机械原理课程设计说明书洗瓶机.doc

机械原理课程设计说明书（洗瓶机）班级：学号：姓名：完成日期：一、设计任务1.设计题目：洗瓶机2. 工作原理及工艺动作过程 为了清洗圆形瓶子内外面，需将瓶子推入同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。 它的主要动作：将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。3. 原始数据及设计要求(1）推进距离l=600mm，推瓶机构应使推头以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备进入第二个工作循环。 (2）瓶子尺寸：大端直径=80 mm，长2OO mm，瓶口d=20 mm。 (3）按生产率的要求，推程平均速度为v=45mm，返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍。 (4）机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。二、设计方案1.功能分析及工艺动作分解（1）洗瓶机功能分解：推瓶+转瓶+刷瓶（2）推杆功能分解：往复运动、急回、均匀的速度推瓶（3）洗瓶功能细分：循环运作持续洗瓶 洗瓶机工作示意图推头M可走下图所示轨迹，而且推头M在工作行程中应作匀速直线运动，在工作段前后可有变速运动，回程时有急回特性。2.执行机构方案设计及评价2.1推瓶机构方案设计 我们设计的推瓶机构是一个具有急回特性的机构，有以下几种机构可以满足设计要求：（1） 连杆机构 确定一条平面曲线需要两个独立变量。因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。点M的速度和机构的急回特征，可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到，如用四连杆机构来控制等等。下图所示为两个自由度的五杆低副机构，l、4为它们的两个输人构件，这两构件之间的运动关系用四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。（2）凸轮摆杆滑块机构方案：凸轮摆杆滑块机构是由凸轮机构1-2-3和摆杆滑块机构2-4-5-3串联组合而成。由于凸轮轮廓曲线可按任何运动规律进行设计，使执行构件滑块5的运动规律充分满足生产工艺的要求。例如要求滑块5在工作行程等速运动，而在工作行程开始的一小段和结束的一小段，设计成局部的加速段和减速段，以避免在工作行程的两端发生较大的冲击。同时在回程设计成具有一定的急回特性。可见该组合机构运动规律的选择余地较大。（3）凸轮铰链四杆机构方案（最终采用方案）铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，点M的速度由等速转动的凸轮驱动构件3的变速转动来控制。由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意采取度过死点的措施，即可以采用安装飞轮来使其度过死点。凸轮的升程h=200mm，凸轮的工作分为四个阶段：推程，远休，回程，近休。曲柄的运动和凸轮的运动要协调，以实现把瓶子送到平台，为瓶子的清洗做准备。此凸轮铰链四杆机构传动性能良好，结构合理，运动连贯，易于制造，经济实用。2.2洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只刷子转动的转子所组成。为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊上，可以带动瓶子旋转，同时导辊上开有螺纹，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子外侧洗净。同时在导辊末端有一刷子，当推头将把瓶子推到末端时，刷子插入瓶子里，刷子就可以把转动的瓶子内侧刷干净。在导辊轴向上依次排列三把可旋转的刷子，保证在整个导辊长度上对瓶子进行清洗，确保瓶子的清洁。3.传动系统设计能实现预期运动执行构件协调配合工作等运动要求,把原动机输出的转矩传递到执行构件，执行机构所需的力很小，主要工作在于进行运动分析。可以选择传动的齿轮 m = 3mm, 这样可以减小传动系统的体积，又可以减少传动齿轮数，提高效率。 4.运动循环图定标件是指用其运动位置（转角或位移）作为确定其它执行构件运动先后次序的基准。考虑到洗瓶机的传动过程中的稳定性和安全性，采用圆周式的工作循环图比较合适。5.运动尺寸设计执行机构中，用采用凸轮铰链四杆机构，使推头在一个周期内完成推瓶和回程的动作。洗瓶机构中，用同向转动的导辊带动瓶子转动前进，转动的刷子清洗瓶的内外表面。（1） 推进距离l=600mm，按生产率的要求，推程平均速度为45mm/s，返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍,得到转速 n=3.4 r/min 。（2） 推进机构尺寸：（见推进机构简图） BC=CD=CM=2.5AB AD=2AB（3）导棍的尺寸 导辊d = 120 mm 转速 n = 40 r/min 导辊转速 / 瓶子转速 = 4 / 7 得瓶子的转速n= 70 r/min四、设计总结经过一周的机械原理课程设计，所设计的题目是洗瓶机，我们从所要求得设计功能着手，即推瓶动作、洗瓶动作。推瓶机构的设计提出了三个方案：连杆机构、凸轮摆杆滑块机构、凸轮铰链四杆机构，经过认真比较和评价，最终采用了方案三凸轮铰链四杆机构。虽然此机构还存在一些问题，比如出现死点，但从结构、制造和经济等方面考虑，其能够满足设计要求，且此机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。洗瓶机构用一对同向转动的导辊和三只刷子转动的转子和导辊末端转动的刷子所组成。然后具体从机构设计、数据的处理、机构的造型、机构的分析及处理等方面来设计与研究。通过五天得努力，我们认为我们制造的洗瓶机能够同时完成瓶子的里面和外面清洗工作。而且所设计的洗瓶机的机构基本合理，效率较高 ，成本较低，制造简单方便。在5天的工作中，我们团结合作、共同努力， 圆满完成课程的设计。同时也加深了对理论知识的理解，动手能力也提高了，对机械的设计也有了初步的了解。 五、参考文献1.杨家军.机械系统创新设计.武汉：华中科技大学出版社，2000.012.裘建新.机械原理课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2005.043.师忠秀，王继荣.机械原理课程设计.北京:机械