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

设计要求-------------------------------------------2原始数据和设计要求---------------------------------3方案设计-------------------------------------------4二、执行机构的设计

机构尺寸及设计-------------------------------------5运动分析-------------------------------------------6三、传动机构设计

凸轮动力输出装置的减速设计-------------------------7心得体会（总结）-----------------------------------10参考文献-------------------------------------------11

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。

图推头M运动轨迹

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

方案设计

凸轮—铰链四杆机构方案

如图所示，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。

图凸轮-铰链四杆机构方案

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 2x +2

1

111212sin 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 ---==

C

A C A

B B --+±=2

221arctan 2ϕ

1

1112cos sin arctan

ϕϕϕl M l M x y --=

l 1+ l 2= θ + l 3 l E l =+2211cos cos ϕϕ

32211sin sin l q l l y +=+ϕϕ s r q y ++0

1

11132cos sin arctan

ϕϕϕl E l l q y --+=

311211sin tan )cos (l l l E q y -+-=ϕϕϕ

3）运动图如下

图机构运动示意图

运动分析

所用凸轮设计及其曲线

图凸轮位移曲线图

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。如下图凸轮的理论轮廓线。

图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=；凸轮的角速度ω=2π/T=s

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s，即转速为min，则现设计的变速箱内各齿轮的齿数为：Z1=20; Z2=Z6=60; Z3=16;