機(jī)械原理課程設(shè)計之洗瓶機(jī)

1、 機(jī)械原理課程設(shè)計說明書機(jī)械原理課程設(shè)計-洗瓶機(jī)院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造與自動化年 級： 2014級 學(xué)生： 郭 凡 學(xué) 號： 07 指導(dǎo)教師： 金桂芹 同 組 人： 斌 尤龍 2016年1月摘 要機(jī)械原理課程設(shè)計是使學(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)動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以與應(yīng)用計算機(jī)對工程實際各種機(jī)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(yùn)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(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)把瓶子送到兩個同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子轉(zhuǎn)動。當(dāng)推頭

2、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(jī)構(gòu)送出機(jī)構(gòu)。我設(shè)計的是一個很簡單的洗瓶機(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，變成了一把刷子，在推的同時一邊洗著瓶子部，然后由外刷子洗刷外面，在推頭推動瓶子的同時，瓶子外都得到了清洗。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(qiáng)，但是我還是從當(dāng)中學(xué)到了好多知識。目 錄1、 設(shè)計任務(wù)書··············&

3、#183;····························3 1.1 設(shè)計題目···················

4、83;····················4 1.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求···························&

5、#183;····4 1.3 設(shè)計任務(wù)········································5 1.4 原始數(shù)據(jù)··

6、;······································52、 機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計··········

7、;···························62.1 分析設(shè)計要求·····················

8、················62.2 推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計································&

9、#183;····63、 進(jìn)瓶裝置設(shè)計······································7 3.1 進(jìn)瓶裝置簡圖···

10、83;·································73.2 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計··············

11、3;······················83.3 運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計··························

12、;···········84、 洗瓶裝置設(shè)計·····································&

13、#183;···84.1 洗瓶裝置簡圖·····································84.2 洗瓶設(shè)計說明·····

14、83;·······························8五、推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計·················

15、························9 5.1 推瓶起點設(shè)計························

16、·············95.2 推瓶終點設(shè)計···································&

17、#183;·9六、洗瓶機(jī)總體方案設(shè)計···································106.1 方案的總體方案與運(yùn)動說明········&

18、#183;················11七、課程設(shè)計總結(jié)·······························

19、83;·········12參考文獻(xiàn)·······································

20、83;·········131、 設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目 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(jī)的技術(shù)要求：表1.1 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求方案號瓶子尺寸（長×直徑）mm，mm工作行程mm生產(chǎn)率個/min急回系數(shù)k電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/minA100×2006003314401.3 設(shè)計任務(wù) （1）

21、.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(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。 （4）.設(shè)計組合機(jī)構(gòu)實現(xiàn)運(yùn)動要求，并對從動桿進(jìn)行運(yùn)動分析。也可以設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)運(yùn)動軌跡，并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析。繪出運(yùn)動線圖。 （5）.其他機(jī)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=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，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)

22、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(jī)轉(zhuǎn)速為1440 r/min。 （5）、急回系數(shù)3。 二、機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計2.1 分析設(shè)計要求由題目可知：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(yùn)動，在工作段前后可有變速運(yùn)動，回程時有急回。圖1 推頭M運(yùn)動軌跡對這種運(yùn)動要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實現(xiàn)的，通

23、常要把若干個基本機(jī)構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計組合機(jī)構(gòu)時，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)動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動速度來滿足，也就是讓它與一個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 推瓶機(jī)構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計要求,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,或者近似直線運(yùn)動,以保證工作的穩(wěn)定性,這些運(yùn)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(yùn)動軌跡至少為近似直線,以此保證安全性。 推頭的運(yùn)動要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機(jī)

24、構(gòu)主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。運(yùn)用前述設(shè)計的思想方法,再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動的特點， 所以根據(jù)要求，本機(jī)構(gòu)采用了擺動導(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。圖2 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案3、 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3.2 槽輪機(jī)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

25、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：主動撥盤角速度w=2/20s=0.314rad/s.3.3運(yùn)動協(xié)調(diào)設(shè)計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，v1=W*R1，由3.2可知：W=0.314rad/s，所以R1100mm。4、 洗瓶裝置設(shè)計4.1 洗瓶

26、裝置簡圖4.2 洗瓶設(shè)計說明我這里推頭特意設(shè)計成可以洗表面的刷子，它比瓶子的徑稍大一些，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，刷子就可以很輕松的插入瓶，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，瓶子外表面都得到很好的清洗。另外，值得注意的一點是，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。還有就是刷子的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 推瓶起點設(shè)計 5.1.1起點時的簡圖 5.1.2 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

27、桿回到最左端，此時，剛好進(jìn)瓶裝置送下一個瓶，刷子隨推桿插入瓶子，刷毛盡量選用軟性材料，方便刷子插入瓶，這樣隨著凸輪帶動推桿刷子先伸進(jìn)瓶子，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(yùn)動，進(jìn)行外表面的清洗，一直到導(dǎo)輥完。5.2 推瓶終點設(shè)計說明5.2.1 終點時設(shè)計簡圖 5.2.2 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，瓶子沿刷子隨隨刷桿滑入瓶子出瓶軌道，刷桿和刷毛盡量選用軟性材料，方便瓶子滑入出瓶滑道，這樣隨著凸輪帶動推桿刷子先退出瓶子，瓶子滑出刷子后，瓶子才落到出瓶滑道，推頭才會繼續(xù)做回復(fù)運(yùn)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6.1 方案總體方案與運(yùn)動說明6.1.1 總體方案簡圖6.1.2 方案運(yùn)動說明首先動力從電動機(jī)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(jī)構(gòu)傳動：進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助齒輪