机械原理课程设计
进行任何运动,设计凸轮尺寸不应太大,各动作之间互不影响,六工位盘转动时,他们不进行任何运动,各构件要准确定位,以免回撞到 其他构件。
2)计算机械运动循环周期:
因为生产率Q=18瓶/min,所以T=60/18=3.33s,此时分配轴转角Ψ=360° 3)T时间各执行构件得行程区段:
六工位盘区段:六工位盘得转动盒停歇,所占时间比:K=(z-2)/(z+2)=1:2,所以在一循环周期内,六工位盘1/3(120°)时间转动,2/3(240°)停歇。灌装顶杆区段:φ1=120°(停)、φ2=90°(下降)、φ3=60°(停)、φ4=90°(上升)。
4)贴商标、加盖机构行程区段:φ1=120°(停)、φ2=90°(上升)、φ3=60°(停)、φ4=90°(下降)。
5)绘制运动循环图:
1.矩形运动循环图 转盘间歇运动机构 转动 停歇 定量灌装机构 停 顶杆下降 停 顶杆上升 压盖密封机构 停 推杆上升 停 推杆下降 粘贴商标机构 停 推杆上升 停 推杆下降 轴转动角度: 0° 120° 210°270° 360° 2,圆周式循环图
3. 进行转盘间歇运动机构(自动转位机构)的选型
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3.1 齿式棘轮机构
棘轮机构将主动件的往复运动转换为棘轮的间歇运动,它可以实现间歇送进、制动、转位、分度和超越离合等工作要求,且结构简单。
齿式棘轮的优点:机构运动可靠、转位准确;
齿式棘轮的缺点:动程只能有级调节,且噪声冲击和磨损均较大。 棘轮机构适用于低速轻载的场合。
3.2 槽轮机构
槽轮机构的作用是将主动件的连续转动转化为槽轮的间歇转动,能够实现间歇送进、转位和分度等工作要求。
槽轮机构的优点:结构简单,能准确控制转角,机械效率高;
槽轮机构的缺点:动程不可调节,槽轮启动和停止时有冲击。 适用于中速的场合。
3.3 不完全齿轮机构
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不完全齿轮机构的作用是将主动件的连续转动转化为从动件的间歇转动。
可不完全齿轮机构的优点:以很容易地实现一个周期内多次动、停时间不等的间歇运动。
可不完全齿轮机构的缺点:加工较复杂,在进入和退出时有刚性冲击,如果安装瞬心线附加板,可减少冲击,改善动力特性。 不完全齿轮机构常用于多工位、多工序的自动机械中,适用于低速轻载的场合。
4. 进行定量装罐机构的选型
4.1 半圆活塞压力装罐机
半圆活塞压力装罐机的工作原理:利用外部的机械压力将液体产品充填到包装容器内的机器。
半圆活塞压力装罐机的优点:承重较大,传输平稳 半圆活塞压力装罐机的缺点:结构复杂 适用于罐装黏性物料。
4.2 气压压力装罐机
气压压力装罐机的工作原理:将液贮箱抽气形成负压,液体依靠本身的自重充填到包装容器内的机器。
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气压压力装罐机的优点:结构简单,容易制造,成本低。
气压压力装罐机的缺点:承重较小,输送不平稳,引起较大的误差积累。适用于罐装黏性物料。
5.压盖密封机构和粘贴商标机构的选型
5.1 连杆凸轮组合机构
优点:传动精确,动力充足,安全可靠。
缺点:机构复杂,所占空间大,不利于设计构造。
5.2 曲柄推杆机构
优点:结构简单,制造容易,省材,压力小,承载能力较大,磨损小。 缺点:易产生惯性力,无间歇运动。
5.3 直动滚子推杆封闭式凸轮机构
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优点:结构简单,传动精确,可靠,可满足使用要求。 缺点:易磨损。制造较一般凸轮困难。
6.比较各方案的优缺点,选定合理的机械运动方案
功能元 减速A 减速B 1 带传动 带传动 2 链传动 链传动 槽轮机构 3 齿轮传动 齿轮传动 4 蜗杆传动 蜗杆传动 转盘间歇运动 齿式棘轮机构 机构C 定量灌装机构D 半圆活塞压力装罐机 贴标签、压盖机机构E 连杆凸轮组合机构 不完全齿轮机构 气压压力装罐机 曲柄推杆机构 直动滚子推杆封闭式凸轮机构 由上述可知,可能的运动方案数目为N=4×4×3×2×3=288种。
从此方案中剔除明显不合理的,在进行综合评价:是否满足运动要求;是否满足承载要求;运动精度;制造工艺;安全性;是否满足动力源、生产条件等限制。
根据题目要求功能元减速A。减速B为非连续单像运转,工作环境良好,有轻微振动;
转盘间歇运动机构C要求转盘的转位应准确平稳,整体结构紧凑,性能可靠、操作简单、外形美观,制造方便。 定量灌装机构D实现定量灌装;
压盖机构F为防止酱类食品变质,产品密封性好、在密封后有一定的保压时间;
根据上述优缺点的比较,我们选出了方案为:A1+ B3+C3+D1+E3
7.按给定的电机和执行机构运动参数,进行传动系统方案设计
8. 绘制机械运动方案简图
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