易拉式罐盖垫的自动上料机构的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 题 目： 易拉式罐盖垫的自动上料机构的设计 姓 名： 班级学号： 指导教师： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 随着科学技术的发展，以及包装业的发展以及针对目前市场上所使用的瓶盖，特别是酒类所用的瓶盖更是开启不方便，因此不少厂家生产出了一种易拉式瓶盖。本课题是针对目前市场上所使用的一种易拉式瓶盖，准备研究一种拉盖与垫的送料与定位器以解决目前此种瓶盖的问题。 本设计主要是在指导老师的帮助下，应用自己所设计的凸轮定位器来完成瓶盖与垫定位压紧设计的主 要部分，其中包括链板式输送机来输送拉盖，凸轮定位器定位，共同为下一步与拉盖垫片的组合提供准确定位。设计了一个转盘型孔式定向机构来完成瓶垫的开口方向的分选。再通过输送管来控制瓶垫的翻转。此时就可以通过拨盘来进行送料。 设计工作所取得的主要成果有以下几个方面： 、受力分析、运动分析和计算； 文版完成机构设计的计算机绘图。 本设计的应用价值是能给目前易拉式瓶盖的生产厂家提供一些拉盖与垫片的自动送料与定位方面的启发，也可以作为正式的设计被采用而应用于现实生产。 关键词 易拉式瓶盖；凸轮定位器；板式输送链； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of at on a a is to so a a of is to at on a of to a of to to of is s to a of to to to to of of 1. of of be to to to of of to 4. of of is of a of to of be to in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . 1 章 前 言 . 3 本设计的目的和意义 . 3 本设计的目的 . 3 本设计的意义 . 3 本设计的技术要求 . 3 垫 的尺寸要求 . 3 垫 的定位效率和送料机构的效率 . 3 本设计的发展状况 . 4 国内发展状况 . 4 国外发展状况 . 4 本设计存在的难点问题 . 4 本设计的指导思想 . 4 本设计拟解决的关键问题 . 4 第 2 章 设计方 案 . 5 设计的总体方案 . 5 总方案的简述 . 5 传动机构简述 . 5 垫的输送机构和垫定位机构的简述 . 5 与其他方案的比较 . 5 方案原理以及方案的论证 . 5 方案的比较 . 6 第 3 章 设计说明 . 7 传动装置的选择 . 7 链传动 . 7 带传动和齿轮传动 . 7 电动机的选择 . 7 确定传动装置的总传动比和分配传动比 . 9 总传动比和分配传动比 . 9 传动装置的选择 . 9 带轮的设计 . 9 链轮的设计 . 13 锥齿轮的传动的强度校核和凸轮设计 . 14 锥齿轮传动的强度校核 . 14 凸轮设计 . 19 轴的校核以及轴承的校核 . 20 轴的校核 . 20 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴承校核 . 28 结 论 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 章 前 言 本设计的目的和意义 本设计的目的 毕业设计对于培养机械工程师来说具有重要的意义。在毕业设计的整个过程中，我不仅 统 的 复 习 了 四 年 来 学 习 的 理 论 知 识 ， 而 且 通 过 调 查 研 究 收 集 的 资 料 ， 查阅图书和手册，制定设计方案，计算，试验研究，绘图，编写技术文件等等，能扩大知识面，大大的 提高了我分析解决机械设计问题的能力。本设计的主要目的是设计一种在 易拉式瓶盖 的生产过程中的瓶垫的自动送料装置，实现在 易拉式瓶盖在生产过程中的自动送料 ，为以后的生产奠定良好的基础。 本设计的意义 本课题主要研究易拉式瓶盖生产过程中的瓶垫的自动送料问题，主要想解决目前的易拉式瓶盖的生产生产过程中需要人工送料的问题。针对目前的国际和国内的市场，可以预测在不久的将来，易拉式瓶盖将会被更加广泛的应用。所以，设计能生产一种生产率高的绿色的易拉式瓶盖和瓶垫的送料机，将会带来很大的利润和效益。而且，就现实的市场前景来说， 对于瓶盖和瓶垫送料机的研究还处在不断更新和完善的地步，因此，开发的越早就越有竞争力和市场占有力。而且现在的生产趋势是向自动化，智能化的方向发展。综上所述，对于易拉式瓶盖自动送料机的研究还是有很大的科研价值和经济效益的。 本设计的技术要求 垫 的尺寸要求 拉盖的外径是 36径是 28且定位座的几何中心与拉盖中心的偏心距离为 1以垫的外径是 28心凸台底面半径为 18面半径为 10垫 的定位效率和送料机构的效率 按照拉盖的生产效率为 120 个 /分的要求，拉盖的定位要与盖的输送同步， 因此 垫 的定位为 120 个 /分，由设计的定位装置的大小得出，即定位装置转动率为 3 圈 /分的速度；由设计的送料机构的尺寸得出，即转盘型孔式定向机构的转动率为 15 圈 /分，拨盘的转动率买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 为 5 圈 /分。 本设计的发展状况 国内发展状况 我国是一个 13 亿人口的大国，包装工业就有很大的发展空间，易拉盖就是其中的重要一项。对于易拉盖的研究已经很久了，但是对于它的定位装置的研究确实依赖国外的经验和技术为主，国内自行开发的效果都不是太好，性能较差，难以满足目前的市场要求。 国外发展状况 国外在这方面的研究已经有很多的经验，并且他们的设 备性能优越，技术成熟，占领的国内的市场也越来越多。 本设计存在的难点问题 本课题的设计难点：是用机械的方法将瓶垫准确的送到指定位置，这包括瓶垫的开口方向的分选、翻转方向的控制以及瓶垫的准确送料，主要的难点是由于瓶垫的不对称性而产生的开口方向的选择、翻转的控制以及准确送料等问题。 本设计的指导思想 本设计是运用所学的机械原理和机械设计的指导思想，特别是机械原理中的凸轮的设计思想的指导，按照生产的要求，设计出符合要求的定位用的主要部件定位凸轮和盘式定位下压装置。查阅各种资料以及工具书，按照生 产的要求，参照现有的各种机构特点（主要是转盘型孔式定向机构）设计出满足生产要求的瓶垫自动送料机构 本设计拟解决的关键问题 欲解决的关键问题是有以下几个方面： 1、 设计并且用 制出转盘型孔式定向机构； （ 1） 定向机构中对于瓶垫的开口方向的分选； （ 2） 定向机构中对于瓶垫翻转的控制； 2、 写出所需零部件的结构、运动、受力分析； 3、 给出所需零部件的零件图和设计说明； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 章 设计方案 设计的总体方案 总方案的简述 本设计采用转盘型孔式定向机构，传动机构，瓶 垫 输送机构，瓶盖定位机构，来实现瓶盖的准确定位和 瓶垫的 自动 送料 。 传动机构简述 本设计采用多种传动机构来实现瓶垫的自动送料，其中转盘型孔式定向机构的转速要求不是很精确，只用带传动就可以满足。而拨盘的转速要求比较精确，所以就就在传递的过程中加了传动比较精确的齿轮传动来达到精确控制转速的目的。 垫的输送机构和垫定位机构的简述 本设计采用板式输送链的传动装置来实现拉盖在水平方向内的运动，保证按照设计所要求的运动速度来实现输送机构和压盖定位机构的同步。 同时采用自行设计的凸轮机构和齿轮以及链轮机构的组合来实现拉盖在输送装置上的准确定位。采用转盘形孔式定向机构进行垫的自动送料。 与其他方案的比较 方案原理以及方案的论证 本设计采用前述的方案。由于要设计出拉盖的准确定位装置，而拉盖要定位就要满足以下要求，在水平方向的运动和在垂直平面的定位，因此，考虑用立式下压装置和水平输送装置，同时要将水平运动转化为垂直平面的运动必然要用锥齿轮进行换向，同时考虑准确的传动比和远距离的传送，所以采用链轮传动，为了保证拉盖在垂直平面的下压定位，所以采用自行设计的凸轮来实现这一运动。由于要设计出拉垫的自动送料机构中有瓶垫的开口方向的分选以及瓶垫的翻转控制等问题，也就是说在瓶垫的 自动送料机构中，当瓶垫到达指定位置时只能以一种位置姿态出现。因此，考虑用转盘型孔式定向机构，工件倒入料斗中后进入转筒中，利用与工件型面相当的套柱，是只有开口方向正确的工件才能落入转动着的圆盘和圆环的缝隙中去，而且通过输送管来控制瓶垫的翻转问题。从而被带出型孔而进入储料槽中，而且通过输送管来控制瓶垫的翻转问题。解决这个瓶垫的定位后就是买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要解决瓶垫的同步输送问题了，对于这个问题用拨盘来解决。通过齿轮的精确传动来获得比较精确的拨盘转速。从而到达与生产过程中的同步输送。 方案的比较 本设计采用上述的方案与设 计刚开始的方案比较有以下几点优点，由于设计初的方案为用机械臂来完成拉盖的传送并且定位，因为机械臂的制造和成本都比较困难，而采用凸轮等机构却可以减少成本在完成相同功能的基础上，同时，采用凸轮定位机构比较简化机构，若采用机械臂机构却使机构变的复杂了起来； 在这个指导思想下比较了以下两个方案： （ 1）是用浆叶式定向机构。它适用于方螺母、六角螺母、圆环、圆片形工件的自动上料。工件在料斗中成一定角度的底部落人沟槽中，从而被叶轮的浆叶推拨进入储料仓中。 （ 2）是用转盘型孔式定向机构。适用于盘盒类工件的自动上料。工件到入 料斗中后进入转筒中，利用与工件型面相当的套柱，是只有开口方向正确的工件才能落入转动着的圆盘和圆环的缝隙中去，从而被带出型孔而进入储料槽中 相对所学的知识来说，采用转盘型孔式定向机构更能将课本和实际联系的更紧密，并且相对毕业设计的时间来说，由于设计任务繁重，相对来说，采用上述机构更能节省时间。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 章 设计说明 传动装置的选择 链传动 链条传动比较准确，方便，在实际安装时，虽然传动链由于自的重量，长度过长会出现传动链的悬垂，下坠掉链等现象，但是由于我们按电动机的最低转速计算，所以在转速低的情况下，并 且只要设计一个张紧装便会基本上解决这个问题，而且链传动装置结构简单，制造方便，成本低廉，符合经济的要求并且能实现所要求的运动。所以我们采用套筒滚子链和链板式输送链这些普通的链条来实现所需的运动。来实现拉盖的准确定位便于盖垫的组合。总方案的简述 带传动和齿轮传动 传动能缓和载荷冲击，运动较平稳，噪声小，易实现较远的运动传输，并且容易购买，制造和安装精度并不像啮合传动那样有严格的要求，一般都用于电动机与减速装置之间的传动件，我们决定选择普通 V 带 A 型的皮带，和辐板式的传动链轮。 齿轮传动是具有传动 比较稳定有准确的传动比和较小的噪声，传动效率高的特点等等，同时考虑到本次设计中要求的运动中，既有水平方向的运动又有垂直平面内的运动，必然考虑要改变运动的方向，所以采用锥齿轮是必然的选择。 通过上述分析，链传动和齿轮传动对于本设计来说都是比不可少的装置。其中，带传动应用于电动机上的第一级减速上的控制送料装置的传动速度，我们所设计的这个机构要求送料机构的传动部分的转速在 40分转，使得传动达到平稳状态。又因为送盖部分要求运送大量的易拉盖，使得传 动的距离变的长了起来，若用带传动机构，还需要设计载盖机构，增加了了设计任务的工作量，为了在平衡工作量和完成设计任务两者选出较优的方案，力求设计机构简单，故采用链传动，直接将送盖板安装，用螺钉紧固。 电动机的选择 选择电动机应该考虑的问题由电动机的类型和结构形式决定： 首先，根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动，制动，调速等的要求，选择电动机的类型。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据负载转矩，速度的变化范围和启动的频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制，过载能力和启动的转矩，选择电动机的容量 ，并且确定冷却通风方式，所选定的电动机容量应该留有余量，负载度一般取 大的备用容量会使电动机的效率降低，对于感应电动机，其功率因数将变化，并且使按电动机最大转矩校验的强度的机械造价提高。 根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、腐蚀和易燃易爆气体等考虑，必要的保护方式，选择电动机的结构形式。 根据企业的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等的类型。 根据生产机械的最高转速和电力传动调整速度系统的过程性能的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机的额定转速。 除此之外 ，选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行的可靠性，设备的供货情况及备品备件的通用性，安装检修的难易，以及产品价格，建设费用，运行和维修费用及生产过程中前后期电动机容量变化关系等各因素。 其次，要注意选择电动机的容量。电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件决定。由于本设计是受不变载荷长期连续运动的机械，因此只需选用的电动机的额定功率 d 即 d，电动机在工作时就不会发热。本设计电动机所需的工作功率为 Pd=据以上的分析选三相异步电动机，其主要性能如下： 型 号 功率 流 A 转 速 效率 % 功率因数 各转电流 各转转矩 最大转矩 额定电流 额定转矩 额定转矩 60390 80 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比和分配传动比 由于采用的是 列的电磁调速异步电动机，其调速范围是 125 1250 我们采用 250 因为拉盖输送装置的转速是 40 所以总的传动比是 i= 40250 =此得到拉盖定位部分主轴的转速是 6 传动装置的选择 带轮的设计 由于本设计中两个电机采用的都是三相电磁调速异步电动机，其型号是 定功率是 P=速 n=250 传动比是 i=次定 动机的效率是 80%。 首先对定位机构带轮进行设计 确定带轮的计算功率 机械零件书中 8a=此， a P =选取普通 根据 ,由书查出 8 型 确定带轮的基准直径 由表 8是 5 据式子 D2=i 95=照式子 8算带的速度 V V=100060 11 100060 4095 =0.2 25 所以带的速度合适。 确定带的基准长度和传动中心距 根据公式： 2） 610 按持久寿命计算，按齿宽中点指数 得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 最小安全系数 0失效率低于 得 算弯曲应力 F1F = mm K F c o s Y Y Y =（ 6993 （ 8 1） 2F = mm K F c o s Y Y Y =(6993 (18 873曲疲劳极限 1= n e n el 1111 =420 887 2 n e n el 1111 =420 全系数 1 1 =887/885.5 2 2 =73.4此可知 1,均大于极限安全系数，弯曲强度校核通过。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 凸轮 设计 由于拉盖外形结构的特殊，送盖板座上安置一浮动的定位销，当易拉盖运送到定位器时，将盖扣在定位销上，实现定位。这样就需要一个凸轮机构，我们选择移动凸轮，因盖四匀速运动的，所以定位器在定位的过程中也要匀速运动，则凸轮机构中从动件做等速运动，虽然选择等速运动规律易产生冲击，但本机器的转速低，从动件质量小，所以可以选用。等速运动规律推程是的运动方程为：如图 3 3示 图 3所选凸轮行程时间关系图 v= h ， s= h ， a=0 图 3所选凸轮速度时间关系图 回程时的等速运动规律：如图 3示 s=h- h 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 v=- h ,a=0 图 3所选凸轮加速度时间关系图 其中 h=7 ,根据运动规律绘出凸轮轮廓线如图 3示 图 3凸轮轮廓简图 从图 3出，凸轮的两端是完全相同的，这样保证了在压盖和定位时行程的对称性，以及运动的平稳性，在整个中间部分，是凸轮在竖直方向上不在发生位移，这样就使凸轮的侧面与压盖定位销完全处于摩擦的状态，此时可以保证在垂直平面内的稳定性。 轴的校核以及轴承的校核 轴的校核 由于定位机构传动主轴在整个运动传递的过程中，所承 受的载荷最多，因此应该先对定位机构传动主轴进行校核。下图是定位机构的主传动轴的简易图： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3传动主轴轮廓简图 带轮上所受的力对轴的影响如图 3示 确定带的预紧力 0F 由式1112200 111fc fe 其中各个符号代表的意义如下所示： ：最大有效拉力； e:自然对数的底；（ ） f:摩擦系数（对于普通 V 带，应该是当量摩擦系数） ：带在带轮上的包角（前文已经计算出大带轮的包角是 0199 ；同时考虑离心力的不利影响时，单根 V 带所需预紧力为 11 20 2 1f ve q ec f 用 1000且考虑包角对所需预紧力的影响，可按下式计算为：2 . 5 25 0 0 ( 1 )0 p ca q k ，由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动在安装新带时的预紧力为上述预紧力的 计算带传动作用在轴上的力（压轴力） Q，若不考虑带的两边的拉力差，则压轴力可以用相似的方法，按照带的两边的预紧力 0F 的合力来计算： Q= 12 c o s 2 s i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 将上边的 0F 带入上式，则： Q= 2 . 5 1 6 122 5 0 0 ( 1 ) s i vZ v k =2 3 500 0 . 6 6 2 . 5 2( 1 ) 0 . 10 . 6 2 23 0 . 6 2 2 k = 轮作用在轴上的力（ 1F 轴力） 送盖的传动链轮， ,1 e ,1 e 1 大带轮 ， 1Z =32 按水平布置取压轴力系数为 0 . 7 5 0 . 8 0 . 9 410001 1 2 . 740 180s i nF = 1 =1000 安置在主动轮上与锥齿轮的配合的小锥齿轮产生的压轴力 1000N 则 1000= 轴承受力对轴的影响：根据前面对带轮的及链轮压轴力的计算由图 1矩 T=N P9550000=40 00 00 =134655 据前面解出 68130 N 1 6279+79+131） 79+131+132） 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 T+79+132+131） =（ 62+79+131+132） +（ 131+132） +132 得出 样对轴的受力分析全部结束，仅仅针对定位机构的主传动轴。 按照扭转强度条件计算 轴的扭转强度条件为： )( 50 0 0 0 3 M p d 式中 t 许用扭矩切应力 般取值为 25 45中的较大值， 带轮处： D=28, 0 00 t D=38， 0 00 t 轴的弯曲强度均符合要求 按照弯扭合成强度条件计算 作出轴的计算简图，计算带的松紧边拉力 P=1000Nv pF e FF 212 00221221解出链轮所受拉力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 2 e ， vF q 为单位链条的质量） 由表 9，取 q= /m 和由 中较大者决定 10 2 10 2)s ， a 为链传动的中心距， q 单位长度链条的质量。 重度系数为 30， =0， q=a=1100 NF f 221 NF f 221 21= 221+ 作出弯矩图 按计算结果分别作出水平面上的弯矩， 和垂直面上的弯矩 后合成为 M= 224 3213179/(132)132131()1321317962( 32112131158(213213179/()13179(79)62( 3212如图所示危险截面是 A 面 作出计算转矩图（ 其中取 =依据公式： 买文档就送