机械原理课程设计洗瓶机使用说明书

自动洗瓶机机构

说明书

机械工程学院机械设计及其自动化专业

08级机自2 班

设计者

指导教师郑立娟

2010 年 6 月30 日

目录

一．题目：自动洗瓶机机构 (4)

５.１洗瓶机构循环路线分析 (21)

５.2 洗瓶机机构循环图 (21)

六．洗瓶机总体结构简图及其工作原理 (23)

6.1 洗瓶机总体结构简图 (23)

6.2 洗瓶机工作原理 (23)

七．收获与体会 (24)

八．参考文献 (27)

1）给出工作原理，原始数据及设计要求。

2）根据工艺动作要求拟定运动循环图。

3）进行各部分传动机构的选型。

4）提出2～3种机械传动方案。（画出草图）

5）进行方案的评定和选择。

6）对传动机构进行尺寸设计和计算。

7) 按比例画出运动简图。

8) 对典型机构进行运动和动力分析（可应用计算机

辅助分析手段，例如机构仿真）。

行程速比系数k=1.5。

4)按整个机构的工作要求，我们规定推进机构中原

动件曲柄素转为w=1rad/s。

5)机构传动性能良好，机构紧凑，制造方便。。

二、设计方案的拟定和比较

自由度F=3n－2p l－p h=3×4－２×５－１=１

2.2 设计方案二：凸轮-全移动副四杆机构

图2—2

图2—3

自由度F=3n－2p l－p h=3×5－2×7=1

2.4 分析选择最终方案

由设计要求知：①推瓶机构应使推头平稳地接触和推进瓶子，然后推头快速返回原位，即回程是个急回运动；②按生产率的要求，我们规定返回时的推头平均速度为工作推进时的推头平均速度的1.5倍，即推头行程

速比系数k=1.5。

点：①该机构的运动副全为低副，并且运动副元素间便于润滑，故可传递较大载荷；②运动副元素的几何形状简单，便于加工制造；③运行过程中：推头右行时，速度较低且均匀，可以提高推瓶质量；推头左行时，由于有急回作用，速度较高，可提高生产率。综合以上分析，

选择方案三为洗瓶机机构的最终方案。

图3—1

根据原始数据及设计要求知：推头推进距离

l =320mm ，推头行程速比系数k=1.5,设计六杆机构

原动件曲柄95AB l mm =，从动件70DE l mm =，如上图所示，机构的极位夹角1

180361

k k θ-=

⨯=+。。，摇杆摆角1==36DCD φθ=∠。

，铰链A 和铰链C 之间的

()1

cos18cos182

CD CD CD l l l =+

-。。505.1mm =

按照以上尺寸，用ProE 做出六杆机构的三维立体图演示运动情况，经验证，符合要求，说明设计的六杆机构各构件的尺寸大小合适。

3.2 六杆机构的运动学分析

用解析法对六杆机构进行运动学分析 由设计要求知：原动件曲柄的角位移

1ϕ＝1ωt ＝ωt ＝t

图3—2

（1） 杆CD 角位移分析。 机构的复数矢量方程为 1214i i l e se l ϕϕ+= ①

由此可得滑块位移S 和角位移2ϕ为 122

2

1

4141(2cos )S l l l l ϕ=+-

[]

211411arctan sin /(cos )l l l ϕϕϕ=--

（2）杆ＣＤ角速度分析。 将式①对时间求导，得

上式两端同乘以2

i e ϕ-，得

12.

..

()22

11

22220

i l e

S i iS s s ϕϕ--ω-ω+ω+ε+=

由上式可得滑块加速度..

S 和杆ＣＤ角加速度2ε为

..

22

11122cos()l S s ϕϕ=ω-+ω

.

2211122sin()2/l s

s ϕϕ⎡⎤ε=ω--ω⎢⎥⎣⎦

２.在图3—3中,设杆CD 的长度l CD =l 2,杆DE 的长

度l DE =l 3,点Ｏ与点Ｃ之间的距离l OC =l 5,点Ｏ与点Ｅ之间的距离l OE =h

（1）推杆位置分析， 机构的复数矢量方程为 3290325i i i he l e l e l ϕϕ++=。

④

由上式可得推杆位移h 和杆DE 角位移3ϕ

()12

22

352222

cos sin h l l l l ϕϕ⎡⎤=---⎣⎦ ()12

22

35223522

cos arctan cos l l l l l ϕϕϕ⎡⎤

---⎣

⎦=-

（2）推杆速度分析。将式④对时间求导，得

3322

90223333222220i i i i i e il e l e il e l e h ϕϕϕϕ+ε-ω+εω-ω=

上式两端同乘以3

i e

ω-，得

()

()

(

)

3

2323..

90223333222220

i i i e

il l il e l e h ϕϕϕϕϕ---+ε-ω+εω-ω=。

由上式可得推杆加速度h 和杆DE 角加速度3ε ()()22..

33222322233

sin cos sin l l l h ϕϕϕϕφω+ε-+ω-=

()()()()222332223222332223222333

sin cos cot cos sin l l l l l l ϕϕϕϕϕϕϕϕϕ⎡⎤ω+ε-+ω--ε-+ω-⎣

⎦ε= 分析完毕