【正文】 在繪制過程中，一切都要按國家標(biāo)準(zhǔn)來畫，尺寸準(zhǔn)確，布局合理、美觀。 有了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步構(gòu)想之后，就進(jìn)行灌裝機(jī)的主要零件的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算，這個(gè)過程極為關(guān)鍵，因?yàn)樗?jì)算出來的數(shù)據(jù)關(guān)系到灌裝機(jī)的結(jié)構(gòu)合理性以及灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)零件的強(qiáng)度等等。但由于此升降機(jī)構(gòu)系用剛性結(jié)構(gòu)件直接頂托裝料瓶升降，在瓶高尺寸超過許可值時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致裝料瓶被頂擠壓碎。凸輪下降區(qū)段廓形，按照節(jié)約灌裝機(jī)輔助工作時(shí)間的原則，宜取大的下降速度，以縮短 30 下降行程時(shí)間。凸輪輪廓中升高行程的長短，主要取決于裝料瓶的升程和凸輪的工作質(zhì)量。圖 43為此種凸輪的的展開示意圖。 如圖 3，此機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行瓶子的高度位置控制，典型機(jī)構(gòu)為固定凸輪 — 偏置 直動(dòng)從動(dòng)桿機(jī)構(gòu)。 容積定量灌裝閥定量準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，定量速度快、精度高，所以應(yīng)用廣泛。 圖 2 容積定量灌裝閥 28 Fig2 Volume quantitative filling valve 1定量杯 2液位調(diào)節(jié)管 3閥體 4環(huán)行槽 5鎖緊螺母 6上孔 7下孔 8進(jìn)液管 9排氣孔 10彈簧 11喇叭頭 灌裝原理為：先使液料注入定量杯 1中進(jìn)行容積計(jì)量，然后，再將液料灌入瓶中。 軸的強(qiáng)度計(jì)算 按許用切應(yīng)力計(jì)算： 受轉(zhuǎn)矩 T （ N*mm）的實(shí)心圓軸，其切應(yīng)力 T? = ][ / 36TT d nPwT ???? MPa （ 66） 寫成設(shè)計(jì)公式，軸的最小直徑 d 3 6][ Tn P???=C 3nP? mm （ 67） 26 上面兩式中 TW 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm P 軸傳遞的功率， KW n 軸的轉(zhuǎn)速， r/min ][T? 許用切應(yīng)力， MPa，取 35 C與材料有關(guān)的系數(shù)，取 112 由式（ 67）有 d ? 112 3 ? =85 mm 取 d =100 mm 校核：由式（ 66）得 T? =36 / d npWTT ?? =22 MPa ][T? 軸直徑合格。 （ 6）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算分度圓直徑 11222 5 1 .7 5 4 3 .7 55 0 1 .7 5 8 7 .5d z m m md z m m m? ? ? ?? ? ? ? 計(jì)算齒輪寬度 25 21 1 1 54 3 . 7 5 1 6 . 32 3 2RR ub R d m m?? ?? ? ? ? ? ? 取 1220 15B m m B m m??， 計(jì)算錐距 21 154 3 . 7 5 4 8 . 9 122uR d m m?? ? ? ? 計(jì)算平均分度圓直徑 11221( 1 0 . 5 ) 4 3 . 7 5 ( 1 0 . 5 ) 3 6 . 4 631( 1 0 . 5 ) 8 7 . 5 ( 1 0 . 5 ) 7 2 . 9 23mRmRd d m md d m m??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 驗(yàn)算 3112 2 5 . 0 9 1 0 2 3 2 . 6 84 3 . 7 5t TFNd ??? ? ? 1 2 3 2 . 6 8 1 4 . 2 7 1 0 01 6 . 3AtKF N m mb ?? ? ? 合適。 材料選擇小齒輪的材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 計(jì)算結(jié)果表明，溫度合格。 所以取 2Z =66 因?yàn)槭俏仐U主動(dòng)，所以齒數(shù)比 ? =i= 2Z / 1Z =33 m 1 21 rinn ???? (38） 圓柱蝸桿蝸輪傳動(dòng)基本尺寸計(jì)算如下： 蝸桿軸向齒距 xP =n? （ 39） =? 8= 蝸桿導(dǎo)程 zP = 1mZ? （ 40） =? 8? 2= 蝸桿分度圓直徑 1d =q m (41) =10? 8=80mm 蝸桿齒頂圓直徑 1ad = 1d +2ah （ 42） =80+2? 8=96mm 蝸桿齒根圓直徑 1fd = 1d ? ?cha?2 （ 43） =802? （ 8+? 8） = 節(jié)圓直徑 1d = ? ?xqm 2? （ 44） =8? （ 10+2? ） = 分度圓導(dǎo)程角 ?tan =qZ1 (45) =102 = ? = ? 蝸桿齒寬 1b = 12 2?Zm （ 46） =2? 8? 166? =130mm 蝸輪分度圓直徑 2d = 2mZ （ 47） =8? 66=528mm 蝸輪齒根圓直徑 2fd = 2d ? ?cxmha ??2 （ 48） =5282? (? 8+? 8) =512mm 蝸輪節(jié)圓直徑 2ad = 2d + ? ?xmha?2 （ 49） 19 =528+2? (8+? 8) =547mm 蝸輪外徑 2ed = 2ad +m （ 50） =547+8=555mm 蝸輪齒寬 2b = ? ? ?? qm （ 51） =2? 8? （ + 110? ） =60mm 中心距 a= ? ?2121 dd ? （ 52） = ? ?5288021 ?? =304mm 取 315mm （ 1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 許用接觸應(yīng)力 ][ H? = nZ hZminlimHHS? （ 53） =173 MPa 式中：轉(zhuǎn)速系數(shù) nZ = 812 )18( ??n = 壽命系數(shù) hZ =hL250006 = 接觸疲勞極限 limH? =265MPa 接觸疲勞最低安全系數(shù) minHS = 最大接觸應(yīng)力 H? = EZ ?Z32aTka （ 54） =149173 MPa 式中：彈性系數(shù) EZ = MPa147 接觸系數(shù) ?Z = 使用系數(shù) AK = 20 蝸輪轉(zhuǎn)矩 2T = ?inp? =1155555 mN? 計(jì)算結(jié)果表明，齒面接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，蝸桿蝸輪尺寸無需調(diào)整。 這里因?yàn)?構(gòu)推薦采用腹板式帶輪機(jī),300 mmd d ? 。為了達(dá)到此目的，可設(shè) 2軸上的錐齒輪 2和 1軸上的錐齒輪 1的傳動(dòng)比為： 1725122 ??? zzi 2軸上的錐齒輪 3和主軸上的錐齒輪 4的傳動(dòng)比為 22550343 ??? zzi 故可滿足 31?i 的要求，具體計(jì)算見下面的設(shè)計(jì)過程。 內(nèi)傳動(dòng)鏈為了保證各機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)作協(xié)調(diào)一致，因此必須保證傳動(dòng)精度。 外傳動(dòng)鏈可用傳動(dòng)比不準(zhǔn)確的傳動(dòng)副和摩擦副，例如皮帶傳動(dòng)，摩擦無級變速器等。 旋轉(zhuǎn)式灌壓機(jī)組其傳動(dòng)系統(tǒng)可分為外傳動(dòng)鏈和內(nèi)傳動(dòng)鏈。即： aT =n60 ??360a? （ s） (19) bT =n60 ??360b? （ s） (20) cT =n60 ??360c? （ s） (21) dT =n60 ??360d? （ s） (22) 在前面已經(jīng)從理論上推導(dǎo)出了灌裝時(shí)間 aT =9s，于是根據(jù)式 (19)得： a? =aT ???6 n (23) =9 ???6 = ?193 現(xiàn)在已根據(jù)理論灌裝時(shí)間求出了灌裝轉(zhuǎn)角，在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，若已知灌裝方式和被灌容器的體積 V ，就可以按在不同情況 下的計(jì)算公式算出實(shí)際灌裝時(shí)間 aT 。旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)一用的時(shí)間： T =n60 （ 17） 13 根據(jù)灌裝工藝過程，上式又可寫成： T =aT +bT +cT +dT （ 18） 式中 aT 灌裝時(shí)間（ s） bT 瓶托下降時(shí)間（ s） cT 瓶托下降到最低點(diǎn)停留時(shí)間（ s） dT 瓶托上升時(shí)間（ s） 灌裝時(shí)間 aT ，在自動(dòng)機(jī)械中稱為基本工藝時(shí)間，基本工藝時(shí)間一般都要經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算，然后經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)才能確定。如果以增加灌裝工位數(shù)來提高生產(chǎn)率，那么灌裝機(jī)的旋轉(zhuǎn)工作臺直徑也要相應(yīng)地增大。隨著定量杯液料的不斷流出其液位不斷下降，液料流出速度相 應(yīng)地隨之減小。定量杯上液面及裝液容器均受大氣壓作用。若不考慮滴液等損失，則每次灌裝的液料容積應(yīng)與定量杯的相應(yīng)容積相等。 在前面已經(jīng)介紹過灌裝機(jī)有常壓式、等壓式