洗瓶机结构设计和实现机械设计和自动化专业论文设计

1、本科论文目 录摘 要IAbstractII引 言11 绪论31.1 洗瓶机的研究目的与意义31.2 洗瓶机的介绍31.3 洗瓶机的国内外研究现状41.3.1 国内研究现状41.3.2 国外研究现状51.4 本文主要研究内容52 洗瓶机的结构和工作原理62.1 洗瓶机的结构62.2 洗瓶机的工作原理63洗瓶机设计方案73.1 分析设计要求73.2 推瓶机构选择83.2.1 凸轮铰链四杆机构的方案83.2.2 五杆组合机构方案93.2.3 凸轮-全移动副四连杆机构的方案93.2.4 确立最终方案103.3 进瓶机构的方案选择103.3.1 间歇机构设计103.4 总体方案设计113.4.1 总体方

2、案114 洗瓶机技术设计124.1 凸轮设计124.1.1 凸轮参数设计124.2 铰链四杆机构的设计164.2.1 铰链四杆机构的设计164.2.2 铰链四杆机构的运动组合图174.3关键零部件的设计184.3.1 电机的选择184.3.2 减速器的选择204.3.3 皮带轮的选择214.3.4 联轴器的选择224.3.5 滚动轴承的选择234.4 轴的设计计算254.4.1 轴的材料选择254.4.2 轴的受力分析254.4.3 轴的强度校核264.4.4 按安全系数校核275 整机的装配渲染及其爆炸图295.1 整机的装配图展示295.2整机的装配渲染图展示29结 论30参考文献31致

3、谢33本科论文摘 要洗瓶机是液体灌装生产线上必不可少的清洗设备。在啤酒厂，制药厂等大型工厂都发挥着极大作用，进行瓶子的清洗消毒工作。论文以一种自动洗瓶机为研究对象展开设计，对其结构、发动机功率、安全系数等数据进行设计，具体研究内容如下：首先，围绕所选命题进行资料的查找与整理。根据广泛查阅相关国内外洗瓶机的发展现状，了解洗瓶机的研发历程以及发展前景，针对我国现状，分析符合我国目前洗瓶机的形式。当前市场上洗瓶机多数为大型机器，主要应用于啤酒厂等厂家，不过随着社会的不断发展，家用瓶子的逐渐增加，小型家用洗瓶机有极大可能出现。其次，在设计前必须了解洗其的工作原理，明白其组成机构，洗瓶机由推瓶机构与导辊

4、机构配合，将待洗瓶送入，然后由转刷机构进行清洗。选定合适的材料与设备进行分析计算。对进瓶机构等主要机构进行对比选取，选取最合适本文的机构。最后，进行电机、减速器、联轴器、皮带轮的的选取与安全性的分析。电机根据工作所需要的工作条件和功率大小来确定具体型号，我们选用封闭式Y（IP44）系列的电动机；经过对数据的分析最后确定QJR型减速器可以满足本次设计的需求；之后，皮带的计算和设计由电动机的动力进行；联轴器是用于连接两个轴或连接轴与旋转部件的部件，它不仅起到连接两个轴的作用，而且还起到安全保护的作用。需要考虑两个轴的相对位移等条件，最后发现普通联轴器及可满足要求；安全性分析需要经过计算来判断危险截

5、面与疲劳强度校核，结果证明了设计具有安全性。关键词：洗瓶机； 推瓶机构； 联轴器； 减速器； 导辊机构AbstractBottle washing machine is an indispensable cleaning equipment on the liquid filling production line. In breweries, pharmaceutical factories and many large factories all play a great role in cleaning and disinfecting the bottles. This assignm

6、ent describes a design about the automatic bottle washing machine, such as: the structure, the power of the engine, the safety factor, etc. The specific research contents are as following:Firstly, researching and organizing the data related to the object. After studying the knowledge about the overv

7、iew of the development status of the bottle washing machines in China and overseas, understanding the development history and the development prospects of bottle washing machines, and the current situation in China, analyze the situation in the bottle washing machine industry in China. Nowadays, the

8、 most of the bottle washing machines on the market are large machines, which are mainly used in breweries and other factories. However, with the development of society, household bottles are gradually increasing, and small household bottle washing machines have a great possibility to be used in few

9、years.Finally, analyze the selection and safety factor in motor, reducer, coupling and pulley. The specific model of the motor can be determined by the working conditions and the power required for the work. We chose a closed Y (IP44) series motor; After analyzing the data, we finally determined tha

10、t the QJR reducer can meet the requirement of this designing ;Furthermore, the calculation and the designing of the belt are carried out by the power of the electric motor; The coupling is a component used to connect two shafts or connect a shaft and a rotating part. It not only plays the role of co

11、nnecting the two shafts, but also plays the role of safety protection. Need to consider the relative displacement of the two shafts and other conditions, and finally found that the ordinary coupling and meet the requirements; safety analysis requires calculation to judge the dangerous section and fa

12、tigue strength check, the results prove that the design is safe.Keywords: Bottle washing machine; Bottle pushing mechanism; Coupling; reducer; Guide roller mechanism引 言洗瓶机是我国在七十年代末，从国外引进的技术。从2012年开始，南京乐惠采用跳跃式发展，和拥有100多年啤酒包装机械制造经验的比利时皇冠公司合作，全套引进其洗瓶机等最新技术设计21。2013年年底，南京乐惠轻工装备制造有限公司双端洗瓶机于南宁百威工厂生产。洗瓶机电耗

13、大幅降低，水耗大幅降低，节约蒸汽消耗，洗净率等性能指标接近世界先进水平，缩小了和国外先进水平的距离21。随着社会的不断进步还有人民生活水平质量的提高，家庭中玻璃器皿的数量在逐渐增加，因此玻璃器皿的清洁成为一个大问题，因为毕竟并不是每个家庭都会选择购买专业的洗瓶机，这样不能对家中的玻璃器皿进行及时清洗23。长期继续下去，就会导致不断添加新的玻璃器皿，会产生浪费、污染等现象，所以洗瓶机的发展就成了关键。在大城市中，很多商家利用固定的场所，购买了专业的洗瓶机，就成了一种新兴产业，也就是洗瓶机产业。顾名思义洗瓶机产业就是利用洗瓶机来发展的一种产业，这种产业刚刚发起时就在市场上获得了极大的反响，许多青年

14、人士纷纷开始投入到这个行业的建设中来，为洗瓶机产业的发展带来了新兴力量，同时促进了瓶酒生产商、制药厂等产业的发展，这就是一个产业带动另一个产业的发展。由于啤酒，化学和食品市场的发展和变化，塑料瓶和玻璃瓶的类型逐渐增多，这就导致了洗瓶机如果想要满足更多产业的需求，就必须进行发展与改进23。洗瓶机设备的出现和应用，实现了自动化生产，达到了减少人工，提高工作效率，节约成本，提高企业经济效益的目的，同时赢得了广大用户的支持和好评，并且使得食品、化学、啤酒、等行业的生产率得到了很大的提高。当前的洗瓶机主要是扭曲型，箱型，滚筒型和立式。大多数洗瓶机的结构都很复杂，含有的电气集成模板块原件和机械机构较多，维

15、护成本过高且检修有很多不便。特别是采用毛刷清洗的洗瓶机，其毛刷会造成二次污染等等，总体上来讲它们的清洁有一定的局限性。随着现代化科技的进步，国民经济的稳步提升，基础设备也在快速发展。根据需要，洗瓶机具有高效、环保、节约、便于操作等优点，符合我国国情。1 绪论1.1 洗瓶机的研究目的与意义洗瓶机是1970年代后期在中国从国外进口的技术，得到了国内多数啤酒生产商的支持。通过使用，发现了洗瓶机的许多优点，它的外观和应用改变了传统的手动清洗过程，实现了自动生产方法，大大节省了人工，节省了成本，提高了劳动效率，达到了实现企业经济效益的目的。作为清洁工具，洗瓶机具有清洁，干燥和消毒的功能。目前，市场上大多

16、数洗瓶机具有多种功能，可以及时，快速，准确地清洗要清洗的瓶子，以满足检验指标和现代要求。在传统灌装线中，已经完成了相应的其他功能，这使人们面临的最大问题和担忧是，用洗瓶机清洗的瓶子是否足够干净。人们的观点表明着市场的需求，因此，在洗瓶过程中，可以说仍有许多待开发的技术，它们是占领市场与赢得人们的青睐的重要手段。这取决于先进的清洁和消毒工具。可以说洗瓶机的发展是必然的，通过其发展才能使制药等领域更好地发展。本文设计一自动洗瓶机的内刷系统，主要清洗目标为玻璃瓶，这种洗瓶机在市场上一般用于啤酒厂，制药厂等玻璃瓶制造厂。在空瓶制造完成后，将空瓶送入洗瓶机，通过内刷系统进行清洗，最后再送出，达到清洁、卫

17、生的目的。这种洗瓶机在市场上很多，基本大部分生产厂家都会用到，且洗瓶机的应用越来越广泛，它的发展速度会影响产业的生产速度。同时，现在已经有家用的小型洗瓶机诞生，相信经过不断发展，洗瓶机的作用会越来越大，功能会越来越多。所以，本课题的研究具有较大的现实意义。1.2 洗瓶机的介绍洗瓶机的种类有很多，目前主要作用于啤酒厂以及制药厂等大型企业。如今，大多数实验室实验室都有两种类型的洗瓶机。一种是超声波洗瓶机，其在水中产生超声波。后者导致液体振动并产生数千个微小的气泡，以清洁瓶壁。另一个是高压喷雾洗瓶机，是在高压下用水冲洗瓶壁上的污染物，可以达到清洁的目的。1.3 洗瓶机的国内外研究现状洗瓶机自诞生以来

18、已有100多年的历史。随着人们需求的增加和科学技术的不断进步，各种新技术都可以看到其身影影。特别是在第二次世界大战之后，科学技术水平飞速发展，新技术和新概念诞生了，它的应用也越来越广泛。洗瓶机是一种清洗工具，主要清洗目标是啤酒瓶等玻璃器皿，在制药，啤酒等行业都发挥着极大的作用，由于其自动化程度高，清洁效率高，清洁效果好，在市场上收到广大好评。1.3.1 国内研究现状在1960年代和1970年代，中国开始引进国外洗瓶机，并对其进行模仿和改造，是消化吸收和自主创新的阶段。这个阶段出现了大量的洗瓶机种类，有单端，水平双端，垂直双端等其他类型。1970年代中期，第一代洗瓶机有16排瓶箱，主链瓶箱间歇运

19、行，最大产量为每小时800瓶，由于该洗瓶机具有结构简单，制造方便的优点，因此在市场上占有很长一段时间23。一直以来，中国的洗瓶机行业相对发达国家都比较落后，形不成规模和水平，也就导致了中国包装行业的发展极其缓慢。由于起步晚，起点低，规模小，导致在洗瓶机总体发展速度方面我国落后于发达国家20年。当前，国内需求（尤其是高科技技术设备）大部分都要依赖进口。国外技术发达的公司同时也促进了国外洗瓶机市场的发展。进入21世纪，我国洗瓶机技术取得了突破性进展。新型的无轴变频驱动的洗瓶机出现取代了万向联轴器，这在洗瓶机技术上迈出了非关键性的一步。新技术的发展也为洗瓶机市场有了新动力。重要的是，很多公司普及了二

20、维CAD，同时三维设计也在慢慢普及，这代表着这些公司正使用新的计算机技术来改造洗瓶机。电气设计部分采用ED等先进技术手段，引入定子电压调节和变频调速，PLC参与系统控制，洗瓶机的创新设计开始向数字化发展。目前国内输液厂与啤酒厂使用的洗瓶机类型越来越多，随着时代和技术的进步，必然会推动洗瓶机的创新和研发，让其可以适用于多数器皿的清洗工作，并且可能同时延伸出新的功能，比如清洗与烘干一体等。1.3.2 国外研究现状目前，国外开始对洗瓶机应用了一些新技术，机器，点和仪器的集成度很高。国外主要制造商包括德国克朗斯，德国KHS，意大利Simonazzi和美国Barry Wehmiller生产的洗瓶机。他们

21、的生产能力远远高于国内同类产品。例如，克朗斯生产的Lavatec D4 / D5的最大产量为135000b / h。进入21世纪后，节能、高效、自动化的生产方式等将成为世界的主流，所以洗瓶机的主要发展方向都会按照这些要求进行。准确来说，国外未来发展趋势为：研制环保型机器；节约资源；提高工作效率；降低成本。1.4 本文主要研究内容本次课题主要设计一款自动洗瓶机。通过电机的选择来设计轮轴、传动轴的尺寸。计算传送带滚筒的摩擦力，防止在洗瓶过程中出现卡顿的问题。对锥形齿轮之间间隙进行分析和调整，防止设备在工作中出现对瓶子的磨损。在其检修时如何调整及维护，防止其短路等问题。预通过本次的设计和学习，可以完

22、成一套明确的洗瓶机设计，包括用solidworks设计的三维图和CAD绘制的二维图纸一套。对瓶子的尺寸、推瓶距离、推瓶速度等数据进行设计与分析。同时对其结构进行选取与比较，选出最合适本次设计内容的机构。2 洗瓶机的结构和工作原理2.1 洗瓶机的结构如图2.1所示，我们可以看到，洗瓶机主要由三部分组成（1）转刷机构 （2）推瓶机构（3）导辊机构图2.1 洗瓶机结构简图2.2 洗瓶机的工作原理洗瓶机的工作原理很简单，待洗瓶由推瓶机构送入工作台，接着由导辊与转刷对的旋转开始进行清洗，与此同时，喷水机构喷水。这时就达到了清洗的作用，在这个过程中，我们为了不损坏瓶子，选用软毛刷，推杆也是如此，选用橡胶棒

23、来防止瓶子的损坏。3洗瓶机设计方案3.1 分析设计要求首先分析推瓶机构，在瓶推机构的设计中，让推杆匀速推动待洗瓶，将其稳地推向导辊机构，直到清洗完成并取出瓶为止25。然后，推杆迅速返回到起始位置并进入下一个行程。根据设计要求，推动器应该进行近似均匀的线性运动。它的轨迹如图3.1所示，它具有快速返回的特性，也就是说，在推动瓶子后，可以快速返回到原始位置并前进到下一个行程。 图3.1 瓶子规格 图3.2 推头运动轨迹对于这种运动要求，很难用单个机构来完成，这可以通过机构的组合来实现。在此过程中，它应具有以下运动功能：（1）导辊机构使瓶子旋转；（2）推动机构使瓶子沿导辊运动；（3）具有完整的洗瓶功能

24、；（4）推头完成清洗后快速返回原位。对三种机构进行分析：（1）导辊机构应以摩擦力为基础来带动瓶子的旋转；（2）根据速度与距离设计合适的推杆机构。（3）通过轴的旋转来驱动转刷机构。（4）送料（取料）机构采用导辊传动。3.2 推瓶机构选择推瓶机构的方案：根据要求，推头的轨迹应近似线性，并具有快速返回的特点。推头的运动要求主要是具有快速回复特性。据了解，具有快速返回特性的机构主要包括曲柄摆杆机构，曲柄滑块机构，曲柄旋转导向杆机构。考虑到推动器的工作要求和运动特性，该机构使用曲柄导向机构。有许多方案可以达到这一要求，以下是三种方案的设计与比较。3.2.1 凸轮铰链四杆机构的方案如图3.3所示，铰链四杆

25、机构连杆上的点M具有近似直线的运动轨迹。该机构存在死点位置，所以要注意采取度过死点的措施。图3.3 凸轮铰链四杆机构3.2.2 五杆组合机构方案图3.4中为一个五杆低副机构，自由度F=2，输入构件为1和4，通过采用齿轮、凸轮或连杆机构来实现者两个输入构件的运动关系，从而将双自由度的机构系统转化为单自由度系统27。图3.4 五杆组合机构 3.2.3 凸轮-全移动副四连杆机构的方案图3.5中为凸轮-全移动副四连杆机构方案，具有可控制性急回机构，缺点是不利于控制。图3.5 凸轮-全移动副四连杆机构3.2.4 确立最终方案（1）凸轮铰链四杆机构：该机构成本低，尺寸小，结构简单并且易于调试。最重要的是其

26、满足推动器的轨迹，符合洗瓶机的工作要求。同时，其冲击和振动很大，适合低速运转，且本设计中使用的连杆数量不大，因此该方案可以满足设计要求。（2）五杆组合机构的方案：性价比低，尺寸和杆数不适合本次设计。（3）凸轮全动副四连杆机构：这种机构虽然可以准确地再现给定的轨迹，但是水平轨迹长，凸轮尺寸太大，同样不适合本次设计。3.3 进瓶机构的方案选择3.3.1 间歇机构设计间歇机构常用的有棘轮机构，凹槽齿轮机构，不完全齿轮机构等27。（1）棘轮机构 图3.6 棘轮机构（2）槽轮机构图3.7 槽轮机构（3）不完全齿轮机构图3.8 不完全齿轮机构（4）最终选定机构通过三种方案的比较分析，我们选择了相对简单、效

27、率高并且运行平稳的槽轮机构。在我的设计中，当刻度盘以均匀速度旋转时，凹槽轮旋转90，而传动皮带的导杆也旋转90到工作台。而此过程中所用的时间就是洗瓶设备的工作周期，即：时间T = 20s，则有：w=2/20s=0.314rad/s.3.4 总体方案设计3.4.1 总体方案图3.9为总体方案图，从图中可以看出洗瓶机是由推瓶机构，导辊机构，和转刷机构组成的，推瓶机构将待洗瓶送入再由刷子进行清洗20。图3.9 总体方案图4 洗瓶机技术设计4.1 凸轮设计4.1.1 凸轮参数设计（1）凸轮机构的组成凸轮机构具有曲线轮廓，一般做等速转动、移动和摆动。是一种由机架、凸轮、从动件和其附属装置组成的高副机构。

28、（2）凸轮机构中的作用力 凸轮从动件的力F和从动件所受的载荷G 的关系为： （4-1）（3）凸轮机构的压力角推程对摆动推杆取 ； 回程时通常取 。（4）凸轮设计曲线如下图：图4.1 凸轮设计曲线图根据推动器的行程和速度来确定凸轮的轮廓尺寸。根据初步计算，基圆半径为50mm，凸轮厚度为25mm，槽宽为20mm，孔为15mm，滚子半径为10mm。 凸轮的理论廓曲线的坐标公式为28： （4-2）（5）求凸轮理论轮廓曲线：推程阶段代入得：远休阶段 代入得：回程阶段 代入得：近休阶段 代入得：推程和回程段压力角： （4-3）将上面各值代入式（4-2），在推程阶段取，在远休阶段取，在回程阶段取，在近休阶段

29、取，代入得表4.1。根据推瓶机构的工作要求设计其基本尺寸，在近休时尺寸为50mm，远休时尺寸为180.9mm。（6）求工作轮廓曲线：有公式 （4-4）其中： （4-5） （4-6）推程阶段 远休阶段 回程阶段 近休阶段 代入得表4.1：表4.1轮廓曲线各点坐标值05103503553600.04.3598.705-8.682-4.3580.050.049.82649.37049.24649.81050.00.03.6027.409-6.946-3.4860.040.039.85539.45539.39239.84740.04.2 铰链四杆机构的设计4.2.1 铰链四杆机构的设计摇杆摆角和行程速

30、比系数k已知，计算铰链四杆机构各杆的长度。已知有： 则： （4-8）代入得：其他杆的长度我们可以根据机架长度d来确定。根据推瓶机构的行程来确定摆杆的转角以及各杆的长度。，行程速比系数K=3。代入得：连杆机构的运动元件是表面接触，具有压力小，负载能力达，润滑性好，磨损小的优点。同时制造加工简单，以确保工作的可靠性。在确定铰链中心之后，还相应地确定了四杆机构的其他杆的长度，因此可以使用拉拔法来设计该机构。所谓的绘制方法是通过绘制铰链之间相对运动的几何关系来确定每个钢筋的位置和长度。图形化方法具有很多优点，它简单，直观，快速，设计精度也很高。连杆厚20mm，并用45钢回火。使用Pro / E软件根据

31、杆的长度绘制连接图。下图显示了将连杆滑块转动到凸轮上的近乎静止位置时的连杆机构位置，以及将连杆滑块转动到凸轮的远端位置时的连杆机构位置。 图4.2 凸轮上转到近休时连杆机构位置简图 图4.3 凸轮上转到远休时连杆机构位置简图4.2.2 铰链四杆机构的运动组合图以下两图分别为连杆滑块转到远休止和近休止两位置的简图。 图4.4 凸轮远休止位置示意图图4.5 凸轮近休止位置示意图4.3关键零部件的设计4.3.1 电机的选择由于结构简单，易于维护，控制简单，工作可靠等优点，在机械生产中经常将电机作为动力驱动装置。我首先想到的是Y系列三相交流异步电动机，该电动机具有节能，振动幅度小，安全的特点，是198

32、0年代中国的新一代产品。其适用于通用机械设备，安装尺寸和功率符合国家标准。如果机器需要频繁的驱动等操作，则需要选择YZ型或YZR型，它们的过载能力强，转动惯量小，同时允许较大的冲击和振动。在机构负载稳定和单向旋转的工作状态下，可以使用封闭式Y（IP44）系列电动机。合适的容量对电动机工作和经济性有很大影响，容量选择太小，工作机就会无法正常工作；反之，容量选择太大也不合适，会导致电动机价格过高，造成能量的浪费。（1）电动机的容量计算步骤如下：工作机所需功率 (4-9)代入得：（2）电动机的输出功率代入得：（3）本设计选取同步转速为1000r/min的电动机。（4）计算总的传动比传动装置应有的总传

33、动比可由电动机的满载转速和工作机主动轴转速确定，为：合理分配各级传动比,先选定带轮传动比，减速器传动比,涡轮蜗杆因减速箱同轴式布置，所以。因为，取，；速度偏差为，所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩如表4.2：表4.2各轴转速、输入功率、输入转矩项 目电动机轴中间轴低速轴凸轮轴转速（r/min）9609619.24.5功率（kW）43.843.723.61转矩（Nm）39.8191925.21850.45传动比1557.8效率10.970.970.964.3.2 减速器的选择减速器的优点是传动运动准确可靠，工作效率高，结构紧凑，使用维护方便，在机械领域具有广泛的应用。目前，许多异径管已经标准

34、化，用户可以根据需要选择相应的型号使用。减速机种类繁多，根据不同的分类标准可分为不同的类型，根据传动的类型又可分为圆锥齿轮减速机，圆柱齿轮减速机，蜗轮减速机，蜗轮蜗杆减速机和行星齿轮减速机32；按传动级数可分为一级减速器，二级减速器和多级减速器。根据发射功率的大小可分为小型，中型和大型减速器32；根据传动布局可分为同轴减速器，并联型减速器和可展开式减速器32。根据已知数据，我们选择QJR型减速器，这种减速器可用于交通，冶金，矿山，化工，建筑，轻工等行业的各种机械设备的传动结构。适用的工作条件为：齿轮圆周速度应为16m / s，高速轴转速为1000r / min，工作环境温度为-40 45C，在

35、低于0篊起动之前，润滑油应加热至5C，并且可以在两个方向旋转指示。QJ型减速机有卧式和立式两种。这里我们选择卧式，可以合理安排空间。外形安装尺寸选择：表4.3 外形安装尺寸 /mm公称中心距acaza2输入轴端LHnksr重量/kgdzlz236170406388082851821022517232133连续工作型承载能力：由i=25可查输出转矩为2250N.m，许用输入功率为5.3KW，输入转矩为570N.m，输出轴轴伸许用径向载荷Fr=15000N ,实际传动比为25.56，顾符合要求。4.3.3 皮带轮的选择根据电动机的要求，皮带轮数据做如下选择表4.4 皮带轮的数据传动比2无带型A无小

36、带轮基准直径112.00毫米（mm）大带轮基准直径224.00毫米（mm）带长1250毫米（mm）实际轴间距357.19毫米（mm）小带轮包角162.03度V带的根数4无带轮宽度65.00毫米（mm）单根V带的预紧力165.62牛顿（N）作用在轴上的力1167.37牛顿（N）设计普通V带轮轮缘参数:表4.5 普通V带轮参数带轮结构形式无实心轮无辐板厚度无无无槽型无A无基准线上槽深Hamin2.8毫米（mm）基准线下槽深Hfmin 8.7毫米（mm）槽间距e15.0毫米（mm）槽间距下偏差无0.3毫米（mm）槽间距上偏差 f-0.3毫米（mm）第一槽对称面至端面的距离无10.0毫米（mm）第一槽

37、对称面至端面的距离的上偏差无2.0毫米（mm）第一槽对称面至端面的距离的下偏差-1.0毫米（mm）基准宽度bp11.0毫米（mm）4.3.4 联轴器的选择联轴器是用于连接两个轴或连接轴和旋转部件的组件。它不仅起到连接两个轴的作用，而且还起到安全保护的作用。选择时应考虑：（1）扭矩大小和性质；（2）运作时的速度；（3）运作时的离心力；（4）两轴之间的相对位移；（5）工作环境的选择；（6）成本问题；通过使用普通的刚性联轴器，该设计中的电动机和减速器之间的连接可以满足传动要求，此处选用刚性联轴器，下面进行联轴器的选取计算34。联轴器的计算转矩： （4-10） 式中：计算转矩 ； 理论转矩 ；公称转矩

38、 ；工矿系数查机械设计手册得K=1.25代入得：据计算转矩要小于联轴器公称转矩的条件，因为计算转矩较小，查机械设计手册，有很多型号满足要求，本设计选用GY2型联轴器。由于半联轴器孔径，所以连接该联轴器与轴部分的直径，半联轴器长度。4.3.5 滚动轴承的选择根据所学知识，在选择轴承时，必须首先选择轴承类型。轴承类型的选择应考虑以下主要因素：（1）工作时轴承的负荷；（2）轴承的转速是否合适；（3）是否满足核心性能；（4）如何进行安装或拆卸；因为轴只承受径向力的作用，且受力不大，故选用深沟球轴承，预计使用寿命为10000小时。下面计算基本额定动载荷：公式： （4-11）式中，C基本额定动载荷计算值；

39、P当量动载荷； -寿命因数 -速度因数 -力矩载荷因数-冲击载荷因数-温度因数Cr-基本额定动载荷查机械工程手册得=2.71，=1.252，=1.5，=1.2，=1代入得：下面计算额定静载荷： （4-12）式中： -基本额定静载荷计算值 -当量静载荷 -安全因数 -基本额定静载荷代入得：最后查阅可知深沟球轴承就可满足需求。4.4 轴的设计计算4.4.1 轴的材料选择轴的材料选择45号钢其机械性能为：，4.4.2 轴的受力分析已知工作功率为：选代入得：考虑到开键槽的位置，将其轴径增加10%，得到轴的直径为110mm。（1）轴的转速n=4.5 r/min轴传递的转矩 代入得： （2） 计算轴的弯矩

40、，并画出弯矩图，按进行弯矩合成，画出弯矩图33。故图4.6 弯矩图（3）计算并画当量弯矩图转矩按脉动循环变化计算，取代入得：按计算，并画当量弯矩图。图4.7 当量弯矩图4.4.3 轴的强度校核键槽处d1=110 键槽处当量弯矩为 强度校核：考虑键槽的影响，查表得 b=28 t=16 显然，, 故安全。4.4.4 按安全系数校核（1）判断危险截面在键槽处有应力集中源，且当量弯矩较大，故确定为危险面14。（2）疲劳强度校核键槽处截面上的应力：弯曲应力幅： 扭转应力幅： 弯曲平均应力： 扭转平均应力： 材料的疲劳极限：根据： 查表得： 截面应力集中系数：查表得： 表面状态系数及尺寸系数：查表得：分别

41、考虑弯矩或扭矩作用时的安全系数：经过以上计算，判定其安全。5 整机的装配渲染及其爆炸图5.1 整机的装配图展示如下图5.1所示，洗瓶机的整机装配是通过三维建模后经过各部分的装配完成的，装配过程有序紧密，尺寸配合准确无误。图5.1 洗瓶机整机装配示意图5.2整机的装配渲染图展示我所设计的装配渲染图是用keyshot8.1进行渲染，该软件有良好的渲染效果，色彩清晰透亮，有极好的观赏性。在制作渲染图的时候我对整体图进行了渲染。图5.2 洗瓶机整机渲染示意图结 论过以上分析，了解了洗瓶机的基本工作原理，明白了洗瓶机对于啤酒厂、制药厂等工厂的重要作用。本文对洗瓶机进行了结构设计，对于洗瓶机的进瓶机构、推

42、瓶机构、工作效率几个方面重点分析。通过本文的工作，可以得到以下结论：（1）最适合洗瓶机的机构为凸轮铰链四杆机构。因为其相比于其他两种机构具有体积小便于安装、结构简单便于调试的优点，并且价格合适。并且其推动器的轨迹符合工作要求，并且可以通过设置，实现快速返回特性。五杆组合机构具有许多杆，大尺寸，低成本性能和不合理的设计。凸轮全移动副四连杆机构能够准确地再现给定的轨迹，但是水平轨迹长，凸轮的尺寸太大，空间大，这是不现实的。尽管凸轮铰链四连杆机构还具有游隙低，连杆数量多，累积误差大和精度差的缺点，但其冲击和振动很大，通常适用于低速场合，最适合洗瓶机的使用。 （2）进瓶机构我们选择的是槽轮机构，它通常

43、被用于主动件于从动件的带有听写的单向周期性转动。由于洗瓶机工作时需要运转平稳，并且对运行速度没有太高要求，所以我们选择了构造简单，外形尺寸小，能平稳地、间歇地进行转位的槽轮机构。（3）本次还针对电动机、减速器、传送带进行了相应的计算与比较，选择了合适本次设计内容的零部件。通过对瓶进给需求的分析，了解其工作方式，通过它的工作特性进行了设计。由于瓶子属于易碎物品，所以我考虑到了会不会在清洗时发生破碎，这样就需要选择一种较软的材料来制作刷子。然后，我结合了这些机构的设计，选择了合适的整体设计。绘制整体装置图和一些极限位置的草图。（4）即使，本文分别对凸轮参数设计，铰链四连杆机构计算，电机功率计算最大程度接近了最佳值，但计算简化，不够精确，后续研究需进一步完善。参考文献1 那琳.机械设计基础课程设计M.机械工业出版粒社，2007.7：80-832 郭期勇.AutoCAD2008中文版教程M.清华大学出版社，2007.10：65-673 王洪艳.AutoCAD实用教程M.南京:南京大学出版社,2014：33-344 孙建东.机械设计基础M.北京：清华大学出版社，2007.1：112-1145 封立耀.机械设计基础实例教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2007.8：13-1