【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 角槽輪間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)， 1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)與六角槽輪同軸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了每秒一個(gè)工位的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，與凸輪同軸的錐齒輪 7與錐齒輪 8嚙合，錐齒輪 8帶動(dòng)曲柄滑移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了換蓋轉(zhuǎn)盤(pán)的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。 工作時(shí)空瓶沿傳動(dòng)皮帶做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，被帶入轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)凹槽內(nèi)，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)空瓶轉(zhuǎn)至下一個(gè)工位，凹槽與固定工作臺(tái)的擋板實(shí)現(xiàn)定位，保證灌裝和封蓋的順利進(jìn)行。 工作時(shí)，工作臺(tái)每轉(zhuǎn)動(dòng) 60176。，凸輪旋轉(zhuǎn)一周，帶動(dòng)壓板完成一次灌裝和封蓋，并且在回程和近休止的時(shí)候換蓋盤(pán)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)停歇時(shí)，凸輪進(jìn)入推程，壓板向下運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)休時(shí)完成灌裝和壓蓋，當(dāng)凸輪回程和近休時(shí)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓板的換蓋盤(pán)通過(guò)彈簧回位，同時(shí)換蓋盤(pán)完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如此往復(fù)。 Theory of Machines and Mechanisms 21 四、原動(dòng)機(jī)選擇 本方案選用的是 C 組的數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 960r/min. 五、傳動(dòng)比分配 原動(dòng)機(jī)通過(guò)二次減數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第一次減速，通過(guò)減速器減速到 4r/s,其傳動(dòng)比為 4。第二次減速 ,其傳動(dòng)比為 4，達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)裝置及壓蓋裝置所需轉(zhuǎn)速1r/s. 六、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器的設(shè)計(jì) 減速器分為二級(jí)減速，兩級(jí)都為齒輪傳動(dòng)。具體設(shè)計(jì)示意圖及參數(shù)如下： 4 1 電機(jī) 2 3 Theory of Machines and Mechanisms 22 4為齒輪： 1z =40 2z = 160 z3=40 z4=160 21i = 12 zz = 40160 =4 43i = 34 zz = 40160 =4 n1=n/(21i *32i )=960/(1*4*4)=60r/min 齒輪的設(shè)計(jì) 減速齒輪 1：齒數(shù) z1=40 減速齒輪 2：齒數(shù) z2=160 減速齒輪 3：齒數(shù) z3=40 減速齒輪 4：齒數(shù) z4=160 （備注：以上 4 個(gè)齒輪的以下參數(shù)均相同并且按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，模數(shù) m=2 ㎜ ,齒頂高系數(shù) h*=1,頂隙系數(shù) c*=,壓力角α =20176。，齒距 p=? m= 2=㎜。） 齒輪參數(shù)計(jì)算： ① 分度圓半徑： r1=mz1∕ 2=40 2247。 2=40 ㎜ , r2=mz2/2=160 2247。 2=160 ㎜ r3=mz3∕ 2=40 2247。 2=40 ㎜ , r4=mz4/2=160 2247。 2=160 ㎜ ② 基圓半徑： rb1=mz1 ?cos /2=40 2 cos20176。247。 2= ㎜ rb2=mz2 ?cos /2=160 2 cos20176。247。 2= ㎜ rb3=mz3 ?cos ∕ 2=40 2 cos20176。247。 2= ㎜ rb4=mz4 ?cos /2=160 2 cos20176。247。 2= ㎜ ③ 齒頂圓半徑： Theory of Machines and Mechanisms 23 ra1=( z1＋ 2h*)m/2=(40＋ 2 1) 2247。 2=42 ㎜ ra2=( z2＋ 2h*)m/2=(160＋ 2 1) 2247。 2=162 ㎜ ra3=( z3＋ 2h*)m/2=(40＋ 2 1) 2247。 2=42 ㎜ ra4=( z4＋ 2h*)m/2=(160＋ 2 1) 2247。 2=162 ㎜ ④ 齒頂圓壓力角： 1a? =arccos(rb1/ra1)=arccos(247。 42)=176。 2a? =arccos(rb2/ra2)=arccos(247。 162)=176。 3a? =arccos(rb3/ra3)=arccos(247。 42)=176。 4a? =arccos(rb4/ra4)=arccos(247。 162)=176。 ⑤ 齒輪重合度： 12a? =[z1( 1tan a? － ?tan )＋ z2( 2tan a? － ?tan )]/ ?2 =[40(176。－ tan20176。 )＋ 240(176。－ tan20176。 )]/ ?2 = 34a? =[z3( 3tan? － ?tan )＋ z4( 4tan a? － ?tan )]/ ?2 =[40(176。－ tan20176。 )＋ 240(176。－ tan20176。 )]/ ?2 = 12a? 、 34a? 均大于 1，可以實(shí)現(xiàn)齒輪連續(xù)傳動(dòng)。 錐齒輪 8的以下參數(shù)均相同：壓力角 ? =20176。，齒頂高系數(shù) h*=1,頂隙系數(shù) c*=,模數(shù) m=2,齒數(shù) z=80,傳動(dòng)比 1:1，可以連續(xù)傳動(dòng)。論證同上。 Theory of Machines and Mechanisms 24 圖 齒輪示意圖 Theory of Machines and Mechanisms 25 七、機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 八、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 、凸輪設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 凸輪設(shè)計(jì)如圖所示：由于推程與遠(yuǎn)休銜接處有微小倒角原 因，所以圖中出現(xiàn)一定的誤差，實(shí)際參數(shù)以設(shè)定參數(shù)為主。 凸輪用于灌裝工位，利用遠(yuǎn)近與休止帶動(dòng)推桿和活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝，聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)與各部件的位置關(guān)系，設(shè)定瓶口距泵口的間距為 7cm，泵口的上下間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，凸輪與推桿不存在偏距，凸輪的安裝高度為 400mm。所以可知，凸輪的推程為 7cm，泵口完成一次推程和回程需在工作臺(tái)停歇的時(shí)間內(nèi)，即 2/3s。 即我們?cè)O(shè)定凸輪的數(shù)據(jù)如下： Theory of Machines and Mechanisms 26 ① 基圓半徑 0r =40mm ② 行程： H=70mm ③ 推程 角： 0? =110176。 ④ 回程角： 39。0? =80176。 ⑤ 近休止角： 01? =50176。 ⑥ 遠(yuǎn)休止角： 02? =120176。 ⑦ 升程最大壓力角：α max01= ＜ 30176。 ⑧ 回程最大壓力角：α max02= ＜ 30176。 ⑨ 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇，凸輪按照?qǐng)D的方位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。要求推程時(shí)，實(shí)力緩慢平穩(wěn)，并在遠(yuǎn)休時(shí)有充足時(shí)間進(jìn)行指定工作，所以設(shè)定推程角 110176。，遠(yuǎn)休角120176。，回程角 +近休角 130。這樣不但保證了這樣不僅保證了凸輪輪廓的合理，還有足夠的時(shí)間壓蓋、灌料和進(jìn)行其他的旋轉(zhuǎn)工作。并且在推程回程與遠(yuǎn)休的轉(zhuǎn)換處，在保證精度的同時(shí)，加入了倒圓角，增加適當(dāng)?shù)幕《葴p緩沖擊，以增加運(yùn)平穩(wěn)。 Theory of Machines and Mechanisms 27 圖 凸輪示意圖 Theory of Machines and Mechanisms 28 圖 凸輪位移分析（電動(dòng)機(jī) 160r/min） 、槽輪尺寸設(shè)計(jì)與分析 （ 1） 分類(lèi)：槽輪機(jī)構(gòu)能把主動(dòng)輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)輪的周期性間歇運(yùn)動(dòng)。常用于各種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中，槽輪機(jī)構(gòu)的基本形式分為外接，內(nèi)接和球面槽輪三類(lèi)。外接槽輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反，槽輪的間歇轉(zhuǎn)位時(shí)間長(zhǎng)。內(nèi)齒輪機(jī)構(gòu)則相反，球面槽輪的停歇時(shí)間等于轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。所以根據(jù)需求在此采用外接槽輪。 按槽的方位不同可以分為： ① 徑向槽輪：它沖擊小制作簡(jiǎn)單，成本低，最為常用，槽輪的動(dòng)停時(shí)間比取決于槽數(shù) Z。 ② 非徑向槽輪：在槽數(shù)不變的條件下，可以用不同的中心距與 曲半徑的組合來(lái)獲得不同的停動(dòng)時(shí)間比，但沖擊較大。 （ 2）槽輪尺寸設(shè)計(jì) 我組采用六角槽輪為帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，依據(jù)工作臺(tái)的空間選用的槽輪有關(guān)數(shù)據(jù)如下。槽輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)滿(mǎn)足工作臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)和間歇灌裝和壓蓋，而且在間歇的時(shí)候依靠槽輪的鎖止弧來(lái)防止轉(zhuǎn)臺(tái)依靠慣性繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。 Theory of Machines and Mechanisms 29 圖 槽輪示意圖 槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算及選用數(shù)據(jù) 參數(shù) 計(jì)算公式或依據(jù) 槽數(shù) Z 工作要求確定 6 圓銷(xiāo) n 1 中心距 L 安裝空間確定 56 回轉(zhuǎn)半徑 R R=L*sinα =L*sin(? /Z)=28 圓銷(xiāo)半徑 r 由受力大小確定 r=R/9=3 頂槽半徑 s S=L*cosα =L*cos(? /Z)= 槽深 h H=s(LRr)=35 Theory of Machines and Mechanisms 30 撥盤(pán)軸徑 1d d1=2(Ls)=12 槽輪軸徑 2d d2=2(LRr)=12 槽頂側(cè)壁厚 b B=1~5mm 經(jīng)驗(yàn)所得此處取 B=2mm 鎖止弧半徑 0r r0=Rrb=23 運(yùn)動(dòng)分析 如圖 、圖 、圖 是槽輪邊緣的任意點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析圖，根據(jù)圖中所給出的位移、速度、加速度的分析數(shù)據(jù)可得出槽輪做間歇運(yùn)動(dòng)，速度和加速度（角速度和角加速度）周期相同，而位置的周期是他們周期的 2 倍。 圖 PNT0 點(diǎn)位移測(cè)量輸出圖 Theory of Machines and Mechanisms 31 圖 PNT0 點(diǎn)速度測(cè)量輸出圖 圖 PNT0 點(diǎn)加速度測(cè)量輸出圖 Theory of Machines and Mechanisms 32 九、整體評(píng)價(jià) 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，是同時(shí)要求有圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)和傳 送帶的傳送的機(jī)構(gòu)，而且這兩部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過(guò)程。 設(shè)計(jì)過(guò)程中 方案 可 采用蝸輪蝸桿的減速機(jī)構(gòu)，但是考慮的傳輸效率問(wèn)題，改為變速機(jī)構(gòu)采用一級(jí)直齒圓柱齒輪的減速，但是 考慮到 機(jī)構(gòu)尺寸 問(wèn)題和 在實(shí)際情況中可能因?yàn)槭芰Φ仍?，?dǎo)致傳動(dòng)的不通暢或者零件的快速磨損 等 ， 在 改進(jìn)時(shí)如果采用多級(jí)齒輪變速會(huì)減輕這一問(wèn)題。 因此， 在整個(gè)系統(tǒng)中我們運(yùn)用到了齒輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)，以完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機(jī)器。 圓盤(pán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)部分：因?yàn)樵谙到y(tǒng)的原始要求中需要有間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的特性，而工位為 6個(gè)，所以在設(shè)計(jì) 過(guò)程中我們首先想到了可以實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的典型機(jī)構(gòu) ——槽輪機(jī)構(gòu)。且槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是圓盤(pán)轉(zhuǎn)速是同步的，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)分別在 6個(gè)工位進(jìn)行停歇。此外，經(jīng)過(guò)大家的反復(fù)考慮與討論，采用了凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)完成壓蓋和換蓋過(guò)程。我們?cè)O(shè)計(jì)的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，剛好能夠完成這一工作任務(wù)。 由于槽輪間歇 機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜， pro/e建模和仿真的能力尚 不成熟 ， 中間有些小問(wèn)題是無(wú)