【文章內容簡介】 啤酒瓶外形結構 由上圖所示，結合啤酒瓶的國家標準 [9]，可以得知啤酒瓶瓶底尺寸為 75? ，瓶高 290? 。啤酒瓶使用玻璃為制作材料，玻璃材料具有易碎的特性，所以它在移動時不能承受太大沖擊震蕩。根據實際調查得知，一瓶成品啤酒的重量約為。 單列輸瓶機的組成 市場上的單列輸瓶機有很多種，外形結構各不相同，但它們的工作原理基本相同，將幾 類功能作用相同的機構和部件加以歸納概括，就會發(fā)現它們都是由幾類裝置系統(tǒng)組成的，各部功能相互聯(lián)系，共同完成輸瓶任務。 （ 1）動力裝置，輸瓶機一般使用電機作為動力裝置，為整機提供能源和動力。 （ 2）傳動裝置，由于一般電動機輸出地動力轉速較高，力矩較低，不能直接用于驅動，所以一般由傳動裝置改變了速度，力矩，方向后傳遞給后續(xù)的驅動裝置。 （ 3）啤酒瓶輸送裝置，用于為酒瓶提供向前移動的動力，其一般形式為鏈輪帶動鏈板帶，鏈板帶帶動酒瓶向前，并且鏈板帶上有潤滑液，可以減少啤酒瓶與鏈板帶 6 的摩擦力，與此同時還能減少啤酒瓶間的 沖擊震動。 （ 4）啤酒瓶導向裝置，為保證啤酒瓶的運動方向，防止跑偏和歪倒，必須在輸瓶機兩側，鏈板帶上方安裝導軌，規(guī)范啤酒瓶的運動，使其單行排列沿直線輸送。 （ 5）潤滑裝置，由于在鏈板上使用潤滑液后可以極大地減少啤酒瓶與鏈板的摩擦力，大幅減少啤酒瓶間的碰撞沖擊以及瓶與瓶的壓力，否則，不使用潤滑液使瓶子的擠壓力增大 ,從而使瓶子的破損率增大 ,直接影響操作者的安全和生產成本。 [10]所以潤滑裝置的存在是極其必要的，一般低速的輸瓶機采用肥皂液作為潤滑液浸入式潤滑就可以滿足要求，高速輸瓶機由于速度高的原因，必須使用 高級的潤滑液以及噴灑式潤滑。 （ 6）機架，機架用來支撐容納各裝置，使輸瓶機安穩(wěn)的固定于地面。根據水平式輸瓶機標準 JB/T 721394,整機高度應介于 [11]，機架上的高度應設計合理，并有高度調節(jié)機構。 單列輸瓶機設計的步驟 經過良好設計和合理布置的輸瓶機會給整條生產線帶來產量、質量、以及效率上的提高，或許還會降低生產成本。通常， 理想的設計不是要 得到一個 最快， 最堅固 ，最 精確或者是成本最低的 方案 ，事實上， 理想的解決方案是性能，壽命和成本 這幾方面能夠達到 最佳 平衡的方案 。 [12]本次單列 輸瓶機設計的基本步驟可以概述如下： （ 1） 研究原始資料，明確設計任務 本次單列輸瓶機的設計任務是：通過查閱文獻，了解單列輸瓶機設計的相關基礎知識，并根據所查閱的相關文獻資料以及所學相關專業(yè)知識，設計一臺單列輸瓶機；通過本次畢業(yè)設計，達到熟練運用所學各門專業(yè)知識、熟悉掌握機械設計的一般方法和流程的目的。 （ 2） 確定單列輸瓶機的結構方案，其內容如下 擬選用輸送鏈帶加導向導軌的形式進行輸送，外殼和內部部件擬使用不銹鋼材料，零件盡量使用標準化部件或通用部件，有利于降低生產成本并便于產品的維護，提高產品競爭力。具體結 構有以下章節(jié)詳細闡述 （ 3） 繪制單列輸瓶機總裝圖 單列輸瓶機總裝圖應遵循國家標準繪制，選取適當比例， 視圖布置位置適當 ， 結構合理 ， 投影正確，表達清楚，合乎制圖規(guī)則 ，有正確的特征尺寸，配合尺寸與配合，安裝尺寸，明確的明細表以及必要的技術要求。 （ 4） 繪制單列輸瓶機零件圖 單列輸瓶機中的非標準件必須要畫零件圖。選取適當比例，合理布置視圖位置，在確定這些零件的尺寸、公差和技術條件時，應注意使其滿足單列輸瓶機的總裝圖要求。 7 （ 5）編寫設計說明書， 字數 至少 萬字（含插圖折合字數），對單列輸瓶機的設計過程進行詳細說明 。 8 3 關鍵零部件設計 本章節(jié)主要對單列啤酒輸瓶機的關鍵零部件（輸送帶、電機、減速器、軸承、鏈輪以及相關軸類零件）進行設計、計算、選型。其中輸送帶、電機、減速器、軸承是標準件，可根據計算結果，查找國家標準進行選型。鏈輪與輪軸需要根據需要進行設計定型。 輸送帶選擇 輸送帶是本機執(zhí)行裝置中的重要部件，它直接與啤酒瓶接觸，拖動啤酒瓶運動，其材料與外形尺寸的選擇十分重要。 本機采用輸送帶輸送加輸送導軌導向的方式進行輸送動作，擬選用輸送鏈帶的形式進行輸送，輸送鏈帶選用符合 JB／ T 108672021 要求的塑 料平頂鏈，因為平頂鏈帶運動較為準確，技術十分成熟，并且平頂鏈是標準化部件，利于鏈帶的維修、更換，提高產品競爭力。 本次設計擬選用塑料平頂鏈。塑料平頂鏈是由一系列的具有標準規(guī)定寬度的平板鏈節(jié)組成。塑料平板的兩端各帶有鉸卷，在相連接鉸卷孔中穿人銷軸，使各板相互連接成能作單向自由彎曲的平頂鏈 (見圖 )。銷軸通常用不銹鋼制成，與固定鉸卷采用壓力配合或滾花來固定。塑料平頂鏈是利用鉸卷的外徑與鏈輪的齒槽相互嚙合來完成傳動。 [13 圖 塑料平頂鏈 根據上一章啤酒瓶的尺寸數據中的瓶底直徑（ 75? ），以及中國機械行業(yè)標準 JB／ T 108672021 提供的選型，選用 PC14N 型塑料平頂鏈，其中 PC 為塑料平頂鏈鏈號， 14 為頂板寬度代號， N 表示窄鉸鏈型，其外形如下圖 數據如下表 ： 9 圖 PC14N 型平頂鏈的鏈條結構形式 表 PC14N 型平頂鏈的主要尺寸、抗拉強度及測量載荷 鏈號 節(jié)距 P Nom/mm 銷軸直徑 2d max/mm 鉸卷外徑 d1 max/mm 固定鉸卷外寬 b1 min/mm 頂板厚度 t nom/mm 頂板長度 l 僅供參考 頂板寬度 b7 max/mm 活動鉸卷孔徑 min/mm P C14N 鏈號 活動鉸寬度 b3 max/mm 固定鉸卷內寬 b4 min/mm 中央鉸卷寬度 b1 max/mm 中央鉸卷間隙寬度 b2 min/mm 測量力/N 抗拉強度 fu min /kN 重量 /Kg/m PC14N 89 驗算抗拉強度： 本次設計的單列輸瓶機擬定輸送長度為 6m， 據 節(jié)以及本節(jié)所得到的啤酒瓶瓶底尺寸以及平頂帶單位長度的重量：啤酒瓶瓶底直徑 75? ，一瓶成品啤酒重約為 ，鏈帶重量 ，則 6m的輸送平頂帶上理論上最多可以放置的瓶數 N 為： 10 瓶）( ???N 80 瓶啤酒的重量 G 約為： )( 7 NgG ???? 計算額定帶速時平頂鏈張力的公式為： 平頂鏈張力 F=（ 80 瓶酒重 +2 ? 輸送長度 ?單位長度鏈帶重） ? 摩擦系數 f（ ） 由上式可得鏈帶張力為： )()( NGF ??????? 由以上計算結果得知 F 遠小于抗拉強度 uf ，所以可以使用 PC14N 型塑料平頂鏈。 電機的選取 動力裝置是任何機械所不可缺少的部分，該單列啤酒輸瓶機擬選用電動機提供動力，選擇電機之前，首先計算輸送機構輸送時的輸出功率。 本次設計的單列輸瓶機輸送示意圖如下圖 : 圖 單列輸瓶機輸送示意圖 1輸送 導軌 2啤酒瓶 3輸送帶 齒輪 4 平頂鏈 帶 由電動機產生動力 輸入減速器，再由減速器傳輸動力到驅動軸（動力裝置與傳動裝置圖中未畫出）。在此過程中減速器起到提高轉矩降低轉速的作用。驅動軸帶動主動鏈輪轉動，由主動鏈輪帶動平頂鏈運行，平頂鏈上載有啤酒瓶或啤酒，并由平頂鏈拖動啤酒瓶或啤酒運動，在鏈輪運行過程中由鏈槽規(guī)范平頂鏈的運動，避免其發(fā)生跑偏現象，同時在單列輸瓶機左右設有輸送導軌以避免啤酒瓶的跑偏或者掉落。 輸瓶機的輸出功率 輸P 的計算公式： VFP ??輸 （ ） 式中： F—— 被輸送物所受牽引力， N V—— 被輸送物的速度， m/s 11 本次設計設定帶速參數為 ，則輸瓶所需要的功率為輸P： 輸P=F V=? =（ w） 輸瓶機裝置簡圖如圖 圖 輸瓶裝置簡圖 所需電機的功率 P 可以由以下公式計算： ?輸出PP? （ ） 式中： 輸出P 執(zhí)行裝置所需功率 ? 功率傳遞過程中所經過的裝置的效率的總乘積 查閱《機械設計課程設計手冊》中的機械傳動和摩擦副的效率值表 [14]，可以得到如下表 的數值： 表 機械傳動和摩擦副的效率值 凸緣聯(lián)軸器 球軸承（一對） 減速器 效率 由表 與圖 以及式 可的出所需電機的功率 需P ： ) P=P 22 w（輸需 ?????? 根據計算得出的功率，因為其數值較小，所以擬選用小功率異步電動機，查電動機技術數據后選擇 YS4524 型電動機， YS 系列為取代 AO2系列的三相異步電動機，其具有優(yōu)良的啟動和運行性能，并且結構簡單，使用維修方便，適合于使用三相電源的小型機械，其性能指標如下： 功率： 16w 電壓： 380v 12 頻率： 50Hz 額定轉矩 :? m 轉速： 1400r/min 外形尺寸： mmmmmm 115100150 ?? 減速 器的選取 根據機械設計手冊中的電動機部分的闡述，通常，當功率為確定數值時，電動機轉速越低，其尺寸越大，價格越昂貴，效率越低，所以電動機的轉速一般不低于500r/min。因此電機輸出的動力具有轉矩低、轉速高的特性，不能直接用于驅動執(zhí)行機構，所以系統(tǒng)需要減速機來進行這種轉換，因此選擇一臺適當的減速器是十分重要的。 由以上章節(jié)所得主動輪分度圓直徑以及設計參數帶速 ： m i n)/(??? ?分度帶 使用主動輪轉速與電機轉速計算傳動比： 00 ??? nni 經過在網上查找減速器產品，選取 NGWS4218I JB372384 型減速器。其技術數據如下： 傳動比 i=80 高速軸許用輸入功率 pP1 = 高速軸轉速不大于 1500r/min 下面驗算帶速： 計算