磁力式擰瓶機(jī)的設(shè)計及工程分析全套圖紙

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1、摘摘 要要國內(nèi)外已經(jīng)有了相當(dāng)成熟的封口機(jī)的技術(shù)，形成了成熟的生產(chǎn)線，各種有特定功能的封口機(jī)、擰瓶機(jī)在生產(chǎn)生活中隨處可見，技術(shù)經(jīng)過不斷創(chuàng)新和改良，形式得到多樣化發(fā)展。 擰瓶機(jī)是在灌裝中旋緊瓶蓋的專用設(shè)備,工作時必須保證適宜的旋緊力矩。力過小,則 瓶蓋旋不緊；力若過大，則易損壞瓶嘴和瓶蓋。為此，我們在吸收國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上研制了一種利用電磁力傳遞扭力矩實(shí)現(xiàn)瓶蓋旋緊的旋蓋頭, 它不僅能根據(jù)需要方便地設(shè)定、調(diào)整旋緊力的大小, 還能適用于不同高度的瓶子。本文介紹了本課題的研究背景和意義，論述了擰瓶機(jī)在國內(nèi)外發(fā)展的狀況，介紹了本次設(shè)計設(shè)計的內(nèi)容及方法。本次設(shè)計的重點(diǎn)是擰瓶機(jī)的總體設(shè)計方案、封裝過程的旋

2、蓋、輸送方式和定位的方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了運(yùn)動與結(jié)構(gòu)設(shè)計。本次設(shè)計采用了回轉(zhuǎn)式的封裝方法，通過圓柱凸輪來實(shí)現(xiàn)旋蓋頭的上下升降運(yùn)動。在滿足包裝機(jī)械原理的條件下，充分考慮了整機(jī)的布局和經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：擰瓶機(jī)；磁力；自動化；圓柱凸輪 ；Abstract At home and abroad has been quite mature technology sealing machine, forming a fairly mature production line, various specific functions sealing machine, capping machine ca

3、n be seen everywhere in the production and living, technical innovation and improvement, form diversified development.Capping machine is tightening the cap in the process of beverage filling equipment, work must ensure that appropriate tightening torque. Torque is too small, cap screw is not tight;

4、Torque is too big, easy to damage the bottle mouth and bottle caps.Therefore, we developed on the basis of absorbing foreign advanced equipment from a use of magnetic transfer torque capping head cap tightened, can be easily set as required, adjust the tightening torque of the size, and can be appli

5、ed to different the height of the bottle.This paper introduces the research background and significance of the topic， discussed capping machine development at home and abroad, introduced the content and methods design research.This is designed to focus the overall design of the capping machine, Capp

6、ing, transportation and positioning of the packaging process, Based on this the motion and structure design. The packaging design is the rotary type ，through the cylindrical cam contour the capping head up and down reciprocating of the motion. And take full account to meet the principle of the packa

7、ging machinery, machine layout and economy.Key words: capping machine; magnetic force; automation; cylindrical cam目目 錄錄摘 要.IIIABSTRACT.IV目 錄.V1 緒論.11.1 本課題的設(shè)計內(nèi)容和意義.11.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況.11.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求.22 擰瓶機(jī)的總體設(shè)計.32.1 擰瓶機(jī)的簡介.32.1.1 擰瓶機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成.32.2 擰瓶機(jī)的設(shè)計.32.2.1 擰瓶機(jī)的整體傳動設(shè)計.32.2.2 擰瓶機(jī)的外形設(shè)計.32.2.3 擰瓶機(jī)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計.

8、32.2.4 旋蓋頭裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計.32.2.5 轉(zhuǎn)盤裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計.42.3 擰瓶機(jī)總體方案的確定.42.3.1 方案一的介紹.42.3.2 方案二的介紹.42.3.3 方案三的介紹.52.3.4 方案比較.62.4 擰瓶機(jī)重要參數(shù)的確定.62.4.1 設(shè)計參數(shù)：.62.4.2 設(shè)計要求.63 擰瓶機(jī)的組成及部件設(shè)計.73.1 擰瓶機(jī)的組成.73.2 圓柱凸輪的設(shè)計.73.3 理蓋裝置的設(shè)計.73.3.1 送蓋自動料斗.83.3.2 螺旋形供蓋滑道.83.3.3 輸蓋槽部件.103.3.4 理蓋機(jī)機(jī)架.103.4 旋瓶轉(zhuǎn)盤的設(shè)計.123.5 撥桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計.133.6 輸送軌道的設(shè)計.143

9、.7 旋蓋頭的設(shè)計.143.7.1 初級的外靠摩擦輪形式.153.7.2 摩擦片扭矩限制機(jī)構(gòu).153.7.3 電磁力扭矩限制機(jī)構(gòu).164 擰瓶機(jī)傳動部分的設(shè)計.174.1 電動機(jī)的選擇.174.1.1 類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇.174.1.2 功率的確定.174.1.3 轉(zhuǎn)速的確定.174.2 傳動比的分配.184.2.1 傳動比分配的參考數(shù)據(jù).184.3 減速器的設(shè)計選擇.194.4 帶傳動的設(shè)計.194.5 軸的設(shè)計及校核.214.5.1 軸的材料.214.5.2 軸的計算.214.6 鍵的選擇和鍵鏈接強(qiáng)度計算.224.6.1 鍵的選擇.224.6.2 平鍵鏈接強(qiáng)度計算.224.7 錐齒輪的設(shè)

10、計計算.234.8 滾動軸承選擇原則.275 擰瓶機(jī)控制系統(tǒng).295.1 控制要求.295.2 控制系統(tǒng)的選擇.295.2.1 為何采用 PLC 控制.296 擰瓶機(jī)的安裝、維護(hù)和安全.306.1 安裝.306.2 維護(hù)保養(yǎng).306.3 安裝要求.307 結(jié)論與展望.317.1 結(jié)論.317.2 不足之處及未來展望.31致 謝.32參考文獻(xiàn).331 緒論緒論1.1 本課題的本課題的設(shè)計設(shè)計內(nèi)容和意義內(nèi)容和意義擰瓶機(jī)是灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，它被廣泛用于玻璃瓶或 PET 瓶的螺紋蓋封口。伴隨著社會的發(fā)展，產(chǎn)品的包裝質(zhì)量要求對人們來說也越來越重要。在飲料，調(diào)味料，酒類，化妝品及藥品等瓶包裝的封口

11、就大量采用螺紋蓋封口。因?yàn)槁菁y蓋具有封口快捷，開啟方便及開啟瓶后又可重新封好等優(yōu)點(diǎn)。目前已有全自動洗瓶機(jī)、全自動灌裝機(jī)、全自動擰瓶機(jī)三合一的機(jī)型。許多大型零售商都要求飲料和食品生產(chǎn)商采用塑料包裝，為了減少包裝破損和運(yùn)輸重量，并滿足消費(fèi)者的安全需要。帶有螺旋密封蓋的瓶子具有快速、便捷和密封等優(yōu)點(diǎn),使它越來越廣泛的應(yīng)用于許多產(chǎn)品包裝?，F(xiàn)在競爭日趨猛烈，自動封口機(jī)的高度自動化,智能化,高配置、高效率和低消費(fèi)越來越受到行業(yè)的青睞。為了提高生產(chǎn)效率，特進(jìn)行本課題磁力擰瓶機(jī)的設(shè)計。第二章主要介紹了擰瓶機(jī)的總體設(shè)計，簡單介紹了下擰瓶機(jī)的幾種設(shè)計方案并與自己的方案比較了下以及擰瓶機(jī)的設(shè)計要求等。第三章介紹了擰

12、瓶機(jī)的組成以及各部件設(shè)計，包括圓柱凸輪、理蓋裝置、轉(zhuǎn)盤、輸送軌道和旋蓋頭的設(shè)計。第四章主要介紹了擰瓶機(jī)傳動部分的設(shè)計，包括電動機(jī)的選擇、減速器的選擇、帶傳動設(shè)計、軸校核、鍵的選取、滾動軸承的選取和錐齒輪的計算等等。第五章講的是擰瓶機(jī)控制系統(tǒng)，分析后決定采用 PLC 控制系統(tǒng)。第六章主要講擰瓶機(jī)的安裝和維護(hù)。1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外已經(jīng)有相當(dāng)成熟的封口機(jī)技術(shù)，形成了相當(dāng)成熟的生產(chǎn)線，各種有特定功能的封口機(jī)、擰瓶機(jī)也在生產(chǎn)生活中隨處可見，技術(shù)不斷創(chuàng)新和改良，形式多樣化發(fā)展。但目前國內(nèi)自主研發(fā)的擰瓶機(jī)還存在可靠性低、穩(wěn)定性差、旋蓋質(zhì)量低、返工率高等問題，國內(nèi)灌裝生產(chǎn)線中廣泛使用

13、的擰瓶機(jī)大多為直線式擰瓶機(jī)，采用瓶頸掛蓋。經(jīng)定位、預(yù)封后使蓋平穩(wěn)坐落在瓶口上，最后由皮帶對蓋頂部搓壓摩擦而將蓋旋緊。旋蓋頭主要結(jié)構(gòu)型式經(jīng)歷了彈簧摩擦片式和磁力耦合式 2 種。彈簧摩擦片式在滿足恒扭矩要求方面效果 較差，如經(jīng)長時間使用后彈簧力會減小，摩擦片使用一段時間后也需進(jìn)行更換和調(diào)整。目前，國內(nèi)普遍使用的旋蓋頭為磁力耦合式。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速、高效和高可靠性生產(chǎn)的需要, 研制出了 FX12 型擰瓶機(jī)1和 XG12 回轉(zhuǎn)型擰瓶機(jī)。近幾年來隨著食品飲料工業(yè)向大規(guī)模高效率方向發(fā)展。擰瓶機(jī)是飲料灌裝過程中旋緊瓶蓋的專用設(shè)備,工作時必須保證適宜的旋緊力矩。力矩過小, 瓶蓋旋不緊; 力矩過大, 易損

14、壞瓶嘴和瓶蓋。為此, 我們在吸收國外同類先進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上研制了一種利用磁力傳遞扭力矩實(shí)現(xiàn)瓶蓋旋緊的旋蓋頭, 能根據(jù)需要方便地設(shè)定、調(diào)整旋緊力矩的大小, 并能適用于不同高度的瓶子，它具有效率高、速度快、可靠性好和自動化程度高等特點(diǎn)2。1.3 本課題本課題應(yīng)達(dá)到的要求應(yīng)達(dá)到的要求(1) 一機(jī)多用：利用同一臺設(shè)備旋不同高度的瓶蓋，提高設(shè)備利用率；(2) 使用安全，維修方便：在設(shè)計過程中對于機(jī)器的安裝、設(shè)備的維修、保養(yǎng)和維護(hù)應(yīng)該綜合考慮，使得零部件更換方便2。 (3) 降低成本：綜合考慮后應(yīng)選取成本最低的材料。(4) 旋緊力度要合適：力過大則不易開瓶，影響顧客打開瓶子喝水；力過小則不利于密封，造成漏氣

15、影響產(chǎn)品質(zhì)量。2 擰瓶機(jī)的總體設(shè)計擰瓶機(jī)的總體設(shè)計2.1 擰瓶機(jī)的簡介擰瓶機(jī)的簡介擰瓶機(jī)的功能一般是為了將瓶蓋旋緊在容器口上,通過密封墊或瓶蓋的彈性變形使瓶口密封,這種封口形式主要用于蓋子為塑料蓋或金屬蓋,而瓶身為塑料,金屬的容器。2.1.1 擰瓶機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成擰瓶機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成擰瓶機(jī),屬于封口機(jī)械的一種,其種類繁多,構(gòu)造復(fù)雜。擰瓶機(jī)的系統(tǒng)一般由傳動系統(tǒng)，供料系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng),控制系統(tǒng),機(jī)身五部分組成。（1）傳動系統(tǒng)包裝過程一般需要多步完成,每一步工序都需要將外包裝和被包裝物品從一個位置運(yùn)送到另一個位置,直至最后輸出成品。所以傳動系統(tǒng)就是完成以上功能的。一般由電機(jī)帶動齒輪,凸輪,鏈條進(jìn)行傳動。（2）

16、供料系統(tǒng)供料系統(tǒng)將包裝材料進(jìn)行有序的排列,送到合適的工位,為后續(xù)工作做準(zhǔn)備,如將瓶口擺在合適的位置,豎起,定位等。同時對包裝產(chǎn)品稱重,計量,送入封口工位。為封裝產(chǎn)品做準(zhǔn)備。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是采用機(jī)械化的方法或自動化手段代替人工操作,如夾持沖洗、封口、滾花、封裝等操作的機(jī)構(gòu)。（4）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由各種手動和自動裝置組成。在包裝過程中,各個環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn),各個機(jī)構(gòu)的配合,人與機(jī)械的互動,都需要控制。控制系統(tǒng)不僅決定了包裝的質(zhì)量,而且影響到人身安全,所以提高控制系統(tǒng)的水平至關(guān)重要。（5）機(jī)身機(jī)身不僅用于安裝、固定、支承機(jī)器,還具有減震、防護(hù)等作用。因此,機(jī)身必須具有高強(qiáng)度和穩(wěn)定性等特點(diǎn)。2.2

17、擰瓶機(jī)的設(shè)計擰瓶機(jī)的設(shè)計2.2.1 擰瓶機(jī)的整體傳動設(shè)計擰瓶機(jī)的整體傳動設(shè)計選擇好電機(jī)型號后，應(yīng)該判斷如何合理分配各級傳動以及采用的傳動方式，如帶傳動，齒輪傳動等等。2.2.2 擰瓶機(jī)的外形設(shè)計擰瓶機(jī)的外形設(shè)計從擰瓶機(jī)的外觀設(shè)計需要符合機(jī)械設(shè)計的工藝性要求，除此之外機(jī)器的密封必須可靠，而且要考慮到出現(xiàn)問題后，機(jī)器的維修調(diào)試要方便等等。2.2.3 擰瓶機(jī)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計擰瓶機(jī)自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計首先是從產(chǎn)品的進(jìn)料到出料過程的自動化，其次是擰瓶機(jī)旋蓋過程的自動化控制，甚至還有檢測裝置的自動化檢測和報警。2.2.4 旋蓋頭裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計旋蓋頭裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計從旋蓋頭內(nèi)部各零件的設(shè)計。2.2.5 轉(zhuǎn)

18、盤裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計轉(zhuǎn)盤裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計轉(zhuǎn)盤周邊設(shè)計成與瓶大小適當(dāng)?shù)牟?，可以順利的取瓶，送瓶，轉(zhuǎn)盤與中心主軸靠鍵鏈接，中心主軸旋轉(zhuǎn)從而帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。2.3 擰瓶機(jī)總體方案的確定擰瓶機(jī)總體方案的確定經(jīng)過對擰瓶機(jī)相關(guān)文獻(xiàn)和專利的閱讀和詳細(xì)分析，運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識對本課題初步形成了三種大致的設(shè)計方案如下：2.3.1 方案一的介紹方案一的介紹如圖 2.1 所示，該方案靠帶動傳送帶將瓶子傳送至上理蓋器下方，瓶子上好蓋子后停止在擰瓶機(jī)正下方，傳感裝置檢測到后，通過上部的氣缸進(jìn)行運(yùn)動，旋蓋頭進(jìn)行下降，旋蓋頭旋轉(zhuǎn)將瓶蓋旋緊在瓶上。本方案結(jié)構(gòu)簡單易懂，但是從整體來分析，旋蓋的效率不高，自動化程度也不夠高，成本也不低所

19、以此方案舍棄。2.3.2 方案二的介紹方案二的介紹如下圖 2.2 所示：在控制面板 7 上啟動擰瓶機(jī)后，首先定位氣缸 2(B)動作，伸出擋板可以把輸送帶 1 上的帶蓋瓶子攔??；當(dāng)光電傳感器 3(A, B)都接通時，定位氣缸 2(A)動作，把后面的瓶子攔住；同時電機(jī) 5 開始旋轉(zhuǎn)，通過皮帶帶動旋蓋頭 4（A,B）轉(zhuǎn)動，然后升降氣缸 6（A,B）伸展，旋蓋頭下降旋蓋，旋好蓋后電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，氣缸 6（A,B）自動收縮，定位氣缸 B 收縮擋板，瓶子通過輸送帶送出，定位氣缸 A 收縮擋板，等待人工啟動，進(jìn)入下一個工作過程。該方案結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但是旋蓋的效率不是很高，自動化程度低還需要人工操作，不適合

20、大批量生產(chǎn)。圖 2.1 方案一擰瓶機(jī)的結(jié)構(gòu)的正視圖1、輸送帶；2、定位氣缸；3、光電傳感器；4、旋蓋頭；5、電機(jī)；6 升降氣缸；7 控制面板；圖 2.2 擰瓶機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖2.3.3 方案三的介紹方案三的介紹圖 2.3 擰瓶機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如上圖 2.3 所示，該擰瓶機(jī)主要由進(jìn)出瓶機(jī)構(gòu)、理蓋系統(tǒng)、送蓋機(jī)構(gòu)、旋蓋裝置、傳動系統(tǒng)、升降圓柱凸輪、機(jī)身支架等部分組成。擰瓶機(jī)工作時,傳送帶將瓶按一定的間距傳送瓶子,瓶子在行進(jìn)過程中定位，獲取瓶蓋后由周期性的撥桿機(jī)構(gòu)送入到旋蓋頭下的中心轉(zhuǎn)盤,與旋蓋頭一起同步轉(zhuǎn)動。同時,旋蓋頭在圓柱凸輪作用下,實(shí)現(xiàn)取蓋、升降，旋蓋功能;旋蓋頭在電機(jī)的驅(qū)動下，在與瓶子公轉(zhuǎn)的同時又自轉(zhuǎn)

21、,將瓶蓋旋緊在瓶子上。隨后,旋好蓋的瓶子由出瓶撥桿輸出。2.3.4 方案比較方案比較方案一和方案二的結(jié)構(gòu)比較簡單，生產(chǎn)成本低，但是自動化程度不夠高導(dǎo)致效率低下，所以適合小批量生產(chǎn)；方案三結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單且精密合理，旋蓋精度高，效率高。除此之外，可以適用于不同高度的瓶子，旋緊力度也可調(diào)，自動化程度也比較高，所以綜合考慮后，本課題采用方案三。2.4 擰瓶機(jī)重要參數(shù)的確定擰瓶機(jī)重要參數(shù)的確定2.4.1 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)旋蓋頭數(shù)為 12 個；適用蓋（直徑）：30mm；適用蓋（高度）：12mm 至 15mm；瓶子試用高度：170mm 至 200mm；生產(chǎn)效率：4000 至 5000 瓶/時2.4.2 設(shè)計要

22、求設(shè)計要求(1) 一機(jī)多用：利用同一臺設(shè)備旋不同高度的瓶蓋，提高設(shè)備利用率；(2) 使用安全，維修方便：在設(shè)計過程中對于機(jī)器的安裝、設(shè)備的維修、保養(yǎng)和維護(hù)應(yīng)該綜合考慮，使得零部件更換方便。 (3) 降低成本：綜合考慮后應(yīng)選取成本最低的材料。(4) 旋緊力度要合適：力過大則不易開瓶，影響顧客打開瓶子喝水；力過小則不利于密封，造成漏氣影響產(chǎn)品質(zhì)量。 3 擰瓶機(jī)的組成及部件設(shè)計擰瓶機(jī)的組成及部件設(shè)計3.1 擰瓶機(jī)的組成擰瓶機(jī)的組成擰瓶機(jī)主要由機(jī)架、輸瓶系統(tǒng)、理蓋機(jī)、旋蓋頭、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。機(jī)架的作用是固定和支承所有工作件，經(jīng)過焊接而成的主機(jī)架選用不銹鋼板，這樣的結(jié)構(gòu)，既能保證穩(wěn)定性，又美觀

23、耐用。理蓋系統(tǒng)主要給瓶子不斷的提供瓶蓋，瓶蓋在進(jìn)入輸送軌道之前就已經(jīng)整理好了。該系統(tǒng)主要由理蓋機(jī)，送蓋槽，電機(jī)等組成。輸瓶系統(tǒng)主要有輸送帶、撥桿機(jī)構(gòu)、擋板等組成，它的主要作用是把瓶子分隔開一定的距離。旋蓋頭是擰瓶機(jī)的關(guān)鍵部件，主要在封蓋過程中完成取蓋、擰蓋等工作，本文設(shè)計的是電磁式旋蓋頭。傳動系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下幾個部分的運(yùn)動：旋蓋頭的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)、升降運(yùn)動；中心轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)等。控制系統(tǒng)是機(jī)器的核心組成部分之一。對生產(chǎn)效率和工作可靠性影響很大。本機(jī)主要由傳感器監(jiān)控，用 PLC 控制。3.2 圓柱凸輪的設(shè)計圓柱凸輪的設(shè)計 如下圖 3.1圖 3.1 圓柱凸輪旋蓋頭在圓柱凸輪作用下,實(shí)現(xiàn)取蓋、升降，旋蓋功能

24、。經(jīng)過計算，圓柱凸輪里面的滾子可以順利的通過圓柱凸輪里的軌道。3.3 理蓋裝置的設(shè)計理蓋裝置的設(shè)計如圖 3.2 所示。該理蓋器的工作原理是：在電磁鐵與支承板彈簧的交替作用下，料斗作上下微幅振動的運(yùn)動；在這種運(yùn)動過程中，瓶蓋將一邊自動排隊(duì)、定向，一邊沿螺旋形供蓋滑道從料斗底部向上移動。所以，只有蓋口向上的瓶蓋才能到達(dá)料斗上部的出蓋口，然后進(jìn)入輸蓋槽，再沿輸蓋槽翻轉(zhuǎn) 180，變成蓋口向下的狀態(tài)，最后由旋蓋頭完成瓶子的封口工作11。1料斗 2螺旋形滑道 3支承板彈簧 4氣隙調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu) 5減振橡膠彈簧6出蓋口 7銜鐵 8電磁鐵 9基座圖 3.2 理蓋器的結(jié)構(gòu)示意圖3.3.1 送蓋自動料斗送蓋自動料斗送蓋

25、自動料斗是指通過一定的轉(zhuǎn)動或振動機(jī)構(gòu)，使瓶蓋不斷地運(yùn)動。有機(jī)械攪拌式自動送蓋料斗、電磁式振動的自動送蓋料斗、磁力回轉(zhuǎn)式的自動送蓋料斗等形式。由于機(jī)械式的自動料斗存在著容易劃傷瓶蓋表面甚至?xí)蛊可w變形的缺陷，磁力回轉(zhuǎn)式自動送蓋料斗適應(yīng)范圍小，所以本機(jī)選用的是電磁式振動自動料斗。3.3.2 螺旋形供蓋滑道螺旋形供蓋滑道圓筒狀料斗的底面呈扁圓錐形，內(nèi)壁設(shè)有螺旋形供蓋滑道。當(dāng)料斗作復(fù)合式運(yùn)動時，瓶蓋會沿扁圓錐形底面滑移到料斗底面與側(cè)壁的交接處；在摩擦力、慣性力和離心力等作用下，瓶蓋又沿螺旋形供蓋滑道由底部向上運(yùn)動。在料斗中雜亂堆集的瓶蓋運(yùn)動到螺旋形供蓋滑道上之后，只有蓋口向上和蓋口向下兩種狀態(tài)，而其它

26、狀態(tài)（如“側(cè)立”狀態(tài)）的蓋瓶會在料斗作上下微振時滾落回料斗底部，即瓶蓋完成了第一次定向11。在螺旋形供蓋滑道上開有“E”形缺口，如圖 3.3 所示。蓋口向上的瓶蓋可以順利地通過該缺口（如圖 3.4a） ；而蓋口向下的瓶蓋運(yùn)動到該缺口處時，會翻落下去（如圖 3.4b） ，然后再重新沿螺旋形供蓋滑道向上運(yùn)動，因此，只有蓋口向上的瓶蓋才能通過“E”形缺口，繼續(xù)沿螺旋形供蓋滑道向上運(yùn)動，直至出蓋口，即完成了瓶蓋的第二次定向11。1料斗筒壁 2“E”形缺口 3螺旋形滑道圖 3.3 螺旋形供蓋滑道上的“E”形缺口1料斗筒壁 2螺旋形滑道 3瓶蓋（正向） 4瓶蓋（反向）圖 3.4 兩種狀態(tài)的瓶蓋通過“E”形

27、缺口時的狀況3.3.3 輸輸蓋槽部件蓋槽部件定向的瓶蓋從料斗出來，即進(jìn)入送蓋槽。圖 3.5 和圖 3.6 為送蓋槽部件，經(jīng)過計算瓶蓋由于重力及慣性能夠順利通過送蓋槽。在最底部有擋板防止瓶蓋由于慣性而沖出去。此外，擋板還起到了定位作用，它與送瓶軌道上的擋板保證了瓶蓋的中心軸與瓶子的中心軸在同一軸線上。軌道最前端有一段水平板，將瓶口的蓋壓平，便于下一步的旋蓋操作。 圖 3.5 送蓋槽 3D 圖 圖 3.6 送蓋槽 2D 圖3.3.4 理蓋機(jī)機(jī)架理蓋機(jī)機(jī)架機(jī)架設(shè)計準(zhǔn)則： 剛度評定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則是剛度。在機(jī)床中剛度決定著機(jī)床生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度； 強(qiáng)度強(qiáng)度是評定機(jī)架工作性能的基本準(zhǔn)則之一。

28、除了需要校核機(jī)架的靜強(qiáng)度之外還要校核其疲勞強(qiáng)度。 穩(wěn)定性它是保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須加以校核。 熱變形對于機(jī)床、儀器等精密機(jī)械還應(yīng)考慮熱變形。熱變形將直接影響機(jī)架原有精度。在滿足機(jī)架設(shè)計準(zhǔn)則的前提下，必須根據(jù)機(jī)架的不同用途和所處環(huán)境，考慮下列各項(xiàng)要求，并有所偏重。 機(jī)架應(yīng)盡量輕、成本低，但前提必須滿足強(qiáng)度和剛度。 抗振性好。 噪聲小。 溫度適合，減小熱變形。 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。 結(jié)構(gòu)便于安裝、調(diào)整及修理。 耐磨性好。 造型好，工藝性良好。 理蓋機(jī)機(jī)架方案一的介紹 如下圖3.7所示圖3.7機(jī)架由于理蓋機(jī)需要震動，此方案的機(jī)架對理蓋機(jī)來說不夠穩(wěn)定，而且實(shí)體圓柱形的機(jī)架較浪費(fèi)材料，不滿足機(jī)架的設(shè)

29、計準(zhǔn)則中的，在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本低，故此方案舍棄。理蓋機(jī)方案二的介紹如下圖3.8所示圖3.8機(jī)架此方案的機(jī)架比較合理，利用三腳支撐加強(qiáng)了穩(wěn)定性，而且機(jī)架選用中空的形式這樣能夠節(jié)省材料，成本較低。此方案結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性良好故選用此設(shè)計方案。3.4 旋瓶轉(zhuǎn)盤的設(shè)計旋瓶轉(zhuǎn)盤的設(shè)計如下圖3.9所示，轉(zhuǎn)盤周邊設(shè)計成與瓶大小適當(dāng)?shù)牟?，可以順利的取瓶，送瓶，轉(zhuǎn)盤與中心主軸靠鍵鏈接，中心主軸旋轉(zhuǎn)從而帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。旋蓋頭的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速是相同的，這樣可以保證旋蓋頭與轉(zhuǎn)盤在圍繞主軸公轉(zhuǎn)時 ，兩者相對靜止，旋蓋頭再靠自轉(zhuǎn)把瓶蓋旋緊在瓶子上。圖3.9轉(zhuǎn)盤3.5 撥桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計撥桿機(jī)

30、構(gòu)的設(shè)計如下圖 3.10 所示，該撥桿機(jī)構(gòu)和傳送帶上的擋板都是周期性的，根據(jù)瓶子的傳送速度，準(zhǔn)確無誤的把瓶子從傳送帶上送至中心轉(zhuǎn)盤處。它可根據(jù)傳送帶上送瓶的速率而切換不同的轉(zhuǎn)速。 圖 3.10 撥桿機(jī)構(gòu)3.6 輸送軌道的設(shè)計輸送軌道的設(shè)計如下圖 3.11 和圖 3.12 所示，該輸送軌道不僅起到輸送瓶子的作用，瓶子進(jìn)入喇叭口之后靠兩旁的擋板限制了瓶子 Y 軸方向上的運(yùn)動，再靠前端的擋板（做周期性的收縮運(yùn)動）又限制了 X 方向上的移動，靠這些擋板對瓶子進(jìn)行了定位，使得瓶蓋的中心軸線與瓶子的中心軸線在同一直線上，以保證瓶蓋能夠準(zhǔn)確無誤的落到瓶子上。送蓋軌道最前端有一段平板，能將瓶口的蓋壓平，便于下

31、一步的旋蓋操作。圖 3.11 輸送軌道 圖 3.12 定位機(jī)構(gòu)3.7 旋蓋頭的設(shè)計旋蓋頭的設(shè)計擰瓶機(jī)的關(guān)鍵部件之一便是旋蓋頭，它主要在封蓋過程中完成瓶子的擰蓋工作，它的質(zhì)量能夠直接影響封蓋質(zhì)量和效率。如果旋蓋力矩過小，瓶蓋旋不緊，如果旋蓋力矩過大,則易損壞瓶嘴和瓶蓋。以下為幾種旋蓋頭形式3.7.1 初級的外靠摩擦輪形式初級的外靠摩擦輪形式有驅(qū)動軸與工作摩擦輪成一力傳遞剛體。其間, 力傳遞沒有緩沖和力矩限制結(jié)構(gòu)。僅靠摩擦輪與蓋的外壁接觸的程度而確定的動摩擦力來控制旋蓋力矩。如下圖 3.13 所示，操作人員靠調(diào)整摩擦輪與蓋的距離, 以達(dá)到改變摩擦輪與蓋外壁的接觸應(yīng)力，但是旋蓋質(zhì)量難以保證。1驅(qū)動軸

32、 2調(diào)整環(huán) 3彈簧 4摩擦片 5主動片（與驅(qū)動軸軸向滑鍵連接）6從動片（與扭力輸出體軸向滑鍵連接） 7扭力輸出體 8摩擦輪或其他與蓋工件相連接構(gòu)件圖 3.13 帶有摩擦片的扭矩限制機(jī)構(gòu)3.7.2 摩擦片扭矩限制機(jī)構(gòu)摩擦片扭矩限制機(jī)構(gòu)這類裝置是在驅(qū)動軸與工作摩擦輪間加有限力矩摩擦片, 或摩擦片組。這種結(jié)構(gòu)用于連續(xù)式旋蓋形式時, 調(diào)整方便, 在調(diào)整時, 只要保證工作摩擦輪與蓋外壁的接觸應(yīng)力足夠大, 以不出現(xiàn)相對滑動為限，扭矩控制由摩擦片產(chǎn)生的摩擦力矩確定8。3.7.3 電磁力電磁力扭矩限制機(jī)構(gòu)扭矩限制機(jī)構(gòu) 本文設(shè)計的為電磁式旋蓋頭，一個穩(wěn)定的電流在導(dǎo)線中流過，能在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生一個靜磁場。利用磁能產(chǎn)

33、生的力或者力矩，驅(qū)動或控制置于磁場中的執(zhí)行構(gòu)件9。 此旋蓋頭為電磁式旋蓋頭如下圖 3.14 和圖 3.15 所示, 旋蓋頭的上下運(yùn)動時依靠圓柱凸輪來實(shí)現(xiàn)，通電后利用電磁力來旋轉(zhuǎn)擰蓋，斷電則停止旋蓋。旋蓋頭旋轉(zhuǎn) 3 圈則完成一個瓶子的旋蓋。若力超過 3N，旋嘴與瓶蓋則會發(fā)生打滑，停止旋蓋。圖 3.14 旋蓋頭 2D 圖 3.15 旋蓋頭 3D4 擰瓶機(jī)傳動部分的設(shè)計擰瓶機(jī)傳動部分的設(shè)計4.1 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇4.1.1 類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇三相交流異步電動機(jī)價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。4.1.2

34、功率的確定功率的確定電動機(jī)的容量（功率）選擇是否合適，對電動機(jī)的運(yùn)行很大的影響。當(dāng)容量過小時，電動機(jī)不能保證正常工作，還有可能使電動機(jī)長時間過載而損壞；若容量過大，電動機(jī)的價格高，能力不能充分利用，而且因?yàn)榻?jīng)常不在滿載下運(yùn)行，其效率較低。電動機(jī)容量（功率）主要由它在運(yùn)行時的發(fā)熱條件所決定，而發(fā)熱條件又與其工作情況有關(guān)。對長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或者變化很小、常溫工作下的機(jī)械，選擇電動機(jī)時只要使電動機(jī)負(fù)載不超過其額定值，電動機(jī)便不會過熱。 工作機(jī)所需功率（kW）wP )1000/(wwwwvFP（4.1）或 )9550/(wwwwnTP（4.2）式中，為工作機(jī)的阻力，N；為工作機(jī)的線速度，m/s；

35、為工作機(jī)的阻力矩，wFwvwTNm；為工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，r/min；為工作機(jī)的效率，帶式輸送機(jī)可取，wnw96. 0w鏈板式輸送機(jī)可取。95. 0w 電動機(jī)至工作機(jī)的總效率（串聯(lián)時） （4.3）n321式中，為傳動系統(tǒng)中各級傳動機(jī)構(gòu)、軸承以及聯(lián)軸器的效率。123n 所需電動機(jī)的功率（KW）dP所需電動機(jī)的功率由工作機(jī)所需功率和傳動裝置的總效率按下式計算 （4.4）/wdPP 電動機(jī)額定功率wP按來選取電動機(jī)型號。電動機(jī)功率的大小應(yīng)視工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載變化狀況而定。dmPP 4.1.3 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速的確定的確定額定功率相同的同類型電動機(jī)，有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速。同步轉(zhuǎn)速低的電動機(jī)磁極多，外廓尺寸大、重量大，

36、價格高，但可使傳動系統(tǒng)的傳動比和結(jié)構(gòu)尺寸減小，從而降低了傳動裝置的成本，因此，確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速時，應(yīng)同時考慮電動機(jī)及傳動系統(tǒng)的尺寸、重量和價格，使整個設(shè)計即合理又較經(jīng)濟(jì)10。一般最常用、市場上供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 和 1000r/min 的電動機(jī)，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。綜合考慮整個系統(tǒng)所需要的功率，轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)尺寸等因素，再參考機(jī)械設(shè)計手冊新版的第 5 卷電動機(jī)的選擇的相關(guān)資料，選擇的電機(jī)型號為 Y90S-4 的電動機(jī)，該電動機(jī)額定的功率為 1.1kW，滿載時轉(zhuǎn)速為 1400r/min。4.2 傳動比的分配傳動比的分配 電動機(jī)選定后，根據(jù)電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速就可確定傳動

37、系統(tǒng)的總傳mnwn動比 ，即i （4.5） wmnni/ 傳動系統(tǒng)的總傳動比 是各個串聯(lián)機(jī)構(gòu)傳動傳動比的連乘積，即i （4.6）niii ii321式中， ，為傳動系統(tǒng)中各級傳動機(jī)構(gòu)的傳動比。1i2i3ini合理的分配轉(zhuǎn)動比是傳動系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要問題，他將直接影響到傳動系統(tǒng)的外輪廓尺寸、重量、潤滑級傳動機(jī)構(gòu)的中心距等很多方面，因此必須認(rèn)真對待。 各級傳動比可在各自薦用值的范圍內(nèi)選取。各類機(jī)械傳動的比薦用值和最大值見下表3-2。表 3.2 各類機(jī)械傳動的傳動比平帶傳動V 帶傳動鏈傳動圓柱齒輪傳動錐齒輪傳動蝸桿傳動單級薦用值 i42425253324010單級最大值maxi57685804.2

38、.1 傳動比分配的參考數(shù)據(jù)傳動比分配的參考數(shù)據(jù) 帶傳動與一級齒輪減速器 設(shè)帶傳動的傳動比為，一級齒輪減速器的傳動比為 ，dii應(yīng)使，以便使整個傳動系統(tǒng)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。iid 二級圓柱齒輪減速器 傳動比可按下式分配： （4.7）ii4 . 13 . 11 對于同軸式圓柱齒輪減速器： （4.8） iii21 但應(yīng)指出，齒輪的材料、齒數(shù)及寬度亦影響齒輪直徑的大小。欲獲得兩級傳動的大齒輪直徑相近，應(yīng)對傳動比，齒輪的材料、齒數(shù)、模數(shù)和齒寬等作綜合考慮。 圓錐圓柱減速器 設(shè)減速器的傳動比為 ,高速級錐齒輪的傳動比為 ，傳動比可按i1i下式分配： （4.9）ii25. 014.3 減速器的設(shè)計選擇減速

39、器的設(shè)計選擇由于所選電動機(jī)的額度轉(zhuǎn)速為 1400r/min，擰瓶機(jī)的生產(chǎn)能力為 4000 至 5000 瓶/時，擰瓶機(jī)的旋蓋頭頭數(shù)為 12 頭，所以擰瓶機(jī)每轉(zhuǎn)生產(chǎn) 12 瓶，所以擰瓶機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速為360r/小時，即 6r/min。設(shè)中心主軸上大錐齒輪與減速器上小齒輪的傳動比為 i=6，設(shè)減速器上大帶輪與電動機(jī)上的小帶輪的傳動比為 i=2，則減速器上輸入轉(zhuǎn)速為 700r/min，輸出的轉(zhuǎn)速為 25r/min，選擇 CW 型減速器，減速器的型號為 CW80-25-IF,它的額定輸入轉(zhuǎn)速為 750r/min,額定輸入功率為 1.74KW，額定輸入轉(zhuǎn)矩為 364N。由于電動機(jī)的功率為1.1KW，所以選

40、擇該型號的減速器符合要求。4.4 帶傳動的設(shè)計帶傳動的設(shè)計取帶輪的傳動比，小帶輪轉(zhuǎn)速，電動機(jī)的額定功率 P=1.1KW，一2i 11400 /minnr天運(yùn)轉(zhuǎn)時間大于 16h 確定計算功率ca由機(jī)械設(shè)計（第八版） 表 8-7 查得工作情況系數(shù)2 . 1AK （4.10） 1.2 1.11.32caApKWKW 選取 V 帶帶型根據(jù)、由圖 8-11 確定選用 Z 型。ca1n 確定dd根據(jù) V 帶的帶型，由表 8-6 和表 8-8 取mm711dd 按式 2121dddnind（4.11） 從動輪基準(zhǔn)直徑2ddmm 14271212ddidd 根據(jù)表 8-8，取mm1402dd 按式 160 1

41、00060 1000pdd nd nv（4.12） 驗(yàn)算帶的速度smndvd/2 . 510006011 所以帶的速度合適。 確定普通 V和中心距dLa根據(jù)公式 2102127 . 0ddddddadd（4.13）初步確定0250amm 根據(jù)式 mmaddddaLddddd5 .83642202122100 由表 8-2 選800dLmm 按式 200ddLLaa（4.14） 計算實(shí)際中心距mmLLaadd250200 驗(yàn)算主動輪包角1901643 .57180121adddd 故合適。 計算 V 帶的根數(shù)z由機(jī)械設(shè)計（第八版） 式(8-22)知: （4.15）00()caLpzpp K K

42、由 n1=1400r/min、和 Z 型帶查機(jī)械設(shè)計（第八版） 表 8-4a 和表 8-711dd2i4b 得，294. 00PKWP03. 00 查表 8-5 得,查表 8-2 得則0.96K1LK根據(jù)公式得 Z=3.7,取 Z=4 根。 計算單根 V 帶的出拉力的最小值min)(0F 由表 8-3 得 Z 型帶的單位長度質(zhì)量,所以mkgq/06. 0NqvzvKcaPKF462)5.2(500min)(0 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。min)(00FF 計算壓軸力pF壓軸力最小值為NFzFp3642sin)(2)(1min0min下圖 4.1 為小帶輪的工程圖圖 4.1 小帶輪工程圖下圖 4.2

43、為大帶輪的工程圖圖 4.2 大帶輪工程圖4.5 軸的設(shè)計及校核軸的設(shè)計及校核4.5.1 軸的材料軸的材料軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼,由于此設(shè)計中的軸并不需要傳遞很大的動力，故選用 45 鋼11。4.5.2 軸的計算軸的計算在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。對于不是很重要的軸，也可作為最后結(jié)果。軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 （4.16） TTTdnPWT32 . 09550000式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；TMPa T軸所受扭矩，；mmN 軸抗扭矩截面系數(shù)，；TW3mm 軸的轉(zhuǎn)速，；nmin/r

44、 軸傳遞功率，；PKW 計算截面處軸直徑，；dmm由上式可得軸直徑 （4.17） 3032 . 09550000nPAnPdT式中，對于中心軸，則 302 . 09550000TA （4.18）340)1 (nPAd式中，即空心軸內(nèi)徑與外徑之比，通常取。dd11dd6 . 05 . 0 中心軸上的輸出功率KWp768. 096. 075. 097. 01 . 1 中心軸轉(zhuǎn)速： min/6rn 選取軸的材料為 45 剛，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計（第八版） 表 15-3，取，1120A，于是得 35TmmnPAd4 .566768. 0112330min考慮到軸上鍵槽的影響mmd1 .58%)31

45、(4 .56min為了滿足所選的圓錐滾子軸承的內(nèi)徑，所以選直徑，mmD601第二段直徑，長度為；mmD662mmL202第三段直徑，長度為；mmD763mmL3303第四段直徑，長度為；mmD704mmL1104第五段直徑，長度為；mmD645mmL855第六段直徑，長度為；mmD606mmL2056下圖 4.3 為軸工程圖4.3 中心軸工程圖4.6 鍵的選擇和鍵鏈接強(qiáng)度計算鍵的選擇和鍵鏈接強(qiáng)度計算4.6.1 鍵的選擇鍵的選擇鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵鏈接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇。 4.6.2 平鍵鏈接強(qiáng)度計算平鍵鏈接強(qiáng)度計算假定載荷在鍵的工作面上均勻

46、分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為 （4.23） ppkldT3102導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接的強(qiáng)度條件為 （4.24） pkldTp3102式中：T-傳遞的轉(zhuǎn)矩，； （4.25）2dFFTymN 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，此處為鍵的高度，；khk5 . 0hmm 鍵的工作長度，圓頭平鍵，平頭平鍵，這里為鍵的公稱長lmmbLlLl L度，；為鍵的寬度，；mmbmm 軸的直徑，dmm鍵、軸、輪轂三者中最弱材料許用擠壓應(yīng)力， pMPa 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料許用擠壓應(yīng)力， pMPa根據(jù)中心主軸的直徑為=60mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計（第八版） 查表 6-1 查得選用的平d鍵寬度為，高度為。取鍵長。查表 6-2

47、，取。mmb20mmh12mmL90 MPap110鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度mmmmmmbLl702090。由上式公式可得mmmmhk6125 . 05 . 0 MPaMPaMPakldTpp1107 .8570706101260210233由以上的計算可知，該平鍵的強(qiáng)度極限滿足要求。4.7 錐齒輪的設(shè)計計算錐齒輪的設(shè)計計算先確定錐齒輪的傳動比，大齒輪的速度為 11.4，則小齒輪的速度為 619:10imin/r。min/r計算步驟如下，1.選精度等級、材料及齒數(shù) 根據(jù)要求選用直齒錐齒輪。 擰瓶機(jī)一般轉(zhuǎn)速不高，故選用 8 級精度。 材料選擇：小錐齒輪的材料和大錐齒輪的材料都選擇為

48、45 剛，并且要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 選擇大齒輪齒數(shù)為，初定，則。382Z9 . 1u201z 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計即 （4.26）321122.92(1 0.5)tEtRRHK TZdu 初選載荷系數(shù)=1.3；tK 小齒輪的轉(zhuǎn)距 mmNnPT551151107 . 64 .118 . 0105 .95105 .95 選取齒寬系數(shù)。5 . 0d 材料的彈性系數(shù)。1/2EZ189.8MP 按齒面硬度中查得； ； Hlim1600MPa Hlim2550MPa 由式得 160hNn jL71110888. 31530024166060hjLnN 721039. 7N 取。120.930.95HNHNK

49、K； 接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,由式得 limNKS1lim112lim220.93 600522.50.95 550558HNHHHNHHHMPaSHMPaS3.設(shè)計計算 試計算，代入 中較小值1tdH =321122.92(1 0.5)tEtRRHK TZdumm7 .100)5 .5228 .189(9 . 1)5 . 05 . 01 (5 . 01037. 63 . 192. 2325 圓周速度 。vsmndvt/06. 01000604 .117 .10010006011 齒寬 b。mmdbtd501005 . 01 齒寬與齒高之為： 模數(shù) mmzdmtt

50、72014011 齒高 mmmht75.15725. 225. 217. 375.1550hb 載荷系數(shù)根據(jù),7 級精度,由圖 10-8 查的動載系數(shù)=1.02smv/1 . 0VK直齒輪,假設(shè)100N/mm,由表 10-3 查的；bFKtA/2 . 1FHKK 由表 10-2 查得使用系數(shù)；1.0AK 由表 10-4 查得 7 級精度、小齒輪懸臂布置時，。1.354HK由，查圖 10-13得；故44. 4hb1.354HK1.3FK1 1.02 1.2 1.3541.657AVKK K K K 由式得311/ttddK KmmKKddtt1403 . 1657. 17 .1533311 計算

51、模數(shù) m。72014011zdm 4. 彎曲強(qiáng)度設(shè)計公式： （4.27）3122214(1 0.5)1FaSaFRRY YKTmzu 查得小齒輪；查得大齒輪；1500FEMPa2380FEMPa 由圖 10-18 查得120.91,0.93FNFNKK 彎曲疲勞許用應(yīng)力為取 S=1.4,由式得 limNKS1112220.93 380252.431.40.91 5003251.4FNFEFFNFEFKMPaSKMPaS 載荷系數(shù) K 為1.0 1.0 1.0 1.0 2.252.25AVFFKK K KK 計算當(dāng)量齒數(shù)1112222022.423cos2/54089.490cos1/5vvzz

52、zz 查得齒形系數(shù)由表 10-5 查得。121.781.575FaFaYY，由表 10-5 查得計算大、小齒輪的加以比較：122.202.69SaSaYY，F(xiàn)aSaFY Y1112222.20 1.780.0155252.432.69 1.5750.0130325FSaFFSaFY SY S小齒輪數(shù)值大。 5.設(shè)計計算 可知,可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)，根據(jù)機(jī)械原理第七版表 10-6，取83. 6m，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù)7mmmd140120714011mdz 大齒輪的齒數(shù) 38209 . 112 uzz6.幾何尺寸計算 計算分度圓的直徑取；mmd1401mmd2662

53、計算齒輪寬度mmudRbRR4 .5025 . 434. 01402121 取，。mmb501mmb1002 計算錐距mmudR58.17126 . 41602121 計算平均分度圓直徑mmddRm10575. 0140)5 . 01 (11mmddRm5 .19975. 0266)5 . 01 (22 驗(yàn)算NdTFt5 .79621601037. 622511 合適。mmNmmNbFKtA10047.88905 .79621總上所述，總體符合設(shè)計要求。下圖 4.4 和 4.5 分別為大、小錐齒輪的工程圖4.4 大錐齒輪工程圖4.5 小錐齒輪工程圖4.8 滾動軸承選擇原則滾動軸承選擇原則選擇滾

54、動軸承可以參考以下原則：如果承受純徑向載荷，可選用向心軸承； 如果承受純軸向載荷且轉(zhuǎn)速不高時，可選用推力球軸承，如果轉(zhuǎn)速較高，宜選用向心推力球軸承或向心球軸承（徑向載荷不大時） 。 在相同外形尺寸下，滾子軸承一般比球軸承承載能力大。但當(dāng)軸承內(nèi)徑時，這種優(yōu)點(diǎn)不顯著，由于球軸承價格比滾子軸承低，這是應(yīng)選擇球軸承。 尺寸、精度相同時，球軸承的極限比滾子軸承高。 如果載荷有沖擊、振動時，宜選用滾子軸承。 當(dāng)支承剛度要求較大時，可選用向心推力軸承，成對使用，并用預(yù)緊的方法提高剛度。 圓柱滾子軸承用于剛度大，且能嚴(yán)格保證同心度的場合，一般只用來承受徑向載荷。當(dāng)需要承受一定量軸向載荷時，應(yīng)選擇內(nèi)外圈都有擋邊

55、的類型，但允許軸向載荷 （徑向載荷） ，否則將對軸承的壽命有較大影響。 需要調(diào)整軸承徑向游隙時，選擇帶內(nèi)錐孔的軸承。 支點(diǎn)跨度大，軸的彎曲變形大或多支點(diǎn)軸，宜選擇調(diào)心型軸承。調(diào)心軸承不宜與其他類型軸承混合使用，以免失去調(diào)心作用。 當(dāng)需要減小徑向尺寸時，可選擇輕、特輕、超輕系列軸承。需要減小軸向尺寸，可選擇窄系列軸承。 精度愈高，軸承價格愈高，對與之相配合零件的制造精度也愈高。滾動軸承的失效形式：在低速、重載及大沖擊情況下，由于軸承可能產(chǎn)生過大的塑性變形，還需進(jìn)行強(qiáng)度計算。滾動軸承壽命計算公式： （4.28）)()(60106hCnLh式中 軸承的額定壽命，h 是在轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的情況下，軸承預(yù)期

56、使用壽命的參考hL值見機(jī)械設(shè)計零件手冊（修訂版） 表 3.11-5；n軸承的轉(zhuǎn)速，r/min；軸承壽命指數(shù)，對球軸承；C軸承的額定動載荷； 實(shí)際計算時，用小時數(shù)表示壽命比較方便。如令 n 代表軸承的轉(zhuǎn)速（單位為 r/min） ，則以數(shù)小時表示的軸承壽命（單位為 h）hL 可根據(jù)式計算得出：)()(60106hCnLh （4.29）61060hnLPC 5 5 擰瓶機(jī)控制系統(tǒng)擰瓶機(jī)控制系統(tǒng)5.1 控制要求控制要求（1）實(shí)現(xiàn)從進(jìn)瓶子到出瓶和旋蓋整個過程自動化；（2）當(dāng)按下復(fù)位開關(guān)后，所有構(gòu)件回復(fù)初始狀態(tài)，旋蓋頭返回預(yù)設(shè)點(diǎn)。5.2 控制系統(tǒng)的選擇控制系統(tǒng)的選擇控制系統(tǒng)對于機(jī)器的運(yùn)作相當(dāng)重要，控制系統(tǒng)

57、對于工作效率的提高相當(dāng)?shù)闹匾?。該控制系統(tǒng)的核心部件選用了可編程控制器。5.2.1 為何采用為何采用 PLC 控制控制與傳統(tǒng)的繼電-接觸器相比較，可編程控制器具有以下的特點(diǎn)： （1）可靠性高，抗干擾性能力強(qiáng) （2）靈活性強(qiáng)，控制系統(tǒng)有良好的柔性 （3）編程簡單，使用方便 （4）體積小，能耗低（5）功能強(qiáng)，性價比高 （6）控制系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，開發(fā)工作量少，周期短（7）維修方便與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，可編程控制系統(tǒng)有著相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，所以綜合考慮后，選用 PLC 作為本設(shè)計的控制系統(tǒng)。6 6 擰瓶機(jī)的安裝、維護(hù)和安全擰瓶機(jī)的安裝、維護(hù)和安全6.1 安裝安裝基礎(chǔ)地面應(yīng)平整，由各廠根據(jù)條件自行決定，只要能在安

58、裝范圍內(nèi)承受分揀機(jī)重量即可。本設(shè)備在安裝時應(yīng)進(jìn)行調(diào)試，對各部件之間的運(yùn)動位置及自動控制系統(tǒng)按運(yùn)動要求調(diào)試好之后，使用時不要再做調(diào)整。在安裝時需要進(jìn)行調(diào)試，保證整機(jī)各個工位執(zhí)行的協(xié)調(diào)性，保證整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。6.2 維護(hù)保養(yǎng)維護(hù)保養(yǎng)（1）工作結(jié)束后，應(yīng)做好清潔工作，將殘留在機(jī)器上的污滯清理干凈并檢查電源是否已經(jīng)關(guān)掉。（2）每日機(jī)器工作后 ，首先斷開電源，擦試機(jī)器表面、工作臺等部位， 檢查傳動系統(tǒng)潤滑情況，檢查各種開關(guān)鍵的松緊情況。（3）應(yīng)每星期檢查一次各部潤滑情況，如有故障應(yīng)及時排除（4）需要經(jīng)常拆洗的零件應(yīng)定時拆下進(jìn)行解體清洗。6.3 安裝要求安裝要求（1）在運(yùn)轉(zhuǎn)中，如發(fā)生故障，首先關(guān)掉電源，才能

59、進(jìn)行修理。在修理過程中絕對不允許硬敲硬打，以免損壞機(jī)器。（2）工作后溫度很高，不要用手去碰。停機(jī)至少半小時才可對機(jī)械清理、維修。（3）工作時不要用手或其它物體接觸執(zhí)行頭。7 結(jié)論與展望結(jié)論與展望7.1 結(jié)論結(jié)論通過這次畢業(yè)設(shè)計，不但鞏固了四年來所學(xué)過的專業(yè)知識，而且讓我對擰瓶機(jī)以及其他專業(yè)性的東西有了更加深刻的了解。更重要的是這次畢業(yè)設(shè)計讓我掌握了整個設(shè)計過程和方法。本設(shè)計首先對任務(wù)要求進(jìn)行了分析，進(jìn)行了總體方案設(shè)計，確定了各個機(jī)構(gòu)的方案，之后分別對每個部分進(jìn)行了設(shè)計計算。眾所周知，一個穩(wěn)定的電流在導(dǎo)線中流過，能在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生一個靜磁場。利用磁能產(chǎn)生的力或者力矩，驅(qū)動或控制置于磁場中的執(zhí)行構(gòu)件

60、。本設(shè)計利電生磁原理設(shè)計的旋蓋頭為電磁式旋蓋頭。旋蓋頭的上下運(yùn)動依靠圓柱凸輪來實(shí)現(xiàn)，通電后利用電磁力來旋轉(zhuǎn)擰蓋，斷電則停止旋蓋。旋蓋頭旋轉(zhuǎn) 3 圈則完成一次旋蓋操作。本機(jī)采用回轉(zhuǎn)式的工藝路線，節(jié)省空間，整體結(jié)構(gòu)緊湊。采用了 12 個頭的設(shè)計，使得擰瓶機(jī)旋蓋的效率達(dá)到了 4000 至 5000 瓶/小時。本機(jī)具有供瓶、供蓋、旋蓋、輸送等功能，能夠適用于不同高度的瓶子。7.2 不足之處及未來展望不足之處及未來展望本機(jī)還存在生產(chǎn)率偏低、自動化程度偏低、單機(jī)功能偏少、成本較高等問題，應(yīng)在生產(chǎn)率、自動化、控制成本等方面給以改進(jìn)?？赡苡捎诮?jīng)驗(yàn)的原因，對某些材料的選用、外形設(shè)計有欠妥當(dāng)。很多細(xì)節(jié)之處，設(shè)計的

61、并不是很完善。由于該機(jī)需要不斷的通電、斷電成本較高。 現(xiàn)在很多擰瓶機(jī)的旋蓋頭采用永磁體，利用永磁體代替電流在空間形成一個靜磁場，但不需要消耗電能，這樣就減少了成本。致致 謝謝不知不覺四年的大學(xué)生活就要過去了，從論文的選題、資料的收集到論文的撰寫編排整個過程中，我得到了許多的熱情幫助。我得感謝幫助過我的老師和同學(xué)，感謝我的舍友不會因?yàn)槲颐刻煲缙鸩恍⌒陌阉麄兂承选３酥?，尤其感謝我的指導(dǎo)老師何老師在繁忙中抽出時間來給我們解答各種問題，感謝他對我的嚴(yán)格要求和無私的指導(dǎo)。您恪盡職守，對待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，有時候因?yàn)楣ぷ鞅任覀兓厝サ亩家?，是我們學(xué)習(xí)的榜樣。此外老師細(xì)心的指導(dǎo)和盡職盡責(zé)的作風(fēng)最讓我感動，

62、繁忙的他每周都抽出時間給我們指導(dǎo)。讓我收獲最大的是他對學(xué)問一絲不茍和精益求精的態(tài)度。雖然畢業(yè)設(shè)計的過程很艱辛，但我也學(xué)到了相當(dāng)多的東西，何老師不僅幫助我完成了我的畢業(yè)設(shè)計，更讓我學(xué)會了如何去思考，如何去利用現(xiàn)有的一些知識和資源去解決當(dāng)前遇到的問題。因?yàn)檫@次畢業(yè)設(shè)計我真的學(xué)到了很多，非常感謝何老師的指導(dǎo)！參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 李詩龍. FX12 型旋蓋機(jī)的設(shè)計J. 包裝工程, 2000, 21(3) : 24-26.2 孫秀延,王秀倫. XG12 全自動回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)的設(shè)計J. 沈陽工學(xué)院報, 2008, 12(4) : 55-56.3 玉良, 周福呂. 永磁傳動器設(shè)計制造中的幾個問題J. 磁性材料

63、及器件, 2000, 11(4) : 24.4 高德. 包裝機(jī)械設(shè)計M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.5 張聰. 自動化食品包裝機(jī)M. 廣州: 廣東科技出版社, 2003.6 李育錫. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計M. 北京: 高等教育出版社, 2010.7 濮良貴, 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計M. 北京: 高等教育出版社, 2010.8 周始榮. 旋蓋機(jī)的幾種恒扭矩結(jié)構(gòu)的分析J. 包裝與食品機(jī)械, 2007(3) :11-13.9 M. Pattemore .Seal for a stuffing box with lubricant dispensing. Sealing Technology ,Oc

64、tober 2005.10 趙韓, 田杰. 磁力機(jī)械學(xué)M. 北京: 高等教育出版社, 2009.11 嚴(yán)書華. 一種通用瓶蓋理蓋器與旋蓋機(jī)的設(shè)計J. 機(jī)電技術(shù), 2007(4) :30-32.12 Colin McPherson, Ben Hicks, Chris Berry, Tony Medland and Glen Mullineux. Advances in Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering. Part 1 Springer Netherlands 2005 81-94.13 U.Rock .Wa

65、ter bottle comprising seal that can be operated with one hand. Sealing Technology , March 2007.14 侯成仁, 梁慶華. 基于運(yùn)動約束的高速旋蓋機(jī)設(shè)計及其凸輪分析J. 機(jī)械制造, 2004, 42(7) : 35-37.15 Luca Ferrarini. An Incremental Approach to Logic Controller Design with Petri Neys IEEE Transaction on System Man and Cybernetics(3).201 -25

66、7.16 Mechanical Drive(Reference Issue). Machine Design. 52(14),1980.17 周肇西. 磁力聯(lián)軸器傳遞扭矩的計算及其應(yīng)用J. 流體機(jī)械, 1993,21(11) : 43-44.18 侯珍秀. 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計M. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2003.19 張源澤. 輕工業(yè)包裝技術(shù)M. 北京: 輕工業(yè)出版社, 1990.20 王爭. 增強(qiáng)磁性輸送帶磁性盒磁力的設(shè)計J. 輕工機(jī)械, 2006, 24(4) : 153-154.21 楊紅, 趙韓.快速電磁離合器力矩特性的有線元分析J. 輕工機(jī)械, 2004, 12(1) : 74-76.22 郭敬孫, 劉同年. 包裝機(jī)械應(yīng)用技術(shù)M. 上海: 上海市包裝技術(shù)協(xié)會, 1987.23 馮之敬. 機(jī)械制造工程原理M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2008.6.24 張偉安, 王建勤. 全自動回轉(zhuǎn)式旋蓋機(jī)J. 輕工機(jī)械, 2002, 15(2) : 17-18.25 石永剛, 吳央芳. 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.26 俞國亮. PLC 原理與應(yīng)用