機械原理課程設(shè)計之洗瓶機

1、目錄一、設(shè)計任務(wù)書41、設(shè)計題目1 、2 洗瓶機得技術(shù)要求 41、3 設(shè)計任務(wù) 5、 4 原始數(shù)據(jù)二、機械運動方案設(shè)計 6、 1 分析設(shè)計要求 62、2 推瓶機構(gòu)選擇6三、進瓶裝置設(shè)計93、1進瓶裝置簡圖 93、2 槽輪機構(gòu)設(shè)計93、3運動協(xié)調(diào)設(shè)計 9四、洗瓶裝置設(shè)計14、 洗瓶裝置簡圖 14、2洗瓶設(shè)計說明 10五、推瓶機構(gòu)設(shè)計115、1 推瓶起點設(shè)計115、 推瓶終點設(shè)計 1六、洗瓶機總體方案設(shè)計 1、方案一總體方案及運動說明 36、2 方案二總體方案及運動說明 1七、方案評估16、 1 方案評價比較 167、2 最終選定方案 6八、課程設(shè)計總結(jié)1參考文獻19一、設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計題目洗瓶機

2、主要就是由推瓶機構(gòu)、 導(dǎo)輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。 待洗得瓶子放在兩個同向轉(zhuǎn)動得導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當推頭 M把瓶子推向前進時 , 轉(zhuǎn)動著得刷子就把瓶子外面洗凈。當前一個瓶子將洗刷完畢時 , 后一個待洗得瓶子已送入導(dǎo)輥待推。如圖 1 所示。1、2 洗瓶機得技術(shù)要求 :表 1、 1洗瓶機得技術(shù)要求瓶子尺寸工作行電動機轉(zhuǎn)( 長直徑 )生產(chǎn)率急回系數(shù)方案號程速個 /minkmm,mmmr A 1 0 2、設(shè)計任務(wù)（ 1）、洗瓶機應(yīng)包括齒輪、 平面連桿機構(gòu)等常用機構(gòu)或組合機構(gòu) . 學(xué)生應(yīng)該提出兩種以上得設(shè)計方案并經(jīng)分析比較后選定一種進行設(shè)計。（2）、設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。（ 3) 、畫出機

3、器得機構(gòu)運動方案簡圖與運動循環(huán)圖 .（4）、設(shè)計組合機構(gòu)實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進行運動分析。也可以設(shè)計平面連桿機構(gòu)以實現(xiàn)運動軌跡，并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析。繪出運動線圖。（ 5) 、其她機構(gòu)得設(shè)計計算。（）、編寫設(shè)計計算說明書。、 4 原始數(shù)據(jù)（ 1) 、瓶子尺寸 : 長度 L=100mm,直徑 D20m。(2 ）、推進距離 =00m，推瓶機構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻得速度推瓶, 平穩(wěn)地接觸與脫離瓶子 , 然后推頭快速返回原位 , 準備進入第二個工作循環(huán).（ 3）、按生產(chǎn)率每分鐘 3 個得要求 , 推程得平均速度 v=45mm/, 返回時得平均速度為工作時得平均速度得三倍。(4) 、電動機轉(zhuǎn)速為

4、 1440 r/min 。 ( ) 、急回系數(shù) 3。二、 機械運動方案設(shè)計、分析設(shè)計要求由題目可知：洗瓶機主要由推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。設(shè)計得推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻得速度推瓶 , 平穩(wěn)地接觸與脫離瓶子 , 然后 , 推頭快速返回原位 , 準備第二個工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，推頭可走圖 1 所示軌跡，而且推頭在工作行程中應(yīng)作勻速直線運動，在工作段前后可有變速運動 , 回程時有急回。圖 1推頭運動軌跡對這種運動要求，若用單一得常用機構(gòu)就是不容易實現(xiàn)得 , 通常要把若干個基本機構(gòu)組合，起來 , 設(shè)計組合機構(gòu)。在設(shè)計組合機構(gòu)時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求得機構(gòu) ( 基礎(chǔ)機構(gòu)），而沿軌

5、跡運動時得速度要求 , 則通過改變基礎(chǔ)機構(gòu)主動件得運動速度來滿足 , 也就就是讓它與一個輸出變速度得附加機構(gòu)組合 .2、2 推瓶機構(gòu)選擇推瓶機構(gòu)得方案：根據(jù)前述設(shè)計要求, 推瓶機構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性得機構(gòu)，為了提高工作效率 , 一就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)使推頭作直線運動，或者近似直線運動, 以保證工作得穩(wěn)定性，這些運動要求并不一定都能得到滿足, 但就是必須保證推瓶中推頭得運動軌跡至少為近似直線，以此保證安全性。推頭得運動要求主要就是滿足急回特性， 能滿足急回特性得機構(gòu)主要有曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)與曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu) .運用前述設(shè)計得思想方法

6、， 再考慮到機構(gòu)得急回特性與推頭做往復(fù)直線運動得特點， 所以根據(jù)要求 , 本機構(gòu)采用了擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。2. 。 1 凸輪 - 鉸鏈四桿機構(gòu)方案如圖所示，鉸鏈四桿機構(gòu)得連桿 2 上點走近似于所要求得軌跡 , 點得速度由等速轉(zhuǎn)動得凸輪通過構(gòu)件 3 得變速轉(zhuǎn)動來控制 . 由于此方案得曲柄 1 就是從動件 , 所以要注意度過死點得措施。圖 2凸輪 - 鉸鏈四桿機構(gòu)得方案2。2. 五桿組合機構(gòu)方案確定一條平面曲線需要兩個獨立變量 . 因此具有兩自由度得連桿機構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡得特征。 點 M得速度與機構(gòu)得急回特征， 可通過控制該機構(gòu)得兩個輸入構(gòu)件間得運動關(guān)系來得到 , 如用凸輪機構(gòu)、齒輪或四連桿

7、機構(gòu)來控制等等。圖 3 所示為兩個自由度得五桿低副機構(gòu)， l 、4 為它們得兩個輸人構(gòu)件 , 這兩構(gòu)件之間得運動關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機構(gòu)來實現(xiàn) , 從而將原來兩自由度機構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng) .圖五桿組合機構(gòu)方案 .3最終選定推瓶方案在這里通過比較分析，我選擇得就是凸輪-鉸鏈四桿機構(gòu)得方案，因為它相對簡單，而且能達到預(yù)計得要求。三、進瓶裝置設(shè)計3、進瓶裝置簡圖圖 3-1 進瓶裝置簡圖3、2 槽輪機構(gòu)設(shè)計我設(shè)計得就是當主動撥盤（缺口圓盤）勻速轉(zhuǎn)一周 ,從動槽輪轉(zhuǎn) 90 ,而傳動帶得導(dǎo)桿也轉(zhuǎn)過 0， 而且要等于一個瓶子得長度。而所用時間就是洗瓶裝置得一個來回，即 :=0s 則有 :主動撥盤角

8、速度w=2/2、 314 a/s、3、運動協(xié)調(diào)設(shè)計在這里我選用得就是槽輪間隙機構(gòu)來進行瓶子得進瓶主要構(gòu)件,負責(zé)把瓶子傳送到洗瓶裝置上。因為按照生產(chǎn)率為3 i 得到每洗一個要2s,所以我設(shè)計主動撥盤轉(zhuǎn)一周所需時間為20s，這樣從動撥盤就每20轉(zhuǎn)動 0，再讓它轉(zhuǎn)過 90時得路程等于一個瓶子得長度即200m,則可以確定主動帶輪得半徑 1，因為 =v1* 1=200 ,v1=W R1,由 3、可知 :W=0、 1 rds,所以 1 00m。四、洗瓶裝置設(shè)計4、1洗瓶裝置簡圖4、 洗瓶設(shè)計說明我這里推頭特意設(shè)計成可以洗內(nèi)表面得刷子， 它比瓶子得內(nèi)徑稍大一些， 瓶子下來時，在推頭得作用下 ,后面又有洗外表

9、面刷子得阻力 ,內(nèi)刷子就可以很輕松得插入瓶內(nèi)，待到推頭得擋板抵到瓶口后就可以推著瓶子走了。 隨著導(dǎo)輥得轉(zhuǎn)動，瓶子內(nèi)外表面都得到很好得清洗。另外 ,值得注意得一點就是 ,內(nèi)刷子因為要伸到瓶子里面,所以要選用軟一點刷子，方便輕易得伸到瓶里面而不影響瓶子移動。還有就就是內(nèi)刷子得刷桿也要用軟一點橡膠棒 ,方便瓶子洗好時 ,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、推瓶起點設(shè)計5 。1. 起點時得簡圖5。1。 推瓶起點設(shè)計說明上圖就是剛剛開始推瓶時候, 凸輪轉(zhuǎn)到最高點， 推桿回到最左端 , 此時，剛好進瓶裝置送下一個瓶， 內(nèi)刷子隨推桿插入瓶子內(nèi), 刷毛盡量選用軟性材料 , 方

10、便內(nèi)刷子插入瓶內(nèi) , 這樣隨著凸輪帶動推桿內(nèi)刷子先伸進瓶子內(nèi), 等推頭擋板抵到瓶口時，瓶子才受到推桿得推力, 推頭才會推動瓶子運動, 進行外表面得清洗 , 一直到導(dǎo)輥完。5、 推瓶終點設(shè)計說明521 終點時設(shè)計簡圖5.2.2推瓶終點設(shè)計說明上圖就是推瓶到終點得時候, 凸輪轉(zhuǎn)到最低點 , 推桿回到最右端，此時 , 瓶子在推桿得作用下 , 走到導(dǎo)輥末 , 在重力得作用下 , 瓶子沿內(nèi)刷子隨隨刷桿滑入瓶子出瓶軌道內(nèi) , 刷桿與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)，推頭才會繼續(xù)做回復(fù)運動, 不過要避免死點得產(chǎn)

11、生, 才能穩(wěn)定得進行下一個瓶子內(nèi)外表面得清洗，一直循環(huán)工作.六、洗瓶機總體方案設(shè)計6、1 方案一總體方案及運動說明。 1。1 方案一總體方案簡圖6.1 方案一運動說明首先動力從電動機輸出， 因為需要得速度不就是很高， 所以要經(jīng)過減速箱減速 , 再經(jīng)過帶傳動傳給齒輪1, 齒輪一又傳給齒輪2 帶動軸旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輥傳動 : 由齒輪 3 帶動齒輪 4 使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動 ; 再由齒輪 4 帶動齒輪 5，齒輪 5 又帶動齒輪 6 使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動 . 因為齒輪 4 與齒輪 6 大小一樣，齒輪主要就是保證兩導(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。進瓶機構(gòu)傳動： 進瓶機構(gòu)借助齒輪 4 帶動

12、齒輪 7, 又由齒輪 7 帶動得軸旋轉(zhuǎn) ,再由軸帶動蝸輪蝸桿B, 然后蝸輪蝸桿帶動齒輪, 再由齒輪 9 帶動間歇機構(gòu)槽輪完成瓶子得輸進。洗瓶機構(gòu)傳動：洗瓶機構(gòu)就是通過齒輪6 帶動齒輪，齒輪8 帶動軸轉(zhuǎn)動 ,再由軸帶動蝸輪蝸桿 C，然后再通過蝸輪 10 傳給齒輪 13，而齒輪 13 通過左右各一個小齒輪（齒輪 12 與齒輪 14) 傳給同尺寸得齒輪 1 與齒輪 5，這樣也保證了它們?nèi)齻€齒輪 ( 齒輪 11、齒輪 13 與齒輪 15）轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。三個齒輪又把動力傳給刷子，通過三個外刷子得旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子得外表面 .推瓶機構(gòu)傳動 : 由蝸輪蝸桿 A 帶動齒輪 16, 再由齒輪 1傳給凸輪得齒輪，再

13、由凸輪得齒輪帶動凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機構(gòu)往復(fù)運動。、 2方案二總體方案及運動說明6.2 。 方案二總體方案簡圖 .2 。方案二運動說明首先需將瓶子放入膠帶上, 通過進瓶機構(gòu)間歇得送到導(dǎo)輥軌跡上, 轉(zhuǎn)動得毛刷通過五桿組合機構(gòu)帶動毛刷插入瓶子, 毛刷在導(dǎo)桿得推動與旋轉(zhuǎn)下邊前進邊清洗內(nèi)表面，推動瓶子沿導(dǎo)輥前進，再由外面轉(zhuǎn)動得刷子將瓶子外表面洗凈。要實現(xiàn)上述分功能，有下列工藝動作過程：（ 1) 皮帶做間歇直線運動；(2 ）瓶子由皮帶到導(dǎo)輥得滑動;（）內(nèi)表面毛刷勻速推進與自身旋轉(zhuǎn);（ 4) 推頭作直線或者近似直線運動, 將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定得位置;(5 ）推頭沿直線運動推動瓶子移動得程中, 瓶子同

14、時跟著兩同向轉(zhuǎn)動得導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動;（ 6) 同時，有原動件帶動得刷子也同時在轉(zhuǎn)動， 當瓶子沿導(dǎo)輥移動時將瓶子得外表面就清洗干凈；( ）在瓶子移動過程中，內(nèi)刷子同時在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動，動作結(jié)束，則刷子移出瓶外、（）瓶子離開皮帶，而推瓶機構(gòu)急回至推瓶初始位置，進入下一個工作循環(huán)、（ 9) 洗好得瓶子由斜面滑下 , 進入勻速轉(zhuǎn)動得皮帶送出、七、方案評估、方案評價比較（ ) 、運動鏈得長短 : 兩種方案都比較簡單， 運動鏈得長度也差不多， 但方案構(gòu)件數(shù)目少一些 , 簡單一點 .(2) 、機構(gòu)得排列順序： 兩種方案得排列順序都不就是十分合理， 方案一中 , 有部分渦輪蝸桿傳動，以傳動動力為主，應(yīng)該將渦輪蝸桿機構(gòu)布置

15、在高速級, 齒輪機構(gòu)在低速級，但方案一中沒有嚴格按照這樣分布。方案二中有帶傳動時 ( 進瓶與出瓶機構(gòu)），這種摩擦傳動外廓尺寸較大得機構(gòu)一般安排在運動鏈得起始端 , 而其沒有 , 也不就是十分合理。(3 ）、傳動比分配 : 兩個用得構(gòu)件差不多 , 但就是方案二中洗瓶刷子用帶傳動, 其現(xiàn)實制作麻煩 , 且誤差大 , 所以方案一傳動比更合理一些。（ ) 、運動副得形式： 兩種方案用得運動副都差不多, 但在總體設(shè)計上方案一明顯比方案二更精確 , 齒輪運用更恰當 , 布局也更合理 .（ 5) 、機械效率 : 在這方面方案一中大多采用齒輪傳遞， 而且布局更合理 , 所以精度較高。而方案二中含有帶傳動等效率

16、低得機構(gòu)， 所以機械效率比方案一稍低一些。7、2 最終選定方案通過仔細評估比較， 最終選定方案一 , 其設(shè)計更合理 , 可行性更高，而且布局上也明顯比方案二合理 , 結(jié)構(gòu)設(shè)計也更嚴謹一些。在數(shù)據(jù)處理上也比方案一清楚明了，所以最終通過評估決定選方案一作為最終選定方案、最終選定方案：方案一方案一總體方案簡圖6。1。 方案一運動說明首先動力從電動機輸出 , 因為需要得速度不就是很高，所以要經(jīng)過減速箱減速，再經(jīng)過帶傳動傳給齒輪1, 齒輪一又傳給齒輪2 帶動軸旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輥傳動：由齒輪 3 帶動齒輪 4 使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動 ; 再由齒輪 4 帶動齒輪 5, 齒輪 又帶動齒輪 6 使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動 . 因為

17、齒輪 4 與齒輪大小一樣，齒輪主要就是保證兩導(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 .進瓶機構(gòu)傳動：進瓶機構(gòu)借助齒輪 4 帶動齒輪 7，又由齒輪 7 帶動得軸旋轉(zhuǎn)，再由軸帶動蝸輪蝸桿 B, 然后蝸輪蝸桿帶動齒輪 9，再由齒輪帶動間歇機構(gòu)槽輪完成瓶子得輸進。洗瓶機構(gòu)傳動 : 洗瓶機構(gòu)就是通過齒輪帶動齒輪 8, 齒輪 8 帶動軸轉(zhuǎn)動 , 再由軸帶動蝸輪蝸桿 C，然后再通過蝸輪 1傳給齒輪 3, 而齒輪 13 通過左右各一個小齒輪 ( 齒輪 12 與齒輪 14）傳給同尺寸得齒輪 11 與齒輪 15，這樣也保證了它們?nèi)齻€齒輪 ( 齒輪 11、齒輪 1與齒輪 15）轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同 .

18、 三個齒輪又把動力傳給刷子，通過三個外刷子得旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子得外表面。推瓶機構(gòu)傳動：由蝸輪蝸桿 A 帶動齒輪 1, 再由齒輪 16 傳給凸輪得齒輪，再由凸輪得齒輪帶動凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機構(gòu)往復(fù)運動。八、課程設(shè)計總結(jié)機械原理設(shè)計課程設(shè)計就是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)活動中不可或缺得一個重要環(huán)節(jié) . 通過了課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計得訓(xùn)練 , 對機械得有關(guān)各個零部件有機得結(jié)合在一起得到了深刻得認識。此次機械原理課程設(shè)計題目很有意義考察得知識點也很全面， 有凸輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析 , 還有齒輪得設(shè)計及電動機得選擇等，還有 CD 制圖 , 以及各種設(shè)計方案得比較，這不僅培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用大學(xué)幾年里所學(xué)得理論知識與生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題得能力， 還培養(yǎng)出了我們得團隊合作精神。 全體組員共同探討，雖然只有兩個人 , 但就是解決了許多個人無法解決得問題。同時，我深刻地認識到了自己在知識得理解與接受應(yīng)用方面得不足 . 由于這次設(shè)計時間緊迫 , 有很多地