【正文】 負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 33 參考文獻 [1]楊黎明等 .機械零件設計手冊（修訂版） [M].國防工業(yè)出版社， 1993 [2]成大先 .機械設計手冊單行本減（變）速器178。在本次的設計中，得到了陳耿 老師的大力幫助和指導。鍛煉了我們的查閱資料的能力，培養(yǎng)了我們的協(xié)同工作的能力，但也暴露了我們的不足，比如：基礎不牢靠，缺乏經(jīng)濟觀念等。 本次設計的主要目的和主導思想是對 自動液體灌裝機 傳動系統(tǒng)進行設計和改進，在設計中我們主要采用了齒輪傳動，進一步加深了機械設計的實踐能力，也對在大學學到的其他相關課程進行了全面的復習和運用。每班后要清除液料殘液、油污、積水和玻璃碎片等，保持設備的整潔和衛(wèi)生。長期不作調(diào)整的可動部件，貯液箱的高度調(diào)節(jié)裝置等，須定期作必要的運行，避免誘蝕。首先要確保設備的潤滑狀態(tài)必須良好，各潤滑點必須及時加好潤滑油脂，保持各個油箱的油位和完好的噴 霧潤滑功能。其后，按灌裝要求調(diào)整好液氣控制柜上的各儀表的數(shù)值； (e)檢查貯崖箱的液位和壓力，作灌裝試驗，調(diào)整灌裝頭，控制好裝瓶液位。以電動方式啟動設備檢查有無異常； (d)低速啟動機器，檢查起動、剎車、急停和調(diào)速性能。 調(diào)試 確認機器安裝完成后，可按如下分步進行調(diào)試： (a)按所灌瓶型更換裝配合適的配件，調(diào)整好各部件，包括進瓶螺桿、導桿間距、側護板安全開關、星型撥輪、貯液箱的調(diào)整等； (b)徹底清洗貯液箱、液料管道、排氣管道，確保沒有異物。確保各支腳的承載負荷均勻。檢查各傳動聯(lián)接件是否運行自如，不得有卡緊干涉現(xiàn)象。安裝時要打好水平基準，特別是與壓蓋機連接一體時，兩部分的進瓶帶、出瓶帶必須處于同一水平基準上。1060 hnLPC ? (513) 負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 31 6 灌裝機的安裝調(diào)試及維護 安裝 對于小型的灌裝機，不要求建造基礎，只需安裝在平整的車間地面上，打好水平基準，按布置圖調(diào)整好進瓶鏈帶和出瓶鏈帶的標高，調(diào)整支腳，使正機負荷均勻分布。如令 n代表軸承的轉速（單位為 r/min），則以數(shù)小時表示的軸承壽命 hL （單位為 h） 如果載荷 P 和轉速年 n 為已知，預期計算壽命 hL39。但是，在低速、重載及大沖擊情況下，由于軸承可能產(chǎn)生過大的塑性變形，還需進行強度計算 [3]。 滾動軸承的失效形式： 在一定條件下工作的滾動軸承，只要軸承類型選擇恰當 ，安裝、潤滑和維護正常，實踐證明，絕大多數(shù)滾動軸承均因疲勞點蝕而失效。 (j)精度愈高，軸承價格愈高，對與之相配合零件的制造精度也愈高。 (i)當需要減小徑向尺寸時，可選擇輕、特輕、超輕系列軸承。 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 30 (h)支點跨度大，軸的彎曲變形大或多支點軸，宜選擇調(diào)心型 軸承。當需要承受一定量軸向載荷時，應選擇內(nèi)外圈都有擋邊的類型，但允許軸向載荷 （徑向載荷），否則將對軸承的壽命有較大影響。 (e)當支承剛度要求較大時，可選用向心推力軸承，成對使用，并用預緊的方法提高剛度。 (c)尺寸、精度相同時，球軸承的極限比滾子軸承高。 (b)在相同外形尺寸下，滾子軸承一般比球軸承承載能力大。對于 raFF? 的情況。 如果承受純徑向載荷，可選用向心軸承； 如果承受純軸向載荷且轉速不高時，可選用推力球軸承，如果轉速較高，宜選用向心推力球軸承或向心球軸承（徑向載荷不大時）。 1213a mm? (6)驗算鏈速 負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 29 1125 1 5 3 1 . 7 530 . 0 7 / 0 . 6 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0n z pv m s m s????? ? ? ? 與原 假設 相符 (7)驗算小鏈輪 轂 孔 kd 由表 94 查得小鏈輪轂孔許用最大直徑 max 80kd mm? 選用安裝鏈輪的軸徑40D mm? ， 故合適 . (8)作用在軸上的壓軸力 P FP eF K F? (512) 有效圓周力為 : 0 . 7 3 81 0 0 0 1 0 0 0 1 0 5 4 30 . 0 7e PFNv? ? ? ? 按水平布置取壓軸力系數(shù) ? 故 1 .1 5 1 0 5 4 3 1 2 1 2 4 .5PFN? ? ? 由于設計過程的得到的速度小于 ， 經(jīng)驗證符合要求 。 鏈輪的設計 鏈輪傳遞的功率 1 . 1 0 . 9 7 0 . 7 5 0 . 9 6 0 . 9 6 0 . 7 3 8P K W? ? ? ? ? ? 傳動比 2i? ，鏈傳動中心距不小于 550mm （水平布置） 采用滾子鏈傳動，設計步驟及方法如下： (1)選擇鏈輪齒數(shù) 1z 、 2z 假定鏈速 3 /v m s? ，由表 98 選取小鏈輪齒數(shù) 1 15z? ；從動鏈輪齒數(shù)21 2 15 30z iz? ? ? ? (2)計算功率 caP 由表 99查得工作情況系數(shù) ? ，故 1. 0 0. 73 8 0. 73 8c a AP K P K W? ? ? ? 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 28 (3)確定鏈條節(jié)數(shù) pL 初定中心距 0 30ap? ,則鏈節(jié)數(shù)為 2 20 1 2 2 102 2 3 0 1 5 + 3 0 3 0 1 5 9 8 . 12 2 2 3 0 2P a Z Z Z Zp p pL p a p p???? ???? ??? ? ? ? ? ? ????? ????節(jié) 取 99pL? (4)確定鏈條的節(jié)距 p 由圖 913 按小鏈輪轉速估計 ,鏈工作在功率 曲線頂點左側時 ,可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞 ,由表 910 查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù) 1 .0 81 0 .7 7 519Z zK ????????； 0 .2 699 0 .9 9 7100LK ????????； 選取單排鏈 ,由表 911查得 單 排鏈系數(shù) ? .,故得所需傳遞的功率為 : 0 0 . 7 3 8 0 . 9 5 50 . 7 7 5 0 . 9 9 7 1caz L PPP K WK K K? ? ?? ? ? ? 根據(jù)小鏈輪的轉速1 2 5 2 52 / m in63nr? ? ?及功率 P0=,由圖 913選鏈號為 20A單排鏈 .同時也證實了原估算鏈工作在額定功率曲線頂點 左側是正確的 ,再由表 91 查得鏈節(jié)距 mm? (5)確定鏈長 L及中心距 a 9 9 3 1 . 7 5 3 . 1 21 0 0 0 1 0 0 0PLpLm? ?? ? ? 221 2 1 2 2 1222184 2 2 2 5 15 30 15 3099 99 84 2 2 241217PPZ Z Z Z Z Zpa L LZZmm????? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ????? ?????? ? ? ???? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ? ??????? 中心距減少 ? ? ? ?0 . 0 0 2 ~ 0 . 0 0 4 0 . 0 0 2 ~ 0 . 0 0 4 1 2 1 7 2 . 4 3 4 4 . 8 6 8a a m m? ? ? ? ? 實際中心距 ? ?39。 負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 27 (1)計算 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? ? ? ?? ? ? ? (2)計算齒輪寬度 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??， (3)計算錐距 21 154 3 . 7 5 4 8 . 9 122uR d m m?? ? ? ? (4)計算平均分度 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??? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? (5)驗 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。 所以 1 .5 1 .5 0 2 .2 5FHKK??? ? ? ?； 故 載荷系數(shù) ： 1 . 0 1 . 0 1 . 0 2 . 2 5 2 . 2 5A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? (6)按實際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 ,由式 311 /ttd d K K? 得 3311 / 3 6 . 0 8 2 . 2 5 / 1 . 3 4 3 . 3 2ttd d K K m m? ? ? ? (7)計算模數(shù) 11/ 43 .3 2 / 20 2. 16 6m d z m m? ? ? 設計 ? ?312 2 214(1 0 . 5 ) 1 F a S aFRRYYKTmzu ???? ?? (511) 確定公式內(nèi)的各計算值： (1)由 《機械設計（第七版）》 圖 1020c查得 小 齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE MPa? ? ；查得 大 齒輪的彎曲疲勞強度極限 2 380FE MPa? ? 。 (3) 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。 設計步驟如下： ，精度等級，材料及齒數(shù) (1)根據(jù) 要求選用直齒 錐 齒輪 。撥瓶輪下面的齒輪與中心軸上的大齒輪相嚙合， 傳動比設為12i? ， 大齒輪的轉速為 25 /min6 r ,則撥瓶輪的轉速為 25 /min3 r 。 錐齒輪的設計計算 電動機的功率為 ,帶輪的效率為 ， CW 型減速器為渦輪蝸桿減速器，根據(jù)《機械零件手冊（修訂版）》查得該減速器的效率為 ，圓柱齒輪傳動的效率為負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 23 ，鏈輪的傳動效率為 ，所以 輸入功率 P=。 ???? (6)查取應力校正系數(shù)，由《機械設計（第七版）》表 105查得 121. 62 5 。 (4)選小齒輪齒數(shù) 1? =24，大齒輪齒數(shù) 2? =? 1? =144。 則設計步驟如下： 1． 選取齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù) (1)按要求選用直齒圓柱傳動齒輪 (2)速度不高，選用 7 級精度。 m? 、 a? 與 d? 的換算式為： m? =（ i? 1） a? 1? =d? 1? (57) 齒輪的 計算 : 電動機的功率為 ,帶輪的效率為 ， CW 型減速器為渦輪蝸桿減速器，根據(jù)《機械零件手冊（修訂版）》查得該減速器的效率為 ，所以輸入的功率1 1 .1 0 .9 7 0 .7 5 0 .8P KW? ? ? ?。 d? 與 a? 的換算式為 : d? =（ i? 1） m? (56) 一般取 m? =8～ 25 。當 HB＞ 350 時， d? 數(shù)值應降低一倍。 一般取 d? =～ 。開式傳動常取 a? =～ 。 一般取 a? = ，閉式傳動常取 a? =～ ，通常減速器常取 a? = 。 齒寬及齒 寬系數(shù)： 齒寬系數(shù)常表示 為 ： aba?? 、 1dbd?? 、 mbm?? 。 （常取 30176。 ， 人字齒輪取 ? =25176。 螺旋角： 斜齒輪一般 ? =8176。 硬齒面閉式及開式齒輪傳動，可取較小齒數(shù)，較大模數(shù)，以增大齒厚 ，提高齒輪彎曲強度。 齒輪的設計 應在滿足輪齒彎曲強度的條件下，選取較多的齒數(shù)。失效幾率即是工作可靠度的余數(shù)。當主要參數(shù)和幾何尺寸符合要求之后，在進行齒輪的結構設計，并繪制零件工作圖。 設計開始時，通常不知道齒輪的尺寸和參數(shù)，無法確定出參數(shù)的數(shù)值， 因而無法進行精確計算。中心軸上安裝一個支撐料缸作用的零件，所以軸的直徑選取最小直徑的 倍 ，軸的直徑圓整為 170mm ，即是安裝齒輪處軸的直徑。 (7)計算作用在軸上的壓軸力 0F 由式 20 2 .55 0 0 ( 1)ca aPF qvvz K? ? ?得： 22