1、編號(hào)無錫太湖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 液體灌裝生產(chǎn)線上擰瓶蓋機(jī)的設(shè)計(jì) 信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)學(xué) 號(hào)： 0923837學(xué)生姓名： 王 奇 指導(dǎo)教師： 何雪明（職稱：副教授 ） （職稱： ）2013年5月25日無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng) 信 承 諾 書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 液體灌裝生產(chǎn)線上擰瓶蓋機(jī)的設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械97 學(xué) 號(hào)： 0923837 作者姓名： 2013 年 5 月

2、25 日無錫太湖學(xué)院信 機(jī)系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書一、題目及專題：1、題目液體灌裝生產(chǎn)線上擰瓶蓋機(jī)的設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 擰蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，用于玻璃瓶或pet瓶的螺紋蓋封口。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的包裝質(zhì)量的要求也越來越高。由于螺紋蓋具有封口快捷，開啟方便及開啟瓶后又可重新封好等優(yōu)點(diǎn)，使其在許多產(chǎn)品的包裝中應(yīng)用越來越廣泛，諸如飲料，酒類，調(diào)味料，化妝品及藥品等瓶包裝的封口就大量采用螺紋蓋封口。目前現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)同類機(jī)型的封蓋機(jī)的產(chǎn)量，速度和自動(dòng)化程度都相對(duì)落后。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速，高效和高可靠性生產(chǎn)

3、的需要，研制了一種回轉(zhuǎn)式擰蓋機(jī)，該機(jī)采用多工位回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，機(jī)電氣一體化，具有效率高，速度快，可靠性好和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)介紹了液體灌裝生產(chǎn)線上擰瓶蓋機(jī)。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 閱讀外文資料，翻譯與本專業(yè)或課題相關(guān)的外文文獻(xiàn)3000字左右，要求語句通順、流暢、準(zhǔn)確； 了解擰瓶蓋的工作原理； 通過對(duì)比現(xiàn)有的擰瓶蓋機(jī)，初步擬定分析設(shè)備方案； 繪制部分零件圖，裝配圖，零件的各種配合； 能夠熟練使用ug，用ug對(duì)部分零件進(jìn)行建模； 撰寫論文，要求符合本科論文的格式要求，語言簡(jiǎn)潔、流暢、層次分明。上機(jī)時(shí)數(shù)不少于200小時(shí)，整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程的技術(shù)工作要 嚴(yán)謹(jǐn)、靈活、工作要有主動(dòng)性

4、，計(jì)算方法、計(jì)算的程序、計(jì)算結(jié)果、 結(jié)論要正確。 四、接受任務(wù)學(xué)生：機(jī)械97 班 姓名 王 奇 五、開始及完成日期：自2012年11月12日 至2013年5月25日六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名教研室主任學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名2012年11月12日摘要回轉(zhuǎn)式擰瓶蓋機(jī)適用于帶螺紋的蓋與瓶的旋蓋，市場(chǎng)上現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)式擰瓶蓋機(jī)大多數(shù)是半自動(dòng)的包裝機(jī)，瓶蓋的疏理大多由人工來完成，生產(chǎn)效率不是很高，而且加大了勞動(dòng)的強(qiáng)度，再生產(chǎn)時(shí)有一定的危險(xiǎn)，本設(shè)計(jì)為自動(dòng)理蓋而且是多工位擰蓋機(jī)。本文介紹了題目的研究背景和意義，論述了擰蓋機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r，介紹了本次設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容

5、及方法。本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是擰蓋機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案、過程的擰蓋、輸送方式和定位方法，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采用的擰蓋方法是回轉(zhuǎn)式的，是通過圓柱凸輪的輪廓線來實(shí)現(xiàn)擰蓋頭的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的，通過錐齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩；而且在滿足擰蓋機(jī)原理的條件下，充分考慮了整機(jī)的布局和經(jīng)濟(jì)性，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，操作方便而且本課題的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了從進(jìn)瓶到出瓶的全部自動(dòng)化，具有速度可調(diào)、定位準(zhǔn)確、旋蓋可靠、運(yùn)行平穩(wěn)、無噪音和不傷瓶蓋等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，總體上達(dá)到了我們預(yù)期設(shè)計(jì)的目標(biāo)。關(guān)鍵詞：擰瓶蓋機(jī)構(gòu)；理蓋機(jī)構(gòu)；傳送；自動(dòng)化；轉(zhuǎn)盤abstractrotary capping machine for the

6、threaded cap and the bottle of screw cap, as the existing rotary capping machines are mostly semi-automatic packaging machine, bottle of reorganizing the employer to complete most of the production efficiency is not very high and increased labor intensity, have a certain risk of reproduction, the de

7、sign for the automatic management is a multi-position cap and screw cap. this article describes the background and significance of the research topics discussed. capper development at home and abroad, introduces the design of this study the content and methods. the packaging machine is designed to f

8、ocus the overall design scheme, the packaging process of screwing conveyance methods and positioning methods, in this based on the movement and structure design. the design of the packaging used is rotary,through cylindrical cam contour to achieve capping head up and down reciprocating motion throug

9、h the planetary gear transmission torque; and packaging machinery to meet the conditions of principle, give full consideration to the machine layout and the economy, while machine is also simple, low cost, no pollution, noise and human and functional characteristics of reasonable.keywords: cappjing

10、machine;cancelling machine;deliver;automation;turntabl目錄摘要iiiabstractiv1 緒論11.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義11.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況11.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求12 總體方案設(shè)計(jì)22.1 方案一的介紹22.2 方案二的介紹22.3 方案比較22.4 采用方案的詳細(xì)設(shè)計(jì)32.4.1 上蓋裝置的設(shè)計(jì)32.4.2 傳送帶的設(shè)計(jì)42.4.3 底座箱的設(shè)計(jì)42.4.4 擰蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)42.4.5 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)53 總裝圖的確定63.1 主要技術(shù)參數(shù)的確定63.1.1 電機(jī)的選擇63.2 傳動(dòng)方案的確定73.3 結(jié)構(gòu)方案的確定74

11、部件裝配圖的確定94.1 帶傳動(dòng)的計(jì)算94.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核114.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選材114.2.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算114.2.3 軸的校核計(jì)算124.3 齒輪的計(jì)算和校核124.3.1 齒輪材料處理工藝及制造工藝的選定124.3.2 確定各主要參數(shù)134.3.3 傳動(dòng)比134.3.4 齒輪模數(shù)m134.3.5 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算134.3.6 齒輪強(qiáng)度校核144.4 錐齒輪的計(jì)算和校核194.4.1 選取齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)194.4.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)194.4.3 設(shè)計(jì)計(jì)算194.4.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)204.4.5 設(shè)計(jì)計(jì)算214.4.6 幾何尺寸計(jì)算2

12、24.5 鍵的計(jì)算和校核234.5.1 鍵的選擇計(jì)算234.5.2 鍵的校核234.6 軸承的選擇和校核234.6.1 軸承的選擇234.6.2 軸承的壽命計(jì)算245 擰蓋機(jī)的工作情況簡(jiǎn)介265.1 傳送及擰蓋部分265.2 控制部分266 擰蓋機(jī)的安裝、維護(hù)和安全286.1 安裝286.2 維護(hù)保養(yǎng)286.3安全要求287 結(jié)論與展望297.1 結(jié)論297.2 不足之處及未來展望29致 謝30參 考 文 獻(xiàn)311 緒論1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義擰蓋機(jī)是自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，用于玻璃瓶或pet瓶的螺紋蓋封口。隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的包裝質(zhì)量的要求也越來越高。

13、由于螺紋蓋具有封口快捷，開啟方便及開啟瓶后又可重新封好等優(yōu)點(diǎn)，使其在許多產(chǎn)品的包裝中應(yīng)用越來越廣泛，諸如飲料，酒類，調(diào)味料，化妝品及藥品等瓶包裝的封口就大量采用螺紋蓋封口。目前現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)同類機(jī)型的封蓋機(jī)的產(chǎn)量，速度和自動(dòng)化程度都相對(duì)落后。為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速，高效和高可靠性生產(chǎn)的需要，研制了一種回轉(zhuǎn)式擰蓋機(jī)，該機(jī)采用多工位回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，機(jī)電氣一體化，具有效率高，速度快，可靠性好和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。包裝機(jī)械為包裝工業(yè)提供裝備機(jī)械，影響著各類包裝制品工業(yè)的技術(shù)水平和產(chǎn)品檔次，制約著包裝工業(yè)的發(fā)展和速度。長(zhǎng)期以來，我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)非常薄弱，形不成規(guī)模和水平，致使我國(guó)包裝工業(yè)發(fā)展極慢。我國(guó)包裝機(jī)械行

14、業(yè)在歷經(jīng)了七十年代的起步，八十年代的發(fā)展，九十年代由于包裝制品發(fā)展的需要而實(shí)現(xiàn)了高速度發(fā)展，但是由于起步遲，起點(diǎn)低，規(guī)模小，我國(guó)包裝機(jī)械總體水平要比發(fā)達(dá)國(guó)家落后20年，國(guó)內(nèi)目前需求量的60%，尤其是技術(shù)含量高的技術(shù)裝備依賴進(jìn)口。對(duì)于包裝制品工業(yè)，包裝機(jī)械是我國(guó)包裝工業(yè)的優(yōu)勢(shì)。1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況提高自動(dòng)化程度是包裝機(jī)械發(fā)展重要的趨勢(shì)。產(chǎn)品和產(chǎn)量居世界之首的美國(guó)十分重視白裝機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制，將自動(dòng)化操作程序、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)更多用于包裝機(jī)械之中。日本則長(zhǎng)于微電子技術(shù)，用以開那個(gè)值包裝機(jī)械，有效地促進(jìn)了無人操作和自動(dòng)化程度的提高。在計(jì)量、制造和技術(shù)性能等方面居

15、于世界領(lǐng)先地位的德國(guó)也高度重視提高自動(dòng)化程度。幾年前，德國(guó)包裝機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，自動(dòng)化技術(shù)在整個(gè)系統(tǒng)操作及運(yùn)行中還占30%，現(xiàn)在已占到50%以上。1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求目前國(guó)內(nèi)液體灌裝生產(chǎn)線中廣泛使用的旋開封蓋口機(jī)大多為直線式擰蓋機(jī)，為了適應(yīng)現(xiàn)代包裝機(jī)高速、高效和高可靠性生產(chǎn)的需要，在廣泛吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)機(jī)型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)此了機(jī)器。該擰瓶蓋機(jī)采用回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)是針對(duì)回轉(zhuǎn)式擰蓋機(jī)整體的設(shè)計(jì)。主要工藝流程包括：供瓶+供蓋旋蓋輸送。同時(shí)要求熟練的操作ug軟件，進(jìn)行建模，繪制圖3d模型并出圖紙。2 總體方案設(shè)計(jì)2.1 方案一的介紹如圖2.1所示，該方案利用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)傳送帶將待旋蓋瓶傳送至上蓋裝

16、置下方自動(dòng)上蓋并撫平，然后將上好蓋的瓶子停止在旋蓋機(jī)正下方，傳感裝置將信號(hào)傳至旋蓋機(jī)構(gòu)，通過上部的氣缸實(shí)現(xiàn)旋蓋頭的整體下移，通過下部的杠桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瓶子的夾緊，選蓋頭旋轉(zhuǎn)將瓶蓋旋緊在瓶上。旋蓋完成后旋蓋頭升起，傳送帶繼續(xù)前進(jìn)一定距離，開始重復(fù)旋蓋過程。本方案結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、易懂，但是從整體來分析，旋蓋的效率不是太高，而且對(duì)傳送帶的各種要求比較高，需要特別訂制，成本會(huì)提高。圖2.1 方案一旋蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)的正視圖2.2 方案二的介紹如圖2.3所示，本方案的全自動(dòng)旋蓋機(jī)由上蓋裝置，傳送帶，底座箱，擰蓋機(jī)構(gòu)，旋瓶圓盤，電機(jī)等組成。瓶子靠傳送帶一直勻速的前進(jìn)，通過理蓋機(jī)振動(dòng)供蓋，然后進(jìn)入旋盤，一直旋轉(zhuǎn)的旋蓋頭

17、靠升降機(jī)構(gòu)的作用整個(gè)支撐桿向下運(yùn)動(dòng)完成旋蓋并抬起，與此同時(shí)，前面旋蓋完成的瓶子會(huì)隨著傳動(dòng)帶輸出。從而，順利的完成了全自動(dòng)旋蓋的整個(gè)過程。這樣既能達(dá)到高效迅速旋蓋的目的，同樣在一定范圍內(nèi)也能適用于不同高度大小的瓶子旋蓋。2.3 方案比較方案一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，但是傳送帶的停走精度難以控制，所以整個(gè)旋蓋的精度低而且生產(chǎn)效率低，而且整個(gè)裝置的自動(dòng)化程度不是很高，較為適合小批量生產(chǎn)；方案二結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單且精密合理，旋蓋精度高，效率高，相對(duì)于方案一成本要高，但是自動(dòng)化程度也較高，適合批量生產(chǎn)，綜合考慮多方面，本課題采用方案二的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖2.2 方案二旋蓋機(jī)結(jié)構(gòu)圖。2.4 采用方案的詳細(xì)設(shè)計(jì)2.4

18、.1 上蓋裝置的設(shè)計(jì)上蓋裝置是把雜亂的瓶蓋放置在圓柱形的振動(dòng)式自動(dòng)料斗中，通過振動(dòng)使瓶蓋在料斗內(nèi)壁的螺旋形的跑道上向前跳動(dòng)，并通過圓弧型軌道至出口跟瓶口相接。軌道最前端有一段水平板，將瓶口的蓋壓平，便于下一步的旋蓋操作，如圖2.4.1所示。圖2.4.1 理蓋機(jī)構(gòu)2.4.2 傳送帶的設(shè)計(jì)傳動(dòng)帶是瓶子輸入和輸出的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)，瓶子通過傳送帶從左端勻速進(jìn)入理蓋機(jī)供蓋，然后進(jìn)入轉(zhuǎn)盤旋蓋，最后通過傳送帶送出，如圖2.4.2。圖2.4.2 傳送裝置2.4.3 底座箱的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，做出相關(guān)的機(jī)座，如圖2.4.3所示。圖2.4.3 機(jī)座2.4.4 擰蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)擰蓋機(jī)構(gòu)是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心和重心。由主軸帶動(dòng)主

19、齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)副齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終旋蓋頭轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由升降機(jī)構(gòu)圓柱凸輪實(shí)現(xiàn)整個(gè)旋蓋裝置的上下運(yùn)動(dòng)，要求擰蓋機(jī)構(gòu)又要自行轉(zhuǎn)動(dòng)，還要同步轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，擰緊瓶蓋夠上升完成整個(gè)過程，這樣就實(shí)現(xiàn)了擰瓶蓋的全自動(dòng)化，如圖2.4.4。圖2.4.4 旋蓋機(jī)構(gòu)2.4.5 轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)也是比較重要的部分，旋轉(zhuǎn)過程中實(shí)現(xiàn)了擰蓋同時(shí)可以固定瓶子不晃動(dòng)移動(dòng)等問題，圓盤周邊設(shè)計(jì)成與瓶大小適當(dāng)?shù)膿醢澹梢皂樌娜∑浚推俊A盤靠下部軸支架靠鍵連接帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2.4.5。圖2.4.5 轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)3 總裝圖的確定3.1 主要技術(shù)參數(shù)的確定 3.1.1 電機(jī)的選擇根據(jù)機(jī)械負(fù)載特性，生產(chǎn)工藝，電網(wǎng)要求，建設(shè)費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用等

20、綜合指標(biāo)，合理選擇電機(jī)的類型；根據(jù)機(jī)械負(fù)載所要求的過載能力，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，工作制以及工況條件，合理選擇電動(dòng)機(jī)的功率，力求運(yùn)行安全可靠經(jīng)濟(jì)；根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高機(jī)械轉(zhuǎn)速和傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的要求，選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速；還要根據(jù)電網(wǎng)電壓，頻率選擇電動(dòng)機(jī)的額定電壓和頻率；總之，在選用電機(jī)時(shí)，要努力執(zhí)行國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，積極采用節(jié)能產(chǎn)品和新產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益。功率的確定：電動(dòng)機(jī)的功率選得是否合適，對(duì)其工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響；如采用額定功率小于工作機(jī)要求的功率，就不能保證工作機(jī)的正常工作，甚至日電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載而過早損壞；如果電動(dòng)機(jī)的額度功率大于所要求的功率，則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，容量也未得到充分利用，以致造成成本高，而且浪費(fèi)。通

21、常對(duì)在變載荷作用下，穩(wěn)定、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率稍大于工作機(jī)功率。還應(yīng)查處電動(dòng)機(jī)類型和額定功率、相應(yīng)的轉(zhuǎn)速和安裝尺寸。在一般情況下不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和起動(dòng)力矩。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)需要的功率按下式計(jì)算： (kw) (3.1)式中：工作機(jī)所需的功率，kw從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間各運(yùn)動(dòng)副的總機(jī)械效率（以下簡(jiǎn)稱效率）。工作機(jī)所需要工作功率一般根據(jù)工作機(jī)的生產(chǎn)阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算： 或 (3.2)式中：f工作機(jī)的生產(chǎn)阻力，n； v工作機(jī)的速度，m/s； t工作機(jī)的阻力矩，nm； 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min； 工作機(jī)的效率。總效率按下式計(jì)算： (3.3)式中、.分別為運(yùn)動(dòng)鏈中各運(yùn)動(dòng)副（如齒輪、

22、軸承及聯(lián)軸器等）的效率，其值可參考機(jī)械設(shè)計(jì)零件手冊(cè)（修訂版）表4.1-2選取。容量相同的同類型電動(dòng)機(jī)，可以有不同的轉(zhuǎn)速。如三相異步電動(dòng)機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速，即3000、1500、1000、750r/min。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的極數(shù)多，外廓尺寸及重量都較大，幾個(gè)高，但可使傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及尺寸較小；高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則相反。因此確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)按具體情況進(jìn)行分析和比較。通常多選用同步轉(zhuǎn)速為1500和1000r/min的電動(dòng)機(jī)，如無特殊需要，不選用同步轉(zhuǎn)速低于750r/min的電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)功率通常按實(shí)際所需要的電動(dòng)機(jī)工作功率考慮，而轉(zhuǎn)速則按電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 （滿載轉(zhuǎn)速，它不等于同步轉(zhuǎn)速）

23、計(jì)算。通過計(jì)算可知，中心軸下面安裝的滾子軸承在工作時(shí)，所受的摩擦力大約為40n，所以灌裝機(jī)主軸的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本減（變）速器·電機(jī)與電器上電動(dòng)機(jī)選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮的問題和考慮到運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品的價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維修費(fèi)用、生產(chǎn)過程中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素，選擇電動(dòng)機(jī)為y2型系列電動(dòng)機(jī)，所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為y2-90s-4型電動(dòng)機(jī)，它的額定轉(zhuǎn)速為1400r/min，額定功率為1.1kw。3.1.2 減速器的選擇由于所選電動(dòng)機(jī)的額度轉(zhuǎn)速為1400r/min，灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力為4200瓶/小時(shí)，擰蓋機(jī)的擰

24、蓋頭數(shù)為12頭，所以擰蓋機(jī)每轉(zhuǎn)生產(chǎn)12瓶，所以灌裝機(jī)主軸的轉(zhuǎn)速為350r/小時(shí)，即r/min。首先設(shè)主軸上大齒輪與減速器上小齒輪的傳動(dòng)比，電動(dòng)機(jī)的小帶輪與減速器上大帶輪的傳動(dòng)比，則減速器上輸入的轉(zhuǎn)速為700r/min，輸出的轉(zhuǎn)速為35r/min，根據(jù)以上的條件，選擇cw型減速器，減速器的型號(hào)為cw80-25-if，該型號(hào)的減速器的額定輸入轉(zhuǎn)速為750r/min，額定輸入功率為1.74kw，額定輸入轉(zhuǎn)矩為437。由于電動(dòng)機(jī)的功率為1.1kw，所以選擇該型號(hào)的減速器符合要求。3.2 傳動(dòng)方案的確定要實(shí)現(xiàn)本課題自動(dòng)擰蓋機(jī)的功能主要考慮以下四個(gè)運(yùn)動(dòng)。第一，是傳送帶的勻速運(yùn)動(dòng)。第二，是轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，用最簡(jiǎn)

25、單的方法靠其下部豎直軸，靠鍵連接帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。第三，旋蓋頭的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，本課題采用升降機(jī)構(gòu)圓柱凸輪支撐桿實(shí)現(xiàn)此功能。第四，擰蓋頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由主軸帶動(dòng)主齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)最終帶動(dòng)擰蓋頭的旋轉(zhuǎn)功能。3.3 結(jié)構(gòu)方案的確定整個(gè)全自動(dòng)擰蓋機(jī)是合理的將各個(gè)零部件裝配在一起以保證其各項(xiàng)功能順利運(yùn)行，裝配過程中設(shè)計(jì)到的標(biāo)準(zhǔn)件如螺釘，螺栓，螺母，墊圈，軸承等都是按照相關(guān)資料上查得的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)繪制出來，經(jīng)過一段時(shí)間的計(jì)算和簡(jiǎn)單構(gòu)思，現(xiàn)在設(shè)計(jì)出全自動(dòng)擰蓋機(jī)的裝配簡(jiǎn)圖如下圖3.1和圖3.2。待擰蓋瓶從傳送帶左側(cè)輸入，到達(dá)轉(zhuǎn)盤并隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，之后擰蓋裝置下降進(jìn)行擰蓋并隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)

26、，完成后擰蓋頭上升而旋盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后從左側(cè)傳送帶出去進(jìn)入下一個(gè)工序。圖3.1 擰瓶蓋機(jī)主視圖圖3.2 擰瓶蓋機(jī)俯視圖4 部件裝配圖的確定4.1 帶傳動(dòng)的計(jì)算為了安全起見，帶傳動(dòng)應(yīng)置于鐵絲網(wǎng)或保護(hù)罩之內(nèi)，使之不能外露。本次選用的的輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中第一級(jí)用的普通v帶傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的功率,轉(zhuǎn)速,傳動(dòng)比。(1) 確定計(jì)算功率由表8-7查得工作情況系數(shù)，故 (2) 選擇v帶的帶型根據(jù)、由圖8-10選用z型。(3) 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。驗(yàn)算帶速按式(8-13)驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)椋蕩俸线m。計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式(8-15a)，

27、計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 (4) 確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度1)根據(jù)式(8-20)，初定中心距。2)由式(8-22)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。按式(8-23)計(jì)算實(shí)際中心距a。(5) 驗(yàn)算小帶輪上的包角(6) 計(jì)算帶的根數(shù)z計(jì)算單根v帶的額定功率。由和，查表8-4a得根據(jù)，和z型帶，查表8-4b得查表8-5得，表8-2得，于是計(jì)算v帶的根數(shù)z。所以取2根。(7) 計(jì)算單根v帶的初拉力的最小值由表8-3得z型的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。(8) 計(jì)算壓力軸所以通過繪制，做出如圖所示的帶輪：圖4.1 v帶輪4.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核4.2.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選材軸的結(jié)構(gòu)

28、設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同的情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造公益性等。軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛胚多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也

29、可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作的溫度下（低于200度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。本次設(shè)計(jì)中選用的是45鋼，調(diào)質(zhì)處理。4.2.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)于

30、實(shí)心主軸：，由于主軸材料是45鋼，所以查表15-3可以得到。取d=60mm4.2.3 軸的校核計(jì)算軸的校核計(jì)算首先做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，彎矩圖，扭矩圖，然后進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核即可。由于本軸是豎直放置，靠它傳遞扭矩，少量的彎矩可忽略不計(jì)，故只需對(duì)其扭矩進(jìn)行校核便可。 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力計(jì)算公式： (4.1)式中：截面的剪切應(yīng)力 t截面處得扭矩 危險(xiǎn)截面的抗扭截面系數(shù)對(duì)于該軸： (4.2) 查表得到45號(hào)鋼因此這根軸符合強(qiáng)度要求。通過數(shù)據(jù)繪制如下所示的軸：圖4.2主軸4.3 齒輪的計(jì)算和校核4.3.1 齒輪材料處理工藝及制造工藝的選定齒輪選用的材料均為40cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度約為hbs 262293試驗(yàn)齒輪齒面

31、疲勞極限如下：齒輪的加工為插齒，精度為7級(jí)。4.3.2 確定各主要參數(shù)由于屬于低速傳動(dòng)，采用齒形角，直齒輪傳動(dòng)，精度為6級(jí)，為提高承載能力，采用直齒輪傳動(dòng)。4.3.3 傳動(dòng)比由于對(duì)轉(zhuǎn)速?zèng)]有太嚴(yán)格的要求，只需實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，故取i=14.3.4 齒輪模數(shù)m模數(shù)m由強(qiáng)度計(jì)算或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定 (4.3)式中：綜合系數(shù)，齒輪為7級(jí)精度等級(jí)沖擊取=1.6-2.6，8級(jí)精度等級(jí)中等沖擊取=2.5-3.9，沖擊較大、或不變位時(shí)取較大值。主動(dòng)輪的齒形系數(shù)主動(dòng)輪的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩 (4.4)額定功率，kw 齒輪轉(zhuǎn)數(shù)（一般為第一級(jí)即電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)），r/min實(shí)驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，按mq級(jí)中等質(zhì)量要求選取齒寬系數(shù)，齒寬b與小齒輪分度

32、圓直徑的比值。將數(shù)代入(4.4)得:則取圓整4.3.5 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪分度圓直徑，由下邊公式 (4.5)式中：齒寬系數(shù)查表，考慮傳遞功率不是很大 齒輪齒數(shù)z ， 齒數(shù)比u 齒輪轉(zhuǎn)矩 載荷系數(shù) 使用系數(shù)，查表取=1 動(dòng)載系數(shù)，查表取=1.2 齒間載荷系數(shù)，由表取=1.1 齒間載荷分布系數(shù)，查表取=1.1 載荷系數(shù) 材料彈性系數(shù) 查表取 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖取 重合度系數(shù) 由推薦值0.85-0.92，則將數(shù)帶入(4.5)得： 齒輪模數(shù)m 齒輪輪分度圓直徑 標(biāo)準(zhǔn)中心距a 齒寬b 4.3.6 齒輪強(qiáng)度校核(1) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算接觸應(yīng)力 (4.6)由公式(4.6)得齒面接觸應(yīng)力的基本值：

33、式中：端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，取 b工作齒寬，取 齒輪分度圓直徑，取 u齒數(shù)比， 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，取 ，查相關(guān)圖，取 彈性系數(shù)，查表10-6取 重合度系數(shù)，查圖取 螺旋角系數(shù)，直齒，取，由公式(4.6)得接觸應(yīng)力： 式中：使用系數(shù),中等沖擊，查表10-2 取 動(dòng)載系數(shù),6級(jí)精度，查表10-8 取 計(jì)算接觸強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)，取 計(jì)算接觸強(qiáng)度的齒間載荷分布系數(shù)，取 計(jì)算接觸強(qiáng)度的行星輪間載荷不均衡系數(shù)，查表10-4 取 計(jì)算齒面接觸應(yīng)力的基本值許用接觸應(yīng)力 (4.7) 式中：試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，取； 計(jì)算接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取； 計(jì)算接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，取；潤(rùn)滑油系數(shù)，取；工作硬化

34、系數(shù)，取；速度系數(shù)，取；粗糙度系數(shù)，取；尺寸系數(shù)，取；則故接觸強(qiáng)度通過。(2)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒根應(yīng)力 (4.8)式中： 端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，取 工作齒寬，取法向模數(shù)，取載荷系數(shù) 式中：使用系數(shù)。取 動(dòng)載系數(shù)。取 齒間載荷系數(shù)，取 齒間載荷分布系數(shù)，取彎曲強(qiáng)度的重合度系數(shù) 式中：齒形系數(shù)。取 應(yīng)力修正系數(shù)。取 重合度系數(shù)。 螺旋角系數(shù)。 則： 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力 (4.9)式中： 彎曲疲勞極限。由于材料為40cr，故取 最小安全系數(shù)。取 (4.10)式中：應(yīng)力修正系數(shù)。取 壽命系數(shù)，取 圓角敏感系數(shù)，取 表面狀況系數(shù)。取 尺寸系數(shù)。由，則 則： 故嚙合齒輪彎曲疲勞校核合格。齒輪的各種

35、參數(shù)如圖：表4-1 齒輪的主要參數(shù)名稱主齒輪從動(dòng)齒輪模數(shù)m2.5mm壓力角齒定高系數(shù)1中心距210mm分度圓直徑360mm60mm齒頂圓直徑365mm65mm齒根圓直徑353.75mm53.75mm通過表格得到的數(shù)據(jù)，畫出如圖所示的主齒輪：圖4.3 主齒輪4.4 錐齒輪的計(jì)算和校核4.4.1 選取齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)(1)根據(jù)要求選用直齒錐齒輪。(2)材料選擇小齒輪的材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280hbs，大齒輪材料45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240hbs，二者材料硬度差為40hbs。(3)選擇大齒輪齒數(shù)為，初定，則 4.4.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) (4.11)參數(shù)值確定：(1)初選載

36、荷系數(shù)；(2)計(jì)算大齒輪的轉(zhuǎn)距；(3)查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）通常取取齒寬系數(shù)；(4)查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-6取；(5)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-21d按齒面硬度中查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；(6)由式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(7)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-19查的接觸疲勞壽命系數(shù)(8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%,安全系數(shù)s=1,由式得4.4.3 設(shè)計(jì)計(jì)算(1)試計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入 中較小值 (2)計(jì)算圓周速度(3)計(jì)算齒寬b(4)計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù) 齒高 (5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù),8級(jí)精度,由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-8查的動(dòng)載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第

37、八版）取齒間載荷分配系數(shù)；由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-2查得使用系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）查得齒向載荷分布系數(shù)可按下式計(jì)算：式中：是軸承系數(shù)，可從機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-9中查取。所以；故載荷系數(shù)：(6)按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑,由式得(7)計(jì)算模數(shù)4.4.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) (4.12)確定公式內(nèi)的各計(jì)算值：(1)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。(2)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4,由式得(4)計(jì)算載荷系數(shù)(5)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)(6)查得齒形系數(shù)

38、由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-5查得(7)查取應(yīng)力校正系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表10-5查得計(jì)算大、小齒輪的加以比較：小齒輪的數(shù)值大4.4.5 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.51mm圓整為，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)、大齒輪齒數(shù) 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.4.6 幾何尺寸計(jì)算(1)計(jì)算分度圓直徑(

39、2)計(jì)算齒輪寬度取(3)計(jì)算錐距(4)計(jì)算平均分度圓直徑(5)驗(yàn)算 所以合適。總上所述，總體符合設(shè)計(jì)要求。4.5 鍵的計(jì)算和校核4.5.1 鍵的選擇計(jì)算鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬b×鍵高h(yuǎn)表示）與長(zhǎng)度l。鍵的截面尺寸b×h按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長(zhǎng)度l一般可按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長(zhǎng)度及其滑動(dòng)距離而定。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為，這里d為軸的直徑。本次選用的軸的直徑，查表6-1。得鍵寬

40、b×鍵高h(yuǎn)為18×11，鍵的長(zhǎng)度l為45。4.5.2 鍵的校核平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩，連接中各零件來自兩側(cè)的力。對(duì)于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵連接，其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，本次只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通的平鍵連接的強(qiáng)度條件為 (4.13)式中：傳遞的轉(zhuǎn)矩，n·m； 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，此處為鍵的高度，mm； 鍵的工作長(zhǎng)度，mm，圓頭平鍵，這里的l為鍵的公稱長(zhǎng)度，mm，b為鍵的寬度，mm； d軸的直徑，mm； 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，

41、mpa，見表6-2。由公式(4.13)計(jì)算：所以選擇的平鍵符合要求。4.6 軸承的選擇和校核4.6.1 軸承的選擇滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造及供應(yīng)各種常用規(guī)格的軸承。滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。如果僅按軸承用于承受的外載荷不同來分類時(shí)，滾動(dòng)軸承可以概括地分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型時(shí)，由于滾子軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時(shí)，可

42、優(yōu)先選用球軸承。根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型時(shí)，對(duì)于純軸向載荷，一般選用推力軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對(duì)于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當(dāng)軸承在承受徑向載荷的同時(shí)，還有不大的軸向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。通過比較，本次設(shè)計(jì)決定選用的是推力球軸承。4.6.2 軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算公式：式中：軸承的額定壽命，h是在轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的情況下，軸承預(yù)

43、期使用壽命的參考值見機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表13-3； n軸承的轉(zhuǎn)速，r/min 軸承壽命指數(shù)，對(duì)球軸承 c軸承的額定動(dòng)載荷實(shí)際計(jì)算時(shí)，用小時(shí)數(shù)表示壽命比較方便。如令n代表軸承的轉(zhuǎn)速（單位為r/min），則以數(shù)小時(shí)表示的軸承壽命（單位為h）。如果載荷p和轉(zhuǎn)速年n為已知，預(yù)期計(jì)算壽命又已取定，則所需軸承應(yīng)具有的額定動(dòng)載荷c(單位為n)可根據(jù)式計(jì)算得出：同理由于該軸承只是承受軸向力，所以p =150 nn=350 r/min由公式(4.13)可得：由以上的計(jì)算可知，各軸承的壽命符合要求。5 擰蓋機(jī)的工作情況簡(jiǎn)介5.1 傳送及擰蓋部分整個(gè)設(shè)計(jì)的擰蓋機(jī)是通過電動(dòng)的發(fā)電，減速器的減速，帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)主齒輪

44、的轉(zhuǎn)動(dòng)。主齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)擰蓋頭的轉(zhuǎn)動(dòng)。在此同時(shí)，軸上方的升降機(jī)構(gòu)中圓柱凸輪會(huì)沿著槽轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)旋蓋頭的上下移動(dòng)。傳送部分則是送瓶配合轉(zhuǎn)盤，等擰蓋頭擰好瓶蓋后，在此將瓶子輸送至下一個(gè)工序。整個(gè)過程完全是自動(dòng)化的，不需要人工的送瓶、取瓶。5.2 控制部分5.2.1 plc的工作原理 plc是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其

45、功能的原則而設(shè)計(jì)。當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而

46、下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在i/o映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在i/o映象區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在

47、下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即i/o指令則可以直接存取i/o點(diǎn)。即使用i/o指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從i/o模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是plc的真正輸出。5.2.2 plc的特點(diǎn) (1)功能完善，組合靈活，擴(kuò)展方便，實(shí)用性強(qiáng)。現(xiàn)代plc所具有的功能及其各種擴(kuò)展單元、智能單元和特殊功

48、能模塊，可以方便、靈活地組成不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。以開關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過程的pid回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如ddc和dcs等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。(2)使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。 plc的運(yùn)用能夠做到在線修改程序，改變控制的方案而無需拆開機(jī)器設(shè)備。它能在不同環(huán)境下運(yùn)行，可靠性十分強(qiáng)悍。(3)安裝簡(jiǎn)單，容易維修。plc可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行，只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與plc相應(yīng)的i/o端相連接，寫入程序即可運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指

49、示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。plc還有強(qiáng)大的自檢功能，這為它的維修提供了方便。(4)抗干擾能力和可靠性能力都強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。隔離和濾波，是抗干擾的兩大主要措施。對(duì)plc的內(nèi)部電源還采取了屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，以減少外界干擾，保證供電質(zhì)量。另外使輸入/輸出接口電路的電源彼此獨(dú)立，以免電源之間的干擾。正確的選擇接地地點(diǎn)和完善的接地系統(tǒng)是plc控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。為適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境，還采用密封、防塵、抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)。通過以上措施，保證了plc能在惡劣環(huán)境中可靠工作，使平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)，故障修復(fù)時(shí)間短。(5)環(huán)境要求低。plc的技術(shù)條件能在一般高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境下工作，能在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠工作。這是plc產(chǎn)品的市場(chǎng)生存價(jià)值。(6)易學(xué)易用。plc是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。plc編程大多采用類似繼電器控制電路的梯形圖形式，對(duì)使用者來說，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此，很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。5.2.3 plc的選用本次的