【正文】 能型儀器將成為食品包裝控制器的新趨勢(shì)。 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的主要部件是灌裝機(jī)構(gòu)，亦稱灌裝閥或灌裝頭。液料由貯液裝置（通常稱為貯液箱）灌如包裝容器，常采用以下幾種方法： (1)常壓法灌裝 常壓灌裝是在大氣壓力下直接依靠被灌裝液料的自重流入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。 (四 )釋放壓力，即釋放瓶頸內(nèi)殘留的壓縮氣體至大氣，以免瓶內(nèi)突然降壓引起大量冒泡，影響包裝質(zhì)量和定量精度。 (四 )液回流，即排氣管中的殘液經(jīng)真空室回流至貯液箱內(nèi)。這種方法有時(shí)也用于汽水之類軟飲料的灌裝，由于其 中不含有膠體物質(zhì)，形成泡沫易于消失，故可依靠其本身所具有的氣體壓力直接灌入未經(jīng)預(yù)先充氣的瓶內(nèi)，從而大大提高了灌裝速度 [5]。若不考慮滴液等損失，則每次灌裝的液料容積應(yīng)與定量杯的相應(yīng)容積相等。常壓灌裝與負(fù)壓灌裝的最大區(qū)別就是不需要抽真空裝置，不需要密封的灌裝缸，制造成本大大降低。 (2)容器與灌裝閥接觸并密封 頂開式的灌裝閥，為等液面常壓灌裝或漏斗控制的 容積式常壓灌裝，灌裝原理與負(fù)壓灌裝相同。并且吸取了負(fù)壓灌裝性能穩(wěn)定，破瓶不灌裝等優(yōu)點(diǎn)，是集常壓及雙缸負(fù)壓的優(yōu)點(diǎn)于一體又克服了兩種灌裝機(jī)的缺點(diǎn)而形成的灌裝機(jī)。根據(jù)灌裝的要求和以上的分析討論，我們決定采用方案一較為妥當(dāng)。打開液門的方法有兩種：一種是仍依靠機(jī)械的方法，稱為機(jī)械式；另一種是依靠瓶內(nèi)充氣反壓自動(dòng)打開，稱為自動(dòng)式。 灌裝閥的設(shè)計(jì) (1)確定閥體中閥門的數(shù)目 根據(jù)選定的灌裝方法和工藝過 程，確定液室、氣室和容器之間所需的閥門數(shù)及其相對(duì)位置。然后對(duì)密封彈簧進(jìn)行計(jì)算，修正閥的總體尺寸，為繪制結(jié)構(gòu)草圖創(chuàng)造必要條件。 供料裝置 、真空法、虹吸法等。當(dāng)托瓶臺(tái)將瓶子托起，先打開氣閥 充氣，接著又打開液閥灌液。機(jī)械式托瓶機(jī)構(gòu)是依靠彈簧力使托瓶臺(tái)升降，無需密封，但彈簧在連續(xù)工作中容易失效，壓緊力也受到一定限制，它主要用于不含氣液料的灌裝機(jī)。在下滑筒的支承銷軸上裝有滾動(dòng)軸承，使托瓶臺(tái)連同上、下滑筒一 起沿著凸輪導(dǎo)軌升降。待調(diào)節(jié)至要求高度后，仍需壓緊桿、導(dǎo)向壓塊壓緊，并用鎖緊螺母鎖緊。在一般情況下不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和起動(dòng)力矩。 通常多選用同步轉(zhuǎn)速為 1500 和 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)，如無特殊需要，不選用同步轉(zhuǎn)速低于 750r/min 的電動(dòng)機(jī)。 (4)確定普通 V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距 根據(jù) 1 2 0 1 20. 7 ( ) 2( )d d d dd d a d d? ? ? ?， 初步確定中心距 0 250a mm? 根據(jù)式 239。 (2)中心軸上的功率 1 . 1 0 . 9 7 0 . 7 5 0 . 9 6 0 . 7 6 8P K W? ? ? ? ? 中心軸轉(zhuǎn)速： 25 / min6nr? (3)初步估計(jì) 軸 的最小直徑，由式33 55m in 4 49 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 0 . 7 6 8 5 9 . 3250 . 2 [ ] ( 1 ) 0 . 2 4 5 ( 1 0 . 5 )6TPd m mn??? ? ?? ? ?? ? ? ? (4)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 查表 153，對(duì)于空 心軸 m in 0 4(1 )PdA n ?? ? (55) 負(fù)壓自動(dòng)灌裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 式中 1dd??，即空心軸內(nèi)徑 1d 和外徑 d 之比，通常取 ? ? 取 ?? ， 0 110A? ，則 m i n 0 4 40 . 7 6 81 1 0 6 425( 1 ) ( 1 0 . 5 )6Pd A m mn ?? ? ?? ?? (5)考慮到軸上鍵槽的影響 m in 64( 1 7% ) m m? ? ? 由于軸選擇的是空心軸，因?yàn)橛捎诠嘌b機(jī)的結(jié)構(gòu)的要求需要在軸中裝一個(gè)直徑為35mm 左右的升降軸，由裝配圖可知，在傳動(dòng)軸上還裝有調(diào)節(jié)升降的渦輪蝸桿，而渦輪蝸桿的尺寸比所計(jì)算出來的中心軸的最小直徑要大的多，并且按上面的公式求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。 鑄鐵或閉式傳動(dòng)的硬齒面（工作齒面硬度 HBS＞ 350）的鋼齒輪傳動(dòng)的承載能力主要取決于齒根彎曲強(qiáng)度；閉式傳動(dòng)的軟齒面（ HBS≤ 350）的鋼齒輪傳動(dòng)的承載能力主要取決于齒面接觸強(qiáng)度；開式齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式是齒面磨損，一般可在計(jì)入磨損的影響后，按齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算。～ 40176。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 圓柱齒輪減速器時(shí)， a? 要符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值，其值為： ， ， ， ， ， ， ， 。 選擇中心軸上的大齒輪和減速器上小齒輪的傳動(dòng)比6i? [1]。由于大錐齒輪是與螺旋限位器連接，驅(qū)動(dòng)螺旋限位器。 (2)由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》 圖 1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù) , FNKK?? (3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取 彎曲疲勞安全系數(shù) S=,由式 ? ? limNK S?? ? 得 ? ?? ?1112220 . 9 3 3 8 0 2 5 2 . 4 31 . 40 . 9 1 5 0 0 3251 . 4F N F EFF N F EFK M P aSK M P aS?????? ? ??? ? ? (4)計(jì)算載荷 系數(shù) K 1 . 0 1 . 0 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5 2 . 2 5A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? ? (5)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 11122220 2 2 .4 2 3c o s 2 / 540 8 9 .4 9 0c o s 1 / 5vvzzzz??? ? ? ?? ? ? ? (6)查得齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》表 105查得 FaYY??， (7)查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》表 105查得 122 .2 0 2 .6 9Sa SaYY??， 計(jì)算 大 、 小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 加以比較： ? ?? ?1112222 . 2 0 1 . 7 8 0 . 0 1 5 52 5 2 . 4 32 . 6 9 1 . 5 7 5 0 . 0 1 3 0325F SaFF SaFYSYS???????? 小齒輪的數(shù)值大 ? ?33 312 2 2 2 2 214 4 2. 25 5. 09 10 0. 01 55 1. 5111( 1 0. 5 ) 1 ( 1 0. 5 ) 20 2 133F a S aFRRYYKTm m mzu ???? ? ?? ? ? ??? ? ? ? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 ,由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于 彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力 ,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力 ， 僅與齒輪直徑 （即模數(shù)與齒數(shù)的乘積） 有關(guān) ,可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 圓整 為 m = ，按 接觸強(qiáng) 度算得 的 分度圓直徑 1 mm? ，算出小齒輪齒數(shù) 11 4 3 .3 2 251 .7 5dz m? ? ? 大齒輪齒數(shù) 21 2 25 50z uz? ? ? ? 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊 ，避免浪費(fèi) [10]。 如果同時(shí)承受較大的徑向載荷 rF 和較大的軸向載荷 aF 時(shí)，可選用向心推力軸承（轉(zhuǎn)速高時(shí)選 6000型，轉(zhuǎn)速低時(shí)選 7000型）。 (f)圓柱滾子軸承用于剛度大，且能嚴(yán)格保證同心度的場(chǎng)合，一般只用來承受徑向載荷。 應(yīng)該指出的是，并不限于一個(gè)支點(diǎn)選一個(gè)軸承，也可采用不同類型或同一類型的幾個(gè)軸承組合，這樣就可以同時(shí)又幾種方案都能滿足工作要求，此時(shí)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，經(jīng)過分析對(duì)比從中選出一種既能滿足工作要求，又經(jīng)濟(jì)合理的方案 [3]。 對(duì)于大型的裝瓶壓蓋機(jī)，需按要求建造堅(jiān)固的安裝基礎(chǔ)。對(duì)貯液箱和管道同時(shí)進(jìn)行水壓試驗(yàn)； (c)認(rèn)真檢查電器控制箱 的接線是否正確，以手動(dòng)方式轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備無卡緊現(xiàn)象后才能開啟主開關(guān)。定時(shí)、定期按要求清洗貯液箱、輸液管、灌裝閥及可能與液料接觸的零部件。是我們得以順利的完成設(shè)計(jì)， 再次表示衷心的感謝。尤其在綜合分析和解決問題，獨(dú)立工作能力方面得到了很大的鍛煉。 維護(hù) 灌裝機(jī)的使用過程中，必須按要求進(jìn)行定期的維護(hù)。進(jìn)液管的水平部分應(yīng)有一定的斜度以便于排空及空氣的排出。 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算公式： )()(6010 6 hCnLh ??? 式中 hL —— 軸承的額定壽命， h是在轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的情況下，軸承預(yù)期使用壽命的參考值見 《機(jī)械設(shè)計(jì)零件手冊(cè)（修訂版）》 表 ； n—— 軸承的轉(zhuǎn)速， r/min ? —— 軸承壽命指數(shù)，對(duì)球軸承 C—— 軸承的額定動(dòng)載荷 實(shí)際計(jì)算時(shí)，用小時(shí)數(shù)表示壽命比較方便。調(diào)心軸承不宜與其他類型軸承混合使用，以免失去調(diào)心作用。但當(dāng)軸承內(nèi)徑時(shí)，這種優(yōu)點(diǎn)不顯著，由于球軸承價(jià)格比滾子軸承低，這是 應(yīng)選擇球軸承。 1 2 1 7 2 . 4 3 4 ~ 4 . 8 6 8 1 2 1 4 . 5 6 6 m m ~ 1 2 1 2 . 1 3 2a a a m m? ? ? ? ? ? 取 39。 (2)灌裝機(jī)為一般工作及其，速度不高，故 選用 8級(jí)精度。 2． 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ? ?3 1112 .3 2 . .t Et dHkT Zidi??????? ???? (58) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù) ： (1)初選載荷系數(shù) t? = (2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1151 / n???? = ? ? 25 ?? =? 410 Nmm (3)由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》表 107選取齒寬系數(shù) d? =； (4)由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》表 106選取 1/ 2EZ ? ； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1H? =600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim2H? =550MPa； (5)由式 160 hN n jL? 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811826 0 6 0 2 5 1 2 4 3 0 0 1 5 1 . 6 2 1 00 . 2 7 1 0hN n jLN ? ? ? ? ? ? ? ? ??? (6)由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》圖 1019查的接觸疲勞壽命系數(shù) , N H NKK?? (7)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,由式 ? ? limNK S?? ? 得 ? ?? ?1 l i m 111 l i m 221 . 0 8 6 0 0 64811 . 2 5 5 5 0 6 8 7 . 51H N HHH N HHK M P aSK M P aS?????? ? ??? ? ? (1)試計(jì)算小齒輪分度園直徑 1td 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 ? ?311 12 .3 2 9 3 .8 2 4t EtdHkT Zid m mi?????? ? ????? (2)計(jì)算圓周速度 v 11 9 3 . 8 2 4 2 5 0 . 1 2 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s? ? ??? ? ??? (3)計(jì)算齒寬 b 1 0. 6 93 .2 84 56 .2 95dtb d m m?? ? ? ? (4)計(jì)算齒寬 /齒高之比 模數(shù) tm = 11/tdz=； 齒高 5 98thm?? 95/ 98bh?? (5)計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) /v m s? ,7級(jí)精度 ,由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》 圖 108查的動(dòng)載系數(shù) VK = 直齒輪 ,假設(shè) bFK tA / 100N/mm,由表 103 查的 ?? ?? FH KK ； 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》 表 102查得使用系數(shù) ? 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》 表 104查得 7級(jí)精度、小齒輪懸臂 布置時(shí)，2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 (1 6 . 7 ) 0 . 2 3 1 0H d dKb? ??? ? ? ? ? 將數(shù)據(jù)代入后得 ? ? 由 / 6 .4 , 1 .3 5 4Hb h K ???，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》 圖 1013 得 ?? ；故載荷系數(shù) 1 1 . 0 2 1 . 2 1 . 3 5 4 1 . 6 5 7AVK K K K K??? ? ? ? ? ? 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分