【正文】 術(shù)水平整體看落后20年，在產(chǎn)品的開發(fā)、性能、質(zhì)量、可靠性、服務(wù)等方面的競爭中處于劣勢。在生產(chǎn)制造上，與整個包裝系統(tǒng)的通用能力，一些通用標(biāo)準(zhǔn)件不再由包裝機(jī)械公司生產(chǎn)，某些特殊的零部件則由高度專用化的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，而真正的包裝機(jī)械公司在某種意義上是組裝廠。用三手指檢查瓶蓋不松動即可。二、選題的目的和意義（一） 、改進(jìn)包裝機(jī)械的自動化程度是現(xiàn)代生產(chǎn)的需要包裝機(jī)械是包裝工業(yè)的一大門類產(chǎn)品 ，在包裝工業(yè)中有著舉足輕重的地位和]2[作用，它給業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備，以完成產(chǎn)品的包裝工藝過程。它為包裝工先進(jìn)的技術(shù)裝備，保證包裝產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)環(huán)境好、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，因而獲得較強(qiáng)的生命力，帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動的同步控制技術(shù)。如果說以前我國包裝機(jī)械設(shè)計是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計的意識。（二）改進(jìn)包裝技術(shù)是現(xiàn)代社會生活的需要 現(xiàn)代社會各項技術(shù)與產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，人們的物質(zhì)生活以及精神生活極大豐富，因此對產(chǎn)品的檔次以及外型等輔助包裝材料有了很大的要求，原始的包裝技術(shù)不可能適應(yīng)現(xiàn)代社會的需要，因此設(shè)計出能夠滿足現(xiàn)在人民的生活理念的包裝機(jī)械用來提高包裝檔次就顯的尤為重要，因此包裝技術(shù)的先進(jìn)與否也是一個社會的先進(jìn)性的一個重要體現(xiàn)方面，從這方面來講，改進(jìn)包裝機(jī)械也是現(xiàn)代社會生活的需要。 美國是世界上包裝機(jī)械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨(dú)立完整的包裝機(jī)械體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機(jī)械與計算機(jī)緊密結(jié)合，實現(xiàn)機(jī)電一體化控制。從上世90年代初以來，美國包裝機(jī)械業(yè)一直保持著良好的發(fā)展勢頭。美國的包裝機(jī)械制造廠大部分附屬于大型包裝材料廠，銷售也完全依賴母公司。 日本與美國、德國相比，起步較晚。6070年代，是日本包裝機(jī)械業(yè)起步階段，產(chǎn)值增長速度很快。8090年代是穩(wěn)定增長分階段，將微電子技術(shù)成功地應(yīng)用于包裝機(jī)械的控制，以后又將光導(dǎo)纖維技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、模塊化技術(shù)應(yīng)用于包裝機(jī)械，達(dá)到安全性高、無人操作、高生產(chǎn)率的水平，大大提高了其國際市場競爭力。 日本的包裝機(jī)械制造廠以中小企業(yè)為主，包裝機(jī)械的品種近500種，規(guī)格有700多個。90年代以來，已將變頻調(diào)整、光電追蹤、無觸點電子開關(guān)、動態(tài)數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)運(yùn)用在包裝機(jī)械中。 日本包裝機(jī)械的主要市場是本國，出口額只占產(chǎn)值的10%。從上世紀(jì)90年代以來，日本對中國的出口額連年大幅增長，自1995年起，中國已成為日本包裝機(jī)械的最大出口國。歐洲各國包裝機(jī)械業(yè)的一個共同特點，是出口比例（出口額占產(chǎn)值的比例）都很大，如德國和意大利近80%，瑞士超過90%，荷蘭出口額甚至大于產(chǎn)值，因為荷蘭是歐洲很重要的貿(mào)易轉(zhuǎn)口地。一些大公司生產(chǎn)的包裝機(jī)械集機(jī)電儀及微機(jī)控制于一體，采用光電感應(yīng)，以光標(biāo)控制，并配有防靜電裝置。德國包裝機(jī)械業(yè)多年來始終處于穩(wěn)定增長狀態(tài)，出口比例占80%左右。意大利是僅次于德國的第二大包裝機(jī)械出口國。上世紀(jì)90年代以來，意大利對中國的包裝機(jī)械出口額迅速增長，1995年在意大利的出口排名榜上，中國已躍上為第2位。已成為機(jī)械工業(yè)中的10大行業(yè)之一，無論是產(chǎn)量，還是品種上，都取得了令人矚目的成就，為我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展提供了有力的保障。包裝機(jī)械作為一種產(chǎn)品，它的含義不僅僅是產(chǎn)品本身的物質(zhì)義，而是包括形式產(chǎn)品、隱形產(chǎn)品及延伸產(chǎn)品3層含義。所以包裝機(jī)的設(shè)計應(yīng)該包括：市場調(diào)研、原理圖設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計、使用說明書編寫及售后服務(wù)預(yù)案等。如我所設(shè)計的啤酒灌裝生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為1．6～4萬瓶／h。由普通啤酒灌裝生產(chǎn)線到純生啤酒灌裝生產(chǎn)線的設(shè)計就屬于改進(jìn)、開發(fā)性設(shè)計。而高速運(yùn)行的包裝機(jī)，特別是一些先進(jìn)機(jī)型，大多是測繪、仿制國外的同類機(jī)型，進(jìn)行國產(chǎn)化設(shè)計和系列化設(shè)計。在包裝機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域，絕大多數(shù)設(shè)計人員仍沿用以前的設(shè)計方法：(1)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書尋找同類機(jī)型作為樣機(jī)；(2)參考樣機(jī)制定各項技術(shù)性能指標(biāo)及使用范圍；(3)設(shè)計工作原理圖、傳動系統(tǒng)圖；(4)設(shè)計關(guān)鍵零件、部件；(5)設(shè)計總裝圖方案和動作循環(huán)圖；(6)設(shè)計部件圖、總裝圖和零件圖；(7)對主要部件中的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核；(8)設(shè)計控制原理圖、施工圖等。新型包裝機(jī)械往往是機(jī)、電、氣一體化的設(shè)備 。其中的關(guān)鍵技術(shù)之一是采用了多電機(jī)拖動的同步控制技術(shù)。如果說以前我國包裝機(jī)械設(shè)計是仿制、學(xué)習(xí)階段，那么現(xiàn)在我們應(yīng)該有創(chuàng)新設(shè)計的意識。先由人工放蓋，然后人工用木榔頭，或塑料榔頭敲擊蓋頂部，使蓋與瓶口部分鎖緊，達(dá)到容器的密封結(jié)果。同時，由于產(chǎn)品從灌裝后到上蓋、壓蓋這兩道工序之間有一段時間極有可能使容器內(nèi)液體暴露在外，與外面空氣相連，是一段液體受污染的過程，會產(chǎn)生質(zhì)量問題。整個過程是一套自動控制的系統(tǒng)，完全由 PLC控制，其整個生產(chǎn)過程是在無菌的環(huán)境中進(jìn)行，生產(chǎn)速度可達(dá)到 240瓶／min。這樣的設(shè)備較適用于單一品種的大批量生產(chǎn)。本文介紹的半自動壓蓋機(jī)。四、塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)的原理介紹（一）本設(shè)計基本工作原理 圖 1 選蓋機(jī)構(gòu)工作原理圖塑料瓶壓蓋機(jī) 是整條灌裝生產(chǎn)線的一個組成部分，它對于灌裝過程的自動化]3[程度有著至關(guān)重要的作用，我所研究改進(jìn)的壓蓋機(jī)構(gòu)的工作原理是這樣的：從灌裝機(jī)灌裝完成后的塑料瓶通過傳送帶傳送至壓蓋位置，首先是選蓋 機(jī)構(gòu)進(jìn)行瓶蓋的]16[選擇將瓶蓋的下壓，這樣就可以保證下壓的每一個蓋子的方向性，即下壓口是剛好蓋在瓶子上的瓶口上，選好的瓶蓋通過滑道被擠壓力送到滑道的端點處，端點是由兩個彈簧緊固的，瓶子被送到壓蓋處后由撥瓶機(jī)構(gòu)的撥輪帶動瓶子往前走，由于撥輪的力瓶口可以將緊固在彈簧里的瓶蓋帶動出來，剛好瓶蓋會蓋到瓶子上，這樣撥輪就將預(yù)先裝好的瓶子送到壓蓋處，由壓頭壓下瓶蓋。]4[這就是整壓蓋機(jī)構(gòu)的工作原理。在蝸輪蝸桿的配合中，如果金屬出現(xiàn)磨損等的問題會使傳動比不穩(wěn)定，因而會導(dǎo)致傳動的一系列問題，在凸輪處會因為長時間的沖擊載荷是壓桿產(chǎn)生塑性變形，彈簧也會因為長時間的運(yùn)作而達(dá)到疲勞值，皮帶可能因為磨損出現(xiàn)問題。因此我們找到一些方法來解決這些問題，比如我們根據(jù)金屬的性能不同而采用不用的熱處理方式，蝸輪蝸桿應(yīng)該給予一定程度的硬化，壓桿我們應(yīng)該通過熱處理方法提高其強(qiáng)度，皮帶我們應(yīng)該經(jīng)常的給予潤滑。第二章 壓蓋機(jī)構(gòu)設(shè)計過程一、設(shè)計內(nèi)容在對機(jī)械設(shè)計、金屬材料和包裝機(jī)械知識學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用已有的知識設(shè)計出能夠良好運(yùn)行的塑料瓶壓蓋機(jī)構(gòu)，并且有自己的創(chuàng)新點，計算出詳細(xì)的尺寸數(shù)據(jù)，以及材料的選擇，并且給出依據(jù)，并用CAD 圖紙表達(dá)出自己的設(shè)計方案，從結(jié)果中]5[分析幾何尺寸設(shè)計的合理性,再通過反復(fù)修改,從而確定最終的設(shè)計方案，并且解釋出創(chuàng)新點的優(yōu)點，通過借鑒已有的方案來確定自己的設(shè)計，使自己的設(shè)計方案更完善，更具有使用性和價值性。大量相關(guān)資料和文獻(xiàn)是必不可少的,只有參考了大量優(yōu)秀學(xué)者的精髓作為依據(jù),對壓蓋機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過程有了足夠的了解,還要對控制系統(tǒng)有一定的熟悉,這樣才能設(shè)計合理 ,得到無缺陷或者缺陷少的設(shè)計結(jié)果。②通過對現(xiàn)有的塑料瓶壓蓋機(jī)的研究，以及資料里發(fā)現(xiàn)的問題設(shè)想出自己的設(shè)計機(jī)械的工作原理，并論證其可行性。④根據(jù)機(jī)械設(shè)計方法與步驟，通過計算來得出自己所設(shè)計零件的各個尺寸，并校核所選擇的零件材料以及強(qiáng)度等性能能否達(dá)到設(shè)計要求。⑥根據(jù)分析結(jié)果,對機(jī)構(gòu)的綜合性能進(jìn)行判斷并加以改進(jìn)，得到更好的機(jī)構(gòu)圖紙。m瓶身為帶花紋的圓柱體，花紋的作用是方便手持。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，電動機(jī)型號的選擇:Y132S—6，電動機(jī)額定電壓是 380V,額定電流是 ,額定功率是 960r/min.根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊 查得電動機(jī)軸的尺寸：]9[D：38 E：80 F：10 G：33 mm軸號 轉(zhuǎn)速 功率 傳動比 效率電動機(jī)軸 960r/min :1 1軸 384r/min 4:1 2軸 96r/min 4:1 3軸 24r/min :1 4軸 表 1 各軸動力參數(shù)表（二）帶輪的設(shè)計計算 為了傳動的穩(wěn)定性，減小傳動比，需安裝帶輪，分別在電動機(jī)輸出軸，1 軸（減速器輸入軸） ，3 軸（減速器輸出軸）以及 4軸（凸輪軸）上裝以帶輪，由上面的傳動比可知兩對帶輪可以設(shè)計成一樣的。6．計算普通 V帶的根數(shù)由《機(jī)械設(shè)計》式 822知道LacakpPz)/(0???由 查《機(jī)械設(shè)計手冊》min961rnd751?表 1218得 ?查《機(jī)械設(shè)計》表 88，表 82得 98?=ladkpz)/(0??? 1.)./(5???取 根17．計算預(yù)緊力 0F由《機(jī)械設(shè)計手冊》 2/)1/(qvzpkda???查《機(jī)械設(shè)計》表 84得 mkgq/10.?故 20 )8/(.5 ?????F = pF由式 824得 Nzp ???計算所的圖，如下所示： 19305 圖 3 帶輪圖（三）齒輪的設(shè)計1．高速級齒輪傳動的設(shè)計計算齒輪材料，熱處理及精度考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪（1）齒輪材料及熱處理 ① 材料：高速級小齒輪選用 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒45?齒數(shù) =241Z高速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為大齒輪 240HBS Z =iZ =424=96 45? 21取 Z = ② 齒輪精度按 GB/T10095－1998，選擇 7級，齒根噴丸強(qiáng)化。m 確定齒數(shù) z因為是硬齒面，故取 z ＝24，z ＝i z ＝424＝96② 計算當(dāng)量齒數(shù)z ＝z /cos ＝24/ cos 14 ＝ 3?z ＝z /cos ＝96/ cos 14 ＝?③ 初選齒寬系數(shù) 按對稱布置，由表查得 ＝1④ 初選螺旋角 初定螺旋角 ＝14⑤ 載荷系數(shù) KK＝K K K K =1＝⑥ 查取齒形系數(shù) Y 和應(yīng)力校正系數(shù) Y查課本由 表 105得:197P齒形系數(shù) Y ＝ Y ＝ 應(yīng)力校正系數(shù) Y ＝ Y ＝⑦ 重合度系數(shù) Y端面重合度近似為 ＝[（ ）]21Z?＝[－（1/24＋1/96）]cos14 ＝?cos ?＝arctg（tg /cos ）＝arctg（tg20 /cos14 ）＝?＝因為 ＝ /cos ，則重合度系數(shù)為 Y ＝+ cos / ＝⑧ 螺旋角系數(shù) Y 軸向重合度 ＝ ＝,??oY ＝1－ ＝⑨ 計算大小齒輪的 ][FSY?? 安全系數(shù)由表查得 S ＝工作壽命兩班制，8 年，每年工作 300天小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1＝60nk