负压灌装机机械设计

目 录

第1章 绪 论.......................................................................................................1 

1.1 毕业设计的目的.....................................................................................1 1.2 毕业设计的主要技术参数和要求..........................................................1 

1.2.1 主要参数......................................................................................1 1.2.2 要求.............................................................................................1 1.3 负压式灌装机的应用价值及设计意义..................................................1 

1.3.1 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力.............2 1.3.2 能改善劳动条件，避免污染危害环境.......................................2 1.3.3 能节约原材料减少浪费，降低成本...........................................2 1.3.4 能提高生产效率，加速产品的不断更新....................................2 1.4 负压式灌装机的发展水平.....................................................................2 第2章 负压式灌装机的总体方案设计...............................................................3 

2.1 工艺方案设计.........................................................................................3 2.2 机器的总体布局.....................................................................................3 2.3 传动方案设计.........................................................................................4 2.4 执行机构的方案拟订.............................................................................5 

2.4.1 工作头.........................................................................................5 2.4.2 液体容量的调节方法..................................................................6 2.4.3 液面的控制方法..........................................................................6 2.4.4 液箱高度的调节方法..................................................................7 2.4.5 气缸和气阀的控制方法...............................................................7 2.4.6 工作台的控制方案......................................................................7 2.4.7 进出拨轮的设计方案..................................................................8 2.5 控制方式选择.........................................................................................8 2.6 传动方案的选择.....................................................................................8 2.7 气源的选用............................................................................................8 第3章 传动系统设计计算................................................................................10 

3.1 运动与动力参数设计计算...................................................................10 

3.1.1 类比法选择动力源....................................................................10

I 

3.1.2 总传动比及传动比的分配.........................................................10 3.1.3 各轴参数的计算........................................................................11 3.2 传动零件设计计算...............................................................................13 

3.2.1 带的选择和校核........................................................................13 3.2.2 齿轮的确定和校核....................................................................16 3.2.3 Ⅳ轴的较核..............................................................................19 3.2.4 轴承的较核................................................................................23 

第4章 执行机构零部件的设计计算................................................................23 

4.1 出拨轮的设计计算...............................................................................23 4.2 凸轮的设计计算...................................................................................24 4.3 旋限位器的设计计算...........................................................................25 4.4 液箱的计算..........................................................................................26 第5章 负压式自动灌装机的安装、润滑、维护和安全技术..........................26 

5.1 负压式自动灌装机的安装...................................................................26 5.2 机器的润滑..........................................................................................27 5.3 安全技术..............................................................................................28 第6章 结论.......................................................................................................29 参考文献..............................................................................错误！未定义书签。 致 谢...................................................................................错误！未定义书签。 附 录...................................................................................错误！未定义书签。

II 

摘 要

随着人们生活水平的提高，灌装饮料由于它的方便、口味多样、便宜日益被 人们所接受。从此灌装机便越来越受到商家的青睐。本论文要介绍的就是负压式 自动灌装机。

负压式自动灌装机就是在密闭的灌装容器上有一支真空管通至真空泵。在灌 装容器上腔施以的低真空气压，容器内的空气经工作头回气管被抽出，此时容器 内气压与灌装缸上腔气压相等，液体在负压的作用下对容器进行充填。由于负压 的作用，灌装时不会出现液体泄露的现象。

本机器采用的是整体式液箱，箱内有插槽，每个插槽都对应一定的容积，在 更换容积时只须将插板插入相应的插槽内，即可实现换液。

传动部分主要由齿轮组成，因为齿轮有传动精度高，使用寿命长的特点，避 免了因频繁更换零件而出现工位误差的缺点。

本灌装机的设计可以实现灌液容量的可调。有较高的效率、可靠性和可维修 性。

关键词：灌装机；负压式；灌液

III 

Abstract 

As the people's living developed,It is convenient thanks to filling packing the beverage,Person's taste is diversified,Cheaply received by people increasingly 。 Thereupon the Filling packing machine simply is more and more graces of business . 

This dissertation will be introduced The minupress automatically controlled filling machine. The minupress automatically controlled filling machine is a vacuum valve to go to on the container packing till the vacuumpump on the hermeticallyfilling packing container. On the filling packing container being living the cavity executes with coarse vacuum atmospheric pressure,The air in the container goes back that the trachea is take out after the work head,The atmospheric pressure in cavity is equal to the inner place the container,The liquid is living to carry on the back to fill to the container below the action which is getting near, 

This machinery adopts is that the fluid box is entire style,There is the slot in the box,Wholly homologous specified volume of every one slot,Being living will merely thrust the plank when replacing the volume to stick in inner place the relevant slot,In immediate future may achieve trades fluid. 

The drive section is main and consists of the gear,For the gear possess the high drive accuracy,Service life longly that develops distinguishing feature,Avert having raised position error defect as a result of frequently replacing the spare parts. 

This machine’s measuring cup is adjustable,so it can meet various volume bottle filling. In addition,this bottle­filling machine also has three traits: high efficiency, plumy reliability and maintainability. 

Keyword ： Filling Machine;Minupressure;Filling

IV 

V

第1章 绪 论

1.1 毕业设计的目的

本次毕业设计主要的目的是培养学生的综合实践能力以及以前所学知识的掌 握能力。通过本次设计来提高学生对机构分析、机械设计的能力，巩固学生对专 业课知识的理解和掌握。通过这次设计我们要达到的目的 

1）学会在实际设计中应用理论知识，加强和巩固对这些知识的理解。 2）培养我们正确的机械设计的思维方式，掌握一般机械设计的规程和方法。 3）培养我们查阅资料的能力，并且通过本次设计使我们对国家关于零件的标准有 所了解。

1.2 毕业设计的主要技术参数和要求

1.2.1 主要参数

（1）灌装头数： 24 

（2）生产能力： 24——48瓶/分 （3）瓶子规格： 瓶径：40mm——80mm 

瓶高：60mm——160mm 

1.2.2 要求

（1）负压式容积式灌装机 （2）适用低黏度的果汁或饮品 （3）变料清洁方便

（4）省料不浪费，定量准确。

1.3 负压式灌装机的应用价值及设计意义

液体灌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、乳 品、白酒、葡萄酒、植物油印调味品的包装．还包括洗涤类日化、矿物油和农药

1 

等化工类液体产品的包装。液体灌装机械有相当一大部分用于食品行业，尤其是 饮料制造业。

负压式灌装机主要用于水饮料(矿泉水和纯净水等)，还包括植物蛋白饮料、 果莱汁、茶饮料及含乳饮料。近几年来发展很快的不含气饮料助保健型和营养型， 随着人民生活水平的提高，消费量会逐年增加。

大量事实表明，实现包装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性(或 称柔性)的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展向，同时也可以获得巨大的经 济效益

1.3.1 能增加花色品种，改善产品质量，加强市场竞争能力

现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作，甚至可以 说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品，不论在式样、质地或精度等方 面大都是手工操作无法胜任和媲美的。随着商品的多样化这一点越来越引起了人 们的重视。另外用机械手代替人手，就足以最大限度地避免操作人员同产品直接 接触时可能产生的感染，从而保证食品、药物的清洁卫生和金属制品的防锈防蚀。

1.3.2 能改善劳动条件，避免污染危害环境

对有剧毒、刺激性的，低温、潮湿性的，爆炸、放射性的，以及必须放置在 暗室中的物品，实现了包装的机械化和自动化便可大大改善操作条件避免污染危 害环境，至于对需要进行长期、频繁、重复的以及其他笨重的包装工作如能实现 机械化和自动化则能大大减轻体力劳动强度，增进工人健康和提高生产效率。

1.3.3 能节约原材料减少浪费，降低成本

有些粉末、液体物料在手工包装过程宁容易发生逸散、起泡、飞溅现象，若 改为机械包装则会大大减少损失。

1.3.4 能提高生产效率，加速产品的不断更新

机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍，无疑这 将会更好地适应市场的实际需要，合理安排劳动力，为社会多创造财富。

由此可见，实现包装机械化和建立现代包装工业，是非常重要的。

1.4 负压式灌装机的发展水平

负压式灌装机只能灌装黏度不大的液体，但根据容积的不同，瓶的直径和高 度是可以改变的。它最大的优点是它可以灌装带污染的液体，例如医药、农药等。 它的负压式工作头与瓶口严密接触，不留空隙，液箱的容积是固定的，灌液完成

2 

后由于负压作用，液体会全部流到瓶里，不会泄漏到瓶子外面，也不会有残留液 体流到外面。因此负压式灌装机的市场是很有前景的。

负压式灌装机在发展专用机种的同为满足现代灌装的实际需要正在不断扩大 其通用能力，积极开发各种新型的通用灌装机。负压式灌装机正向联动化、高速 化，并相应提高自动化技术水平使设备功能逐步完善。

第2章 负压式灌装机的总体方案设计

2.1 工艺方案设计

由于本机的工作头需要用管子与负压气源连接在一起，所以注液箱得固定， 不能随托盘同步转动。

工艺原理图：进瓶——分瓶——工作台升——灌液——工作台降——出瓶

2.2 机器的总体布局

图2-1

3 

2.3 传动方案设计

图 2-2a

主轴 凸轮 减速器 电机图 2-2b 俯视图

动力由电机传出来，通过带传动第一级降速传给减速器，再由减速器进行第 二次降速传给轴2，在2轴上有槽轮和锥齿轮两个零件，槽轮连接的是水平轴12。 在12轴上有两个凸轮，一个是控制气缸的凸轮，另一个是控制气阀的凸轮；槽轮 连接的是轴 3，槽轮是间歇机构，可以进行机构运动和停止的功能，当槽轮机构

4 

的圆柱销与槽相接触时，是机器的送瓶阶段。在这个阶段里整个机构处于运动状 态，动力通过3轴、4轴的加速至主轴5轴，5 轴是空套的，分内轴和空心轴，这 两部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力，又可以使垂直运动不受阻 碍。在送瓶运动阶段里，5 轴的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心轴，通过由 花键传给内轴，从而使工作台做旋转运动。进出拨轮与主轴是内联的。先通过 6 轴的锥齿轮传给水平轴 7 轴，再通过两个等传动比的直齿轮传给水平轴 8 轴和 8 / 轴，然后通过锥齿轮9轴和 9 / 轴传给两个拨轮，即进拨轮和出拨轮，由于8轴和 8 / 轴上的两个直齿轮位于7轴直齿轮的两边，所以9轴和 9 / 轴的旋转方向正好相 反，使两个拨轮的旋转方向也正好相反，以达到送进瓶和送出瓶的作用。在进瓶 的过程中，螺旋限位器有很重要的作用。当带传动把瓶送到螺旋限位器的末端时， 旋转的螺旋限位器只有一端能将瓶纳入限位器的槽内，即一周只能进一个瓶，他 起到限位的作用，以防止多个瓶挤在进拨轮前使瓶发生破损的现象。

当24个瓶全部到位时，就是灌液的阶段了。此时的槽轮处于间歇的状态，但 是轴12是通过锥齿轮与轴 2相连，进行连续运动的。它所带动的两个凸轮的工作 时间已经设计好：当槽轮运动时，凸轮处于近休阶段；当槽轮间歇时，凸轮就处 于远休阶段。此时凸轮工作，凸轮 1 是控制升降气缸的，当凸轮升程接触到触点 时气缸上升，把工作台拖起，然后凸轮远休气缸保压，使工作台处于最高点的位 置，接着控制真空泵的凸轮也接触到了气阀，真空泵开启工作，吸瓶内的气体通 过负压使液体流入瓶内。待液体灌装完毕后，凸轮 2 降空泵停止工作。接着 是凸轮 1 也与气阀脱离接触气缸下降。这是整 个机器的一个循环。

然后，槽轮机构的圆柱销与槽相接触继续 工作，如此循环下去，使机器 连续工作。

2.4 执行机构的方案拟订

2.4.1 工作头

在工作头的边上有一支真空管通至真空 泵。在工作头与瓶口接触的地方有垫圈，能与 瓶口紧密接触不留空隙，使之与外界的空气不 能交流。 在工作头的吸气孔施以0.005MPa的低 真空气压，当凸轮接触到控制真空泵的气阀

图 2-3

后，瓶内的空气经工作头的吸气孔和回气管被抽出。此时，瓶内气压与工作头的 吸气孔的气压相等，液体在吸引力的作用下经工作头对瓶进行灌装。用于灌装的

5 

液箱内的液体的容积是定量的，所以当液箱内的液体没了以后，液体 就不再流进瓶里，灌装结束。工作头的送液管及吸气管下端残留的液体和气泡， 会在吸引力的作用下被吸到瓶内，液体不会洒落到瓶或工作台上。这就是负压灌 装的过程。负压灌装时的低真空度应适当，真空度过高，可能造成软包装(如 Pm 瓶)的变形；真空度过低，工作头上吸气管就不会将工作头送液管的口处和吸气孔 的孔壁的液体吸到瓶内，造成液体泄漏。如图2-3

2.4.2 液体容量的调节方法

整个定量灌液箱是环行的，在箱的内部 有可以插入隔板的槽。槽的位置是计算出来 的，每个槽的位置对应一个容量，当要换量 灌装时，只须把隔板插入相应的槽即可。为 了保证不使液体泄漏出去，在隔板的三面加 上食用胶，这样就避免了泄漏。整个液箱分 成25个区，每个区一面是定量装液的，另一 面是空区，当液箱上升时定量的液体会全部 被吸到瓶里，而多余的液体会顺着空区流回 液箱内。保证不会存液。如图2­4a和2­4b 

图 2-4a

图 2-4b

2.4.3 液面的控制方法

本机液箱内的液体高度由传感元件控制。当液面下降到传感元件以下时，传 感元件发出指令，上端的进液口打开，液体流到箱内。当液体到达一定高度时，

6 

上端的进液口又堵死停止进液。

2.4.4 液箱高度的调节方法

液箱高度的调节是由高度调节器控 的，它安装在四个支撑架上。高度调节 器是由带有外螺纹的上、下支撑杆和带 有内螺纹的旋

转可调环组成。在下支撑杆的下方有刻 度线， 方

的准线对准支撑杆的刻度线即可。如图 2-5

图 2-5

当调节高度时，用扳手转动可调环，使下

2.4.5 气缸和气阀的控制方法

气缸和气阀是由凸轮控制的，两个凸

轮在同一根轴上，它们的运动是同步的。而两个气阀都是触点式的，只要凸轮碰 到触点，

图 2-6

它们就开始运动。如图2-6

2.4.6 工作台的控制方案

工作台的轴是空套的，分内轴和空心轴，这两 部分由花键连接，因为这样即可以传动旋转的动力，

图 2-7

又可以使垂直运动不受阻碍。工作台的运动分为两个阶段：即水平旋转运动和垂 直升降运动。在水平运动阶段里，工作台的旋转运动是靠前一级的齿轮传给空心 轴，通过由花键传给内轴。在垂直运动阶段里，工作台的上下垂直运动是靠下面 的气缸的推力直接传给内轴使工作台上升和下降的。如图2­7

7 

2.4.7 进出拨轮的设计方案

进出拨轮的转动是由主轴轮直 接通过齿轮传过来的，所以传动比 十分准确。 它的直径也是有要求的， 在进出拨轮的节线处应该与上挡板 的节线相切，为了避免在节线处产 生冲击，进出拨的线速度应该与上 挡板的线速度相同，因此

拨轮的节线应与挡板节线的直径的比值 应该如图2-8

图 2-8

2.5 控制方式选择

工作台的升降是由气缸控制的。因为气缸即可以提供较大的动力，又没有污 染，而且噪音也小。

2.6 传动方案的选择

传动部分主要由工作台、进出拨轮、螺旋限位器和控制气阀的凸轮组成，所 以它们的传动比应该十分准确。因此，在设计时采用传动比准确的齿轮和万向节， 把它们连接在一起。

2.7 气源的选用 

1）它以空气为介质，工作介质容易获得，使用后的气体排放到空气中去，处 理方便，不必设置回收气体的容器和管道。 

2）因空气黏度很小，（约为液压油动力黏度懂得万分之一），其流动阻力损失 很小，所以便于集中供气原距离输送，如有外泄漏的情况不会像液压传动那样严 重污染环境。 

3）与液压传动相比，气压传动的动作迅速，反应快，维护简单，工作介质清 洁，不存在介质变质等问题。

8 

4）工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、震动等恶 劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。 

5）本低，过载能自动保护。

基于以上原因，所以决定选用气源装置。

9 

第3章 传动系统设计计算

3.1 运动与动力参数设计计算

3.1.1 类比法选择动力源

根据类比法选择电机。在金叶食品厂实习时，其电机选择为 Y100L1­4、 2.2KW，但由于我在设计时没加入变速机构，所以决定选用调速电机，又由于是 轻工机械所以功率不用太大。选择 YCT132­4A 

其功率为0.55KW 

转速范围125__1250r/min、 重量 55Kg 

额定转矩为3.6N.M 额定转差率为2.5% 

3.1.2 总传动比及传动比的分配

机器的工作效率范围是24­48瓶/分，又因为是轻工机械，所以按高生产率48 计算，完全可以满足设计和安全要求。

考虑到螺旋限位器的摆放位置需要一定的空间，所以在液箱周围设置了 25 个工位，在进、出拨轮之间的一个是空位，其上无工作头。所以，一周仍然是24 个工位。

24 

此机器的工作头一周期是 转，每分钟 48 ¸ 24 = 2 周期，所以工作头每分钟

25 48 

转过 转。

25 

1

在设计时，槽轮机构的动停比设为 k = ，槽数为6槽，圆柱销为1的槽轮，

2 

每周期30秒，运动时间即送瓶时间为10秒，停止时间即灌液时间为20秒。

在计算总传动比时，其工作头转速应为瞬时转速，即每分钟不停转动时的总 转数。

48 1 144 

托盘转速： ¸ = = 5 . 76 r / min 

25 3 25 

进出拨轮转速： 5 . 76 ´ 8 = 46 . 18 r / min 螺旋限位器转速： 46 . 08 ´ 3 = 138 . 24 r / min 总传动比为： 250 ¸ 5 . 76 = 43 . 4 各传动比的分配如下：

10 

i 1 = 2 

. 5 ——带轮的传动比 i 2 = 50 ——减速器的传动比 

i 3

= 1 3 ——槽轮的时间比 i 4 = 

5 

12 

——Ⅲ轴与Ⅳ轴的传动比 i 5 5

= 12 ——Ⅳ轴与Ⅴ轴的传动比 i 6

= 1 2 

——Ⅴ轴与Ⅵ轴的传动比 i 1 7

= 2 ——Ⅵ轴与Ⅶ轴的传动比 i 8 = 1 

——Ⅶ轴与Ⅷ轴的传动比 i 9

= 1 2 ——Ⅷ轴与Ⅸ轴的传动比 i 10

= 1 3 

——Ⅶ轴与Ⅹ轴的传动比 i 11

= 1 2 

——Ⅹ轴与Ⅺ轴的传动比 i 12 = 1 

——Ⅱ轴与Ⅻ轴的传动比 η 1 =0.96——传送带的效率 η 2 ——=0.9减速器的效率 η 3 ——0.9槽轮的效率 η 4 ——0.99轴承的效率

η 5 ——0.97齿轮的效率

3.1.3 各轴参数的计算

电机轴 P 0 =0.55Kw n 0 =250r/min 

由式5-2得 

TP 3

0 0 . 55 ´ 10 

0  = 9 . 55 ´ n = 9 . 55 ´ = 21 . 01 N × m 

0 

250 Ⅰ轴 

P 1 = P 0 ×η 1 =0.55×0.96=0.528Kw nn0 250 1 = 

i = = 100 r / min 1 

2 . 5 T = 9. P 0. 528 ´ 3 1 55 ´ 1 n = 9. 55 ´ 10 

= 50. 424 N × m 1 

100 Ⅱ轴 

P 2 =P 1 ×η 2 =0.528×0.9=0.4752Kw 

n n 1 

100 2 

= i = = 2 r /2 

50 min T P 0. 4752 3 

2 = 9. 55 ´ 2 n = 9. 55 ´ ´ 10 

= 2269 N × m 2 

2 Ⅲ轴

P 3 = P 2 ×η 3 ×η 4 =0.4752×0.9×0.99=0.4234Kw

11 

3­1）

3­3）（（3-2） （ 

n 3 =

1 1 

´ n = 2 ´ = 1r  /min 2 1 6 ´ i 3 

6 ´ 3 

3 

P 0. 4234 ´ 10 3 

T 55 ´ = 9. 55 ´ = 404347.  N × m 3 = 9. n 1 3 

Ⅳ轴 

P 4 = P 3 ×η 4 ×η 5 =0.4234×0.99×0.97=0.4066Kw 

n 4 =

n 1 12 3 

= = = 2. 4 r /min 5 i 5 4 

12 

3 

P 0. 4066 ´ 10 4 

T 55 ´ = 9. 55 ´ = 1617. 9 N × m 4 = 9. n 2. 4 4 

Ⅴ轴 

P 5 = P 4 ×η 4 ×η 5 =0.4066×0.99×0.97=0.3905Kw 

n 5 =

n 2. 4 144 4 

= = r /min = 576.  r /min 5 i 25 5 

12 

3 

P 0. 3905 ´ 10 5 

T 55 ´ = 9. 55 ´ = 7. 4 r /min 5 = 9. n 5. 76 5 

Ⅵ轴 

P 6 = P 5 ×η 4 ×η 5 =0.3905×0.99×0.97=0.375Kw 

n 5. 765 

n = = 1152.  r /min 6 = 1 i 6 

2 

3 

P 0. 375 ´ 10 6 

T 55 ´ = 9. 55 ´ = 31087.  N × m 6 = 9. n 1152 . 6 

Ⅶ轴

P 7 = P 6 ×η 4 ×η 5 =0.375×0.99×0.97=0.36Kw 

n 7 = 

n 11 . 52 6 

= = 23 . 04 r / min 

1 i 7 

2 

3 

P 0. 36 ´ 10 7 

T 55 ´ = 9. 55 ´ = 169. 22 N × m 7 = 9. n 2304 . 7 

Ⅷ轴 

P 8 = P 7 ×η 4 ×η 5 =0.36×0.99×0.97=0.3457Kw 

n 2304 . 7 

n = = 23. 04 r /min8 = i 1 8 

12 

3 

P 0. 3457 ´ 10 T 8 = 9. 55 ´ 8 

n = 9. 55 ´ = 1433.  N × m 8 

2304 . Ⅸ轴 

P 9 = P 8 ×η 4 ×η 5 =0.3457×0.99×0.97=0.332Kw 

n 8 

9 =

n 2304 i = . = 46. 08r  9 

1 /min 

2 

T = 9. P 0. 3 

9 55 ´ 9 

n = 9. 55 ´ 332 ´ 10 = 68. 8 N × m 9 

46. 08 Ⅹ轴 

P 10 = P 7 ×η 4 ×η 5 =0.36×0.99×0.97=0.3457Kw 

n n 9

10 = i = 2304 . 10 

1 = 69. 12 r /min 3 

T 10 = 9. 55 ´ P 10

n = 9. 55 ´ 0. 3457 ´ 10 3 

= 47. 76 N × m 10 

69. 12 Ⅺ轴 

P 11 = P 10 ×η 4 ×η 5 =0.3457×0.99×0.97=0.332Kw 

n n 10 

11 = i = 6912 . = 138. 24 r /min11 

1  2 

T 11 = 9. 55 ´ P 11

n = 9. 55 ´ 0. 332 ´ 10 3 

= 22. 94 N × m 11 

138. 24 Ⅻ轴 

P 12 =P 2 ×η 4 ×η 5 =0.4234×0.99×0.97=0.4066Kw 

n 12 = n 2 = 2r

 / min T 12 = 9. 55 ´ P 12 

n = 9. 55 ´ 0. 4066 ´ 10 3 = 19415.  N × m 12 

2 3.2 传动零件设计计算

3.2.1 带的选择和校核 

1）计算功率 P c 

已知 P=0.55Kw         n=250r/min 由表3­4查工作情况系数 K A = 1 由式3­23得 

P c = K A ´ P = 1´

0 . 55 = 0 . 55 Kw 13 

3­4）

（2）V带型号

根据 P c 和 n 0 由《机械设计》图3­12确定，选 A型带。 3）定带轮基准直径 选择小带轮直径 d d 验算带速： 由式3­12得 

v = 由表3­5，表3­6确定

取 d d = 75 mm 

p d d n 1

60 ´ 1000 

=

p ´ 75 ´ 250 

60 ´ 1000 

= 0 . 981 m / s （3­5）

小于 25 m/ s 

d = d d ´ i ´ 2 . 5 = 198 . 5 mm 1 = 75 

4）确定中心距a和带的基准长度 L c 初定中心距 a 0 由式3-25得

0.7(d d +d)≤a≤2(d d +d)

183.75≤a≤525

取a 0 =500mm 由式3­26得 

2 

( d ) d - d L  + (d ) + = 1418 . 7 mm c = 2a d + d 

2 a 0 

（3-6）

（3-7）

p 

（3­8）

取标准 L c 按《机械设计》 确定中心距 a 由式3­27得 

a = a 0 + 表 3­3 

取 L mm d = 1400

L 1400 - 1418 . 7 d - L c 

= 500 + = 490 . 65 mm 2 2 

（3­9） 

a的调整范围 

a . 03 L . 03 ´ 1400 = 2 mm max = a + 0 d = 500 + 0 a . 015 L . 015 ´ 1400 = 479 mm min = a - 0 d = 500 - 0 

5）验算包角a 由式3-28得

（3­10） （3­11） 

a = 180 ° - d - d d 187 . 5 - 75 

´ 60 ° = 180 ° - ´ 60 ° = 180 ° - 13 . 757 ° = 166 . 24 ° a 2 

（3­12）

a = 166 . 24 ° f 120 ° 6）确定带的功率及根数 查机械设计书

14 

- 4 

c1  = 3 . 28 ´ 10 - 15 c3  = 9 . 6 ´ 10 

- 3 

c . 81 ´ 10 2 = 9

- 5 c . 65 ´ 10 L0  = 1700 4 = 4 2p n 2 p ´ 250 w = = = 26 . 18 

60 60 

（3­13）

由式3­20得 

K a = 1 . 25 ´ ( 1 - 5 

由式3­21得 

D P = c d d w lg 1 4 

由式3­22得 

DP  2 = c 4 d d w lg 由式3­18得 

P w [ c 0 = d d 1 -

由式3­19得 

P = K P P P . 9673 ´ ( 0 . 1836 + 0 . 0267 - 0 . 00769 ) = 0 . 197 a ( 0 + D 1 + D 2 ) = 0 

（3­18）

由式3­29得 

Z ³ 

P 0 . 55 c = = 2 . 79 » 3 P 0 . 197 d 75 = 26 . 167 ´ = 0 . 981 m / s 2 2 

- 180 °

a ) = 1 . 25 ´ ( 1 - 5 

166 . 757 °

- 180 °

) = 0 . 9673 （3­14）

2 

1

( -1  ) c d 4 d s c 2

= 0 . 0267 （3­15）

1 + 10 

Ld = - 0 . 00769 L 0 

（3­16）

c 2 2 

- c d d w ) - c d w )] = 0 . 1846 3 ( 4 lg( d d d 

（3­17）

（3­19）

初拉力 

v =w （3­20）

查《机械设计》书 表3­1得 由式3­30得 

q = 0 . 1 kg / m 

P 5 0 . 55 2 . 5 2 2 c 2. F = 500 ( - 1 ) + qv = 500 ´ (- 1 ) + 0 . 1 ´ 0 . 981 = 148 . 09 N 0

vz K a 0 . 981 ´ 3 0 . 9673 

（3­21）

轴压力

由式3­31得 

Q = 2 F 0 Z sin a 166 . 24 

= 2 ´ 148 . 09 ´ 3 ´ sin = 882 N 2 2 

（3­22）

15 

3.2.2 齿轮的确定和校核

对Ⅳ轴和Ⅴ轴齿轮的校 1）确定齿轮的材料

小齿轮的材料为40Gr钢、调质处理 硬度为241HB-286HB

大齿轮ZG31-570、正火处理 查《机械设计》书 表5-1得 硬度为156HB-217HB

取

162HB-185HB

选齿轮精度等级8级（GB10095—88）查图5-16b得 

查《机械设计》书 表5-1得

s H lim 1 = 690 MPa 

2)计算应力循环次数N 设齿轮的预期寿命为10年 由式5-33 

s H lim 2 = 440 MPa 

6 

N n ´ 5 . 76 ´ 1 ´ ( 10 ´ 300 ´ 88 ) = 8 . 29 ´ 10 r 1 = 60 1 jL h = 60 6 6 N 2 = N . 29 ´ 10 ¸ 2 . 4 = 3 . 456 ´ 10 r 1 ¸ i = 8

（3-23） （3-24） 

3）计算许用接触应力 查《机械设计》书 图5 ­17得 查《机械设计》书 由《机械设计》式5­30 

Z N 1 = 1 . 16 

Z N 2 = 1 . 25 

式5­29得 Z X 1 = Z X 2 = 1 

取 Z W = 1

由《机械设计》式5­31 S H min = 1 选精加工齿轮 取 Z  92 WR = 0. 

由《机械设计》式5­28得 

s H lim 1 690 

[ s H ] = Z Z Z Z = ´ 1 . 16 ´ 1 ´ 1 ´ 0 . 92 = 736 . 368 Mpa （3­25） 1 N 1 X 1 W WR 

S H lim 1 

[ s H ] 2 = [s  H ] s H ] 2 p [ 1 

s H lim 2 

S H lim 

Z N 2 Z X 2 Z W Z WR =

440 

´ 1 . 25 ´ 1 ´ 1 ´ 0 . 92 = 506 Mpa 1 

计算取 [ s H ] = [ s H ] Mpa 2 = 506 

. 3905 6 0 T = 9 . 55 ´ 10 ´ = 7443 . 576 N × m 

5 . 76 Z e = 188 . 9 Mpa 

4）接触疲劳强度确定中心距 由《机械设计》书 式5­1得 

2

转速不高初取 k t Z e t = 1 

取 F a = 0 . 4 

由《机械设计》书 表5­5得 由《机械设计》书 式5­14得 

Z H = 3 a u + 1 ) t ³ ( 

2 2 

= = 2 . 5 

sin a cos a sin 20 cos 20 

kT Z H Z E Z e2 1 ´ 7443 . 576 2. 5 ´ 188 . 9 2 

3 ( ) = ( 2 . 4 + 1 ) ´ ( ) = 226 mm 

2 F a u [ s H ] 2 ´ 0 . 4 ´ 2 . 4 506 

16 

（3­27）

初取 a = 230 mm 5）计算模数 

m = ( 0 . 007 ~ 0 . 02 ) a = ( 0 . 007 ~ 0 . 02 ) ´ 230 = 1 . 61 ~ 4 . 6 

（3­28）

取 m = 3 6）计算齿数 由式5­27得 

Z 2 a 2 ´ 1 = 

m ( u + 1 ) = 230 

3 ´ ( 2 . 4 + 1 ) = 45 

Z 2 = Z 1 

i = 45 ´ 2 . 4 = 108 分度圆直径： 

d1  = Z 1 m = 45 ´ 3 = 135 mm d 2 = Z 2 

m = 108 ´ 3 = 324 mm 齿顶圆直径： 

d a1  = d 1 + 2 h * a m = 135 + 6 = 141 mm d * a 2 = d 2 + 2 h a m = 324 + 6 = 330 

mm 基圆直径： 

d b1  = d 1 cos a = 135 ´ cos 20 = 126 . 46 mm d b 2 = d 2 cos 

a = 324 ´ cos 20 = 304 . 46 mm 圆周速度： 

v = p d 1n  1 

5 . 76 

60 ´ 10 

3 

=

p ´ 135 ´ 60 ´ 10 

3 

= 0 . 04 m / s 7）校核齿面接触疲劳强度： 由于电机平稳 查《机械设计》表5­3 

取 k A = 1

由 

vZ 1

100 = 0 . 04 ´ 45 100 

= 0 . 018 查《机械设计》图5­4 取 k v = 1. 

002 齿宽 

b = F a a = 0 . 04 ´ 230 = 92 mm 

由 

b d = 92 

= 0 . 681 1

135 查《机械设计》图5­7 取 k b = 1. 

05 由于表面未经硬化取

查《机械设计》表5­4 

17 

（3­29） （3­30） （3­31） 

（3­32） 

（3­33） 

（3­34） 

（3­35）

（3­36）

（3­37）

得 ka = 1 . 2 

由式5­4得 载荷系数： 

k = k A k ´ 1 . 002 ´ 1 . 05 ´ 1 . 2 = 1 . 2625 v k b k a = 1

（3­38） 

8）计算端面重合度 e a 齿顶压力角

a a 1 = arccos d 126 . 86 b 

= arccos = 25 . 879 ° d 141 a 1 d b 2 304 . 46 

= arccos = 22 . 69 ° d a 2 330 

（3­40）

a a 2 = arccos e a = 

= 

1 [ Z a a ) + Z 2 (tan a 2 - tan a )] 1 (tan 1 - tan 2 p 1 [ 45 ´ (tan 25 . 879 - tan 20 ) + 108 (tan 22 . 69 - tan 20 )] = 1 . 798 ° 2 p （3­41）

由《机械设计》式5­13得 

Z e = 4 - e 4 - 1 . 798 a = = 0 . 8567 3 3 

（3­42）

由《机械设计》式5­17得 

s H = Z H Z E Z e 2 kT u + 1 

´ 2 

bd u 1

= 2 . 5 ´ 188 . 9 ´ 0 . 8567 ´ 2 ´ 1 . 2625 ´ 7443 . 576 2 . 4 + 1 

´ = 475 . 5 Mpa （3­43） 2

92 ´ 135 2 . 4 

s H = 475 . 5 Mpa p [ s H ] = 506 Mpa 

满足要求 

9）校核齿根的弯曲疲劳强度 Z 1 = 45 

Z 2 = 108 

YFa  1 = 2 . 4 Ysa  1 = 1 . 68 

Y . 22 Fa 2 = 2 Y . 81 sa 2 = 1 

（3­44）

查《机械设计》图 5­14得 查《机械设计》图 5­15得 

由《机械设计》公式5­23得 0 . 75 0 . 75 

Y e = 0 . 25 + = 0 . 25 + = 0 . 667 

e 1 . 798 a 查《机械设计》 图5­16得 查《机械设计》 图5­19得 由《机械设计》取 由《机械设计》书 由式5­31得

YST  = 2 公式5­32得 

s F lim 1 = 290 

YN  1 = 1 S F min = 1 . 4 

s F lim 2 = 160 

Y N 2 = 1 

Y N 1 = Y N 2 = 1 

18 

[ s F 1 ] = s F lim 1 Y ST 

S F min 

Y Y N 1 N 2 =

290 ´ 2 

´ 1 ´ 1 = 414 . 28 Mpa 1 . 4 

（3­45） 

[ s F 2 ] = s F lim Y ST 

S F min 

Y Y N 2 N 2 =

160 ´ 2 

´ 1 ´ 1 = 228 . 57 Mpa 1 . 4 

由《机械设计》式5­24得 

2 kT 2 ´ 1 . 2625 ´ 74430576 s F 1 = Y Y Y e = ´ 2 . 4 ´ 1 . 68 ´ 0 . 667 = 118 Mpa p [ s F 1 ] Fa 1 Sa 1 

bd 1 

m 92 ´ 135 ´ 3 s Sa 2 

F 2 = s YFa  2 Y 2 . F 1 

Y Fa 1 Y = 118 ´ 22 ´ 1 . 81 Sa 1 

2 . 4 ´ 1 . 68 = 117 . 59 Mpa p [ s F 2 ] 

安全 

10）齿数参数： 分度圆直径： 

d1  = Z 1 m = 45 ´ 3 = 135 mm d 2 = Z 2 

m = 108 ´ 3 = 324 mm 齿顶圆直径： 

d * 

a1  = d 1 + 2 h a m = 135 + 6 = 141 mm d d * a 2 = 2 + 2 h a m = 324 + 6 = 330 

mm 基圆直径： 

d b1  = d 1 cos a = 135 ´ cos 20 = 126 . 46 mm d b 2 = d 2 cos 

a = 324 ´ cos 20 = 304 . 46 mm 齿根圆直径： 

d = d 1 - 2 ( h *

f 1 a + c * ) m = 135 - 2 ´ 1 . 5 ´ 3 = 126 mm d h * f 2 = d 2 - 2 ( a + c 

* ) m = 324 - 2 ´ 1 . 5 ´ 3 = 315 mm 中心距： 

a = 1 1 

2 (d 1 + d 2 

) = 2 

(135 + 324 ) = 229 . 5 mm 齿宽： b1  = 92 mm b2  = 100 mm 

3.2.3 Ⅳ轴的较核

已知 

P4  = 0 . 4066 Kw n 4 = 2 

. 4 r / min d 4 = 135 mm 

T 4 = 1617 

. 9 ´ 10 3 N × mm 由《机械设计》式5-5得 F 2 T 4 

2 ´ 1617 . 9 ´ 10 3 t 1 = 

d = = 23 . 969 ´ 10 3 N × mm 4 135 P5  = 0 . 3905 Kw 

n 5 = 5 

. 76 r / min d 5 =135 mm 

19 

（3­46） 

（3­47）

（3­48） 

（3­49）

（3-56） 

3 

T . 4 ´ 10 N × mm 5 = 7 

3 

2 T 2 ´ 7 . 4 ´ 10 3 5 

F = = = 9 . 59 ´ 10 N × mm t 2 

d 5 135 

（3-57）

由《机械设计》式5-6得 

3 

F ° = 23 . 969 ´ 10 3 ´ tan 20 ° = 8 . 724 ´ 10 N 1 = F t 1 tan 20 

（3-58） 

F ° = 9 . 59 ´ 10 3 ´ tan 20 ° = 3 . 49 ´ 10 3 N 2 = F t 2 tan 20 

求支反力 

å MA = 0

( 224 . 18 + 166 ) F 224 . 18 + 166 + 127 . 82 ) R . 18 F 2 + ( B - 224 1 = 0 

3 

R 1 . 147 ´ 10 N B = -

（3-59） （3-60） 

R A + R B + F 1 + F 2 = 0 

R A = 6 . 381 ´ 10 3 N 受力图如下：

计算弯矩： 

127 . 82 + 166 ) R = 242 . 34 ´ 10 N × mm å MF = 166 F - ( 

å MF = 127 . 82 F = 446 . 09 N × mm 

3 

1 

2 

B

2 

2 

（3-61） 

弯矩图如下：

242.34N.m

20 

446.09N.m

转矩按脉动循环变化应力处理: 由《机械设计》式8-6 

2 

M CF2 = M F 2 + ( a T 446 . 09 ´ 10 3 ) 2 + ( 0 . 6 ´ 7 . 4 ´ 10 3 ) 2 = 591 . 5 ´ 10 3 N × mm 2 ) = ( 

2 

（3-62）

在 F mm 2 受力处轴直径 d = 69 由《机械设计》式8-4得 

W = F 2 受力处截面的应力

由《机械设计》式8-4得 

M CF 591 . 5 ´ 10 3 

s CF = = = 18 . 34 MPa 

W 32251 . 3 

2 

2

pd 3

32 

=

p ´ 69 3 

32 

= 32251 . 3 （3-63） 

（3-）

查《机械设计》 表8-3 [ s b ] MPa -1 = 55 

s B = 600 MPa 

s CF p [ s b ] -1 MPa  = 55 

2

安全

在Ⅰ、Ⅱ处有键槽及轴肩处属于危险面

Ⅰ截面处 由 

D - d 69 - 65 

= = 2 r 2 r 2 = = 0 . 03077 d 65 

查《机械设计》

1-4 

附表

1-2 k . 67 t = 1 查表1-5 

1-3 e t = 0 . 68 F t = 0 . 21 

b = 0 . 95 

由《机械设计》式8-1得

21 

T 7 . 4 ´ 10 3 t max F 

2

= 2 W = = 10 MPa T 

p ´ 69 3 16 

t a = t m =

t max

2 

=

10 2 

= 5 MPa 查《机械设计》表 8-1 s B = 600 MPa s S = 355 MPa 由《机械设计》表 5-5 s -1 = 257 

MPa t -1 = 148 

MPa 由《机械设计》式1-31得 

S =

t -1 

k =

148 

= 10 . 58 

t be t a + F t t 1 . 67 

m 

t 0 . 95 ´ 0 . 68 

´ 5 + 0 . 21 ´ 5 

查《机械设计》表1-3 取 [ S ] = 1 . 5 由于 

S f [S ] 

安全

Ⅱ截面处 

t max =t max F 2 

= 10 MPa 

t t t max a = m = 2 

= 5 MPa 

查《机械设计》附表 1-1 

k s = 1.  76 k t = 1. 

 1-4 e s = 0 . 68 e t = 0 . 74 

1-5 

b = 0 . 95 

查《机械设计》表

1-5 

F s = 0 . 34 

F t = 0 . 21 

由《机械设计》式1-31得 

S t -1 

148 

t =

k =

= 12 . 3 

t be t a + F 1 .  

t t m 

t 0 . 74 ´ 0 . 95 

´ 5 + 0 . 21 ´ 5 

s max =s CF2 

 = 18 . 34 MPa s s a = s m = max2 

= 9 . 17 MPa 

由《机械设计》式1-31得 

S s -1 

s =

k =

257 

= 9 . 15 s 1 . 76 

be s a + F s s m 

´ 9 . 17 s 0 . 68 ´ 0 . 95 

+ 0 . 34 ´ 9 . 17 

由《机械设计》式1-43得 

S = S s S t 15 S 2

2 

=

12 . 3 ´ 9 . s + S t 12 . 3 2 

+ 9 . 15 

2 

= 7 . 34 S f[ S ] = 1 . 5 

22 

（3-65） 

（3-66）

（3-67）

（3-68）

（3-69） 

安全

3.2.4 轴承的较核

由轴的直径选轴的型号为：6212 查《机械设计课程设计》表4.6-1得 

3 

C = 36 . 8 ´ 10 N 

3 已知： R = 1.  147 ´ 10 N A 

3 

C . 8 ´ 10 N 0 = 27

3 

R = 6.  38 ´ 10 N B 

F A 为轴向力

由于轴向力 F   = 0 A 已全部作用于推力轴承，故深沟球轴承不受轴向力故 A1

A 1

= 0 查《机械设计》 表9-5得 e = 0 . 19 C 0 A 1

= 0 p e R 1 

得 X = 1

Y = 0

由式9-10和9-11得 

3 3 

P = f XR . 2 ´ 1 ´ 6 . 38 ´ 10 = 7 . 656 ´ 10 N m f d ( 1 + YA 1 ) = 1 

（3-70）

由式9-4得 取 e = 3

（3-71）

6 6 

10 f C 10 0. 95 ´ 36800 3 3 t 

L = ( ) = ´ ( ) = 66122 h 10 h 

60 n P 60 ´ 2 . 4 7656 

满足要求

第4章 执行机构零部件的设计计算

4.1 出拨轮的设计计算

为了不使瓶在进出拨轮与上挡板交接的过程中产生瞬时冲击，所以要保证两 者的线速度相等。它的直径也是有要求的，在进出拨轮的节线处应该与上挡板的 节线相切，进出拨的线速度应该与上挡板的线速度相同，因此拨轮的节线应与挡 板节线的直径的比值应该于它们的角速度成反比。

w d 即 1 = w 2 D 

已知 w . 76 r / min 1 = 5 

（4­1）

w 2 = 46 . 08 r / min 

D = 1500 mm 

w5 . 76 d = 1 D = ´ 1500 = 187 . 5 mm 

w 2 46 . 08 

23 

4.2 凸轮的设计计算

基圆半径为 r ，升程和回程按等加速和等减速运动规律运动，在远休阶 0 = 70 段半径为 r = 80 ，凸轮在远休位置时，凸轮接触气阀，气阀启动工作。

凸轮的理论轮廓线图所描绘的轨迹，是将凸轮的外表面展开在平面上，而得 到的一个圆周为 2 根据曲线所对应的高度即可得出凸轮的理论轮廓 p 的移动凸轮， 线。

图 4-1 控制气缸的凸轮的角度曲线

图 4-2 控制气缸的凸轮的理论轮廓线

24 

图 4-3 控制负压气缸的凸轮的角度曲线

图 4-4 控制负压气缸的凸轮的理论轮廓线曲线

4.3 旋限位器的设计计算

由设计要求可知供送的瓶的半径为 r = 40 mm 

并令螺杆的内半径为 r = 30 mm ，外半径为 R = 50 mm ，满足 R £ r + r

由《包装机械设计与原理》得 由式4­42得 螺距： 

S 01 = 2 r + D = 2 ´ 40 + 5 = 85 mm 

取 D = 5 mm 

由《包装机械设计与原理》式4­44得 

S 01 85 

tg = = = 0 . 27 a 01

p D p ´ 100 

tga 01 = 15 . 1396 °

25 

（4­2）

（4­3）

由《包装机械设计与原理》式4­45得 周向展开长度： 

L = p D = p ´ 100 = 314 mm 

（4­4） （4­5）

由《包装机械设计与原理》式4­46得 轴向长度： 

H = S 01 i = 85 ´ 3 . 5 = 297 . 5 mm 

由《包装机械设计与原理》式4­47得 供送速度： 

v ´ 138 . 24 = 11750 . 4 mm / min = 0 . 1958 m / s 0 = S 01 n = 85 

（4­6）

4.4 液箱的计算

已知液箱的内径为 r = 400 mm ，外径为 R = 585 mm 

根据现在常用的饮料的最大容积为2.5升，灌装头数为24个 可得液箱的最大容积为 

L = 2500 ´ 24 ´ 10 3 = 6 ´ 10 7 mm 3 

24 

因为此机的灌液区有一个空区，得乘以系数 25 

7 7 

又每个灌液区又有单独的空区，占容积的 ，得乘以系数 8 8 

所以有公式 

L = p ( R 2 - r 2 ) h ´ 24 7 ´ 25 8 

（4­7）

得液箱的高度为 

h = L 

24 7 

p ( R 2 - r 2 ) ´ ´ 25 8 

=

6 ´ 10 7 

24 7 

p ´ ( 585 2 - 400 2 ) ´ ´ 25 8 

= 125 mm （4­8）

每次灌液后液面下降的高度为： 

L 6 ´ 10 7 

h1  = 2 = = 34 mm 

p R p ´ 750 2 

第5章 负压式自动灌装机的安装、润滑、维护和安全技术

5.1 负压式自动灌装机的安装 

1） 占有少量洗涤剂的纱布擦去事先涂在机器零部件上的防锈油和沾在机器部 件上的尘土、灰尘等。这是很重要的，一定要认真，以免造成不必要的机械故障。

26 

2）在安装时要用水平仪进行水平的测量，机器的水平度要在一定范围之内， 将机器安装就位。 

3）需要加油的地方要加油充分。以免有润滑不足的地方，使机器磨损。 4）让机器用点动的方式试开一会，检查各运动部位动作是否润滑自如。并检 查机器各个部位的螺丝、螺母、螺钉是否有松动的现象。如有，应及时拧紧，防 止突然事件的发生。同时检查是否有空转的现象，是否有卡住和异常的声音。 

5）在将气缸接在主轴上之前，先让气缸做升程运动，调整它的升程使它为规 定的高度。然后，将气缸接在主轴上。 

6）将负压气源接在工作头上，交接的地方要密封好，以免漏气影响灌装。

5.2 机器的润滑

良好的润滑是合理使用机器，使机器正常运转的重要条件。 1）轴承的润滑

本机的润滑主要是轴承的润滑。在轴承座内要添加好适量的油脂：油脂少了， 会使润滑不足，使轴承的寿命降低；油脂多了，会使轴承的散热不好，也使轴承 寿命降低。 

2）齿轮的润滑

由于齿轮比较分散，不能集中润滑，所以齿轮的润滑是定期进行的。在工作 300小时后，打开机箱对个齿轮进行加油润滑。 

3、机器的维护和保养 

1）本机的操作者要充分熟悉本机的性能和构造。 

2）使用前检查各部分运动机构和电器等是否正常，然后按照润滑要求，加上 足够的润滑脂和润滑油。 

3）润滑妥当以后，即可进行试运行，即点动式运行操作。以检查全机运作是 否正常：如不正常，可及时停止运动，不伤害机器的零部件；如果正常，可以进 行运转。 

4）在使用过程中，应注意安全，对各零部件要仔细保养，尤其是气缸和负压 式灌装头以及吸气管等不得有任何划伤和碰撞，本机应整齐、清洁，不得拆卸、 生锈或有污物集结，既防止污染液体，又防止灌装头的损坏。 

5）应经常作好设备的清洁卫生工作，尤其是在停止使用时，应清除附着在机 器上的所有污垢和带有腐蚀性的液体，然后用清水刷洗干净；然后对各运动部位 和精密机构上的加工表面涂上润滑油、润滑脂和防锈漆。在正式工作运转之前， 先让机器空转片刻，以使润滑油和润滑脂充分的渗透到运转机构的间隙当中去。

27 

6）当需要长时间停止使用时，还需对机器进行防锈密封处理，然后用防尘罩 或塑料袋盖之。

5.3 安全技术 

1）机器在工作时，在傍边必须有工作人员看守，以防突然事件的发生。 2）如机器过载时，带轮会自动保护，此时工作人员要及时是机器停止运行， 以免过载时间过长，使带受损。 

3）机器应该定期检查，如发现螺丝有松动的现象，应及时将螺丝加紧，以免 损坏零件。

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第6章 结论

毕业设计是大学里最后一次教学环节，经过16周的紧张的设计终于结束了。 这次设计无疑是对专业课程的最全面的一次训练，同时也是对所学知识的一次关 键的检验。毕业设计较以前的课程设计相比更加系统、更加全面，在设计当中用 到了以前所学的各种基础知识如机械制图、机械设计、机械原理等许多知识，而 这些知识正是在大学所学的主要课程，这些知识学的好坏将直接影响到毕业设计 的进度。而且通过这次毕业设计还熟练的掌握了运用工具书和查阅资料的能力。 扎实的基础、领悟能力和充分的知识储备是顺利完成毕业设计的首要条件而且也 是对综合能力的培养。

这次的毕业设计题目是负压式自动灌装机。由于人们对灌装饮料的需求量越 来越大，所以灌装机也越来越受到重视。作为包装机的一种形式，灌装机以灌装 准确、效率高成为饮料灌装的首选机器。

本次课题主要研究了负压式灌装机的灌液机构和传动机构。 通过从利于环保、 高效率等方面设计考虑设计此负压式自动灌装机。设计包括：电机的选择，零件 的设计计算、执行机构的设计计算、总体布局等。

负压式自动灌装机发展迅速，其技术发展趋势主要体现在高生产率、自动化、 单机多功能、组成生产线、采用相关新技术这五个方面。

高生产率：负压式灌装机的生产率已从每分钟数件发展到数10件，热成型－ 充填－封口机的生产率可达500件/分钟以上。

自动化：向自动化程度相当高的多工位灌装机发展。该机型有充填和抽真空 两个转台，充填转台有 6 个工位，完成供袋、投料、注液预封口，直至将包装件 转至抽真空转台。抽真空转台有 12 个工位，也就是 12 个真空室，完成抽真空和 封口，直至成品输出，生产率可达40袋/分钟，主要用于包装软罐头。

单机多功能：在单机上实现多功能，可方便地扩大使用范围。实现单机多功 能必须采用模块化设计，通过功能模块的变换和组合，成为适用于不同包装材料、 包装物品、包装要求的不同类型的真空包装机。代表性的产品有德国 BOSCH 公 司所属的HESSER厂生产的多工位制袋真空包装机，其制袋、称重、充填、抽真 空、封口等多种功能可在一台单机上完成。

组成生产线：当需要的功能越来越多时，将所有的功能集中在一个单机上会 使结构非常复杂，操作维修也不方便，这时可把功能不同、效率相匹配的几种机

29 

器组合成功能较齐全的生产线。如法国 CRACECRYOYA 和 ISTM 公司研制的鲜 鱼真空包装生产线、瑞典树宏国际有限公司与瑞典纺织研究院研制的纺织品真空 包装系统等。

采用相关新技术：在包装方法上大量采用充气包装取代真空包装，将充气成 分、包装材料与充气包装机三方面的研究紧密结合起来；在控制技术上，更多地 应用计算机技术和微电子技术；在封口方面应用热管和冷封口技术，也可以将先 进的装置直接安装在真空包装机上， 如装上计算机控制的粗粒物料高精度组合秤； 在旋转或真空包装机上，应用先进高速的圆弧面凸轮分度机械等。

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