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、题目：旋转型灌装机运动方案设计计题目及任务 设计题目 2.1 设计旋转型灌装机。在转动工作台上对包装容器（如玻璃瓶）连续灌装流体（如饮料、 酒、冷霜等），转台有多工位停歇，以实现灌装，封口等工序为保证这些工位上能够准确地 灌装、封口，应有定位装置。如图 1 中，工位 1：输入空瓶；工位 2：灌装；工位 3：封口； 工位

4：输出包装好的容器。

图 1 旋转型灌装机

该机采用电动机驱动，传动方式为机械传动。技术参数见表 1 表 1 旋转型灌装机技术参数

1．旋转型灌装机应包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等三种常用机构。 2．设计传动系统并确定其传动比分配。

3.图纸上画出旋转型灌装机地运动方案简图，并用运动循环图分配各机构运动节拍。 4.电算法对连杆机构进行速度、加速度分析，绘出运动曲线图。用图解法或解析法设计连 杆机构。

5．凸轮的设计计算。按凸轮机构的工作要求选择从动件的运动规律，确定基圆半径，校 核最大压力角与最小曲率半径。对盘状凸轮要用电算法计算出理论廓线、实际廓线值。画出 从动件运动规律线图及凸轮廓线图 6.齿轮机构的设计计算。 7．编写设计计算说明书。 8.完成计算机动态演示。 2.3 设计提示

1.采用灌装泵灌装流体，泵固定在某工位的上方。 2．采用软木塞或金属冠盖封口， 它们可以由气泵吸附在压盖机构上，由压盖机构压入 （或 通过压盖模将瓶盖紧固在瓶口）。设计者只需设计作直线往复运动的压盖机构。压盖机构可 采用移动导杆机构等平面连杆机构或凸轮机构。

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3.此外，需要设计间歇传动机构，以实现工作转台的间歇传动。为保证停歇可靠，还应有 定位（缩紧）机构。间歇机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构等。定位缩紧机构可采用凸 轮机构等。

旋转型灌装机工作原理： 

1.待灌装瓶由传送系统(一般经洗瓶机由输送带输入)或人工送入灌装 机进瓶机构,瓶子由灌装机转盘带动绕主立轴旋转运动进行连续灌 装。 

2.主动拨盘转过120度，槽轮转过60度，同时利用间歇时间灌注机进 行灌装。 

3.当主动拨盘再转过 120 度，槽轮也转过 60 度，同时利用间歇时间 压盖机进行封盖。 

4.当主动拨盘再转过 120 度，槽轮转过 60 度，灌装瓶由传送系统送 出。

其功能逻辑图如下：

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功能分解： 

1．输入空瓶：这个功能主要通过传送带来完成，把空瓶输送到转台上使下个步 骤能够顺利进行。 

2．灌装：这个功能主要通过灌瓶泵灌装流体，而泵固定在某工位的上方，利用 气泵高压灌注。 

3．封口：用软木塞或者金属冠通过冲压对瓶口进行密封的过程，主要通过曲柄 导杆机构做往复及急回运动对灌瓶进行封口。 

4．输出包装好的容器：功能基本同1，也是通过传送带来完成。

以上4个功能因为灌装和传送较为简单无须进行考虑，因此，旋转型灌装机运动 方案设计重点考虑便在于转盘的间歇运动、封口时的冲压过程、工件的定位， 和实现这3个动作的机构的选型和设计问题。

机械系统运动转换功能图：

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运动方案：

方案一： 

1.

转盘的间歇运动机构为槽轮机构：

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2.封口的冲压机构为连杆机构： 3.工件的定位机构为凸

轮机构： 方案二： 

1.转盘间歇运动结构为不完全齿轮机构：

2. 封口冲压机构为凸轮和连杆的复合机构

：

3.定位机构为连杆机构：

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方案三： 

1.转盘的间歇运动机构为槽轮机构； 2．封口冲压机构为凸轮和连杆的复合机构； 3．工件的定位机构为凸轮机构；

方案优缺点分析: 

方案一的优点：1）槽轮机构简单、易操作，具有更好的可调性。 2）槽轮机构使用安全性好，且设计简单。

3）冲压封口机构使用连杆机构运动简单且操作性强。

缺点：运动结构过于臃肿。

方案二的优点：1）不完全齿轮便于加工，成本较低。 2）定位机构为连杆机构，便于加工，成本较低。 缺点：1）不完全齿轮会产生较大的冲击。

2）用凸轮连杆机构进行封口冲压，使其机构运动相当复杂，操作性 不强。

² 方案三的优点：1）槽轮机构简单、易操作，具有更好的可调性。 2）槽轮机构使用安全性好，且设计简单。

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缺点：1）用凸轮连杆机构进行封口冲压，使其机构运动相当复杂， 操作性不强。

综上所述：方案一与后两个方案相比，各机构结构简单且操作性强， 为旋转型灌装机运动的最佳方案。（方案图见附图）

机械系统的运动循环图

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、机构的设计与传动和动力分析 1、直齿轮的设计：

2、锥齿轮设计：

1.齿轮传动其传动比为72

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其余尺寸，按齿轮机构相关计算表格求出。 2.传送带设计：

1) 速度：V=wr=120r/min*50mm

2) 每两个瓶子之间的距离 S:t=S/v 转台的角速度为 10r/min 故而 S＝100mm 3.曲柄滑块机构

已知旋转形灌装机的滑梁行程s=300mm，曲柄与连杆长度比，即连 杆系数为λ＝0.175，则曲柄半径为： R=δ/2=150mm 

连杆长度为：L=R/λ=955.41mm 

因此，不难求出曲柄滑块机构中滑梁（滑块）的速度和加速度变化。 4.槽轮机构 

1）槽数Z按工位要求选定为6 

2）中心距L按结构情况确定L=300mm。 3）圆销半径r按结构情况确定r=30mm。 

4）槽轮每次转位时主动件的转角2α=180（1­2/z）=1209 5）槽间角2β2β=360/z=60 

6）主动件圆销中心半径R1R1=Lsinβ=150mm 7）R1与L的比值λλ=R1/L=0.5 8）槽轮外圆半径R2R2=133.3mm 9）槽轮槽深hh=139.8mm

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10）运动系数kk=(z­2)/2z=1/3(n=1,n为圆销数) 

小结

通过这次机械原理课程设计，提高了我们综合运用机械原理 课程理论的能力，培养了分析和解决一般机械运动实际问题 的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。掌握 了一些常用执行机构、传动机构或简单机器的设计方法和过 程。