機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)之洗瓶機(jī)

1、機(jī) 械 原 理 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-洗瓶機(jī)院系：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化年 級(jí)： 2014 級(jí)學(xué)生姓名：郭凡學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：金桂芹同組人：劉斌尤龍2016年1月摘要機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生全面、系統(tǒng)掌握和深化機(jī)械原理課程的基本原理和方法 的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)工程實(shí)際各種 機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)能力的一門課程。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú) 立思考與分析問題的能力和創(chuàng)新能力。洗瓶機(jī)主要是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輾機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成，主要是由進(jìn)瓶瓶機(jī)構(gòu)把瓶子 送到兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輾上，導(dǎo)輾帶動(dòng)瓶子轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)推頭把瓶子向

2、前推時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子 就把瓶子外面洗干凈。洗完之后又由出瓶機(jī)構(gòu)送出機(jī)構(gòu)。我設(shè)計(jì)的是一個(gè)很簡(jiǎn)單的洗瓶機(jī)構(gòu)，由傳送帶作進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)，輸入瓶子后，把推頭變 化一下，變成了一把內(nèi)刷子，在推的同時(shí)一邊洗著瓶子內(nèi)部，然后由外刷子洗刷外面， 在推頭推動(dòng)瓶子的同時(shí)，瓶子內(nèi)外都得到了清洗。當(dāng)走完導(dǎo)輾后，瓶子就順著出瓶軌道 滑到箱子里面。由于專業(yè)知識(shí)不是很充足，所以設(shè)計(jì)有很多的缺陷，可能實(shí)用性不是那 么強(qiáng)，但是我還是從當(dāng)中學(xué)到了好多知識(shí)。、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目4洗瓶機(jī)的技術(shù)要求4設(shè)計(jì)任務(wù)5原始數(shù)據(jù)5二、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)6分析設(shè)計(jì)要求6推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6三、進(jìn)瓶裝置設(shè)計(jì)7進(jìn)瓶裝置簡(jiǎn)圖7槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)8運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)8四、洗瓶裝置設(shè)

3、計(jì)8洗瓶裝置簡(jiǎn)圖8洗瓶設(shè)計(jì)說明8五、推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)9推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)9六、洗瓶機(jī)總體方案設(shè)計(jì)10方案的總體方案及運(yùn)動(dòng)說明11七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)12參考文獻(xiàn)13一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)題目洗瓶機(jī)主要是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。待洗的瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輾上，導(dǎo)輾帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭 M把瓶子推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。如圖 1 所 示。洗瓶機(jī)的技術(shù)要求：表 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求力殺方瓶子尺寸(長(zhǎng)X直 徑)mm mm工作行程mm生產(chǎn)率個(gè)/min急回系數(shù)k電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/minA小 100X200600331440設(shè)計(jì)任務(wù)

4、(1) .洗瓶機(jī)應(yīng)包括齒輪、平面連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)。學(xué)生應(yīng)該提出兩種 以上的設(shè)計(jì)方案并經(jīng)分析比較后選定一種進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2) .設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。(3) .畫出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。(4) .設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)要求，并對(duì)從動(dòng)桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。也可以設(shè)計(jì)平面連桿 機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。繪出運(yùn)動(dòng)線圖。(5) .其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。(6) .編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。原始數(shù)據(jù)(1)、瓶子尺寸：長(zhǎng)度 L=100mm直徑D=200mm(2)、推進(jìn)距離S=600mm推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推瓶， 平穩(wěn)地接觸和脫 離瓶子，然后推頭快速返回原位，

5、準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。(3)、按生產(chǎn)率每分鐘3個(gè)的要求，推程的平均速度v=45mm/§返回時(shí)的平均速度為 工作時(shí)的平均速度的三倍。(4)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1440 r/min 。(5)、急回系數(shù)3。二、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)要求由題目可知：洗瓶機(jī)主要由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輾機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu) 應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位， 準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M可走圖1所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作勻速直線 運(yùn)動(dòng)，在工作段前后可有變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回。圖1推頭M運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)這種運(yùn)動(dòng)要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實(shí)現(xiàn)的，

6、通常要把若干個(gè)基本機(jī)構(gòu) 組合，起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時(shí)，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)） ，而沿軌 跡運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來滿足，也就是讓它與一 個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推瓶機(jī)構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機(jī)構(gòu)，為了提 高工作效率，一是行程速比變化系數(shù)K盡量大一些；在推程（即工作行程）中，應(yīng)使推頭作直 線運(yùn)動(dòng)，或者近似直線運(yùn)動(dòng)，以保證工作的穩(wěn)定性，這些運(yùn)動(dòng)要求并不一定都能得到滿足， 但是必須保證推瓶中推頭的運(yùn)動(dòng)軌跡至少為近似直線 ，以此保證安全性。推頭的運(yùn)動(dòng)要求主要是滿足急回特性，能滿足急回特

7、性的機(jī)構(gòu)主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。運(yùn)用前述設(shè)計(jì)的思想方法，再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，所以根據(jù)要求，本機(jī)構(gòu)采用了擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。凸輪一錢鏈四桿機(jī)構(gòu)方案如圖2所示，錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿2上點(diǎn)M走近似于所要求的軌跡，M點(diǎn)的速度由等 速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪通過構(gòu)件3 意度過死點(diǎn)的措施。0由于此方案的曲柄 1是從動(dòng)件，所以要注圖2凸輪一錢鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案三、進(jìn)瓶裝置設(shè)計(jì)進(jìn)瓶裝置簡(jiǎn)圖梢輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（缺口圓我設(shè)計(jì)的是當(dāng)主動(dòng)撥盤 盤）勻速轉(zhuǎn)一周，從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)90° ,而傳動(dòng) 帶的導(dǎo)桿也轉(zhuǎn)過90° ,而 且要等于一個(gè)瓶子的長(zhǎng)度。而所用時(shí)間是洗瓶裝置的圖3

8、-1進(jìn)瓶裝置簡(jiǎn)圖的口回席羊背外噴分槽將機(jī)構(gòu)一個(gè)來回，即：T=20s則有:主動(dòng)撥盤角速度w=2冗/20s 二s.運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)在這里我選用的是槽輪間隙機(jī)構(gòu)來進(jìn)行瓶子的進(jìn)瓶主要構(gòu)件，負(fù)責(zé)把瓶子傳送到洗 瓶裝置上。因?yàn)榘凑丈a(chǎn)率為3/min得到每洗一個(gè)要20s,所以我設(shè)計(jì)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周所 需時(shí)間為20s,這樣從動(dòng)撥盤就每20s轉(zhuǎn)動(dòng)90° ,再讓它轉(zhuǎn)過90°時(shí)的路程等于一個(gè)瓶 子的長(zhǎng)度即200mm則可以確定主動(dòng)帶輪1的半徑R1,因?yàn)閟=v1*R1=200mm v1=W*R1 由可知： W=s所以R1= 100mm四、洗瓶裝置設(shè)計(jì)洗瓶裝置簡(jiǎn)圖洗瓶設(shè)計(jì)說明我這里推頭特意設(shè)計(jì)成可以洗內(nèi)表面

9、的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子下來 時(shí)，在推頭的作用下，后面又有洗外表面刷子的阻力，內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶?jī)?nèi)， 待到推頭的擋板抵到瓶口后就可以推著瓶子走了。隨著導(dǎo)輾的轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子內(nèi)外表面都得 到很好的清洗。另外，值得注意的一點(diǎn)是，內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩?，所以要選用軟一點(diǎn)刷子， 方便輕易的伸到瓶里面而不影響瓶子移動(dòng)。 還有就是內(nèi)刷子的刷桿也要用軟一點(diǎn)橡膠棒, 方便瓶子洗好時(shí)，借助重力好脫離內(nèi)刷子，順著出瓶軌道滑出，滑到裝瓶箱。五、推瓶裝置推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)說明上圖是剛剛開始推瓶時(shí)候，凸輪轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)，推桿回到最左端，此時(shí)，剛好進(jìn)瓶裝 置送下一個(gè)瓶，內(nèi)刷子隨推桿插入瓶子內(nèi)，刷毛盡量選

10、用軟性材料，方便內(nèi)刷子插入瓶 內(nèi)，這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿內(nèi)刷子先伸進(jìn)瓶子內(nèi)，等推頭擋板抵到瓶口時(shí)，瓶子才受到 推桿的推力，推頭才會(huì)推動(dòng)瓶子運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行外表面的清洗，一直到導(dǎo)輾完。推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說明終點(diǎn)時(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說明上圖是推瓶到終點(diǎn)的時(shí)候，凸輪轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)，推桿回到最右端，此時(shí)，瓶子在推桿 的作用下，走到導(dǎo)輾末，在重力的作用下，瓶子沿內(nèi)刷子隨隨刷桿滑入瓶子出瓶軌道內(nèi), 刷桿和刷毛盡量選用軟性材料，方便瓶子滑入出瓶滑道內(nèi)，這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿內(nèi)刷 子先退出瓶子內(nèi)，瓶子滑出內(nèi)刷子后，瓶子才落到出瓶滑道內(nèi)，推頭才會(huì)繼續(xù)做回復(fù)運(yùn) 動(dòng)，不過要避免死點(diǎn)的產(chǎn)生，才能穩(wěn)定的進(jìn)行下一個(gè)瓶子內(nèi)外表面的清洗，一直

11、循環(huán)工 作。六、洗瓶機(jī)總體方案設(shè)計(jì)方案總體方案及運(yùn)動(dòng)說明總體方案簡(jiǎn)圖 方案運(yùn)動(dòng)說明首先動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)輸出，因?yàn)樾枰乃俣炔皇呛芨?，所以要?jīng)過減速箱減速，再經(jīng) 過帶傳動(dòng)彳給齒輪1,齒輪一又傳給齒輪2帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)輥傳動(dòng)：由齒輪3 帶動(dòng)齒輪 4 使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)；再由齒輪4 帶動(dòng)齒輪5，齒輪5 又帶動(dòng)齒輪6 使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)辇X輪4 和齒輪 6 大小一樣，齒輪5 主要是保證兩導(dǎo)輥轉(zhuǎn)向一致，這樣既保證速度一樣，也保證了旋轉(zhuǎn)方向一樣。進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)： 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助齒輪4 帶動(dòng)齒輪 7， 又由齒輪 7 帶動(dòng)的軸旋轉(zhuǎn)， 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿B,然后蝸輪蝸桿B帶動(dòng)齒輪9,再由齒輪9帶動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的

12、 輸進(jìn)。洗瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)： 洗瓶機(jī)構(gòu)是通過齒輪6 帶動(dòng)齒輪 8， 齒輪 8 帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿C,然后再通過蝸輪10傳給齒輪13,而齒輪13通過左右各一個(gè)小齒輪（齒輪12 和齒輪14）傳給同尺寸的齒輪11 和齒輪15，這樣也保證了它們?nèi)齻€(gè)齒輪（齒輪11、齒輪 13 和齒輪15）轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。三個(gè)齒輪又把動(dòng)力傳給刷子， 通過三個(gè)外刷子的旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子的外表面。推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)： 由蝸輪蝸桿A 帶動(dòng)齒輪 16， 再由齒輪 16 傳給凸輪的齒輪， 再由凸輪的齒輪帶動(dòng)凸輪- 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)機(jī)械原理設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)活動(dòng)中不可或缺的

13、一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過了課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。此次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目很有意義考察的知識(shí)點(diǎn)也很全面，有凸輪設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析，還有齒輪的設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)的選擇等，還有CAD®圖，以及各種設(shè)計(jì)方案的比較，這不僅培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用大學(xué)幾年里所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神。全體組員共同探討，雖然只有兩個(gè)人，但是解決了許多個(gè)人無法解決的問題。同時(shí)，我深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足。由于這次設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，有很多地方還有不足，有待改進(jìn)，今后的學(xué)習(xí)過程中，我會(huì)更加認(rèn)真努力學(xué)習(xí)！由于在設(shè)計(jì)方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計(jì)算齒輪組時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更