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摘要目前国内市场上售的灌肠机主要是采用机械式的设备，机械式灌肠机采用螺杆泵或齿轮泵直接接触料馅，再将肉馅挤压至料口，灌入肠衣内。
上述的两种结构所加工的肠类食品尽管效率较高，但加工质量不稳定，很容易破坏灌肠内部的物料结构，而且结构复杂、成本也比较高，环保性能差。
本机的生产能力可达到1000Kg/h,灌装容量可达到40Kg/筒。
对中小企业来说是比较理想的香肠加工设备。
该机采用液压作为动力，取代了传统的机械式挤压的方式。
即沿用了传统的挤压工艺又很好的利用真空包装的特性，不但保障了食品的安全性，同时也更环保。
本文论述了灌装机的结构、工作原理、并且对灌装筒、主油缸、夹紧机构等一些结构进行了分析、设计和计算，应用了材料力学的一些知识对主要零部件的机构进行了强度校核。
关键词：挤压；液压；灌装AbstractAt present, most of the domestic market is mechanical equipment, mechanical enema machine adopts screw pump or gear pump in direct contact with the stuffing，the meat stuffing extrusion to the orifice, filled in the casing. The structure of the two kinds of processed sausage food despite high efficiency, but the processing the quality is not stable, it is easy to damage the internal structure of the material enema, and the delicious degree is greatly reduced and complex structure, high cost, and poor environmental performance.The machine can produce one thousand kilograms per hour,and a barrel can hold 40 kilograms. So the machine is suitable for small and medium enterprises. The machine adopts hydraulic pressure as power, to replace the traditional mechanical extrusion method. Not only use the traditional extrusion process but also good use of the characteristics of vacuum packaging, not only to ensure the safety of food, but also more environmentally friendly.This text discusses the structure, to analyze, design and calculate the structure of filling barrel, main oil cylinder, clamping mechanism, using some knowledge of mechanics of materials to conduct the main parts of the mechanism of the strength check.Keywords：extrusion ；hydraulic；Filling目录绪论 (1)1 机器组成、工作原理及性能参数 (2)1.1 机器的组成 (2)1.1.1 灌装机图 (2)1.1.2 灌装机结构示意图 (3)1.1.3 灌装机传动路线图 (3)1.2 工作原理 (4)1.3 主要性能参数 (4)2 灌装筒总成 (5)2.1 灌装筒的结构 (5)2.2 灌装筒 (5)2.3 盖板 (7)2.4 推料活塞 (7)2.5 夹紧装置 (8)2.6 主油缸 (8)2.7 缸筒 (9)2.8 套肠管 (11)2.9 活塞 (11)2.10 活塞杆 (12)2.11 送料筒 (12)2.12 活塞杆的导向套、密封和防尘 (13)3 设计计算 (14)3.1 灌装筒 (14)3.1.1 灌装筒的直径D1、推料活塞的行程S1 (14)3.1.2 灌装筒容积 (14)3.1.3 灌装筒的强度 (15)3.2 主油缸负载 (17)3.2.1 负载组成 (17)3.2.2 肉馅的挤压力 (18)3.2.3 肉馅的质量 (18)3.2.4 总质量 (19)3.3 主油缸 (20)3.3.1 系统工作压力 (20)3.3.2 油缸的输出力 (21)3.3.3 油缸直径、行程S、活塞杆直径d (21)D23.3.4 油缸壁厚 (22)3.3.5 油缸的速度及速度比 (22)3.3.6油缸作用时间 (23)3.3.7 液压缸的输出功率 (24)3.3.8 油缸最大储油量 (24)3.3.9 液压油的要求 (24)3.4 主油缸的强度计算 (25)3.4.1缸筒和缸盖焊缝强度 (25)3.4.2缸筒的抗拉强度 (26)3.4.3 活塞杆的抗压强度 (29)3.4.4 活塞杆与活塞肩部的挤压应力 (30)3.4.5 活塞杆稳定性计算 (31)3.5 夹紧机构 (32)3.5.1 大压板的弯曲强度 (32)3.5.2 螺杆 (36)结论 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附录A (45)附录B (50)绪论香肠是一种利用非常古老的食物生产和肉食保存技术的食物，将动物的肉绞碎成条状，再灌入肠衣制成的长圆柱体管状食品。
摘要随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造和重新设计问题。
PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。
作为通用工业控制计算机，其实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，在世界工业控制中发挥着越来越重要的作用。
在饮料行业，自动化生产线的生产方式是推广的最普及的一种生产模式，它促使灌装的速度大幅提升，同时也使得灌装精度更高，给企业带来了不可小觑的生产力。
鉴于此，设计者利用PLC的功能和特点设计出了一款饮料灌装生产流水线控制系统。
本文所涉及的饮料灌装自动化生产线采用PLC控制，流量计计量，确保了灌装的速度和精度。
本文详细论述了饮料灌装机控制系统的设计步骤，通过对灌装机系统的充分了解，以行业现状为出发点，结合其他行业自动控制技术的应用情况，提出了基于PLC的饮料灌装机控制系统的基本结构。
本系统设计中完成了饮料灌装机控制系统的硬件的配置和软件方面的设计，实现了饮料灌装机控制系统的自动化。
对劳动生产率的提高，对饮料的质量和产量的提高都具有深远的意义。
利用PLC控制饮料灌装生产过程，可有效提高灌装生产效率，并显著增加控制系统的可靠性和柔性。
关键词：可编程控制器；自动化；灌装；生产线AbstractWith the increasing level of industrial automation, many industrial enterprises are faced with the transformation of traditional production line and re-design problem. PLC (programmable logic controller) is a microprocessor as the core of industrial control devices, it will relay the traditional control system combined with computer technology in recent years in industrial automation, mechanical and electrical integration, the transformation of traditional industries such as generally applied. As a general-purpose industrial control computer, the realization of industrial control wiring logical leap in logic to storage, industrial control in the world is playing an increasingly important role. In beverage industry, automated production line mode of production is to promote the most popular a kind of production mode, it causes the filling speed increases, but make the filling a higher precision, to bring enterprise cannot small gaze of productivity. In view of this, the designers of the use of PLC functions and features designed a beverage filling production line control system.This paper involves the drinks filling automation production line adopts PLC control, flow meter metering, insure the filling speed and precision.This paper describes in detail the control system of the drinks filling machine design steps, a brief introduction of the drinks filling machine control system and base on the self-industry and the application of the other trade on auto-control technique, proposed the frame of the control system based on programmable logical controller. This design completes the drinks production line hardware configuration and software design, to a chieve the automation of the carbonated drinks filling machine. Not only improve the labor productivity, but also has far-reaching significance of the improvement of quality and yield.PLC control of the use of beverage filling production process, which can effectively improve the production efficiency of filling, and significantly increase the reliability of control systems and flexible. Keywords: Programmable controller；Automation；Filling；Production line目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 前言 .. (1)1.概述 (2)1.1概论 (2)1.2设计任务与要求 (3)1.3相关预备知识 (3)1.3.1 PLC的定义 (3)1.3.2 PLC的基本组成 (3)1.3.3 PLC的功能与特点 (4)1.3.4 PLC的应用范围 (4)1.4总体方案设计 (5)2.系统机械结构设计 (7)2.1电机的选择 (7)2.1.1 丝杠电机的选择 (7)2.1.2 传送带电机的选择 (10)2.2滚珠丝杠副的计算 (11)2.2.1 最大工作载荷F m的计算 (11)2.2.2 最大动载荷C的计算 (11)2.2.3 额定动载荷C a的校核 (11)2.2.4 刚度的验算 (12)2.3滚动轴承的选择 (12)2.3.1 丝杠滚动轴承的选择 (13)2.3.2 滚筒滚动轴承的选择 (13)2.4联轴器的选择 (14)2.4.1 传送带电机联轴器的选择 (14)2.4.2 丝杠电机联轴器的选择 (14)2.5灌装机储液箱的尺寸确定 (14)3.电气控制系统硬件设计 (15)3.1总体方案分析 (15)3.2控制系统的I/O点及地址分配 (15)3.2.1 输入信号I/O点地址分配 (15)3.2.2 输出信号I/O点地址分配 (16)3.3电气元件选型 (17)3.3.1 PLC的选型 (17)3.3.2 断路器的选型 (17)3.3.3 接触器的选型 (18)3.3.4 行程开关的选型 (18)3.3.5 光电传感器的选型 (18)3.3.6 流量计的选型 (19)3.3.7 电磁阀的选型 (19)3.4电气控制系统原理图 (20)3.4.1 电气原理图总体设计 (20)3.4.2 传送带电机接线图 (20)3.4.3 丝杠电机接线图 (21)3.4.4 电磁阀接线图 (22)3.4.5 控制系统接线图 (22)4.电气控制系统软件设计 (23)4.1STEP7-M ICRO/WIN软件介绍 (23)4.2电气控制系统程序设计 (25)4.2.1 电气控制系统流程图 (25)4.2.2 传送带前进 (26)4.2.3 光电传感器开始计瓶数 (27)4.2.4 喷口下压 (28)4.2.5 系统开始进行灌装 (29)4.2.6 喷口上抬 (30)4.3PLC程序调试 (31)4.3.1 调试思路 (31)4.3.2 调试结果 (31)总结与体会 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录：系统程序梯形图 (37)前言工业现代化的进程，对生产过程的自动控制和信息通信提出了更高的要求。
.SHANDONG ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ自动机械设计课程设计说明书冷霜自动灌装机总体设计学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化班级：农机0901姓名：梁志杰学号： 0911034027指导教师：宋井玲日期： 2012年 06 月08 日目录1工作原理及工艺动作过程..................... - 3 - 2原始数据及设计要求......................... - 3 - 3设计过程................................... - 3 - （一）运动循环图：......................... - 4 - （二）机构的初步选型....................... - 8 - （三）冷霜自动灌装机总体布置图............ - 10 - （四）运动尺寸计算及分析：................ - 12 - 1）电动机的选择：...................... - 12 - 2）行星轮系传动比的计算：.............. - 14 - 3）V带传动的设计及参数选择：........... - 14 - 4）轴的相关计算：...................... - 16 - 5）执行构件相关参数的确定：............ - 17 - 4参考书目：................................. - 18 - 5心得体会................................... - 19 -冷霜自动灌装机设计说明书1工作原理及工艺动作过程冷霜自动灌装机是通过出料活塞干上下往复运动实现冷霜灌装入盒。
其主要工艺动作有：1）将空盒送进六工位盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；2）在灌装工位上空盒上升灌入冷霜；3）在贴锡纸工位上粘贴锡纸（利用锡纸下降）；4）在盖盒盖工位上将盒盖压下；5）送出成品。
冷霜自动灌装机课程设计一、设计目的冷霜是一种常见的护肤品，灌装机是一个在工业生产中广泛使用的自动化设备。
本课程设计的目的是设计一台适用于灌装冷霜的自动灌装机，通过对该设备的设计与实现，提升学生在自动化设备方面的设计与实践能力。
二、设计原理自动灌装机是一种用来对物体进行自动化灌装的机器设备。
根据冷霜的性质和实际需求，我们可以设计一个基于PLC（可编程逻辑控制）的自动灌装机。
2.1 冷霜特性冷霜的特性主要包括： - 低温：冷霜需要在较低的温度下保存和灌装。
- 粘度：冷霜具有一定的粘稠度，需要在灌装过程中能够顺畅地流动。
2.2 设计方案基于冷霜的特性，我们设计的自动灌装机主要包括以下几个部分：2.2.1 容器供给系统容器供给系统用于提供空容器以接收冷霜。
它主要包括计数传感器和供料装置。
计数传感器用于检测容器的数量，当容器数量不足时，供料装置会自动补充新的容器。
2.2.2 灌装系统灌装系统是核心部分，它包括灌装头和灌装控制装置。
灌装头使用特殊材质制成，以适应冷霜的低温特性，并具有一定的粘附性，以确保冷霜充分流入容器中。
灌装控制装置根据预设的灌装体积控制灌装头的动作，完成精确的灌装过程。
2.2.3 密封系统密封系统用于对已灌装的容器进行密封，以防止冷霜的浪费和污染。
它包括密封头和密封装置。
密封头通过加热的方式将容器口部分密封，确保冷霜不会从容器中溢出。
2.2.4 清洗系统清洗系统用于对灌装机的各个部分进行清洗和消毒，以确保灌装过程的卫生和安全。
它包括清洗喷头和清洗控制装置。
清洗喷头通过高压水流清洗灌装机的各个部分，并使用消毒液对其进行消毒。
2.3 PLC控制系统为了实现自动化控制，我们采用了PLC控制系统。
PLC控制系统具有高可靠性、可编程性强的特点，可以实时监控和控制灌装机的各个部分的运行状态。
通过编程，我们可以实现自动化的容器供给、灌装、密封和清洗过程。
三、课程教学内容和学时安排本课程设计主要包括理论教学和实践操作两个部分。
机械原理课程设计说明书冷霜自动灌装机学院：机电工程专业：农业机械化及其自动化班级：09农机（1）班姓名：学号：指导教师：成绩：日期：2011 年 6 月 18 日目录1、摘要2、前言3、设计任务4、方案设计5、评价6、机械运动简图7、心得体会8、参考文献1.摘要在设计时它的工作原理是将空盒送进六工位转盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；然后在灌装工位上空盒上升灌入冷霜在贴锡纸工位上粘贴锡纸(利用锡纸下降)；在盖盒盖工位上将盒盖压下；最后送出成品。
通过一些传动机构和送料机构来实现，从而完成冷霜的自动灌装并自动送出冷霜。
2.前言电动机输出1500r/min的转速，通过皮带传动减速为300r/min，再通过行星轮减速为60r/min，控制各机构的周期为1s。
用两相同直齿锥齿轮将运动传给槽轮机构，槽轮机构带动六工位转盘实现间歇运动，周期为1s，每次转60度，转动时间为1/3s,停歇时间2/3s。
六工位转盘停歇时，匀速传送带正好将空盒由上料口送到工位处，靠摩擦力将空盒加压进入工位准确位置，接着正弦加速度运动规律的凸轮机构将空盒上顶起，接着灌入冷霜，然后下降，整个运动在2/3s内完成。
该凸轮机构的运动加停歇一周期的总时间为1s六工位转盘停歇时，用封闭式凸轮机构同时控制贴锡纸和压盖，该动作历时2/3s，停歇1/3s，即周期1s。
利用蜗干机构和皮带传动机构带动传送带运动，每秒带入一空盒，每秒带出一加工好的产品。
3.设计任务A、原始数据及设计要求1）冷霜自动灌装机的生产能力：60盒/min。
2）冷霜盒尺寸：直径D=30～50 mm，高度h=10～15 mm。
3）工作台面离地面的距离约1 100～1 200 mm。
4）要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。
B、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、空盒上升机构、锡纸库下降机构、压盖机构的选型。
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。
冷霜自动灌装机课程设计1. 课程背景和目标冷霜自动灌装机是一种用于生产过程中将冷霜自动灌装到容器中的设备。
该设备具有高效、精确、可靠的特点，广泛应用于化妆品、药品等行业。
本课程设计旨在让学生了解冷霜自动灌装机的工作原理、结构组成以及操作流程，并通过实践操作，掌握冷霜自动灌装机的使用技巧和故障排除方法，提高学生的实际操作能力和工作技能。
2. 课程内容和教学方法2.1 课程内容本课程设计主要包括以下内容：•冷霜自动灌装机的工作原理介绍•冷霜自动灌装机的结构组成及各部件功能•冷霜自动灌装机的操作流程•冷霜自动灌装机的维护与保养•冷霜自动灌装机常见故障及排除方法2.2 教学方法本课程设计采用以下教学方法：•理论讲授：通过课堂上的理论讲解，介绍冷霜自动灌装机的工作原理、结构组成等相关知识。
•实践操作：设置实验室或工厂环境，让学生亲自操作冷霜自动灌装机进行灌装操作，并进行故障排除。
•案例分析：通过分析实际案例，让学生了解冷霜自动灌装机在生产过程中可能出现的问题，并提供解决方案。
3. 课程计划和教学流程3.1 课程计划本课程设计共分为10个课时，具体计划如下：课时内容第一课时冷霜自动灌装机的工作原理介绍第二课时冷霜自动灌装机的结构组成及各部件功能课时内容第三课时冷霜自动灌装机的操作流程第四课时冷霜自动灌装机的维护与保养第五课时冷霜自动灌装机常见故障及排除方法第六-第十课时实践操作与案例分析3.2 教学流程第一课时：冷霜自动灌装机的工作原理介绍1.引入冷霜自动灌装机的背景和应用领域。
2.讲解冷霜自动灌装机的工作原理，包括供料、定量灌装、封口等过程。
3.分析冷霜自动灌装机的优势和不足之处。
第二课时：冷霜自动灌装机的结构组成及各部件功能1.介绍冷霜自动灌装机的整体结构和各部件名称。
2.详细讲解各部件的功能和作用，如送料系统、定量系统、封口系统等。
第三课时：冷霜自动灌装机的操作流程1.演示冷霜自动灌装机的操作流程，包括开机准备、设定参数、启动操作等。
仅供学习参考范文格式，严禁照搬照抄范文内容毕业设计说明书题目基于plc 的饮料灌装机控制系统设计专业机械制造与自动化班级学生姓名指导老师年月日目录摘要 (1)第一章绪论 (3)1.1设计内容 (3)1.2控制要求 (3)1.3设计要求 (3)第二章控制系统方案设计 (4)2.1饮料灌装流水线的基本结构 (4)2.2灌装流水线的工作原理 (5)第三章硬件控制设计 (6)3.1PLC 的选择 (6)3.2传感器的选择 (7)3.3硬件电路的设计 (7)第四章软件控制设计 (8)4.1系统流程图 (8)4.2I/O 分配表 (10)4.3I/O 接线图 (11)4.4梯形图 (12)4.5指令表 (14)第五章调试说明 (15)第六章总结 (15)致谢 (16)摘要随着计算机和网络通讯技术的发展，企业对生产过程的自动控制和信息通讯提出了更高的要求。
饮料生产线比较复杂，生产环节也很多。
其中饮料的灌装就是饮料生产线上重要的生产环节。
控制系统主要由一台 PLC、交流异步电机、液罐、多个灌装状态检测传感器、故障报警蜂鸣器、产量统计显示器等组成。
其中电机用来控制运送饮料瓶的传送带部分。
本控制系统有两个特点：一是输入、输出设备比较多；二是所需实现的控制是顺序逻辑控制、模块控制以及计算统计功能。
采用 PLC 控制饮料灌装生产线，实现了饮料生产线的自动化、智能化。
对劳动生产率的提高，饮料质量和产量的提高具有深远的意义。
关键词可编程序控制器（PLC）/自动化/智能化AbstractWith the computer and network communication technology,business-to-production process automation and information and communication put forward higher requirements. Beverage production line more complex production processes are also numerous. One drink is a beverage filling production line's most important production areas.Control system mainly by a single PLC, AC asynchronous motor, tank, multiple filling state detection sensor, fault alarm buzzer, the output statistics displays so on. One motor is used to control the delivery of beverage bottles conveyor belt parts.The control system has two characteristics: First, input and output devices are more; second is required in order to achieve control is logic control, module control, and computing statistical functions.Use of PLC control beverage filling production line, to achieve the soft drink production line automation and intelligence. On labor productivity gains, improve beverage quality and yield far-reaching significance.Key words: PLC ，Automation ，Intelligence第一章绪论1.1设计内容饮料灌装机控制系统设计1.2控制要求（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。
目录0.设计任务书 (3)1.工作原理和工艺动作分解 (4)2.根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图 (5)3.执行机构选型 (7)4.机械运动方案的选择和评定 (13)5.机械传动系统的速比和变速机构 (13)6.机构运动简图 (14)7.冷霜自动灌装机机构的尺度设计 (15)8.冷霜自动灌装机机构减速器和多工位转盘的装配图 (18)9,冷霜自动灌装机机构三维建模 (18)10.灌装机机构速度与加速度分析（分析一个位置） (19)11.参考资料 (20)12.设计总结 (21)课程设计任务书学年第学期学院（系、部）专业班级课程名称：机械原理课程设计设计题目：冷霜自动灌装机设计完成期限：自年月日至年月日共周内容及任务一、工作原理及工艺动作简介通过出料活塞杆上下往复运动实现冷霜灌装入盒内。
其主要工艺动作有：1．将空盒送进六工位转盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；2．在灌装工位上空盒上升灌入冷霜；3．在盖盒盖工位上将盒盖压下；4．进行粘贴商标；5．送出成品。
二、原始数据1．灌装物料：护肤霜、乳液等；2．灌装能力：60盒/min；3．冷霜盒尺寸：直径D为30~50mm,高度h为10~15mm,（100~200）克/盒;4. 工作台离地面距离为1100~1200mm;5．定量灌装、加盖密封、粘贴商标工艺的工作行程:60mm；6．电动机功率：2.8kW，电机同步转速:1440 r/min；7. 传动装置设计说明工作转速允许误差：±3~5%；开式圆锥齿轮传动比i≤4，带传动比i≤3.5三、设计任务1．总体方案设计按工艺动作要求拟定机构的运动循环图；进行转盘间歇运动机构（自动转位机构）、定量罐装机构、压盖密封机构、粘贴商标机构的选型；结合设计要求，比较各方案的优缺点，选定合理的机械运动方案；按给定的电机和执行机构运动参数，拟定机械传动方案；画出机械运动方案简图；对传动机构和执行机构进行运动学尺寸计算；对选定的某一机构进行运动分析，绘制其执行构件的运动线图；计算总传动比，传动系统选择及分析；齿轮机构的设计计算;编写设计计算说明书。
冷霜自动灌装机总体方案自由度计算
一、引言
在我国的饮料、食品等行业中，冷霜自动灌装机已成为生产线上的重要设备。
为确保其高效、稳定地运行，对灌装机的自由度进行计算和分析具有重要意义。
本文将介绍冷霜自动灌装机的总体方案，并对其自由度进行计算，以期为相关领域提供参考。
二、冷霜自动灌装机总体方案概述
冷霜自动灌装机主要由灌装部分、输送部分、控制系统及辅助设备组成。
灌装部分负责将冷霜物料灌入容器；输送部分负责将灌装后的容器输送至下一工序；控制系统负责整个生产过程的自动化控制；辅助设备包括清洗设备、压缩空气系统等，以确保设备的正常运行。
三、自由度计算方法
根据相关标准，灌装机自由度计算公式为：
自由度= 灌装部分自由度+ 输送部分自由度- 1
其中，灌装部分自由度主要包括灌装头数量、灌装速度、灌装精度等；输送部分自由度主要包括输送速度、输送方向、输送稳定性等。
四、冷霜自动灌装机自由度计算实例
以一款型号为XYZ的冷霜自动灌装机为例，其灌装部分具有3个灌装头，灌装速度为每分钟1200瓶，灌装精度为±1%；输送部分具有皮带式输送线，输送速度为每分钟1800米，输送方向为水平方向。
五、计算结果分析与讨论
根据公式，计算得到该冷霜自动灌装机的自由度为：
自由度= 3 + 1 - 1 = 3
这意味着该灌装机在生产过程中，可以实现3个独立动作的自由度。
在实际生产中，可根据生产需求调整灌装速度、灌装精度等参数，以满足不同产品的灌装要求。
六、结论
本文对冷霜自动灌装机的总体方案进行了概述，并对其自由度进行了计算。
结果表明，该灌装机具有较高的自由度，可满足多种产品的灌装需求。
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）SHANDONGUNIVERSCDT込ECHNOLOGY自动机械设计课程设计说明书冷霜自动灌装机总体设计学院：农业工程与食品科学学院专业：农业机械化及其自动化班级：4学号：指导教师：目录1 工作原理及工艺动作过程 ......................... -2 -2原始数据及设计要求 ............................... -2 -3 设计过程 ......................................... -2 -（—）运动循环图: -2 -（二）.................................. 机构的初步选型-6 -（三）........................ 冷霜自动灌装机总体布置图-8 -（四）运动尺寸计算及分析: -10 -1 ）电动机的选择: .......................... -10 -2）行星轮系传动比的计算: .................. -11 -3）V带传动的设计及参数选择： ................ -12 -4 ）轴的相关计算: -13 -5）执行构件相关参数的确定：.................. -14 -4参考书目: ............................................ -15 .................................................... -5心得体会...........................................-15 -粘液自动灌装机设计说明书1工作原理及工艺动作过程粘液灌装机是通过出料活塞干上下往复运动实现冷霜灌装入盒内要工艺其主动作有：1)将空盒送进五工位盘，利用转盘间歇运动变换不同工位；2)在灌装工位上向空盒灌入粘液；3)在贴锡纸工位上粘贴锡纸(利用锡纸下降)；4)在盖盒盖工位上将盒盖压下;5)送出成品。
2原始数据及设计要求1)粘液灌装机的生产能力：30盒min。
2)空盒尺寸：直径D=30〜50mm,高度h=10〜15mm。
3)工作台面与地面的距离约1100〜1200mm。
4)要求机构的结构简单紧凑，运动灵活可靠，易于制造。
3设计过程1)按工位动作要求拟定运动循环图。
四个基本运动：1.输送带的连续运动；2.五工位盘的间歇转动(通过槽轮机构实现) ；3.灌装顶杆的往复运动(通过凸轮机构)；4.贴锡、压盖压杆往复运动。
5.送出成品。
(一)运动循环图:运动循环图的设计：a）粘液灌装、贴锡、加盖工艺流程：1）空盒通过输送带至五工位盘位置1。
2）五工位盘做间歇转动，每次转动72°,转动时其他机构不执行动作。
3）当转盘停止时，灌装顶杆上升至工位2进行灌装，同时贴锡、加盖压杆远休结束后进行工艺动作。
4）灌装机构达到顶端完成灌装后回到初始位置，同时贴锡、加盖杆升到高位，一次循环结束。
b）工艺过程的执行构件：1）送料机构：该机构主要是实现输送带的连续运动，把空盒送入工位，并将成品输出。
2）槽轮机构：它是在轴II上通过变向连接槽轮，带动五工位盘实现间歇运动。
3）灌装机构：该机构有固定在轴I上的直动推杆凸轮机构组成，通过咼低往复运动实现灌装动作。
4）贴锡、加盖机构：又凹槽凸轮和压杆及压杆上固定的贴锡、加盖部件组成，通过高低往复运动，一次性完成两个动作。
c）各执行构件的运动协调：1）协调原则：输送带是连续运动，且它置于五工位盘1、5工位下面，既不能于工位盘发生摩擦，也要求它不干涉其它几个机构的完整运动，所以传动轮尺寸要求有限制。
五工位盘间歇时要实现三个执行动作，设计凸轮尺寸不应太大，各动作之间应互不影响，一个是上升、下降，一个是下降、上升，五工位盘转动时，它们不进行任何动作。
各构件要准确定位，以免回撞到其它构件。
定标构件的选择：设计时下边两根轴转动同步，但转向相反，选择轴I为定标构件，五工位盘开始转动时为运动循环图的起始点。
2）计算机械运动循环周期：因为生产率Q=60盒min，所以周期T=60s60=1s,此时定标构件对应分配轴转角=360°。
3）T时间个执行构件的行程区段：输送带区段：连续传动（0~360°）。
五工位盘区段：五工位盘的转动盒停歇，所占时间比：K=（z-2）（z+2）=（6-2）（6+2）=1 ：2,所以在一个循环周期内，五工位盘13（120°）时间转动，23（240 °）时间停歇。
灌装顶杆行程区段：仁120。
（停）、2=90° （上升）、3=60° （停八4=90°（下降）。
贴锡、加盖机构行程区段：仁120。
（停八2=90°（下降）、3=60°（停）、4=90° （上升）。
4）绘制运动循环图：1.圆周式循环图：2.直线式循环图：3.直角坐标式循环图分配轴转角：0 120 210 °270360°执行机构一送料机构执行机构二槽轮机构执行机构三灌装机构执行机构四粘锡，加盖机构90 120180 210270360（二）机构的初步选型㈠转盘间歇运动机构 槽轮机构：优点：结构简单，工作可靠，容易制造。
转位迅速，其机械效率高， 故能平稳地，间歇地进行转位。
缺点：其运动规律不能选择，调节性能差，在拨销进入和脱出槽轮时 会产生柔性冲击，故常使用于速度要求不太高的运动中，我们所需要设计 的冷霜自动灌装机中的五工位转盘转速为6°每秒，转速不高，此缺点可以忽略，故比较合理，因而选用此机构。
㈡空盒上升机构 直动滚子盘形凸轮机构：优点：只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线，就可以使推杆得到各项预期的运动规律，而且机构简单紧凑。
缺点：凸轮廓线与推杆之间为点线接触，易磨损，但是综合比较之下, 这种机构最为合适。
㈢贴锡纸压盒盖机构优点：结构简单，传动精确，可靠。
可满足使用要求。
缺点：易磨损，制造较一般凸轮难，但是综合比较之下，这种机构最为合适。
直动滚子推杆封闭式凸轮机构：（三）冷霜自动灌装机总体布置图1主视图0 [Jn2）左视图（四）运动尺寸计算及分析:1）电动机的选择：从机构所要实现的运动要求着手。
每秒生产一个成品，这样要保证五工位盘在一秒内完成停止转动两个动作。
经过考虑，在运动循环图中，将停止时间定为23秒，五工位转动的时间则为13秒，五工位盘与从动槽轮同轴，有相同的运动情况，故主动拨盘转动23圈所用的时间为13秒。
它的转速可以求出，（23）r （23）s=1 rso 通过轴之间的传速关系，不难看出，两根主轴利用锥齿轮变向后，转速仍为一圈每秒。
再加上皮带传动，周转轮系两个小系统的变速（它们的变速比均为5: 1），可得电动机的转速为:1 x5X5=25rs=1500rmin。
①电动机类型和结构形式的选择：电动机主要有Y、YZ、YZR系列，无特殊需要，一般选取Y系列的三相交流异步电动机；而YZ、YZR系列一般用于频繁启动，制动和换向，具有较小的转动惯量和较大的过载能力。
我们所设计的冷霜自动灌装机对于工作无特殊要求，选用Y 系列三相交流异步电动机。
②电动机功率的确定：工作所需功率Pw=Fv1000KW=1700*3.9251000=6.63KW电动机至工作机的总效率为n = n 1* n 2* n 3=0.98*0.96*0.94=0.884 所需电动机的功率Pd=Pw n =7.52KW o③电动机转速的确定：参考《机械设计手册》可知，电动机在同一额定功率下有几种同步转速可供选用，同步转速越高，尺寸重量越小，价格越低，且效率越高。
设计时可优先选取同步转速为1500rmin和1000rmin的电动机，在我们的设计中，选用n=1500rmin 的电动机。
①电动机型号的确定：电动机确定型号时应该满足下列条件：P三K*Pd KW.查表选取Y132M-4型电动机，其具体参数如下所示与同类电动机比较，选取功率为P=7.5 KW。
2)行星轮系传动比的计算：2K-H行星轮系(负号机构)m=2.5 z1=40 z2=60 z3=160= 1-=-=1+=1+=53)V带传动的设计及参数选择：1■确定计算功率(KW ):查表得工作情况系数=1.3 =P=1.3*7.5 = 9.75KW2■选择带型：由于=9.75KW，小带轮转速=1500rmin，确定选用SPZ型。
3.确定带轮基准直径：查表取主动轮基准直径= 50mm，根据公式i = ~，从动轮基准直径为2500mm。
验证带的速度V= n601000=3.925 带的速度合适。
4■确定窄V带的基准长度和传动中心距：根据0.7 ( D1+D2)<< 2 ( D1+D2)，初步确定中心距=550mm。
根据公式计算所需的基准长度：=2+ n2 (D1+D2) +4=1589.182mm查表选取带的基准长度=1400mm计算实际中心距a=+ (-) 2=455.409mm中心距可调范围：=a+0.03=497.409mm=a-0.015=434.409mm5.验证主动轮上的包角al:a1=180° -( D2-D1)a*57.3° =154.8° >120°主动轮上的包角合适。
6■计算窄V带的根数Z :由式子知Z= (+ △),由已知条件查表得=3.26KW , 20.23KW , =0.93,=0.96，于是z=3.26，取z=4 根。
7■计算初拉力：=500zV (2.5-1) +q，带入数据算得=547N。
&计算作用在轴上的压力Q:Q=2*zsin(a12)=4271N。
4)轴的相关计算：一、轴的测定轴的设计包含材料，确定结构和计算工作能力(强度刚度震动稳定性)等内容。
一般步骤是：①选择材料，②轴径概略计算，③结构设计，④强度校核，⑤刚度校核，⑥震动稳定性计(高速转轴)。
I .本系统的轴材料主要采用45号钢。
它的机械性能为：正火热处理，毛坯直径d为25〜100mm,硬度170〜207,拉伸强度限(T B 600拉伸屈服限(7 s 300弯曲疲劳限7 -1 240扭转疲劳限T -1 140 (N / )n .a.按扭转强度进行计算：对于实心轴，其强度条件式：=T= (9550**(Pn)) 0.2 (单位：MPa < []);改成计算轴的直径的设计计算公式为：d= =x =c (mm)对于45 号钢，C=107 〜118 ([]=40 〜30 N)。
d^X 112=19.403b.按扭转刚度进行计算：川.圆柱轴扭转角u :O=TlG=[9550 XX pn X l]G n32(rad)取钢的剪切弹性模量G=81000 N/ d>( 91〜108)d= [91 〜108](mm)=27.122mm轴承的选择滑动轴承和滚动轴承都可用于支撑轴及轴上零件，以保持轴上的旋转精度，并减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。
