旋轉型灌裝機的設計方案
　　一、題目：旋轉型灌裝機運動(dòng)方案設計
　　二、設計題目及任務(wù)
　　1設計題目設計旋轉型灌裝機。在轉動(dòng)工作臺上對包裝容器（如玻璃瓶）連續灌裝流體（如飲料、酒、冷霜等），轉臺有多工位停歇，以實(shí)現灌裝，封口等工序為保證這些工位上能夠準確地灌裝、封口，應有定位裝置。
　　2：灌裝；工位3：封口；工位4：輸出包裝好的容器。
    旋轉型灌裝機
　　該機采用電動(dòng)機驅動(dòng)，傳動(dòng)方式為機械傳動(dòng)。技術(shù)參數見(jiàn)表1表1旋轉型灌裝機技術(shù)參數
　  設計任務(wù)
　　1．旋轉型灌裝機應包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構等三種常用機構。
      2．設計傳動(dòng)系統并確定其傳動(dòng)比分配。
　　3.圖紙上畫(huà)出旋轉型灌裝機地運動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，并用運動(dòng)循環(huán)圖分配各機構運動(dòng)節拍。
      4.電算法對連桿機構進(jìn)行速度、加速度分析，繪出運動(dòng)曲線(xiàn)圖。用圖解法或解析法設計連桿機構。
　　5．凸輪的設計計算。按凸輪機構的工作要求選擇從動(dòng)件的運動(dòng)規律，確定基圓半徑，校核zui大壓力角與zui小曲率半徑。對盤(pán)狀凸輪要用電算法計算出理論廓線(xiàn)、實(shí)際廓線(xiàn)值。畫(huà)出從動(dòng)件運動(dòng)規律線(xiàn)圖及凸輪廓線(xiàn)圖
     6.齒輪機構的設計計算。 
     7．編寫(xiě)設計計算說(shuō)明書(shū)。
     8.完成計算機動(dòng)態(tài)演示。
設計提示
　　1.采用灌裝泵灌裝流體，泵固定在某工位的上方。
      2．采用軟木塞或金屬冠蓋封口，它們可以由氣泵吸附在壓蓋機構上，由壓蓋機構壓入（或通過(guò)壓蓋模將瓶蓋緊固在瓶口）。設計者只需設計作直線(xiàn)往復運動(dòng)的壓蓋機構。壓蓋機構可
　　3.采用移動(dòng)導桿機構等平面連桿機構或凸輪機構。
此外，需要設計間歇傳動(dòng)機構，以實(shí)現工作轉臺的間歇傳動(dòng)。為保證停歇可靠，還應有定位（縮緊）機構。間歇機構可采用槽輪機構、不*齒輪機構等。定位縮緊機構可采用凸輪機構等。
　　三、運動(dòng)方案
3.1方案一
　　用定軸輪系減速，由不*齒輪實(shí)現轉臺的間歇性轉動(dòng)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是，標準直齒輪與不*齒輪均便于加工。缺點(diǎn)：一方面，傳動(dòng)比過(guò)大，用定軸輪系傳動(dòng)時(shí)，占用的空間過(guò)大，使整個(gè)機構顯得臃腫，且圓錐齒輪加工較困難；另一方面，不*齒輪會(huì )產(chǎn)生較大沖擊，同時(shí)只能實(shí)現間歇性轉動(dòng)而不能實(shí)現自我定位。
3.2方案二：
　　灌裝與壓蓋部分采用如圖所示的等寬凸輪，輸送部分采用如圖所示的步進(jìn)式傳輸機構。缺點(diǎn)：等寬凸輪處會(huì )因摩擦而磨損，從而影響度；步進(jìn)式傳輸機構在輸出瓶子的時(shí)候，需要一運動(dòng)精度高的撥桿。
3.3方案三：
　由發(fā)動(dòng)機帶動(dòng)，經(jīng)蝸桿渦輪減速；通過(guò)穿過(guò)機架的輸送帶輸入輸出瓶子；
　由槽輪機構實(shí)現間歇性轉動(dòng)與定位；壓蓋灌裝機構采用同步的偏置曲柄滑塊機構，另外，在壓蓋灌裝機構中，分別設置了進(jìn)料口、進(jìn)蓋口以及余料的出口，如上圖所示。此方案為我們zui終所選擇的方案。 優(yōu)缺點(diǎn)分析：
　　優(yōu)點(diǎn)：蝸輪蝸桿傳動(dòng)平衡，傳動(dòng)比大，使結構緊湊；傳送帶靠摩擦力工作，傳動(dòng)平穩，能緩沖吸震，噪聲??；槽輪機構能實(shí)現間歇性轉動(dòng)且能較好地定位，便于灌裝、壓蓋的進(jìn)行。缺點(diǎn)：在平行四邊行機構中會(huì )出現死點(diǎn)，在機構慣性不大時(shí)會(huì )影響運動(dòng)的進(jìn)行；由于機構尺寸的限制，槽輪需用另外的電動(dòng)機來(lái)帶動(dòng)。3.4在設計過(guò)程中，曾考慮過(guò)用下圖的凸輪機構作為壓蓋灌裝機構，從而六個(gè)工位連續工作，以提率，但考慮到輸送裝置等各方面原因后，放棄了此方案。
　　四、運動(dòng)循環(huán)圖
　　以曲柄滑塊機構的曲柄轉過(guò)的角度為參考（與槽輪的導輪轉過(guò)的角度相同
　　五、5.1尺寸設計
　　5.2齒輪設計（下圖所示的惰輪以及與其嚙合的一對齒輪）——采用標準齒輪
　　5.3傳送帶的設計
　　速度：V=wr=72r/min*50mm
　　每?jì)蓚€(gè)瓶子之間的距離S:t=S/v=1/（w1/6）其中w1為轉臺的角速度12r/min解得：S＝50mm
　　5.4曲柄滑塊機構的計算
　　由機構整體尺寸，行程為137mmm，行程速比系數K＝1.4偏心距為50mmm具體設計過(guò)程見(jiàn)圖解法
　　5.5平行四邊形機構的設計由于已知曲柄長(cháng)度為50mm，連架桿長(cháng)度為706.61mm，由平行四邊形定理可得出該機構的尺寸。
　　5.6槽輪的設計
　　L=450mmΨ=30∴R=LsinΨ＝225mms＝LcosΨ＝389mm
　　h≥s－（L－R－r）＝130mmd1≤2（L－s）＝60mmd2﹤2（L-R-r）＝100mm
　　其中L為中心距圓銷(xiāo)半徑r＝30mmd1為撥盤(pán)軸的直徑d2為槽輪軸的直徑
　　六、電算法與運動(dòng)曲線(xiàn)圖
　　6.1曲柄滑塊機構運動(dòng)曲線(xiàn)圖
　　滑塊的位移分析
　　滑塊的速度分析
　　滑塊的加速度分析
　　由上述運動(dòng)曲線(xiàn)圖知：該機構具有急回特性，由加速度曲線(xiàn)知，該機構沖擊較小。
　　6.2平行四邊形機構的運動(dòng)曲線(xiàn)圖對A點(diǎn)進(jìn)行位移、速度、加速度分析：
　　七.方案簡(jiǎn)介
在整個(gè)系統運用到了蝸桿蝸輪機構，槽輪機構，偏置曲柄滑塊機構等常用機構。完成了從瓶子的傳輸到灌裝，壓蓋，zui后輸出的機器。
旋轉型灌裝機，是同時(shí)要求有圓盤(pán)的轉動(dòng)，曲柄滑塊機構的運動(dòng)和傳送帶的傳送的機構。
圓盤(pán)間歇轉動(dòng)部分：因為在系統的原始要求中需要有間歇轉動(dòng)的特性，而工位為6個(gè)，所以在其中首先引入了可以實(shí)現間歇轉動(dòng)的典型機構——槽輪機構。且槽輪機構的轉動(dòng)速度是圓盤(pán)轉速的6倍，并且在轉動(dòng)時(shí)分別在6個(gè)工位進(jìn)行停歇。
灌裝封口急回部分：灌裝和風(fēng)口雖然為兩個(gè)工位，但其的運動(dòng)特性是一樣的，只是有一個(gè)時(shí)間的差值而已。而我們學(xué)過(guò)的有急回特性的zui典型且簡(jiǎn)單的機構就是偏置曲柄滑塊機構。因為圓盤(pán)的轉動(dòng)為12r/min，而每一轉有6個(gè)瓶子需要進(jìn)行灌裝和封口的工序，所以需要曲柄的轉速也為72r/min。所以曲柄與發(fā)動(dòng)機的傳動(dòng)比就為20：1，所以其前面的輪系傳動(dòng)只需要完成傳動(dòng)從1440r/min到72r/min的變化，所以，在這之后用了蝸桿蝸輪機構將其傳動(dòng)比直接變?yōu)?0：1。但由于在這兩個(gè)位置的方向問(wèn)題，兩個(gè)偏置曲柄滑塊為反方向的運動(dòng)。因為這樣，又在兩個(gè)曲柄之間添加了兩對小的齒輪副，以實(shí)現其方向的轉換。