洗瓶機設(shè)計方案

1、機械原理課程設(shè)計說明書洗瓶器課程設(shè)計院系：工學(xué)院機械系專業(yè)：機械工程及自動化年級：XXX級學(xué)生姓名：XXXXX學(xué)號：同組人：指導(dǎo)教師：2011-10目錄3113124134521522-6911121361146215631718一、設(shè)計任務(wù)書1、1設(shè)計題目圖1洗瓶機工作表示圖設(shè)計洗瓶機。如圖1所示，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把瓶子推向行進時，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。目前一個瓶子將洗刷完成時，后一個待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。洗瓶機的技術(shù)要求見表1。表1洗瓶機的技術(shù)要求瓶子尺寸工作行（長直生產(chǎn)率急回系數(shù)電動機轉(zhuǎn)速方案號程個/minkr/min徑）mmmm

2、，mmA1002006003314401、2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)（2）.畫出機器的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。（3）.設(shè)計組合機構(gòu)實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進行運動分析。也能夠設(shè)計平面連桿機構(gòu)以實現(xiàn)運動軌跡，并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析。繪出運動線圖。（4）.其他機構(gòu)的設(shè)計分析。（5）.編寫設(shè)計計算說明書。1、3設(shè)計要求工作原理為了沖洗瓶子，需將瓶子推入同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)，推進瓶子沿導(dǎo)輥行進，轉(zhuǎn)動的刷子就將瓶子洗凈。它的主要動作是將瓶子沿著導(dǎo)輥推進，瓶子推進過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動。原始數(shù)據(jù)（1）瓶子尺寸：長度L=100mm，

3、直徑D=200mm。（2）推進距離S=600mm，推瓶機構(gòu)應(yīng)使推移湊近均勻的速度推瓶，安穩(wěn)地接觸和走開瓶子，此后推頭迅速返回原位，準(zhǔn)備進入第二個工作循環(huán)。（3）按生產(chǎn)率每分鐘3個的要求，推程的均勻速度v=45mm/s，返回時的均勻速度為工作時的均勻速度的三倍。（4）電動機轉(zhuǎn)速為1440r/min。（5）急回系數(shù)3。二、洗瓶機流程分析及運動方案設(shè)計2、1流程分析洗瓶機的流程分為五個流程：進瓶、沖洗瓶內(nèi)表面、推瓶、沖洗瓶表面面、送瓶。2、2運動方案設(shè)計（1）、進瓶機構(gòu)選擇進瓶需要實現(xiàn)的是將瓶子從相應(yīng)的地點間歇送到推瓶機構(gòu)上。為實現(xiàn)此運動，本方案將瓶子放入膠性皮帶上，利用槽輪機構(gòu)帶動皮帶運動來實現(xiàn)。

4、以以以下圖2所示：圖2（2）、沖洗瓶內(nèi)表面機構(gòu)設(shè)計沖洗瓶內(nèi)表面只要向瓶中送入帶有毛刷的導(dǎo)輪上，利用齒輪的旋轉(zhuǎn)帶動毛刷旋轉(zhuǎn)，進行沖洗。為實現(xiàn)這個流程，我把此流程安排在導(dǎo)輥上來實現(xiàn)。即在瓶子滑下斜坡到導(dǎo)輥的軌跡上時，導(dǎo)輥勻速行進的同時，毛刷插進瓶子，推進瓶子，利用轉(zhuǎn)動的毛刷沖洗瓶內(nèi)表面。，為實現(xiàn)此運動我采用了齒輪輪來實現(xiàn)，導(dǎo)輥要既有行進，又要有轉(zhuǎn)動，就要求導(dǎo)輥有伸縮旋轉(zhuǎn)的作用，我利用垂釣竿原理來實現(xiàn)，以下：圖3（3）、推瓶機構(gòu)設(shè)計設(shè)計的推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭M以湊近均勻的速度推瓶，安穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，此后，推頭迅速返回原位，準(zhǔn)備第二個工作循環(huán)。依照設(shè)計要求，推頭M可走圖4所示軌跡，而且推頭M在工作行程

5、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。圖4推頭M運動軌跡對這種運動要求，若用單調(diào)的常用機構(gòu)是不簡單實現(xiàn)的，平常要把若干個基本機構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機構(gòu)。A、推瓶機構(gòu)選擇推瓶機構(gòu)的方案：依照前述設(shè)計要求,推瓶機構(gòu)應(yīng)為一擁有急回特點的機構(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,或許近似直線運動,以保證工作的堅固性,這些運動要求其實不用定都能獲取滿足,可是必定保證推瓶中推頭的運動軌跡最少為近似直線,以此保證安全性。推頭的運動要求主假如滿足急回特點,能滿足急回特點的機構(gòu)主要有曲柄滑塊機構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄搖動導(dǎo)桿機

6、構(gòu)。運用前述設(shè)計的思想方法,再考慮到機構(gòu)的急回特點和推頭做來往直線運動的特點，因此依照要求，本機構(gòu)采用五桿組合機構(gòu)（由凸輪、齒輪和連桿機構(gòu)組合而成）。B、五桿組合機構(gòu)方案構(gòu)造特點：鉸鏈帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動渦輪轉(zhuǎn)動，依照渦輪的轉(zhuǎn)動，聯(lián)合桿組，從而實現(xiàn)推頭的急回運動。即行進時間大于返回時間和返回時間大于行進時間。確定一條平面曲線需要兩個獨立變量。因此擁有兩自由度的連桿機構(gòu)都擁有精準(zhǔn)再現(xiàn)給定平面軌跡的特點。點M的速度和機構(gòu)的急回特點，圖3所示為兩個自由度五桿低副機構(gòu)，1、4為它們的兩個輸入構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運動關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機構(gòu)來實現(xiàn)，從而將原來兩自由度機構(gòu)系統(tǒng)關(guān)閉成單自由度系統(tǒng)（以以

7、以下圖所示）。圖5如圖上所示，桿4的上漲運動能夠使推頭在水平面上正常的工作，使推桿機構(gòu)達(dá)到工作的安穩(wěn)性與高效性。其他，此機構(gòu)構(gòu)造簡單，安全性高，急回特點明顯，便于制作，可是要注意預(yù)防死點的發(fā)生，免得出現(xiàn)頂死現(xiàn)象、沖洗區(qū)方案設(shè)計當(dāng)瓶子進入沖洗地區(qū)后，能夠以多種的運動方式實現(xiàn)過程，能夠是圓周運動，也能夠是直線運動。因此我們能夠用雙輥沖洗機構(gòu)，其依照兩根導(dǎo)棍的同時同向轉(zhuǎn)動帶動瓶子的轉(zhuǎn)動這一原理設(shè)計的，在這個機構(gòu)中瓶子沿著自己軸線做直線運動，在工作效率上較其他機構(gòu)擁有必定的優(yōu)勢，而且能夠很好的保證工作的安穩(wěn)性。以以以下圖所示：（5）、送瓶機構(gòu)的設(shè)計送瓶機構(gòu)要實現(xiàn)的是將沖洗潔凈的瓶子勻速的送到指定的地點

8、。我在推瓶的尾端設(shè)計一個瓶子滑落的斜面臺，將洗好的瓶子隨斜臺滑到有必定摩擦的皮帶上，再由皮帶送走瓶子如圖7示：圖7三、機械整體構(gòu)造設(shè)計圖8為了實現(xiàn)進瓶、沖洗瓶內(nèi)表面、推瓶、沖洗瓶表面面、送瓶，第一需將瓶子放入膠帶上，經(jīng)過進瓶機構(gòu)間歇的送到導(dǎo)輥軌跡上，轉(zhuǎn)動的毛刷經(jīng)過五桿組合機構(gòu)帶動毛刷插入瓶子，毛刷在導(dǎo)桿的推進和旋轉(zhuǎn)下眼行進邊沖洗內(nèi)表面，推進瓶子沿導(dǎo)輥行進，再由外面轉(zhuǎn)動的刷子將瓶子表面面洗凈。它的主要運動是將瓶子沿著導(dǎo)輥推進，瓶子推進過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動，最后滑入送瓶機構(gòu)送出。要實現(xiàn)上述分功能,有以下工藝動作過程:皮帶做間歇直線運動；瓶子由皮帶到導(dǎo)輥的滑動；內(nèi)表面毛刷勻速推進和自己旋轉(zhuǎn)

9、；推頭作直線或許近似直線運動,將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的地點;在推頭沿直線運動推進瓶子挪動的程中,瓶子同時跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動;同時,有原動件帶動的刷子也同時在轉(zhuǎn)動,當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥挪動時將瓶子的表面面就沖洗潔凈;在瓶子挪動過程中,沖洗內(nèi)表面的刷子同時在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動,動作結(jié)束,則刷子移出瓶外.瓶子走開皮帶,而推瓶機構(gòu)急回至推瓶初始地點,進入下一個工作循環(huán).（9）洗好的瓶子由斜面滑下，進入勻速轉(zhuǎn)動的皮帶送出；四、履行機構(gòu)和傳動零件的構(gòu)造設(shè)計本機構(gòu)由導(dǎo)輥和刷子構(gòu)成：（1）刷子由三個互相嚙合的齒輪帶著它們不停的轉(zhuǎn)動，而使它能夠保持不中斷的接觸，沖洗污垢。（2）導(dǎo)輥的運動由定軸帶輪來完成，兩個帶輪的同向旋轉(zhuǎn)

10、帶動導(dǎo)輥的同向轉(zhuǎn)動，而帶動瓶子轉(zhuǎn)動。導(dǎo)輥的俯視圖以下：（3）推瓶機構(gòu)和洗瓶機構(gòu)組合本機構(gòu)采用了五桿組合機構(gòu)（以下頁圖示），齒輪機構(gòu)，瓶子的運動分為直線運動和轉(zhuǎn)動，直線運動由五桿組合機構(gòu)來完成，瓶子的轉(zhuǎn)動由同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥來完成。利用瓶子的運動來沖洗瓶子的內(nèi)表面面。刷子的運動由完成不一樣樣的功能來決定。沖洗瓶子的刷子由三個互相嚙合的齒輪帶著它們不停的轉(zhuǎn)動，而使它能夠保持不中斷的接觸，沖洗表面污垢。（4）傳動機構(gòu)最后采用的機構(gòu)中刷子的轉(zhuǎn)動軸、導(dǎo)輥的軸、履行機構(gòu)主動件的軸兩兩垂直。因此經(jīng)過帶輪傳動來實現(xiàn)各方向的改變五、洗瓶機流程分析按生產(chǎn)率的要求，推程的均勻速度v=45mm/s，返回時的均速度為工作時

11、的均勻速度的三倍。工藝動作分推瓶和洗瓶兩部分，詳細(xì)過程以下：電動機轉(zhuǎn)動的同時，經(jīng)過最尾端齒輪帶動皮帶做間歇直線運動；經(jīng)過皮帶尾端的槽輪將瓶子由皮帶滑到導(dǎo)輥的軌跡上；在由旋轉(zhuǎn)的推頭將將瓶子內(nèi)表面刷刷凈，同時帶動瓶子向前運動；推頭作直線近似直線運動,將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的地點；在推頭沿直線運動推進瓶子挪動的程中,瓶子同時跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動；同時,有原動件帶動的刷子也同時在轉(zhuǎn)動,當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥挪動時,瓶子的表面面就沖洗潔凈；在瓶子挪動過程中,沖洗內(nèi)表面的刷子同時在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動,動作結(jié)束,則刷子移出瓶外；瓶子洗凈后走開導(dǎo)輥,而五桿機構(gòu)急回至推瓶初始地點,進入下一個工作循環(huán)。洗好的瓶子由斜面滑下，進入

12、勻速轉(zhuǎn)動的皮帶送出；六、兩種洗瓶機設(shè)計方案評估6、1第一種方案圖：為了實現(xiàn)進瓶、沖洗瓶內(nèi)表面、推瓶、沖洗瓶表面面、送瓶，第一需將瓶子放入膠帶上，經(jīng)過進瓶機構(gòu)間歇的送到導(dǎo)輥軌跡上，轉(zhuǎn)動的毛刷經(jīng)過五桿組合機構(gòu)帶動毛刷插入瓶子，毛刷在導(dǎo)桿的推進和旋轉(zhuǎn)下眼行進邊沖洗內(nèi)表面，推進瓶子沿導(dǎo)輥行進，再由外面轉(zhuǎn)動的刷子將瓶子表面面洗凈。它的主要運動是將瓶子沿著導(dǎo)輥推進，瓶子推進過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動，最后滑入送瓶機構(gòu)送出。要實現(xiàn)上述分功能,有以下工藝動作過程:皮帶做間歇直線運動；瓶子由皮帶到導(dǎo)輥的滑動；內(nèi)表面毛刷勻速推進和自己旋轉(zhuǎn)；推頭作直線或許近似直線運動,將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的地點;在推頭沿直線運

13、動推進瓶子挪動的程中,瓶子同時跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動;同時,有原動件帶動的刷子也同時在轉(zhuǎn)動,當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥挪動時將瓶子的表面面就沖洗潔凈;在瓶子挪動過程中,沖洗內(nèi)表面的刷子同時在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動,動作結(jié)束,則刷子移出瓶外.瓶子走開皮帶,而推瓶機構(gòu)急回至推瓶初始地點,進入下一個工作循環(huán).（9）洗好的瓶子由斜面滑下，進入勻速轉(zhuǎn)動的皮帶送出；6、2第二種方案（1）、洗瓶機整體簡圖：（2）、方案說明：第一總能量從電動機輸出，經(jīng)過減速箱減速，在經(jīng)過帶傳動傳給齒輪1，此后齒輪1又傳給蝸桿1。導(dǎo)輥傳動：有蝸桿1帶動齒輪2和齒輪3，此后又傳給它們互相嚙合的齒輪4和齒輪5，此后帶動蝸桿2和蝸桿3。就完成了兩導(dǎo)輥的傳動

14、。進瓶機構(gòu)傳動：進瓶機構(gòu)借助蝸桿2帶動的導(dǎo)輥，由蝸桿5傳給齒輪7，此后帶動間歇機構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進。洗瓶機構(gòu)傳動：洗瓶機構(gòu)是經(jīng)過齒輪4和齒輪5帶動的齒輪6，傳給蝸桿4，此后再經(jīng)過蝸桿6傳給齒輪8，最后由齒輪8傳給齒輪9，而齒輪9經(jīng)過左右各一個小齒輪傳給同尺寸的齒輪10和齒輪11，這樣也保證了它們轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。推瓶機構(gòu)傳動：由蝸桿1帶動蝸桿7，再由蝸桿7傳給齒輪12，再由齒輪12帶動凸輪-鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機構(gòu)運動。3、兩種方案議論比較：（1）、運動鏈的長短:兩種方案都比較簡單，運動鏈的長度也差不多，但方案二構(gòu)件數(shù)目少一些，簡單調(diào)點。（2）、機構(gòu)的排列次序：兩種方案的排列次序都不是很合理

15、，方案一中，有渦輪蝸桿傳動，以傳動動力為主，應(yīng)當(dāng)將渦輪蝸桿機構(gòu)部署在高速級，齒輪機構(gòu)在低速級，但方案一中有嚴(yán)格依照這樣分布。方案二中有帶傳動時（進瓶與出瓶機構(gòu)），這種摩擦傳動外廓尺寸較大的機構(gòu)一般安排在運動鏈的初步端，而其沒有，也不是十分合理。（3）、傳動比分派：兩個用的構(gòu)件差不多，可是方案二中洗瓶刷子用帶傳動，其現(xiàn)實制作麻煩，且誤差大，因此方案一傳動比更合理一些。（4）、運動副的形式：兩種方案用的運動副都差不多，在推瓶機構(gòu)上，方案一、二中都很好，但方案二精度更高一些。但方案一中簡單調(diào)些，成本低。（5）、機械效率：在這方面方案一中大多采用齒輪傳達(dá)，精度較高。而方案二中含有帶傳動等效率低的機構(gòu)，

16、因此機械效率比方案一稍低一些。6、3最后選定方案選定方案二1、洗瓶機整體簡圖：2、方案說明：第一總能量從電動機輸出，經(jīng)過減速箱減速，在經(jīng)過帶傳動傳給齒輪1，此后齒輪1又傳給蝸桿1。導(dǎo)輥傳動：有蝸桿1帶動齒輪2和齒輪3，此后又傳給它們互相嚙合的齒輪4和齒輪5，此后帶動蝸桿2和蝸桿3。就完成了兩導(dǎo)輥的傳動。進瓶機構(gòu)傳動：進瓶機構(gòu)借助蝸桿2帶動的導(dǎo)輥，由蝸桿5傳給齒輪7，此后帶動間歇機構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進。洗瓶機構(gòu)傳動：洗瓶機構(gòu)是經(jīng)過齒輪4和齒輪5帶動的齒輪6，傳給蝸桿4，此后再經(jīng)過蝸桿6傳給齒輪8，最后由齒輪8傳給齒輪9，而齒輪9經(jīng)過左右各一個小齒輪傳給同尺寸的齒輪10和齒輪11，這樣也保證了它們

17、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。推瓶機構(gòu)傳動：由蝸桿1帶動蝸桿7，再由蝸桿7傳給齒輪12，再由齒輪12帶動凸輪-鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機構(gòu)運動。經(jīng)過認(rèn)真評估比較，最后選定方案一，其設(shè)計更合理，進瓶機構(gòu)的槽輪機構(gòu)也更符合設(shè)計，設(shè)計也更慎重一些。七、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)授課活動中不可以或缺的一個重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過了課程設(shè)計使我從各個方面都遇到了機械設(shè)計的訓(xùn)練，對機械的相關(guān)各個零零件有機的聯(lián)合在一同獲取了深刻的認(rèn)識。此次機械原理課程設(shè)計題目很存心義觀察的知識點也很全面，有凸輪設(shè)計及構(gòu)造分析，還有救援齒輪，圓錐齒輪的設(shè)計及電動機的選擇等，還有CAD制圖，以及各樣設(shè)計方案的比較，這不但培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用大學(xué)四年里所