【正文】 實(shí)際可行的方案?，F(xiàn)述方案為本組的最優(yōu)方案，其功能原理解如下圖： 容器夾緊功能 送蓋功能 容器傳送、輸出功能 換蓋功能 灌裝功能 對(duì)容器的封口功能 吸蓋功能 旋 轉(zhuǎn) 型 灌 裝 機(jī) 容器輸入、傳送功能 容器定位功能 轉(zhuǎn)臺(tái)多工位停歇轉(zhuǎn)動(dòng)功能 Theory of Machines and Mechanisms 7 送料 傳動(dòng)帶傳送 減速 齒輪傳送 轉(zhuǎn)臺(tái)間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 槽輪機(jī)構(gòu) 灌裝 平面凸輪機(jī)構(gòu) 封口 平面凸輪機(jī)構(gòu) 吸蓋 氣泵 換蓋 滑動(dòng)桿機(jī)構(gòu) 、功能原理的工藝過(guò)程分解 1. 容器輸入與傳送功 能： 要實(shí)現(xiàn)容器的輸入與傳送功能，我們想到了如圖 ，原動(dòng)件 AB 連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) ,使 ED擺動(dòng)，通過(guò) EF 桿的作用使 5 在 H 范圍內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，從而把容器推送至工位 1，但是考慮到這種推送運(yùn)動(dòng)沖擊大，對(duì)輕質(zhì)容器，玻璃容器等來(lái)說(shuō)是應(yīng)該避免的，同時(shí)這樣的連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，所以在此我們盡量不選用這種推送機(jī)構(gòu)。 Theory of Machines and Mechanisms 8 圖 為了達(dá)到容器的輸出與傳送的目的，同時(shí)使我們的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單化，所以我們選擇采用皮帶傳送的方式。如圖 ，并且這種傳送方式在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中被大量采用。 圖 2. 容器定位功能： 可以實(shí)現(xiàn)容器定位的機(jī)構(gòu)很多，在這里我們?cè)O(shè)計(jì)了下圖 所示的方式實(shí)現(xiàn)定位功能。 Theory of Machines and Mechanisms 9 圖 定位示意圖 怎樣實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的間隙轉(zhuǎn)動(dòng)呢？可以實(shí)現(xiàn)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有棘輪間 隙運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，槽輪間隙機(jī)構(gòu)，凸輪間隙機(jī)構(gòu)，不完全齒輪間隙機(jī)構(gòu)，偏心輪分 度定位機(jī)構(gòu)等，綜合考慮各因素，我們選用如圖 所示的槽輪間隙機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向間隙轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖右所示，槽輪機(jī)構(gòu)由主動(dòng)撥盤(pán)，從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成。主動(dòng)撥盤(pán)以等角速度 W1作連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)撥盤(pán)上的圓銷未進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，由于槽輪的內(nèi)凹槽止弧被撥盤(pán)的外凸鎖止弧卡住，使槽輪在停歇時(shí)不能產(chǎn)生游動(dòng)，并獲得定位。當(dāng)圓銷進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，槽輪受圓銷的驅(qū)使而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)圓銷離開(kāi)徑向槽時(shí)，鎖止弧又被卡住，槽輪又靜止不動(dòng)。直至圓銷再次進(jìn)入槽輪的另一個(gè)徑向槽時(shí)，又重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。所以，槽輪作時(shí)動(dòng)時(shí)停的間隙運(yùn)動(dòng)。 圖 槽輪間隙機(jī)構(gòu) Theory of Machines and Mechanisms 10 3. 容器 夾緊功能： 因?yàn)橐獙?duì)容器進(jìn)行灌裝，封口壓蓋，所以在灌裝工位和封口壓蓋工位時(shí)要對(duì)容器進(jìn)行夾緊固定，防止容器在灌裝時(shí)不準(zhǔn)確，封口壓蓋時(shí)跳動(dòng)，導(dǎo)致封口壓蓋錯(cuò)位，產(chǎn)生廢品，而浪費(fèi)材料和經(jīng)費(fèi)。出于此目的，我們?cè)O(shè)計(jì)了下面幾種夾緊方案： （ 1） 方案一： 如圖 所示，在工位 2和工位 3外加裝兩個(gè)凸輪，用于對(duì)容器進(jìn)行夾緊固定，工作原理是當(dāng)容器到達(dá)工位 2 和工位 3 時(shí)，凸輪處于遠(yuǎn)休位置，此時(shí)凸輪的遠(yuǎn)休輪廓?jiǎng)偤脤?duì)容器進(jìn)行夾緊，等灌裝和封口壓蓋完成時(shí)，凸輪遠(yuǎn)休結(jié)束，此時(shí)容器沒(méi)有被夾緊，只要旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，則容器跟隨其一起轉(zhuǎn) 動(dòng)。 圖 凸輪夾緊示意 （ 2） 方案二： 如圖 所示 ,本方案采用圓環(huán)來(lái)是實(shí)現(xiàn)容器在灌裝和封口壓蓋工位處的夾緊固定，工作原理是當(dāng)容器在工位 1 處被旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)帶進(jìn)時(shí)，容器就被圓環(huán)夾緊，容器隨著旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，容器一直處于夾緊狀態(tài)。 Theory of Machines and Mechanisms 11 圖 夾緊圓環(huán)示意 （ 3） 方案三： 如圖 所示，方案三我們采用圖示兩凸臺(tái)，凸臺(tái)在灌裝工位和封口壓蓋工位處與容器相切，容器剛好被運(yùn)送至灌裝工位和封口壓蓋工位時(shí)就被夾緊，此時(shí)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)入間隙停止期，利用這段間隙，灌裝設(shè)備和 封口壓蓋設(shè)備剛好可以對(duì)容器進(jìn)行灌裝和封口壓蓋。 圖 斜臺(tái)夾緊示意圖 比較上述三個(gè)方案，方案一采用兩個(gè)凸輪對(duì)容器進(jìn)行夾緊，可以很好的實(shí)現(xiàn)夾緊功能，但是凸輪設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工困難，并且兩個(gè)夾緊凸輪與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)與配合過(guò)程設(shè)計(jì)復(fù)雜，難度大，同時(shí)也會(huì)使機(jī)器整體構(gòu)造復(fù)雜化。方案二Theory of Machines and Mechanisms 12 中的夾緊圓環(huán)會(huì)使容器在整個(gè)加工過(guò)程中出于夾緊狀態(tài)，容器與夾緊圓環(huán)摩擦嚴(yán)重，可能會(huì)使容器變形，甚至破裂，并且這樣的摩擦狀態(tài)會(huì)增加系統(tǒng)的無(wú)用功率，降低機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功率因素，增加能耗 ，不利于低碳城市與工業(yè)加工的建設(shè)。 相比之下，方案三不僅可以較好的實(shí)現(xiàn)容器在連個(gè)工位處的夾緊，而且在整個(gè)過(guò)程中只有在夾緊處容器和夾緊摩擦大，系統(tǒng)的有效功率利用高。同時(shí)夾緊斜臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單，加工制造也方便。 綜上所述，我們采用方案三中的夾緊凸臺(tái)對(duì)容器在灌裝工位和封口壓蓋工位處進(jìn)行夾緊固定，從而到達(dá)防止容器的跳動(dòng)，以及加工錯(cuò)位和誤差的產(chǎn)生。 4. 灌裝功能： （ 1） 方案一： 如圖 所示，采用圖示的凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)灌裝活塞的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于彈簧的作用當(dāng)凸輪近休時(shí)，活塞往上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)灌裝 容器吸入液體，凸輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)灌裝機(jī)構(gòu)對(duì)空容器進(jìn)行灌裝，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)灌裝功能。 圖 凸輪式灌裝機(jī)構(gòu)示意 Theory of Machines and Mechanisms 13 （ 2） 方案二 ： 如圖 ，本方案采用連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。 圖 雖然連桿機(jī)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，但是其設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，所以我們采用方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。 5. 封口壓蓋功能： 如下圖 ，這是我們?cè)O(shè)計(jì)的封口壓蓋機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)為凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)帶凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從 而實(shí)現(xiàn)封口壓蓋機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而對(duì)容器進(jìn)行封口壓蓋。 Theory of Machines and Mechanisms 14 圖 凸輪封口壓蓋 6. 換蓋功能 方案一： 如圖 所示，轉(zhuǎn)輪上每 120 176。開(kāi)一孔，氣泵可通入進(jìn)行吸蓋封處的中心要與下面轉(zhuǎn) 動(dòng)工作臺(tái)凹槽圓弧的心共線，轉(zhuǎn)軸處開(kāi)方形孔使輪可以在配套上 動(dòng)工作臺(tái)凹槽圓弧的心共線，轉(zhuǎn)軸處開(kāi)方形孔使輪可以在配套上 動(dòng)工作臺(tái)凹槽圓弧的心共線，轉(zhuǎn)軸處開(kāi)方形孔使輪可以在配套上 上下滑移，并 上下滑移，并 上下滑移，并 上下滑移，并 且隨著方形軸的轉(zhuǎn) 動(dòng)而，初始位置如圖所示。罐蓋由傳 送帶且隨著方形軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而，初始位置如圖所示。罐蓋由傳 送帶且隨著方形軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而，初始位置如圖所示。罐蓋由傳 送帶至吸蓋口下一定距離（基本與容器同高），呈緊密排列。 至吸蓋口下一定距離（基本與容器同高），呈緊密排列。但是該方案較復(fù)雜，增加了空間的擁擠度，使之變得更加麻煩，不宜采用。 方案二： 為使空間變得寬敞，簡(jiǎn)便，更優(yōu)化，可使用如圖 所示裝置，與實(shí)現(xiàn)壓蓋機(jī)構(gòu)的凸輪 1同軸的桿上用錐齒輪連接一個(gè)垂直桿，下方連接凸輪 2 圖 Theory of Machines and Mechanisms 15 的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，隨著連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)凸輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)而壓縮彈 簧以實(shí)現(xiàn)間隙換蓋功能。 所以我們使用方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)換蓋功能。 圖 換蓋機(jī)構(gòu) Theory of Machines and Mechanisms 16 圖 Theory of Machines and Mechanisms 17 圖 換蓋凸輪運(yùn)動(dòng)位移分析 7. 產(chǎn)品輸出與傳送功能： 在產(chǎn)品的輸出與傳送上，我們像容器的輸入一樣采用輸出擋板和輸出傳送帶。如圖 所示，容器到達(dá)圖示出口位置 時(shí)，輸出擋板將容器往輸出傳送帶方向推擋，同時(shí)容器是隨著旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)的，在合成力的作用下，容器被帶至輸出傳送帶上，進(jìn)而傳送到下個(gè)加工工位。 圖 輸出示意圖 Theory of Machines and Mechanisms 18 、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化功能圖 根據(jù)上述執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，可繪制出該方案的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖 ： 電機(jī) 方案確定 方案一 ： 如圖 所示，我們?cè)趽Q蓋機(jī)構(gòu)上采用的是在與實(shí)現(xiàn)壓蓋功能的凸輪 1 同軸的桿上直接連接一根垂直桿，桿下方與凸輪相連，隨著 桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)著凸輪 2轉(zhuǎn)動(dòng)而壓縮彈簧以實(shí)現(xiàn)換蓋功能，但很困難實(shí)現(xiàn)，存在一個(gè)很大的誤差。所以需要再進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)方案最優(yōu)化。 銷輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)榱遣圯喌膯蜗蜷g歇運(yùn)動(dòng) 凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)楣?料口的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) 凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閴荷w處的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 凸輪轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閾Q蓋處的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 傳送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閭鬏斊孔拥膯蜗蛑本€運(yùn)動(dòng) Theory of Machines and Mechanisms 19 圖 方案二： 經(jīng)反復(fù)探討得出改進(jìn)方案如圖 所示，在其他機(jī)構(gòu)不變情況下，將換蓋機(jī)構(gòu)上與實(shí)現(xiàn)壓蓋機(jī)構(gòu)的凸輪 1 同軸的桿上相連的垂直桿改為用錐齒輪連接，下方連接凸輪 2 的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，隨著連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)凸輪 2轉(zhuǎn)動(dòng)而壓縮彈簧以實(shí)現(xiàn)間隙換蓋功能。 Theory of Machines and Mechanisms 20 圖 總結(jié) ： 該系統(tǒng)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪 1轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪 1再與雙聯(lián)齒輪 2嚙合，實(shí)現(xiàn)的 4:1減速，此時(shí)，雙聯(lián)齒輪 2將此運(yùn)動(dòng)傳給與其同軸的齒輪 3，齒輪 3與齒輪 4嚙合，傳動(dòng)比 4:1，齒輪 4再帶動(dòng)與其同軸的錐齒輪 5轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪 5與齒輪 6嚙合，為灌裝、壓蓋機(jī)構(gòu)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力來(lái)源。齒輪 4帶動(dòng)其同軸的銷輪，銷輪帶動(dòng)六