机械原理旋转型灌装机设计
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旋转灌装机机械原理课程设计一、设计目的旋转灌装机是一种广泛应用于食品、医药等行业的包装设备,其主要功能是将液体、粉末等物料准确地灌装到包装容器中。
本课程设计旨在通过对旋转灌装机的机械原理的研究与应用,培养学生对机械原理的理解与掌握能力,同时锻炼学生的创新能力和团队协作精神。
二、设计内容和步骤1.调研与分析根据实际情况,对市场上常见的旋转灌装机进行调研,并分析其机械原理和工作过程。
2.机械原理研究了解旋转灌装机的主要组成部件和工作原理,包括输送系统、控制系统、灌装系统等。
3.设计需求确定根据调研和机械原理研究的结果,确定设计的主要需求和目标。
4.设计方案制定根据设计需求,制定旋转灌装机的设计方案,包括结构设计、传动设计、控制系统设计等。
5.设计过程仿真与验证使用专业的机械设计软件对设计方案进行虚拟仿真,验证设计的可行性和有效性。
6.原理图与装配图绘制根据设计方案,绘制旋转灌装机的原理图和装配图,详细展示每个组件的位置和连接方式。
7.硬件和软件设计设计旋转灌装机的硬件和软件系统,包括选型、布局、接线和编程。
8.设计结果评估根据设计方案和仿真结果,评估设计的合理性和可行性,提出改进意见并进行修正。
9.设计成果展示将设计方案、原理图、装配图、仿真结果等进行展示,向全班同学和教师做技术报告,并进行现场演示。
三、设计成果要求1.设计方案具有合理性和可行性,并能满足设计需求和目标。
2.机械原理研究综合且详细,能清楚地描述旋转灌装机的工作原理和主要组成部件。
3.设计结果评估充分,能对设计方案的优缺点进行客观、准确地分析和评价。
4.设计成果展示内容齐全、清晰,演示效果好,能深入浅出地向同学和教师解释设计思路和过程。
四、设计注意事项1.在设计过程中,要保证设计方案的创新性和智能化,突出学生的独立思考和创造能力。
2.设计时要注意安全问题,合理选择材料和部件,保证设备的稳定性和可靠性。
3.在设计过程中,要注意与实际应用的结合,实际情况与设计方案相符。
机械原理课程设计-旋转型灌装机设计贵州大学机械工程学院机械原理课程设计说明书题号11旋转型灌装机学院:机械工程专业:班姓名学号:指导导师:日期:目录一、机械原理课程设计任务书题号11 ......... - 3 -一、设计题目及原始数据............... - 4 -二、设计方案提示........................... - 5 -三、设计任务................................... - 5 -二、设计背景................................................... - 7 -三、方案的选择............................................... - 8 -3.1综述............................................................. - 8 -3.2选择设计方案..................................... - 8 -3.2.1、功能逻辑图和功能原理解图- 8 -3.2.2、功能原理的工艺过程分解. - 10 -3.2.3、机械系统运动转化功能图. - 21 -3.3方案确定........................................... - 21 -四、原动机选择............................................. - 24 -五、传动比分配............................................. - 24 -六、传动机构的设计..................................... - 24 -6.1减速器的设计................................... - 24 -6.2齿轮的设计....................................... - 25 -七、机械运动循环图..................................... - 28 -八、机构设计................................................. - 28 -8.1、凸轮设计计算及校核.................... - 28 -8.2、槽轮尺寸设计与分析.................... - 31 -九、整体评价................................................. - 35 -十、Pro/e建模分析....................................... - 36 - 十一、设计小结........................................... - 40 - 十二、参考文献............................................. - 41 -贵州大学机械工程学院机械原理课程设计任务书题号11旋转型灌装机一、设计题目及原始数据设计旋转型灌装机。
旋转型灌装机机械原理旋转型灌装机是一种常用的装液体或半流体物质的设备,广泛应用于食品、化妆品、制药等行业。
本文将介绍旋转型灌装机的机械原理,包括结构组成、工作原理和关键部件。
一、结构组成旋转型灌装机主要由机架、传动系统、旋转机构和灌装头组成。
1. 机架:机架是灌装机的基础结构,用于支撑整个设备。
通常由钢材制成,具有足够的牢固性和稳定性。
2. 传动系统:传动系统是旋转型灌装机的核心部分,提供动力和运动控制。
通常由电机、减速器、传动轴和连杆机构等组成,可以实现旋转运动和步进运动。
3. 旋转机构:旋转机构主要由旋转盘和旋转驱动装置组成。
旋转盘安装在机架上,通过传动系统带动其旋转。
旋转驱动装置通常采用电机和减速器组合,确保旋转盘的稳定和平滑运行。
4. 灌装头:灌装头是与物料接触的部件,用于控制液体或半流体物质的进出。
灌装头通常由阀门、气缸和连接管道等组成,可以实现定量、连续和精确的灌装操作。
二、工作原理旋转型灌装机的工作原理基于旋转运动和重力作用。
1. 准备工作:首先需要准备好灌装物料和灌装容器,并将容器放置在旋转盘上,通常是通过输送带或者人工操作完成。
2. 开始灌装:当旋转盘开始旋转时,传动系统将动力传递给旋转盘,使之保持连续而稳定的旋转运动。
同时,灌装头开始工作,根据设定的参数控制阀门的开关,使液体或半流体物质进入容器内。
3. 灌装过程:灌装头根据设定的灌装量控制阀门的开关时间。
当阀门打开时,液体或半流体物质会自由流入容器内,当灌装量达到设定值时,阀门关闭。
通过重力和旋转运动的相互作用,灌装物料可以保持在容器内不外溢。
4. 结束灌装:当容器旋转至灌装头下方时,阀门关闭,灌装结束。
此时,容器可以被取下,并进行下一步的包装或处理。
三、关键部件旋转型灌装机的关键部件包括电机、减速器、旋转盘和灌装头等。
1. 电机:电机是传动系统的动力源,通常采用交流或直流电机。
电机的功率和转速要根据灌装物料的特性和要求来选择,以确保灌装过程的稳定性。
目录第一章设计任务 (3)§1-1 工作原理及工艺动作 (3)§1-2 设计要求及提示 (3)§1-3 设计任务要求 (3)第二章旋转型灌装机的工作原理及其功能原理 (4)§2-1旋转型灌装机工作原理 (4)§2-2 旋转型灌装机的功能分解图、执行机构动作分解图 (5)第三章旋转型灌装机机构运动总体方案 (16)§3-1 旋转型灌装机总体方案图(机构运动简图) (16)第四章工作循环图及运动转换功能图 (18)§4-1工作循环图 (18)§4.2绘制机械系统运动转换功能图 (19)§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: (19)第五章旋转型灌装机各运动构件的设计选择与分析 (20)§5-1传动机构的选择: (20)§5-2减速机构的设计,选择与分析 (21)§5-3灌装机构的设计: (22)§5-4间歇运动机构的设计,分析 (26)§5-5传动齿轮,带轮,链轮的设计: (28)§5-6压盖封口机构的设计: (28)第六章设计总结与心得体会: (30)参考文献 (31)大学机械工程学院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1234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。
图1 旋转型灌装机二、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:转台直径为500mm,电动机转速:960r/min,灌装速度:10r/min。
三、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.按工艺运动要求拟定运动循环图。
3.机构运动方案的评定与选择。
4.设计传动系统并确定其传动比分配。
5.绘制旋转型灌浆机的运动方案简图。
6.凸轮的设计计算。
7.齿轮机构的设计计算。
8.对传动机构和执行机构进行运动尺寸综合。
9.编写设计计算说明书。
四、功能分析待灌瓶由传送系统(一般经洗瓶机由输送带输入)或人工送入灌装机进瓶机构,转台有多工位停歇,可实现灌装、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。
我们将设计主要分成下几个步骤:1.输入空瓶:这个步骤主要通过传送带来完成,把空瓶输送到转台上使下个步骤能够顺利进行。
2.灌装:这个步骤主要通过灌瓶泵灌装流体,而泵固定在某工位的上方。
3.封口:用软木塞或者金属冠通过冲压对瓶口进行密封的过程。
4.输出包装好的容器:步骤基本同1,也是通过传送带来完成。
五、设计方案的拟定及最终确定以上4个步骤由于灌装和传送较为简单无须进行考虑,因此,旋转型灌装机运动方案设计重点考虑便在于转盘的间歇运动、灌装时灌嘴的定位、封口时的冲压过程,和实现这3个动作的机构的选型和设计问题。
(其中考虑到转盘旋转时工件的定位,固定工作台采用外环凸起形式)经小组成员研究讨论,下面拟定上述3个动作的实现方案:1.采用灌装泵灌装流体,泵固定在某工位的上方。
对于灌嘴的设计可以采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。
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。
旋转型灌装机机械设计
旋转型灌装机是一种常见的用于灌装液体、粉末或颗粒状物料的
设备。
其机械设计需要考虑以下几个方面:
1. 结构设计:旋转型灌装机通常由一个旋转的圆盘和多个容器
组成,容器上配备有喷嘴或装料口。
结构设计应考虑圆盘的旋转稳定性、容器的固定性以及喷嘴或装料口的准确定位等。
2. 运动传动设计:旋转型灌装机的旋转运动通常由电动机和减
速器驱动,传动部分需要设计合理的传动系统,确保旋转运动的平稳、准确。
3. 控制系统设计:旋转型灌装机需要配备相应的控制系统,以
实现自动化灌装作业。
控制系统需要设计适当的传感器检测和反馈,
确保各个工作步骤的协调和准确。
4. 安全设计:旋转型灌装机通常在高速旋转状态下工作,因此
安全设计至关重要。
需要考虑加装安全护罩、安全传感器等装置,防
止操作人员误伤。
5. 维护保养设计:旋转型灌装机的各个部件需要定期保养和维护,设计时应考虑方便拆解和维修。
以上是旋转型灌装机机械设计的几个重要方面,设计时还需要结
合具体的灌装物料和工艺要求进行综合考虑,确保设计出性能稳定、
高效可靠的设备。
旋转型灌装机运动方案设计机械原理课程设计旋转型灌装机运动方案设计机械原理课程设计随着科技的进步和工业化生产的飞速发展,灌装机在食品工业、药品工业等领域扮演着越来越重要的角色。
旋转型灌装机是一种高效、精准的灌装设备,广泛应用于各个行业。
本文将介绍旋转型灌装机的运动方案设计机械原理课程设计。
一、灌装机的概念和分类灌装机是指利用机械设备对液体物质进行定量自动灌装的设备。
灌装机的发展趋势是向着更高效、更节能、更智能化方向发展。
根据灌装方式和工作原理,灌装机可以分为往复式灌装机、螺杆式灌装机、注射式灌装机、重力式灌装机、旋转式灌装机等多种类型。
旋转型灌装机是一种利用旋转运动原理进行灌装的设备,是目前广泛应用于各个行业进行高速、高精度、高效率灌装的设备。
其工作原理是利用两个旋转的圆盘来完成液体的灌装。
二、运动方案设计机械原理课程设计旨在通过理论和实践相结合的方式,熟悉和掌握机械设计的相关知识和技能,对旋转型灌装机的运动方案设计起到重要的作用。
运动方案设计可以分为以下几个部分:1. 机构设计设计机构时,需要根据灌装物的性质和生产效率等因素考虑,从而选择合适的运动方案。
通常可以采用曲轴连杆机构、摆线机构和凸轮机构等。
2. 传动系统设计传动系统是灌装机的核心部分,需要选定合适的电机和减速器,确保灌装机的运行稳定性和可靠性。
同时,还需要根据机构设计的需求,选择适合的传动方式。
3. 控制系统设计灌装机必须配备精准的流量计,这是保证灌装质量的重要保障。
同时,还需要连接到电路系统,确保灌装机的可控性,以便实现有序、自动化的运行。
4. 机械结构设计机械结构是灌装机的基础架构,其设计需要考虑灌装机的使用环境和工作状态,确保其稳定性和高效性。
三、机械原理课程设计旋转型灌装机的机械原理课程设计,是在机械原理基础上进行的灌装机的设计和制造,通过对机械原理的深入理解和应用,为灌装机的运动方案设计提供有效的理论基础。
具体来说,机械原理课程设计应该涵盖以下几个方面:1. 对机械原理的具体了解和理解,在此基础上学习和运用相关知识和技能。
旋转灌装机机械原理课程设计一、引言旋转灌装机是一种常用于食品、饮料、化妆品等行业的包装设备,其主要功能是将液体、粉末或颗粒状物料灌装到包装容器中。
本文将围绕旋转灌装机的机械原理展开设计,并介绍其工作原理、组成部分以及关键技术要点。
二、工作原理旋转灌装机的工作原理主要包括以下几个步骤:1. 瓶子进料:通过输送装置将待灌装的空瓶送到指定位置,以便进行后续的灌装操作。
2. 灌装物料供给:将待灌装物料通过供料系统输送到灌装机的供料口,以满足灌装的需求。
3. 瓶子定位:通过定位装置将空瓶准确地定位到灌装口,确保灌装的准确性和稳定性。
4. 灌装操作:在确定好灌装量的前提下,将灌装机的灌装头与瓶口对准,在一定的时间内将物料注入瓶内。
5. 盖子供给:在灌装完成后,通过盖子供给系统将盖子送到灌装机的盖子位置。
6. 盖子封口:将盖子与瓶口对准,通过封口装置将盖子封闭,确保产品的密封性。
7. 产品出料:将灌装好的产品通过输送装置送到下一道工序或包装线。
三、组成部分旋转灌装机主要由以下几个部分组成:1. 机架:提供设备的整体结构支撑和稳定性。
2. 输送装置:用于将瓶子从进料口输送到灌装口,并将灌装好的产品送出设备。
3. 供料系统:将待灌装物料按一定的流量和压力输送到灌装机的供料口。
4. 灌装系统:包括灌装头、灌装量调节装置等,用于将物料精确地注入瓶内。
5. 定位装置:确保空瓶能够准确地定位到灌装口,避免灌装时的偏差。
6. 盖子供给系统:将盖子输送到盖子位置,以备灌装完成后的封口操作。
7. 封口装置:用于将盖子与瓶口对准,并进行封闭操作。
8. 控制系统:控制整个设备的运行和各个组件的协调工作。
四、关键技术要点1. 灌装量控制:通过灌装量调节装置,实现对灌装量的精确控制,确保每个产品的质量一致性。
2. 定位精度:定位装置应具备高精度的定位功能,以确保灌装过程中的准确性和稳定性。
3. 输送速度控制:输送装置的速度应能够与灌装机的工作速度相匹配,以实现高效稳定的生产。
旋转灌装机的机械原理1. 简介旋转灌装机是一种常用于食品、饮料、化妆品等行业的包装设备,用于将液体或粉状物质灌装到容器中。
其基本原理是通过旋转运动将容器与灌装口对准,并通过一系列机械动作完成灌装过程。
2. 基本构造旋转灌装机主要由以下几个部分组成:•供料系统:将待灌装的物料输送到灌装口。
•灌装系统:完成物料的定量灌装。
•密封系统:对容器进行密封。
•控制系统:控制整个机器的运行和各个部件的协调工作。
3. 工作原理3.1 供料系统供料系统主要由物料储存仓、输送管道和输送泵组成。
物料从储存仓中被输送泵吸取,并通过输送管道输送到灌装口。
3.2 灌装系统灌装系统主要由旋转盘、定位器、灌装头和控制阀组成。
其工作原理如下:1.旋转盘承载着容器,通过电机驱动旋转。
2.定位器用于将容器准确地定位到灌装口。
3.灌装头通过控制阀控制物料的流动,实现对容器的定量灌装。
具体的工作步骤如下:1.旋转盘将空容器从进料口取出,并通过定位器准确地将其定位到灌装口。
2.控制阀打开,物料开始流入容器。
3.当灌装量达到设定值时,控制阀关闭,停止物料的流入。
4.旋转盘将已灌装满物料的容器送出。
3.3 密封系统密封系统主要由密封头和密封机构组成。
其工作原理如下:1.密封头通过电机驱动进行上下运动。
2.当容器经过密封头时,密封头向下压紧,并通过摩擦产生热量使容器口部分熔化。
3.容器冷却后,密封头向上弹起,完成密封。
3.4 控制系统控制系统主要由PLC(可编程逻辑控制器)和触摸屏组成。
PLC负责接收和处理各个传感器信号,并根据预设程序控制各个执行部件的工作。
触摸屏用于人机交互,方便操作和监控整个机器的运行状态。
4. 特点和优势旋转灌装机具有以下特点和优势:1.高效率:通过旋转盘的连续工作,可以实现连续、高效的灌装过程。
2.灵活性:可以根据不同容器的大小和形状进行调整,适应不同规格的产品包装。
3.精确度高:通过控制阀和传感器的精确控制,可以实现对物料灌装量的精确控制。
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
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。
三、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;
二、原动机的选择
本设计采用方案B 。
故采用电动机驱动,其转速为1440r/min 。
三、传动机构的选择与比较
机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。
传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。
他们的特点如表1:
由上述几种主要的传动装置相互比较可知,由于传动比较大,故选择涡轮蜗杆传动,第一级传动选择带传动, 可
对电动机起到过载保护的作用。
旋转灌装装机的功能图
运动转换功能图
系统方案的形态学矩阵
3.1减速器设计
减速器分为三级减速,第一级为皮带传动,后两级都为齿轮传动。
具体设计示意图及参数如下
13
24
56
1为皮带轮:i1=3。
2、3、4、5、6为齿轮:z2=20 z3=100
z4=20 z5=80
z6=20
四、执行机构的选择与比较
①送料功能
工件送料出料功能需要采用往复移动机构来实现,下面选用几个备选方案来实现。
(1) 送料主要通过传送带来完成,通过穿过机架的输送带输入瓶子。
(2)送料时主要通过如下图所示的传动轮把瓶子输送到工位1,另外,为便于输入,设计如图所示的挡板。
根据以上2种可执行方案,经过对他们进行比较可得,虽然以上2种方案都达到了运动的要求,不过,考虑到传送带传送时虽然比较平稳,但容易打滑,选用方案2较为合适,并较为可靠,结构也较为简单,有平稳的运动特性。
②灌装功能
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
方案如图:
③压盖功能
在这里则连杆机构比凸轮机构更适用,因为凸轮机构1)加工复杂,加工难度大。
2)造价较高,经济性不好。
方案如图:
④出料功能
可以选择连杆机构来实现出料,但考虑到结构的工艺性和制造的方便性,可采用如图所示的方案。
五、机械系统运动方案的拟定与比较
方案一:
用皮带和定轴轮系减速,由槽轮实现转台的间歇性转动。
标准直齿轮槽轮均便于加工。
传送带靠摩擦力工作,传动平稳,能缓冲吸震,噪声小,通过链轮传递给凸轮使压盖和灌装能够精确进行;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。
缺点: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高速时不如带传动平稳;链条工作时,特别是因磨损产生伸长以后,容易引起共振,因而需增设张紧和减振装置。
方案二:
对比以上两种方案方案一的优点是减速机构为三级减速而方案二为二级减速能使齿轮的尺寸减小不显得庞大,另外在压盖和灌装的传动上采用链条传动是运动比较精确能保证灌装和压盖动作能在确定的时间完成是运动精确,轴间距范围大;传动比恒定;链条组成件间形成油膜能吸振,对恶劣环境有一定的适应能力,工作可靠;作用在轴上的荷载小;而方案二是使用长杆这样传动杆过长起机械特性需要考虑并且运动不是很精确。
六、机械系统的运动循环图
1)根据执行构件的运动形式,绘制机械系统运动转换功能图如图1-4.7所示。