1、精品奶茶封蓋機運動方案設計目錄一 .課程設計任務及工作要求.1頁二 .擬定工藝原理圖和運動循環圖 .2頁三 .設計總圖 .3頁四 .壓蓋、插管、移送的執行機構選型.4頁1.封蓋和插管的執行機構 .4頁2. 間隙運動執行機構選型 .6頁3.移送的執行構選型 .8頁五 .機構參數設計及運動分析.10頁1.擺動導桿機構 .10頁2.槽輪機構設計及運動分析.11頁welcome精品3.凸輪搖桿組合機構的設計.11頁4.傳動系統的設計 .14頁5.工作臺的設計 .15頁六 .小組總結 .16頁奶茶封蓋機設計設計題目該機在奶茶自產自銷網點使用，以降低營業員的勞動強度，提高工效。操作者將裝有奶茶的紙杯放上工

2、作臺，由封蓋插管機自動完成如下動作：1）封蓋；2）插入吸管（方便顧客當場飲用） ；3）移送到柜臺上，停歇適當時間讓顧客取走奶茶。原始數據：1）生產率為每分鐘 20 杯；2）機器與柜臺之間的距離1000mm1200mm；welcome精品設計任務和要求1）擬定工藝原理圖和運動循環圖；2）進行封蓋、插管、移送的執行機構選型；3）進行執行機構組合方案的評定和選擇，畫出執行機構組合方案示意圖；4）選擇電動機的適當轉速，擬定傳動系統并確定其傳動比；5）畫出包括執行機構和傳動系統的機械運動方案示意圖；6）對傳動系統和執行機構進行尺度綜合，按比例在圖紙（A2 或 A3 ）上畫出機械運動方案簡圖；7）對主要執

3、行機構進行運動分析，畫出運動線圖；8）對奶茶封蓋機的機械運動方案簡圖進行三維造型和運動模擬；9）編寫設計計算說明書。二 .工藝原理圖和運動循環圖由電動機通過凸輪搖桿機構、擺動導桿機構，對奶茶進行送進、壓蓋、插管、送出的工序，以滿足每分鐘20 杯的生產要求，其核心為槽輪機構，使整個工作臺做間歇運動。工藝原理圖welcome精品運動循環圖三 .設計總圖：welcome精品說明：電動機驅動皮帶輪，使皮帶輪逆時針轉，使大齒輪順時針轉動，送進機構順時針轉動， 推程時送瓶。 壓蓋插管機構同時進行， 擺動導桿機構上的曲柄做逆時針轉動，搖推程的時候壓蓋、插管機構收回，搖桿回程的時候做壓蓋插管運動。撥盤和槽輪從

4、上往下看做順時針轉動，滿足工作臺從上往下做順時針運動的要求。送出機構從右往左看做順時針運動，回程的時候送出瓶子。四 .壓蓋、插管、移送的執行機構選型1. 封蓋和插管的執行機構由于封蓋和插管的動作一樣，既都需要一定的沖擊速度來完成壓蓋和插管動作，從上到下往復運動，并且有一定的急回特性，所以可以統一設計。（ 1）擺動導桿機構welcome精品（ 2）直動從動件凸輪機構（形鎖合）（ 3）移動導桿機構（ 4）曲柄搖桿機構welcome精品綜上以上種方案優劣，選擇方案1 作為壓蓋和插管的主執行機構。由于是紙杯壓蓋和插管， 壓蓋速度要求不高。 以上機構均能滿足要求。 但凸輪機構加工相比連桿機構加工較難，

5、維護不方便， 且耐磨性較差。 而擺動導桿機構具有機構簡單，承載能力較好，傳動性能優異，承受較大的響應的沖擊力的優點。且能產生一定的急回特性，能夠達到壓蓋動作壓程速度相對較快的要求。2. 間隙運動執行機構選型由于壓蓋與插管需要一定的停留時間，需要間隙運動。間隙機構設計：（ 1）槽輪機構welcome精品（ 2）具有休止的凸輪機構凸輪的遠休止與進休止可以實現間歇傳動（ 3）不完全齒輪不完全凸輪結構簡單， 制造容易， 工作可靠，設計時從動輪的運動時間和靜止時間的比例可在較大范圍內變化。多用于多工位，多工序的自動機械或生產線上。（ 4）圓柱凸輪機構welcome精品圓柱凸輪機構多用于高速高精度的定位機

6、構。綜上 4 種方案優劣，選擇方案1 作為間歇運動的執行機構。槽輪機構作為間歇運動機構，運用最廣泛。 主動撥盤的連續轉動能帶動從動軸做單相周期運動。其具有結構簡單，工作可靠，能準確控制轉角，機械效率高的優點。而圓柱凸輪制作具有休止的凸輪機構雖能實現精確的運動規律，但制造麻煩， 維護較難 ，機構較為笨重。3. 移送機構選型送入機構完成將奶茶杯按特定的時間規律間歇性的將奶茶杯送入到封蓋和插管的工作盤上。送出機構完成按特定的時間規律間歇性的將加工后的奶茶杯從工作盤拉出到柜臺， 供客人享用。介于奶茶的送入機構和送出機構功能和結構類似，所以，以下只研究送入機構的選型和設計方案一：曲柄滑塊機構welcom

7、e精品搖桿滑塊機構具有設計簡單，成本低，但是傳動的平穩性不好，在送入的推程中摩擦阻力較大。方案二：凸輪推桿機構用凸輪推桿機構好處在于可以較精準的實現送入和送出的運動軌跡要求。最大缺點是加工較難、耐磨性差、重量較重、維護麻煩。方案三：凸輪搖桿組合機構welcome精品凸輪搖桿機構不僅可以較精準的實現送入和送出的運動軌跡要求，而且傳動平穩，能完成較高效率的送入送出。并且凸輪機構采用形鎖合，增大了推程和回程的動力，凸輪機構驅動方便。方案四：齒輪齒條組合機構齒輪齒條機構擁有良好的傳動特新，在連續生產中有著廣泛的運用。但不能承受較大的沖擊載荷，及壓蓋時可能會發生較小的變形。綜上四種方案，選擇第四種方案，

8、凸輪搖桿機構是第一和第二種方案的完美優化和組合。選型最后結果：封蓋（插管）擺動導桿機構直動從動形鎖移動導桿機構曲柄搖桿機構welcome精品合凸輪機構停歇機構具有休止的凸槽輪機構不完全齒輪圓柱凸輪機構輪機構移送機構搖桿滑塊機構凸輪推桿機構凸輪搖桿組合齒輪齒條組合機構機構五 .機構參數設計及運動分析1.擺動導桿機構行程速比系數 K=1.4極位夾角= 30 壓蓋器行程 H=120mm曲柄 R=38.82mm機架 150mmwelcome精品2W 曲柄 = 3 =2.09rad/s壓蓋在推程起始點 （如圖 E 點）作為循環起始點， 回程（下壓）時間 t1=1.25s ，推程（上升）所用時間t2=1.

9、75s 。當曲柄與導桿在同一水平位置是，如下圖所示壓蓋有最大速度，此時即為壓蓋和插管設備接觸紙杯的時刻，經過計算VD=163.4mm/s符合壓蓋（插管）要求2.槽輪機構設計及運動分析welcome精品由于生產率不高，故選擇應用廣泛的的槽數Z=4 的外槽輪機構。據生產要求，撥盤轉速n=1 轉/3s,槽輪轉速 n=1 轉/0.75s ，停歇時間 2.25s ，期間其他機構完成相應的動作。中心距根據實際情況調節，其他參數可根據相關公式算出，在此不再贅述。3.凸輪搖桿組合機構的設計為保證奶茶的送入和送出時，杯子的運動穩定（不至于將奶茶杯推到），凸輪在設計時要滿足沒有剛性和柔性沖擊 （即速度和加速度不會

10、發生突變） 。所以，選擇設計正弦加速度運規律的運動方程的凸輪機構。要求：（為滿足奶茶的輸送距離和后續工作的時間要求）基圓半徑r 0=120mm行程 H=200mm推程運動角 0=0.6 遠休止角s=0.3 回程運動角0 =0.6 近休止角s=0.5 2要求一個周期的時間為3s凸輪轉速= 3 rad ?s最大推程壓力角 30。滾子半徑r r=5mmmaxwelcome精品說明：下面的推程和回程運動方程中位移S 的單位取 mm ，速度的 V 單位取 mm/s ，加速度的單位取（ mm ）2 /s 。取 3.1416 。推程運動方程：（00）125110s = h -2sin ( ) = 200 3

11、-2sin (3 )00h2222.22 1 -cos(10 )v =1 -cos ( ) =30 02210a =2 h1551.4 sin ()2 sin ()=300回程運動方程：（0 + s0+ s+ 0 ）s = h 1 -T1sin (2， T =-( + )+T)20s005110= 200 1 -3+ 1.5 +2sin (3-3 )h1 - cos(2cos(103 )v = -T) = -222.22 1 -3002210a =2 h-3)2sin (T) =1551.4 sin (300welcome精品推程和回程運動線圖welcome精品反轉法設計凸輪：凸輪搖桿組合中搖

12、桿的設計：搖桿的設計主要要達到滿足輸送距離和與其他機構達到配合結構緊湊的目的，所以桿件的尺寸要能滿足要求的輸送距離，并且能和其他機構良好配合。 設計尺寸如圖：welcome精品4.確定電動機的適當轉速，傳動系統及傳動比的設計計算.電動機的適當轉速關于原動機類型的選擇， 首先考慮到工作環境對電動機的要求。奶茶封蓋插管機主要用于安靜的環境，驅動效率一般，運動精度一般，負載較小，外形尺寸也較小。電動機噪音較小，具有較高的驅動效率的運動精度，其型號繁多，可以滿足不同的工作要求， 而且還具有調速功能。 所以我們組選擇了電動機作為我們的原動機。電動機轉速選擇 1400r/min,機器的生產能力為 20 個

13、/min ，所以總減速比為1400/20=70。第一級皮帶輪傳動比為 i=7.8 ，第二級齒輪傳動比為 i=9 。符合減速傳動比逐級增大且差值不大的規律。welcome精品齒輪傳動設計：Z2=45,z1=5,m=5mm,=20 度d1=mz1=25mm,d2=mz2=225mm中心距 a=1/2m(z1+z2)=125mmdb1=mz1*cos()= 23.49,db2=mz2*cos()= 211.43mmda1=d1+2ha*m=35mm,da2=d2+2ha*m=235mma1=arccos(db1/da1)=47.84a2=arccos （ db2/da1 ）=25.88 =1/2 （

14、z1(tan( a1)-tan( )+z2(tan( a2)+tan( )）=1.46圓錐齒輪的設計與計算用圓錐齒輪主要用來改變傳動的方向，所以只要兩者的齒數相同即可。大端模數為 1，壓力角為 20 ，齒形選擇為正常齒，齒輪一模數等于齒輪二模數為40.通過計算重合度為 1.77.5.工作臺的設計welcome精品為了保證奶茶在壓蓋和插管的時候保持穩定，所以我們將工作臺改為有四個凹槽的平臺。如圖所示，凹槽的寬度為62 毫米，為了流出充分的空間供奶茶準確送入指定位置。圖中四個凹槽為奶茶杯在瓶中加工的位置六 .小組總結本次參加機械原理課程設計獲益匪淺。經過這次課程設計，充分認識到理論知識的學習與實踐有很大的差距。理論知識的學習與考核只是別人提供相關的信息，設計需要自己從多方面考慮，對各種機構要較全面的熟練掌握。剛開始時，有點不知如何下手，為了了解奶茶封蓋壓管機的工作原理，我們小組特意去食堂三樓奶茶店進行了實地考察，之后經過小組成員的仔細思考welcome精品和激烈討論，有了初步的想法。 記憶最深刻的一次在工作盤的設計和工位的時間分配的問題上，大家各持己見，經過長達兩個半小時的討論后