【導(dǎo)讀】是要在一個工序上全自動完成罐裝和封口。為保證罐裝和封口的運(yùn)動與具有停。論，帶動轉(zhuǎn)臺上的軸轉(zhuǎn)動，完成對停歇在轉(zhuǎn)臺上的酒瓶進(jìn)行罐裝和封口，完后，當(dāng)轉(zhuǎn)臺再次運(yùn)轉(zhuǎn)時，罐裝和封口工作停止，直到下次轉(zhuǎn)臺再進(jìn)入停歇狀態(tài)。輪的兩次換向、減速。和包裝工業(yè)提供裝備服務(wù)的,是食品和包裝工業(yè)的組成部分。工業(yè)發(fā)達(dá)國家對食。低的主要標(biāo)志,發(fā)展我國食品和包裝工業(yè)及機(jī)械制造業(yè),可以充分利用國土資源,口及解決勞動就業(yè)均有十分重要的作用。350億元,因包裝不善,每年造成的損失約200億元。中國近年來每年進(jìn)口食品。和包裝機(jī)械約20億美元,在進(jìn)口多的年份則超過中國同類機(jī)械的銷售額。高智能和高競爭的發(fā)展趨勢。該機(jī)罐裝采用常壓法，封口采用軟木塞。不同型號的玻璃瓶的罐裝和封蓋。式中z為槽輪數(shù)。選擇罐裝速度為10r/min時，其罐裝時間是2/3s。

　　

【正文】 .5 )tnttmRFFTTFFdd???? ? ? ? ? 3 4 3 33 4 3 3ta n c o sta n s inr a ta t tF F FF F F ????? ? ?? ? ? 式中， 1T 為小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，則 663 19 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 3 2 6 3 972PT N m mn? ? ? ? ? ? ? ? 各力的方向：主動圓周力的方向與輪的轉(zhuǎn)動方向相反；從動輪圓周力的方向與輪的轉(zhuǎn)動方向相同；主從動輪的徑向力分別指向各自的輪心；軸向力則分別指向各自的大端。 （ 2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 以當(dāng)量齒輪作齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，則： 111tvH E H H PmvK F uZZ b d u????? 其中 HP? 為許用接觸應(yīng)力，其計(jì)算式為： l imH N W XHP HZ Z ZS?? ? 式中： limH? ——— 失效概率為 1%時，試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限，由圖 查得 lim 1500H? ? ； 第 27 頁 共 46 頁 NZ ——— 接觸疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù)，其值可根據(jù)當(dāng)量齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 60 hN nkt? ，查圖 得， ? ； WZ ——— 工作硬化系數(shù)，取 ? ； XZ ——— 接觸疲勞強(qiáng)度的尺寸系數(shù)，考慮尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的系數(shù)，其值由 圖 查得 1XZ ? ； HS ——— 接觸疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，可由表 查得 ? 。 計(jì)算得： MPa? ? 。 將3318 9. 8 , 2. 5 , 1 , 23 06 .7 6 , 25 , 57 .5 , 9E H t m vZ M P a Z K F N b m m d m m u? ? ? ? ? ? ?帶入 下式： 331tvH E HmvK F uZZ bd u? ?? = MPa ??? MPa 同時由接觸疲勞的設(shè)計(jì)公式： 233 24 ()(1 0 . 5 ) EHR R H PKT ZZd u? ? ?? ?=47mm 式中個參數(shù)按前述確定。由前面計(jì)算知 3 69d mm? ? 47mm，所以滿足。 同理，得： 244 24 ()(1 0 . 5 ) EHR R H PK T Z Zd u? ? ?? ?=52mm （ 3） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 安全系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)九章表 查得 ? （按 1%失效概率考慮）。小錐齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 83 60 60 72 1 16 30 0 7 6 10hN nk t? ? ? ? ? ? ? ? ? 大錐齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 74 60 60 36 1 16 30 0 7 7. 3 10hN nk t? ? ? ? ? ? ? ? ? 由圖 查得壽命系數(shù) , ??；實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù) ? ；由圖 預(yù)取尺寸系數(shù) 1xY? ，則許用彎曲應(yīng)力： 第 28 頁 共 46 頁 l i m 11 768F N S T xFP FY Y Y M P aS?? ?? l i m 22 752F N S T xFP FY Y Y M P aS?? ?? 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算式： ( 1 0 . 5 )ttF F a s a F a s a F PmRK F K FY Y Y Yb m b m?? ?? ? ?? 式中， FaY ——— 齒形系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) vz ，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 查得122 .6 6 , 2 .0 6 3F a F aYY??； saY ——— 應(yīng)力修正系數(shù)，根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) vz ，由圖 查得 , saYY??。 以當(dāng)量齒輪的有關(guān)參數(shù)帶入下式，可得直齒錐齒輪傳動的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式，得： 311112 2 214( 1 0 .5 ) 1 Fa saFPRRYYKTmzu ???? ??=； 322122 2 224( 1 0 .5 ) 1 Fa saFPRRYYKTmzu ???? ??=。 由前面計(jì)算知 13 ? ? ? ，所以滿足。 5． 3 5n 軸上端的錐齒輪 5z 與 6n 軸左端的錐齒輪 6z （如圖 1）的傳動設(shè)計(jì) 這對錐齒輪要求實(shí)現(xiàn)的傳動比 56 1zi z??，它們的材料和基本尺寸可參看 5n軸下端的錐 齒輪 3z ，錐齒輪 5z 和 6z 可選取與錐齒輪 3z 同樣的。 6 罐裝裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、罐裝原理 及罐裝裝置的設(shè)計(jì) 用于罐裝的液料主要是低黏度的葡萄酒液料，其可以依靠自身的重量產(chǎn)生一定速度的 流動，所以選擇常壓法罐裝。常壓法罐裝，是在大氣壓力下直接依靠被罐液料的自重流入包裝容器內(nèi)的罐裝方法。常壓罐裝的工藝過程為：（ 1）第 29 頁 共 46 頁 進(jìn)液排氣，即液料進(jìn)入容器，同時容器內(nèi)的空氣被排出；（ 2）停止進(jìn)液，即容器內(nèi)的液料達(dá)到定量要求時，進(jìn)液自動停止；（ 3）排除余液，即排除排氣管中的殘液。 該罐裝機(jī) 要求每次的罐裝量一定，因?yàn)槿莘e定量法 罐裝的精度較高，所以采用的定量方法為定量杯定量罐裝，其罐裝原理如下圖 5： 1234567891011通往儲液箱12 圖 5 定量杯定量罐裝原理圖 凸輪 凸輪軸 推桿 密封圈 固定量杯 密封墊圈 活動套塞 進(jìn) 液管 彈簧 排氣空 1罐裝頭蓋 1進(jìn)液孔 其罐裝原理為： 由前面設(shè)計(jì)的傳動比知道， 當(dāng)瓶子位于 罐裝工位時， 凸輪軸 1帶動凸輪 2 旋轉(zhuǎn)，從而凸輪 2 將推桿 3 向下壓，推桿 3 推動罐裝頭蓋 11 向下運(yùn)動，同時，與罐裝頭蓋連在一起的進(jìn)液管 8 向下運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到一定距離時，液體就可以從進(jìn)液孔 12 通過進(jìn)液管 8 向瓶里輸液，瓶里的殘余氣體將從排氣孔10 排出，完成罐液程序 。在被拉彈簧 9 的拉力下，推桿將自動恢復(fù)到原來位置，完成一個循環(huán)。并且可根據(jù)需要，調(diào)節(jié)活動套塞 7 以調(diào)節(jié)罐裝的液體容積。 二、罐裝裝置的尺寸計(jì)算 設(shè)計(jì)此罐裝機(jī)的主要目的是實(shí)現(xiàn)葡萄酒的全自動罐裝，罐裝每瓶葡萄酒的第 30 頁 共 46 頁 標(biāo)準(zhǔn)容積為 850mL ，葡萄酒瓶的高度取為 350h mm? ，瓶口的直徑取 20d mm? ，瓶口厚度取 3mm?? 。假設(shè)罐裝裝置的定量杯內(nèi)徑為 1 100d mm? ，則定量杯內(nèi)的液面到活動套塞上端的高度 1h ，由公式： 211 ( ) 8 5 02dh mL??? 得： 1 108h mm? 。所以固定量杯的高度 1h ? 108mm ，取 1 150h mm? 。進(jìn)液管上的進(jìn)液孔取直徑 2 20d mm? ，其中心點(diǎn)到進(jìn)液管頂端的距離為 2 30h mm? ，取進(jìn)液管總長為 100l mm? ，當(dāng)推桿向下超過 20mm 時，就開始向瓶里輸液，在推桿的運(yùn)動行程不超過時 20mm ，罐裝頭蓋正向瓶口對齊，以便準(zhǔn)確向瓶內(nèi)輸液。所以凸輪的運(yùn)動行程應(yīng)該不小于 10mm ，取凸輪的運(yùn)動行程 20s mm? 。 推桿長度 1 250l mm? ，活動套塞的總長度 2 60l mm? ，其上的進(jìn)液溝深為 3 5h mm? ，溝長 3 20l mm? ，如圖 6。 罐裝頭蓋上的兩個排氣孔最下端中心線的距離為4l? 20mm ，其上的進(jìn)液口徑為 4 10d mm? ，罐裝時，罐裝頭蓋距瓶口的距離應(yīng)該小于 10mm 。罐裝頭蓋的直徑為 6 190d mm? ，其上兩邊的導(dǎo)桿孔直徑為 10mm ，其中心線距罐裝頭蓋最邊端的距離為 5 5l mm? ，如圖 7。 圖 6 活動套塞 圖 7 罐裝頭蓋 三、凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì) 此凸輪機(jī)構(gòu)屬于對心機(jī)構(gòu) 0e? ，現(xiàn)用圖解法對其曲線輪廓進(jìn)行設(shè)計(jì)。 設(shè)凸輪以等角速度 ? 順時針回轉(zhuǎn)，其基圓半徑 ： 第 31 頁 共 46 頁 220 ()[]ds edr s etg? ??? ? ? 式中， e 為偏心距，等于 0； []? 為許用壓力角，取 0[ ] 30? ? 。經(jīng)計(jì)算取 0 40r mm? 。凸輪機(jī)構(gòu)工作時，凸輪和從動件都在運(yùn)動。為了在圖紙上畫出凸輪輪廓曲線，應(yīng)當(dāng)使凸輪與圖紙平面相對靜止，為此，可采用如下的反轉(zhuǎn)法：使整 個機(jī)構(gòu)以角速度 ?? 繞 O 轉(zhuǎn)動，同時從動件又以原有運(yùn)動規(guī)律相對機(jī)架往復(fù)運(yùn)動。 OtsO 圖 8 凸輪輪廓曲線及速度時間函數(shù) 運(yùn)用反轉(zhuǎn)法繪制盤形凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲線的方法和步驟如下： （ 1）、將基圓 12 等分，根據(jù)推桿的運(yùn)動行程為 20mm 計(jì)算出 66 20C B mm? ，再根據(jù)凸輪的運(yùn)動規(guī)律依次計(jì)算出 11CB、 22CB、 33CB 、 44CB、 55CB ，再將它們連成光滑的曲線。凸輪的另外半邊為對稱的，有前也可以畫出，如圖 8。 （ 2）、凸輪的最大壓力角在 6B 點(diǎn) 上（如圖 8），過 6B 點(diǎn)與基圓相切，則切線與 66CB所夾的銳角即為最大壓力角 ? ，計(jì)算得 ?? 0[ ] 30???。 7 封口裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 工作原理及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 32 頁 共 46 頁 該罐裝的封口采用軟木塞，其壓塞機(jī)構(gòu)采用曲柄 滑塊 機(jī)構(gòu)。 其工作原理是：軟木塞 由于自重經(jīng)塞桶 7 落入軟木塞槽 6，然后 被 凸輪 5 壓 入壓塞管道， 與此同時， 與罐裝頭蓋連接的導(dǎo)瓶口蓋 4 將瓶口對中 ， 最后 ， 在 曲柄 滑塊 機(jī)構(gòu)的 滑塊 活塞 3 的推力下，軟木塞被 壓入瓶口，完成封口程序 ，如圖九 。 13457OO1O2O1O2566 圖 9 封口裝置 曲柄 與 滑塊 連在一起的 曲柄導(dǎo)蓋 活塞 導(dǎo)瓶蓋 凸輪 軟木塞 槽 軟木塞桶 二、基本尺寸的計(jì) 算 假設(shè)軟木塞的長度為 30s mm? ， 導(dǎo)瓶口蓋對中好瓶口后距軟木塞導(dǎo)槽底線的距離 50l mm? ，則壓口塞的運(yùn)動行程應(yīng)該為 2( )h s l??，取 160h mm? ，所以，（如圖九）1 802hOO mm??， 且 1 2 12OO OO? ，取 12 200OO mm? 。 其圖解 法設(shè)計(jì)如下： （ 1）、 如圖十，以 O 為圓心，作半徑為 1r OO? = 80mm 的圓，因?yàn)?2 200OO mm? ，所以當(dāng)桿 1OO 和桿 12OO 垂直時， 222 1 1 2 215O O O O O O m m? ? ?。假使塞管的內(nèi)徑為 30mm ，則在桿 1OO 和桿 12OO 垂直，桿 12OO 與運(yùn)動中心線（即第 33 頁 共 46 頁 2OO ）的夾角最大為： 0112( ) 2 5OOacrtg OO? ??，此時，塞管壁超過 2O 點(diǎn)的距離為002 15 ( 90 25 ) 24 .5h tg m m? ? ? ?，取 2 20h mm? 。所以塞管壁頂端離 O 點(diǎn)的距離222 1 1 2 2 190l O O O O h m m? ? ? ?（取 2 180l mm? ） ，否則，塞管壁將阻礙滑塊的運(yùn)動。 （ 2）、 O 點(diǎn)到導(dǎo)瓶口蓋底端的距離與罐液裝置上凸輪中心線到罐裝頭蓋底端的距離一樣為 300mm ，由（ 1）知 2 180l mm? ，所 以塞管壁的總長： 1 2 2300 300 180 20 140l l h m m? ? ? ? ? ? ? 壓口塞（如圖 9 的 2）的長度 1 1 139。 300 ( ) 20l O O O O m m? ? ? ?，取 139。 50l mm? 。 OO1O2 圖 10 曲柄 滑塊 機(jī)構(gòu)的圖解法 8 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 8． 1 0n 的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 選 擇軸的材料 選擇軸的材料為 45 鋼，因其有足夠的強(qiáng)度，并對應(yīng)力集中敏感性低；同時還滿