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

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

L 1设计要求

图L 1 洗瓶机【.作示意图

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。

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20Omm

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

凸轮一铰链四杆机构方案

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1.2推头M 运动轨迹

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, I4=135mm,

Ψ仁1330Ψ2=26°Ψ3=47°

E=200mm F=140mm

2）设计的推导公式

l ι+ L =M

I i CoS 1 + Lcos 2 = M

12 sin i + LSin ∖ = M y

2 2 2 2

M 2 + M y +I i —2M X I I COS c P 1 —2M y l i sin 毋i =L

Acos 2+Bsin ι C =0

其中 A=2M x l 1[B=2M y L 1ιC = L 2-M ；—M ：—11

2

2 HrCtan M y 」1sin

：1 M x -I 1 cos 1

∣1+ l 2

= 11cos I l 2 cos 2

= E l 1sin 1 l 2sin 2 =q y l 3

q y r ° S ^arCtan q y

l -l1sin1 E Jcos 1

q y = (E -l 1 cos 1 )tan :2 l 1 Sin ∖ -13

3）运动图如下=2arcta n

B B 2 A 2

C 2 A —C

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。

2）移动从动件凸轮取基圆半径r=72mm h=60mrγι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