8机械一班李晓庆洗瓶机设计

1、机械原理课程设计计算说明书设计题目：洗瓶机的设计院 校：海南大学儋州校区专 业：机械设计制造及其自动化班级： 08 级机械一班设 计 者：李晓庆学 号： B0737026日 期： 2010 年 6 月 10 日洗瓶机设计一一目录一、设计任务书二、机械运动方案设计三、机械总体结构设计四、主要零部件的设计计算五、设计小结方案设计说明一、设计任务试设计一洗瓶 机，能实现清洗瓶子 内外表面的功能。图5洗瓶机原理图二、原始数据及设计 要求如图5所示：瓶子尺寸：大端直径 D=80mm，长度L=200mm，口径d=20mm。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，

2、然后推头快速返回原位，准备进入第二个工作循环。按生产率的要求，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。工艺动作分推瓶和洗瓶两部分，具体过程如下：(1) 推头作直线或者近似直线运动，将瓶子沿导辊推到指定的位置；(2) 在推头沿直线运动推动瓶子移动的程中，瓶子同时跟着两同向转动的导辊转动；(3) 同时，有原动件带动的刷子也同时在转动，当瓶子沿导辊移动时，瓶子的外 表面就清洗干净； 在瓶子移动过程中，清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动，动作结束，则刷 子移出瓶外；(5)瓶子洗净后离开导辊，而推瓶机构急回至推瓶初始位置，进入下一个工作 循环。一、设计任务书(1) 设

3、计题目图1 洗瓶机工作示意图设计洗瓶机。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洗瓶机的技术要求万案号瓶子尺寸（长X直 径）mm mm工作行 程mm生产率个/s急回系数k电动机转 速r/mi nA©100X 2006001531440（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

4、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。（3）设计要求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。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

5、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、机械运动方案设计（1）分析设计要求可知：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

6、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）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

7、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，本机构采用了摆动导杆机构。1.摆动导杆机构方案结构特点：曲柄的整转可以带动摆杆左右摆动，以实现推瓶的作用。在这个机 构中可以通过曲柄转向的设置实现两种速度比，即前进时间大于返回时间和返 回时间大于前进时间，如图3如图所示，若清洗区位于摆动导杆右侧时，则当曲柄为顺时针转动时，可以实 现推瓶推瓶时间长，返回时间 长的效果，可以达到工作的平稳性与高效性。另 外，此机构结构简单，急回特性显著，便于制作。(3) 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

8、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。如图所示三、机械总体结构设计f f f平面主视图为了清洗瓶子的外表和里面，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，内外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。要实现上述分功能，有下列工艺动作过程：(1) 推头作直线或者近似直线运动，将瓶子沿导辊推到指定的位置；(2) 在推头沿直线运动推动瓶子移动的程中，

9、瓶子同时跟着两同向转动的导辊转 动；(3) 同时,有原动件带动的刷子也同时在转动，当瓶子沿导辊移动时，瓶子的外表面就清洗干净；(4) 在瓶子移动过程中，清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动，动作结束，则刷子移出瓶外.(5) 瓶子洗净后离开导辊，而推瓶机构急回至推瓶初始位置，进入下一个工作循环原始数据耍求；【1）、瓶子尺寸h 大端d=8Onui* K 200mnifl4）、卅逬厢离I -HOOmm,战航机构庙使折头以接近均匀的速 度排瓶,平稳地接触和脱离瓶子.然后推头快遠返回原位,准箝 进人第二个工作循环.（3K按生产率的婆求，批程平均速度为v=45mh/st返冋时 的平均連度为工作行程平均速度的3

10、仙C4X机构传功性能艮好.结构紧凑制造方便。根拯翌求返何时的W均速度为工作行程平均速度的3倍*I80'J-tfI80°+ = (180c -0)3i? = 90°根据要躺 推程平均谨度为vMBrn/s,推进距离OOtaii解：先第出推进bOOmm需荽的时间t45/ =600根据极位夹角Z? = 90°a吋rfl柄样过的加度为p= 18OU = 270°再根据曲度卅l【f求川|ll|柄的和速度27Ou=<(Jx 3ftj= 20.25(%)在fiJ证推程为fiOOim的華础上”不把滑块装农述轩的端点和运动吋常块不和到棍接触把连科的氏座设为呵0

11、册(优化运幼)曲柄机构如图4 U 2和2龙摇杆的两个极限位豊,也就是连杆3 位移为fiOOmm始末位置*摇杆的极限位置正好和曲柄乗宜.又因 为极位夹角 90°,所以揺村极限恃骨时和0恂构成正方阪根据圏 可知曲柄1能确判连杆去也不能和E点接触，这样都会使滑块 顶死卒所以要确宜囲柄1的KJS.设I田柄的长度为厶摇杆所夹 是角为® -90%解：丁滑抉的宽度为40,潸块中心为校链连接处。(厲-血>20L > 4X,3(wrr)(l + TzX, <280L, < 116(wwn)所以4.3 < A, <116 Z內都是可选的，为了节神材料选用曲柄

12、长対80m沟了摇杆和滑块不脱离需确定搖杆长度。设摇朴长废为匚厶 424.2(1)九了便于计算和机构的关观选用L: =500 S协)瓶于的中心和述杆的屮心重合.为便巧衿为SOnun的頫予不从期个 导棍中间掉卜来，所以两导親之阖的中心距要加以确也 设导楹 为两丫任为R-8Q-,<80+27/£,； < 200 riini为丁使导親和精予Z间产生较人的摩律丿八作国和计!7的方便把 厶m设为14 L 4mm根据推程的要求导雜的长度设为60血毛刷的半栓为:血.并 耙毛刷的轴线雄杆中心线之间的距离设为弱皿这样半觀子经过 毛刷的卜面时毛刷是毛口经由5mm的厚度和瓶子接fel! J毛刷安 放在GOQnni导飆I .作台的正I方FL中牲距为150m<五：设计小结设计小结机械原理设计课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或 缺的一个重要环节。通过了课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训 练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。此次机械原理课程设计题目很有意义考察的知识点也很全面，有凸轮设计 及结构分析，还有援助齿轮，圆锥齿轮的设计及电动机的选择等，还有CAD制图，以及各种设计方案的比较，这不仅培养了我综合应用大学四年里所学的理 论知识和生产实际知识解决工程实际问题的能力，还培养出了我们的团队合