设计题目旋转型灌装机
机械系机械设计制造及其自动化专业A08机械（1）班
设计者方乐
指导老师刘全良
2010年7月3日
前言
现代世界各国间的竞争主要表现为综合国力的竞争。要提高我国的综合国力，就要在一切生产部门实现生产的机械化和自动化，这就需要创造出大量的、新颖优良的、种类繁多的机械来装备各行各业，为各行业的高速发展创造有利条件。而任何新技术﹑新成果的获得，莫不有赖于机械工业的支持。所以，机械工业是国家综合国力发展的基石。
进入21世纪以来，市场愈加需要各种各样性能优良﹑质量可靠﹑价格低廉﹑效率高的机械产品，而决定产品性能﹑质量﹑水平﹑市场竞争力和经济效益的重要环节是产品设计。机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思﹑各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。这要求设计者综合应用各类典型机构的结构组成﹑运动原理﹑工作特点﹑设计方法及其在系统中的作用等只是，根据使用要求和功能分析，选择合理的工艺动作过程，选用或创新机构型式并巧妙的组成新的机械运动方案，从而设计出结构简单﹑制造方便﹑性能优良﹑工作可靠的机械产品。
机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析﹑工艺动作过程确定﹑执行机构选择﹑机械运动方案评定﹑机构尺度综合﹑机械运动方案设计等，使学生通过一台机器的完整的运动方案设计过程，进一步巩固﹑掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析﹑运算﹑绘图和文字表达以及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练，培养理论与实际相结合﹑运用计算机完成机构分析和设计的能力，更为重要的是培养开发和创新能力。因此，机械原理课程设计在机械类学生的知识体训练中，具有不可替代的重要作用。
目录
第一章设计题目（设计条件和要求） (4)
1.1设计要求 (4)
1.2设计任务 (4)
1.3 设计提示 (5)
第二章机械驱动装置选择与设计 (6)
2.1原动机选择 (6)
2.1.1常用电动机的类型及主要特点 (6)
2.1.2电动机容量选择 (6)
2.1.3电机的选择 (7)
2.2传动比分配 (7)
2.2.1传动类型选择 (7)
2.2.2传动机构的选择和比较： (8)
第三章主要执行结构方案设计 (9)
执行结构方案 (9)
3.1.1功能分解 (9)
3.2.3压盖机构 (10)
3.2.4传输机构 (11)
第四章机械运动系统设计方案拟订 (12)
机构组合 (12)
4.1.1方案（一） (12)
4.1.2方案（二） (12)
4.1.3方案（三） (12)
4.1.4方案比较选定 (13)
运动协调设计 (13)
4.2.1机械系统运动循环图 (13)
第五章机构运动分析 (14)
机构尺寸分析 (14)
5.1.1转台尺寸设计 (14)
5.1.2封盖机构设计 (15)
5.1.3 槽轮机构几何尺寸设计 (15)
第六章方案评价 (16)
6.1.1评价指标 (16)
6.1.2方案比较 (17)
第七章设计小结 (18)
7.1设计方向 (18)
7.2设计总结 (18)
第一章设计题目（设计条件和要求）
1.1设计要求
设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装，封口等工序为保证这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如图1中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。
图1 旋转型灌装机
该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表1
表1 旋转型灌装机技术参数
1.2设计任务
1．旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。
2．设计传动系统并确定其传动比分配。
3.图纸上画出旋转型灌装机地运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。
4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动曲线图。用图解法或解析法设计连杆机构。
5．凸轮的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图
6.齿轮机构的设计计算。
7．编写设计计算说明书。
8.完成计算机动态演示。
1.3 设计提示
1.采用灌装泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。
2．采用软木塞或金属冠盖封口，它们可以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.此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台的间歇传动。为保证停歇可靠，还应有定位（缩紧）机构。间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。定位缩紧机构可采用凸轮机构等。
第二章机械驱动装置选择与设计
2.1原动机选择
机器中可用于运动和动力源的种类很多，有电动机、内燃机、液压马达、气动马达、蒸汽机、水轮机、气轮机等。电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。机械设计中应从负载的要求出发，考虑工作条件、负载性质、生产工艺、供电情况、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速，确定具体的型号。
2.1.1常用电动机的类型及主要特点
常用电动机的类型及特点见表5-1。
表5-1常用电动机的类型及主要特点
2.1.2电动机容量选择
电动机容量额定功率来表示，其大小主要由运行的发热条件、工作机容量来
确定。工作机所需电动机功率
Kw Tn
P
P
w
W
r
η
η
9550=
=
其中：P r ——工作机所需电动机功率，kW ；
P
W
——工作机所需有效功率，kW ；
T ——工作机的阻力矩，mm N ?；
n ——工作机的转速，min /r ； η——传动系统的总效率。
传动装置的总效率η组成传动装置的各部分运动副效率之积，即
n ηηηηη 321??=
2.1.3电机的选择
根据题目要求，电动机转速选择1440r/min ,总的传动比为144，扭矩未知，经查阅机械设计手册，根据相应的参数要求，决定选择用Y 系列三相异步电动机，经过综合考虑决定选用A 型号电动机
2.2传动比分配
选取方案A ，电动机转速1440r/min ，灌装速度10r/min 。根据传动装置的总传动比公式 —
1
n n i 原
=
得ｉ＝１４４０／１０＝１４４
2.2.1传动类型选择
考虑减小噪声、振动等方面的要求时，最好选用带传动。当原动机驱动主动轮时，由于带与带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定动力。带传动具有结构简单、传动平稳、选价低廉以及缓冲吸振等特点，在近代机械中被广泛应用.
图2.2（a ） 链传动 图2.2（b ） 带传动
但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。蜗杆传动的传动比大，承载能力较齿轮低，常布置在传动系统的高速级，以获得较小的结构尺寸；同时，摩擦力大，发热大。同时蜗杆传动在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的摩擦与磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化，因而摩擦损失较大，效率低；根据以上的分析比较，再结合要求的工作条件可以得到，在此采用带传动。
由于电动机的额定转速为1440r/min,总传动比i=114,传动比较大，故传动系统采用二
级减速机构
2.2.2传动机构的选择和比较：
传输机构
用步进式传输机构的缺点：等宽凸轮处会因摩擦而磨损，从而影响精确度；步进式传输机构在输出瓶子的时候，需要一运动精度高的拨杆。而传送带传动的优点是结构简单，传动平稳，易于实现无级变速，有过载保护作用。缺点是传动比不明确。
第三章主要执行结构方案设计
执行结构方案
3.1.1功能分解
为实现对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装，封口等工序为保证这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。
根据设计目录进行机构选型，见表2。
3.2.1机构选用间隙运动机构设计
1）利用槽轮机构产生间歇运动
图3.2（b）槽轮机构
2）利用不完全齿轮产生间歇运动
3.2.3压盖机构
1）曲柄滑块机构
2）凸轮机构
3.2.4传输机构1)步进式传输机构
2）
第四章机械运动系统设计方案拟订
机构组合
4.1.1方案（一）
传输空瓶机构为传送带，转盘的间歇运动机构为槽轮机构，封口的冲压机构为连杆机构，工件的定位机构为凸轮机构。
4.1.2方案（二）
传输空瓶机构为步进式传输机构，转盘的间歇运动机构为槽轮机构，封口的冲压机构为凸轮机构，工件的定位机构为连杆机构。
4.1.3方案（三）
传输空瓶机构为传送带，转盘的间歇运动机构为不完全齿轮，封口的冲压机构为凸轮机构，工件的定位机构为连杆机构。
4.1.4方案比较选定
方案（一）用定轴轮系减速，由不槽轮机构实现转台的间歇性转动。此方案的优点是，传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小；槽轮机构能实现间歇性转动且能较好地定位，便于灌装、压盖的进行。同步曲柄滑块机构制造容易，承载能力强。
方案（二）用定轴轮系减速，由不完全齿轮实现转台的间歇性转动。此方案的优点是，标准直齿轮与不完全齿轮均便于加工。缺点：一方面，传动比过大，用定轴轮系传动时，占用的空间过大，使整个机构显得臃肿，且圆锥齿轮加工较困难；另一方面，不完全齿轮会产生较大冲击，同时只能实现间歇性转动而不能实现自我定位。传输机构
方案（三）封口的冲压机构为凸轮机构，但凸轮机构多用于受力不大的场合，且造价较高，经济性不好。
运动协调设计
4.2.1机械系统运动循环图
机械系统运动循环图如图2所示。以曲柄滑块机构的曲柄转过的角度为参考（与槽轮的导轮转过的角度相同）
0 60 120 150 180 240 300 360
第五章机构运动分析
机构尺寸分析
因选用方案（1）
5.1.1转台尺寸设计
电动机转速为1440r/min=24r/，灌装速度10r/min 。
43321214''**i i i i == =41/n n 24
该槽轮机构为单个销固连在拨盘上
z k /12/1-==1/3=1 /43'i
所以可以使=12i 2 ，=32‘i =23/'z z 4 则3n =30r/min ，=2n 140r/min
=
5n 420r/min 如图可见电动机及二级减速机构
假设m=5, '2z =20，则3z =80
5.1.2封盖机构设计
因为封盖机构的曲柄滑块的曲柄转速要求和拨盘转过的时间吻合，所以要求凸轮的转速也为30r/min =19i =786712**i i i 420/30=14
=12i 2,，使=67i =67/z z 2，=78/z z =78i 3.5
传送带设计：假设传送带直径100mm 1) 速度： V=wr=14r/min*50mm
2) 每两个瓶子之间的距离S: t=S/v 转台的角速度 为3/πrad/s ,故而S ＝73.2
5.1.3 槽轮机构几何尺寸设计
1) 槽数z 按工位要求选定z=6
2) 中心距L 按转盘设计确定L=300(mm) 3) 槽间角2ψ 2ψ=60°
4) 槽轮每次转位时主动件的转角 2α=180（1-2/z ）=120 5) 圆销半径r 按结构情况确定r=30mm 。 6)
主动件圆销距主动件中心半径R R =Lsin ψ=300*1/2=150mm
7) 主动件圆销距槽轮中心距离S ==)/cos(
z L S π2/3*300mm 8) 槽轮的运动系数K ==t t k d /1/3
9) 槽轮槽深h =---≥)(r R L s h 2/3*300-（300-150-30）
mm
10) 槽轮外圆直径1d =-≤)(21S L d 2（300-2/3*300）mm 11) 拨盘的直径d2 =--≤)(22r R L d 2（300-2/3*300-30）mm
第六章方案评价
6.1.1评价指标
6.1.2方案比较
第七章设计小结
7.1设计方向
在整个系统运用到了槽轮机构，曲柄滑块机构等常用机构。完成了从瓶子的传输到灌装，压盖，最后输出的机器。旋转型灌装机，是同时要求有圆盘的转动，曲柄滑块机构的运动和传送带的传送的机构。四个动作同时进行，提高效率。因为在系统的原始要求中需要有间歇转动的特性，而工位为6个，实现间歇转动且能定位的的机构——槽轮机构。
7.2设计总结
这次设计然我认识到自己动手设计的难度，同时也让自己了解在课堂之外的不足之处。设计从网上查阅资料中学到辨别和总结的作用，在书中和上届的范例中学到了规范的重要性。在摸索中学到不少知识，也尝到了独立思考的乐趣。
参考文献
【1】孙恒陈作模葛文杰《机械原理》2005年高等出版社
【2】裘建新《机械原理课程设计指导书》高等出版社
【3】马兰《机械制图》机械工业出版社
【4】哈尔滨机械原理课程设计指导书。北京:高等教育出版社，
【5】
目录 设计任务书-----------------------------------------------------2 1.功设计工作原理--------------------------------------------------4 2.能分解图，执行机构动作分解图-----------------------6 3.运动方案的选择与比较---------------------------------------9 4.机构运动总体方案图（机构运动简图）-----------------10 5.工作循环图------------------------------------------------------16 6.执行机构设计过程及尺寸计算------------------------------18 7.凸轮设计分段图．轮廓图．设计结果---------------------21 8.机构运动分析计算机辅助设计流程------------------------25 9.程序清单（主程序和子程序）------------------------------26 10.十一运行结果及运动线图------------------------------------31 11.设计总结----------------------------------------------------------32 12 参考资料----------------------------------------------------------33
江西农业大学大学机械工程学院 位3：封口；工位4：输出包装好的容器。 该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见下表。 旋转型灌装机技术参数表 二、设计方案提示 1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。 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
机械原理课程设计 目录 1. 题目 2. 设计题目及任务………………………………………………………………… 2.1 设计题目……………………………………………………………………… 2.2 设计任务……………………………………………………………………… 设计方案 3.方案一…………………………………………………………………………… 3.1功能逻辑图和功能原理解图………………………………………………… 3.2工艺分解……………………………………………………………………… 3.3机械系统运动转换功能图…………………………………………………… 3.4方案总图……………………………………………………………………… 3.5运动循环图…………………………………………………………………… 4.尺寸设计………………………………………………………………………… 4.1 凸轮设计……………………………………………………………………… 4.2 槽轮设计……………………………………………………………………… 4.3 齿轮设计……………………………………………………………………… 4.4 其它机构尺寸设计………………………………………………………… 5. 方案二………………………………………………………………………… 5.1功能逻辑图和功能原理解图………………………………………………… 5.2工艺分解……………………………………………………………………… 6.机构的选择与比较……………………………………………………………… 6.1传动机构的选择与比较………………………………………………………… 6.2执行机构的选择与比较………………………………………………………… 7.小结………………………………………………………………………………
目录 一、设计任务书.............................................. 错误！未定义书签。 二、功能分解................................................ 错误！未定义书签。 三、机构选型与组合.......................................... 错误！未定义书签。 四、机械运动循环图.......................................... 错误！未定义书签。 五、机械运动方案的拟定...................................... 错误！未定义书签。 a工作台旋转机构........................................ 错误！未定义书签。 b压盖机构.............................................. 错误！未定义书签。 c灌装机构.............................................. 错误！未定义书签。 六、原始数据................................................ 错误！未定义书签。 七、机械运动简图............................................ 错误！未定义书签。 八、各部分参数计算.......................................... 错误！未定义书签。 九、整体评价与总结.......................................... 错误！未定义书签。 十、参考资料................................................ 错误！未定义书签。附录：部分主要机构的三维模型图及构件三视图
目录1设计题目 1.1 设计条件 1.2 设计任务 1.3 设计思路 2原动机的选择 3传动比分配 4传动机构的设计 4.1 减速器的设计 4.2 第二次减速装置设计 4.3第三次减速装置设计 4.4 齿轮的设计 5方案拟定比较 5.1 综述 5.2 选择设计方案 5.3 方案确定 6机械运动循环图 7凸轮设计、计算及校核8连杆机构的设计及校核9间歇机构设计 10设计感想 11参考资料
1设计题目 设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如图8.4中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。 1 2 34 传送带 固定工作台 转台 1.1设计条件 该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动 旋转型灌装机技术参数 方案号转台直径 mm 电动机转速 r/min 灌装速度 r/min A 600 1440 10 B 550 1440 12 C 500 960 15 1.2设计要求 1.旋转灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。至少设计出三种能实现其运动形式要求的机构
2.设计传动系统并确定其传动比分配 3.在用A2图纸上画出旋转灌装机的运动方案简图和用运动循环图分配各机构的节拍。 4.对连杆机构进行速度和加速度的分析，绘出运动线图，用图解法或者是解析法设计平面连杆机构 5.凸轮机构的计算，按要求选择从动件运动规律，并确定基园半径，最 大压力角，最小曲率半径。对盘状凸轮要用解析法计算出理论廓线、实际廓线值。绘制从动件运动规律线图及凸轮廓线图。 6.齿轮机构的设计计算。 7.编写设计计算说明书。 .2原动机的选择 本身设计采用方案C。故采用电动机驱动，其转速为960r/min。 灌装速度为10 r/min .3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，夹紧装置，转动装置及压盖装置所需转速为10r/min,另设计一级减速，使转速达到要求，其传动比分别为2。第三次减速，传送带滚轴直径约为10cm，其转速为5r/min 即可满足要求，另设两级减速，传动比都为2即可。 .4传动机构的设计 z2=20 z3=120 z4=20 z5=120 z6=20 n=960r/min i1＝2 i32=6 i54=6 n1=15r/min z6=20 z7=30 i76=1.5 n2=10r/min
目录 1工作原理 (1) 1.1设计条件 (1) 1.2设计任务 (1) 1.3设计提示 (2) 2. 方案比较 (3) 2.1选择方案 (3) 2.3方案优缺点 (5) 3. 细化设计 (6) 3.1减速器设计 (6) 3.2第二次减速装置设计 (8) 3.3第三次减速装置设计 (9) 3.4齿轮设计 (10) 3.5连杆机构设计 (11) 3.6凸轮机构设计 (12) 3.7间歇机构设计 (13) 4.总结 (14) 参考文献 (15)
1工作原理 旋转型灌装机，旋转型灌装机用于对容器连续灌装液体。转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等程序。该机在工作过程中包括四个工位如图1；工位1，输入空瓶；工位2，灌装；工位3，封口；工位4，输出包装好的容器。该机采用灌装泵灌装流体，泵固定在某工件的上方；采用软木塞或者金属冠盖封口，他们由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入瓶口。 图1 旋转型灌装机工位示意图 1.1设计条件 该机采用电机驱动，传动采用机械传动。技术参数见表1。 表1 旋转型灌装机技术参数 方案号转台直径（mm）电动机转速（r/min）灌装速度（r/min）Ⅱ550 1440 12 1.2设计任务 1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构和齿轮机构这三种常用机构。 2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3.画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。 4.设计平面连杆机构：确定连杆机构各构件尺寸，对连杆机构进行位移、速度和加速度分析，绘制运动线图。 5.设计凸轮机构：按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，设计凸轮理论轮廓线和实际轮廓线，画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。 6.设计齿轮机构：根据传动比确定齿轮的齿数、模数，选择变位系数，计算齿轮传动的各部分尺寸，绘制齿轮传动啮合图。 7.编写设计计算说明书。 1.3设计提示 1.压盖机构做直线往复运动，可采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。 2.需要设计间歇传动机构，以实现工作台间歇传动。间歇运动可采用槽轮机构、不完全齿轮等。 3.为保证间歇停靠，还要考虑锁紧机构。锁紧机构可采用凸轮机构等。
摘要 在科学技术日益发展的今天，灌装行业越来越受到人们的关注。灌装行业的发展直接影响到液体灌装的精度，精准的灌装量不仅体现了灌装机械的发展水平，也是对消费者权益的一种保护。 本次设计的灌装机主要适应用矿泉水、果汁以及纯净水等无气液体的灌装，它具有操作简单、成本低廉及可批量生产等特点，可适用于一些中小企业的灌装生产。它的主要机构有一下几个：供料装置、供瓶装置、托瓶机构、瓶高调节装置以及灌装阀，此外，它的正常运转还需要靠传动系统的带动。它基本的设计方案是：灌装整体布局是呈立式、旋转型，由洗瓶器出来的瓶子通过传送带传送给供瓶装置，由它分瓶、送瓶给托瓶机构；灌装机的液箱内安装有灌装阀，阀头的喇叭口对准了每一个待灌瓶，液箱内的液体由供料装置供给，液体经供料装置供到液箱中，再通过灌装阀流入每一个空瓶内；待瓶灌满后，再由供瓶装置的星形拨轮拨到传送带然后传送出，运送到下一个工序。 本文从灌装机的基本理论、基本工作原理、基本工作结构以及传动部分的设计上作了阐述，并利用UG软件绘制三维图，从而更直观的反应整体效果。 关键词：灌装机；灌装阀；星形拨轮；传动装置；
Abstract Today, with the development of science and technology , the filling industry has been paid more and more attention. The development of filling industry directly affects the accuracy of liquid filling ,the filling precision not only reflects the development level of the filling machine, but also is a kind of protection of the rights and interests of consumers. The design of the filling machine is mainly adapted to use for mineral water, fruit juice and water without liquid filling of gas.It has the advantages of simple operation, low cost and mass production characteristics .The filling production can be applied to some small and medium- sized enterprises of filling production. It has some main institutions,such as feeding device, the bottle supply device, bottle table institutions, the bottle of high regulator device and the filling valve. In addition, its function also needs to be driven by the drive system.The following is its basic design scheme . Its overall mechanism is vertical and rotary. The bottle which comes from washing device conveys through the conveyor belt transmission to the bottle supply device.The device can let the bottle be separated,and then send these bottles to bottle table institutions;The liquid filling valve is installed in the cabinet, and its valve head is admitted to each bottling. The liquid in the liquid box is supplied by feeding device,and then it is delivered through the filling valve to each empty bottle. After the bottle is filled, the installation of the star dial wheel deliver -ed them to the conveyor belt and then sent to the next working procedure. This article describes the basic theory, working principle, structure and transmission part of the filling machine. The use of UG software renders 3D visual effects by drawing its 3D graph. Key words:filling machine; filling valve; star thumbwheel; transmission device
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。
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 机械原理课程设计 题目：旋转型灌装机 学院： 姓名： 学号： 专业： 班级： 指导教师： 二0 一三年八月
目录 1设计题目 2旋转型灌装机的工作功能原理 3旋转型灌装机机构运动总体方案4旋转型灌装机各运动构件的设计5旋转型灌装机运动循环图 6原动机的选择 7传动机构的选择 8灌装机构的设计 9旋转工作台间隙运动机构的设计10传送轮的设计 11传动齿轮，带轮，链轮的设计12封口压盖机构的设计 13 参考文献
1.设计题目 1.1设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上 中，工位 4：输出 图4 旋转型灌装机该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表7。 表7 旋转型灌装机技术参数
1.2 1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。 2.设计传动系统并确定其传动比分配。 3.图纸上画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。 4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。图解法或解析法设计平面连杆机构。 5.凸轮机构的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图。 6.齿轮机构的设计计算。 7.编写设计计算说明书。 8.学生可进一步完成：平面连杆机构（或灌装机）的计算机动态演示等。 1.3设计提示 1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。
课程设计 题目：旋转型灌装机的设计 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期：
一、设计题目 旋转型灌装机 二、原始资料 旋转型灌装机的传动方式，参数要求 三、上交材料 机构运动简图1份 课程设计说明书1份四、进度安排(参考) 熟悉题目，并收集相关资料 确定传动机构及设计方案，确定传动比 绘制运动机构简图及运动循环图 编写说明书 准备及答辩 五、指导教师评语 成绩： 指导教师 日期
摘要 设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器连续灌装流体，转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。我们通过连杆机构，凸轮机构及齿轮机构等3种常用机构，达到我们说要设计的要求，使我们的旋转型灌装机更合理，更实用，更经济。 通过这次的课程设计，可以把所学理论运用到实际设计当中，也充分的锻炼自己的创新能力，掌握了一些常用机构的设计方法和过程，提高了我们综合运用机械原理课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展
Abstract Design of rotary-type filler. Turning the table on a continuous filling of fluid containers, multiple-station turntable relented, and in order to achieve filling, sealing and other processes. To ensure that these public spaces can accurately filling, sealing, should be locating device. Through linkage, cam and gear mechanism such as three kinds of common institutions, to achieve our design requirements that have to make our rotating filling machine is more reasonable, more practical and more economical. Through this curriculum design, the theory can be applied to the actual designs, but also to fully exercise their a bility to innovate, to master a number of commonly used design methods and processes for agencies to improve the integrated use of mechanical principles of our ability to curriculum theory, trained to analyze and solve practical problems in general mechanical movement of the capabilities and what they have learned to be further consolidated, deepened and extended
. 学号06100224成绩 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 (4) 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 (9) 5.1 综述 (9) 5.2设计方案 (9) 5.2.1 设计方案I (9) 5.2.2 设计方案II (10) 5.2.3 设计方案III (10) 5.2.4比较、选择设计方案 (11) 六．机械系统的运动循环图 (12) 七．执行机构的运动分析及设计 (12) 7.1凸轮结构的设计分析 (12) 7.1.1凸轮机构运动分析线图 (15) 7.2曲柄滑块机构的设计分析 (16) 7.2.1连杆机构的尺寸参数设计 (16) 7.2.2曲柄滑块机构的三维模型设计 (17) 7.2.3 曲柄滑块的运动分析线图 (17) 7.3 间歇机构的设计 (19) 八．设计感想 (21) 九．主要零件附图 (22) 十．主要参考资料 (23)
1.11.2（如饮料等）封口等工序。入空瓶；工位输出灌装好的容器。 1.3原始数据及设计要求 （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。
机械原理课程设计（旋转型灌装机设计）- -1- 机械与机械理论 贵州大学机械工程学院 机械原理课程设计手册 旋转式灌装机 第11题 学院:机械工程专业:256班+姓名学生编号。: 讲师: 日期: -2- 机械与机械原理 目录 机械原理课程设计任务书标题编号11..................................................................................-3-1，设计主题和原始数据....................................................................................-3-2，设计表明.................................................................................................-3-3、设计任务..............................................................................................................-4 -
2，设计背景.................................................................................................................. -4-3，方案选择..............................................................................................................-5 -3.1摘要.................................................................................................................. .................- 5 - 3.2选择设计方案 (5) 3.2.1，功能逻辑图和功能原始理解图....................................................................-5-3.2.2、功能原理的工艺过程分解.......................................................................-7-3.2.3，方案的确定.......................................................................-18-3.3机械系统运动转换功能图.................................................................................................................. ..18-4，原动机选择了.................................................................................................................-21-5，传动比分布.................................................................................................................-21-6、传动机构的设计. (21) 6.1减速器设
目录 第一章设计任务 (2) §1-1 工作原理及工艺动作 (2) §1-2 设计要求及提示 (2) §1-3 设计任务要求 (2) 第二章旋转型灌装机的工作原理及其功能原理 (3) §2-1旋转型灌装机工作原理 (3) §2-2 旋转型灌装机的功能分解图、执行机构动作分解图 (4) 第三章旋转型灌装机机构运动总体方案 (15) §3-1 旋转型灌装机总体方案图(机构运动简图) (15) 第四章工作循环图及运动转换功能图 (17) §4-1工作循环图 (17) §4、2绘制机械系统运动转换功能图 (18) §4-3用形态学矩阵法创建旋转型灌装机机械系统运动方案: (18) 第五章旋转型灌装机各运动构件的设计选择与分析 (19) §5-1传动机构的选择: (19) §5-2减速机构的设计,选择与分析 (20) §5-3灌装机构的设计: (21) §5-4间歇运动机构的设计,分析 (25) §5-5传动齿轮,带轮,链轮的设计: (27) §5-6压盖封口机构的设计: (27) 第六章设计总结与心得体会: (29) 参考文献 (30)
贵州大学机械工程学院贵州大学机械工程学院 机械原理课程设计任务书题号5 旋转型灌装机 第一章 设计任务 1-1 工作原理及工艺动作 设计旋转型灌装机。 在转动工作台上对包装容器(如玻璃瓶)连续灌装流体(如饮料、酒、冷霜等),转台有多工位停歇,以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口,应有定位装置。如图1中,工位1:输入空瓶;工位2:灌装;工位3:封口;工位4:输出包装好的容器。 该机采用电动机驱动,传动方式为机械传动。 1-2 设计要求及提示 12 3 4 传送带 固定工作台 转台 1、采用灌瓶泵灌装流体,泵固定在某工位的上方。 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。 3、此外,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。 1-3 设计任务要求 1)根据功能要求,确定工作原理与绘制系统功能图。 2)按工艺动作过程拟定运动循环图。
旋转型灌装机设计书 一、任务设计书 1、工作原理及工艺动作过程 设计旋转型灌装机。在转动工作台上对容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口应有定位装置。如图所示，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出灌装好的容器。 图1 旋转型灌装机 2、原始数据及设计要求 该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动，技术参数见下表。 旋转型灌装机技术参数 3、设计方案提示 （l）灌装机构：采用灌瓶来灌装流体，泵固定在某工位的上方。 （2）压盖机构：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l可采用移动导杆杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。 （3）间歇传动机构和定位机构：实现工作转台间歇传动。为保证停歇可靠，还应向定位（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 4、设计任务 1）按工艺动作要求拟定运动循环图。 2）进行转盘间歇运动机构、压盖机构、间歇传动机构和定位机构的选型，实现上述动作要求，并将各机构按照一定的组合方式组合起来； 3）机械运动方案的评定和选择。 4）按选定的电动机和执行机构运动参数拟定机械传动方案。 5）画出机械运动方案简图。 6）对传动机构和执行机构进行运动尺寸计算。 7）编写设计计算说明书（课程设计专用稿纸）。 8）在三号图纸上完成机械运动简图。 9）准备答辩。 二、功能分解 若要完成任务设计书所要求的功能，需要先完成电动机、减速机构之后分别完成传送带送入、杯子的定位与固定、灌装饮料、利用凸轮或连杆机构加盖、传送带送出这五个部分。 分解功能如下图所示：
旋转型灌装机课程设计说明书机械原理课程设计 目录 1. 题目 2. 设计题目及任务………………………………………………………………… 2.1 设计题目……………………………………………………………………… 2.2 设计任务……………………………………………………………………… 设计方案 3.方案一…………………………………………………………………………… 3.1功能逻辑图和功能原理解图………………………………………………… 3.2工艺分解……………………………………………………………………… 3.3机械系统运动转换功能图…………………………………………………… 3.4方案总图……………………………………………………………………… 3.5运动循环图…………………………………………………………………… 4.尺寸设计………………………………………………………………………… 4.1 凸轮设计……………………………………………………………………… 4.2 槽轮设计……………………………………………………………………… 4.3 齿轮设计……………………………………………………………………… 4.4 其它机构尺寸设计………………………………………………………… 5. 方案二………………………………………………………………………… 5.1功能逻辑图和功能原理解图………………………………………………… 5.2工艺分解……………………………………………………………………… 6.机构的选择与比较………………………………………………………………
6.1传动机构的选择与比较………………………………………………………… 6.2执行机构的选择与比较………………………………………………………… 7.小结……………………………………………………………………………… 1 题目:旋转型灌装机 2、设计题目 设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器(如玻璃瓶)连续灌装流体(如 饮料、酒、冷霜等)，转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确的灌装、封口，应有定位装置。如图1所示，工位1:输入空瓶; 工位2:灌装; 工位3:封口; 工位4:输出包装好的容器。 图1 旋转型灌装机 2.1设计参数 该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表1。 表1 旋转型灌装机技术参数 方案号转台直径/mm 电动机转速/(r/min) 灌装速度/(r/min)
机械原理课程设计任务书 旋转型灌装机 图1-1 旋转型灌装机 1.1设计题目及原始数据 设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装、封口等工序。为保证在这些工位上能够准确地灌装、封口，应有定位装置。如图1中，工位1：输入空瓶；工位2：灌装；工位3：封口；工位4：输出包装好的容器。 该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见下表。 旋转型灌装机技术参数表 1.2 设计方案提示 1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。 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.此外，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。 1.3设计任务 1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构；
2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图； 3.图纸上画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍； 4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。图解法或解析法设计平面连杆机构； 5.凸轮机构的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图； 6.齿轮机构的设计计算； 7.编写设计计算说明书； 2．旋转型灌装机的工作功能原理 图2-1 后，固定于工作台上方的灌装设备和封口压盖设备分别对空容器进行灌装和已灌装容器进行封口压盖。灌装，封口压盖工序完成后，容器随着旋转工作台的间隙旋转运动至4位置，由于输出传送带的作用，在4位置的容器将随着输出传送带被带至下一个工序的位置上。 2.2 旋转型灌装机功能原理
位2该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见下表。 旋转型灌装机技术参数表 1.2 设计方案提示 1.采用灌瓶泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。 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.此外，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。
1.3设计任务 1.旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构； 2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图； 3.图纸上画出旋转型灌装机的运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍； 4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动线图。图解法或解析法设计平面连杆机构； 5.凸轮机构的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出从动件运动规律线图及凸轮廓线图； 6.齿轮机构的设计计算； 7.编写设计计算说明书； 2．旋转型灌装机的工作功能原理 2.1 旋转型灌装机工作原理
图2-1 后，固定于工作台上方的灌装设备和封口压盖设备分别对空容器进行灌装和已灌装容器进行封口压盖。灌装，封口压盖工序完成后，容器随着旋转工作台的间隙旋转运动至4位置，由于输出传送带的作用，在4位置的容器将随着输出传送带被带至下一个工序的位置上。 2.2 旋转型灌装机功能原理 （1）基于上述设计任务书的要求以及旋转型灌装机的工作原理，为了实现旋转型灌装机的总功能要求，我们将旋转型灌装机要实现的功能分解为如下分功能： ①容器输入与传送功能； ②容器定位功能； ③容器夹紧功能； ④灌装功能； ⑤封口压盖功能； ⑥产品输出与传送功能。 其功能逻辑图如下图图2-2所示：
< 机械原理课程设计 旋转型灌装机 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化班级： 成员： — 指导老师： 日期：
目录 [ 1. 设计题目.......................................... - 3 - 设计条件.......................................... - 3 -设计任务.......................................... - 3 -设计提示......................................... - 4 - 2.原动机的选择....................................... - 4 - 3. 传动比分配........................................ - 4 - 4. 传动机构的设计.................................... - 4 - 第一次减速器设计.................................. - 4 -] 第二次减速装置设计................................ - 5 -第三次减速装置设计................................ - 6 -齿轮的设计........................................ - 6 -5.方案选择........................................... - 8 - 综述.............................................. - 8 -选择设计方案...................................... - 8 -方案确定......................................... - 10 -6．机械运动循环图................................... - 10 -- 7．凸轮设计、计算及校核............................. - 10 -