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1、湖南工业大学课程设计任务书2015 2016 学年第 2 学期 机械工程 学院（系、部） 机械设计 专业 机械 1405 班级课程名称： 机械原理课程设计 设计题目： 酱类食品罐装机构及其传动装置的设计 完成期限：自 2016 年 6 月 13 日至 2016 年 6 月 17 日共 1 周内容及任务一、 设计任务及主要技术参数（1） 按工艺要求拟定机构运动循环图；（2） 进行转盘间隙运动机构（自动转位机构）、定量罐装机构、压盖密封机构、黏贴商标机构的选项；（3） 结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案；（4） 拟定机械传动方案，按给定的电动机确定执行机构运动参数；（5） 画
2、出机械运动方案简图；（6） 计算总传动比，传动系统设计及主要传动件尺寸计算。（7） 对传动机构和执行机构进行运动学尺寸计算（可用图解法、解析法或计算机编程完成）；（8） 对选定的某一机构进行运动分析，绘制其执行构建的运动线图。 原始数据 灌装能力：22瓶/min 工作行程：80mm 电动机功率：3.0kw 每瓶酱净重：200400g/瓶 电动机同步转速：1500r/min二、 设计工作量 要求：对设计任务课题进行工作原理和工艺动作分解，根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图，进行执行机构选型，构思该机械运动方案，并进行的选择和评定，确定机械运动的总体方案，根据任务书中的技术参数，确定该机械传动系
3、统的速比和变速机构，作出机构运动简图，对相关执行机构的具体尺度进行分析与设计。 要求有设计说明书一份，相关图纸一至两张。（有条件的要求用三维动画表述）。进度安排起止日期工作内容6.13-6.13工作原理分析、工艺动作分析、执行机构选型和拟定6.14-6.14运动规律和运动协调设计、绘制运动循环图6.15-6.15机构尺度设计、运动分析6.16-6.16动力分析、绘制机构运动方案简图6.17-6.17整理设计说明书、设计小结主要参考资料1 朱理.机械原理（第2版）M.北京：高等教育出版社，2010年04月2 戴娟.机械原理课程设计指导书M.北京：高等教育出版社，2011年01月 指导教师： 20
4、16年 6 月 17 日 系（教研室）主任（签字）： 年 月 日湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 机械工程 学院（系、部） 第 二 学年第 二 学期 课程名称 机械原理课程设计 指导教师 职称 学生姓名 专业班级 学号 题 目 酱类食品罐装机构及其传动装置的设计 成 绩 起止日期 2016 年 6 月 13 日 2016 年 6 月 17 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书22课程设计说明书13课程设计图纸若干张456 机械原理课程设计机 械 原 理 课程设计设计说明书酱类食品罐装机构及其传动装置的设计起止日期： 2016 年 6 月 1 日 至 2016 年
5、 6 月 17 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)机械工程学院（部）2016年 6月17 日目 录1. 机器的功能和设计要求 12. 工作原理和工艺动作分解23.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 34. 执行机构选型55.机械运动方案的选择和评定 96.机构运动简图107.减速器的传送比和槽轮机构118.减速器尺寸设计129.总传动比计算1410.传动尺寸设计 1511.减速器和多工位转盘的cad装配图 1612.参考资料 1713.设计总结 18一、机器的功能和设计要求 酱类食品如芝麻酱、花生酱、草莓酱、甜面酱、辣椒酱或番茄酱等，因风味独特，深受广大消费者的喜爱，是餐饮酒店、居家旅行
6、之佳品。酱类食品灌装机是食品加工企业不可缺少的生产设备。 图1所示为一种酱类食品灌装机的实物外形图 图1 酱类食品灌装机在设计过程中，为防止酱类食品变质，产品密封性要好，在密封后有一定的保压时间。整机由同一电动机驱动，转盘的转位应准确平稳，整体结构紧凑、性能可靠、操作简单、外形美观、制造方便。其工作数据要求如下表：罐装能力：22瓶min工作行程：88mm电动机功率：3.0KW每瓶酱净重：200-400g瓶电动机同步转速：1500rmin 酱类食品灌装机传动装置的设计也有如下要求：1） 工作条件：两班制，非连续单向运转，工作环境良好，有轻微震动。2）使用期限：十年，大修期三年；3）生产批量：小批
7、量生产（少于10台）4）生产条件：一般机械厂制造，可加工78级精度的齿轮及蜗轮。5）动力来源：电力，三相交流（220V/380V）。6）工作转速允许误差：3%5%。7）开式圆锥齿轮传动比i4，带传动比i3.5。二、工作原理和工艺动作分解酱类食品灌装机的主要工艺动作经过分析可知，有以下六个动作：1）加料：将灌装物料输送至料斗(料腔)，该动作依靠重力作用即可完成，实现自动加料；2）转盘间歇转动：将空瓶或空罐送至多工位转盘,并能自动转位，实现灌装，密 封，贴标的转换，有利于提高生产效率；3）灌装：能实现定量灌装，应根据设计要求确定空瓶灌装阶段停留的时间。又因为酱类的特殊性，故不能只依靠重力完成，需要
8、采用特殊机构来实现灌装行为；4）密封：进行压盖密封，密封后应有一定的保压时间；5）贴标：进行粘贴商标；6）输送：将灌装，密封，贴标完成后的成品送出。电动机 减速器 运动分支 罐装机构 转盘的 间隙机构 压 盖 黏贴 密 封 商标 机 构 机构三、 根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 拟定酱类食品灌装机的运动循环图，主要是确定输入、灌装、密封、贴标、输出等执行构件的先后顺序、相位，这样有利于对各执行机构进行设计、装配和调试。酱类食品灌装机的灌装机构为主机构，以它的原动件位于初始位置的时刻为起点，以横坐标表示主轴旋转的角度，纵坐标表示各执行构件的位移，机构的运动循环图如图所示。如果以横坐标表示主
9、轴旋转的时间，纵坐标表示机构旋转的角度，另一部分机构的运动循环图可以用图4 表示，其中T 代表主轴旋转一周所用的时间。四、执行机构选型 根据转盘间歇运动机构、定量灌装机构、压盖密封机构、粘贴商标机构这四个执行机构动作要求和结构特点，可以选择下表中所示的常用机构转盘间歇运动机构齿轮机构凸轮间歇机构棘轮机构槽轮机构定量灌装机构偏置曲柄滑块机构凸轮间歇机构滑块摇杆机构凸轮间歇机构压盖密封机构偏置曲柄滑块机构凸轮间歇机构直动从动件凸轮机构粘贴商标机构偏置曲柄滑块机构偏置曲柄机构滑块摇杆机构直动从动件固定凸轮机构3.1 转盘间歇运动机构不完全齿轮机构 优点：不完全齿轮机构结构简单、制造容易、工作可靠，从
10、动轮运动时间和静止时间可在较大范围内变化 缺点：从动轮在开始进入啮合与脱离啮合时有较大冲击，故一般只用于低速，轻载场合，所以不用。 不完全齿轮示意图（2）槽轮机构 槽轮机构结构简单，易加工，工作可靠，转角准确，机械效率高。但是其动程不可调节，转角不能太小，槽轮在起、停时的加速度大，有冲击，并随着转速的增加或槽轮槽数的减少而加剧，故不宜用于高速，多用来实现不需经常调节转位角度的转位运动，所以比较合理，用此机构。 槽轮机构示意图 3.2 定量灌装机构（1）偏置曲柄滑块机构优点：就其理想的运动特性来说，此机构完全能实现直线往复移动。如果连杆设计得当，此机构具有传递平稳运动精确地优点。缺点：由于连杆机构的运动链较长，各运动副的运动误差可能会引起机构较大的误差累积，但总体上很好的把握机构的运动，所以选择这个机构为灌装机构。 偏置曲柄滑块机构示意图（2） 凸轮机构优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各项预期的运动规律，而且机构间紧凑。缺点：凸轮廓线与推杆之间为点线接触，易磨损，磨损后传动不平稳，需经常更换，造成经济成本高，所以不用 凸轮间歇机构示意图3.3 压盖密封机构 方案一图35压盖机构 方案一该机构加压时间长，无增力，但有一定的冲击性，磨损易变形，加工难度大 方案二
