第1章 绪 论
1.1 毕业设计的目的
本次毕业设计主要的目的是培养学生的综合实践能力以及以前所学知识的掌握能力。通过本次设计来提高学生对机构分析、机械设计的能力，巩固学生对专业课知识的理解和掌握。通过这次设计我们要达到的目的
1）学会在实际设计中应用理论知识，加强和巩固对这些知识的理解。 2）培养我们正确的机械设计的思维方式，掌握一般机械设计的规程和方法。 3）培养我们查阅资料的能力，并且通过本次设计使我们对国家关于零件的标准有所了解。
1.2 毕业设计的主要技术参数和要求
1.2.1 主要参数
（1）灌装头数： 24
（2）生产能力： 24——48瓶/分 （3）瓶子规格： 瓶径：40mm——80mm
瓶高：60mm——160mm
1.2.2 要求
（1）负压式容积式灌装机 （2）适用低黏度的果汁或饮品 （3）变料清洁方便
（4）省料不浪费，定量准确。
1.3 负压式灌装机的应用价值及设计意义
液体灌装是包装的重要组成部分，主要包括在食品领域中对啤酒、饮料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油印调味品的包装．还包括洗涤类日化、矿物油和农药
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等化工类液体产品的包装。液体灌装机械有相当一大部分用于食品行业，尤其是饮料制造业。
负压式灌装机主要用于水饮料(矿泉水和纯净水等)，还包括植物蛋白饮料、果莱汁、茶饮料及含乳饮料。近几年来发展很快的不含气饮料助保健型和营养型，随着人民生活水平的提高，消费量会逐年增加。
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(或称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展向，同时也可以获得巨大的经济效益
1.3.1 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力
现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方面大都是手工操作无法胜任和媲美的。随着商品的多样化这一点越来越引起了人们的重视。另外用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接接触时可能产生的感染，从而保证食品、药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。
1.3.2 能改善劳动条件，避免污染危害环境
对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性的，爆炸、放射性的，以及必须放置在暗室中的物品，实现了包装的机械化和自动化便可大大改善操作条件避免污染危害环境，至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作如能实现机械化和自动化则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高生产效率。
1.3.3 能节约原材料减少浪费，降低成本
有些粉末、液体物料在手工包装过程宁容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若改为机械包装则会大大减少损失。
1.3.4 能提高生产效率，加速产品的不断更新
机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。
由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，是非常重要的。
1.4 负压式灌装机的发展水平
负压式灌装机只能灌装黏度不大的液体，但根据容积的不同，瓶的直径和高度是可以改变的。它最大的优点是它可以灌装带污染的液体，例如医药、农药等。它的负压式工作头与瓶口严密接触，不留空隙，液箱的容积是固定的，灌液完成
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后由于负压作用，液体会全部流到瓶里，不会泄漏到瓶子外面，也不会有残留液体流到外面。因此负压式灌装机的市场是很有前景的。
负压式灌装机在发展专用机种的同为满足现代灌装的实际需要正在不断扩大其通用能力，积极开发各种新型的通用灌装机。负压式灌装机正向联动化、高速化，并相应提高自动化技术水平使设备功能逐步完善。
第2章 负压式灌装机的总体方案设计
2.1 工艺方案设计
由于本机的工作头需要用管子与负压气源连接在一起，所以注液箱得固定，不能随托盘同步转动。
工艺原理图：进瓶——分瓶——工作台升——灌液——工作台降——出瓶
2.2 机器的总体布局
图2-1
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2.3 传动方案设计
图2-2a 主轴 凸轮 减速器 电机
图2-2b俯视图
动力由电机传出来，通过带传动第一级降速传给减速器，再由减速器进行第二次降速传给轴2，在2轴上有槽轮和锥齿轮两个零件，槽轮连接的是水平轴12。在12轴上有两个凸轮，一个是控制气缸的凸轮，另一个是控制气阀的凸轮；槽轮连接的是轴3，槽轮是间歇机构，可以进行机构运动和停止的功能，当槽轮机构
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的圆柱销与槽相接触时，是机器的送瓶阶段。在这个阶段里整个机构处于运动状态，动力通过3轴、4轴的加速至主轴5轴，5轴是空套的，分内轴和空心轴，这两部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力，又可以使垂直运动不受阻碍。在送瓶运动阶段里，5轴的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心轴，通过由花键传给内轴，从而使工作台做旋转运动。进出拨轮与主轴是内联的。先通过6轴的锥齿轮传给水平轴7轴，再通过两个等传动比的直齿轮传给水平轴8轴和8/轴，然后通过锥齿轮9轴和9/轴传给两个拨轮，即进拨轮和出拨轮，由于8轴和
8/轴上的两个直齿轮位于7轴直齿轮的两边，所以9轴和9/轴的旋转方向正好相
反，使两个拨轮的旋转方向也正好相反，以达到送进瓶和送出瓶的作用。在进瓶的过程中，螺旋限位器有很重要的作用。当带传动把瓶送到螺旋限位器的末端时，旋转的螺旋限位器只有一端能将瓶纳入限位器的槽内，即一周只能进一个瓶，他起到限位的作用，以防止多个瓶挤在进拨轮前使瓶发生破损的现象。
当24个瓶全部到位时，就是灌液的阶段了。此时的槽轮处于间歇的状态，但是轴12是通过锥齿轮与轴2相连，进行连续运动的。它所带动的两个凸轮的工作时间已经设计好：当槽轮运动时，凸轮处于近休阶段；当槽轮间歇时，凸轮就处于远休阶段。此时凸轮工作，凸轮1是控制升降气缸的，当凸轮升程接触到触点时气缸上升，把工作台拖起，然后凸轮远休气缸保压，使工作台处于最高点的位置，接着控制真空泵的凸轮也接触到了气阀，真空泵开启工作，吸瓶内的气体通过负压使液体流入瓶内。待液体灌装完毕后，凸轮2降程真空泵停止工作。接着是凸轮1也与气阀脱离接触气缸下降。这是整个机器的一个循环。
然后，槽轮机构的圆柱销与槽相接触继续工作，如此循环下去，使机器 连续工作。
2.4 执行机构的方案拟订
2.4.1 工作头
在工作头的边上有一支真空管通至真空泵。在工作头与瓶口接触的地方有垫圈，能与瓶口紧密接触不留空隙，使之与外界的空气不能交流。在工作头的吸气孔施以0.005MPa的低
真空气压，当凸轮接触到控制真空泵的气阀 图2-3
后，瓶内的空气经工作头的吸气孔和回气管被抽出。此时，瓶内气压与工作头的吸气孔的气压相等，液体在吸引力的作用下经工作头对瓶进行灌装。用于灌装的
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