【正文】 本組根據(jù)其功能分解和相對(duì)應(yīng)的功能分析選擇來(lái)確定設(shè)計(jì)方案。容器輸入、傳送功能轉(zhuǎn)臺(tái)多工位停歇轉(zhuǎn)動(dòng)功能容器定位功能旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)容器夾緊功能灌裝功能送蓋功能對(duì)容器的封口功能吸蓋功能換蓋功能容器傳送、輸出功能 根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)邏輯功能圖，根據(jù)原動(dòng)件與執(zhí)行構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，并由給定的條件，各機(jī)構(gòu)的相容性，各機(jī)構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒，從多種功能原理解中設(shè)計(jì)出兩個(gè)較為實(shí)際可行的方案。 圖 為了達(dá)到容器的輸出與傳送的目的，同時(shí)使我們的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單化，所以我們選擇采用皮帶傳送的方式。 圖 2. 容器定位功能： 可以實(shí)現(xiàn)容器定位的機(jī)構(gòu)很多。槽輪機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為單向間隙轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)撥盤以等角速度W1作連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)撥盤上的圓銷未進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，由于槽輪的內(nèi)凹槽止弧被撥盤的外凸鎖止弧卡住，使槽輪在停歇時(shí)不能產(chǎn)生游動(dòng)，并獲得定位。當(dāng)圓銷離開(kāi)徑向槽時(shí)，鎖止弧又被卡住，槽輪又靜止不動(dòng)。所以，槽輪作時(shí)動(dòng)時(shí)停的間隙運(yùn)動(dòng)。出于此目的，我們?cè)O(shè)計(jì)了下面幾種夾緊方案：（1） 方案一： 所示，在工位2和工位3外加裝兩個(gè)凸輪，用于對(duì)容器進(jìn)行夾緊固定，工作原理是當(dāng)容器到達(dá)工位2和工位3時(shí)，凸輪處于遠(yuǎn)休位置，此時(shí)凸輪的遠(yuǎn)休輪廓?jiǎng)偤脤?duì)容器進(jìn)行夾緊，等灌裝和封口壓蓋完成時(shí)，凸輪遠(yuǎn)休結(jié)束，此時(shí)容器沒(méi)有被夾緊，只要旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，則容器跟隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)。 夾緊圓環(huán)示意（3） 方案三： ，方案三我們采用圖示兩凸臺(tái)，凸臺(tái)在灌裝工位和封口壓蓋工位處與容器相切，容器剛好被運(yùn)送至灌裝工位和封口壓蓋工位時(shí)就被夾緊，此時(shí)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)入間隙停止期，利用這段間隙，灌裝設(shè)備和封口壓蓋設(shè)備剛好可以對(duì)容器進(jìn)行灌裝和封口壓蓋。方案二中的夾緊圓環(huán)會(huì)使容器在整個(gè)加工過(guò)程中出于夾緊狀態(tài)，容器與夾緊圓環(huán)摩擦嚴(yán)重，可能會(huì)使容器變形，甚至破裂，并且這樣的摩擦狀態(tài)會(huì)增加系統(tǒng)的無(wú)用功率，降低機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)功率因素，增加能耗，不利于低碳城市與工業(yè)加工的建設(shè)。同時(shí)夾緊斜臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單，加工制造也方便。4. 灌裝功能：（1） 方案一：，采用圖示的凸輪機(jī)構(gòu)，由凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)灌裝活塞的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于彈簧的作用當(dāng)凸輪近休時(shí)，活塞往上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)灌裝容器吸入液體，凸輪繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)灌裝機(jī)構(gòu)對(duì)空容器進(jìn)行灌裝，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)灌裝功能。 雖然連桿機(jī)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，但是其設(shè)計(jì)過(guò)程復(fù)雜，所以我們采用方案一來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。 凸輪封口壓蓋6. 換蓋功能 方案一：，轉(zhuǎn)輪上每 120 176。罐蓋由傳 送帶且隨著方形軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而，初始位置如圖所示。罐蓋由傳 送帶至吸蓋口下一定距離（基本與容器同高），呈緊密排列。但是該方案較復(fù)雜，增加了空間的擁擠度，使之變得更加麻煩，不宜采用。所以我們使用方案二來(lái)實(shí)現(xiàn)換蓋功能。容器到達(dá)圖示出口位置時(shí)，輸出擋板將容器往輸出傳送帶方向推擋，同時(shí)容器是隨著旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)的，在合成力的作用下，容器被帶至輸出傳送帶上，進(jìn)而傳送到下個(gè)加工工位。所以需要再進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)方案最優(yōu)化。 總結(jié)：該系統(tǒng)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。齒輪4帶動(dòng)其同軸的銷輪，銷輪帶動(dòng)六角槽輪間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)，1s轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)工位，轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)與六角槽輪同軸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了每秒一個(gè)工位的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)。 工作時(shí)空瓶沿傳動(dòng)皮帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，被帶入轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)凹槽內(nèi)，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)空瓶轉(zhuǎn)至下一個(gè)工位，凹槽與固定工作臺(tái)的擋板實(shí)現(xiàn)定位，保證灌裝和封蓋的順利進(jìn)行。凸輪旋轉(zhuǎn)一周，帶動(dòng)壓板完成一次灌裝和封蓋，并且在回程和近休止的時(shí)候換蓋盤完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)停歇時(shí)，凸輪進(jìn)入推程，壓板向下運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)休時(shí)完成灌裝和壓蓋，當(dāng)凸輪回程和近休時(shí)，工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，壓板的換蓋盤通過(guò)彈簧回位，同時(shí)換蓋盤完成一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。四、原動(dòng)機(jī)選擇本方案選用的是C組的數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為960r/min.五、傳動(dòng)比分配原動(dòng)機(jī)通過(guò)二次減數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。第二次減速,其傳動(dòng)比為4，達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)裝置及壓蓋裝置所需轉(zhuǎn)速1r/s.六、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器分為二級(jí)減速，兩級(jí)都為齒輪傳動(dòng)。齒距p=m=2=㎜。2=40㎜, r2=mz2/2=1602247。2=40㎜, r4=mz4/2=1602247。247。247。247。247。2=42㎜ra2=( z2＋2h*)m/2=(160＋21)2247。2=42㎜ra4=( z4＋2h*)m/2=(160＋21)2247。42)=176。162)=176。42)=176。162)=176。－tan20176。－tan20176。－tan20176。－tan20176。 錐齒輪8的以下參數(shù)均相同：壓力角=20176。論證同上。 凸輪用于灌裝工位，利用遠(yuǎn)近與休止帶動(dòng)推桿和活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝，聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)與各部件的位置關(guān)系，設(shè)定瓶口距泵口的間距為7cm，泵口的上下間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)凸輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，凸輪與推桿不存在偏距，凸輪的安裝高度為400mm。即我們?cè)O(shè)定凸輪的數(shù)據(jù)如下：1　 基圓半徑=40mm2　 行程：H=70mm3　 推程角：=110176。5　 近休止角：=50176。7　 升程最大壓力角：αmax01= ＜30176。9　 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的選擇，凸輪按照?qǐng)D的方位逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。遠(yuǎn)休角120176。這樣不但保證了這樣不僅保證了凸輪輪廓的合理，還有足夠的時(shí)間壓蓋、灌料和進(jìn)行其他的旋轉(zhuǎn)工作。 圖 凸輪示意圖 （電動(dòng)機(jī)160r/min）、槽輪尺寸設(shè)計(jì)與分析（1） 分類：槽輪機(jī)構(gòu)能把主動(dòng)輪的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)輪的周期性間歇運(yùn)動(dòng)。外接槽輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反，槽輪的間歇轉(zhuǎn)位時(shí)間長(zhǎng)。所以根據(jù)需求在此采用外接槽輪。2　 非徑向槽輪：在槽數(shù)不變的條件下，可以用不同的中心距與曲半徑的組合來(lái)獲得不同的停動(dòng)時(shí)間比，但沖擊較大。槽輪機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)來(lái)滿足工作臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)和間歇灌裝和壓蓋，而且在間歇的時(shí)候依靠槽輪的鎖止弧來(lái)防止轉(zhuǎn)臺(tái)依靠慣性繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。 PNT0點(diǎn)位移測(cè)量輸出圖 圖 PNT0點(diǎn)速度測(cè)量輸出圖 PNT0點(diǎn)加速度測(cè)量輸出圖九、整體評(píng)價(jià) 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，是同時(shí)要求有圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)和傳送帶的傳送的機(jī)構(gòu)，而且這兩部分要相互協(xié)調(diào)，相互配合工作的過(guò)程。因此，在整個(gè)系統(tǒng)中我們運(yùn)用到了齒輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)，以完成了從瓶子的傳輸?shù)焦嘌b，壓蓋，最后輸出的機(jī)器。且槽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是圓盤轉(zhuǎn)速是同步的，并且在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)分別在6個(gè)工位進(jìn)行停歇。我們?cè)O(shè)計(jì)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)，剛好能夠完成這一工作任務(wù)。換蓋系統(tǒng)在造價(jià)和成本上應(yīng)該有所考慮，簡(jiǎn)化該機(jī)構(gòu)作為以后研究的方向。在輸入與輸出時(shí)皮帶輪的速度也有一定要求，并且在灌裝過(guò)程中，灌裝的控制量和其中的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也是需要推敲的，但是因?yàn)橹R(shí)的原因，本方案中未涉及。十、Pro/e建模分析本組僅以槽輪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真過(guò)程為例，說(shuō)明在pro/e中的形成過(guò)程，及運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程的組件。 拉伸后所得圖形 主動(dòng)輪的基本平面形狀 3. 將槽輪與主動(dòng)輪通過(guò)pro/e組件為一體 新建“組件”，裝入“支架”零件模型，約束使用“缺省”，將其自由度全部固定；再裝入“傳動(dòng)桿”零件模型，采用“銷釘”連接；最后裝入“槽輪”零件模型，同樣采用“銷釘”連接。 組件后的效果4. 運(yùn)動(dòng)分析，使其能夠正常運(yùn)行1) 在組件圖中，單擊菜單命令“應(yīng)用程序”下的“機(jī)構(gòu)”，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到機(jī)構(gòu)操作界面。 圖 凸輪1 曲面選擇為主動(dòng)輪銷釘表面 凸輪2 曲面選擇為槽輪外表面圖 由于槽輪為間隙機(jī)構(gòu)，所以凸輪1和凸輪2 要啟用升離3) 點(diǎn)擊菜單“插入”下的“伺服電動(dòng)機(jī)”選項(xiàng)，進(jìn)入“伺服電動(dòng)機(jī)定義”對(duì)話框，選擇傳動(dòng)桿與支架的銷釘連接軸為與伺服電動(dòng)機(jī)想連接的軸。單擊“運(yùn)行”，“確定”。作為學(xué)機(jī)械的學(xué)生，對(duì)機(jī)械原理的課程設(shè)計(jì)是十分有必要的。課程設(shè)計(jì)就是為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。為了讓設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中我們學(xué)到了不少東西，也得到很多的鍛煉。很值得一提的是，自己又重新把AUTO CAD學(xué)了一遍。無(wú)形之中，我們發(fā)現(xiàn)，提出，分析，解決問(wèn)題的能力得到了提高，這將有益于我們以后的學(xué)習(xí)工作和生活。十二、參考文獻(xiàn)《機(jī)械原理第七版》陳作模、葛文杰主編《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》牛鳴岐、王保民等主編《pro/mechanism 》電子工業(yè)出版社《pro/e完全精通》林清安主編《齒輪三維快速造型與仿真》g an employment tribunal claimEmpl