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
目录
摘要.............................................................................................................................................. I ABSTRACT ..................................................................................................................................... I 目录............................................................................................................................................ V 1 绪论 (1)
1.1本课题的设计内容和意义 (1)
1.2本课题的国内外发展概况 (1)
1.3本课题应达到的要求 (2)
2液体灌装机主体机构的方案设计 (3)
2.1灌装机的概述 (3)
2.1.1 液体灌装机的分类 (3)
2.1.2 液体灌装机的选择原则 (5)
2.1.3 灌装的基本方法 (6)
2.2灌装机的总体方案 (7)
2.3灌装机的供料装置 (7)
2.4灌装机的供瓶装置 (8)
2.4.1 螺旋限位装置 (8)
2.4.2 星形拨瓶轮装置 (8)
2.5灌装机的托瓶机构 (9)
2.6灌装机的灌装阀 (10)
2.6.1灌装阀的定量方法 (10)
2.6.2 灌装阀的灌装原理 (12)
2.6.3 灌装阀的密封 (13)
3 灌装机传动部分的设计计算 (14)
3.1电动机的选择 (14)
3.2减速器的选择 (15)
3.3带传动的设计 (15)
3.4中心轴的设计 (18)
3.4.1 中心轴的材料 (18)
3.4.2 中心轴的安装 (19)
3.4.3 中心轴的结构尺寸 (20)
3.4.4 中心轴的计算 (21)
3.4.5 轴上键的选择 (23)
3.5中心轴齿轮的设计 (24)
3.5.1 齿轮的材料 (24)
3.5.2 齿轮的计算 (25)
3.6锥齿轮的设计计算 (30)
3.7本章小结 (35)
4 灌装机的设备调试与维护 (36)
4.1设备调试 (36)
4.2设备维护 (36)
5 结论与展望 (38)
5.1结论 (38)
5.2不足之处及未来展望 (38)
致谢 (39)
参考文献 (40)
旋转型灌装机设计
1 绪论
1.1 本课题的设计内容和意义
食品包装是生产生活中必不可少的一个环节，其中液体饮料的灌装占据了很大一块市场。它在人们的生活中占据的地位的提高，也带动了灌装机械的发展。灌装机作为液体包装的主要设备，它的研究水平近年来也随着科技的发展，也有了很大的提高。
近半个多世纪以来，随着人们生产与流通日益社会化、现代化，灌装行业正以崭新的面貌为人们所重视。在国内外，灌装产业已涉及各行各业，对人们生活、国家经济以及国防建设都有深刻的影响，甚至在现实生活中出现了过去难以想象的新场景，灌装机的出现使液体的灌装过程更加方便、快捷，更加自动化。
我国饮料、乳品、啤酒市场得到长期发展的同时也带动了包装机械业的飞速发展。自从上世纪80年代开始，中国每年都要进口大量的饮料、乳品和啤酒包装机械，至今引进的势头仍然是有增无减。这些机械大多是高速自动化生产线，可靠性强，产量高，部分设备是当今世界最为先进的机型。这些生产线的引进，使中国部分饮料、乳品和啤酒企业的包装水平得以与发达国家同步发展。目前，品包装机械的产值在300亿元人民币左右，而每年进口的食品包装机械约10亿美元。其中饮料、乳品和啤酒包装机械占有相当大的比重[1]。
灌装是食品生产中重要的环节，而矿泉水及其他无气液体饮料在人们的生活中占据了重要的地位，从而也带动了灌装机械的发展。本设计是针对矿泉水、果汁等无气饮料的灌装设备的设计，它的主体部分包括6大部分：供料装置、灌装阀、托瓶机构、供瓶装置、瓶高调节装置以及进出瓶装置，其中进出瓶装置又包括进瓶螺旋限位装置、进瓶拨轮装置以及出瓶拨轮装置。除主体部分外，还有传动部分，本设计主要对进出瓶装置以及传动部分的计算及校核，使之能够符合工作要求，满足生产需要。
大量事实表明，实现灌装行业的机械化和自动化，尤其是实现高度灵活的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济利益。
(a)能增加品种花色，提高产品质量，增强市场的竞争能力；
(b)能改善劳动条件，降低环境污染，改善生活质量；
(c)能节约材料，降低成本，增加材料的利用率；
(d)能提高生产效率，加速产品的不断更新换代。
1.2 本课题的国内外发展概况
灌装方法的产生源自于人类开始采用容器盛装液体以后。19世纪末到20世纪初之前，人们通常使用水罐或水杓的方法进行人工灌装或直接将容器浸入液料中进行灌装。大约在1980年，美国的Horix、Kiefer和U.S.BottLers等三家公司开始制造容器灌装的机械装置。第一台商业型灌装机是由美国一家名为Kiefer公司制造的，Horix公司也在1920年首次制造了一款重力灌装机，被用于灌装番茄酱，时至今日这家公司仍生产灌装机。20年代初这几家公司着手生产回转式灌装机，其中U.S公司制造纯真空灌装机。20世纪以来，灌装机械工业迅速发展，那时灌装的速度取决于人工将瓶子对准灌装阀，等待瓶子灌完所需的时
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间。今天，回转式自动灌装机的生产能力己达每分钟2000瓶。
我国在解放前夕几乎没有灌装机械，灌装生产绝大部分处于手工操作阶段，非常落后。之后的70年代初，上海、北京、广州、青岛、烟台等地引进三十多条灌装线，其中有西德Seitz厂、意大利Simonazi公司、美国Merer公司、日本三菱公司，另外还有许多罗马尼亚灌装线。随后，我国广东轻工机械厂、北京酿酒机械厂、上海化工机械厂等许多家仿制了不少灌装线，初步改善了灌装生产的落后面貌，但灌装机械的发展与国际先进水平的差距仍很大[1]。为此，我国应根据自己的国情，吸收国外的先进技术，设计和生产出具有先进水平的灌装机，其发展趋势向高效化、自动化、节能化发展,，力图采用新技术、新材料,如计算机辅助设计、微机控制等，开创一代新型灌装机。
当今灌装机械制造水平的发展水平体现在灌装阀核心技术的发展水平上：从旧时重力灌装到如今先进的抽真空等压灌装、从以前平面阀密封结构到现在锥形阀密封结构。这些变化都体现了世界技术的进步与发展。我国灌装机械制造产业，经历了仿制、引进别国技术、消化吸收、自主创新、开发的过程，技术进步及创新开发的速度变快了，而且在不断缩小与国外先进技术之间的差距。
现代灌装技术的目标是追求自动化、高效、精确。精确的灌装量，灌装过程的高速、可靠，尽量小的液损，以及整条生产线的最优化控制，都由于电子技术的实际应用而成为可能。电子灌装阀灌装技术迅速发展是大势所趋。目前国外灌装机使用的电子阀有三种形式：探针式（液位传感器）电子阀、配置电磁流量计的电子阀、配置定量筒的电子阀。我国一些灌装设备制造厂也在开始研制适合中国国情的电子阀灌装机，但电子阀灌装机在我国的推广使用受到国产包装容器几何形状精度不高和电子器件水平的制约。
1.3 本课题应达到的要求
随着灌装机械竞争加剧，未来灌装行业将根据产业自动化趋势，朝着自主研发技术、高速包装机等方向进行，在技术发展上正朝着以下方向发展：
（1）机械功能多元化。工商业产品已趋向精致化及多元化，在大环境变化下，多元化、弹性化且具有多种切换功能的包装机各种方能适应市场需求。
（2）结构设计标准化、模组化。充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型。
（3）控制智能化。目前包装机械厂家普遍使用PLC动力负载控制器，虽然PLC弹性很大，但仍未具有电脑（含软件）所拥有的强大功能。未来包装机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为食品包装控制器的新趋势。
（4）结构运动高精度化。结构设计及结构运动控制等事关包装机械性能的优劣，可通过马达、编码器及数字控制（NC）、动力负载控制（PLC）等高精密控制器来完成，并适度地做产品延伸，朝高科技产业的包装设备来研发[2]。
由于本课题是机械专业的毕业课题，而我国目前包装机械行业的发展空间比较的大，研究包装机械方面的课题对我们个人发展以社会进步都有积极意义，它能培养和锻炼学生综合能力。一方面巩固、增长我们的专业知识，提高我们综合运用知识的能力，为以后的生产工作积累宝贵的经验；另一方面也使我们能在自己的课题上有所发现，有所改进，从而进行创新，提出一些具有建设指导性的意见。
旋转型灌装机设计
2 液体灌装机主体机构的方案设计
2.1 灌装机的概述
灌装机广泛应用于食品工业中的矿泉水、啤酒和果汁饮料等产品的装填灌注，即将送来的空包装容器注满液体后，再分个运送出去。液体灌装机是液体包装生产线的核心设备．液体灌装过程中出现的冒泡、灌不满、液位偏高或偏低、增氧量和瓶颈空气超出标准等现象，都会直接导致液损的增加，从而增加了液体的包装成本。因此，灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益。下面我们先了解一下液体灌装机的基本要求和工作原理．然后再对影响灌装效果的一些主要因素做分析。
不含气液体灌装机的基本要求：
1、产品在正常工作时，灌装头(阀)在非灌装位置不应有滴漏现象。
2、各管路应畅通，且不应有渗漏现象。
3、产品应达到额定生产能力，在正常工作时，瓶损率应不大于0.05%。
4、产品在正常工作时，灌装容量应不少于公称容量，灌装液位差应不大于 ±6mm。
5、灌装合格率应不小于98 %[3]。
液体灌装机是围绕灌装的工艺流程展开的，其工作原理是：从洗瓶机出来的洁净空瓶子由输瓶带送入灌装机的进瓶螺旋，由进瓶螺旋将挨个儿的瓶子以一定间距分开输送，再经进瓶拨瓶轮送至回转台上，使之在回转台上饶回转台中心轴回转。与此同时，液箱内的灌装阀的量杯上端和液箱出液口处阀高调节结构连接，它能随着导轨边旋转边上下运动，当瓶子进入回转台后，灌装阀的量杯沿导轨向下运动，从而使灌装阀的喇叭口紧压瓶口，使量杯中心导管接通，液体沿着导管流入瓶中。当瓶子旋转到一定位置时，量杯此时沿着导轨上升，上升到一定高度使得阀上的喇叭口与瓶口分离，导管被封死，液体不再下流，瓶子里的水也刚好灌至所需高度，然后再经由出瓶口处的拨瓶轮拨传送出去，流入下一步工序，这样便完成了整个灌装过程。
2.1.1 液体灌装机的分类
液体灌装机按灌装瓶的主要运动形式分类可分为以下：
（1）旋转型灌装机
图2.1 旋转型灌装机的俯视图
旋转型灌装机如图 2.1，空瓶经洗瓶机洗净后由输送带输入灌装机的瓶输送部分，待
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灌瓶由输送部分或人工送入灌装机进瓶机构，瓶子由灌装机转盘带动绕主立轴旋转运动进行连续灌装，转动近一周时瓶子己灌满，然后由转盘送入压盖机进行压盖，然后再由输送带输送成品。其中，瓶子在灌装过程中升降如图2.2。
图2.2 灌装机灌装过程展开示意图
这种灌装机在食品、饮料行业应用最广泛,如汽水、果汁、啤酒、牛奶等的灌装,此机主要由供料装置、供瓶系装置、灌装阀、托瓶机构、瓶高调节装置、传动系统、机体、自控等部分所组成,其中灌装阀是保证灌装机能否正常工作的关键[4]。这类灌装机相比于直线型灌装方式而言，在灌装速度精度上都有所提高，效率大大提高了。
（2）直线型灌装机
直线型灌装机的流程图如图2.3，待灌装的空瓶从上一步操作（一般是洗瓶机）沿直线由传送带传送,进行成排灌装，凡送来一排空瓶由推瓶板向前推送一次,到送至灌液管的下方时,阀门打开进行灌装,间歇进行操作。灌完的瓶子再由传送地运至下一步流程，最后包装成品后完成。
1-推瓶板2-限位拨盘3、11、13-传送带4-传送盘5-瓶子6-上盖机构
7-料斗8-拧紧机构9-商标盒10-浆糊盒12-推料板14-储液箱15-灌装管
图2.3 直线灌装机工作流程图
这种灌装机相对旋转型灌装机而言，它结构较为简单，制造方便，但体型比较大，而
旋转型灌装机设计
且做得是间歇运动，生产能力的提高有所限制，因此一般只用于无汽液料类的灌装，有很大的局限性，难以用作批量大规模生产。
（3)自动化灌装机
该类型可分为:单机自动机和联合自动机(可以包括连续进行洗瓶、灌装、压盖、贴标、装箱等工序)。自动灌装以采用机械传动控制为主的最普遍[4]。
此外,，还有自动化程度、机械结构及灌装方法等多种方法分类的，具体的详细内容见表2-1：
表2-1 灌装机的分类方法
2.1.2 液体灌装机的选择原则
灌装机的选择：合理选择灌装机是保证产品质量，提高经济效益的重要途径。一般来说，应密切联系生产实际，尽量选择质量好、效率高、结构简单、使用维修方便、体积小、重量轻的灌装机。灌装机知识在选择灌装机时，应遵循以下原则。
为生产工艺服务的原则。首先应根据灌装物料的性质（粘度、起泡性、挥发性、含气性等）选择适宜的灌装机，以满足生产工艺要求。例如对于芳香较浓的酒液，为避免挥发性芳香物质受到损失，一般应采用容杯式或常压灌装机；对于果汁类料液，为了减少与空气接触，保证产品质量，一般应采用真空加汁类灌装机。其次，应使灌装机的生产能力和前后工序的加工、包装机械的生产能力相匹配。
生产率高和产品质量好的原则。生产率的高低直接反映生产线的生产能力。所以生产率越高，其产生的经济效益越好。为了提高产品质量，应选择设备精度高、自动化程度也高的灌装机。但是设备的售价也相应提高，增大了产品的单位成本。因此在选择灌装机时，应结合生产工艺要求，对相关的因素进行综合考虑。
工艺范围宽的原则。灌装机的工艺范围是指其适应不同生产要求的能力。工艺范围越宽，越能提高设备的利用率，实现一机多用，即利用同一设备可以灌装多种物料和多种规格。因此为了适应酒水、饮料行业多品种、多规格的生产要求，应选择工艺范围尽可能宽的灌装机[5]。
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2.1.3 灌装的基本方法
灌装就是将一定量的液体注入到空包装容器中的流程。这种液体主要是指具有低粘度的可流动性液体，如酒类、汽水、果汁等。它们可以依据自身重力以一定速度流入到包装容器中。此外，灌装机也可灌装一些粘稠不大的液体和一些粘度很高的物料，如果酱、油脂、牙膏及黄油等等。这些物料，只依靠重力是不能使其灌装到包装容器内的，因此需要施以一定大小色的压力，依靠压力将其挤压到包装容器中。由于液体种类的多样性，其性能不一，如粘度、起沫性、含气性、挥发性等，所以采用不同的灌装方法；其次液体包装容器的多样性，如玻璃瓶、金属罐、塑料瓶、复合纸盒等，所以，灌装机选择合理的灌装方法应该根据不同的包装容器、包装物料及不同的灌装工艺。由于液体物料性能不同,我们常采用以下几种方法进行灌装：
(1)常压灌装
常压灌装，又叫重力灌装，即在常压状态下，利用液体本身的重力作用将使其自己流到灌装容器中，它整个工作系统是处于开放状态下，该灌装方法是最原始的灌装方法。至今仍被用在流动性很好的液体灌装中，这各方法比较适用于流动性好、不含气、不易挥发的液体中。如矿泉水、白酒、酱油、牛奶等。
(2)压力灌装
压力灌装，是借助外界压力将液体物料压入包装容器中。外界压力有机械压力、气压、液压等。压力灌装主要适用于粘度较大，流动性较差的薪酬物料的灌装，可以提高灌装速度。压力法灌装与真空法正好相反，灌装密封系统处于高于大气压力的状态中，将正压力加于产品上。压力法对于不能抽真空的产品是很理想的，如酒精类饮料(酒精含量会随真空度增加减少)，热饮料(90℃的果汁，抽真空可引起液料迅速蒸发)，如果采用常压灌装液管道比较细，阻力大，效率低，为了提高灌装速度，可采用压力灌装等。压力法可在产品和排气两端保持高于大气压的压力，且产品端压力更高，这样的系统有利于控制某些饮料保持较高的二氧化碳含量。
(3)等压灌装
等压灌装，即先向包装容器内充气，使容器内压力与贮液缸内压力相等，再将贮液
缸的液体物料灌入包装容器内。等压灌装又称压力重力灌装、气体压力灌装。这种灌装
方法只适用于含气饮料，如啤酒、汽水、香槟等。
(4)负压灌装
负压灌装是先将包装容器抽气形成负压，再将液体物料灌入包装容器内。这种灌装方法不但能提高灌装速度，而且能减少包装容器内残存的空气，防止液体物料氧化变质，可延长产品的保存期。此外，还能限制毒性液体的逸散，并可以避免灌装有裂纹或缺口的容器，减少浪费，适用于不含气体，且怕接触空气而氧化变质的粘度稍大的液体物料，以及有毒的液体物料。如果汁、果酱、糖浆、油类、农药、药水等[1]。
此外还有虹吸法，虹吸法灌装应用虹吸原理使液体料经虹吸管由储液箱被吸入容器，直至两者液位相等为止。此法适合灌装低粘度不含气的液料，设备结构简单，但灌装速度低。该方法出现最早，人们最容易接受，原理也比较简单，但现在很少使用。
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
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。
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。
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 -
1 绪论 1.1 包装机械化的重要意义 近半个多世纪来，随着生产与流通日益社会化、现代化，产品包装正以崭新的面貌崛起，受到人们的普遍重视。无论在国内或国外，包装工作已涉及各行各业，面广量大，对人民生活、国际贸易和国防建设都带来深刻的影响，甚至在现实生活中出现了过去难以想象的新情况。 大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。 (a)能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力； (b)能改善劳动条件，避免污染危害环境； (c)能节约原材料，减少浪费，降低成本； (d)能提高生产效率，加速产品的不断更新。 实现包装机械化和建立现代包装工业，将会更好地适应市场的实际需要，更加合理地利用劳动力，为社会多创造财富[9]。 1.2 包装机械的组成 包装机械由动力机、传动部分和执行部分等组成。通常又将包装机械分为八个组成要素: (1)被包装物品的计量与供送系统 被包装物品的计量与供送系统是指将被包装物品进行计量、整理和排列，并输送至预定工位的装置系统。 (2)包装材料的整理与供送系统 包装材料的整理与供送系统是指将包装材料进行定长切断或整理排列，并逐个输送至预定工位的装置系统。 (3)主传送系统 主传送系统是指将被包装物品和包装材料由一个包装工位顺次传送到下一个包装工位的装置系统。 (4)包装执行机构 包装执行机构是指直接进行裹包、充填、封口、贴标、捆扎和容器成型等包装操作的机构。 (5)成品输出机构 成品输出机构是指从包装机上卸下、定向排列并输出的机构。 (6)动力机和传动系统
动力机和传动系统将动力机的动力与运动传递给执行机构和控制元件，使之实现预定动作的装置系统。通常由机、电、光、液、气等多种形式的传动、操纵、控制以及辅助等装置组成。 (7)控制系统 控制系统由各种自动和手动控制装置等所组成，是现代包装机的重要组成部分，包括包装过程及其参数的控制，包装质量、故障与安全的控制。 (8)机身 1.3 我国包装机械的现状及包装机械的发展未来 1.3.1 我国包装机械的现状 灌装机械制造水平的发展体现在灌装阀核心技术的发展上：从重力灌装到先进的抽真空等压灌装；从平面阀密封结构到堆形阀密封结构。这些都体现了技术的进步与发展。我国的灌装机械制造业，经历了仿制、引进技术、消化吸收、创新、自主开发的过程，技术进步及创新的速度更快，而且在不断缩小与国外先进技术之间的距离。 现代灌装技术的目标是精确、高效、自动化。精确的灌装量，灌装过程的高速、可靠，尽量小的液损，整条生产线的最优化控制，都由于电子技术的实际应用而成为可能。电子灌装阀灌装技术迅速发展是大势所趋。目前国外灌装机使用的电子阀有三种形式：探针式（液位传感器）电子阀、配置电磁流量计的电子阀、配置定量筒的电子阀。我国一些灌装设备制造厂也在开始研制适合中国国情的电子阀灌装机，但电子阀灌装机在我国的推广使用受到国产包装容器几何形状精度不高和电子器件水平的制约。 1.3.2 包装机械的发展未来 随着包装机械竞争加剧，未来包装业将配合产业自动化趋势，朝着研发技术、人才及高速包装机等方向进行，在技术发展上正朝着以下方向发展。 机械功能多元化。工商业产品已趋向精致化及多元化，在大环境变化下，多元化、弹性化且具有多种切换功能的包装机各种方能适应市场需求。 结构设计标准化、模组化。充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型。 控制智能化。目前包装机械厂家普遍使用PLC动力负载控制器，虽然PLC弹性很大，但仍未具有电脑（含软件）所拥有的强大功能。未来包装机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为食品包装控制器的新趋势。 结构运动高精度化。结构设计及结构运动控制等事关包装机械性能的优劣，可通过马达、编码器及数字控制（NC）、动力负载控制（PLC）等高精密控制器来完成，并适度地做产品延伸，朝高科技产业的包装设备来研发。
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 机械原理课程设计任务书题号11
目录 1.题目 2.设计背景 (1) 3.设计题目及任务…………………………………………………………设计题目…………………………………………………………设计任务………………………………………………………… 4.运动方案………………………………………………………… 4.1 方案一………………………………………………………… 4.2 方案二………………………………………………………… 5.运动循环图………………………………………………………… 6.尺寸设计………………………………………………………… 7.Matlab算法与运动曲线图………………………………………………… 8.心得体会………………………………………………………… 9.参考书籍…………………………………………………………
一、题目：垂直锤钉装置 二、设计背景 目前，在人们的生活中，时常要钉各种钉子，但在操作中，由于定位不足，再加上榔头打击方向不准，常常要把钉子敲歪，很难将钉子垂直地钉入物体中，而且，有时还会出现锤子直接敲打在人的手上的情况，使人的生命健康受到影响。所以，在钉钉子时，都是一只手捏住钉子，令一只手握住榔头，在沿钉子轴线的方向上施加压力，从而将钉子钉入。但是通常很难保证钉子的轴线和榔头作用轴线在一条直线上，所以经常出现歪斜现象。因此使用者需多次调整，从而降低了工作效率。 三、设计题目即任务 2.1 设计题目 设计垂直锤钉装置。该装置实现将普通钉子垂直钉入所需平面。它应该包含办证钉子与被锤入面垂直的夹块部分，和将钉子锤入的推杆机构，另外，为了提高工作效率，最好还可以设计实现连续锤钉的部分。 使用这种装置时，使用者不必用手持钉子，推杆与钉子在同一直线上，不会发生钉子歪倒现象，当钉子装入该装置后，即可快速完成上述锤钉工作，在大量锤入同一型号的钉子时效果更加显著。 2.2 设计任务 1．垂直锤钉装置应包括连杆机构和棘轮机构等两种常见的机构。 2．确定各连杆机构的尺寸及形状。 3．使用Matlab软件对连杆机构进行速度、加速度的分析，绘出运动曲线图。用图解法或解析法设计连杆机构 4。画出锤子锤钉装置的运动简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。 5．编写设计计算说明书。 6．完成计算机动态演示。 2.3 设计提示 1．采用两个夹块夹紧要锤的钉子，同时夹块的外表面贴紧需要上钉子的表面，以此来保证锤进的钉子与表面垂直而不会发生歪斜现象。 2．采用圆盘形钉夹，可在锤钉子前将钉夹填装好，使用时每钉上一个钉子后，可扣动扳机使弹夹自动填装下一个需要锤进的钉子，实现锤钉的连续性，提高了工作效率。3．此外需要设计实现间歇运动的棘轮机构，以实现弹夹的间歇运动，为保证间歇可靠，弹夹表面还应有定位机构，可采用凹槽、凸台设计方法。 三、运动方案 3.1 方案一： （1）附图说明 图1为本装置拧螺丝钉前的整体半剖装配图 图4为本装置开关的轴测图 图5为本装置的内置螺丝刀的轴测图 图6为本装置滑筒的局部剖视图 图7 为本装置的机架轴测图 图8 为本装置夹块的轴测图 其中1-连杆，2-弹簧，3-开关，4-内置螺丝刀，5-螺丝刀，6-滑筒， 7-机架，8-夹块，9-螺丝刀，301-转轴，302-短挡片，303-长挡片，