(yè)的衛(wèi)生標準是十分嚴格的，的每個涉及食品的企業(yè)都要根據相關部門的相關要求，定期對生產設備進行消毒清洗，因次便于清洗的輸瓶機將在未來更具有競爭力，從而占據市場。1.3選題意義啤酒的工業(yè)化生產離不開啤酒生產線，啤酒生產線由很多分管不同工序的機械組成，如理瓶機、洗瓶機、殺菌機、灌裝機等，如要進行生產，必需要有輸瓶機做為

12、各工序間的連接。另外輸瓶機還起到協(xié)調瓶流的作用，這意味著性能優(yōu)秀的輸瓶機可以提高生產線的產量、效率，甚至降低成本。因此，本次畢業(yè)設計選擇單列啤酒輸瓶機作為設計題目。本次畢業(yè)設計的單列啤酒輸瓶機，需要滿足貼標、灌裝、清洗等設備的單列輸送的要求，其性能優(yōu)劣將會影響多種設備的實際生產效率，所以單列啤酒輸瓶機有重要的實用意義和研究意義。另外，通過進行單列啤酒輸瓶機的設計，可以讓我對單列啤酒輸瓶機的設計方法有深入的了解，通過理解、模仿和改進這些設備的設計工作，不斷鞏固加深各方面的基礎專業(yè)知識，與實際應用融會貫通，更好更熟練地綜合運用大學所學的各科專業(yè)應用知識。在設計過程中，可以加深畫法幾何與機械制圖的知

13、識、提高手工繪圖計算機繪圖的能力，理解和掌握機械設計的一般方法和基本過程，了解設備設計的一般流程和工作方法。此次畢業(yè)設計給我提供了實踐的機會，將給我以后的職場工作帶來不小的幫助。2 單列輸瓶機的總體設計本次設計是設計一臺單列輸瓶機，鑒于單列輸瓶機是根據廠商的訂單生產，有時還需要生產廠家進行必要的改裝，故不需要大批量生產。擬選用輸送鏈帶的形式進行輸送，輸送鏈帶選用符合jbt 10867-2008要求的塑料平頂鏈，輸送帶上使用導軌規(guī)范瓶子的運動路徑，同時，鏈板帶運動較為準確，技術十分成熟，并且平頂鏈是標準化部件，利于鏈帶的維修和更換；外殼和內部部件擬使用不銹鋼材料，因為輸送帶上要使用潤滑液（本次設

14、計擬用肥皂液），所以為防生銹而選用不銹鋼，大大減少了內部零件的損耗，提高了產品的使用壽命，不僅實用并且也比較美觀。零件盡量使用標準化部件或通用部件，有利于降低生產成本并便于產品的維護，提高產品競爭力。單列輸瓶機的鏈輪及輪軸等零部件涉及配合和輸送性能，所以加工要求比較高，其余都是標準件與普通零部件，加工要求不高。另外，單列輸瓶機的輸送速度應有限制，不能過快亦不能過慢，理論上輸瓶機的帶速應不低于0.2m/s，同時不應超過1520m/min。178在設計中應盡量采用現代機械設計方法及計算機的應用，以適應時代的需要和為將來的工作積累經驗。設計過程中應注重以下重要要素：（1）輸瓶速度，輸瓶時應具備適當的

15、輸瓶速度，以使機器維持良好的生產秩序；（2）平穩(wěn)的輸送，輸瓶機的輸送平穩(wěn)，可以有效的減少沖擊、噪音等問題；（3）適當的加工成本。2.1 單列輸瓶機的工作環(huán)境單列輸瓶機主要用于貼標、灌裝、清洗等加工工序中，與貼標機、灌裝機、洗瓶機等機器配合完成生產動作，由于涉及食品生產衛(wèi)生，車間工作環(huán)境比較干凈，但往往潮濕度較大。 2.2 設計任務與設計參數設計任務如下：（1）理解單列輸瓶機的工作原理、基本參數和基本結構；（2）確定單列輸瓶機的工作方案和詳細結構。設計參數如下：（1）輸瓶量：約9600瓶/小時（2）輸瓶帶線速度：根據水平式輸瓶機標準的闡述，主要技術要求如下：（1）輸瓶機應符合標準要求，并按經規(guī)定

16、程序批準的圖樣和技術文件制造。輸瓶機主要應包括下列部件：1）機架；2）輸送帶和鏈輪；3）傳動部件。（2）平頂鏈的形式有單鉸鏈式和雙鉸鏈式兩種。（3）平頂鏈的材料，若用于食品工業(yè)應采用不銹鋼制造，若用于其他場合也可用低碳鋼或其他材料制造。（4）平頂鏈應能承受規(guī)定的極限拉伸載荷。（5）輸瓶機的結構應能保證不用取下傳動軸就能方便的檢查和潤滑有關零部件、更換減速器和電動機及張緊平頂鏈。（6）輸瓶機運動時應平穩(wěn)、無卡組，在伏在運行時不應有卡瓶倒瓶等現象。2.3 啤酒瓶數據信息在設計開始之前，首先應明確此次設計所要服務的對象，了解它的數據信息和基本特性。單列啤酒輸瓶機的輸送對象是啤酒瓶或瓶裝啤酒，它的數據

17、信息或物質特性直接決定單列輸瓶機的某些結構設計。本次設計主要針對啤酒瓶來進行設計，下面簡單的介紹一下啤酒瓶的基本數據。其基本標準外形如圖2.1。圖2.1 啤酒瓶外形結構由上圖所示，結合啤酒瓶的國家標準9，可以得知啤酒瓶瓶底尺寸為751.8mm，瓶高2901.8mm。啤酒瓶使用玻璃為制作材料，玻璃材料具有易碎的特性，所以它在移動時不能承受太大沖擊震蕩。根據實際調查得知，一瓶成品啤酒的重量約為0.6kg。2.4 單列輸瓶機的組成市場上的單列輸瓶機有很多種，外形結構各不相同，但它們的工作原理基本相同，將幾類功能作用相同的機構和部件加以歸納概括，就會發(fā)現它們都是由幾類裝置系統(tǒng)組成的，各部功能相互聯(lián)系，

18、共同完成輸瓶任務。（1）動力裝置，輸瓶機一般使用電機作為動力裝置，為整機提供能源和動力。（2）傳動裝置，由于一般電動機輸出地動力轉速較高，力矩較低，不能直接用于驅動，所以一般由傳動裝置改變了速度，力矩，方向后傳遞給后續(xù)的驅動裝置。（3）啤酒瓶輸送裝置，用于為酒瓶提供向前移動的動力，其一般形式為鏈輪帶動鏈板帶，鏈板帶帶動酒瓶向前，并且鏈板帶上有潤滑液，可以減少啤酒瓶與鏈板帶的摩擦力，與此同時還能減少啤酒瓶間的沖擊震動。（4）啤酒瓶導向裝置，為保證啤酒瓶的運動方向，防止跑偏和歪倒，必須在輸瓶機兩側，鏈板帶上方安裝導軌，規(guī)范啤酒瓶的運動，使其單行排列沿直線輸送。（5）潤滑裝置，由于在鏈板上使用潤滑液

19、后可以極大地減少啤酒瓶與鏈板的摩擦力，大幅減少啤酒瓶間的碰撞沖擊以及瓶與瓶的壓力，否則，不使用潤滑液使瓶子的擠壓力增大 ,從而使瓶子的破損率增大 ,直接影響操作者的安全和生產成本。10所以潤滑裝置的存在是極其必要的，一般低速的輸瓶機采用肥皂液作為潤滑液浸入式潤滑就可以滿足要求，高速輸瓶機由于速度高的原因，必須使用高級的潤滑液以及噴灑式潤滑。（6）機架，機架用來支撐容納各裝置，使輸瓶機安穩(wěn)的固定于地面。根據水平式輸瓶機標準jb/t 7213-94,整機高度應介于0.5-2.1m11，機架上的高度應設計合理，并有高度調節(jié)機構。2.5 單列輸瓶機設計的步驟經過良好設計和合理布置的輸瓶機會給整條生產線

20、帶來產量、質量、以及效率上的提高，或許還會降低生產成本。通常，理想的設計不是要得到一個最快，最堅固，最精確或者是成本最低的方案，事實上，理想的解決方案是性能，壽命和成本這幾方面能夠達到最佳平衡的方案。12本次單列輸瓶機設計的基本步驟可以概述如下：（1）研究原始資料，明確設計任務本次單列輸瓶機的設計任務是：通過查閱文獻，了解單列輸瓶機設計的相關基礎知識，并根據所查閱的相關文獻資料以及所學相關專業(yè)知識，設計一臺單列輸瓶機；通過本次畢業(yè)設計，達到熟練運用所學各門專業(yè)知識、熟悉掌握機械設計的一般方法和流程的目的。（2）確定單列輸瓶機的結構方案，其內容如下擬選用輸送鏈帶加導向導軌的形式進行輸送，外殼和內

21、部部件擬使用不銹鋼材料，零件盡量使用標準化部件或通用部件，有利于降低生產成本并便于產品的維護，提高產品競爭力。具體結構有以下章節(jié)詳細闡述（3）繪制單列輸瓶機總裝圖單列輸瓶機總裝圖應遵循國家標準繪制，選取適當比例，視圖布置位置適當，結構合理，投影正確，表達清楚，合乎制圖規(guī)則，有正確的特征尺寸，配合尺寸與配合，安裝尺寸，明確的明細表以及必要的技術要求。（4）繪制單列輸瓶機零件圖單列輸瓶機中的非標準件必須要畫零件圖。選取適當比例，合理布置視圖位置，在確定這些零件的尺寸、公差和技術條件時，應注意使其滿足單列輸瓶機的總裝圖要求。（5）編寫設計說明書，字數至少1.2萬字（含插圖折合字數），對單列輸瓶機的設

22、計過程進行詳細說明。3關鍵零部件設計本章節(jié)主要對單列啤酒輸瓶機的關鍵零部件（輸送帶、電機、減速器、軸承、鏈輪以及相關軸類零件）進行設計、計算、選型。其中輸送帶、電機、減速器、軸承是標準件，可根據計算結果，查找國家標準進行選型。鏈輪與輪軸需要根據需要進行設計定型。3.1輸送帶選擇輸送帶是本機執(zhí)行裝置中的重要部件，它直接與啤酒瓶接觸，拖動啤酒瓶運動，其材料與外形尺寸的選擇十分重要。本機采用輸送帶輸送加輸送導軌導向的方式進行輸送動作，擬選用輸送鏈帶的形式進行輸送，輸送鏈帶選用符合jbt 10867-2008要求的塑料平頂鏈，因為平頂鏈帶運動較為準確，技術十分成熟，并且平頂鏈是標準化部件，利于鏈帶的維

23、修、更換，提高產品競爭力。本次設計擬選用塑料平頂鏈。塑料平頂鏈是由一系列的具有標準規(guī)定寬度的平板鏈節(jié)組成。塑料平板的兩端各帶有鉸卷，在相連接鉸卷孔中穿人銷軸，使各板相互連接成能作單向自由彎曲的平頂鏈(見圖3.1)。銷軸通常用不銹鋼制成，與固定鉸卷采用壓力配合或滾花來固定。塑料平頂鏈是利用鉸卷的外徑與鏈輪的齒槽相互嚙合來完成傳動。13圖3.1 塑料平頂鏈根據上一章啤酒瓶的尺寸數據中的瓶底直徑（751.8mm），以及中國機械行業(yè)標準jbt 10867-2008提供的選型，選用pc14n型塑料平頂鏈，其中pc為塑料平頂鏈鏈號，14為頂板寬度代號，n表示窄鉸鏈型，其外形如下圖3.2數據如下表3.1：圖

24、3.2 pc14n型平頂鏈的鏈條結構形式表3.1 pc14n型平頂鏈的主要尺寸、抗拉強度及測量載荷鏈號節(jié)距pnom/mm銷軸直徑 max/mm鉸卷外徑dmax/mm固定鉸卷外寬bmin/mm頂板厚度tnom/mm頂板長度l僅供參考頂板寬度bmax/mm活動鉸卷孔徑min/mmpc14n38.16.3814.6142.044.139.588.96.4鏈號活動鉸寬度bmax/mm固定鉸卷內寬bmin/mm中央鉸卷寬度bmax/mm中央鉸卷間隙寬度bmin/mm測量力/n抗拉強度fmin/kn重量/kg/mpc14n25.9336.295.876.05893.780.87驗算抗拉強度：本次設計的單列

25、輸瓶機擬定輸送長度為6m，據2.3節(jié)以及本節(jié)所得到的啤酒瓶瓶底尺寸以及平頂帶單位長度的重量：啤酒瓶瓶底直徑751.8mm，一瓶成品啤酒重約為0.6kg/瓶，鏈帶重量0.87kg/m，則6m的輸送平頂帶上理論上最多可以放置的瓶數n為：80瓶啤酒的重量g約為：計算額定帶速時平頂鏈張力的公式為：平頂鏈張力f=（80瓶酒重+2輸送長度單位長度鏈帶重）摩擦系數f（3.1）由上式可得鏈帶張力為：由以上計算結果得知f遠小于抗拉強度，所以可以使用pc14n型塑料平頂鏈。3.2電機的選取動力裝置是任何機械所不可缺少的部分，該單列啤酒輸瓶機擬選用電動機提供動力，選擇電機之前，首先計算輸送機構輸送時的輸出功率。本次

26、設計的單列輸瓶機輸送示意圖如下圖3.3:圖3.3 單列輸瓶機輸送示意圖1-輸送導軌 2-啤酒瓶 3-輸送帶齒輪 4平頂鏈帶由電動機產生動力輸入減速器，再由減速器傳輸動力到驅動軸（動力裝置與傳動裝置圖中未畫出）。在此過程中減速器起到提高轉矩降低轉速的作用。驅動軸帶動主動鏈輪轉動，由主動鏈輪帶動平頂鏈運行，平頂鏈上載有啤酒瓶或啤酒，并由平頂鏈拖動啤酒瓶或啤酒運動，在鏈輪運行過程中由鏈槽規(guī)范平頂鏈的運動，避免其發(fā)生跑偏現象，同時在單列輸瓶機左右設有輸送導軌以避免啤酒瓶的跑偏或者掉落。輸瓶機的輸出功率的計算公式： （3.2）式中：f被輸送物所受牽引力，n v被輸送物的速度，m/s本次設計設定帶速參數為

27、0.2m/s，則輸瓶所需要的功率為：=fv=57.270.2=11.45（w）輸瓶機裝置簡圖如圖3.4圖3.4 輸瓶裝置簡圖所需電機的功率p可以由以下公式計算： （3.3）式中：-執(zhí)行裝置所需功率 -功率傳遞過程中所經過的裝置的效率的總乘積查閱機械設計課程設計手冊中的機械傳動和摩擦副的效率值表14，可以得到如下表3.2的數值：表3.2 機械傳動和摩擦副的效率值凸緣聯(lián)軸器球軸承（一對）減速器效率0.980.990.95由表3.2與圖3.4以及式3.3可的出所需電機的功率：根據計算得出的功率，因為其數值較小，所以擬選用小功率異步電動機，查電動機技術數據后選擇ys4524型電動機，ys系列為取代ao

28、2系列的三相異步電動機，其具有優(yōu)良的啟動和運行性能，并且結構簡單，使用維修方便，適合于使用三相電源的小型機械，其性能指標如下：功率：16w電壓：380v頻率：50hz額定轉矩:2.2nm轉速：1400r/min外形尺寸： 3.3減速器的選取根據機械設計手冊中的電動機部分的闡述，通常，當功率為確定數值時，電動機轉速越低，其尺寸越大，價格越昂貴，效率越低，所以電動機的轉速一般不低于500r/min。因此電機輸出的動力具有轉矩低、轉速高的特性，不能直接用于驅動執(zhí)行機構，所以系統(tǒng)需要減速機來進行這種轉換，因此選擇一臺適當的減速器是十分重要的。由以上章節(jié)所得主動輪分度圓直徑以及設計參數帶速0.2m/s計

29、算主動輪轉速n：使用主動輪轉速與電機轉速計算傳動比：經過在網上查找減速器產品，選取ngw-s42-18-i jb3723-84型減速器。其技術數據如下：傳動比i=80高速軸許用輸入功率=4.66kw高速軸轉速不大于1500r/min下面驗算帶速：計算裝備ngw-s42-18-i jb3723-84之后的平頂鏈帶速：與額定帶速相比，偏差小于等于5%，所以此減速機可以使用。3.4鏈輪設計標準根據中國機械行業(yè)標準jbt 10867-2008鏈輪的外形特征及其尺寸數據如圖3.5、圖3.6：圖3.5 鏈輪齒槽形狀圖3.6 鏈輪軸向齒廓3.4.1主動鏈輪的設計主動鏈輪安裝于主動輪軸上主要用于帶動輸送用平頂

30、鏈移動，由平頂帶數據得知其節(jié)距p=38.1mm，鏈輪分度圓直徑公式為： （3.4）式中：d鏈輪分度圓直徑，mmp平頂鏈節(jié)距，mmz齒數?，F確定主動鏈輪齒數z=19個，則將數據帶入公式3.4得到：齒頂圓最大直徑公式如下： （3.5）式中：鏈輪齒頂圓最大直徑，z齒數。注：是指鏈輪齒與鏈板地面將開始發(fā)生碰撞的齒頂圓直徑。則將數據代入公式3.5得鏈輪齒頂圓最大直徑為：取齒頂圓直徑為da=230（mm）最大齒根圓直徑公式如下： (3.6)將數據代入公式3.6得最大齒根圓直徑設計選用的齒槽圓弧半徑的計算公式： （3.7）將數據代入公式3.7計算得：根據中國機械行業(yè)標準jbt 10867-2008，齒槽中心

31、分離量s取2.03mm，齒寬取41.28mm。鏈輪公差齒輪齒根圓直徑對孔軸心線的圓跳動公差應符合機械工程手冊上的規(guī)定，經過查表，齒根圓徑向圓跳動應為：從動輪徑向圓跳動=0.25+0.001df=0.47mm端面圓跳動=0.003df=0.65mm由于考慮到鏈輪的工作環(huán)境空氣濕度較大，工作時必須與沾滿肥皂水潤滑液的平頂鏈接觸，所以鏈輪的材料擬選用1cr18ni9ti不銹鋼，由于鏈輪的工作環(huán)境較好，受力較小，使用要求不高，所以不做熱處理。3.4.2從動鏈輪的設計由公式3.4計算從動鏈輪數據，現確定主動鏈輪齒數z=27個，則分度圓直徑：據公式3.5計算從動鏈輪數據，現確定主動鏈輪齒數z=27個，則鏈

32、輪齒頂圓最大直徑：取齒頂圓直徑為=328（mm）將數據代入公式3.6得最大齒根圓直徑由上3.7式計算：根據中國機械行業(yè)標準jbt 10867-2008，齒槽中心分離量s取2.03mm，齒寬取41.28mm。鏈輪公差齒輪齒根圓直徑對孔軸心線的圓跳動公差應符合機械工程手冊上的規(guī)定，經過查表，齒根圓徑向圓跳動應為：從動輪徑向圓跳動=0.25+0.001df=0.47mm端面圓跳動=0.003df=0.97mm由于考慮到鏈輪的工作環(huán)境空氣濕度較大，工作時必須與沾滿肥皂水潤滑液的平頂鏈接觸，甚至浸入潤滑液液面以下，所以從動鏈輪的材料擬選用1cr18ni9ti不銹鋼，受力較小，使用要求不高，所以不做熱處理

33、。3.5主動輪軸的初步設計查閱機械設計手冊，根據其闡述，軸是重要的機械零件之一。很多零件（如齒輪、鏈輪，帶輪等）都需要安裝在軸上，并在軸承的支撐下與各零部件一起繞軸心回轉，傳遞轉矩，它們在一起共同組成了一個個軸系。軸的設計與這些安裝在軸上的零部件有關。所以，在軸的設計中，不能僅考慮其本身，還必須要考慮裝在軸上的零部件。按軸受載情況分為：（1）轉軸不僅支撐傳動零件而且傳遞動力，即同時承受扭矩和彎矩。（2）心軸只支撐回轉零件而不傳遞動力，即只承受彎矩。心軸又分為固定心軸（工作時軸不轉動）和轉動心軸（工作時軸轉動）。（3）傳動軸主要起傳遞動力作用，即主要承受扭矩本章節(jié)的主動輪軸既承受扭矩也承受彎矩，

34、既支撐傳動零件也傳遞動力，應屬于第一類，即轉軸類。軸的設計包括軸的結構設計和軸的計算。軸的計算包括軸的強度計算、軸的剛度計算等。軸設計的設計原則是，在滿足結構要求和強度、剛度要求的條件下，設計出尺寸小、重量輕、安全可靠，工藝上經濟合理，便于維護檢修的軸。軸的設計程序如下。（1）根據機械傳動方案整體布局，確定軸上零部件的布置和裝配方案；（2）選擇軸的材料；（3）在支點間跨距和力的作用點還不能準確確定的情況下，按純扭矩工況初步估算軸的最小直徑；（4）進行軸的結構設計，（軸肩、鍵槽、圓角等）；（5）根據軸的使用工況及受載情況，進行軸的強度計算與剛度計算；（6）必要時進行軸強度的精確校核計算；（7）對

35、于轉速較高、跨度較大、外伸較長的軸要進行臨界轉速計算；（8）如果計算結果不能滿足強度、剛度等要求時，必須采取措施修改軸的的設計；（9）繪制軸的工作圖。3.5.1參數計算計算最小直徑的公式 （3.7）查得=12515由式.1計算最小直徑為11.07mm，但由于其太小，考慮鏈輪大小以及經濟性問題，擬加大直徑，考慮到聯(lián)軸器的配合，故先選取聯(lián)軸器的型號。3.5.2材料選取由2.1章節(jié)得知，啤酒是液體飲料，所以啤酒生產線所在車間往往潮濕度較大，導致金屬零部件比較容易發(fā)生銹蝕，因此，本次設計的主動輪軸材料擬選用1cr18ni9ti不銹鋼，因受力較小，使用要求不高，因此不作熱處理。3.6聯(lián)軸器的選型通過查閱

36、機械設計手冊，根據其中的闡述，得知：聯(lián)軸器是連接兩軸的或連接軸和回轉件的一個部件，在傳遞運動和動力過程中和軸連接并一同回轉，聯(lián)軸器不僅具有連接兩軸的功能，也可以起到安全防護的功能。選擇一種合適的聯(lián)軸器類型可以考慮以下幾點：（1）所需傳遞的轉矩大小與性質以及對減震或緩沖功能的要求比如，大功率的重載傳動，可選用齒式聯(lián)軸器；存在較嚴重的沖擊載荷或要求消除軸的扭轉振動的傳動，可以選用輪胎式的聯(lián)軸器等有彈性緩沖功能的聯(lián)軸器。（2）聯(lián)軸器的工作轉速方面與引起的離心力方面對高速運轉的軸系，應當選取平衡精度較高的聯(lián)軸器，比如膜片聯(lián)軸器等，而不宜選用存在偏心的聯(lián)軸器。（3）兩周相對位移的大小與方向。在安裝調試的

37、過程中，很難保證兩軸是準確對中的，或工作時，兩軸間會產生較大的相對位移的時候，應選取撓性聯(lián)軸器。例如，當徑向位移存在并且較大時，應選滑塊型聯(lián)軸器，相交兩軸的連接可以選用萬向軸聯(lián)軸器等。（4）聯(lián)軸器工作環(huán)境和可靠性。一般來說金屬制造的不需潤滑的聯(lián)軸器是比較可靠，需要潤滑的聯(lián)軸器，由潤滑的完善程度決定其性能，且有可能污染環(huán)境。有橡膠類元件的聯(lián)軸器對強光、溫度與腐蝕性物質比較敏感，而且比較容易變質。（5）聯(lián)軸器的制造、安裝維護、成本。在滿足性能的前提條件下，應使用成本低廉，安裝維護簡單方便的聯(lián)軸器，比如剛性聯(lián)軸器，其結構簡單，并且拆裝方便，適用于低速剛性大的傳動軸。一般的彈性元件聯(lián)軸器如彈性柱銷聯(lián)軸

38、器等由于具有良好的綜合性能，廣泛的適用于普通的中小功率傳動系統(tǒng)上。本次設計中的電機與減速器連接處選用普通的剛性聯(lián)軸器就可以滿足傳動要求。此處選用剛性聯(lián)軸器。下面進行聯(lián)軸器的選取計算。聯(lián)軸器的計算轉矩 （3.8）式中：-計算轉矩 ； t-理論轉矩 ； -公稱轉矩 ； k-工礦系數查機械設計手冊得k=1.25，所以按照計算轉矩應該小于聯(lián)軸器的公稱轉矩的條件來說，由于計算轉矩較小，經查找機械設計手冊中的型號，滿足要求的型號較多，現選用gy2型聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑，故該軸與聯(lián)軸器的半聯(lián)軸器連接部的直徑為=25mm，半聯(lián)軸器長度l=44mm。3.7滾動軸承的選型 參考機械設計16，據其相關闡述得知，選

39、用軸承時，首先要選擇軸承類型。選擇軸承類型時應考慮如下主要因素：(1)軸承的載荷軸承所受載荷的大小、方向和性質，是選擇軸承類型的主要依據。根據載荷大小來選擇軸承的類型時，由于滾子軸承中的主要元件之間是線接觸，適用于承載較大的載荷，承載時的彈性變形也比較小，球軸承則是點接觸，適用于中等以下的載荷，故載荷較小時，可以優(yōu)先選用球軸承。(2)軸承的轉速在一般轉速下，轉速的高低對類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉速達到較高水平時，才會有比較明顯的影響。軸承樣本中列入了各種類型與各種尺寸軸承的極限轉速值。此轉速是指載荷不太大，冷卻正常，且為0級公差軸承時能被允許的最大轉速。(3)軸承的調心性能當軸的中心線

40、不與軸承座中心線重合時，或因受力而傾斜時，會造成軸承自身內外圈軸線產生偏斜，導致軸承磨損加劇。此時，應采用具有調心能力的調心軸承或帶座外球面球軸承。這種軸承在軸與軸承座的軸線相對偏斜不大時仍然能夠正常工作。滾子軸承對軸承的內外圈偏斜十分敏感，這種軸承偏斜時的承載能力甚至低于球軸承因此在軸的剛度和軸承座的孔支撐能力較低些時或偏轉力矩較大時，應該盡量的避免使用這類軸承。(4)軸承的安裝和拆卸便于拆裝，也是選擇軸承時的一個重要因素。在軸承座沒剖分面并且必須沿軸向安裝和拆卸時，應該優(yōu)先選取內外圈可分離的軸承。安裝于長軸上的軸承，為方便安裝，可以選取內圈為圓錐孔的軸承。因為軸只承受徑向力的作用，且受力不

41、大，故選用深溝球軸承。預計使用壽命為10000小時。下面計算基本額定動載荷：公式： （3.9）式中，c基本額定動載荷計算值； p當量動載荷； -壽命因數 -速度因數 -力矩載荷因數-沖擊載荷因數-溫度因數cr-基本額定動載荷查機械工程手冊得=2.71，=1.252，=1.5，=1.2，=1由式3.9計算得下面計算額定靜載荷： （3.10）式中：-基本額定靜載荷計算值 -當量靜載荷 -安全因數 -基本額定靜載荷由式3.10計算得：經過查閱機械設計手冊中的表，選擇6006型深溝球軸承就可滿足需求。3.8主動輪軸的結構設計本章節(jié)的任務是根據軸的裝配方案和各軸段的選型其他具體情況確定各軸段的具體尺寸與

42、配合。（1）擬選用的裝配方案的簡易示意圖，如下圖3.7圖3.7 裝配方案簡易示意圖（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）與聯(lián)軸器連接的軸段的尺寸確定為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，i-ii軸段需要制出一軸肩，故取ii-iii段的直徑=28mm，左方用軸端擋圈定位，按軸段直徑去擋圈直徑d=30mm，半聯(lián)軸器長度l=44mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故i-ii的長度應該比l短一些，現取=40。同時確定=30mm。2)根據所選軸承的數據：6006的尺寸為，所以確定，=30mm。而其左端應有軸肩對軸承進行定位由于軸肩高度4.2mm，所以取=36mm。3）取安裝齒

43、輪的的軸段直徑=38mm。齒輪座短語周成建采用套筒定位。已知齒輪輪轂寬41.28mm，為使套筒端面可靠地押金齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取，齒輪右端采用軸肩定位h0.07d,故取h=3mm，則軸環(huán)的直徑為=44mm，長度為=5mm。最終確定，。至此已確定所有軸段的長度。圖如下3.8。圖3.8 軸的各軸段與各軸段直徑直徑（4)確定軸上倒角，由上圖3.8圖中所標示，其中倒角全部為2。由于輪軸最小的直徑確定為25mm，大大超過了理論上被允許的最小直徑，同時輪軸軸長度較短，負載不大，所受轉矩，彎矩都比較小，所以根據經驗，此軸完全符合使用要求。3.9從動輪軸的設計由于從動輪軸的負載對于主動輪來說相對

44、較小，對輪軸的要求不如主動軸，擬采用與主動輪軸相關部分相同的粗細程度，并去除其外伸部分的設計，其圖如下圖3.8。.圖3.8 從動輪各軸段長度與各軸段直徑3.10鍵的選型根據機械設計手冊的闡述，軸與軸上的零部件可以通過鍵來實現其周向定位以及傳遞運動和轉矩。鍵有許多類型，有些可以實現軸向定位和傳遞軸向力，還有些可以實現軸向動連接，如花鍵等。查閱機械設計手冊，根據此處齒輪與軸的數據，擬周向定位采用平鍵，齒輪部分平鍵截面為10mm8mm，l=36mm。為保證良好的對中性，故選用輪轂與軸的配合為。校核鍵強度公式： （3.11）經計算此數值遠小于許用值，可以使用。聯(lián)軸器部分采用平鍵截面為，l=36mm，傳

45、動齒輪與軸的配合為，軸承的周向定位是由過渡配合保證的，所以此處的直徑尺寸公差為m6。3.11傳動齒輪的設計根據電機與減速器的尺寸，當電機與減速器和設計的支架安裝好時，減速器軸與主動鏈輪軸間有250mm的垂直軸間距，此處擬采用兩個同樣分度圓直徑的齒輪來傳動動力，由于中心距為250mm，所以齒輪分度圓直徑為250mm，齒數選取25，模數選10，壓力角選取20，材料選用1cr18ni9ti。其中大齒輪孔徑40mm，小齒輪孔徑25mm，因為齒輪工作環(huán)境良好，受力較小，受力情況良好，所以其滿足使用要求。齒輪徑結構設計簡圖如下圖3.9。圖3.9 齒輪徑結構設計簡圖4 結 論本次畢業(yè)設計通過查閱大量的文獻資

46、料，了解了現今輸瓶機的發(fā)展現狀以及其發(fā)展方向，同時也對單列輸瓶機進行了整體研究，通過綜合分析，學習到了輸瓶機的一些基本原理與設計方法，了解到了一些輸瓶機的內部構造。隨后根據所掌握的文獻資料以及自身具備的專業(yè)知識，借助計算機輔助設計等先進的設計方式，經過計算、選型與設計，設計出了一臺比較合理的單列輸瓶機，該輸瓶機可以滿足啤酒生產線中某些需要對啤酒瓶進行單列輸送的工序的需求。該單列啤酒輸瓶機由電動機提供動力，由減速器傳遞動力到主動輪軸。在此過程中減速器起到調節(jié)轉矩、轉速的作用，使其滿足主動輪軸低轉速大轉矩的要求。在主動輪軸與減速器以及減速器與電動機之間采用剛性聯(lián)軸器進行連接。主動輪軸通過平鍵連接帶動主動鏈輪轉動，主動鏈輪與平頂鏈嚙合并帶動平頂鏈運行，平頂鏈上載有啤酒瓶或啤酒，在鏈輪運行過程中由鏈槽規(guī)范平頂鏈的運動，避免其發(fā)生跑偏現象，同時在單列輸瓶機左右設有輸送導軌以避免啤酒瓶的跑偏