項目設(shè)計計算書

1、機械運動方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計能力訓練項目設(shè)計計算書制作人：王鵬1 題目分析和背景研究1.題目分析 *根據(jù)啤酒瓶的尺寸，設(shè)計全自動啤酒瓶清洗裝置：其參數(shù)要求如下：（1）推進距離L600mm，推瓶機構(gòu)應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，準備進根據(jù)啤酒瓶的尺寸，設(shè)計全自動啤酒瓶清洗裝置：其參數(shù)要求如下：（1）推進距離L600mm，推瓶機構(gòu)應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，準備進入第二個工作循環(huán)。（2）按生產(chǎn)率每分鐘3個的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時的平均速度為工作時的平均速度的三倍。（3）機構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，

2、制造方便。入第二個工作循環(huán)。（2）按生產(chǎn)率每分鐘3個的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時的平均速度為工作時的平均速度的三倍。（3）機構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。啤酒瓶洗瓶機設(shè)計要求啤酒瓶洗瓶機是由推瓶機構(gòu)、導輥機構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機構(gòu)共同來完成它的工作的。首先是由推瓶機構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺（導輥），推頭的往復運動使瓶子一個一個不間斷的送上工作臺進行清洗工作，由于瓶子是從靜止到具有一定的速度，推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊，所以就要考慮推頭的材料不能是剛性材料，要用具有一定韌性的塑性材料以保證在工作過程中不至于將瓶子碰碎。要實現(xiàn)上述分功能,有下列工藝動作過程: （1） 推頭

3、作直線或者近似直線運動,將瓶子沿導輥推到指定的位置。 （2） 推頭沿直線運動推動瓶子移動的程中,瓶子同時跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導輥轉(zhuǎn)動。 （3） 瓶子離開，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)。2.背景研究 我組設(shè)計的是啤酒瓶清洗機的推瓶機構(gòu)，改革開放以來，啤酒作為我國人民日常生活必不可少的飲品，市場占有量逐年提高,國內(nèi)啤酒廠對啤酒瓶的回收再利用一般經(jīng)過成品消費、中轉(zhuǎn)回收、場地儲運、清洗再生、重新使用的步驟,靠人力的清洗力度和速度均跟不上消費速度，所以，在機械逐漸適應企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代，啤酒瓶清洗機作為一種高效機器逐漸受到重視。而這其中，推瓶機構(gòu)一直作為主體機構(gòu)的設(shè)計重點。啤酒行業(yè)也是食品行

4、業(yè)，我國對食品行業(yè)的管理一直很嚴格，所以，高效且符合衛(wèi)生標的洗瓶機在未來更具有市場競爭力。 近幾年單端機型均在它的基礎(chǔ)上不斷地改進完善創(chuàng)新W年代末期，為了滿足純生啤酒灌裝的了要，國內(nèi)不少洗瓶制造商研制出臥式雙端洗瓶機，克服了同一方向進出瓶可能出現(xiàn)的交叉污染缺點。進入21世紀，洗瓶設(shè)備取得了新的技術(shù)進步，目前己出現(xiàn)了采用無軸變頻傳動代萬向聯(lián)軸節(jié)傳動的新型傳動洗瓶機，除標方式上則出現(xiàn)了立式加流泵蝕流泵項沖，或?qū)υ须x心泵噴淋進行了完善升級，洗瓶產(chǎn)能、可到性及設(shè)備運行效水得到進一步提升。 下面是總結(jié)的近幾年洗瓶機的主要發(fā)展趨勢：（1）具有零部件集成化、機構(gòu)簡潔化、結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化的整機設(shè)計； 

5、 （2）滿足個性用戶的特殊要求的個性化設(shè)計；（3）滿足市場多樣性和低成本要求的洗瓶機的模塊化設(shè)計：  （4）具有自分析、自調(diào)整、自糾錯的智能化操作的全自動、半自動操作形式 的高度機電一體化的洗瓶機設(shè)計；（5）采用新的傳感技術(shù)具有高精度稱量和定位系統(tǒng)的洗瓶機設(shè)計；（6）準確對位技術(shù)的應用；（7）采用參數(shù)化專家系統(tǒng)的快速反應設(shè)計。二項目主要技術(shù)參數(shù)桿件代號11121314設(shè)計參數(shù)值（mm）700135600900（1） 連桿機構(gòu)技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱推程角近休止角回程角遠休止角基圓半徑壓力角擺動凸輪200°30°100°30

6、6;90mm17°直動凸輪280°0°60°20°72mm12°（2） 凸輪設(shè)計技術(shù)參數(shù)擺動從動件壓力角的許用值：=40º50º，直動從動件壓力角的許用值：=30º38º。（3）槽輪機構(gòu)技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱數(shù)值主動輪運動角90°從動輪運動角90°主動曲柄長度（mm)91.92滾子半徑(mm）15鎖止弧半徑（mm)65槽輪上草槽口至槽底深度(mm)68.84+x（x為預留間隙）周期（s)80(4) 小齒輪技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱數(shù)值材料45號調(diào)質(zhì)鋼HBS1接觸疲勞強度極限600MPa彎曲

7、疲勞強度極限500Mpa齒輪數(shù)24分度圓直徑50mm圓周速度2.13m/s（5） 大齒輪技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱數(shù)值接觸疲勞強度極限550Mpa彎曲疲勞強度極限380Mpa齒數(shù)120分度圓直徑250mm圓周速度2.13m/s3 整體方案和傳動方案設(shè)計1.整體方案設(shè)計采用凸輪連桿機構(gòu)，槽輪機構(gòu)，齒輪機構(gòu)，整體方案圖如下：2. 傳動方案設(shè)計本設(shè)計使用的是齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動，傳動方案圖如下：四結(jié)構(gòu)方案設(shè)計1.執(zhí)行機構(gòu)：（1）凸輪連桿機構(gòu)：（2）連桿的桿長計算補充說明：1為了滿足傳動角的一定要求可以初步設(shè)計確定桿l1和l4在兩個特殊位置（推頭位移最大和最小時）所形成的這一夾角所在的范圍。 2. 桿長l2

8、與中心距和基圓大小有關(guān)，根據(jù)壓力角的范圍可以大概設(shè)計出桿l2的長度。 3.同理桿l3的桿長與另外一個凸輪的基圓有關(guān)系，同樣在保證滿足壓力角的許可范圍設(shè)計桿l3的長度。 根據(jù)前述推導公式可計算得 l4=900mm l1=700mm l3=600mm l2=135mm 1=133º 2=26º 3=47º E=200mm F=140mm（3）凸輪機構(gòu)設(shè)計擺動凸輪的角位移線如下：*擺動盤形凸輪輪廓線如下：*直動推桿的位移線圖如下：直動盤形凸輪輪廓線如下：2. 傳動機構(gòu)（1） 大小齒輪傳動圖：（2） 推瓶機構(gòu)蝸輪蝸桿傳動圖原理介紹：蝸輪蝸桿傳動用于兩軸交叉成90度，但彼此

9、既不平行又不相交的情況下。蝸桿是主動件，而蝸輪是被動件。蝸桿可以看成為在圓柱體上沿著螺旋線繞有一個齒（單頭）或幾個齒（多頭）的螺旋，蝸輪就象個斜齒輪，但它的齒包著蝸桿。在嚙合時，蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就帶動蝸輪轉(zhuǎn)過一個齒（單頭蝸桿）或幾個齒（多頭蝸桿）。傳動比的計算如下：I=n1/n2=z/Kn1-蝸桿的轉(zhuǎn)速 n2-蝸輪的轉(zhuǎn)速 K-蝸桿頭數(shù) Z-蝸輪的齒數(shù)（3）進瓶機構(gòu)槽輪傳動圖：原理介紹：外嚙合槽輪機構(gòu)的槽輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反,單臂外嚙合槽輪機構(gòu)(見圖)由帶圓柱銷的轉(zhuǎn)臂、具有4條徑向槽的槽輪和機架組成。當連續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)臂上的圓柱銷進入徑向槽時,撥動槽輪轉(zhuǎn)過2嗚2角;當圓柱銷轉(zhuǎn)出徑向槽后,槽輪停止轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)

10、一周，槽輪完成一次轉(zhuǎn)停運動。為了保證槽輪停歇，可在轉(zhuǎn)臂上固接一缺口圓盤，其圓周邊與槽輪上的凹周邊相配。這樣,既不影響轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動,又能鎖住槽輪不動。為了使槽輪能完成周期性的轉(zhuǎn)停運動，槽輪上的徑向槽數(shù)不能少于3。為了避免沖擊,圓柱銷應切向進、出槽輪，即徑向槽與轉(zhuǎn)臂在此瞬間位置要互相垂直。（3） 零部件主體機構(gòu)零件包括有直動凸輪，擺動凸輪，槽輪，小齒輪，大齒輪，蝸桿，推桿，導輥等，零件圖如下：零件尺寸計算過程如下：5 結(jié)論主體推瓶設(shè)計基合理，相關(guān)計算精確，零件圖繪制完成。6 參考文獻1. 產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計.虞世鳴，北京大學出版社。（參考確定整體設(shè)計方案）2. 機械原理.陳周娟，華中科技大學出版社。（凸輪機構(gòu)的設(shè)計，槽輪機構(gòu)的設(shè)計，蝸桿的選擇，齒輪的選擇桿長計算）3. 材料力學.劉鴻文，高等教育出版社。（桿長計算，減速器齒輪傳動設(shè)計算，槽輪機構(gòu)的計算）4. 常用機械設(shè)計公