洗瓶機(jī)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

1、洗瓶機(jī)推平機(jī)構(gòu)得改進(jìn)設(shè)計(jì)J專業(yè):.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓名：指導(dǎo)教師：2012年6月1 0日目 錄1. 設(shè)計(jì)得課題32. 設(shè)計(jì)得目得33. 設(shè)計(jì)得原理34. 設(shè)計(jì)要求及任務(wù)45. 參數(shù)得選擇56. 方案設(shè)計(jì)及分析57. 方案得確定及其分析88. 變速箱得設(shè)計(jì)159. 總體設(shè)計(jì)及其布局1610. 實(shí)體搭建1711. 總結(jié)1812. 參考文獻(xiàn)一、設(shè)計(jì)得課題：推瓶機(jī)構(gòu)得改進(jìn)設(shè)計(jì)：優(yōu)點(diǎn)一一洗瓶機(jī)曲凸輪機(jī)構(gòu)與四桿機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)動完成，這種組合可以很好得對推頭進(jìn)行控制，不僅結(jié)構(gòu)簡單體積小，安裝后便于 調(diào)試而且從經(jīng)濟(jì)得角度來瞧也很節(jié)省材料。其中凸輪軸能很好得協(xié)調(diào)推頭得運(yùn)動 且工作平穩(wěn)。缺點(diǎn)一一四桿機(jī)構(gòu)得低副

2、間存在間隙，桿較多，容易產(chǎn)生誤差，累 積誤差較大不能實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動。沖擊震動較大，一般適用于低速場合。以上優(yōu) 點(diǎn)就是我們要保持得方面，缺點(diǎn)就就是我們本次設(shè)計(jì)所要改進(jìn)得.二、設(shè)計(jì)得目得：（1）使學(xué)生初步了解機(jī)械設(shè)計(jì)得全過程，得到根據(jù)功能需要擬定機(jī)動方案得 訓(xùn)練，初步具備得機(jī)構(gòu)選型、組合與確定運(yùn)動方案得能力；（2）以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)為切入點(diǎn)，把機(jī)械原理課程各章得理論與方法 融會貫通起來，進(jìn)一步鞏固與加深所學(xué)得理論知識；（3）使學(xué)生掌握機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)得內(nèi)容，方法，步驟，并對動力分析與設(shè)計(jì)有 一個(gè)較完整得概念；（4）進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算，繪圖以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)與技術(shù)資料得能力；（5）通過編寫說明書，培養(yǎng)

3、學(xué)生表達(dá)，歸納，總結(jié)得能力；（6）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立思考與分析問題得能力 與創(chuàng)新能力。（7）進(jìn)一步鞏固與加深所學(xué)得基本理論、基本概念與基本知識，培養(yǎng)學(xué)生分 析與解決與本課程有關(guān)得具體機(jī)械所涉及得實(shí)際問題得能力,使學(xué)生熟悉機(jī) 械系統(tǒng)設(shè)計(jì)得步驟及方法，其中包括選型、運(yùn)動方案得確定、運(yùn)動學(xué)與動力 學(xué)得分析與整體設(shè)計(jì)等，并進(jìn)一步提高計(jì)算、分析，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、繪圖以 及查閱與使用文獻(xiàn)得綜合能力三、工作原理：如圖所示，洗瓶機(jī)有關(guān)部件得工作示意圖。洗瓶機(jī)主要有推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輪機(jī) 構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成如圖所示，待洗得瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動得導(dǎo)輪上，導(dǎo)幅帶 動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子向前推進(jìn)

4、時(shí),轉(zhuǎn)動著得刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng) 前一個(gè)瓶子將洗涮完畢時(shí)后一個(gè)待洗得瓶子已經(jīng)送入導(dǎo)輕待推。四、設(shè)計(jì)要求及任務(wù)：表1洗瓶機(jī)得技術(shù)要求方案號瓶子尺寸(直徑X 長)(mm,mm)工作行程(m m)生產(chǎn)率/ (個(gè)/mi n )急回系數(shù)K電動機(jī)轉(zhuǎn)速/ (r/mi n )A 100x20 060015314 4 0B 9 87443 0 9、9 984山上表格最右側(cè)得數(shù)據(jù)可知推程階段壓力角滿足條件，故所選基圓正確。 用描點(diǎn)法得凸輪得輪廓線如下：圖1 1圖12推桿得位移曲線如下:X方向得運(yùn)動方程A.計(jì)算公式：(1)令Lab = Li, Lcd=L3, Lac=LG/搖塊與導(dǎo)桿得最大擺角(pmax ,(p

5、max =2 a rctan ( Hmax / 2 T )(2) 極位夾角0= (K-l) /(K+l) 80,其中K為行程速比系數(shù)(3) 曲柄長度 LAB=Li = Lr (/2) = L6(/2)(4 )導(dǎo)桿長度 Lcd=L3=T / S i n(ps(5 )曲柄得角速度3i二-nn/30式中負(fù)號就是指曲柄1得轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針方 向與規(guī)定得逆時(shí)針方向?yàn)檎蚍础?6 ) Lbc二 L i Cos(py Cos(p3 Sr=L3 - Lbc(8 ) ta n(|)3= ( L 6+ LiSinq)i )/ Li cosq)i(9)o)3 = Li(jOicos (pi-q)3 / sinq)3(1

6、0) VBC=一L)a)isi n (pi-(p3)(11) Vr=L,0 3C o s(p3/ s i n(p3+ Litoisin (pi_ 2( V$ 33+L33)c 0 s(p3 /s i n(p3（14）故滑塊2相對于D點(diǎn)得加速度（即滑塊2在導(dǎo)桿上得相對加速Sc) a r 為Sr= S3 3bc(15)確定滑枕得位移(Sd)、速度(Vd)與加速度(3d)得方程式Xd=L3 cos(p3Sd二 0、5II + Xd對 Sd 求一次導(dǎo)數(shù)得 Vd=-L 3 cosq)3/ sin(p3a D=( 2Xdo)32Te3 ) /( s in(p3)?B.參數(shù)及其計(jì)算：T 二600mm丄ac

7、- L6 =36 0 mm, K= 3、2，轉(zhuǎn)速 n=16 r /mi n ,最 大沖程Hmx=500rnm、帶入上述公式可得(Pmax 2 arc l an (Hmx/2T )4 5、3Lab=Li=L6(Z2)=L6 ()=0. 1795mLcd 二 L 3二 T /Sin(p3 二0.645mo)i = 一 nn/50=-lx 67r a d /s(p3 = a r etan (Lg+ Li s inq)i) / L I c o s(pi=ar c ta n (0 3 6 + 0 1 7 9 5s in(p】)/0、1 795 c 0 s(piVd =L3 co s(p3 / s i n

8、(p3=O 645 cos(p3/si n(p3Xl 二 0、6 4 5 c 0S(p333=0、1795*(-2、67) * (sinq)i si n(p:i)3 = V bc/ Lbc* (3i 2 a)3)= _3】sin (pi(p3)cos(p3(3】-2o)3)/ cosq)iaD=( 2Xd(a)32 Tea ) / 18 cos3d =0、201 c o s(p3*(sinq)n sin(p3) 2+ 06 coisin (pi -(p3 cos(p3(coi一2a)3)/cos(p i / (Si n(p3)2其中，(p3= arc t a n (0 36+ 01 8 sin

9、q)i) / 0 18 co s(pic.軟件模擬及其仿真Y方向得位移控制推桿沿著Y方向得凸輪(1)在設(shè)計(jì)時(shí)先要確定凸輪機(jī)構(gòu)得基本尺寸 設(shè)初步確定凸輪得基圓半徑為= 310mm。其次要選定推桿得運(yùn)動規(guī)律，因?yàn)榇送?輪只控制方向而為對推頭水平推瓶子有影響，故推程與回程均選一次多項(xiàng)式。 (2 )求凸輪得輪廓線(周期為4s) 方法：利用解析法設(shè)計(jì)凸輪得輪廓線對于對心直動尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪得輪廓線得坐標(biāo)可根據(jù)X 二(S+s) +e,y=(S+s) -e J I；111 eO 、 S =上式簡化為 X 二(+s),y= (+s)(a)Llj sam軟件得出得圖(7-4)可知:推程所需得時(shí)間就是大

10、概為7T / 1 0 ,回程 所需得時(shí)間就是3 T/10o 111于回程時(shí)間極短,因此近休止得時(shí)間不可以為7T/10 /(2)、必須提前一些。綜合上述情況，我們小組經(jīng)過分析認(rèn)為，近休止得時(shí)間為 5T/ 1 0,1)近休止:二n二 0=o, JI 2)推程階段：=3 n/1 0=h /=0, 3n/103 )遠(yuǎn)休止：2 ji/5=180=0, 2 Jt/54 )回程階段：=3n/10=h 1 / = 0, 3 n / 1 0(2)推程段得壓力角取計(jì)算間隔為，將以上各相應(yīng)值代入式(R中計(jì)算凸輪輪廓線上各點(diǎn)得坐標(biāo)值。 在計(jì)算時(shí)：在推程階段取。二，在遠(yuǎn)休止階段取。二，在回程階段取o二+,在 近休止階段

11、取O = +。 計(jì)算結(jié)果見下表2：asXya0003 105027. 004 6 23 0 8、821610053. 80 3 923 0 5、29 5 234560-9 6、8 536357 0 9 863500-6 1、844344. 4 9 2835 520-2 9、7939328 65 2 33600-Os 9 87443 09、9 984山上表格最右側(cè)得數(shù)據(jù)可知推程階段壓力角滿足條件，故所選基圓正確。 用描點(diǎn)法得凸輪得輪廓線如下：圖71推桿得位移曲線如下:圖7-2八、減速箱設(shè)計(jì)減速箱結(jié)構(gòu)簡圖如下：此減速裝置為定軸輪系，動力從齒輪輸入，從齒輪輸出，傳動比為= =36故原動力電機(jī)轉(zhuǎn)速n=

12、14 4 Or/miriT經(jīng)過減速箱后輸出轉(zhuǎn)速為n=40r / min、 各齒輪得參數(shù)：ZmadhPs1201202018、795062、950 8251、2512、252217、53、141、572201202018、79 50 62、9508251、2512、252217、53、141、573801208075、180252、95 08251、2512、258277、53、141、57201202018、7 95 062、 95082 51、2512、252217、53、141、57460120605 6、3851 92、9508 2 51、2512、256257、53、141、57201

13、202018.795062 . 9 508251、2512、252217、53、141、575601206056、385192、95 08251、2512、256257、53、1 41、57相互嚙合得齒輪之間得齒距a如下表:與與與與2 0 mm5 0mm4 0 mm4 0 mm九、總體設(shè)計(jì)及其布局:111.電動機(jī)2勘3減速箱47渦輪8-9皮帶輪10-11輪12.推頭M 13-15 16導(dǎo)棍17刷子十、實(shí)體搭建在設(shè)訃得最后階段，我們小組到機(jī)械實(shí)驗(yàn)室對我們設(shè)計(jì)得方案進(jìn)行了實(shí)體模 型搭建。下面就是我們搭建好得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)一凸輪機(jī)構(gòu)：十一、心得體會：該洗瓶機(jī)得設(shè)計(jì)方案就是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)任務(wù)書得要求設(shè)計(jì)得

14、。設(shè)計(jì)思路 簡單、清晰，能滿足預(yù)定得設(shè)計(jì)要求。在任務(wù)書得編制過程中，我們嚴(yán)格按照選題要來制定任務(wù)書，因?yàn)楹玫?任務(wù)書方能設(shè)計(jì)出好得方案只有嚴(yán)格要求，才能有所收獲。在確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動 方案時(shí)，我們集思廣益，提出了許多方案；（旦我們堅(jiān)信只有一個(gè)最優(yōu)方案，那就 就是用最少得材料，最簡單得原理完成任務(wù)要求。終于我們確定了如上所述 得設(shè)計(jì)方案機(jī)構(gòu)運(yùn)動得方案既定，接著我們開始利用提供得物料設(shè)計(jì)傳動系 統(tǒng)，傳動系統(tǒng)中，理論上只要滿足傳動比即可滿足要求，中間過程不必設(shè)計(jì)， 但在現(xiàn)實(shí)得設(shè)汁中就是不存在得。綜合了經(jīng)濟(jì)與技術(shù)要求，我們設(shè)計(jì)得傳動系 統(tǒng)主要以簡單得漸開線齒輪為主，以帶輪為輔助，在加以必要得錐齒輪，即達(dá) 到了設(shè)訃要求。執(zhí)行機(jī)構(gòu)得設(shè)計(jì)就是整個(gè)設(shè)計(jì)得核心，它得設(shè)計(jì)好壞直接關(guān) 系到設(shè)計(jì)任務(wù)要求能否順利完成。在這一機(jī)構(gòu)得設(shè)計(jì)中，我們主要利用A otouCAD軟件直接按照急回與行程要求進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確且迅速， 完全能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在最后得整體