机械课程设计之洗瓶机

洗瓶机推平机构的改进设计学校：

专业: 机械设计制造及其自动化

班级：

学号：

姓名：

指导教师： 2010年6月17日

目录

前言 (1)

目录 (2)

1设计任务书 (3)

1.1设计题目 (3)

1.2 设计任务 (3)

1.3 设计要求 (3)

1.3.1 工作原理 (3)

1.3.2 原始数据 (3)

2机械运动方案设计 (4)

2.1 分析设计要求 (4)

2.2 推瓶机构选择 (4)

2.2.1 凸轮－铰链四杆机构方案 (4)

2.2.2 五杆组合机构方案 (5)

2.2.3 曲柄摇杆机构 (5)

2.3 运动方案的比较和拟定 (6)

3 机械总体结构设计 (6)

3.1机械总体结构的设计 (6)

3.2 机械工作循环图的编制 (6)

4 机械传动系统设计 (8)

4.1 机械传动系统传动比的计算 (8)

4.2 机械传动系统机构的设计 (9)

5 执行机构和传动部件的结构设计 (9)

5.1 计算分析 (9)

5.2 结构设计 (9)

6 主要零部件的设计计算 (10)

6.1曲柄摇杆机构 (10)

6.2传动机构 (12)

7最终设计方案和机构简介 (13)

8小结 (15)

9致谢 (16)

10参考文献 (17)

11附录一 (18)

12附录二 (19)

13附录三 (20)

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1-1。

表1-1 洗瓶机的技术要求（写自己的技术方案）

方案号瓶子尺寸/（直

径×长）

/(mm,mm)

工作行程/(mm)

生产率/(个

/min)

急回系数

K

电动机转速

/(r/min)

Aφ100×200600331440 Bφ80×1805004 3.21440 Cφ60×1504205 3.5960

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.设计传动系统并确定其传动比分配。

3.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。

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.其他机构的设计计算。

6.编写设计计算说明书。

7.学生可进一步完成：洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。

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=180mm，直径D=60mm。

（2）推进距离S=500mm，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5个的要求，推程的平均速度v=53.57mm/s，返回时的平均速度为工作时的平均速度的3.5倍。

（4）电动机转速为1440 r/min。

（5）急回系数3.5。

2 机械运动方案设计

2.1 分析设计要求

洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。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2 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2-1 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。

在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。

2.2 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，有如下方案(如下图所示)

2.2.1 凸轮－铰链四杆机构方案

如图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，所以要注意度过死点的措施。

2.2.2 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，可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到，如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。图4 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。