洗瓶机设计说明

1、洗瓶机设计说明洗瓶机设计目录 一、设计任务书3 二( 机械运动方案设计三、机械总体结构设计四、机械传动系统设计 8 五、主要零部件的设计计算 8 六、执行机构和传动部件的结构设计 9 七、最终设计方案和机构简介 会10 八、设计心得体10 九、参考资10料、设计任务书(1) 设计题目图1 洗瓶机工作示意图设计洗瓶机。如图 1 所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动 瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一 个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。洗瓶机的技术要求见表 1。表1 洗瓶机的技术要求瓶子尺寸工作行电动机转(长X直生产率急回系数方

2、案号 程 速径)个/S kmm r/minmm，mmA 100X 200 600 15 3 1440B 80X 180 500 16 3.2 1440C 60X 150 420 18 3.5 960(2) 设计任务1 .洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。2. 设计传动系统并确定其传动比分配。3. 画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。4. 设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。也可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹，并对平面连杆机构进行运动分析。绘出运动线图。5. 其他机构的设计计算。6. 编写设计计算说明书。7. 学生可进一步完成 ： 洗瓶机推瓶机构的计算机动态

3、演示等。 (3) 设计要求1 .工作原理为了清洗瓶子，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。它的主要动作是将瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动。2. 原始数据瓶子尺寸：长度L=80mm直径D=180mm 推进距离S=500mm推瓶机构应使推移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。按生产率每分钟3个的要求，推程的平均速度 v=40mm/s返回时的平均速度为工作时的平均速度的三倍。(4) 电动机转速为 1440 r/min 。(5) 急回系数 3.2。、机械运动方案设计(1

4、) 分析设计要求可知: 洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计的推瓶机构应使推头M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，准备第二个工作循环。根据设计要求，推头M可走图2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。返回行程工作行程图2推头M运动轨迹对这种运动要求，若用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把若干个基本 机构组合，起来，设计组合机构。在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构 (基础机构 )，而 沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是 让它与一个输出变

5、速度的附加机构组合。(2) 推瓶机构选择推瓶机构的方案 :根据前述设计要求 ,推瓶机构应为一具有急回特性的机构 , 为 了提高工作效率，一是行程速比变化系数K尽量大一些；在推程(即工作行程)中,应 使推头作直线运动 ,或者近似直线运动 , 以保证工作的稳定性 ,这些运动要求并不一定都能得到满足 ,但是必须保证推瓶中推头的运动轨迹至少为近似直线 , 以此保证安 全性。推头的运动要求主要是满足急回特性 , 能满足急回特性的机构主要有曲柄滑块 机构, 曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。运用前述设计的思想方法 , 再考虑到机构的急回特性和推头做往复直线运动的 特点， 所以根据要求，本机构采用了五杆组

6、合机构，由齿轮和四连杆机构来实现 （ 如下图所示 ）方案一: 凸轮,铰链四杆机构方案如图3所示，铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，M点的速 度由等速转动的凸轮通过构件 3的变速转动来控制。由于此方案的曲柄 1是从动 件，所以要注意度过死点的措施。图 3 凸轮,铰链四杆机构的方案方案二: 五杆组合机构方案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，如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等 等。图 4 所示为两个自由度五杆低副机构， 1、4 为它们的两个

7、输入构件，这两构 件之间的运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机构系 统封闭成单自由度系统。a) b)c) d)图 4 五杆组合机构的方案方案三: 曲柄摇杆机构3.2 倍。此机构有急回运动特性，可达到题目要求的回程速度是推程速度的(3) 运动方案的比较和拟定1.凸轮,铰链四杆机构方案：分析该方案可知，原动件是凸轮，而曲柄作为从动件，有死点，必须设计有足 够的措施冲过死点。由于工作行程要求是直线或近似直线，所以杆长有一定的设计 限制，为设计满足要求的急回系数，还需设计合适的凸轮轮廓曲线。2.五杆组合机构方案在五杆机构中，有两个输入构件，按照预定的轨迹要求和急回系数，设计杆长

8、 和基础构件的轮廓曲线。设计的方法主要为解析法和图解法，前者精确但计算复 杂，后者相对简单但有一定的误差。总体难度较大。3(曲柄摇杆机构该机构此机构有较好的急回运动特性，可达到题目要求的回程速度是推程速度的3.5倍。可设计出满足要求的机构运动方案。综上所述，采用曲柄摇杆机构的 方案显然较有优势，省去了设计凸轮轮廓曲线的繁杂。有较强的可操作性三、机械总体结构设计C：i IE fi 1!乜Il_1III为了清洗瓶子的外表和里面，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，内外转动的刷子就将瓶子洗净。它的主要动作是将瓶 子沿着导辊推动，瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动

9、。要实现上述分功能，有下列工艺动作过程：(1) 推头作直线或者近似直线运动，将瓶子沿导辊推到指定的位置；(2) 在推头沿直线运动推动瓶子移动的程中，瓶子同时跟着两同向转动的导辊转动；(3) 同时,有原动件带动的刷子也同时在转动,当瓶子沿导辊移动时,瓶子的外表面就清洗干净；(4) 在瓶子移动过程中，清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动，动作结束，则刷子移出瓶外.(5) 瓶子洗净后离开导辊,而推瓶机构急回至推瓶初始位置,进入下一个工作循环.四、机械传动系统设计(1)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(2)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

10、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。五、主要零部件的设计计算凸轮一全移动副四杆机构.其主要参数如下表所示：项目参数推进距离s=500mm推程平均速度v=40mm/s回程平均速度V =3v六、执行机构和传动部件的结构设计本机构由导辊和刷子组成(1)刷子由三个互相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断 的接触，清洗污垢。(2)导辊的运动由定轴带轮来完成，两个带轮的同向旋转带动导辊的同向转 动，而带动瓶子转动。(如下图示)导辊的俯视图(3)推瓶机构和洗瓶机构组合本机构采用了五杆组合机构(如下页图示)，齿轮机构，瓶子的运动分为直线 运动和

11、转动，直线运动由五杆组合机构来完成，瓶子的转动由同向转动的导辊来完 成。利用瓶子的运动来清洗瓶子的内外表面。刷子的运动由完成不同的功能来决定。清洗瓶子的刷子由三个互相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断的接触，清洗表面污垢。(4)传动机构最终选用的机构中刷子的转动轴、导辊的轴、执行机构主动件的轴两两垂直。所以通过带轮传动来实现各方向的改变七、最终设计方案和机构简介图3所示方案由于推程有500 mm导致凸轮尺寸太大，整个体积所占太大，图 四所示方案原则上都可以，关键是运动参数好坏和轨迹实现的准确性。最终选定的方案是凸轮摇杆机构为推瓶机构。八、设计心得体会作为一名机械系学生，机械设计

12、制造及自动化大三的学生，我觉得能做类似的 课程设计是十分有意义，而且是十分必要的。在已度过的大三的时间里我们大多数 接触的是专业基础课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面，如何去锻 炼我们的实践面 ,如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢 , 我想做类 似的大作业就为我们提供了良好的实践平台。在做本次大作业的过程中，我感触最 深的当数查阅大量的设计手册了。为了让自己的设计更加完10善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计手册是十分必要的，同时也是必 不可少的。我们是在作设计，但我们不是艺术家。他们可以抛开实际，尽情在幻想 的世界里翱翔，我们是工程师，一切都要有据可依 . 有理可寻，不切实际的构想永 远只能是构想，永远无法升级为设计。虽然过去从未独立应用过它们，但在学习的 过程中带着问题去学我发现效率好高，记得大二学 CAD寸觉得好难就是因为我们没 有把自己放在使用者的角度，单单是为