機械原理課程設(shè)計之洗瓶機

1、機械原理課程設(shè)計說明書機械原理課程設(shè)計說明書賽再仲範(fàn)了麹mJANGGANG NORMAL l7NIVT：RSITlr機械原理課程設(shè)計-洗瓶機院系：機電工程學(xué)院專業(yè)：機械設(shè)計制造及自動化年 級： 2014 級學(xué)生姓名：郭凡學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：金桂芹同組人：劉斌尤龍2016年1月機械原理課程設(shè)計說明書摘要機械原理課程設(shè)計是使學(xué)生全面、系統(tǒng)掌握和深化機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)生機械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及應(yīng)用計算機對 工程實際各種機構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計能力的一門課程。培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知 識，理論聯(lián)系實際，獨立思考與分析問題的能力和創(chuàng)新能力。洗瓶機主要是由推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)、

2、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成，主要是由進(jìn)瓶瓶機構(gòu) 把瓶子送到兩個同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子轉(zhuǎn)動。當(dāng)推頭把瓶子向前推時， 轉(zhuǎn)動的刷子就把瓶子外面洗干凈。洗完之后又由出瓶機構(gòu)送出機構(gòu)。我設(shè)計的是一個很簡單的洗瓶機構(gòu)，由傳送帶作進(jìn)瓶機構(gòu)，輸入瓶子后，把 推頭變化一下，變成了一把內(nèi)刷子，在推的同時一邊洗著瓶子內(nèi)部，然后由外刷 子洗刷外面，在推頭推動瓶子的同時，瓶子內(nèi)外都得到了清洗。當(dāng)走完導(dǎo)輥后， 瓶子就順著出瓶軌道滑到箱子里面。由于專業(yè)知識不是很充足，所以設(shè)計有很多 的缺陷，可能實用性不是那么強，但是我還是從當(dāng)中學(xué)到了好多知識。機械原理課程設(shè)計說明書一、設(shè)計任務(wù)書31.1 設(shè)計題目41.2 洗瓶機的技術(shù)要求41.

3、3 設(shè)計任務(wù)51.4 原始數(shù)據(jù)5二、機械運動方案設(shè)計62.1分析設(shè)計要求62.2推瓶機構(gòu)設(shè)計6三、進(jìn)瓶裝置設(shè)計73.1 進(jìn)瓶裝置簡圖73.2槽輪機構(gòu)設(shè)計83.3運動協(xié)調(diào)設(shè)計8四、洗瓶裝置設(shè)計84.1洗瓶裝置簡圖84.2洗瓶設(shè)計說明8五、推瓶機構(gòu)設(shè)計95.1 推瓶起點設(shè)計95.2推瓶終點設(shè)計9六、洗瓶機總體方案設(shè)計106.1方案的總體方案及運動說明11七、課程設(shè)計總結(jié)12參考文獻(xiàn)13一、設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目洗瓶機主要是由推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。待洗的瓶子放在兩個機械原理課程設(shè)計說明書同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進(jìn)時，轉(zhuǎn)動著的 刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個

4、瓶子將洗刷完畢時，后一個待洗的瓶子已送入 導(dǎo)輥待推。如圖1所示。1.2洗瓶機的技術(shù)要求：表1.1洗瓶機的技術(shù)要求萬案號瓶子尺寸(長X直 徑)mm mm工作行 程mm生產(chǎn)率個 /min急回系數(shù)k電動機轉(zhuǎn) 速r/mi nA©100X 2006003314401.3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)該機械原理課程設(shè)計說明書提出兩種以上的設(shè)計方案并經(jīng)分析比較后選定一種進(jìn)行設(shè)計。（2）.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。（3）.畫出機器的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。（4）.設(shè)計組合機構(gòu)實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進(jìn)行運動分析。也可以設(shè)計 平面連桿機構(gòu)以實現(xiàn)

5、運動軌跡，并對平面連桿機構(gòu)進(jìn)行運動分析。繪出運動線圖。（5）.其他機構(gòu)的設(shè)計計算。（6）.編寫設(shè)計計算說明書。1.4原始數(shù)據(jù)（1）、瓶子尺寸：長度L=100mm直徑D=200m。（2）、推進(jìn)距離S=600mm推瓶機構(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，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個工作循環(huán)。（3）、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。（4）、電動機轉(zhuǎn)速為1440 r/min。（5）、急回系數(shù)3。二、機械運動方案設(shè)計2.1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)計的推 瓶機構(gòu)應(yīng)

6、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)備第二個工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，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 勻速直線運動，在工作段前后可有變速運動，回程時有急回。機械原理課程設(shè)計說明書«Rf«Hu一"圖1推頭M運動軌跡對這種運動要求，若用單一的常用機構(gòu)是不容易實現(xiàn)的， 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的機構(gòu) （基礎(chǔ)機構(gòu)）， 而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機構(gòu)主動件的運動速度來滿足， 也 就是讓它與一個輸出變速度的附加機構(gòu)組合。2.2推

7、瓶機構(gòu)設(shè)計推瓶機構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計要求，推瓶機構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機構(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)使推頭作直線運動，或者近似直線運動，以保證工作的穩(wěn)定性，這些運動要 求并不一定都能得到滿足，但是必須保證推瓶中推頭的運動軌跡至少為近似直線 以此保證安全性。推頭的運動要求主要是滿足急回特性，能滿足急回特性的機構(gòu)主要有曲柄滑 塊機構(gòu)，曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。運用前述設(shè)計的思想方法，再考慮到機構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運動的特 點，所以根據(jù)要求，本機構(gòu)采用了擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。凸輪一鉸鏈四桿機構(gòu)方案如圖2所示，鉸鏈四桿機構(gòu)的連桿2

8、上點M走近似于所要求的軌跡，M點的 速度由等速轉(zhuǎn)動的凸輪通過構(gòu)件 3的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄1是從 動件，所以要注意度過死點的措施。機械原理課程設(shè)計說明書三、進(jìn)瓶裝置設(shè)計3.1進(jìn)瓶裝置簡圖圖3-1進(jìn)瓶裝置簡圖缺口圖盤蘋背於碼備揩輪機拘3.2槽輪機構(gòu)設(shè)計我設(shè)計的是當(dāng)主動撥盤（缺口圓盤）勻速轉(zhuǎn)一周， 從動槽輪轉(zhuǎn)90°,而傳動 帶的導(dǎo)桿也轉(zhuǎn)過90°，而 且要等于一個瓶子的長度。 而所用時間是洗瓶裝置的 一個來回，即：T=20s則有：機械原理課程設(shè)計說明書主動撥盤角速度 w=2n /20s=0.314rad/s.3.3運動協(xié)調(diào)設(shè)計在這里我選用的是槽輪間隙機構(gòu)來進(jìn)行瓶子的進(jìn)

9、瓶主要構(gòu)件，負(fù)責(zé)把瓶子傳送到洗瓶裝置上。因為按照生產(chǎn)率為 3/min得到每洗一個要20s，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20s轉(zhuǎn)動90°，再讓它轉(zhuǎn)過90° 時的路程等于一個瓶子的長度即 200mm，則可以確定主動帶輪1的半徑R1，因 為 s=v1*R1=200mm, v仁W*R1，由 3.2 可知：W=0.314rad/s,所以 R1 100mm。四、洗瓶裝置設(shè)計4.1洗瓶裝置簡圖4.2洗瓶設(shè)計說明我這里推頭特意設(shè)計成可以洗內(nèi)表面的刷子， 它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶 子下來時，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

10、入瓶內(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)輥的轉(zhuǎn) 動，瓶子內(nèi)外表面都得到很好的清洗。另外，值得注意的一點是，內(nèi)刷子因為要伸到瓶子里面，所以要選用軟一點 刷子，方便輕易的伸到瓶里面而不影響瓶子移動。 還有就是內(nèi)刷子的刷桿也要用機械原理課程設(shè)計說明書軟一點橡膠棒，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5.1推瓶起點設(shè)計起點時的簡圖推瓶起點設(shè)計說明上圖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(jìn)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(jìn)瓶子內(nèi)，

11、 等推頭擋板抵到 瓶口時，瓶子才受到推桿的推力，推頭才會推動瓶子運動，進(jìn)行外表面的清洗， 一直到導(dǎo)輥完機械原理課程設(shè)計說明書5.2推瓶終點設(shè)計說明終點時設(shè)計簡圖推瓶終點設(shè)計說明上圖是推瓶到終點的時候，凸輪轉(zhuǎn)到最低點，推桿回到最右端，此時，瓶子 在推桿的作用下，走到導(dǎo)輥末，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，不過要避免死點的產(chǎn)生，才能穩(wěn)定的進(jìn)行下一 個瓶子內(nèi)外表面的清洗，一直循環(huán)工作。六、洗瓶機總體方案設(shè)計6.1方

12、案總體方案及運動說明10機械原理課程設(shè)計說明書總體方案簡圖方案運動說明11機械原理課程設(shè)計說明書首先動力從電動機輸出，因為需要的速度不是很高，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)瓶機構(gòu)傳動：進(jìn)瓶機構(gòu)借助齒輪4帶動齒輪7,又由齒輪7帶動的軸旋轉(zhuǎn), 再由軸帶動蝸輪蝸桿B,然后蝸輪蝸桿B帶動齒輪9,再由齒輪9帶動間歇機構(gòu) 槽輪完成瓶子的輸進(jìn)。

13、洗瓶機構(gòu)傳動：洗瓶機構(gòu)是通過齒輪 6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10傳給齒輪13,而齒輪13通過左右各一 個小齒輪（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€齒輪（齒輪11、齒輪13和齒輪15）轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。三個齒輪又把動 力傳給刷子，通過三個外刷子的旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子的外表面。推瓶機構(gòu)傳動：由蝸輪蝸桿 A帶動齒輪16,再由齒輪16傳給凸輪的齒輪， 再由凸輪的齒輪帶動凸輪-鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機構(gòu)往復(fù)運動。七、課程設(shè)計總結(jié)機械原理設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)活動中不可或 缺的一個重要環(huán)節(jié)。通過了課程設(shè)計使我

14、從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓(xùn)練， 對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識。此次機械原理課程設(shè)計題目很有意義考察的知識點也很全面，有凸輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析，還有齒輪的設(shè)計及電動機的選擇等， 還有CAD制圖，以及各種設(shè)計方 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)的理論知識和生產(chǎn)實際知識 解決工程實際問題的能力，還培養(yǎng)出了我們的團隊合作精神。全體組員共同探討，12機械原理課程設(shè)計說明書雖然只有兩個人，但是解決了許多個人無法解決的問題。 同時，我深刻地認(rèn)識到 了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足。 由于這次設(shè)計時間緊迫，有很多地 方還有不足，有待改進(jìn)，今后的學(xué)習(xí)過程中，我會更加認(rèn)真努力學(xué)習(xí)！由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn) 這樣那樣的問題，女口：在選擇計算齒輪組時可能會出現(xiàn)誤差，