




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
本科論文目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 IAbstract II引言 11緒論 31.1洗瓶機的研究目的與意義 31.2洗瓶機的介紹 31.3洗瓶機的國內外研究現狀 41.3.1國內研究現狀 41.3.2國外研究現狀 51.4本文主要研究內容 52洗瓶機的結構和工作原理 62.1洗瓶機的結構 62.2洗瓶機的工作原理 63洗瓶機設計方案 73.1分析設計要求 73.2推瓶機構選擇 83.2.1凸輪-鉸鏈四桿機構的方案 83.2.2五桿組合機構方案 93.2.3凸輪-全移動副四連桿機構的方案 93.2.4確立最終方案 103.3進瓶機構的方案選擇 103.3.1間歇機構設計 103.4總體方案設計 113.4.1總體方案 114洗瓶機技術設計 124.1凸輪設計 124.1.1凸輪參數設計 124.2鉸鏈四桿機構的設計 164.2.1鉸鏈四桿機構的設計 164.2.2鉸鏈四桿機構的運動組合圖 174.3關鍵零部件的設計 184.3.1電機的選擇 184.3.2減速器的選擇 204.3.3皮帶輪的選擇 214.3.4聯軸器的選擇 224.3.5滾動軸承的選擇 234.4軸的設計計算 254.4.1軸的材料選擇 254.4.2軸的受力分析 254.4.3軸的強度校核 264.4.4按安全系數校核 275整機的裝配渲染及其爆炸圖 295.1整機的裝配圖展示 295.2整機的裝配渲染圖展示 29結論 30參考文獻 31致謝 33本科論文摘要洗瓶機是液體灌裝生產線上必不可少的清洗設備。在啤酒廠,制藥廠等大型工廠都發揮著極大作用,進行瓶子的清洗消毒工作。論文以一種自動洗瓶機為研究對象展開設計,對其結構、發動機功率、安全系數等數據進行設計,具體研究內容如下:首先,圍繞所選命題進行資料的查找與整理。根據廣泛查閱相關國內外洗瓶機的發展現狀,了解洗瓶機的研發歷程以及發展前景,針對我國現狀,分析符合我國目前洗瓶機的形式。當前市場上洗瓶機多數為大型機器,主要應用于啤酒廠等廠家,不過隨著社會的不斷發展,家用瓶子的逐漸增加,小型家用洗瓶機有極大可能出現。其次,在設計前必須了解洗其的工作原理,明白其組成機構,洗瓶機由推瓶機構與導輥機構配合,將待洗瓶送入,然后由轉刷機構進行清洗。選定合適的材料與設備進行分析計算。對進瓶機構等主要機構進行對比選取,選取最合適本文的機構。最后,進行電機、減速器、聯軸器、皮帶輪的的選取與安全性的分析。電機根據工作所需要的工作條件和功率大小來確定具體型號,我們選用封閉式Y(IP44)系列的電動機;經過對數據的分析最后確定QJR型減速器可以滿足本次設計的需求;之后,皮帶的計算和設計由電動機的動力進行;聯軸器是用于連接兩個軸或連接軸與旋轉部件的部件,它不僅起到連接兩個軸的作用,而且還起到安全保護的作用。需要考慮兩個軸的相對位移等條件,最后發現普通聯軸器及可滿足要求;安全性分析需要經過計算來判斷危險截面與疲勞強度校核,結果證明了設計具有安全性。關鍵詞:洗瓶機;推瓶機構;聯軸器;減速器;導輥機構AbstractBottlewashingmachineisanindispensablecleaningequipmentontheliquidfillingproductionline.Inbreweries,pharmaceuticalfactoriesandmanylargefactoriesallplayagreatroleincleaninganddisinfectingthebottles.Thisassignmentdescribesadesignabouttheautomaticbottlewashingmachine,suchas:thestructure,thepoweroftheengine,thesafetyfactor,etc.Thespecificresearchcontentsareasfollowing:Firstly,researchingandorganizingthedatarelatedtotheobject.AfterstudyingtheknowledgeabouttheoverviewofthedevelopmentstatusofthebottlewashingmachinesinChinaandoverseas,understandingthedevelopmenthistoryandthedevelopmentprospectsofbottlewashingmachines,andthecurrentsituationinChina,analyzethesituationinthebottlewashingmachineindustryinChina.Nowadays,themostofthebottlewashingmachinesonthemarketarelargemachines,whicharemainlyusedinbreweriesandotherfactories.However,withthedevelopmentofsociety,householdbottlesaregraduallyincreasing,andsmallhouseholdbottlewashingmachineshaveagreatpossibilitytobeusedinfewyears.Finally,analyzetheselectionandsafetyfactorinmotor,reducer,couplingandpulley.Thespecificmodelofthemotorcanbedeterminedbytheworkingconditionsandthepowerrequiredforthework.WechoseaclosedY(IP44)seriesmotor;Afteranalyzingthedata,wefinallydeterminedthattheQJRreducercanmeettherequirementofthisdesigning;Furthermore,thecalculationandthedesigningofthebeltarecarriedoutbythepoweroftheelectricmotor;Thecouplingisacomponentusedtoconnecttwoshaftsorconnectashaftandarotatingpart.Itnotonlyplaystheroleofconnectingthetwoshafts,butalsoplaystheroleofsafetyprotection.Needtoconsidertherelativedisplacementofthetwoshaftsandotherconditions,andfinallyfoundthattheordinarycouplingandmeettherequirements;safetyanalysisrequirescalculationtojudgethedangeroussectionandfatiguestrengthcheck,theresultsprovethatthedesignissafe.Keywords:Bottlewashingmachine;Bottlepushingmechanism;Coupling;reducer;Guiderollermechanism引言洗瓶機是我國在七十年代末,從國外引進的技術。從2012年開始,南京樂惠采用跳躍式發展,和擁有100多年啤酒包裝機械制造經驗的比利時皇冠公司合作,全套引進其洗瓶機等最新技術設計[21]。2013年年底,南京樂惠輕工裝備制造有限公司雙端洗瓶機于南寧百威工廠生產。洗瓶機電耗大幅降低,水耗大幅降低,節約蒸汽消耗,洗凈率等性能指標接近世界先進水平,縮小了和國外先進水平的距離[21]。隨著社會的不斷進步還有人民生活水平質量的提高,家庭中玻璃器皿的數量在逐漸增加,因此玻璃器皿的清潔成為一個大問題,因為畢竟并不是每個家庭都會選擇購買專業的洗瓶機,這樣不能對家中的玻璃器皿進行及時清洗[23]。長期繼續下去,就會導致不斷添加新的玻璃器皿,會產生浪費、污染等現象,所以洗瓶機的發展就成了關鍵。在大城市中,很多商家利用固定的場所,購買了專業的洗瓶機,就成了一種新興產業,也就是洗瓶機產業。顧名思義洗瓶機產業就是利用洗瓶機來發展的一種產業,這種產業剛剛發起時就在市場上獲得了極大的反響,許多青年人士紛紛開始投入到這個行業的建設中來,為洗瓶機產業的發展帶來了新興力量,同時促進了瓶酒生產商、制藥廠等產業的發展,這就是一個產業帶動另一個產業的發展。由于啤酒,化學和食品市場的發展和變化,塑料瓶和玻璃瓶的類型逐漸增多,這就導致了洗瓶機如果想要滿足更多產業的需求,就必須進行發展與改進[23]。洗瓶機設備的出現和應用,實現了自動化生產,達到了減少人工,提高工作效率,節約成本,提高企業經濟效益的目的,同時贏得了廣大用戶的支持和好評,并且使得食品、化學、啤酒、等行業的生產率得到了很大的提高。當前的洗瓶機主要是扭曲型,箱型,滾筒型和立式。大多數洗瓶機的結構都很復雜,含有的電氣集成模板塊原件和機械機構較多,維護成本過高且檢修有很多不便。特別是采用毛刷清洗的洗瓶機,其毛刷會造成二次污染等等,總體上來講它們的清潔有一定的局限性。隨著現代化科技的進步,國民經濟的穩步提升,基礎設備也在快速發展。根據需要,洗瓶機具有高效、環保、節約、便于操作等優點,符合我國國情。1緒論1.1洗瓶機的研究目的與意義洗瓶機是1970年代后期在中國從國外進口的技術,得到了國內多數啤酒生產商的支持。通過使用,發現了洗瓶機的許多優點,它的外觀和應用改變了傳統的手動清洗過程,實現了自動生產方法,大大節省了人工,節省了成本,提高了勞動效率,達到了實現企業經濟效益的目的。作為清潔工具,洗瓶機具有清潔,干燥和消毒的功能。目前,市場上大多數洗瓶機具有多種功能,可以及時,快速,準確地清洗要清洗的瓶子,以滿足檢驗指標和現代要求。在傳統灌裝線中,已經完成了相應的其他功能,這使人們面臨的最大問題和擔憂是,用洗瓶機清洗的瓶子是否足夠干凈。人們的觀點表明著市場的需求,因此,在洗瓶過程中,可以說仍有許多待開發的技術,它們是占領市場與贏得人們的青睞的重要手段。這取決于先進的清潔和消毒工具??梢哉f洗瓶機的發展是必然的,通過其發展才能使制藥等領域更好地發展。本文設計一自動洗瓶機的內刷系統,主要清洗目標為玻璃瓶,這種洗瓶機在市場上一般用于啤酒廠,制藥廠等玻璃瓶制造廠。在空瓶制造完成后,將空瓶送入洗瓶機,通過內刷系統進行清洗,最后再送出,達到清潔、衛生的目的。這種洗瓶機在市場上很多,基本大部分生產廠家都會用到,且洗瓶機的應用越來越廣泛,它的發展速度會影響產業的生產速度。同時,現在已經有家用的小型洗瓶機誕生,相信經過不斷發展,洗瓶機的作用會越來越大,功能會越來越多。所以,本課題的研究具有較大的現實意義。1.2洗瓶機的介紹洗瓶機的種類有很多,目前主要作用于啤酒廠以及制藥廠等大型企業。如今,大多數實驗室實驗室都有兩種類型的洗瓶機。一種是超聲波洗瓶機,其在水中產生超聲波。后者導致液體振動并產生數千個微小的氣泡,以清潔瓶壁。另一個是高壓噴霧洗瓶機,是在高壓下用水沖洗瓶壁上的污染物,可以達到清潔的目的。1.3洗瓶機的國內外研究現狀洗瓶機自誕生以來已有100多年的歷史。隨著人們需求的增加和科學技術的不斷進步,各種新技術都可以看到其身影影。特別是在第二次世界大戰之后,科學技術水平飛速發展,新技術和新概念誕生了,它的應用也越來越廣泛。洗瓶機是一種清洗工具,主要清洗目標是啤酒瓶等玻璃器皿,在制藥,啤酒等行業都發揮著極大的作用,由于其自動化程度高,清潔效率高,清潔效果好,在市場上收到廣大好評。1.3.1國內研究現狀在1960年代和1970年代,中國開始引進國外洗瓶機,并對其進行模仿和改造,是消化吸收和自主創新的階段。這個階段出現了大量的洗瓶機種類,有單端,水平雙端,垂直雙端等其他類型。1970年代中期,第一代洗瓶機有16排瓶箱,主鏈瓶箱間歇運行,最大產量為每小時800瓶,由于該洗瓶機具有結構簡單,制造方便的優點,因此在市場上占有很長一段時間[23]。一直以來,中國的洗瓶機行業相對發達國家都比較落后,形不成規模和水平,也就導致了中國包裝行業的發展極其緩慢。由于起步晚,起點低,規模小,導致在洗瓶機總體發展速度方面我國落后于發達國家20年。當前,國內需求(尤其是高科技技術設備)大部分都要依賴進口。國外技術發達的公司同時也促進了國外洗瓶機市場的發展。進入21世紀,我國洗瓶機技術取得了突破性進展。新型的無軸變頻驅動的洗瓶機出現取代了萬向聯軸器,這在洗瓶機技術上邁出了非關鍵性的一步。新技術的發展也為洗瓶機市場有了新動力。重要的是,很多公司普及了二維CAD,同時三維設計也在慢慢普及,這代表著這些公司正使用新的計算機技術來改造洗瓶機。電氣設計部分采用ED等先進技術手段,引入定子電壓調節和變頻調速,PLC參與系統控制,洗瓶機的創新設計開始向數字化發展。目前國內輸液廠與啤酒廠使用的洗瓶機類型越來越多,隨著時代和技術的進步,必然會推動洗瓶機的創新和研發,讓其可以適用于多數器皿的清洗工作,并且可能同時延伸出新的功能,比如清洗與烘干一體等。1.3.2國外研究現狀目前,國外開始對洗瓶機應用了一些新技術,機器,點和儀器的集成度很高。國外主要制造商包括德國克朗斯,德國KHS,意大利Simonazzi和美國BarryWehmiller生產的洗瓶機。他們的生產能力遠遠高于國內同類產品。例如,克朗斯生產的LavatecD4/D5的最大產量為135000b/h。進入21世紀后,節能、高效、自動化的生產方式等將成為世界的主流,所以洗瓶機的主要發展方向都會按照這些要求進行。準確來說,國外未來發展趨勢為:研制環保型機器;節約資源;提高工作效率;降低成本。1.4本文主要研究內容本次課題主要設計一款自動洗瓶機。通過電機的選擇來設計輪軸、傳動軸的尺寸。計算傳送帶滾筒的摩擦力,防止在洗瓶過程中出現卡頓的問題。對錐形齒輪之間間隙進行分析和調整,防止設備在工作中出現對瓶子的磨損。在其檢修時如何調整及維護,防止其短路等問題。預通過本次的設計和學習,可以完成一套明確的洗瓶機設計,包括用solidworks設計的三維圖和CAD繪制的二維圖紙一套。對瓶子的尺寸、推瓶距離、推瓶速度等數據進行設計與分析。同時對其結構進行選取與比較,選出最合適本次設計內容的機構。2洗瓶機的結構和工作原理2.1洗瓶機的結構如圖2.1所示,我們可以看到,洗瓶機主要由三部分組成(1)轉刷機構(2)推瓶機構(3)導輥機構圖2.1洗瓶機結構簡圖2.2洗瓶機的工作原理洗瓶機的工作原理很簡單,待洗瓶由推瓶機構送入工作臺,接著由導輥與轉刷對的旋轉開始進行清洗,與此同時,噴水機構噴水。這時就達到了清洗的作用,在這個過程中,我們為了不損壞瓶子,選用軟毛刷,推桿也是如此,選用橡膠棒來防止瓶子的損壞。3洗瓶機設計方案3.1分析設計要求首先分析推瓶機構,在瓶推機構的設計中,讓推桿勻速推動待洗瓶,將其穩地推向導輥機構,直到清洗完成并取出瓶為止[25]。然后,推桿迅速返回到起始位置并進入下一個行程。根據設計要求,推動器應該進行近似均勻的線性運動。它的軌跡如圖3.1所示,它具有快速返回的特性,也就是說,在推動瓶子后,可以快速返回到原始位置并前進到下一個行程。圖3.1瓶子規格圖3.2推頭運動軌跡對于這種運動要求,很難用單個機構來完成,這可以通過機構的組合來實現。在此過程中,它應具有以下運動功能:(1)導輥機構使瓶子旋轉;(2)推動機構使瓶子沿導輥運動;(3)具有完整的洗瓶功能;(4)推頭完成清洗后快速返回原位。對三種機構進行分析:(1)導輥機構應以摩擦力為基礎來帶動瓶子的旋轉;(2)根據速度與距離設計合適的推桿機構。(3)通過軸的旋轉來驅動轉刷機構。(4)送料(取料)機構采用導輥傳動。3.2推瓶機構選擇推瓶機構的方案:根據要求,推頭的軌跡應近似線性,并具有快速返回的特點。推頭的運動要求主要是具有快速回復特性。據了解,具有快速返回特性的機構主要包括曲柄擺桿機構,曲柄滑塊機構,曲柄旋轉導向桿機構??紤]到推動器的工作要求和運動特性,該機構使用曲柄導向機構。有許多方案可以達到這一要求,以下是三種方案的設計與比較。3.2.1凸輪-鉸鏈四桿機構的方案如圖3.3所示,鉸鏈四桿機構連桿上的點M具有近似直線的運動軌跡。該機構存在死點位置,所以要注意采取度過死點的措施。圖3.3凸輪-鉸鏈四桿機構3.2.2五桿組合機構方案圖3.4中為一個五桿低副機構,自由度F=2,輸入構件為1和4,通過采用齒輪、凸輪或連桿機構來實現者兩個輸入構件的運動關系,從而將雙自由度的機構系統轉化為單自由度系統[27]。圖3.4五桿組合機構3.2.3凸輪-全移動副四連桿機構的方案圖3.5中為凸輪-全移動副四連桿機構方案,具有可控制性急回機構,缺點是不利于控制。圖3.5凸輪-全移動副四連桿機構3.2.4確立最終方案(1)凸輪鉸鏈四桿機構:該機構成本低,尺寸小,結構簡單并且易于調試。最重要的是其滿足推動器的軌跡,符合洗瓶機的工作要求。同時,其沖擊和振動很大,適合低速運轉,且本設計中使用的連桿數量不大,因此該方案可以滿足設計要求。(2)五桿組合機構的方案:性價比低,尺寸和桿數不適合本次設計。(3)凸輪全動副四連桿機構:這種機構雖然可以準確地再現給定的軌跡,但是水平軌跡長,凸輪尺寸太大,同樣不適合本次設計。3.3進瓶機構的方案選擇3.3.1間歇機構設計間歇機構常用的有棘輪機構,凹槽齒輪機構,不完全齒輪機構等[27]。(1)棘輪機構圖3.6棘輪機構(2)槽輪機構圖3.7槽輪機構(3)不完全齒輪機構圖3.8不完全齒輪機構(4)最終選定機構通過三種方案的比較分析,我們選擇了相對簡單、效率高并且運行平穩的槽輪機構。在我的設計中,當刻度盤以均勻速度旋轉時,凹槽輪旋轉90°,而傳動皮帶的導桿也旋轉90°到工作臺。而此過程中所用的時間就是洗瓶設備的工作周期,即:時間T=20s,則有:w=2π/20s=0.314rad/s.3.4總體方案設計3.4.1總體方案圖3.9為總體方案圖,從圖中可以看出洗瓶機是由推瓶機構,導輥機構,和轉刷機構組成的,推瓶機構將待洗瓶送入再由刷子進行清洗[20]。圖3.9總體方案圖4洗瓶機技術設計4.1凸輪設計4.1.1凸輪參數設計(1)凸輪機構的組成凸輪機構具有曲線輪廓,一般做等速轉動、移動和擺動。是一種由機架、凸輪、從動件和其附屬裝置組成的高副機構。(2)凸輪機構中的作用力
凸輪從動件的力F和從動件所受的載荷G的關系為:(4-1)(3)凸輪機構的壓力角推程對擺動推桿取;
回程時通常取。(4)凸輪設計曲線如下圖:圖4.1凸輪設計曲線圖根據推動器的行程和速度來確定凸輪的輪廓尺寸。根據初步計算,基圓半徑為50mm,凸輪厚度為25mm,槽寬為20mm,孔為15mm,滾子半徑為10mm。凸輪的理論廓曲線的坐標公式為[28]:(4-2)(5)求凸輪理論輪廓曲線:①推程階段代入得:②遠休階段代入得:③回程階段代入得:④近休階段代入得:⑤推程和回程段壓力角:(4-3)將上面各值代入式(4-2),在推程階段取,在遠休階段取,在回程階段取,在近休階段取,代入得表4.1。根據推瓶機構的工作要求設計其基本尺寸,在近休時尺寸為50mm,遠休時尺寸為180.9mm。(6)求工作輪廓曲線:有公式(4-4)其中:(4-5)(4-6)①推程階段②遠休階段③回程階段④近休階段代入得表4.1:表4.1輪廓曲線各點坐標值0o5o10o…350o355o360o0.04.3598.705…-8.682-4.3580.050.049.82649.370…49.24649.81050.00.03.6027.409…-6.946-3.4860.040.039.85539.455…39.39239.84740.04.2鉸鏈四桿機構的設計4.2.1鉸鏈四桿機構的設計搖桿擺角和行程速比系數k已知,計算鉸鏈四桿機構各桿的長度。已知有:則:(4-8)代入得:其他桿的長度我們可以根據機架長度d來確定。根據推瓶機構的行程來確定擺桿的轉角以及各桿的長度。,行程速比系數K=3。代入得:連桿機構的運動元件是表面接觸,具有壓力小,負載能力達,潤滑性好,磨損小的優點。同時制造加工簡單,以確保工作的可靠性。在確定鉸鏈中心之后,還相應地確定了四桿機構的其他桿的長度,因此可以使用拉拔法來設計該機構。所謂的繪制方法是通過繪制鉸鏈之間相對運動的幾何關系來確定每個鋼筋的位置和長度。圖形化方法具有很多優點,它簡單,直觀,快速,設計精度也很高。連桿厚20mm,并用45鋼回火。使用Pro/E軟件根據桿的長度繪制連接圖。下圖顯示了將連桿滑塊轉動到凸輪上的近乎靜止位置時的連桿機構位置,以及將連桿滑塊轉動到凸輪的遠端位置時的連桿機構位置。圖4.2凸輪上轉到近休時連桿機構位置簡圖圖4.3凸輪上轉到遠休時連桿機構位置簡圖4.2.2鉸鏈四桿機構的運動組合圖以下兩圖分別為連桿滑塊轉到遠休止和近休止兩位置的簡圖。圖4.4凸輪遠休止位置示意圖圖4.5凸輪近休止位置示意圖4.3關鍵零部件的設計4.3.1電機的選擇由于結構簡單,易于維護,控制簡單,工作可靠等優點,在機械生產中經常將電機作為動力驅動裝置。我首先想到的是Y系列三相交流異步電動機,該電動機具有節能,振動幅度小,安全的特點,是1980年代中國的新一代產品。其適用于通用機械設備,安裝尺寸和功率符合國家標準。如果機器需要頻繁的驅動等操作,則需要選擇YZ型或YZR型,它們的過載能力強,轉動慣量小,同時允許較大的沖擊和振動。在機構負載穩定和單向旋轉的工作狀態下,可以使用封閉式Y(IP44)系列電動機。合適的容量對電動機工作和經濟性有很大影響,容量選擇太小,工作機就會無法正常工作;反之,容量選擇太大也不合適,會導致電動機價格過高,造成能量的浪費。(1)電動機的容量計算步驟如下:工作機所需功率(4-9)代入得:(2)電動機的輸出功率代入得:(3)本設計選取同步轉速為1000r/min的電動機。(4)計算總的傳動比傳動裝置應有的總傳動比可由電動機的滿載轉速和工作機主動軸轉速確定,為:合理分配各級傳動比,先選定帶輪傳動比,減速器傳動比,渦輪蝸桿因減速箱同軸式布置,所以。因為,取,;速度偏差為,所以可行。各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩如表4.2:表4.2各軸轉速、輸入功率、輸入轉矩項目電動機軸中間軸Ⅱ低速軸Ⅲ凸輪軸轉速(r/min)9609619.24.5功率(kW)43.843.723.61轉矩(N·m)39.8191925.21850.45傳動比1557.8效率10.970.970.964.3.2減速器的選擇減速器的優點是傳動運動準確可靠,工作效率高,結構緊湊,使用維護方便,在機械領域具有廣泛的應用。目前,許多異徑管已經標準化,用戶可以根據需要選擇相應的型號使用。減速機種類繁多,根據不同的分類標準可分為不同的類型,根據傳動的類型又可分為圓錐齒輪減速機,圓柱齒輪減速機,蝸輪減速機,蝸輪蝸桿減速機和行星齒輪減速機[32];按傳動級數可分為一級減速器,二級減速器和多級減速器。根據發射功率的大小可分為小型,中型和大型減速器[32];根據傳動布局可分為同軸減速器,并聯型減速器和可展開式減速器[32]。根據已知數據,我們選擇QJR型減速器,這種減速器可用于交通,冶金,礦山,化工,建筑,輕工等行業的各種機械設備的傳動結構。適用的工作條件為:齒輪圓周速度應為16m/s,高速軸轉速為1000r/min,工作環境溫度為-40~~45oC,在低于0篊起動之前,潤滑油應加熱至5oC,并且可以在兩個方向旋轉指示。QJ型減速機有臥式和立式兩種。這里我們選擇臥式,可以合理安排空間。外形安裝尺寸選擇:表4.3外形安裝尺寸/mm公稱中心距acaza2輸入軸端LHnksr重量/kgdzlz236170406388082851821022517232133連續工作型承載能力:由i=25可查輸出轉矩為2250N.m,許用輸入功率為5.3KW,輸入轉矩為570N.m,輸出軸軸伸許用徑向載荷Fr=15000N,實際傳動比為25.56,顧符合要求。4.3.3皮帶輪的選擇根據電動機的要求,皮帶輪數據做如下選擇表4.4皮帶輪的數據傳動比2無帶型A無小帶輪基準直徑112.00毫米(mm)大帶輪基準直徑224.00毫米(mm)帶長1250毫米(mm)實際軸間距357.19毫米(mm)小帶輪包角162.03度V帶的根數4無帶輪寬度65.00毫米(mm)單根V帶的預緊力165.62牛頓(N)作用在軸上的力1167.37牛頓(N)設計普通V帶輪輪緣參數:表4.5普通V帶輪參數帶輪結構形式無實心輪無輻板厚度無無無槽型無A無基準線上槽深Hamin2.8毫米(mm)基準線下槽深Hfmin8.7毫米(mm)槽間距e15.0毫米(mm)槽間距下偏差無0.3毫米(mm)槽間距上偏差f-0.3毫米(mm)第一槽對稱面至端面的距離無10.0毫米(mm)第一槽對稱面至端面的距離的上偏差無2.0毫米(mm)第一槽對稱面至端面的距離的下偏差-1.0毫米(mm)基準寬度bp11.0毫米(mm)4.3.4聯軸器的選擇聯軸器是用于連接兩個軸或連接軸和旋轉部件的組件。它不僅起到連接兩個軸的作用,而且還起到安全保護的作用。選擇時應考慮:(1)扭矩大小和性質;(2)運作時的速度;(3)運作時的離心力;(4)兩軸之間的相對位移;(5)工作環境的選擇;(6)成本問題;通過使用普通的剛性聯軸器,該設計中的電動機和減速器之間的連接可以滿足傳動要求,此處選用剛性聯軸器,下面進行聯軸器的選取計算[34]。聯軸器的計算轉矩:(4-10)式中:計算轉矩;理論轉矩;公稱轉矩;工礦系數查機《械設計手冊》得K=1.25代入得:據計算轉矩要小于聯軸器公稱轉矩的條件,因為計算轉矩較小,查《機械設計手冊》,有很多型號滿足要求,本設計選用GY2型聯軸器。由于半聯軸器孔徑,所以連接該聯軸器與軸部分的直徑,半聯軸器長度。4.3.5滾動軸承的選擇根據所學知識,在選擇軸承時,必須首先選擇軸承類型。軸承類型的選擇應考慮以下主要因素:(1)工作時軸承的負荷;(2)軸承的轉速是否合適;(3)是否滿足核心性能;(4)如何進行安裝或拆卸;因為軸只承受徑向力的作用,且受力不大,故選用深溝球軸承,預計使用壽命為10000小時。下面計算基本額定動載荷:公式:(4-11)式中,C——基本額定動載荷計算值;P——當量動載荷;-壽命因數-速度因數-力矩載荷因數-沖擊載荷因數-溫度因數Cr-基本額定動載荷查《機械工程手冊》得=2.71,=1.252,=1.5,=1.2,=1代入得:下面計算額定靜載荷:(4-12)式中:-基本額定靜載荷計算值-當量靜載荷-安全因數-基本額定靜載荷代入得:最后查閱可知深溝球軸承就可滿足需求。4.4軸的設計計算4.4.1軸的材料選擇軸的材料選擇45號鋼其機械性能為:,,,,4.4.2軸的受力分析已知工作功率為:選代入得:考慮到開鍵槽的位置,將其軸徑增加10%,得到軸的直徑為110mm。(1)軸的轉速n=4.5r/min軸傳遞的轉矩代入得:計算軸的彎矩,并畫出彎矩圖,按進行彎矩合成,畫出彎矩圖[33]。故圖4.6彎矩圖(3)計算并畫當量彎矩圖轉矩按脈動循環變化計算,取代入得:按計算,并畫當量彎矩圖。圖4.7當量彎矩圖4.4.3軸的強度校核鍵槽處d1=110㎜鍵槽處當量彎矩為強度校核:考慮鍵槽的影響,查表得b=28㎜t=16㎜顯然,,故安全。4.4.4按安全系數校核(1)判斷危險截面在鍵槽處有應力集中源,且當量彎矩較大,故確定為危險面[14]。(2)疲勞強度校核①鍵槽處截面上的應力:彎曲應力幅:扭轉應力幅:彎曲平均應力:扭轉平均應力:②材料的疲勞極限:根據:查表得:③截面應力集中系數:查表得:④表面狀態系數及尺寸系數:查表得:⑤分別考慮彎矩或扭矩作用時的安全系數:經過以上計算,判定其安全。5整機的裝配渲染及其爆炸圖5.1整機的裝配圖展示如下圖5.1所示,洗瓶機的整機裝配是通過三維建模后經過各部分的裝配完成的,裝配過程有序緊密,尺寸配合準確無誤。圖5.1洗瓶機整機裝配示意圖5.2整機的裝配渲染圖展示我所設計的裝配渲染圖是用keyshot8.1進行渲染,該軟件有良好的渲染效果,色彩清晰透亮,有極好的觀賞性。在制作渲染圖的時候我對整體圖進行了渲染。圖5.2洗瓶機整機渲染示意圖結論過以上分析,了解了洗瓶機的基本工作原理,明白了洗瓶機對于啤酒廠、制藥廠等工廠的重要作用。本文對洗瓶機進行了結構設計,對于洗瓶機的進瓶機構、推瓶機構、工作效率幾個方面重點分析。通過本文的工作,可以得到以下結論:(1)最適合洗瓶機的機構為凸輪—鉸鏈四桿機構。因為其相比于其他兩種機構具有體積小便于安裝、結構簡單便于調試的優點,并且價格合適。并且其推動器的軌跡符合工作要求,并且可以通過設置,實現快速返回特性。五桿組合機構具有許多桿,大尺寸,低成本性能和不合理的設計。凸輪全移動副四連桿機構能夠準確地再現給定的軌跡,但是水平軌跡長,凸輪的尺寸太大,空間大,這是不現實的。盡管凸輪鉸鏈四連桿機構還具有游隙低,連桿數量多,累積誤差大和精度差的缺點,但其沖擊和振動很大,通常適用于低速場合,最適合洗瓶機的使用。(2)進瓶機構我們選擇的是槽輪機構,它通常被用于主動件于從動件的帶有聽寫的單向周期性轉動。由于洗瓶機工作時需要運轉平穩,并且對運行速度沒有太高要求,所以我們選擇了構造簡單,外形尺寸小,能平穩地、間歇地進行轉位的槽輪機構。(3)本次還針對電動機、減速器、傳送帶進行了相應的計算與比較,選擇了合適本次設計內容的零部件。通過對瓶進給需求的分析,了解其工作方式,通過它的工作特性進行了設計。由于瓶子屬于易碎物品,所以我考慮到了會不會在清洗時發生破碎,這樣就需要選擇一種較軟的材料來制作刷子。然后,我結合了這些機構的設計,選擇了合適的整體設計。繪制整體裝置圖和一些極限位置的草圖。(4)即使,本文分別對凸輪參數設計,鉸鏈四連桿機構計算,電機功率計算最大程度接近了最佳值,但計算簡化,不夠精確,后續研究需進一步完善。參考文獻[1]那琳.機械設計基礎課程設計[M].機械工業出版粒社,2007.7:80-83[2]郭期勇.AutoCAD2008中文版教程[M].清華大學出版社,2007.10:65-67[3]王洪艷.AutoCAD實用教程[M].南京:南京大學出版社,2014:33-34[4]孫建東.機械設計基礎[M].北京:清華大學出版社,2007.1:112-114[5]封立耀.機械設計基礎實例教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,2007.8:13-19[6]黃茂林.機械原理[M].重慶大學出版社,2002.7:26-29[7]華大年,連桿機構設計與應用創新[M].北京:機械工業出版社,2008.1:131-132[8]強建國.機械原理創新設計[M].華中科技大學出版社,2008.6:45-49[9]蔡鳳,解彥剛.制藥設備及技術[M].北京:化學工業出版社,2011:46-47[10]張文明,華祖銀.嵌入式組態控制技術[M].北京:中國鐵道出版社,2011:83-85[11]西門子工業有限公司.SIMATICS7-200SMART系統手冊[Z].北京:西門子工業有限公司,2016:76-77[12]李全江.組態控制技術實訓教程(MCGS)[M].北京:機械工業出版社,2016:65-68[13]韓相爭.西門子S7-200SMARTPLC編程技巧與案例[M].北京:化學工業出版社,2017:110-111[14]范國偉,桑建明.機電傳動與運動控制[M].北京:機械工業出版社,2013:103-107[15]王守城,容一名,駱艷潔,張鵬.液壓與氣壓傳動[M].北京:北京大學出版社,2008:39-41[16]龍振宇.機械設計[M].北京:機械工業出版社,2002:28-29[17]武軍.洗瓶機進瓶裝置的改進[J].啤酒科技,2005:43-45[18]劉安靜,周文玲.洗瓶機進瓶機構的設計分析[J].包裝工程,2005:55-56[19]韓少雄.雙端連續式洗瓶機進瓶機構的研究與設計[D].西安工業大學,2013:99-100[20]張元朝.啤酒瓶洗瓶設備的改進設計[D].華南理工大學,2010:81-82[21]劉守謙.現代包裝機械的創新設計.輕工機械[J]2007.2:6-8[22]李傳瑞,金黎明.洗瓶機準確度的調整對商品凈含量的影響.中國計量[J],2008.4:103[23]盧娟.國外飲料洗瓶機現狀為我國洗瓶機指明發展方向.中國包裝工業[J],2009.9:40[24]袁峰,聶惠娟,王太勇.一種新型洗瓶機的功能原理創新設計.機械設計與制造[J],2009.2:259-260[25]強建國.機械原理創新設計[M].華中科技大學出版社,2008.6:37[26]華大年.連桿機構設計與應用創新[M].北京:機械工業出版社,2008.1:44-45[27]牛鳴岐.機械原理課程實際手冊[M].重慶大學出版社,2001.1:56-58[28]鄒慧君,殷鴻梁.間歇運動機構設計和應用創新[M].北京:機械工業出版社,2008.9:66-68[29]孫恒,陳作模,葛文杰.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2006:88[30]黃漢兵.Pro/E機構仿真運動[M].人民郵電出版社,2008.5:43-49[31]宋偉剛.通用帶式輸送機設計[M].北京:機械工業出版社,2006:53[32]周明衡.減速器選用手冊[M].北京:化學工業出版社,2002.[10]劉守謙.現代包裝機械的創新設計.輕工機械[J]2007.2:6-8[33]郭朝勇.AutoCAD2008中文版教程[M].清華大學出版社,2007.10:56[34]濮良貴,紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2006:91-92致謝在設計完成期間,我首先要向所有給我提供幫助和指導的同學和老師表示最真摯的謝意。在設計開展期間,我遇到很多了許多問題,通過跟一些同學的討論,才慢慢解決,在這里我對他們表示感謝。我還要特別感謝于碩老師和鄭勝俊老師給予的無私幫助,正是在兩位老師的鼓勵和幫助之下,我得以順利完成設計。由于本人學識有限,加之時間倉促,文中不免有錯誤和待改進之處,真誠歡迎各位師長、同行提出寶貴意見。
文獻資料檢索的步驟與篩選利用檢索文獻資料信息是一項實踐性很強的過程,檢索的一般步驟有以下幾種。在檢索完成之后,才能對文獻資料進行篩選利用。文獻檢索是利用文獻的第一步,如何將其應用在畢業設計(論文)課題研究過程中,對檢索到的文獻資料進行認真篩選、消化和吸收是關鍵。只有經過這個過程,才能達到查閱文獻的真正目的一一一利用文獻1、文獻資料檢索的步驟(1)明確檢索范圍從科研課題研究的中心內容和重點出發,多方面分析課題要求和問題實質,一般從三方面考慮:一是區域界限,要清楚是取得某一一問題發表過的全部文獻資料,還是要掌握某一地區、某一國家對某一問題發表過的全部文獻資料;二是時間范圍,明確是查找某一問題在某一年限內發表過的文獻資料,還是獲取某一。問題從有文獻記錄以來的全部文獻資料;三是專業范圍,明確要查找什么專業的科技文獻信息,比如,電子類的還是機械類的,是理論性的還是應用性的等。(2)選擇檢索工具檢索工具有不同的分類方法,按加工文獻和處理信息的手段不同分為手工檢索工具和機械檢索工具;按照載體形式不同分為書本式檢索工具,磁帶式檢索工具,卡片式、縮微式、膠卷式檢索工具;按照著錄格式的不同可將檢索工具分為以下四種類型:①目錄型檢索工具。目錄型檢索工具是記錄具體出版單位、收藏單位及其他外表特征的工具。它以一個完。整的出版或收藏單位為著錄單元,一般著錄文獻的名稱、著者、文獻出處等。目錄的種類很多,對于文獻檢索來說,國家書目、聯合目錄、館藏目錄等尤為重要②題錄型檢索工具題錄型檢索工具是以單篇文獻為基本著錄單位來描述文獻外表特征(如文獻題名、著者姓名、文獻出處等),無內容摘要,是快速報道文獻信息的一類檢索工具。它與目錄的主要區別是著錄的對象不同,目錄著錄的對象是單位出版物,題錄的著錄對象是單篇文獻。③文摘型檢索工具文摘型檢索工具是將大量分散的文獻,選擇重要的部分,以簡練的形式做成摘要,并按一定的方法組織排列起來的檢索工具。按照文摘的編寫人,可分為著者文摘和非著者文摘,著者文摘是指按原文著者編寫的文摘;而非著者文摘是指由專門的熟悉本專業的文摘人員編寫而成。按照摘要的詳簡程度,可分為指示性文摘和報道性文摘兩種,指示性文摘以最簡短的語言寫明文獻題目、內容范圍、研究目的和出處,實際上是題目的補充說明,一般在100字左右;報道性文摘以揭示原文論述的主題實質為宗旨,基本上反映了原文內容,討論的范圍和目的,采取的研究手段和方法,所得的結果或結論,同時也包括有關數據、公式,一般五百字左右,重要文章可多達千字。④索引型檢索工具索引型檢索工具是根據一定的需要,把特定范圍內的某些重要文獻中的有關款目或知識單元,如書名、刊名、人名、地名、語詞等,按照一定的方法編排,并指明出處,為用戶提供文獻線索的一種檢索工具。索引的類型是多種多樣的。在檢索工具中,常用的索引類型有分類索引、主題索引、關鍵詞索引、著者索引等。
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025年3月份法拍房原租賃合同解除條件變更
- 2025年企業向個人借款合同范本
- 2025便利店經銷代銷合同書
- 2025廣告公司業務執行合同
- 急診科室物資管理優化計劃
- 鄉鎮店面員工勞動合同范例
- 深基坑沉井施工方案
- 供暖鍋爐設備租賃合同樣本
- 施工方案檢測內容包括
- 養殖基地租賃合同標準文本
- 中圖版八年級下冊地理《第三節-歐洲西部》(一等獎課件)-
- 小學作廢Appendix多維閱讀第級MovingSeeds種子的旅行
- 導游基礎知識基督教課件
- 肝癌TACE治療及護理
- 《唯品會網絡營銷策略研究(論文)10000字》
- 綜合防控兒童青少年近視PPT保護視力預防近視PPT課件(帶內容)
- 新疆少數民族文化課件
- 作業現場安全監督檢查卡(配電)
- 倉庫發貨清單
- 旅行管家實務全套ppt課件最全電子教案完整版教學教程整套全書課件ppt
- GB∕T 31568-2015 熱噴涂熱障ZrO2涂層晶粒尺寸的測定 謝樂公式法
評論
0/150
提交評論