毕业设计（论文）-自动液体灌装机设计.docx

毕业设计中文题目自动液体灌装机结构设计英文题Structura1.DesignofAutomatic1.iquidFi1.1.ingMachine学院：光电与机电工程学院年级专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：指导教师：职称：20XX年5月7日毕业设计诚信声明书本人郑重声明：在毕业设计工作中严格遵守学校有关规定，恪守学术规范：我所提交的毕业设计是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果，设计中所引用他人的文字、研究成果，均已在设计中加以说明；在本人的毕业设计中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改实验数据。本设计和资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。学生签名：2019年5月7日自动液体灌装机结构设计【摘要】：本文主要介绍了一种为液体饮料生产企业设计的自动灌装生产线。分析了定员常用式灌装设备的国内外现状，探讨了产品的市场开发背电，对设备的基本原理、结构设计以及各个子系统，如供送系统、灌装系统、控制控制系统以及执行系统的主要功能都作了详细介绍，论述了设备开发过程中采用的一些关键技术：采用堆片机控制，系统控制方便准确、稳定可器：执行机构可兆性高、稳定性好；传感器的应用更是提高了设符的可靠性：抗干扰设计和一体化的设计简化了系统结构，降低了重量，节省了成本.本文研究成果及主要工作包括：首先，通过对比和分析完成了对各个子系统环节的选择与设计的基本思想和开发思路，单片机应用系统的开发,进行了硬件设计和软件编程；其次，对设备进行了准确度等级的检测实验和商品实例分析;最后，对系统的各个组成机构进行了整体一致性地分析和控制。设备具有精度高、速度快、槎定可靠;、操作荷单等优点,配以自动式封盖机能适用于自动化生产,可广泛应用于食品，医药，轻工，化工，纺织，电子，仪表等行业，提高了企业的劳动生产率和计量保证能力，具有较高的应用价值和良好的市场前景。关健词；灌装；直线型；控制：单片机Structura1.DesignofAutomatic1.iquidFi1.1.ingMachine(Abstractf1.1.ispapermain1.yintroducesakindofautomaticfi1.1.ingproduction1.inedesignedfor1.iquidbeverageproductionenterprises.Ana1.ysisofthequantitativeatmospherictype1.1.ingCqUiPmCn1.statusquoathomeandabroad,probesintothePnK1.uC1.marketdeve1.opmentbackground,thebasicprincip1.eandstructureoftheequipmentdesign,andeachsubsystem,suchasforconveyingsystem,ti1.1.ingsystem,contro1.ofthemainfunctionsofthecontro1.systemandexecutionsystemarcintr<xiuccdindetai1.,discussestheequipmentusedintheprocessofdeve1.opmentofsomekeytechno1.ogies：Sing1.echipmicrocomputercontro1.,thesystemcontro1.isconvenient,accurate,stab1.eandre1.iab1.e:Theactuatorhashighre1.iabi1.ityandgoodstabi1.ity;Theapp1.icationofsensorsistoimprovethere1.iabi1.ityofequipment;Anti-interferencedesignandintegrateddesignSimPIifythesystemstructure,reduceweightandsavecost.Theresearchresu1.tsandmainworkofthispaperinc1.ude:First,throughcomparisonandana1.ysisofthecomp1.etionofthebasicideasanddeve1.opmentideasofthese1.ectionanddesignofeachsubsystem1.ink,thedeve1.opmentofsing1.e-chipapp1.icationsystem,hardwaredesignandsoftwareprogramming;Second1.y,theaccuracy1.eve1.oftheequipmentistestedandtheproductexamp1.eisana1.yzed.Fina1.1.y,thesystemofeachcomponentoftheconsistencyoftheovera1.1.ana1.ysisandcontro1.Equipmenthashighaccuracy,highspeed,stab1.eandre1.iab1.e,theadvantagesofsimp1.eoperation,withatypeofautomaticb1.ockfunctioncanbeusedinautomaticproduction,whichcanbewide1.yusedinfood,medicine,1.ightindustry,chemica1.industry,texti1.e,e1.ectronics,instrumentationandotherindustries,improvethe1.aborPnXIUCMviiyandmetro1.ogica1.guaranteeabi1.ityoftheente>rise,hashigherapp1.icationva1.ueandgoodmarketprospect.Keywords1：Fi1.1.ing;1.inear;Contro1.;Sing1.echipmicrocomputer目录第1章结论11.1.概述11.2 国外饮料灌装机械的发展概况11.3 我国饮料灌装机械制造业概况21.4液体灌装机械的分类21.5 液体灌装机械的发展趋势21.6 本章小结3第2章总体方案的设计分析和方案的比较与选择42.1设计分析42.2灌装机的总体结构62. 3本章小结6第3章液料供送系统的设计计算和选用73.1输送管路的设计73. 2输送液泵的确定；83. 3阀端孔口流量的计算83. 4供液系统原理图103. 5供液系统所选元件的参数与一些重要参数H3.6本章小结12第4章供瓶系统的设计计算和选用134.1输送线方案的选用1342电机到减速器的传动设计与计算：134. 3琏传动设计计-算：164. 4输送线部分的计算：214. 5轴系部件的设计计算235. 6本章小结27第5章灌装系统设计和选用285.1灌装机储液箱的尺寸确定285. 2储液箱上的一些辅件的说明286. 3谖装方法与定量方法的选用295.4本章小结29第6章执行系统的设计计算和选用307. 1动作分析与执行件的选用306.2设计分析与方案设计306.3机械液压系统设计与计算316.4液压系统回路方案设计346.5选择液压元件：346. 6本章小结36第7章控制系统的设计和选用376.1 水箱液位控制377. 2执行系统的控制407. 3本章小结41第8章成本预算与环境分析427.1 成本预算428. 2环境分析44参考文献45致谢46第1章绪论1 .除液体濯装是包装的重要组成部分.主要包括在食品领域中对啤酒、饮料、白酒前药酒、植物油和谢味品的包装,还包括洗涤类日化、V物油和农药等化工类液体产品的包装。液体灌装机械大部分用于食品行业，尤其是饮料制造业。将液体灌装到包装容器内的装置称为濯装机械或灌装设备，液体依据自身黏度的不同，有的借助丁自重即能潴入包装容器，对手低黏度的液体,根据是否含有二氧化碳气体分为含气和不含气体两类。液体包装容器主要有玻璃，金屈瑞，以及用塑料或任性宏合材料制成的各种杯，管,瓶，袋等在我国目前广泛采用玻璃瓶和塑料瓶.其主要缺点是较重，成本低，化学稔定性好，可以长时间保存，无毒，可清洗，可以回收.现在正在进行研制新型包装材料。采用机械化的灌装方法不仅可以提高劳动生产力，减少产品损失，保证包装质量，而且可以减少生产环境与被灌装液体的相互污染。1.2 国外饮料灌装机植的发展概况饮料灌装机械是伴随饮料工业的产生而产生，并追随饮料工业的发展而进步的.1890年，美国研制出玻璃灌装机械，1902年市场上出现灌装番茄酱的压力灌装机械，1912年发明了封口机械,不久施装机械和封口机械合为一体.在20世纪末,德国制造出手动灌装机。含气体饮料的潴装工艺难度较大,灌装设备的发展大约经历了三个阶段。第阶段是1952年1957年之间，完成J'含气体饮料的灌装机械由差压灌装向等压灌装发展，采用的是机械阀。第二阶段是1957年1759年，这期间先是德国HfK公司，之后是法国和前苏联,发明研制了等压弹簧阀，弹簧在等乐状态下，借助弹簧力将冲液阀打开,破板后冲液阀可以自动关闭，这样不仅使灌装机械的结构简单了，而且延长了灌装阀的有效工作时间，为灌装机械的高速化创造了条件。等压弹簧阀的出现是灌装发展史上的一个重要阶段，至今等压灌装机还广泛使用，只是功能更完善，结构更合理.第三阶段是一德国SEN公司发明的电动阀为标志，电动阀中气阀和水阀的开启和关闭由可控编程器控制，对灌装时间,灌装速度进行严格的控制和可第的界定。1.3 我国饮料潴装机械制造业概况我国饮料灌装机械制造业起步晚,20世界60年代前基本是空白，当时国内的啤酒厂和汽水厂都是使用美国和日本20世纪30-40年代的设备，工艺落后，机械陈旧，严重影响了我国啤酒和汽水饮料工业的发展，1967年我国才开始研制和生产灌装机械。进入20世纪70年代,我国先后引进了些国外灌转生产线，在装备些设备的同时，也促进了我国包装机械行业进入了一个新的发展时期。机械，轻工，军工等领域的一些企业开始在仿制和消化国外技术的基础上，又开发和研制出了各种中小型的灌装机械，提供给国内的一些饮料生产厂，促进f我国饮料业的发展“进入20世纪80年代，我国采用技术贸易结合的方式，引进德国SEN公司的20000瓶/小时的啤酒漉装生产线和日本三菱公司18000瓶/小时的含气饮料灌装生产线的制造技术，到1991年乂引进了德国KHS公司30000瓶/小时的啤酒灌装生产线及生产技术。这样我国不仅能缈生产中小里的滩装机，而且能够牛:产大型灌装机，技术水平上了一个新的台阶，将我国的液体灌装域备制造业的整体水平提高到了个新的水平。1.4 液体雷装机械的分类日常生活中，需要商品包装的液体涉及到很多领域，范围广泛“包装容器各式各样,包装容量从几卜毫升到上百升。下面就食品行业（包括部分化工行业）常见的，灌装容员在150-2000的各式灌装设备进行简单的分类：在我国，玻璃瓶包装饮料总产量的24.3%（1997）,达26。万吨：在啤酒行业，主流的包装容器也是玻璃瓶。玻璃瓶虽有运输成本高，易破碎等缺点，但其气密性好，理化指标稳定，没有影响饮料品质的不良气味，目前依是液体包装的主要容罂。铝痂易拉跟用于啤酒饮料的包装，马门铁易拉罐用于果菜汁饮料及一些潦体食品的包装。由于今年来易拉器的包装成本大幅度下降，濯装饮料的产量逐渐上升。除上述的几类灌装机械外，制造商还可以根据客户的要求设计出各色各样的灌装机。多数情况下，一种液体的包装，可以有几种灌装机械供选用。1.5 液体海装机械的发展趋势（I）灌装机械制造水平的发展体现在灌装阀核心的发展上：从机械阀到等压阀，再到电子阀。这些都体现了技术的进步和发展。（2） 灌装机械向大型化发展。为适合食品饮料工业的大生产，以获取规模经济利润，灌装机械向高速化，高生产能力化发展。（3） 灌装机械结构趋向丁简单合理。灌装机械产品结构越来越简单，零部件在减少，设备可靠性在提高，成本降低，操作简单，维修方便。（4） 灌装机械在向多功能发展。能够使用用户改变包装容器，改变灌装液体的需要.更换部件也能适应封口形式的变化，产品的适应性提高，市场竞争力加强.（5） 灌装机械的光机电的一体化。先进的控制系统用于滩装机械中，人机界面，故障自我诊断，实现J'设备运行的智能化.（6） 灌装机械技术的精确，高效，自动化。精确的灌装量，灌装过程的高速，可兜，尽忌少的液损，整条生产线的最优化控制，都由于电了技术的实际应用而成为可能.电子灌装阀灌装技术的迅速发展是大的趋势.目前国外使用的电子灌装阀有三种形式：探针式电子阀，配置电磁流量if-的电子阀，配置定量筒的电子阀I叫我国的一些灌装设备厂也在研制设计一些符合我国国情的电了灌装例,但是电子灌装阀在我国的推广使用受到r国产濯装器容泯几何形状精度不高和电子元件水平的制约。1.6本章小结本章主要内容是阐述了液体灌装机的分类和在国内外的发展现状、发展趋势，初步了解濯装机的重要组成部分，为方案设计提供思路。第2章总体方案的设计分析和方案的比较与选择2.1 设计分析I,功能与应用范圉用途：包装低粘度的不含气体的液体饮料（如矿泉水、饮料等）包装规格：灌装矿泉水/饮料.灌装瓶规格为：灌装体积为x）m1.,直径60nm.包装材料：塑料瓶/玻璃瓶。潴装能力：10,OOOO瓶/天。设计要求：结构简单，成本低，工作稔定性较好，方便控制。濯装机械的主要技术指标：（1）灌装液体粘度小于1.Pas（2）灌装速度6次min（3）灌装容器尺寸范围：高度20mm20Omm,截而直径70mm（4）系统压力：0.53MPa.2 .工艺分析（1）确定机器类型1）工位所设计的牛产或批地不是较大，而且整条生产线的潦装动作也不是较多，所以用单工位的灌装机.因为其结构较为简单，可以控制成本.2）运动形式液体包装机的运动有间战式和连续式两种运动类型。连续性的生产量较大，但其结构熨杂，而且控制要求精度较高。间歇式的生产府不是很大，而且结构简单，成本低.所以根据设计要求，选用间歇式。（2）确定包装程序，工艺路线和工位数I）包装程序濯装瓶运动到位后，由推动液压缸将其顶起，进行灌装，濯装完成后再将其推到F一个生产工位。2）工艺路线单工位的液体潴装工艺路线有多种，如直线型分布，依照工艺顺序将生产线布置成直线，也可以将其分布成立体型等等。设计要求中指出要降低生产成本，要求控制方便，所以选用直线型的工艺路线。3）工位数因为生产批量不是很大,所以选用单工位。这样就可以省去主传动系统，简化了结构.3 .对执行构件的运动要求（I）输送系统要求运动平稳，工作噪声较小，在规定的时间内将潴装瓶输送到指定的灌装平台上。（2）顶起部件的运动要求可以将灌装平台和其上部的潴装瓶顶起,并起支掾的作用.输送部件运动要求在规定的时间内将物体推到规定的位置.（3）液体灌装要求灌装动作要稳定，而且对灌装精度有较的要求。（4）成品输出，潮装完成后还要将灌装瓶推送到指定的下条生产线上，再由输送机构将其输出.4 .机构选型（1） 供送液体系统的机构因为灌装的是低粘度的液体，所以液体的供送可以选用液压泉，也可以借助淘液位依咏液体的自身重力完成灌装。但采用高液位灌装时，灌装速度是变量，而且对灌装的精度有较大的影响同时时灌装的稳定性也不利.所以选用一套液压供送装置进行供送。（2）供送灌装瓶系统的机构参考现有的的输送机械,选用板式输送机。（3） 执行机构系统的选型根据工艺分析和设计要求，可以选用液压缸、气压缸做执行机构。液压系统的优点：1）布置不受严格的空间位附限制，系统布局安装有很大的卫活性，能够组成豆杂的系统。2）可以在运用过程中实现无极调速.3）运动均匀平稳。4）操作控制方便，省力，容易实现自动控制。5）液压元件是工业基础件，已经标准化，系列化和通用化。6）单位质量输出功率大，动态性能好。气压执行也具有上面的优点，但气压传动有冲击，不利于系统的稳定性控制。所以选用液压传动作为执行机构.5 .传动系统通过各个传动形式的特点比较，我们采用链传动。链传动的瞬时传动比是变化的，而且有冲击罐动,所以不适合于离速传动及传动比耍求准确的场合，一般多用于底速传动及传动要求不太严格的场合。中心距变化范围大，可以用于较远距离的传动，在高温，油，酸等恶劣条件下工作，轴承和轴的作用力小.6 .自动控制系统为实现灌装生产的仃序化和严格控制生产节奏,供液系统，输送系统和执行系统需要配备自动控制装置，以实现生产的有序化和自动化，所以选用单片机进行系统控制.7 .机身为适应系统的运转，并考虑生产的批室，底座与箱机架都采用了槽钢。2.2 灌装机的总体结构根据包装容器的传送形式，盘装机可以分为直线型和旋转型两种。前名包装容器沿直线作周期性的间隙移动，在停歇时完成灌装。后者，包装容器绕圆周作回转运动，同时进行洋装。为考虑成本，因此选用结构简单，成本低的直线型灌装机.2.3 本章小结本章主要从液体灌装机的功能与应用范圉、工艺分析、对机构的运动要求、机构选型、传动系统、自动控制系统、机身等,结合液体濯装机工作安全要求,确定本设计的液体濯装机的主要机械结构及整机的结构布同.第3章液料供送系统的设计计算和选用3.1 输送管路的设计1 .输液管尺寸的确定从储液槽到灌装机储液箱的输液管路一般均用网管铺设.首先要合理选择它的内径和壁厚(I)圆管内径在流量保持定值的条件卜.,虽然提高流速会使管径和设备投资费用都相应减少,但往往要增加输送液料所需的动力和操作费用.因此设计时应根据具体情况适当选取流速.根据系统的设冲要求,取u=311Vs,得到逐写出:Gf,=p×V=I.O×IO'x6(X)×I0-6=0.6伙Qi=14000(".“介)p=1.0×103(gj)06x14000100()x3600=O.23(n,v)式中d一一输液管的内径(m)a被面积(加)u液体在管内的流速(m).V一一体积流星(加/s)W管内质量流域(kg/s)P一一液体的密度(依/加)伍一一每瓶灌装液体的痂星(kg)Qz一一灌装机最大的生成能力(pcsh)所以：圆管内径D=严VT×w,4x600x4OX1.Of=V3.14x3=0.1.w=100(2)圆管壁厚圆管的壁厚一般根据系统的耐压和耐腐蚀等条件,按标准规格选用,选U=5mm.3.2 输送液泵的确定：要在堆位时间内给濯装机储液箱输送一定数量的液体原料,必须借助高位槽或输送泵作动力源.因为高位槽不方便控制液体的量,而且根据连续性方程可知高位槽中的液体原料在下落时会影响供液的压力叫所以用输送泵作动力源给灌装机储液箱供液.3.3 阀端孔口流量的计比液料经灌装阀孔口的体积流量用通式表示为V=Ati×Ui,(my/s)式中4孔口的流通面积(>>U0一一孔口的流速(nVs)液料流速"。可由灌装阀端孔I截面O-O与储液槽液面2-2之间所建立的柏努力方程式得求:z'+J+7=z°+7+ui=-×u0=un×4i*4同样u.=g4=U(IX辰得到V=C×j2g/=Z+-PXg式中：6一储液箱液面的表面积端速度折算系数n潴装阀的孔口截面压头C一一流速系数由此可见,液料体积流量V主要取决于三个参数:通道流速系数C孔口流通面积A,孔口截面压头H,I）通道流速系数C液料经灌装阳通道所受到的阻力越小，C值就越大，但它小F1.通常，C值用实验的方法确定，也可以通过计兑的方法算出。若已知灌装阀的结构及操作条件，通过查表可以确定出各段的眼力系数4和4。不过阀中各部位的眼力系数不仅难以求出，而且相互之间又有膨响，结果使得流速系数降低，要行修正。一般建议取修正系数"=0.770.87之间这样修正后的流速系数C=C1.对灌装低粘度的液体，一般取C=O.5。查参考表，集合设计要求,取c=05o2）孔口流通面积A在瓶口尺寸允许的条件下应尽可能地取较大的A,并且尽量增加该截面的浸泡周边长度，以将少雷诺系数，从而使得液体流动更加稳定。3）孔口截面压头H它包括两项：P是，孔口截面的静用头8P,它除受自由出流或淹没出潦的影响外，更重要的是取决于储液箱和潴装版内的气压差。另个是孔口截面位压差z,它除受定量方法的影响外，更重要的是取决于储液箝内自由液面对灌装阀端面孔口截面的高度。综合上面的计笄，得出：'2×10x(3+V=CxA>2×g×HCU600X10-=0.5×-j!”（60X1（尸）24=3.51wjJ参考工艺书，取用V=3ms3.4 供液系统原理图3.5 供液系统所选元件的参数与一些重要参数<1）液乐泵型号规格CB-B500排量500m1.r压力2.5na转速I45rnin效率0.93驱动功率6.5kw表面尺寸（2）节流阀型号规格公称压力公称流量历量（3）溢流阀型号规格通经174*120»185mm1.F-B32H31.5mpa2001JnIin5kgYF3-I0B-*IOnun额定流量调压范用和荷压力质量（4）电磁换向阀型号规格通径额定压力通过流量（5）阀湍口流量（6）灌装时间（7）管路直径（8）管路鸵厚3.6本章小结63ms0.516mpa0.45mpa1.9kgCE系列IO16npa60IIOmVS6sI(X)nm5nm本章主要是通过供送系统各个部件参数的计算确定各部位尺寸.选用机构的组成第4度供瓶系统的设计计算和选用4.1 输送线方案的选用板式输送机在工业部门中应用广泛.它可以沿水平方向或倾斜方向输送各种散装物料或成件物品.它也可以用于流水线生产.可以输送比较沉重的,较大的物料或成件物品叫也可以在较高的温度环境下输送物快,因此选用。（1）布置形式：为满足灌装工艺要求,简单布置形式,采用水平布置形式.（2） 板式输送机的主要部件:牵引链，底板,驱动部分，张紧部分,机架。4.2 电机到减速器的传动设计与计算：设计一级减速器，参考现有的生产线上的电机，选用电机为：YH1.oo1.2,转速27（X）rmin.额定功率3kw,电潦6A,转差率10%,功率因数0.87（1）轴转速、功率、扭矩的计算第一根轴的转速为电机的转速，'"=270"min（轴|通过联轴器与电机相联）第二根轴的转速为与旋轮相联的轴的转速。从上面输送线的计算可以得知“2=7"min传动比为n,各轴功率的计尊:第一根轴PP,r1.=3×0.99=2.97KW第二根轴Pz=P%=2.88kw轴的扭矩计和:Ti=9.55X1.(TX乙=9.55×IO6x2.972700=I0505N.，M1.T2=9.55XIO。X%=9.55×10h2.88700从上可以得出如下表格的数据:表4-1电机各轴数据轴号转速nrimin)输出功率P(KW)输出转矩T(Nmn)传动比i效率电机轴27(X)31II轴27(X)2.97105053.860.9911i1.1.7(K)2.88392910.97(2)直齿圆柱齿轮传动设计选择齿轮材料查设计手册大小齿轮均用45号钢，调侦HBSi=245275HIiS2=245275(3)轴的结构设计:第根轴的结构设计及分配轴的结构设计I.拟定轴上零件的装配方案H23452.根据轴向定位要求确定直径和长度轴段1：轴段1与联轴器相连。由最小直径及剖分式轴承段轴的直径&根据工作需要及工艺要求取轴段I长为4=30"”4=16mmII=30mm轴段2:根据瑞盖的定位及W至外箱壁距离G=22"”.<r4至凸缘边缘距离Q=20"，G+C1确定轴段2的长度和直径为d2=1HnifnI2=50u轴段3：根据所选的深沟球轴承6404直径为d=20mm,可以确定轴段3的直径4=2()，以及轴承的宽度为19mm,可以定轴的长度为38mm4=20mm1.=38”轴段4：由于小齿轮直径为26mm,与轴的直径相差不大，所以可以将小齿轮与轴段4做成-一体，可以定轴段4的直径为&=26川加，乙=小齿轮宽度+与箱壁的距离。di=26mn4=26mn轴段5同轴3段样。第二根轴的结构设计与分配：-根据轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段I：根据链轮的直径为270mm,以及宽为100mn1.可以将轴的第一段作成花键I1=1OOmjfi4=30mm轴段2：根据端盖的定位及%M4至外箱壁明离Q=22"”，0.4至凸缘边缘距离G=20，C.+C1确定轴段2的长度和直径为I2=40"d2=32”轴段3：根据所选的轴承型号G07直径为35mm,宽为25mm,以及挡圈。可定轴段3的直径及长度为I3=35JW4=60”轴段4:长度比轴-的长度略短些。可取I4=24mmd4=39抽段5：轴段5+抽段6=轴段3。可定轴段5为k-20nun(1.s=44mm轴段6：轴段6=6320=4OmmI6=4()nut4=35"4.3链传动设计计算：根据系统设计要求和各种传动形式的特点，选用链传动。根据减速器的输出轴进行设计汁身。输送链水平布理，按低速设计.1 链轮齿数Z1.,Z2：2,=J1.=A=221=IO5<12O(2) “2I的(3)速比iI)通常i62)若载荷平稔,尺寸允许可取i=81()。2确定链条节距p：计算功率A-=P*4式中P额定功率k一一工作情况系数因为工作平稳，所以查表得：3=”)所以Pc=i.Oi*7.5=7.5kw,(22特定条件下,单排链传递功率P。小链轮齿数系数：查表取=1.12传动比系数：查表取£=1.09中心距系数：查表取儿=1.0多持链系数：查表取勺=1.OP,p0-=6.14°1.12*1.09*1.0)1.0(33由>,.n在手册中查出节距P和链号:链号05B节距P=8mm,排距R=5.64mm,滚子外径力=5mm,内链节内宽'=3.0mm销轴以=8.6mm.极限拉伸载荷Q=4400N,质量q=O,I8kgm3确定中心距a和链条节数1.P(1)若a过小，则循环次数增加,加速磨损疲劳，而且包角a1.变小，容易发生跳齿.(2)若a过大，可以减少链廓损,延长寿命，但可能有抖动,而且尺寸加大。(3) 一般取a1.1.=3Op50p»amax=80p<.取“。=40p=40*7.5=30011m,(4)则链条长度为：P2422t=3OO21+1057.5/05-21、7.523002*3.14=)95.6ww(5)1.P圆整，取偶数1.=I96.(6)计算实际中心距:生鸣*("马222*11(196-«=£(1.-三1.±1)+1(1.-h±h,-8*(h,y7.5T=301.7/Wi(7)a的差值为1.7mm<2mm-5mm.所以可以选用。3验算鞋速第Iii贝“PF60I(XX)21*7.5*7(X)60*10()0=1.84mjr在范闹内(2nVs-8nVs),所以安全，可以选用。4计算压轴承力QQf有效拉力IO*7.5=4076.1.V轴承力系数%=I0-J3,因为无冲击，所以取I=I.0所以Q=4076.1*1.()=4076.1.N3链轮的主要尺寸(1)选材:45钢，沾火处理。要求：足够强度和耐磨性，小链轮材料比大链轮材料好一些。40IIRC-45HRC(2)主要尺寸：A节圆直径-7-=53.3mmB齿顶圆直径4=p*(054+ag-y-)41gnn=8*(0.54+馥量)=57.68mn1onn4=p*(054+噩)Z2IQA0=8*(0.54+ag添)=270.96C齿根圆直径df=ddr=53.3-5.0=4S.3mmd,=J2-Jr=266.7-5.0=26UmmD齿侧凸圆最大直径g(pdi.=p*(<7g1)-0.0841yn,=8”(噩卷-1)-0.08=45.28H选查表，得4=45mmd'=26mm.Ion04P*(ctg1)-0.081CA,=8-(czg-1.)-0.08=258.56"”选E最大齿根距离4：=25Omm1.x=W(偶数齿)90°<*cos()-d1.1.x=Z(奇数齿)所以:90o1.,=53.3*cos(-)-5=48.15"90°1.,=26().6*cos(一)-5”105=260.2mmF轴面主要尺寸查表所得ba=1.6mm，'=13.5mm"“=7.Immh=6.4mmr°=0.5Pt=5.64mm3 .链轮结构对中小直径可采用整体式结构。4 .链轮的润滑结合系统要求采用人工涧滑。5 .4输送线部分的计算：1 .原始数据及资料名称：灌装瓶物晶重：06kg材料:塑料形状：圆柱形最大横向尺寸：60*10=6（）Omm,考虑托盘的间隙，取最大横向尺寸为7（X）mm,.最大输送能力：20000瓶/小时。2 .底板宽度：（1）底板宽度查表选取,并结合物料尺寸校核和圆整。B“底板宽度（mm）b一成件物的最大横向尺寸（mm）所以B=60*1.0+I00=700nrn另一条输送线也同样依次计兑，其B=60*4+I00=340mm,圆整，取B=400mm0考虑输送过程中必须要有挡边保证输送的方向准确性。(2)挡边离度:挡边嬴度应保证成件物在底板上的位置可匏，参照现有的设计产品，取h=1600mm”3 牵引力的计算：(1)输送机单位长度载荷的计算对于承载分支：q=%+q.w%=608+A%一一行走部分单位长度的载荷(kg/m)外一一底板上单位长度的善量(kg/m)G'成件物的单重(kg)，一一成件物的距离(kg)B底板的宽度(m)A底板的中立重量系数。查表可得A=40mm.所以：%，=4O*O.7=28kgq0=60*0.4+0.04=24.04m=28+24.04=52.04(kg/m)<2)牵引链的最小张力牵引链的最小张力可以取所选用的许用张力的5%,但单根链条的张力不转小于50N叫最小张力可依据经验计算:SE1.1.=3(X)B+2×1.11mc承载分支的水平投影长度(m)SM=300*0.4+2*30=180kg>50kg所以，可以使用，安全。(3)动我荷的计算：板式输送机牵引力的动载荷计算可按F式计算S1.*5xqx，+Gx%x1.；+(q-%)x”Sa一一牵引琏动载荷(kg)0牵引链的最大加速度(")g重力加速度(取IomJ一一辘送机行走部分换肾侦量的减少系数“因为1.c=3()m,所以J=0,5Z一一驱动琏轮齿数T一一牵引链条节距(m)参考现有的灌装机的结构得知，可以使用。4.5抽系部件的设计计算轴系部件轴系部件包括传动轴，轴承,传动件以及键。本系统中传动件为链传动，其设计已计算完成，现计品传动轴和对轴承进行选用和计算。1.轴的设计计兑传动件装在轴上以实现回转运动和传递功率，支捶传动件是机器中不可缺少的通用零件。(1)轴的材料要求：由于釉的载荷通常是变载荷，或变应力，故材料应具备较好的强度和韧性。对轴的表面与支承仃相对滑动的轴，还需要求材料仃较好的耐磨性。2材料：通常材料与热处理(1)碳素钢：主要是45号钢，经调质或正火等热处理；轻栽荷或不玳要的场合可以使用Q235,Q255,Q275等普通碳素钢：(2)合金钢：常用40Cr,38CrSi,20CrMnTi,35SiMn,38CrMnAIA等合金钢，可以用于或载荷，要求出址轻或耐磨的公况下。热处理后或沾火后皆可以提高'强度。但对应力集中较为敏感，所以应采用较低的表面粗糙度，在结构设计时尽量消除或减少应力集中源.要求以刚度为轴的主的重要轴，由于合金钢与碳素钢的用性模量相差不大，所以不宜采用较贵的合金钢.(3)球晶铸铁：吸收冲击较好，对应力集中适应性强，可以铸，获得较豆杂的形状，但韧性低3毛坯：一般可以用圆钢为毛坯，较重要的轴则需锻造，也有铸造毛坯.4初算轴径计算公式：小昭c一一与材料的许用应力有关，可以参考表19-2p-轴的传动功率(kw)n轴的转速(rmin)所以：J(117-106)×=0.37x(117106)=43.29-39.22，因为轴上有双键，所以d增加7%d=43.29*1.07=46.32mn取d=60mm5结构设计(1)计算转矩：T=9550*Pn=9550*7/140查表得K=1.5Tc=477.5*1.5=716.25(2)为轴向夹紧，须取与配合的轴长度要小一些(3)定位轴斜直径一般须增大不小于5mm°(4)取轴径d=60mm,轴段长1.=82mm(5)查手册确定键的尺寸参数选用A型键14*9*75和A量键18*11*70与轴承盖子相关的尺寸：由轴径线速度选密封形式nxdxnV=60×100O3.14x60x14060×1(XK)=0.43，/s当v<5rn,时可以使用省图密封：当v>IOms.时用皮