【文章內容簡介】 去邊 、 出瓶 五個工位 ，如圖 所示。 圖 的功能結構圖 功能結構確定 根據 上述功能分解，可得出圖 所示的功能結構圖。 圖 塑料瓶成型 PET 輸送 預加熱 裁剪去邊 出瓶 供送 牽引 合模 吹氣 加熱成型 輸送 預熱 合模 吹氣 成型 裁剪 出瓶 380V 信息 能量 信息 信息 PET塑料薄膜 成型后 的瓶子 本科生畢業(yè)設計（論文） 7 功能分析 分功能原理解 預 熱 ： 電加熱，微波 上下 牽引 ： 人工牽引、吹力牽引、吸力牽引，機械牽引 成 型 ： 粘結封合 、熱封合、壓力封合 上下 牽引： 人工牽引、吹力牽引 、吸力牽引，機械牽引 瓶 板 裁剪 ： 刀具裁減 、 人工裁減 系統(tǒng)方案求解 表 分功能 解 法 1 2 3 4 A動力源 電動機 汽油機 柴油機 B預熱 接觸式加熱 烘烤加熱 微波加熱 C前后牽引 棘輪機構 槽輪機構 不完全齒輪機構 凸輪機構 D成型 凸輪機構 曲柄滑塊機構 E上下 牽引 棘輪機構 槽輪機構 不完全齒輪機構 凸輪機構 F裁剪 凸輪機構 曲柄滑塊機構 方案評價 根據經驗對方案進行篩選： 動力源： 口服液塑料瓶成型機由于工作過程 中受力小，所以所需動力小， 因 此可 以排除汽油機和柴油機。 預 熱：當采用微波加熱時，結構復雜，生產成本高，經濟性不好。 成 型：曲柄滑塊機構比較復雜而且噪聲大。 牽 引：棘輪機構是將擺動轉變?yōu)殚g歇運動結構復雜，不完全齒輪機構從動輪的啟動和停頓瞬間都有較大沖擊和噪聲。槽輪機構適用于交錯軸之間的間歇運動，可傳遞較大動力，適用于高速運動，故不適合。 經過上述篩選，最終得到的方案總數為： 1 2 1 1 1 2=4 種 。 方案 Ⅰ ： A1+B1+C3+D1+E4+F1 本科生畢業(yè)設計（論文） 8 方案 Ⅱ ： A1+B2+C3+D1+E4+F2 方案 Ⅲ ： A1+B1+C3+D1+E4+F1 方案 Ⅴ ： A1+B2+C3+D1+E4+F2 表 方案Ⅰ 方案Ⅱ 方案Ⅲ 方案Ⅴ 滿足功能要求 + － + + 成本在規(guī)定范圍內 + + + + 加工裝配可行 + － + － 使用維護方便 － － + － 滿足人機學要求 + + + + 總 評 4+ 2+ 5+ 3+ 經上述評價得出方案Ⅲ： A1+B1+C3+D1+E4+F1 為最佳方案。 系統(tǒng)方案原理圖 1． 總體結構布局 總體結構布局應有利于功能的實現(xiàn)，結構緊湊，動力傳動路線力 求簡短、直接 ， 料輥 、控制臺 的高度要適中，以 方便操作 ，如圖 所示。 圖 成型部分 切斷機構 輸送機構 增力機構構構 冷卻機構 封合機構 預封合機構 灌裝機構 構 換向機構 蝸輪蝸桿 減速器 電機 本科生畢業(yè)設計（論文） 9 2． 口服液成型 機構 PET 無毒塑料 通過輸送滾把雙層塑料輸送到預成型機構加熱預成型，在經過成型機構通過吹塑成型 。在經過向下的輸送裝置把成型好的塑料瓶子向下拉，既能實現(xiàn)持續(xù)工作，又能把塑料瓶輸送到沖裁機構，把多余廢料去除。如圖 所示。 圖 圖 機構簡圖 預成型機構 成型機構 沖裁機構 輸送機構 本科生畢業(yè)設計（論文） 10 圖 3． 沖裁機構設計 沖裁機構的目的是把成型的塑料瓶封口處切齊，去除多余廢料。使口服液瓶沖裁成一版一版的。利于之后的工序。如圖 所示。 4． 口服液瓶牽引輸送機構設計 端面凸輪的旋轉帶動滾子運動其實現(xiàn)工作頭的上下運動。上下運動帶動桿機構實現(xiàn)滑塊的左右移動。從而實現(xiàn)送料牽引的功能。如圖 所示。 5． PET 無毒塑料輸送裝置 料滾上的 PET 無毒塑料通過多個輸送滾把 PET 無毒塑料輸送到預成型裝置 。 端面凸輪 彈簧 桿機構 輸送裝置 牽引裝置 本科生畢業(yè)設計（論文） 11 第 3章 傳動系統(tǒng) 設計計 算 電機選擇 根據工作負荷的大小和性質、工作機的特性和工作環(huán)境等， 灌封 機械在動力方面的要求 ，不需要太高的強度，參考同類灌封 機械的電動機的種類、功率、轉速的選擇，根據國家標準查機械設計手冊，由類比法選擇 交流電動機。型號Y160M40， 額定功率 11Kw ， 轉速 1460r/min。 總傳動比計算 生產率： 250 瓶／ 分鐘 動力分配軸轉一轉 完成 10 個 瓶 n 動 =1460r/min 0 ??? 動電總 nni 傳動比分配 帶傳動比為 ?帶i 2 聯(lián)軸器傳動比為 1?聯(lián)i 蝸輪蝸桿減速器傳動比為 ?減i 24 齒輪傳動比為 ?鏈i 3 各軸功率、轉速及轉矩設計計算 ：０軸即電動機軸 w110 KPP r ?? 本科生畢業(yè)設計（論文） 12 14600 ?n r/min 3000 ?????? npT Nm 減速器高速軸 ???? 帶?PP kW 7302146 001 ??? 帶inn r/min 3111 ????? nPT Nm 3.Ⅱ軸 即 減速器低速軸 ???? 承聯(lián) ??PP kW 273012 ??? 聯(lián)innr/min 3222 ???? nPT Nm 4.Ⅲ軸即減速器輸出軸 ????? 減?PP kW 2523 ??減inn r/min 3333 ????? nPT Nm 5.Ⅳ軸即動力分配軸 ?????? 承齒 ??PP kW 2534 ??齒inn r/min 3444 ???? nPT Nm 各級轉速、功率及轉矩的數值如表 所示。 本科生畢業(yè)設計（論文） 13 表 各級轉速、功率及轉矩數值表 軸序號 功率 P(kW) 轉速 n（ r/min） 轉矩 T( Nm) ０ 11 1460 Ⅰ 730 Ⅱ 2412． 8 Ⅲ 25 Ⅳ 25 傳動零件的設計計算 鏈 傳動 設計計算 傳動功率 ?cP ， 根據傳動鏈傳動的傳動比 ?鏈i 3 確定鏈輪齒數 181?Z 542 ?Z 。 （ 1） 修正功率 P P= ?ffPc kw 式中 :1f 為工況系數 查 文獻 [17] 第 14 篇 表 得 1f =。 2f 為主動鏈齒數系數 由 [17] 第 14 篇 圖 2f =。 （ 2） 鏈條節(jié)距 p 查 文獻 [17] 第 14 篇 圖 選 p 型號為 08A 節(jié)距P= mm。 pa )50~30(0 ? = ? =580mm （ 3） 計算鏈長節(jié)數 0X 032100 22 a pfZZpaX ???? = ????? =80 節(jié) 式中 26262 22123 ??????? ? ???????? ?? ? ZZf 取 800 ?X 節(jié) （ 4） 最大中心距 （理論中心距） 本科生畢業(yè)設計（論文） 14 2626902 210 ??????? ZZXc ? ?32 84 fccpa ??? ? ? 2 ????? 實際中心距 mmaaa 39。 ??????? 鏈速 smpnZv / 11 ??? ????? Nv PF ???? ???? 12 ????????? ??? a zz ?? 鏈輪幾何尺寸計算 mmZpdd 21226180s i n180s i n121 ??????? a x2m a x1 ????????? raa dpddd mm mmdddd rff 8 8 7121 ?????? 綜上所述，鏈輪的齒 根 圓直徑為 ,齒頂圓直徑為 。 圓柱螺旋拉伸彈簧 設計計算 根據現(xiàn)有知識得出 成型 壓強的大小為 1~3MPa,接觸長度為 160mm，取接觸寬度為 40mm，由此得出封合壓力： NspF 64004016011m in ??????總 NspF 1 9 2 0 04016032m a x ??????總 根據要求取工作行程為 ?h 30mm,取 2 根彈簧同時作用于 成型板 由此得出單個彈簧所受封 合壓力： NFP 3 2 0 02m in1 ?? 總 NFPn 96002m a x ?? 總 工作行程： h=30 1? mm。 彈簧外徑初定 ： mmD 152 ? 。 本科生畢業(yè)設計（論文） 15 彈簧類別 ： 63 10~10?N 彈簧結構：端部并緊、磨平。 彈簧材料：碳素彈簧鋼絲 A 級。 試驗載荷： NPF ns ?? 彈簧材料直徑 d 及彈簧中徑 D 與有關參數：根據 sF 與 D 條件 由 文獻 [17] 第11 篇 表 得 ： 表 參數 d D sF sdf dk 14mm 1200N 工作行程： h=30= sf , sf =h/=50mm sf =50n n= 查 文獻 [17] 第 7 篇 表 支撐圈數 ?zn ，總圈數 101 ??? znnn 內圈 242261 ???D 外圈 282262 ???D 彈簧自由高度 ? ?dnntH z ??? ????H 并壓高度： ? ? ??? dnH b 。 最小工作載荷作用下的彈簧高度 ： ??? kFHH mm 最小工作載荷作用下的彈簧高度 ： ??? kFHH n mm 實際工作行程 ： ??? nHHh mm。 螺旋升角： ? rc t a n ???????? Dt??。 簧絲長度： ?? ?? cos/1DnL 。 軸的 設計計算 1．軸的設計計算 已知成型軸傳遞的功率 P=， n=25r/min （ 1）選擇軸的材料 ： 軸的材料為 45 號鋼，調質處理。 由 文獻 [18] 第 19 篇 表 查得材料力學性能數據為： 本科生畢業(yè)設計（論文） 16 600?b? MPa 300?s? MPa 2401 ??? MPa 1401 ??? MPa E=? 105 MPa （ 2）按扭矩初步估算軸端直徑 根據 文獻 [18] 第 19 篇 表 公式初步計算軸徑，由于材料為 45 鋼，由文獻 [18] 第 19 篇 表 選取 A=118， 按 文獻 [18] 第 19 篇 中式（ 82）11301 nPAd ? 3/31 ??d= （ 3） 軸上受力分析 如圖 所示 軸 傳遞 的扭矩 ?T N?m 凸輪 的圓周力 37 06184 10 11 ????? dTF tN 凸輪 的徑向力 ?? ?tan11 tr FF 3706 ?20tan? = 3600 N， 力 ，由結構得出： 64480c o s11 ??? ?txt FF N 1 3 2 810c o s11 ??? ?rxr FF N ?T N?m 得出： 36001 ?F N 成型 板 所受的壓力 由前面計算得出 48002 ?rF N，成型牽引力 40002 ?tF N，由結構得出： 3 4 0 04522 ??? ?co xFF rxr N 2 8 0 04522 ???? ?co xFF txt N ?T N?m 得出： 24002 ?F N 同理可求得： 24002 ?F N； 36003 ?F N； 36004 ?F N （ 4） 求支反力 在水平面內支反力由 0?? BM 得（先假設 3F 方向為 X 軸正向） NFLFLFLFLF2697F0334433211??????????????? 本科生畢業(yè)設計（論文） 17 圖 由此知 46751 ??F N 在垂直平面內的支反力由 0?? BM 得（先假設 cyF 方向為 Y 軸正向） NFFLFLFLFCYcyBCcyBDyABy4 5 0 6 6 86