机械原理课程设计之洗瓶机

1、目录一、设计任务书41、设计题目1 、2 洗瓶机得技术要求 41、3 设计任务 5、 4 原始数据二、机械运动方案设计 6、 1 分析设计要求 62、2 推瓶机构选择6三、进瓶装置设计93、1进瓶装置简图 93、2 槽轮机构设计93、3运动协调设计 9四、洗瓶装置设计14、 洗瓶装置简图 14、2洗瓶设计说明 10五、推瓶机构设计115、1 推瓶起点设计115、 推瓶终点设计 1六、洗瓶机总体方案设计 1、方案一总体方案及运动说明 36、2 方案二总体方案及运动说明 1七、方案评估16、 1 方案评价比较 167、2 最终选定方案 6八、课程设计总结1参考文献19一、设计任务1、设计题目洗瓶机

2、主要就是由推瓶机构、 导辊机构、转刷机构组成。 待洗得瓶子放在两个同向转动得导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头 M把瓶子推向前进时 , 转动着得刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时 , 后一个待洗得瓶子已送入导辊待推。如图 1 所示。1、2 洗瓶机得技术要求 :表 1、 1洗瓶机得技术要求瓶子尺寸工作行电动机转( 长直径 )生产率急回系数方案号程速个 /minkmm,mmmr A 1 0 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 . 学生应该提出两种以上得设计方案并经分析比较后选定一种进行设计。（2）、设计传动系统并确定其传动比分配。（ 3) 、画出机

3、器得机构运动方案简图与运动循环图 .（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) 、其她机构得设计计算。（）、编写设计计算说明书。、 4 原始数据（ 1) 、瓶子尺寸 : 长度 L=100mm,直径 D20m。(2 ）、推进距离 =00m，推瓶机构应使推移接近均匀得速度推瓶, 平稳地接触与脱离瓶子 , 然后推头快速返回原位 , 准备进入第二个工作循环.（ 3）、按生产率每分钟 3 个得要求 , 推程得平均速度 v=45mm/, 返回时得平均速度为工作时得平均速度得三倍。(4) 、电动机转速为

4、 1440 r/min 。 ( ) 、急回系数 3。二、 机械运动方案设计、分析设计要求由题目可知：洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计得推瓶机构应使推头M以接近均匀得速度推瓶 , 平稳地接触与脱离瓶子 , 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，推头可走图 1 所示轨迹，而且推头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。图 1推头运动轨迹对这种运动要求，若用单一得常用机构就是不容易实现得 , 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得机构 ( 基础机构），而沿轨

5、迹运动时得速度要求 , 则通过改变基础机构主动件得运动速度来满足 , 也就就是让它与一个输出变速度得附加机构组合 .2、2 推瓶机构选择推瓶机构得方案：根据前述设计要求, 推瓶机构应为一具有急回特性得机构，为了提高工作效率 , 一就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, 以保证工作得稳定性，这些运动要求并不一定都能得到满足, 但就是必须保证推瓶中推头得运动轨迹至少为近似直线，以此保证安全性。推头得运动要求主要就是满足急回特性， 能满足急回特性得机构主要有曲柄滑块机构，曲柄转动导杆机构与曲柄摆动导杆机构 .运用前述设计得思想方法

6、， 再考虑到机构得急回特性与推头做往复直线运动得特点， 所以根据要求 , 本机构采用了摆动导杆机构。2. 。 1 凸轮 - 铰链四杆机构方案如图所示，铰链四杆机构得连杆 2 上点走近似于所要求得轨迹 , 点得速度由等速转动得凸轮通过构件 3 得变速转动来控制 . 由于此方案得曲柄 1 就是从动件 , 所以要注意度过死点得措施。图 2凸轮 - 铰链四杆机构得方案2。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 . 因此具有两自由度得连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹得特征。 点 M得速度与机构得急回特征， 可通过控制该机构得两个输入构件间得运动关系来得到 , 如用凸轮机构、齿轮或四连杆

7、机构来控制等等。图 3 所示为两个自由度得五杆低副机构， l 、4 为它们得两个输人构件 , 这两构件之间得运动关系用凸轮、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 .图五杆组合机构方案 .3最终选定推瓶方案在这里通过比较分析，我选择得就是凸轮-铰链四杆机构得方案，因为它相对简单，而且能达到预计得要求。三、进瓶装置设计3、进瓶装置简图图 3-1 进瓶装置简图3、2 槽轮机构设计我设计得就是当主动拨盘（缺口圆盘）匀速转一周 ,从动槽轮转 90 ,而传动带得导杆也转过 0， 而且要等于一个瓶子得长度。而所用时间就是洗瓶装置得一个来回，即 :=0s 则有 :主动拨盘角

8、速度w=2/2、 314 a/s、3、运动协调设计在这里我选用得就是槽轮间隙机构来进行瓶子得进瓶主要构件,负责把瓶子传送到洗瓶装置上。因为按照生产率为3 i 得到每洗一个要2s,所以我设计主动拨盘转一周所需时间为20s，这样从动拨盘就每20转动 0，再让它转过 90时得路程等于一个瓶子得长度即200m,则可以确定主动带轮得半径 1，因为 =v1* 1=200 ,v1=W R1,由 3、可知 :W=0、 1 rds,所以 1 00m。四、洗瓶装置设计4、1洗瓶装置简图4、 洗瓶设计说明我这里推头特意设计成可以洗内表面得刷子， 它比瓶子得内径稍大一些， 瓶子下来时，在推头得作用下 ,后面又有洗外表

9、面刷子得阻力 ,内刷子就可以很轻松得插入瓶内，待到推头得挡板抵到瓶口后就可以推着瓶子走了。 随着导辊得转动，瓶子内外表面都得到很好得清洗。另外 ,值得注意得一点就是 ,内刷子因为要伸到瓶子里面,所以要选用软一点刷子，方便轻易得伸到瓶里面而不影响瓶子移动。还有就就是内刷子得刷杆也要用软一点橡胶棒 ,方便瓶子洗好时 ,借助重力好脱离内刷子 ,顺着出瓶轨道滑出， 滑到装瓶箱。五、推瓶装置、推瓶起点设计5 。1. 起点时得简图5。1。 推瓶起点设计说明上图就是刚刚开始推瓶时候, 凸轮转到最高点， 推杆回到最左端 , 此时，刚好进瓶装置送下一个瓶， 内刷子随推杆插入瓶子内, 刷毛尽量选用软性材料 , 方

10、便内刷子插入瓶内 , 这样随着凸轮带动推杆内刷子先伸进瓶子内, 等推头挡板抵到瓶口时，瓶子才受到推杆得推力, 推头才会推动瓶子运动, 进行外表面得清洗 , 一直到导辊完。5、 推瓶终点设计说明521 终点时设计简图5.2.2推瓶终点设计说明上图就是推瓶到终点得时候, 凸轮转到最低点 , 推杆回到最右端，此时 , 瓶子在推杆得作用下 , 走到导辊末 , 在重力得作用下 , 瓶子沿内刷子随随刷杆滑入瓶子出瓶轨道内 , 刷杆与刷毛尽量选用软性材料, 方便瓶子滑入出瓶滑道内, 这样随着凸轮带动推杆内刷子先退出瓶子内, 瓶子滑出内刷子后，瓶子才落到出瓶滑道内，推头才会继续做回复运动, 不过要避免死点得产

11、生, 才能稳定得进行下一个瓶子内外表面得清洗，一直循环工作.六、洗瓶机总体方案设计6、1 方案一总体方案及运动说明。 1。1 方案一总体方案简图6.1 方案一运动说明首先动力从电动机输出， 因为需要得速度不就是很高， 所以要经过减速箱减速 , 再经过带传动传给齿轮1, 齿轮一又传给齿轮2 带动轴旋转。导辊传动 : 由齿轮 3 带动齿轮 4 使外面一根导辊转动 ; 再由齿轮 4 带动齿轮 5，齿轮 5 又带动齿轮 6 使里面那根导辊转动 . 因为齿轮 4 与齿轮 6 大小一样，齿轮主要就是保证两导辊转向一致， 这样既保证速度一样， 也保证了旋转方向一样。进瓶机构传动： 进瓶机构借助齿轮 4 带动

12、齿轮 7, 又由齿轮 7 带动得轴旋转 ,再由轴带动蜗轮蜗杆B, 然后蜗轮蜗杆带动齿轮, 再由齿轮 9 带动间歇机构槽轮完成瓶子得输进。洗瓶机构传动：洗瓶机构就是通过齿轮6 带动齿轮，齿轮8 带动轴转动 ,再由轴带动蜗轮蜗杆 C，然后再通过蜗轮 10 传给齿轮 13，而齿轮 13 通过左右各一个小齿轮（齿轮 12 与齿轮 14) 传给同尺寸得齿轮 1 与齿轮 5，这样也保证了它们三个齿轮 ( 齿轮 11、齿轮 13 与齿轮 15）转向、转速相同。三个齿轮又把动力传给刷子，通过三个外刷子得旋转来清洗瓶子得外表面 .推瓶机构传动 : 由蜗轮蜗杆 A 带动齿轮 16, 再由齿轮 1传给凸轮得齿轮，再

13、由凸轮得齿轮带动凸轮铰链四杆机构来实现推瓶机构往复运动。、 2方案二总体方案及运动说明6.2 。 方案二总体方案简图 .2 。方案二运动说明首先需将瓶子放入胶带上, 通过进瓶机构间歇得送到导辊轨迹上, 转动得毛刷通过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子, 毛刷在导杆得推动与旋转下边前进边清洗内表面，推动瓶子沿导辊前进，再由外面转动得刷子将瓶子外表面洗净。要实现上述分功能，有下列工艺动作过程：（ 1) 皮带做间歇直线运动；(2 ）瓶子由皮带到导辊得滑动;（）内表面毛刷匀速推进与自身旋转;（ 4) 推头作直线或者近似直线运动, 将瓶子沿导辊推到指定得位置;(5 ）推头沿直线运动推动瓶子移动得程中, 瓶子同

14、时跟着两同向转动得导辊转动;（ 6) 同时，有原动件带动得刷子也同时在转动， 当瓶子沿导辊移动时将瓶子得外表面就清洗干净；( ）在瓶子移动过程中，内刷子同时在瓶子内转动，动作结束，则刷子移出瓶外、（）瓶子离开皮带，而推瓶机构急回至推瓶初始位置，进入下一个工作循环、（ 9) 洗好得瓶子由斜面滑下 , 进入匀速转动得皮带送出、七、方案评估、方案评价比较（ ) 、运动链得长短 : 两种方案都比较简单， 运动链得长度也差不多， 但方案构件数目少一些 , 简单一点 .(2) 、机构得排列顺序： 两种方案得排列顺序都不就是十分合理， 方案一中 , 有部分涡轮蜗杆传动，以传动动力为主，应该将涡轮蜗杆机构布置

15、在高速级, 齿轮机构在低速级，但方案一中没有严格按照这样分布。方案二中有带传动时 ( 进瓶与出瓶机构），这种摩擦传动外廓尺寸较大得机构一般安排在运动链得起始端 , 而其没有 , 也不就是十分合理。(3 ）、传动比分配 : 两个用得构件差不多 , 但就是方案二中洗瓶刷子用带传动, 其现实制作麻烦 , 且误差大 , 所以方案一传动比更合理一些。（ ) 、运动副得形式： 两种方案用得运动副都差不多, 但在总体设计上方案一明显比方案二更精确 , 齿轮运用更恰当 , 布局也更合理 .（ 5) 、机械效率 : 在这方面方案一中大多采用齿轮传递， 而且布局更合理 , 所以精度较高。而方案二中含有带传动等效率

16、低得机构， 所以机械效率比方案一稍低一些。7、2 最终选定方案通过仔细评估比较， 最终选定方案一 , 其设计更合理 , 可行性更高，而且布局上也明显比方案二合理 , 结构设计也更严谨一些。在数据处理上也比方案一清楚明了，所以最终通过评估决定选方案一作为最终选定方案、最终选定方案：方案一方案一总体方案简图6。1。 方案一运动说明首先动力从电动机输出 , 因为需要得速度不就是很高，所以要经过减速箱减速，再经过带传动传给齿轮1, 齿轮一又传给齿轮2 带动轴旋转。导辊传动：由齿轮 3 带动齿轮 4 使外面一根导辊转动 ; 再由齿轮 4 带动齿轮 5, 齿轮 又带动齿轮 6 使里面那根导辊转动 . 因为

17、齿轮 4 与齿轮大小一样，齿轮主要就是保证两导辊转向一致， 这样既保证速度一样， 也保证了旋转方向一样 .进瓶机构传动：进瓶机构借助齿轮 4 带动齿轮 7，又由齿轮 7 带动得轴旋转，再由轴带动蜗轮蜗杆 B, 然后蜗轮蜗杆带动齿轮 9，再由齿轮带动间歇机构槽轮完成瓶子得输进。洗瓶机构传动 : 洗瓶机构就是通过齿轮带动齿轮 8, 齿轮 8 带动轴转动 , 再由轴带动蜗轮蜗杆 C，然后再通过蜗轮 1传给齿轮 3, 而齿轮 13 通过左右各一个小齿轮 ( 齿轮 12 与齿轮 14）传给同尺寸得齿轮 11 与齿轮 15，这样也保证了它们三个齿轮 ( 齿轮 11、齿轮 1与齿轮 15）转向、转速相同 .

18、 三个齿轮又把动力传给刷子，通过三个外刷子得旋转来清洗瓶子得外表面。推瓶机构传动：由蜗轮蜗杆 A 带动齿轮 1, 再由齿轮 16 传给凸轮得齿轮，再由凸轮得齿轮带动凸轮铰链四杆机构来实现推瓶机构往复运动。八、课程设计总结机械原理设计课程设计就是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺得一个重要环节 . 通过了课程设计使我从各个方面都受到了机械设计得训练 , 对机械得有关各个零部件有机得结合在一起得到了深刻得认识。此次机械原理课程设计题目很有意义考察得知识点也很全面， 有凸轮设计及结构分析 , 还有齿轮得设计及电动机得选择等，还有 CD 制图 , 以及各种设计方案得比较，这不仅培养了我综合应用大学几年里所学得理论知识与生产实际知识解决工程实际问题得能力， 还培养出了我们得团队合作精神。 全体组员共同探讨，虽然只有两个人 , 但就是解决了许多个人无法解决得问题。同时，我深刻地认识到了自己在知识得理解与接受应用方面得不足 . 由于这次设计时间紧迫 , 有很多地