洗瓶机设计方案

机械原理课程设计说明书

洗瓶器课程设计

院－系：工学院机械系

专业：机械工程及自动化

年级：XXX级

学生姓名：XXXXX

学号：

同组人：

指导教师：

2011-10

目录

一、设计任务书 (3)

1、1 设计题目 (3)

1、2 设计任务 (4)

1、3 设计要求 (4)

二、洗瓶机流程分析及运动方案设计 (5)

2、1 流程分析 (5)

2、2 运动方案设计- (6)

三、机械总体结构设计 (9)

四、执行机构和传动部件的结构设计 (11)

五、洗瓶机的流程分析 (12)

六、两种方案的评价比较 (13)

6、1 第一种方案 (14)

6、2 第二种方案 (15)

6、3 最佳选定方案 (17)

七、设计总结 (18)

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

1、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）.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。

（3）.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。

（4 ）.其他机构的设计分析。

（5）.编写设计计算说明书。

1、3 设计要求

1.3.1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。

1.3.2 原始数据

（1）瓶子尺寸：长度L=100mm，直径D=200mm。

（2）推进距离S=600mm，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。

（3）按生产率每分钟3个的要求，推程的平均速度v=45mm/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。

二、洗瓶机流程分析及运动方案设计

2、1 流程分析

洗瓶机的流程分为五个流程：进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶。

2、2 运动方案设计

（1）、进瓶机构选择

进瓶需要实现的是将瓶子从相应的位置间歇送到推瓶机构上。为实现此运动，本方案将瓶子放入胶性皮带上，利用槽轮机构带动皮带运动来实现。如下图2所示：

图2

（2）、清洗瓶内表面机构设计

清洗瓶内表面只需向瓶中送入带有毛刷的导轮上，利用齿轮的旋转带动毛刷旋转，进行清洗。为实现这个流程，我把此流程安排在导辊上来实现。即在瓶子滑下斜坡到导辊的轨迹上时，导辊匀速前进的同时，毛刷插进瓶子，推动瓶子，利用转动的毛刷清洗瓶内表面。，为实现此运动我采用了齿轮轮来实现，导辊要既有前进，又要有转动，就要求导辊有伸缩旋转的作用，我利用钓鱼竿原理来实现，如下：

图3

（3）、推瓶机构设计

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4 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。

图4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。

A、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，本机构采用五杆组合机构（由凸轮、齿轮和连杆机构组合而成）。

B、五杆组合机构方案

结构特点：铰链带动齿轮转动，齿轮带动涡轮转动，根据涡轮的转动，结合杆组，从而实现推头的急回运动。即前进时间大于返回时间和返回时间大于前进时间。

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，图3 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（如下图所示）。

图5

如图上所示，杆4的上升运动可以使推头在水平面上正常的工作，使推杆机构达到工作的平稳性与高效性。另外，此机构结构简单，安全性高，急回特性显著，便于制作，但是要注意预防死点的发生，以免出现顶死现象

(4)、清洗区方案设计

当瓶子进入清洗区域后，可以以多种的运动方式实现过程，可以是圆周运动，也可以是直线运动。所以我们可以用双辊清洗机构，其根据两根导棍的同时同向转动带动瓶子的转动这一原理设计的，在这个机构中瓶子沿着本身轴线做直线运动，在工作效率上较其他机构具有一定的优势，而且能够很好的保证工作的平稳性。如下图所示：