课程设计说明书系别机电工程系专业机械设计制造及其自动化方向无课程名称《机械设计（二）课程设计》学号 06100224姓名蔡铁根指导教师张恩光题目名称旋转型灌装机设计时间 2012年9-12月2012 年 12 月 8 日一．设计任务书及工作要求 (3)1.1设计题目 (3)1.2工作原理及工艺过程 (3)1.3原始数据及设计要求 (3)1.4设计方案提示 (3)1.5设计任务 (3)二．原动机选择 (4)三．传动比分配 (4)四．机构的选择与比较 (4)4.1传动机构的选择与比较 (4)4.2执行机构的选择与比较 (6)五．机械系统运动方案的拟订与评价 (8)5.1 综述 (8)5.2设计方案 (8)5.2.1 设计方案I (8)5.2.2 设计方案II (8)5.2.3 设计方案III (9)5.2.4比较、选择设计方案 (10)六．机械系统的运动循环图 (10)七．执行机构的运动分析及设计 (10)7.1凸轮结构的设计分析 (10)7.1.1凸轮机构运动分析线图 (13)7.2曲柄滑块机构的设计分析 (14)7.2.1连杆机构的尺寸参数设计 (14)7.2.2曲柄滑块机构的三维模型设计 (15)7.2.3 曲柄滑块的运动分析线图 (15)7.3 间歇机构的设计 (16)八．设计感想 (18)九．主要零件附图 (18)十．主要参考资料 (19)1.11.2（如饮料等）封口等工序。
入空瓶；工位1.3（1）转台直径：500~600mm 。
附图（2）灌装机的生产率：10瓶/min 。
（3）驱动电机：功率N=1.2kW ，转速n=1440r/min 。
1.4设计方案提示（1）采用泵来灌装流体，泵固定在灌装工位的上方。
（2）采用软木塞或金属冠盖封口，它们可由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入或通过压盖模将瓶盖紧固在瓶口。
设计者只需设计作直线往复运动的压盖机构。
压盖机构可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。
（3）需要设计间歇传动机构，以实现工作转台间歇传动。
为保证停歇可靠，还应有定位（锁紧）机构。
间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等，定位锁紧）机构可采用凸轮机构等。
1.5设计任务（1）执行机构选型与设计：构思至少三种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析评价之后，选择其中的最优方案进行详细设计。
（2）机构运动协调设计：对选择的方案画出机构运动循环图。
（3）传动系统的设计。
（4）对系统运动方案进行机构的尺寸综合。
（5）用UG软件对机构系统进行运动仿真。
（6）用UG软件对机构系统进行运动学分析，并画出输出机构的位移、速度和加速度曲线。
（7）画出最终方案的机构运动简图。
二．原动机选择从设计要求可以看出，应采用电机驱动，转速为1440 r/min，功率N = 1.2 kW。
三．传动比分配原动机通过三次减数达到设计要求。
第一次减速，通过减速器三级减速到20r/min,其传动比分别为2、6、6。
第二次减速，通过斜齿轮，传动比为2，传给槽轮并带动转动装置，使其转动装置达到设定转速10 r/min,其他齿轮传动比均为1,第三次减速，带轮之间的传动比为2，带动压盖装置和灌装装置，使其达到设定值10 r/min。
四．机构的选择与比较4.1传动机构的选择与比较通过上述表格各种传动机构的特点应用及其比较，对于旋转型灌装机来说，运送瓶子可以选用传送带即可，通过穿过机架的输送带输入瓶子。
转动装置之间动力的传递通过圆柱齿轮传递或斜齿轮传递即可。
4.2执行机构的选择与比较从上述表格中可以看出，对于旋转型灌装机而言，所选执行机构：五．机械系统运动方案的拟订与评价5.1 综述待灌装瓶子由传送带送入灌装机构系统中，并完成1.输入空瓶工位；2.灌装工位；3.封口工位；4.容器工位。
通过上述一些执行机构方案，可以得到不同的设计方案。
5.2设计方案5.2.1 设计方案I转盘的间歇运动机构为不完全齿轮，封口的冲压机构为连杆机构，工件的定位机构为连杆机构。
5.2.2 设计方案II转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口的冲压机构为连杆机构，工件的定位机构为凸轮机构5.2.3 设计方案III转盘的间歇运动机构为不完全齿轮机构，封口的冲压机构为凸轮机构，工件的定位机构为凸轮机。
5.2.4比较、选择设计方案由于方案（一）与方案（二）的区别在工件定位机构，方案（一）是连杆机构，方案（二）是凸轮机构。
在这里凸轮机构比连杆机构更适用，因为：（1）凸轮机构能实现长时间定位，而连杆机构只能瞬时定位，定位效果差，精度低。
（2）凸轮机构比连杆机构更容易设计。
（3）结构简单，容易实现而方案（三）与方案（二）区别在封口的压盖机构，方案（三）是凸轮机构，方案（二）是连杆机构。
在这里则连杆机构比凸轮机构更适用1）加工复杂，加工难度大。
2）造价较高，经济性不好。
综上可知：方案二在三个方案中最佳，则最后选择方案II为旋转型灌装机的机械运动方案。
六．机械系统的运动循环图七．执行机构的运动分析及设计7.1凸轮结构的设计分析凸轮用于灌装定位，设定凸轮柄运动最大推程为40 mm，凸轮轴心距离瓶口端面的距离为200 mm，推杆的运动规律如图：根据上图以表格的形式表示出位移和转角的关系:利用上述关系，画出其曲线图，利用UG仿真，建出凸轮，具体步骤：（a）（b）进入仿真模块（c）（d）添加旋转副，选择恒定，速度为60（e）添加滑动副及相关参数（f）利用跟踪点，最后把点连成线，得到最终的图形。
7.1.1凸轮机构运动分析线图(1) 速度：(2) 位移：（3）加速度：7.2曲柄滑块机构的设计分析7.2.1连杆机构的尺寸参数设计此连杆控制封装压盖机构，由于空瓶高度约为200mm，故行程不宜超过200mm，将该曲柄设定为对心曲柄滑块机构，将一些参数设定为：曲柄长：a=30mm连杆长：b=150mm偏心距：e=0mm行程：s=60mm最小传动角：rmin= arccos【e/(b-a）】=0°7.2.2曲柄滑块机构的三维模型设计根据上面设计计算出来的图形尺寸，画出曲柄滑块机构的三维模型。
7.2.3 曲柄滑块的运动分析线图（1）速度：（2）位移：（3）加速度：7.3 间歇机构的设计由于设计灌装速度为10r/min，因此每个工作间隙为6s，转台每转动60°用时1s，停留5s，由此设计如下槽轮机构，完成间歇运用，以达到要求。
槽轮机构具有以下特点：构造简单，外形尺寸小；机械效率高，并能较平稳地，间歇地进行转位；但因传动时存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合；同时由于槽轮机构具有自行锁紧的功能，所以能用于此机构的定位作用。
槽轮机构的设计参数：槽数n=6圆销数k=1运动系数头τ=t2/t;(t2是槽轮（从动件2）的运动时间t2，t表示曲柄（主动件1）回转一周的时间) τ=0.33 槽轮槽间角：60°销轮运动角：120°圆销回转半径：50圆销半径：8槽轮外圆半径：86.97槽顶高：86.6（1）槽轮从动件的三维图形：（2）槽轮从动件的三维图形（3）槽轮机构的组装图形：八．设计感想这学期我们的课程设计是机械原理课程设计，我们之前学过《机械原理》课程，课上讲的都是一些理论知识，并没有真正的去实践，用这些理论性的知识，当看到这学期的课程设计任务时，有点不知所措。
我被分到了第四组，任务是旋转型灌装机，看了任务的要求之后，心里还是没有想法。
我又通读了一遍《机械原理》书，然后又查阅了相关的资料，对本次的课程设计任务才有了大概的设计思路。
我们组一共有六个人，我是本组的小组长，有了思路之后，我及时的和组员分享。
首先我讲了我自己的设计思路和设计方法，然后又听了组员们的一些设计方法，大家相互讨论，相互指出对方设计方法的不足之处以及优点之处，对不足之处进行相应的改正，大家也付出了很多努力。
当然，在设计之中，我们也遇到了很多困难，例如有些机构的设计怎么设计更合理，瓶子和瓶子之间怎么自然过渡刚好到达卡位上等等，我们除了相互之间讨论之外，还向老师或者班里的同学请教，以便更好的完成我们的任务。
通过本学期的课程设计，我深深感受到了理论结合实际的重要性，通过理论知识，设计出更加贴合实际，更加合理的机构这是关键。
从中，我也发现了自己知识的欠缺，自己还要多多看书，并多做一些与之相关的设计，要加强自己的逻辑性和创新性。
当然，一个好的设计也少不了一个团队的共同努力，团队精神也是很重要的，希望自己在以后更加注重团队精神。
九．主要零件附图固定转台和转台转台槽轮机构曲柄滑块十．主要参考资料1. 张传敏张恩光战欣主编《机械原理课程设计》华南理工出版社；2.张春林主编《机械原理》高等教育出版社；3.刘向阳占向辉张恩光主编《UG 建模、装配与制图》清华大学出版社；4.谭庆昌赵洪志主编《机械设计》高等教育出版社，2008。
