【文章內(nèi)容簡介】 圖 啤酒瓶外形結(jié)構(gòu) 由上圖所示，結(jié)合啤酒瓶的國家標(biāo)準(zhǔn) [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(jù)實(shí)際調(diào)查得知，一瓶成品啤酒的重量約為。 單列輸瓶機(jī)的組成 市場上的單列輸瓶機(jī)有很多種，外形結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)和部件加以歸納概括，就會發(fā)現(xiàn)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(wù)。 （ 1）動力裝置，輸瓶機(jī)一般使用電機(jī)作為動力裝置，為整機(jī)提供能源和動力。 （ 2）傳動裝置，由于一般電動機(jī)輸出地動力轉(zhuǎn)速較高，力矩較低，不能直接用于驅(qū)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(qū)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濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 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(dǎo)向裝置，為保證啤酒瓶的運(yùn)動方向，防止跑偏和歪倒，必須在輸瓶機(jī)兩側(cè)，鏈板帶上方安裝導(dǎo)軌，規(guī)范啤酒瓶的運(yùn)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(chǎn)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(jī)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(jī)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(jī)架，機(jī)架用來支撐容納各裝置，使輸瓶機(jī)安穩(wěn)的固定于地面。根據(jù)水平式輸瓶機(jī)標(biāo)準(zhǔn) JB/T 721394,整機(jī)高度應(yīng)介于 [11]，機(jī)架上的高度應(yīng)設(shè)計合理，并有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。 單列輸瓶機(jī)設(shè)計的步驟 經(jīng)過良好設(shè)計和合理布置的輸瓶機(jī)會給整條生產(chǎn)線帶來產(chǎn)量、質(zhì)量、以及效率上的提高，或許還會降低生產(chǎn)成本。通 常， 理想的設(shè)計不是要 得到一個 最快， 最堅(jiān)固 ，最 精確或者是成本最低的 方案 ，事實(shí)上， 理想的解決方案是性能，壽命和成本 這幾方面能夠達(dá)到 最佳 平衡的方案 。 [12]本次單列輸瓶機(jī)設(shè)計的基本步驟可以概述如下： （ 1） 研究原始資料，明確設(shè)計任務(wù) 本次單列輸瓶機(jī)的設(shè)計任務(wù)是：通過查閱文獻(xiàn)，了解單列輸瓶機(jī)設(shè)計的相關(guān)基礎(chǔ)知識，并根據(jù)所查閱的相關(guān)文獻(xiàn)資料以及所學(xué)相關(guān)專業(yè)知識，設(shè)計一臺單列輸瓶機(jī)；通過本次畢業(yè)設(shè)計，達(dá)到熟練運(yùn)用所學(xué)各門專業(yè)知識、熟悉掌握機(jī)械設(shè)計的一般方法和流程的目的。 （ 2） 確定單列輸瓶機(jī)的結(jié)構(gòu)方案，其內(nèi)容如下 擬選用 輸送鏈帶加導(dǎo)向?qū)к壍男问竭M(jìn)行輸送，外殼和內(nèi)部部件擬使用不銹鋼材料，零件盡量使用標(biāo)準(zhǔn)化部件或通用部件，有利于降低生產(chǎn)成本并便于產(chǎn)品的維護(hù)，提高產(chǎn)品競爭力。具體結(jié)構(gòu)有以下章節(jié)詳細(xì)闡述 （ 3） 繪制單列輸瓶機(jī)總裝圖 單列輸瓶機(jī)總裝圖應(yīng)遵循國家標(biāo)準(zhǔn)繪制，選取適當(dāng)比例， 視圖布置位置適當(dāng) ， 結(jié)構(gòu)合理 ， 投影正確，表達(dá)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(xì)表以及必要的技術(shù)要求。 （ 4） 繪制單列輸瓶機(jī)零件圖 單列輸瓶機(jī)中的非標(biāo)準(zhǔn)件必須要畫零件圖。選取適當(dāng)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(shù)條件時，應(yīng)注意使其滿足單列輸瓶機(jī)的總裝圖要求。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 （ 5）編寫設(shè)計說明書， 字?jǐn)?shù) 至少 萬字（含插圖折合字?jǐn)?shù)），對單列輸瓶機(jī)的設(shè)計過程進(jìn)行詳細(xì)說明。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 3 關(guān)鍵零部件設(shè)計 本章節(jié)主要對單列啤酒輸瓶機(jī)的關(guān)鍵零部件（輸送帶、電機(jī)、減速器、軸承、鏈輪以及相關(guān)軸類零件）進(jìn)行設(shè)計、計算、選型。其中輸送帶、電機(jī)、減速器、軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，可根據(jù)計算結(jié)果，查找國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型。鏈輪與輪軸需要根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計定型。 輸送帶選擇 輸送帶是本機(jī)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(yùn)動，其材料與外形 尺寸的選擇十分重要。 本機(jī)采用輸送帶輸送加輸送導(dǎo)軌導(dǎo)向的方式進(jìn)行輸送動作，擬選用輸送鏈帶的形式進(jìn)行輸送，輸送鏈帶選用符合 JB／ T 108672021 要求的塑料平頂鏈，因?yàn)槠巾旀湈н\(yùn)動較為準(zhǔn)確，技術(shù)十分成熟，并且平頂鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)化部件，利于鏈帶的維修、更換，提高產(chǎn)品競爭力。 本次設(shè)計擬選用塑料平頂鏈。塑料平頂鏈?zhǔn)怯梢幌盗械木哂袠?biāo)準(zhǔn)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?zhǔn)抢勉q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(jù)上一章啤酒瓶的尺寸數(shù)據(jù)中的瓶底直徑（ 75? ），以及中國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 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(shù)據(jù)如下表 ： 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 圖 PC14N 型平頂鏈的鏈條結(jié)構(gòu)形式 表 PC14N 型平頂鏈的主要尺寸、抗拉強(qiáng)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(nèi)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(qiáng)度 fu min /kN 重量 /Kg/m PC14N 89 驗(yàn)算抗拉強(qiáng)度： 本次設(shè)計的單列輸瓶機(jī)擬定輸送長度為 6m， 據(jù) 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(shù) N 為： 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 瓶）(800 7 ???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(shù) f（ ） 由上式可得鏈帶張力為： )()( NGF ??????? 由以上計算結(jié)果得知 F 遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度 uf ，所以可以使用 PC14N 型塑料平頂鏈。 電機(jī)的選取 動力裝置是任何機(jī)械所不可缺少的部分，該單列啤酒輸瓶機(jī)擬選用電動機(jī)提供動力，選擇電機(jī)之前，首先計算輸送機(jī)構(gòu)輸送時的輸出功 率。 本次設(shè)計的單列輸瓶機(jī)輸送示意圖如下圖 : 圖 單列輸瓶機(jī)輸送示意圖 1輸送 導(dǎo)軌 2啤酒瓶 3輸送帶 齒輪 4 平頂鏈 帶 由電動機(jī)產(chǎn)生動力輸入減速器，再由減速器傳輸動力到驅(qū)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(zhuǎn)矩降低轉(zhuǎn)速的作用。驅(qū)動軸帶動主動鏈輪轉(zhuǎn)動，由主動鏈輪帶動平頂鏈運(yùn)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(yùn)動，在鏈輪運(yùn)行過程中由鏈槽規(guī)范平頂鏈的運(yùn)動，避免其發(fā)生跑偏現(xiàn)象，同時在單列輸瓶機(jī)左右設(shè)有輸送導(dǎo)軌以避免啤酒瓶的跑偏或者掉落。 輸瓶機(jī)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 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 本次設(shè)計設(shè)定帶速參數(shù)為 ，則輸瓶所需要的功率為 輸P ： 輸P =F V=? =（ w） 輸瓶機(jī)裝置簡圖如圖 圖 輸瓶裝置簡圖 所需電機(jī)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(jīng)過的裝置的效率的總乘積 查閱《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》中的機(jī)械傳動和摩擦副的效率值表 [14]，可以得到如下表 的數(shù)值： 表 機(jī)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(jī)的功率 需P ： ) P=P 22 w（輸需 ?????? 根據(jù)計算得出的功率，因?yàn)槠鋽?shù)值較小，所以擬選用小功率異步電動機(jī)，查電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)后選擇 YS4524 型電動機(jī)， YS 系列為取代 AO2系列的三相異步電動機(jī)，其具有優(yōu)良的啟動和運(yùn)行性能，并且結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，適合于使用三相電源的小型機(jī)械，其性能指標(biāo)如下： 功率： 16w 電壓： 380v 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 頻率： 50Hz 額定轉(zhuǎn)矩 :? m 轉(zhuǎn)速： 1400r/min 外形尺寸： mmmmmm 1 1 51 0 01 5 0 ?? 減速器的選取 根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊中的電動機(jī)部分的闡述，通常，當(dāng)功率為確定數(shù)值時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速越低，其尺寸越大，價格越昂貴，效率越低，所以電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般不低于500r/min。因此電機(jī)輸出的動力具有轉(zhuǎn)矩低、轉(zhuǎn)速高的特性，不能直接用于驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所以系統(tǒng)需要減速機(jī)來進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換，因此選擇一臺適當(dāng)?shù)臏p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(shè)計參數(shù)帶速 ： m in )/(??? ?分度帶 使用主動輪轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速計算傳動比： 4 0 00 ??? nni 經(jīng)過在網(wǎng)上查找減速器產(chǎn)品，選取 NGWS4218I JB372384 型減速器。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 傳動比 i=80 高速軸許用輸入功率 pP1 = 高速軸轉(zhuǎn)速不大于 1500r/min 下面驗(yàn)算帶速： 計算裝備