冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)學(xué)院：專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：日期：年月日目錄1 .工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程12 .原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 13 .設(shè)計(jì)過(guò)程14 .運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖25 .機(jī)構(gòu)選型 46 .機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定與選擇157 .擬定機(jī)械傳動(dòng)方案8 .機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖159 .運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算及分析 1610 .參考書(shū)目 2511 . 心得體會(huì) 25冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1、 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)是通過(guò)出料活塞干上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)冷霜灌裝入盒內(nèi)。其主要工藝動(dòng)作有:1）將空盒送進(jìn)六工位盤(pán)，利用轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)變換不同工位；2）在灌裝工位上空盒上升灌入冷

2、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(dòng)灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力：60盒/min。2）冷霜盒尺寸：直徑 D=3CH 50mm高度h=1015mm3）工作臺(tái)面里地面的距離約 11001200mm4）要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)靈活可靠，易于制造。3、 設(shè)計(jì)過(guò)程1）按工位動(dòng)作要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。四個(gè)基本運(yùn)動(dòng)：1 .輸送帶的連續(xù)運(yùn)動(dòng)；2 .六工位盤(pán)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)；3 .灌裝頂桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；4 .貼錫、壓蓋壓桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)。5 .送出成品。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖：運(yùn)動(dòng)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(guò)輸送帶至六工位盤(pán)位置

3、 1。2）六工位盤(pán)做間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng) 60° ,轉(zhuǎn)動(dòng)是其他機(jī)構(gòu)不執(zhí)行動(dòng)作。3）當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)停止時(shí)，灌裝頂桿上升至工位 2進(jìn)行灌裝，同時(shí)貼錫、加蓋壓桿遠(yuǎn)休結(jié)束后 進(jìn)行工藝動(dòng)作。4）灌裝機(jī)構(gòu)達(dá)到頂端完成灌裝后回到初始位置，同時(shí)貼錫、加蓋桿升到高位，一次循 環(huán)結(jié)束。b）工藝過(guò)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)輸送帶的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，把空盒送入工位，并將成品輸出。2）槽輪機(jī)構(gòu)：它是在軸II上通過(guò)變向連接槽輪，帶動(dòng)六工位盤(pán)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。3）灌裝機(jī)構(gòu)：該機(jī)構(gòu)有固定在軸I上的直動(dòng)推桿凸輪機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)高低往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí) 現(xiàn)灌裝動(dòng)作。4）貼錫、加蓋機(jī)構(gòu)：又凹槽凸輪和壓桿及壓桿上固定的貼錫、加蓋部件組成，

4、通過(guò)高 低往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一次性完成兩個(gè)動(dòng)作。c）各執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)：1）協(xié)調(diào)原則：輸送帶是連續(xù)運(yùn)動(dòng)，且它置于六工位盤(pán)1、5工位下面，既不能于工位盤(pán)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(dòng)， 所以傳動(dòng)輪尺寸要求有限 制。六工位盤(pán)間歇時(shí)要實(shí)現(xiàn)三個(gè)執(zhí)行動(dòng)作，設(shè)計(jì)凸輪尺寸不應(yīng)太大，各動(dòng)作之間應(yīng) 互不影響，一個(gè)是上升、下降，一個(gè)是下降、上升，六工位盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們不進(jìn)行 任何動(dòng)作。各構(gòu)件要準(zhǔn)確定位，以免回撞到其它構(gòu)件。定標(biāo)構(gòu)件的選擇：設(shè)計(jì)時(shí)下邊兩根軸轉(zhuǎn)動(dòng)同步，但轉(zhuǎn)向相反，選擇軸 I為定標(biāo)構(gòu) 件，六工位盤(pán)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的起始點(diǎn)。2）計(jì)算機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期：因?yàn)樯a(chǎn)率Q=6喻/min ,所以周期T=

5、60s/60=1s,此時(shí)定標(biāo)構(gòu)件對(duì)應(yīng)分配軸轉(zhuǎn)角=360° 。3） T時(shí)間個(gè)執(zhí)行構(gòu)件的行程區(qū)段：輸送帶區(qū)段：連續(xù)傳動(dòng)（0360° ）。六工位盤(pán)區(qū)段：六工位盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)盒停歇，所占時(shí)間比：K=（z-2）/（z+2）=（6-2）/（6+2） =1: 2,所以在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，六工位盤(pán) 1/3 （120° ）時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)，2/3 （240° ）時(shí)間停歇。灌裝頂桿行程區(qū)段：1=120。（停）、2=90° （上升）、3=60° （停）、4=90° （下降）。貼錫、加蓋機(jī)構(gòu)行程區(qū)段：1=120。（停）、2=90° （下降）、3=60&#

6、176;（停）、4=90° （上升）。4）繪制運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖：1 .圓周式循環(huán)圖：2 .直線(xiàn)式循環(huán)圖:0。27018090執(zhí)行機(jī)構(gòu)1:送料機(jī)構(gòu)連續(xù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)2:槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)停歇執(zhí)行機(jī)構(gòu)3:灌裝機(jī)構(gòu)停停下降執(zhí)行機(jī)構(gòu)4:貼錫、加 蓋機(jī)構(gòu)停下降停分配軸轉(zhuǎn)角：0° 120° 210° 270° 3600選型：轉(zhuǎn)盤(pán)間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪式間歇機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比較緊湊，定位可靠，精確?？梢酝ㄟ^(guò)選擇適當(dāng)?shù)膹膭?dòng)盤(pán)運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)減小 動(dòng)載荷，避免剛性沖擊和柔性沖擊，承載能力高?？捎糜诖笈ぞ氐拈g歇運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，分度范 圍大，使用范圍廣，設(shè)計(jì)上限制較少，可以方便地實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

7、缺點(diǎn)：凸輪工作曲面復(fù)雜，加工難度大，成本高。從動(dòng)盤(pán)的加工也比較困難，而且裝配調(diào) 整要求嚴(yán)格，因而經(jīng)濟(jì)成本較高。加之若分度數(shù)超過(guò) 24時(shí)，預(yù)緊易卡死，該機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)變 得不明顯，故舍去。不完全齒輪：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，容易制造。與其他間歇機(jī)構(gòu)相比，其從動(dòng)輪每轉(zhuǎn)一周的停歇次數(shù)，運(yùn)動(dòng)和停歇的時(shí)間比例，可在較寬廣的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：嚙合傳動(dòng)的開(kāi)始和終了時(shí)，速度有突變，且加速度也不連續(xù)，故沖擊較大，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，連續(xù)，故舍去。槽輪機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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，問(wèn)歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。缺點(diǎn)：其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不能選擇，調(diào)節(jié)性能差，在撥銷(xiāo)進(jìn)入和脫出槽輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊，故常

8、使用于速度要求不太高的運(yùn)動(dòng)中，我們所需要設(shè)計(jì)的冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)中的六工位轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速為6°每秒，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)構(gòu)。空盒上升機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：就其理想的運(yùn)動(dòng)特性來(lái)說(shuō)，此機(jī)構(gòu)完全能實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)往復(fù)移動(dòng)。如果連桿設(shè)計(jì)得當(dāng)，此機(jī)構(gòu)具有傳遞平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)精確的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，各運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)誤差可能會(huì)引起機(jī)構(gòu)較大的誤差累積，特別是當(dāng)運(yùn)動(dòng)副磨損之后，運(yùn)動(dòng)副間隙難以補(bǔ)償。而且由于運(yùn)動(dòng)副尺寸過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)體積增大，故舍去。幾何封閉凸輪機(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(xiàn)，就可以使推桿得到各項(xiàng)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，機(jī)構(gòu)可承重較大，運(yùn)動(dòng)平

9、穩(wěn)。缺點(diǎn)：凸輪廓線(xiàn)與推桿之間為點(diǎn)線(xiàn)接觸，易磨損，不能較好的縮短空程的時(shí)間，影響效率，故舍去。直動(dòng)滾子盤(pán)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(xiàn)，就可以使推桿得到各項(xiàng)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。缺點(diǎn)：凸輪廓線(xiàn)與推桿之間為點(diǎn)線(xiàn)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)連桿、凸輪組合機(jī)構(gòu):焊接優(yōu)點(diǎn)：力均衡，傳動(dòng)精確，動(dòng)力充足，安全可靠。缺點(diǎn)：機(jī)構(gòu)復(fù)雜，所占空間大，不利于設(shè)計(jì)制造。故舍去。曲柄推桿機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，省材，壓力小，承載能力較大，磨損小。 缺點(diǎn)：易產(chǎn)生慣性力，無(wú)間歇運(yùn)動(dòng)。故舍去。直動(dòng)滾子推桿封閉式凸輪機(jī)構(gòu)：優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)精確，可靠

10、。可滿(mǎn)足使用要求。缺點(diǎn)：易磨損，制造較一般凸輪難，但是綜合比較之下，這種機(jī)構(gòu)最為合適,機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定與選擇：三種方案的比較滲 翦電動(dòng)機(jī)"/min)動(dòng)力傳遞減速裝置軸的選 取K工位轉(zhuǎn)盤(pán)空盒裝置貼錫紙壓 盒蓋裝置I1500窄V帶2K-H行星輪系兩根槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)子形輪構(gòu) 直滾盤(pán)凸機(jī)直動(dòng)滾子 推桿封閉 式凸輪機(jī) 構(gòu)R1500輪系輪系一根幾何 封閉 凸輪 機(jī)構(gòu)曲柄推桿 機(jī)構(gòu)m1500輪系輪系兩根連桿 機(jī)構(gòu)連桿、凸 輪組合機(jī) 構(gòu)Zu tk I :方案I說(shuō)明：1.電動(dòng)機(jī)行星輪系7.窄V帶傳輸14.槽輪機(jī)構(gòu)1112.錐齒輪1920.直動(dòng)滾子推桿封閉式凸輪機(jī)構(gòu)22.皮帶24 .空盒25 .灌霜機(jī)構(gòu)3

11、133.錐齒輪方案H :方案II說(shuō)明：1 .幾何封閉式凸輪機(jī)構(gòu)2 .輸送帶3 .冷霜盒4 .凸輪式間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)5 .冷霜6 .六工位盤(pán)7 .曲柄貼錫、壓蓋機(jī)構(gòu)8 .傳動(dòng)軸9 .變向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)10 .變速機(jī)構(gòu)11.電動(dòng)機(jī)下面是左視圖：方案出：方案田說(shuō)明：對(duì)方案的可行性分析A、該方案主要由四個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能1、傳動(dòng)功能電動(dòng)機(jī)-變速箱-直齒圓柱齒輪-蝸桿和錐齒輪2、頂桿機(jī)構(gòu)圓柱齒輪直動(dòng)平底推桿盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)3、灌霜機(jī)構(gòu)齒輪連桿4、壓蓋機(jī)構(gòu)凸輪彈簧連桿B、對(duì)方案中四種機(jī)構(gòu)的替換1、壓蓋替換可用導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2、壓頂兩用式3、頂桿替換可選用移動(dòng)凸輪C、系統(tǒng)說(shuō)明電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，通過(guò)變速箱變速后，再帶

12、動(dòng)兩基軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，其中軸A上裝有蝸桿，變換轉(zhuǎn)向，與不完全齒系連接，完成六工位盤(pán)的間歇式運(yùn)動(dòng)，軸 A上也裝有一凸輪。它帶動(dòng)連桿， 利用杠桿起到壓蓋效果。B軸另一端為一錐齒輪，它與頂桿機(jī)構(gòu)的底端圓柱齒輪相連。而 圓柱齒輪上又焊接有凸輪，凸輪上又平底推桿可將空盒抬起，與此同時(shí)，與上圓柱齒輪相 連接的另一個(gè)圓柱齒輪上焊有連桿，這樣便可實(shí)現(xiàn)在定頂桿上舉空盒與冷霜下降的動(dòng)作相 配合。D方案評(píng)定通過(guò)對(duì)該機(jī)構(gòu)各方面的觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，至少存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：1、利用連桿對(duì)冷霜下降量進(jìn)行控制不能很好的滿(mǎn)足恐嚇要求。2、在軸的傳動(dòng)面，B軸使用錐齒在頂端與圓柱齒輪嚙合。 一方面由于題目中要求效率為60 盒每分鐘，恐難實(shí)現(xiàn)

13、；另一方面，在傳遞的平穩(wěn)性以及易制造性方面欠缺考慮。3、壓蓋的受力情況，利用凸輪完成壓蓋工作，但用力不能過(guò)大，盒底墊有傳送帶，帶速 較高，不能保證不會(huì)傾倒。4、通觀(guān)整個(gè)系統(tǒng)，不是很協(xié)調(diào)，在構(gòu)件的配合與布置上還應(yīng)改進(jìn)。在電動(dòng)機(jī)的選擇過(guò)程中，通過(guò)對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行功率初步計(jì)算，確定選擇轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)完全可以滿(mǎn)足工作要求，而且在同等輸出功率的情況下，選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，其尺寸和質(zhì)量也就越小，價(jià)格也越低，綜合比較之下應(yīng)選用n=1500r/min的交流異步電動(dòng)也是可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的。在動(dòng)力傳輸時(shí)，既可以選用由一些標(biāo)準(zhǔn)直齒輪構(gòu)成的輪系進(jìn)行動(dòng)力傳遞，也可以選用 皮帶傳輸。輪系在進(jìn)行動(dòng)力傳遞的同

14、時(shí)還可以起到減速作用，傳動(dòng)比恒定，精確，傳動(dòng)效 率高，使用壽命長(zhǎng)，但是遠(yuǎn)距離的傳遞需要多個(gè)齒輪嚙合，從而加大了制造成本和整個(gè)機(jī)構(gòu)的重量，從經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性考慮是不合理的。而相比較之下的皮帶傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪 音小，可緩沖和吸震，但是它傳動(dòng)效率低，壽命較短?？紤]到它加工制造成本較低，故優(yōu) 先選用V帶傳動(dòng)。在獲取適應(yīng)于此機(jī)構(gòu)所需轉(zhuǎn)速所需用的減速裝置的選取上，可以選擇直齒輪系，也可 以選用行星輪系。由于行星輪系具有易獲得較大傳動(dòng)比，而且所需要的齒輪數(shù)較少等明顯 優(yōu)點(diǎn)，故在此設(shè)計(jì)中選用2K-H行星輪系完成第一次減速。在減速裝置的確定上，本設(shè)計(jì)采用兩次減速，一次是通過(guò) 2K-H行星輪系實(shí)現(xiàn)i=5的減 速，

15、；另一次是通過(guò)皮帶輪在傳遞動(dòng)力的同時(shí)完成i=5的減速，通過(guò)兩次減速，從而獲得所需要的傳動(dòng)比。在軸的選取過(guò)程中，開(kāi)始本打算選用一根軸，將兩個(gè)凸輪和兩個(gè)齒輪全部安裝在上面， 后來(lái)考慮到其承載能力和使用壽命，改為兩根軸，一根上面安裝凸輪和齒輪，另一根軸上 也一樣。兩根軸之間采用完全相同的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)直齒齒輪嚙合來(lái)完成動(dòng)力傳遞，而不采用皮 帶傳送的原因同上，因此為了獲得較平穩(wěn)，準(zhǔn)確的傳動(dòng)，在軸的選取上采用完全相同的兩 根軸。在實(shí)現(xiàn)六工位轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)工序中，有槽輪，不完全齒輪及凸輪式間歇機(jī)構(gòu)可 以選取。由于不完全齒輪嚙合傳動(dòng)的開(kāi)始和終了時(shí)，速度有突變，且加速度也不連續(xù)，故 沖擊較大，運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，連續(xù)，

16、故在此處不合適。凸輪式間歇機(jī)構(gòu)凸輪工作曲面復(fù)雜，加 工難度大，成本高。從動(dòng)盤(pán)的加工也比較困難，而且裝配調(diào)整要求嚴(yán)格，因而經(jīng)濟(jì)成本較 高。從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，舍去。而對(duì)于槽輪機(jī)構(gòu)，它在克服上述缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)構(gòu)效率高，并能夠穩(wěn)定的，間歇的進(jìn)行轉(zhuǎn)位，而且轉(zhuǎn)位精確性較高， 雖然存在柔性沖擊，但是由于在此處應(yīng)用時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速要求不高，故此缺點(diǎn)可以忽略，相比較 之下，應(yīng)該選用槽輪機(jī)構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)空盒上升工序中，選用凸輪機(jī)構(gòu)，是因?yàn)榇颂幑嘌b是為了配合六工位轉(zhuǎn)盤(pán)的工 作，必須有精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而凸輪機(jī)構(gòu)的最大有點(diǎn)就是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲 線(xiàn)，就可以使推桿得到各項(xiàng)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)

17、構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。在此設(shè)計(jì)中選用余弦運(yùn) 動(dòng)規(guī)律的凸輪。相比較之下的連桿機(jī)構(gòu)，占用的空間面積比較大，運(yùn)動(dòng)規(guī)律不容易把握， 而且具有急回特性，故選用凸輪機(jī)構(gòu)。在實(shí)現(xiàn)貼錫紙和壓盒蓋兩道工序時(shí)，本打算選用兩個(gè)凸輪，各自單獨(dú)工作，后來(lái)覺(jué)得 選用一個(gè)凸輪，就可以同時(shí)完成這兩道工序，而且運(yùn)動(dòng)比較協(xié)調(diào)一致，從經(jīng)濟(jì)性和使用性 考慮，詵用一個(gè)凸輪.其具體裝置見(jiàn)詵型中。擬定機(jī)械傳動(dòng)方案：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪4以1500r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，由2, 3, 4, 5組成的2K-H行星輪系進(jìn)行適 當(dāng)?shù)淖兯?，從輸出端行星?輸出的速度是300r/min ,進(jìn)入到窄V帶傳動(dòng)，由帶傳動(dòng)將速 度變?yōu)?0r/min ,在皮帶輪8處的速度即為6

18、0r/min。動(dòng)力的傳遞選用兩根軸17和34,它們之間采用完全相同的錐齒輪 9和10,以保證轉(zhuǎn) 動(dòng)完全一致。在軸34上安裝了一個(gè)錐齒輪11,它與錐齒輪12進(jìn)行空間換向，為六工位轉(zhuǎn) 盤(pán)的槽輪機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，保證 60r/min。在軸17上安裝了一個(gè)具有正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪機(jī) 構(gòu)18,它負(fù)責(zé)完成空盒上升灌入冷霜這道工序的實(shí)現(xiàn)；在軸17上還安裝了一個(gè)直動(dòng)滾子推桿封閉式凸輪機(jī)構(gòu)19,它負(fù)責(zé)同時(shí)完成貼錫紙和壓盒蓋兩道工序的完成。具體工作過(guò)程為：傳送帶22以均勻的速度進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)，將空盒由上料口運(yùn)送到工位 1處，靠摩擦力的作用將空盒加壓進(jìn)入工位 1,此時(shí)凸輪18恰好完成近休階段，開(kāi)始進(jìn)入 推程階段，將空盒頂起

19、，在遠(yuǎn)休階段完成灌霜。此時(shí)槽輪機(jī)構(gòu)處在間歇期，時(shí)間為 5/6s, 灌霜完成后凸輪18馬上開(kāi)始進(jìn)入回程階段，將空盒送回工位1之后進(jìn)入到近休階段，在這 5/6s里，負(fù)責(zé)完成另外兩道工序的那個(gè)直動(dòng)滾子推桿封閉式凸輪機(jī)構(gòu)19也完成推程，遠(yuǎn)休和回程這三個(gè)階段，完成貼錫紙和壓盒蓋兩道工序。在這些工序都完成之后，槽輪又開(kāi) 始轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)間為1/6s,在這段時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)凸輪都處在近休階段。當(dāng)完成以上三道工序后，隨著槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)至5工位，已經(jīng)形成成品了，在皮帶摩擦力的作用下被送出,生產(chǎn)效率理論值為 60盒每分鐘。機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：（見(jiàn)附件）（六）運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算及分析：電動(dòng)機(jī)的選擇：從機(jī)構(gòu)所要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)要求著手。每秒生產(chǎn)一個(gè)

20、成品，這樣要保證六工位盤(pán)在一秒內(nèi)完成停止轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作。經(jīng)過(guò)考慮，在運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖中，將停止時(shí)間定為 2/3秒，六工位轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間則為1/3秒, 六工位盤(pán)與從動(dòng)槽輪同軸，有相同的運(yùn)動(dòng)情況，故主動(dòng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) 2/3圈所用的時(shí)間為1/3 秒。它的轉(zhuǎn)速可以求出，（2/3） r/ （2/3） s=1r/s。通過(guò)軸之間的傳速關(guān)系，不難看出，兩根主軸利用錐齒輪變向后，轉(zhuǎn)速仍為一圈每秒。 再加上皮帶傳動(dòng)，周轉(zhuǎn)輪系兩個(gè)小系統(tǒng)的變速 （它們的變速比均為5: 1）,可得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速為：1 X5X5=25r/s=1500r/min。電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：電動(dòng)機(jī)主要有Y、YZ、YZR系列，無(wú)特殊需要，一般選取 Y系列的

21、三相交流異步電動(dòng)機(jī)；而 YZ、YZR系列一般用于頻繁啟動(dòng)，制動(dòng)和換向，具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大的過(guò)載能力。我們所設(shè)計(jì)的冷霜自動(dòng)灌裝機(jī)對(duì)于工作無(wú)特殊要求，選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)功率的確定：工作所需功率 Pw=Fv/1000KW=1700*1000=電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率為刀二刀1*刀2*43=*=所需電動(dòng)機(jī)的功率Pd=PwA=。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定：參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，電動(dòng)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(dòng)機(jī)，在我們的設(shè)計(jì)中，選用 n=1500r/min的電

22、動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定：電動(dòng)機(jī)確定型號(hào)時(shí)應(yīng)該滿(mǎn)足下列條件：P呈K*PdKW.查表選取Y132M-4型電動(dòng)機(jī)，其具體參數(shù)如下所示電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/KW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速r/min同步轉(zhuǎn)速r/min起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)外形尺寸/mmY132M-414401500515*280*315與同類(lèi)電動(dòng)機(jī)比較，選取功率為 P=o 行星輪系（負(fù)號(hào)）傳動(dòng)比的計(jì)算： 2K-H行星輪系（負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu)） m=40z2=60z3=160hz3=1-.=i13" z1i i1 H.z3=1+ z1.160=1 +=540V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇:1 .確定計(jì)算功率 Pea （ KVV : ca查表得工作情況系數(shù) Ka=

23、PCa=KaP=* =2 .選擇帶型：由于pca =，小帶輪轉(zhuǎn)速n1 = 1500r/min ,確定選用SPZ型3 .確定帶輪基準(zhǔn)直徑：查表取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 D1 =50mm 根據(jù)公式in1 D2=一=n2D1,從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑為2500mm驗(yàn)證帶的速度v=n d1nl/60/1000=帶的速度合適。4 .確定窄V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距：根據(jù)(D1+D2 <a。<2 (D1+D2 ,初步確定中心距a 0=550mm根據(jù)公式計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度：, 一2Ld=2a 0+n/2(D1+D2 +D2-D1 /4a 0 =查表選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld =1400mm計(jì)算實(shí)際中心距a=a o+

24、( Ld - Ld)/2=中心距可調(diào)范圍：amax=a+Ld =amin-Ld 一5 .驗(yàn)證主動(dòng)輪上的包角a1:a1=180° - (D2-D1) /a* ° =° >120°主動(dòng)輪上的包角合適。6 .計(jì)算窄V帶的根數(shù)Z:由式子知Z=Pca/(P0+A P0)kz kl ,由已知條件查表得p0=, Ad=,卜1=, k=, 于是z=,取z=4根。7 .計(jì)算初拉力F 0 :F0 =500Pca/zV (匕-1) +qy2，帶入數(shù)據(jù)算得 f 0=547n8 .計(jì)算作用在軸上的壓力Q:Q=2*zF0sin(a1/2)=4271N 。軸的相關(guān)計(jì)算：一、軸的

25、測(cè)定軸的設(shè)計(jì)包含材料，確定結(jié)構(gòu)和計(jì)算工作能力(強(qiáng)度剛度震動(dòng)穩(wěn)定性)等內(nèi)容。一般步驟是：選擇材料，軸徑概略計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校核，剛度校核，震動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)(高速轉(zhuǎn)軸)。I .本系統(tǒng)的軸材料主要采用45號(hào)鋼。它的機(jī)械性能為：正火熱處理，毛坯直徑d為25100mm硬度170207,拉伸強(qiáng)度限6B600拉伸屈服限(7 s300彎曲疲勞限6-1240扭轉(zhuǎn)疲勞限p -1140( N/ mm2)n .a.按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算：對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式：=T/WP = (9550*103 *(P/n) ) /d3 (單位：MPaC );改成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為：d 三 3/T/0.2 =V9550 10

26、3 /0.2 x 3/p7n =c"麗(mm)對(duì)于 45號(hào)鋼，C=10入 118 ( =4030NT mm2)。d呈 V7.8/1500 X 112=b.按扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行計(jì)算：田.圓柱軸扭轉(zhuǎn)角小:=Tl/G I 2=9550 X 103 x p/n x l/G n d4 /32(rad)取鋼的剪切彈性模量 G=8100GN/ mm2d> (91108)d 呈91 -108V7/n(mm)=軸承的選擇滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承都可用于支撐軸及軸上零件，以保持軸上的旋轉(zhuǎn)精度，并減少轉(zhuǎn) 軸與支承之間的摩擦和磨損?；瑒?dòng)軸承在一般情況下摩擦損失較大，使用維護(hù)和潤(rùn)滑也比 較復(fù)雜，而且對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的分析

27、所需啟動(dòng)力矩不大，軸向尺寸小。承載能力和抗沖擊能力不必太大。也沒(méi)有劇烈沖擊震動(dòng)。所以選用滾動(dòng)軸承。要選擇合適的軸承，必須知道的參數(shù)為，錐齒輪上的圓周力，徑向力，軸向力。軸頸 直徑我們采用d=40mm軸承*$速為60r/min ,工作穩(wěn)定，它預(yù)期的壽命為 20000小時(shí)。采 用角接觸軸承，先確定軸承型號(hào)。執(zhí)行構(gòu)件(槽輪相關(guān)參數(shù)的確定)：1 .由于六工位要實(shí)現(xiàn)每次60°較的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，槽數(shù)設(shè)為 z=6o2 .圓銷(xiāo)數(shù)n的選擇：在實(shí)際工作中，我們所要達(dá)到的運(yùn)動(dòng)效果為在六工位盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)完成灌霜、 貼紙，壓蓋三道工序。因此，應(yīng)使彳¥止的時(shí)間長(zhǎng)于轉(zhuǎn)時(shí)。即保證 k<,但不

28、應(yīng)太短。若撥盤(pán)上土布n個(gè)銷(xiāo)則一周內(nèi)槽輪被播n次。若撥盤(pán)上均布n個(gè)銷(xiāo)，則一周內(nèi)槽輪被撥n次,運(yùn)動(dòng)系數(shù)是單銷(xiāo)的n倍。k=n (1/2-1/z ) 11n<2z/(z-2)因?yàn)閦已等于6,可得n=1或2或3。當(dāng) n=1 時(shí)，k=1/2-1/z=1/2-1/6=1/3當(dāng) n=2 時(shí)，k=2X 1/3=2/3當(dāng) n=3 時(shí)，k=1出于產(chǎn)品的實(shí)際考慮，選n=13,應(yīng)用比較廣泛的外槽輪(徑向槽均布)4 .利用書(shū)上公式，試求出加速度與角加速度的最大值。5 .計(jì)算幾何尺寸。撥盤(pán)軸的直徑d1與槽輪軸直徑d2的限制條件。22 /1=入(cos a -入)/ (1-2 X cos a +)2222 /1 =入

29、(-1 ) sin a / ( 1-2 入 cos a +)代人求得最大值2=入(1-入)/(1-2入+ 2)1= 1入/1-入入=R/L 2222= 1 入( -1)sin a/(1-2 入 cos a +)。6.利用C程序完成對(duì)角加速度最大值的求解。它將最為一個(gè)應(yīng)力合格與否的判斷條件：#include""main()inti,j;floatw120,a120,c=,b,d,e;floatpai=4*atan;printf("jiaodujiaosudujiaojiasudun");for(i=3;i<360;i+)b=pai/180*i;wi/3=c*(cos(b)-c)/(1-2*c*cos(b)+c*c);ai/3=c*(c*c-1)*sin(b)/(1-2*c*cos(b)+c*c)/(1-2*c*cos(b)+c*c);printf("%d%f%fn",i,wi/3,ai/3);/*找出最大值*/d=w0;e=a0;for(i=0;i<120;i+)if(wi>d)d=wi;for(j=0;j<120;j+)if(aj>e)e=aj;printf("max:a%d=%f,w%d=%fn",j,e