机械原理课程设计洗瓶机推瓶机课程设计

机械创新设计（一）

课程设计

题目：洗瓶机推瓶机课程设计

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目录

一、总体设计方案

1.1设计要求-------------------------------------------2 1.2原始数据和设计要求---------------------------------3

1.3方案设计-------------------------------------------4

二、执行机构的设计

1.4机构尺寸及设计-------------------------------------5

1.5运动分析-------------------------------------------6

三、传动机构设计

1.6凸轮动力输出装置的减速设计-------------------------7 1.7心得体会（总结）-----------------------------------10

1.8参考文献-------------------------------------------11 1.1设计要求

1)总功能要求和工作原理选择设计，洗瓶机主要由推瓶机构，导

辊机构，转刷机构组成。如图1.1所示，待洗的瓶子放在两个

不同转向的导棍上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向

前进时，转动的刷子就把瓶子外面洗干净。当前一个瓶洗刷完

毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。

2)为实现功能要求，清洗刷需要转动，瓶子需要转动，瓶子需要

沿导棍移动，需要有输送瓶的机构，经过分析机构的设计要求

可知：设计的推瓶机构应使推头M以接近均匀速度推瓶。平稳

的接触和脱离瓶子，然后推头快速的返回原位，准备第二个工

作循环。

根据设计要求，推头M可走图1.2所使的示意轨迹，而且推头

M在工作行程中应做匀速直线运动，在工作前后可有变速运动，回程时有急回。

图1.2 推头M运动轨迹

1.2原始数据和设计要求

设计推瓶机构时的原始数据和要求为：

1)瓶子尺寸：大端直径d=80mm,长200mm。

2)推进距离l=600mm。推瓶机构应使推头M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。

3)按生产率的要求，推程平均速度为v=45mm/s，返回时平均速度为

工作行程的3倍。

4) 画出机构运动方案简图（机械运动示意图）

5) 对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算

6) 机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便

1.3方案设计

凸轮—铰链四杆机构方案

如图1.3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，所以要注意过死点的措施，由于推程有600MM ，导致凸轮尺寸太大，整个组合所占体积过大。

图1.3凸轮-铰链四杆机构方案

1.4机构尺寸及设计

1) 杆长的设计

A. 为满足传动角的一定要求，设计11和12在两个特殊位置（推头位移最大和最小时）所形成的这一夹角值在一定范围内。

B. 杆长14由于与中心具的距离和基圆的大小有关，而基圆半径不宜过大，但基圆半径的大小又与压力角有关，由此设计14的长度。

C. 杆长13对另一个凸轮的基圆有一定影响，同样为了保证压力角在许可范围内，由此设计长度13

杆长计算：

L=900mm, l1=700mm, l3=600mm, l4=135mm,

Ψ1=133° Ψ2=26° Ψ3=47°

E=200mm F=140mm

2）设计的推导公式

l 1+ L =M

l 1cos 1ϕ + Lcos 2ϕ = M x

l 2sin 1ϕ + Lsin 2ϕ = M y

M 2

x +21111212sin 2cos 2L l M l M l M y x y =--+ϕϕ

Acos 2ϕ+Bsin 01=+C ϕ

其中 A=2M 2122211;2;l M M L C L M B l y x y x ---==

l 1+ l 2= θ + l 3

l E l =+2211cos cos ϕϕ

3）运动图如下

图1.4机构运动示意图

1.5运动分析

所用凸轮设计及其曲线

图1.5凸轮位移曲线图

1）取基圆半径r=100mm ，h=60mm ，偏置圆e=40mm 。如下图凸轮的理论轮廓线。

图1.6凸轮的理论轮廓线。

2）移动从动件凸轮取基圆半径r=72mm ，h=60mm ，偏置圆e=40mm 。如下图1.7凸轮的理论轮廓线。

图1.7移动从动件凸轮轮廓线

3）运动参数设计

已知：推程V=45mm/s ；回程V=135mm/s ；整个运动机构的周期： T=T 推程+T 回程=16.30s ；凸轮的角速度ω=2π/T=0.386rad/s

1.6凸轮动力输出装置的减速设计

已知：电动机转速为1450r/min，凸轮的角速度0.386rad/s，即转速为 3.68r/min，则现设计的变速箱内各齿轮的齿数为：Z1=20; Z2=Z6=60; Z3=16; Z4=80; Z5=15; Z7=20; Z8=44;装置如图1.9所示

图1.9减速装置

齿数模数分度圆直径（mm）

Z1=20 m=2 d1=40

Z2=60 m=2 d2=120

Z3=16 m=2 d3=32

Z4=80 m=2 d4=160

Z5=15 m=2 d5=30

Z6=60 m=2 d6=120

Z7=20 m=2 d7=40

Z8=44 m=2 d8=88

1.7心得体会

经过近两个星期的忙碌，我们终于不负众望将课程设计任务拿下来，其中有艰苦但更多的是快乐，在此之中的经验教训及总结记录下来。

课程设计的任务结束了，我们学到了很多，对机械原理这门课我们有了更深的理解，对比以前不懂得的的有了新的认识。除了课本上的东西，还学到了一些课外的东西，团队合作精神，独立思考能力，不断创新能力.....总之这次课程设计，让我受益匪浅。

通过这次课程设计，我有了很多收获，首先，通过这次的课程设