学位论文—啤酒瓶压盖机机械原理.doc

目录1设计任务书11.1.设计题目11.2.工作原理与工艺动作过程11.3.原始参数11.4.设计要求12系统运动方案设计22.1.原动机类型的选择22.2.减速器类型的选择22.3.实现压盖动作的机构选择32.4.实现装箱动作的机构选择32.5.系统运动方案的确定52.6.绘制系统运动循环图53传动系统设计63.1.传动方案分析63.2.电动机的选择63.3.传动比的计算和分配73.3.1.总传动比的计算73.3.2.分配各级传动比73.4.传动参数的计算73.4.1.各轴转速的计算73.4.2.各轴输入功率的计算83.4.3.各轴输入转矩的计算83.4.4.各轴的传动参数84执行系统机构设计94.1.凸轮机构设计94.1.1.凸轮机构选型94.1.2.确定从动件运动规律94.1.3.确定基本参数114.1.4.凸轮轮廓曲线设计134.2.槽轮机构设计144.2.1.槽轮机构选型144.2.2.选择槽轮槽数和拨盘圆销数144.2.3.基本尺寸的计算154.2.4.槽轮运动特性分析165收获和体会176参考文献187附录19图表目录图1曲柄滑块机构3图2凸轮机构3图3单销四槽外槽轮机构4图4棘轮机构4图5不完全齿轮齿条机构4图6系统运动循环图5图7传动系统简图6图8从动件上下位移曲线10图9凸轮从动件的动力学特性11图10从动件曲线12图11曲率半径随旋转位移的变化曲线13图12空间凸轮轮廓曲线14图13槽轮某一瞬时位置16图14槽轮运动特性16表格目录表1系统运动方案8表2传动系统各轴传动参数表11表3外槽轮机构基本尺寸计算公式及结果1819设计任务书设计题目设计一个对生产线上的啤酒瓶进行自动压盖的机器。工作原理与工艺动作过程啤酒瓶压盖机的工作原理[1]是利用电机带动推杆下降压紧瓶盖顶端，使锁口装置自动锁紧锁盖。压盖机台面和防护罩一般都为不锈钢材料制造，强度大，耐磨损，使用寿命长。通过压盖机轧的啤酒瓶盖密封性好。工艺动作过程为：推杆做与啤酒瓶同步的圆周运动，为了实现自动压盖，推杆需做上下往返运动：首先利用磁力将瓶盖吸附到推杆的封口头中，然后推杆以特定的运动规律先上升再向下运动，当其将达到最低点时，恰好对准运动的啤酒瓶口，实现快速压盖。然后封口头继续上升、下降，在另一个最低点处取瓶盖，继续这一过程。压盖后的啤酒瓶继续运动，每四瓶进行一次装箱，而三次即装满一箱，这一动作可借助于槽轮机构实现。原始参数啤酒瓶尺寸：瓶身直径70mm，瓶口直径26mm，瓶高300mm；推杆直径30mm；传输带宽度：90mm。设计要求完全2个以上的工艺动作；生产能力达到14400瓶/小时；具有较高的工作效率和自动化程度；使用性能良好，运行稳妥可靠，维护成本低；压盖过程冲击尽量小，噪音控制在适当范围内；满足传动精度，凸轮机构、槽轮机构具备一定的耐磨性；工作过程安全可靠。系统运动方案设计确定系统的工艺动作之后，需选择适宜的机构型式将其实现，故这一过程也称为机构的选型[2]，它需要考虑多方面的因素，如运动变换要求、尺寸限制、制造成本、动力性能、效率高低、操作方便安全可靠等等。原动机类型的选择在机械系统设计过程中，原动机的选择是非常重要的一个环节，因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构。现代机械中，常见的原动机有热机、电动机、液动机和气动机，各自具有不同的特点和应用。热机包括蒸汽机和内燃机，其应用范围相对单一，主要用于经常变换工作场所的机械设备和运输车辆。电动机在现代机械中应用最为广泛，尤其是交流异步电动机，其具有结构简单，价格低廉，动力源方便等优点，但功率系数较低，且调速不便，适用于运行环境比较稳定、调速范围窄的场合。液动机一般调速方便，且传动链较短，但需配备液压站，成本较高。当只需实现简单的运动变换时，气动机较为方便，其缺点是有一定的噪声。本设计中对原动机的要求为：运行环境稳定、结构简单、成本较低，综合以上各种原动机的特点，选择交流异步电动机作为压盖机的原动机。减速器类型的选择减速器是指原动机与工作机之间独立封锁式传动装置，用来减低转速并相应地增大转矩。减速器种类繁多，一般可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器。齿轮减速器的优点是结构简单，运转平稳，安装方便，其缺点是传动比的分配比较麻烦；而蜗杆减速器具有结构紧凑，传动比大，噪音低等优点，但容易引起发热、漏油、涡轮磨损等问题。行星齿轮减速器[3]的主要特点有：结构紧凑、重量轻、体积小、传动比大等优点，但其结构比较复杂，制造和安装较为困难，成本也高。在本设计中，对减速器要求为：传动比较小，结构尽量简单，成本低廉，制造安装方便。综合以上各种减速器的优缺点，选择圆柱-圆锥齿轮减速器作为啤酒压盖机的减速器。实现压盖动作的机构选择在压盖机中，推杆的运动为复合运动，即回转运动与具有特定运动规律的上