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1、1编号：编号： 课程设计说明书题 目： 瓶子压盖机瓶子压盖机 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职称： 2011 年 1 月 15 日0目 录目 录1 1 设计任务2 1.1 设计题目2 1.2 设计要求及原始数据2 1.3 工作原理及运动过程2 2、设计方案的评价及选择3 2.1 原动机的选择3 2.2 减速器的选择3 2.3 实现压盖动作的机构选择3 2.4 系统运动方案的确定4 3、运行系统的设计4 3.1 电动机的选择4 3.2 压盖系统传动方案的设计4 3.2.1 传动比的计算和分配5 3.2.2 传动参数的计算7 3.3
2、 送瓶装置的设计8 3.3.1 传动比的计算和分配9 3.3.2 传动参数的计算11 4、凸轮机构的设计13 4.1 推杆滚子绕凸轮槽的运动轨迹13 4.2 凸轮轮廓设计14 5、各工艺动作的配合及运动循环图15 5.1 机构运动简图15 5.2 机构运动循环图16 6、收获和体会16 参考文献1711、设计任务1.1 设计题目瓶口压盖机瓶子的定位及压盖装置1.2 设计要求及原始数据 设计要求： 具有较高的工作效率和自动化程度，使用性能良好，运行稳妥可靠，维护 成本低；压盖过程冲击尽量小，噪音控制在适当范围内；满足传动精度，凸轮 机构具备一定的耐磨性，工作过程安全可靠；生产能力达到 2160
3、瓶/小时 原始参数： 啤酒瓶尺寸：瓶身直径 70mm，瓶口直径 26mm，瓶高 150mm； 推杆直径：30mm； 传输带宽度：80mm。 1.3 工作原理及运动过程 瓶子压盖机的工作原理：利用电机带动推杆下降压紧瓶盖顶端，使锁口装 置自动能够锁紧锁盖。压盖机台面和防护罩一般都为不锈钢材料制造，强度大， 耐磨损，使用寿命长。通过压盖机轧的啤酒瓶盖密封性好。 运动过程：推杆做与啤酒瓶同步的圆周运动，为了实现自动压盖，推杆需 做上下往返运动；首先利用磁力将瓶盖吸附到推杆的封口头中，然后推杆以特 定的运动规律先上升再想下运动，当其将达到最低点时，恰好对准运动的啤酒 瓶口，实现快速压盖。然后封口头继续
4、上升、下降，在另一个最低点处去瓶盖，2继续这一个过程。压盖后的啤酒瓶继续运动，离开工作台，进入下一步工序。2、设计方案的评价及选择确定系统的运动过程后，需选择适宜的机构型式将其实现。 2.1 原动机的选择： 常用的原动机有：电动机、液动机、气动机； 原动机的类型的对比如表一 表 一 优点缺点电动机结构简单，价格低廉，动力源 方便功率系数较低，且调速不 便，适用于运行环境稳定、 调速范围窄的场合 液动机调速方便，且传动链较短需配备液压站，成本较高气动机方便实现简单的运动变换有一定的噪声本设计中对原动机要求为：运动环境稳定、结构简单、成本较低，综合以 上各种原动机的特点，选择交流异步电动机作为压盖
5、机的原动机。 2.2 减速器的选择： 常有的减速器有：齿轮减速器、蜗杆减速器、行星减速器。 减速器的类型的对比如表二 表 二 优点缺点齿轮减速器机构简单，运转平稳，安 装方便传动比的分配比较麻烦蜗杆减速器结构紧凑，传动比大，噪 音低容易引起发热、漏油、涡 轮磨损 行星齿轮减速器结构紧凑，重量轻，体积 小，传动比大结构复杂，制造和安装较 为困难，成本也高 在本设计中，对减速器的要求为：传动比较小，结构尽量简单，成本低廉， 制造安装方便。综合以上各种减速器的优缺点，选择圆柱圆锥齿轮减速器作 为啤酒瓶压盖机的减速器。 2.3 实现压盖动作的机构选择 1）曲柄滑块机构3图 1 为曲柄滑块机构，具有结构
6、简单，零件加工容易，易实现所需动作要求 等优点，但其结构零件重用性差，比较适合于执行机构不改变的系统。 2）凸轮机构图 2 为凸轮机构，特点是结构简单、紧凑，能精确实现所需的运动轨迹， 其缺点是从动件行程不宜过大，且曲面加工成本较高。适用于传力较小、运动 灵活、运动规律复杂的场合。 本设计中，推杆的运动规律较为复杂，急有绕中心轴的旋转运动，也有按 给定规律往返的上下运动，结合以上两种机构的特点分析，选择凸轮机构能够 满足要求。 2.4 系统运动方案的确定 综合以上分析，最终确定的系统运动方案见下表： 系统运动方案 原动机减速器压盖装置 交流异步电动机齿轮减速器空间凸轮3、运行系统的设计3.1
7、电动机的选择 本设计有两部分组成，压盖装置系统和送瓶装置系统，因此我们采用了两 个电动机分别为两个系统提供动力来源。 由工业资源网查到得常用压盖机电动机的选取，综合机械设计实用 手册表 10-4-1 的电动机型号，本设计选用 Y 系列封闭式（IP 44）三相异步电 动机。基本参数如下表： Y 系列封闭式（IP 44）三相异步电动机 型号额定功率 /kw转速/(r/min)效率/（%）最大转矩转动惯量/(kgm2)Y100L-6159407752000069Y315S-104559091204793.2 压盖系统传动方案的设计 设计中直齿锥齿轮传动，主要作用是改变传动方向；直齿轮传动，起者减 速
8、的作用。通过整个传动装置的变向和减速，达到满足系统运行的条件。4传动方案简图如下：传动系统部分装置图3.2.1 传动比的计算和分配1) 总传动比的计算根据传动比的定义有如下结果：I总=nm / nw=940/6015.67 nm为电动机满载转速，设计中为 940rmin； nw为压盖机的工作转速，设定为 60rmin.2) 分配各级传动比各级传动比应该满足一下公式：I总=i1i2其中，I总为总的传动比，i1、i2分别为第 1、2 级的传动比。由机械设计实用手册的传动比的分配原则： 使各级传动的承载能力大致相等（齿面接触强度大致相等） ； 使减速器能获得最小外形尺寸和重量； 使各级传动中的大齿轮
9、的浸油深度大致相等，润滑最为简单。 结合以上原则，再查机械设计实用手册中的表 9-1-4 可确定本设计中的各 级传动比为：i1=3.55i2=4.55(1)齿轮齿数的确定根据机械设计实用手册 ，在设计中选取主动直齿锥齿轮 z1=17从动直齿锥齿轮齿数：z2=i1z1=3.5517=60.35取齿数为 z2=602 级主动直齿轮在设计只能感选取 z3=22从动直齿轮齿数：z4=i2z3=4.522=99取齿数为 z4=99(2) 选择齿轮模数 根据 GB/T 12368-1990 标准，根据锥齿轮标准模数系列以及分度圆尺 寸要求，我们选取模数 m=3mm。(3) 齿轮具体参数计算 选取标准压力角
10、 20o，齿顶高系数 ha*=1.0，顶隙系数 c*=0.2。 齿轮参数如表。计算公式及数值 名称代 号小齿轮 z1大齿轮 z2分锥角1=arctan（z1/z2）=15.8/2=90o-1=74.2齿顶高haha=ha*m=m=3齿根高hfhf=（ha*+ c*）m=1.2m=3.6分度圆 直径dd1=mz1=51d2=mz2=180齿顶圆 直径dada1=d1+2hacos1=56.61da2=d2+2hacos2=181.6齿根圆 直径dfdf1=d1-2hfcos1=44.26df2=d2-2hfcos2=178.04锥距R=93.54齿根角ftanf=hf/R f= 2.2顶锥角aa
11、1=1+f=18.0a2=2+f=76.4根锥角ff1=1-f=13.6f2=2-f=72.0/顶隙cc=c*m=0.6 取 c*=0.2）6分度圆 齿厚ss= m/2=0.942当量齿 数zvzv1=z1/cos1=17.7zv2=z2/cos2=220.4齿宽BBR/3(取整) B=31计算公式名称代号 直齿轮 z3直齿轮 z4 模数m3 压力角a20o 分度圆直径dd3=mz3=66d4=mz4=297齿顶高ahha3=ha4= ha*m=3齿根高 fhhf3=hf4=( ha*+ c*)m=3.6齿全高hh3=h4=(2 ha*+ c*)m=6.6 齿顶圆直径adda3=(z3+2 h
12、a*)m=72da4=(z4+2 ha*)m= 303齿根圆直径fddf3=(z3-2 ha*-2 c*)m=19.6df4=(z4-2 ha*-2 c*)m=94.6 基圆直径bddb3=d3cosa= 20.67db4=d4cosa= 93.03 齿距pp=m=9.42基圆齿距bppb=pcosa= 8.85 齿厚ss=m2= 4.71齿槽宽ee=m2= 4.71顶隙cc= c*m=0.6 标准中心距aa=(z3+z4)m2= 181.5节圆直径dd3=d3=mz3= 66d4=d4=mz4=2973.2.2 传动参数的计算1) 各轴转速的计算根据转速与传动比的关系，计算如下,n0=940
13、rmin7n1=n03.55=264.79rminn2=n14.5=58.84rmin2) 各轴输入功率的计算输入功率与传动效率直接相关，根据机械设计实用手册中的表 9-2- 59，可查得各级的传动功率为：1=0.95， 2=0.98。故各轴输入功率为：P0=1. 5KWP1= P0 1=1.425KWP2= P12=1.397KW以上结果可用下表表示：表 传动系统各轴传动参数表项目 轴号 功率（KW）转速 n（rmin）传动比 i0 轴1.59401 轴1.425264.793.552 轴1.39758.844.53.3 送瓶装置的设计 玻璃瓶由低速转盘 2 纳入送瓶输送带并单行排列，一旦遇到主盘的凹槽， 在后续瓶子的推挤作用下，必会有一只瓶卡入槽内，被主工作盘转动时带走。 工作中，输送带的前进线速度只需等于或略大于主工作盘的平均线速度即 可保
