洗瓶机推瓶机构设计

1、西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文0目目 录录摘摘 要要.1abstract.2第第1 1 章章前前 言言.3第第2 2 章章洗洗瓶瓶机机推推瓶瓶机机构构原原理理及及运运动动分分析析 .52.1 推瓶机构的功能原理及工作原理 .52.1.1 功能原理.62.1.2 工作原理.72.2 推瓶机构工艺动作分析及工作循环图 .7第第3 3 章章系系统统总总体体方方案案设设计计.83.1 系统运动方案构思.83.2 方案的评定及选择最优方案 .103.2.1 方案的评定.103.2.2 方案选择.10第第4 4 章章凸凸轮轮及及铰铰链链四四杆杆机机构构的的设设计计

2、 .114.1 凸轮的设计.114.1.1 凸轮基本参数设计.114.1.2 凸轮的建模.144.2 铰链四杆机构的设计.154.2.1 铰链四杆机构尺寸设计.154.3 凸轮铰链四杆机构组合运动图 .17第第5 5 章章 传传动动系系统统的的总总体体布布局局即即部部件件的的选选择择设设计计 .195.1 主要传动系统.195.1.1 运动及动力参数的设计及计算.195.1.2 皮带轮的选择与设计.215.1.3 减速器的选择.22总总 结结.23致致 谢谢.24参参考考文文献献.25西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文1摘摘 要要洗瓶设备主要用于制药、化工

3、、食品等行业灌装前的瓶子清洗.机构装置，洗瓶机的推瓶机构的功能利用推头平稳的将瓶子送进的一个过程，在急回到原点，反复运动。推瓶机构原理是利用铰链四杆机构和凸轮组合成一个洗瓶机推瓶机构，通过凸轮和铰链四杆机构本身特性来完成平稳送瓶和机构急回。经过多个方案对比分析，确定比较合适方案为凸轮铰链四杆机构，对其进行了参数设计。本设计对推瓶机构传动系统进行了设计和选择：首先，对洗瓶机推瓶机构的电机、减速器等主要的传动系统进行了设计选择，同时对推瓶机构的凸轮铰链四杆机构进行了具体参数化设计，使的它的运动状态和运动规律能更好的实现其实际的工作。最后通过对凸轮的轮廓曲线的调整和对铰链四杆机构杆长的局部修改，使推

4、瓶机构的运动状态、工作行程等更加平稳流畅。关关键键词词： 洗瓶机, 推瓶机构，凸轮机构，铰链四杆机构西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文2abstractwash bottles of equipment is mainly used in pharmaceutical, chemical and foodstuff trades etc filling the bottle before cleaning. the agency device, bottle-washing the function of the push of bottle agenci

5、es will use smooth pusher send into a process of bottle in hurry back, origin and repetitive movement. push bottles of organization principle is to use hinged four-bar mechanism and cam combined into one bottle of institutions, through tyre bottle-washing cam and hinged four-bar mechanism itself cha

6、racteristics to finish smoothly send bottles and agencies rush back. through comparison and analysis, multiple solutions for more appropriate scheme determined cam hinged four-bar mechanism, its parameters were design. this design to push bottles of institutions designed and transmission system for

7、bottle-washing choice: first, the motor, pushing bottles of agencies such as the main transmission system gear reducer, and the choice of design of cam push bottle institutions - hinged four-bar mechanism are analyzed the parametric design, make it, the motion of and movement law can better realize

8、its actual work.finally based on contour of cam to adjust and four-combined-poll installation stem long local amended so push bottles of institutions state of motion, working stroke as well as more smooth.key words： rinsing machines,push bottles of institutions,cam mechanism,hinged four-bar mechanis

9、m西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文3第第 1 1 章章 前前 言言洗瓶机是我国在八十年代初期，引进日本三菱公司的技术，当时国内很多啤酒厂都曾购买使用。在使用过程中，各啤酒厂都认为其结构先进，破瓶率低，洗净率高，特别瓶内洗非常好，但除标不尽，瓶子从洗瓶机出来后有挂标 现象，致使一些啤酒厂后来改选用单端式洗瓶机。也有一些啤酒厂对 其进行了技术改造，并积累了很多宝贵经验 。对其进行了几次的技术改造，使其性能明显优于其它洗瓶机 。在当时的市场环境下，洗涤啤酒回收瓶有着其它设备不可替代的优点。由于工业生产和社会生活的需要，大量的玻璃瓶 、塑料瓶需要进行回收清洗后再

10、利用，节省了大量制瓶洗所需要的费用同时也提高了工业生产的生产效率。然而就在此时也出现了回收后再清洗的问题。产品盛载是车间的最后一道关键工序，因此玻璃瓶的供应速度也就决定了总的生产效率的高低。从而产生了对洗瓶机 设备的研究与改进工作。随着啤酒市场不断地发展变化，酒瓶种类、标纸和粘接剂品种不断增加，特别是现在的头标铝箔纸的出现，给洗瓶设备和工艺提出了新的更高的要求 在长期使用多种洗瓶机的过程中 。为了适应现在啤酒回收瓶的洗涤要求 ，我们同该洗瓶机的制造厂家进行了广泛地讨论和研究，对洗瓶机适时地进行了一系列的技术改进。 洗瓶机器设备的出现并且运用到实际生产中， 改变了人工刷洗的传统工艺，实现了自动化

11、生产方式 ，达到了减少劳动力、节约费用、提高工作效率、增加企业经济效益之目的。并且得到了广大用户的支持和好评，而且使得化、制药、食品等行业的生产率产生了质的飞跃。根据以上课题的产生背景可知，本课程的研究内容包括下列几个方面：（1） 机构的型式组合 即用什么机构去完成所设计的运动规律。机构的种类很多，它们可以完成许多种运动，如往复运动、往复摆动、沿直线运动、沿某一指定的曲线运动、等速转动和不等速转动等等。而洗瓶机是主要又推瓶机构、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，推头在工作行程中应作匀

12、速直线运动，在工作前后可有变速运动，回程时有急回。西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文4 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。（2） 推瓶机构的运动规律设计 即怎样根据使用要求或工艺要求制定出一个合理的运动规律。例如推瓶机构的设计，如果采用凸轮 连杆机构的功能原理，则需要提出相应的运动规律来完成所运动的轨迹，来完成相应的实际功能；如果采用四连杆机构的功能原理，怎样实现推头推瓶的均匀速度和推头快速返回原位等等。在这些可能的运动规律中，要找出一个适合客观规律的最优方案。这里要强调的是设计者应该有创新性

13、设计的理念，要以主动的坚忍不拔的精神去探索新的运动规律是本课题第三章的内容 （3） 机构的分析和综合 综合出合适的机构类型后，怎样进一步确定机构中各构件尺寸和结构形状，也是一项要研究的问题。结合实际分析连杆机构的运动规律及外型尺寸最终确定其整体外型尺寸。洗瓶机设备 只用一个动力源，实现三个功能运动的机构必须联动，并且其主要动作必须协调。最后所要说明的是，本课题研究的主 要内容是推瓶机构的设计，有不足的地方希望希望大家多多批评指正。西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文5第第 2 2 章章 洗洗瓶瓶机机推推瓶瓶机机构构原原理理及及运运动动分分析析 2 2. .1

14、 1 推推瓶瓶机机构构的的功功能能原原理理及及工工作作原原理理根据使用要求或工艺要求设计机构时，首先考虑的是采用什么功能原理来实现这些要求。显然，采用不同的功能原理，其所要求的运动规律设计必然也不同。首先了解一下洗瓶机构：附下图所示是洗瓶机有关部件的工作情况示意图。待洗的瓶子放在两个转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头m 把瓶推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗涮完毕时，后一个待洗的瓶子已进入导辊待推。原始设计数据和设计要求 ：(1) 瓶子尺寸：大端直径d=80mm，长200mm，小端直径d=25mm，(如图2-2所示)(2) 推进距离l=600mm，推瓶机构应使推头m

15、 以接近均匀的速度推瓶， 平衡地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。 (3) 按生产率的要求，推程平均速度为v=50mm/s，返回的平均速度为 工作行程三倍。 (4) 机构传力性能良好，结构紧凑，制造方便。 根据设计要求，推头m 可走附下图所示轨迹，而且在l=600mm 工作行程中作匀速运动，在其前后作变速运动，回程时有急回运动特性。对这种运动要求。 通常，要用若干个基本机构组合成的组合机构，各司其职，协调动作，才能实现。在选 择机构时，一般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，则往往通过改变基础机构主动件的运动速度来满足。西西北北工工

16、业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文6 图2-1 工作行程示意图 图2-2 瓶子规格2 2. .1 1. .1 1 功功能能原原理理在实际工作中，要设计的机器往往比较复杂，其使用要求或工艺要求往往需要 很多的功能原理组合 成一个总的功能原理 图2-3 工作示意图图2-3 工作示意图来完成，根据上诉，我们来 分析一下洗瓶机是通过什么功能原理来实现它所要完成的工作的。首先推瓶机构所采用的功能原理是用机械能迫使瓶子由工作台的一侧运动到另一侧，则要求有一个工作行程为l l往返运动的推头，同时推头在工作过程中要匀速，回程时要快速，能够满足此运动规律可以有很多种，如可以设计成曲柄

17、-四杆机构，或凸轮连杆机构等实现其往复运动来完成其工作。要运用此功能原理来满足其工作需要，在运动规律设计方面就要考虑用什么来带动曲柄连杆或凸轮连杆机构的转动，一般我们都用电机来完成此项转动功能。其次是转辊机构所运用的是机械的转动规律，也是机械运动中比较简单的运动规律，只需要有一定的转动速度与推瓶机构、转辊机构相配合来实现洗瓶设备的整体工作功能。它是有两个长圆柱型导辊旋转，带动瓶子旋转并且由导辊的一侧移动到另一侧的，其中导辊只完成其中的旋转功能，移动功能是由推瓶机构来实现的。西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文7最后我们要了解一下转刷机构所采用的功能原理，它与

18、导辊机构相同运用的 都是机械的转动规律，与其不同的是转刷机构的旋转要有很高的速度来完成其对 瓶子外壁的清洗工作。知道了它的运动规律 就要进一步了解它是由什么机构带动 完成其所要求的功能的。推瓶机构、导辊机 构和转刷机构都是由一台电机来提供 所有的机械转动规律的，这就要求我们对它们深入分析、研究各构件之间的运动规律的联 系，进而的设计出符合其联动规律的整体设备，来满足我们预期想要实现的目标。2 2. .1 1. .2 2 工工作作原原理理我们对机器的认识理论上是对其功能原理的了解，但实际的生活生产中，对 机器的认识最本质上还是对其工作原理上的了解。接下来我们要分析一下洗瓶机的 工作原理：洗瓶机是

19、由推瓶机构、导辊机构和转刷机构共同来完成它的工作的。根据上 面洗瓶机工作情况示意图，首先是由推瓶机构以均匀的速度将瓶子推上工作台 （导辊），推头的往复运动使瓶子一个一个不间断的送上工作台进行清洗工作， 由于瓶子是从静止到具有一定的速度，推头和瓶子之间必然存在着一定的冲击， 所以就要考虑推头的材料不能是刚性材料，要用具有一定韧性的塑性材料以保证 在工作过程中不至于将瓶子碰碎。第二，瓶子送到工作台的同时导辊已经进入了 旋转的状态并且喷水机构也开始对瓶子进行喷水，使瓶子随着导辊的旋转进行圆 周运动，安装在导辊上面旋转的转刷能够将瓶子的四周都能够清洗干净。2 2. .2 2 推推瓶瓶机机构构工工艺艺动

20、动作作分分析析及及工工作作循循环环图图当按机械的运动要求或工艺 动作初步设计出机构系统运动方案示意图后，还 不能充分反映出机构系统中各个执行构件间的相互协调配合的运动关系 。 在大多数机械中，各执行机构往往作周期性的运动，机构中的执行构件在经 过一定时间间隔后，其位移、速度、加速度等运动参数的数值呈现出周期性重复。 用来描述机构系统在一个工作循环中各执行构件运动间相互协调配合的示意图称为 机构系统运动循环图，简称运动循环图，又称工作循环图。凸轮旋转角度0- 216216- 252252- 324324- 360滚子运动状态升程远休止回程进休止推头运动状态工退静止工进静止西西北北工工业业大大学学

21、明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文8工作过程返回准备推瓶准备第第 3 3 章章 系系统统总总体体方方案案设设计计3 3. .1 1 系系统统运运动动方方案案构构思思运动规律设计得不同，综合出的机构也就完全不同，这是容易理解的。但是 不同的机构却可以实现同一运动规律，满足同样的使用要求，因此就需要从各种 运动性能来评价这些机构，以便从中选择一个最优的机构。根据上诉的推瓶机构的运动规律，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

22、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速度的附加机构组合。实现要求的机构方案有很多，可用多种机构组合来实现。如：1.凸轮铰链四杆机构方案如3-1 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。 西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文9图3-1凸轮铰链四杆机构的方案2.五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

23、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3-2 所示为两个自由度五杆低副机构， 1、4 为它们的两个输入构件， 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3-2 五杆组合机构的方案3.凸轮-全移动副四杆机构图3-3 所示全移动副四杆机构是两自由度机构，构件2 上的m 点可精确再现给定的轨迹，构件2 的运动速度和急回特征由凸轮控制。这个机构方案的缺点是 因水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺寸过大。西西北北工工业业大大学学明明

24、德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文10 图3-3 凸轮-全移动副四连杆机构的方案3 3. .2 2 方方案案的的评评定定及及选选择择最最优优方方案案3 3. .2 2. .1 1 方方案案的的评评定定根据上节所给出的三种设计方案，我们来讨论并从中选出较优方案进行最终 的设计。首先是凸轮铰链四杆机构：此机构结构简单， 、体积小，安装后便于调试 而且从经济性角度来看，也很合适。其中凸轮轴能很好协调推头的运动且工作平 稳。推头m 能够近似的完成所要求的工作行程轨迹，主要由各推杆的长度比例及 凸轮的形状来实现推回程速度比和推程。但 缺点是四杆机构的低副之间存在间隙， 杆较多，容易产生误差，累

25、积误差大，不能实现精确运动。冲击、震动较大，一 般适用于低速场合。因为本设计中使用的连杆不多，而且速度不是很快，这种方 案可以满足设计要求。其次五杆组合机构的方案五杆组合机构方案，此方案所需要的杆件繁多，设计 烦琐，实际机构尺寸过大，不是很合理的一个设计方案，性价比也不高。最后凸轮-全移动副四连杆机构的方案 是两自由度机构，构件2 上的m 点可精确再现给定的轨迹，构件2 的运动速度和急回特征由凸轮控制。这个机构方案的 缺点是因水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺 寸过大，不符合实际要求，空间过大。3 3. .2 2. .2 2 方方案案选选择择根据上述方案的评定，最终

26、选择凸轮铰链四杆机构作为西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文11本次设计的推瓶机构 方案，如图3-4 所示：右图 图3-4第第 4 4 章章 凸凸轮轮及及铰铰链链四四杆杆机机构构的的设设计计4 4. .1 1 凸凸轮轮的的设设计计4 4. .1 1. .1 1 凸凸轮轮基基本本参参数数设设计计(1) 凸轮机构的组成凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复摆动或移动的。推杆是被凸轮直接推动的构件。因为在凸轮机构中推杆多是从动件，故又常称其为从动件。凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。（2）凸轮机构中的作用力

27、直动尖顶推杆盘形凸轮机构在考虑摩擦时，其凸轮对推杆的作用力 f 和推杆所受的载荷 (包括推杆的自重和弹簧压力等) g 的关系为f = g /cos(+1) - (l+2b/l)sin(+1)tan2（3）凸轮机构的压力角 推杆所受正压力的方向(沿凸轮廓线在接触点的法线方向)与推杆上作用点的速度方向之间所夹之锐角，称为凸轮机构在图示位置的压力角，用 表示西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文12在凸轮机构中，压力角 是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。在其他条件相同的情况下，压力角 愈大， 则分母越小， 作用力 f 将愈大；如果压力角大到使作用力将增至无穷大时

28、，机构将发生自锁，而此时的压力角特称为临界压力角c ，即carctan1/(1+2b/l)tan2- 1为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角max 小于临界压力角 c 。在生产实际中，为了提高机构的效率、改善其受力情况，通常规定凸轮机构的最大压力角max 应小于某一许用压力角。其值一般为：推程 对摆动推杆取 3545 ； 回程时通常取 7080。（4）根据以上设计内容确定出凸轮设计曲线图如线图（图4-1）所示。 图4-1 凸轮设计曲线图凸轮的轮廓主要尺寸是根据四杆机构推头所要达到的工作行程和推头工作速度来 确定的，初步定基圆半径r0=50m，沟槽宽20mm，凸轮厚25mm, 孔r=15m

29、m ,滚子半径rr=10mm。 凸轮的理论轮廓曲线的坐标公式为： ， （ a）sin0srxcos0sry（5）求凸轮理论轮廓曲线：西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文13 a)推程阶段 01=216=1.2 2/2sin/0110111 hs = 2/4sin/21h2 . 1 , 01b）远休阶段 =36025/ 7.5 2s5/, 02c)回程阶段 72035/2 3310hs 03/5035340343/6/15hh 5534343333/1458/1215/270hhh5/2 , 03d) 近休阶段 =36025/ 04s5/, 04e)推程段的压

30、力角和回程段的压力角 srdds0/arctan将以上各相应值代入式（ a）计算理论轮廓曲线上各点的坐标值。在计算中时应注意：在推程阶段取，在远休阶段取，在回程阶段取1201，在近休阶段取。计算结果见表4-1。.302014030201根据推瓶机构原理，推瓶机构所需达到的工作要求来设计凸轮，凸轮的基本尺寸 在近休时尺寸为50mm,达到最远距离是尺寸为180.9mm。(6)求工作轮廓曲线： 有公式的 cosrrxxsinrryy其中： 22/sinddddddyxx 22/cosddddddyxya) 推程阶段 .21 , 01西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论

31、文文14 101cossin/srddddxx 1011cossin4cos12srh 101sincos/srddddsy =1011sincos4cos12srhb) 远休阶段 5/0， 202/cos/srddx 202/sin/srddyyc) 回程阶段 5/2 , 0 303cossin/srddddsx 303543433323cossin/7290/4860/810srhhh 303543433323sincos/7290/4860/810/srhhhddyd) 近休阶段 5/, 0 403/4cos/srddx 403/4sin/srddy计算结果可以得凸轮工作轮廓曲线个点的坐

32、标见下表 4-1： 表4-1 x y x y 0 5 10 0.04.3598.705-8.68250.049.82649.37049.246 0.0 3.602 7.409-6.94640.0 39.855 39.45539.392西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文15 350 355 360-4.3580.049.81050.0-3.4860.0 39.847 40.04 4. .1 1. .2 2 凸凸轮轮的的建建模模根据上一节内容凸轮的基本尺寸 利用pro/e 软件做的凸轮机构，如下图所示（图4-2）所示。 左图 图4-24 4. .2 2 铰铰链

33、链四四杆杆机机构构的的设设计计4 4. .2 2. .1 1 铰铰链链四四杆杆机机构构尺尺寸寸设设计计 铰链四杆机构按照给定的急回要求设计，利用解析法求解此类问题时，主要利用机构在极为是的特性。又已知的行程速比系数 k 和摇杆摆角=69度，在由图4-3 查的最小传动角的最大值maxmin及 的大小在计算各杆的长度。西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文16 图4-3查表可知maxmin=45，=75 则： =180（k-1）/（k+1）=90a/d=sin(/2)sin(/2+)/cos(/2-/2)b/d= sin(/2)sin(/2+)/sin(/2- /

34、2)(c/d)=(a/d+b/d)+1-2(a/d+b/d)cos选定机架长度d 就可以确定其他各干长度。根据推瓶的行程来确定各杆的长度及摆角大小，摇杆所转的角度=69度，行程速比系数k=3。得l1=477.64mm l2=290.22mml3=577.3l3a=229.3西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文17l4=500mml4a=200mm连杆机构中的运动副一般均为低副。其运动元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑较好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭。能很好的保证工作可靠性。对于四杆机构来说，当其铰链中心位置确定后，各杆的长

35、度也就确定了，用作图法进行设计，就是利用各铰链之间的相对运动的几何关系，通过作图法确定各铰链的位置，从而得出各杆的长度。图解法的优点是直观，简单，快捷，对三个设计位置下的设计十分方便，其设计精度也能满足工作要求。根据第 3章四杆机构的尺寸来设计铰链四杆机构。连杆材料为45#钢调制处理，杆粗为20mm，根据各干长度尺寸现用pro/e 软件绘制连杆机构图如下，这三幅图分别为连杆滑块在凸轮上转到近休时连杆机构 的位置（图4-4 所示, 连杆滑块转到凸轮远休时连杆机构的位置（图4-5）所示。西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文18图4-4 图4-54 4. .3 3

36、 凸凸轮轮铰铰链链四四杆杆机机构构组组合合运运动动图图下图三个依次为连杆滑块转到凸轮最远距离远休位置时的图（图 4-6）所示， 连杆滑块转到凸轮最近距离近休位置时的图（图 4-7）所示。当凸轮转到远休位置时，这时通过连杆在凸轮上的滚子推动连杆，铰链四杆 机构的摆杆2 运动到了最大位置，和机架安装的杆1 在一条水平线上。 图4-6西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文19 当凸轮运动到近休位置时，这时通过在凸轮上连接滚子的连杆推动杆 2 和杆3运动到一条直线上，这个时候是摆杆回 到了初始位置，推头开始推瓶。 图4-7第第 5 5 章章 传传动动系系统统的的总总体

37、体布布局局即即部部件件的的选选择择设设计计5 5. .1 1 主主要要传传动动系系统统机器是执行机械运动的装置，用以变换或传递能量、物料和信息。其中传递 机械运动的实体部分称为机构。机器是由多个机构组成的，由各个机构所能完成 的功能组合在一起所实现的共同的功能，是一个组合体。首先机器是由动力源、传动系统、执行系统和操控系统组成。我们要研究它 就要把它拆开来一步一步的分析，根 据第3 章我们所讨论的机构设计方案，最终 确定了凸轮四杆铰链机构。洗瓶机设备的主要传动系统有：皮带轮传动系统、减速器传动系统、齿轮传 动系统和凸轮-四杆铰链传动系统。西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业

38、设设计计论论文文205 5. .1 1. .1 1 运运动动及及动动力力参参数数的的设设计计及及计计算算a)电动机构造简单、工作可靠、控制简便、维护容易，一般生产机械上大多 采用电动机驱动。电动机已经系列化，设计中只许根据工作机所需要的功率和工作条件，选择 电动机的类型和机构型式、容量、转速，并确定电的具体型号。电动机类型和型式可以根据电源种类（直流、交流） 、工作条件（温度、环境、空间尺寸）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。工业上广泛应用y 系列三相交流异步电动机。它是我国80 年代的更新换代产品，具有高效、节能、震动小、噪声小和运行安全可靠的特点，安装尺寸和功 率等级符合

39、国际标准，适合于无特殊要求的各种机械设备。对于频繁启动、制动 和换向的机械，宜选用转动惯量小、过载能力强、允许有较大震动和冲击的 yz 型yzr型。b) 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式y（ip44）系列的电动机。 电动机容量（功率）选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。 当容量小于工作要求是，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载发热量 大而过早的损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，经常处于不 满载的运行，起效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大的浪费电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其

40、运行状有关。对于长期连续运转、载荷不变和变化很小、常温下工作的机器，只 要所选电动机的额定功率ped等于或略大于所需电动机功率pd，即pedpd，电动机在工作时就不会过热，而不必校验发热和起动力矩。具体计算步骤如下：1)工作机所需功率pw pw3.4kw2)电动机的输出功率pdpw/西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文210.904轴承齿轴承联23pd3.76kw3)根据电动机所需额定功率选择合适的电动机转速， 初选为同步转速为1000r/min 的电动机。4).计算总的传动比由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为:inm

41、/nwnm =960nw4.5i213.33合理分配各级传动比先选定带轮传动比i带=2，减速器传动比i=25.14,齿轮传动比i=4.27 由于减速箱是同轴式布置，所以i1i2。因为i25.14，取i25，i1i2 =5；速度偏差为0.5%5%，所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩项 目电动机轴大带轮中间轴ii低速轴iii凸轮轴转速（r/min）9604809619.24.5功率（kw）43.963.843.723.61转矩（nm）39.889.4191925.21850.45传动比12557.8效率10.990.970.97 0.96西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业

42、设设计计论论文文225 5. .1 1. .2 2 皮皮带带轮轮的的选选择择与与设设计计根据第3 章确定的电动机功率， 根据要求选择和设计皮带轮所得计算结果如 下表所示：传动比2无带型a无小带轮基准直径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hfmi

43、n 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）5 5. .1 1. .3 3 减减速速器器的的选选择择减速器是位于原动机和工作机之间的机械传动装置。由于其传递运动准确可 靠，结构紧凑，效率高，寿命长，且使用维修方便，得到广泛的应用。常用的减 速器目前已经标准化，使用者可根据具体的工作条件进行选择。课程设计中的减 速器设计工厂是根据给定的条件，

44、参考标准系列产品的有关资料进 行非标准化设计减速器类型很多。按传动件类型的不同可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、 蜗杆减速器、齿轮蜗杆减速器和行星轮减速器；按传动级数的不同可分为一级减 速器、二级减速器和多级减速器；按传动布置方式不同可分为展开式减速器、同 轴式减速器和西西北北工工业业大大学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文23分流式减速器；按传递功率的大小不 同可分为小型减速器、中型减 速器和大型减速器等。根据5.1.1 所知数据选定减速器为qjr 型减速器，这种减速器可做于运输， 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中。适用工作 条件为：齿轮圆周速

45、度应 16m/s，高速轴转速1000r/min，工作环境温度为-4045c,低于0c 启动前润滑油应加热到5c，可正反双向转动。qj 型减速器分为卧式（w）和立式（l），在这里为了合理安排安装空间，选用卧式（w）。外形 安装尺寸选择： /mm输入轴端公称中心距acaza2dzlzlhnksr重量/kg236170406388082851821022517232133承载能力查的（连续工作型）：根据i=25 查的输出转矩为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。.所选减速器符合要求。西西北北工工业业大大

46、学学明明德德学学院院本本科科毕毕业业设设计计论论文文24总总 结结本论文是对洗瓶机的推瓶机构的功能原理和工作原理进行详细的 分析和设计，并且对其传动系统进行了 设计。首先，对洗瓶机推瓶机构的电机、减速器、带轮 及其齿轮传动等主要的传动系统进行了分析与设计，使的它的运动状态和运动规 律能更好的实现其实际的工作。对洗瓶机的整个工作过程做了详细的阐述，并且 根据设计过程的凸轮转动结合连杆的实际运动规律绘制了工作循环图，使洗瓶机 的各步的运动状态、工作过程等更好的体现出来。本次毕业设推瓶机构的设计过程中， 应用到机械设计，机械原理，机械设计 手册等相关方面的教材，通过设计，凸轮铰链四杆机构 首先是凸轮铰链四杆机构：此机构结构简单，、体积小，安装后便于调试而且从经济性角度来看，也很 合适。其中凸轮轴能很好协调推头的运动且工作平稳。 推头m 能够