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)輥機(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)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)推頭

2、把瓶子向前推時(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)輥后，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)。 目 錄1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書·············

3、83;·····························3 1.1 設(shè)計(jì)題目···················

4、;·····················4 1.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求··························

5、83;·····4 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)········································5 1.4 原始數(shù)據(jù)·&

6、#183;······································52、 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)·········&

7、#183;···························62.1 分析設(shè)計(jì)要求····················&#

8、183;················62.2 推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)·······························

9、83;·····63、 進(jìn)瓶裝置設(shè)計(jì)······································7 3.1 進(jìn)瓶裝置簡圖···

10、;··································73.2 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)··············

11、·······················83.3 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)·························&

12、#183;···········84、 洗瓶裝置設(shè)計(jì)····································

13、83;····84.1 洗瓶裝置簡圖·····································84.2 洗瓶設(shè)計(jì)說明·····

14、;································8五、推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)················&#

15、183;························9 5.1 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)·······················&#

16、183;·············95.2 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)··································

17、83;··9六、洗瓶機(jī)總體方案設(shè)計(jì)···································106.1 方案的總體方案及運(yùn)動(dòng)說明·······

18、83;·················11七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)·······························

19、;··········12參考文獻(xiàn)·······································

20、;··········131、 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1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)輥上，導(dǎo)輥帶動(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。1.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求：表1.1 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求方案號(hào)瓶子尺寸（長×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/minA100×2006003314401.3 設(shè)計(jì)任務(wù)

21、 （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。1.4 原始數(shù)據(jù)（1）、瓶子尺寸：長度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

22、原位，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/s，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)2.1 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)輥機(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)

23、現(xiàn)的，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。2.2 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

24、特性的機(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)。2.2.1 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方案如圖2所示，鉸鏈四桿機(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的變速轉(zhuǎn)動(dòng)來控制。由于此方案的曲柄1是從動(dòng)件，所以要注意度過死點(diǎn)的措施。圖2 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案3、 進(jìn)瓶裝置設(shè)計(jì)3.1 進(jìn)瓶裝置簡圖圖3-1進(jìn)瓶裝置簡圖3.2 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 我設(shè)計(jì)的是當(dāng)主動(dòng)撥盤 （ 缺口圓盤）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

25、6;， 而且要等于一個(gè)瓶子的長度 。而所用時(shí)間是洗瓶裝置的一個(gè)來回，即：T=20s則有：主動(dòng)撥盤角速度w=2/20s=0.314rad/s.3.3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3.2可知：W=0.314rad/s，所以R1100mm。4、 洗瓶裝置設(shè)計(jì)4

26、.1 洗瓶裝置簡圖4.2 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(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。 5、 推瓶裝置5.1 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì) 5.1.1起點(diǎn)時(shí)的簡圖 5.1.2 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)說明上圖是剛剛開始

27、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)輥完。5.2 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說明 5.2.1 終點(diǎn)時(shí)設(shè)計(jì)簡圖 5.2.2 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)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(dòng)推桿內(nèi)刷子先退出瓶子內(nèi)，

28、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，一直循環(huán)工作。6、 洗瓶機(jī)總體方案設(shè)計(jì)6.1 方案總體方案及運(yùn)動(dòng)說明 6.1.1 總體方案簡圖6.1.2 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)傳給齒輪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