啤酒瓶洗瓶机设计说明书

1、毕业题目啤酒瓶洗瓶机的设计学 院工业制造学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名学 号年级11_指导教师职称 讲师2015年4月28日啤酒瓶洗瓶机的设计专业：学 号:学生：指导教师:摘要：本课题来源于当今社会机械工业洗瓶设备的创新和更新换代基础之上，通过 设计出啤酒瓶洗瓶机，从而来满足当今社会工字轮洗瓶设备不足的缺陷。国内啤酒瓶洗瓶机设备的研发及制造要与全球号召的高效经济、洗瓶质量好，效率 高等主题保持一致。近期对机械行业中啤洒瓶洗瓶机的使用情况进行了调查，发现在机 械行业中，瓶子的使用非常普遍。自然而然在机械设备中它们的清洗也非常频繁。传动 的瓶子在没冇自动洗瓶设备而需要人工清洗的情况下，效率

2、低下，劳动强度大，所以设 计一个专用的啤洒瓶洗瓶机势在必行。本文运用大学所学的知识，提出了啤酒瓶洗瓶机的结构组成、工作原理以及主要零 部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了啤酒瓶洗瓶机总的指导思想， 从而得出了该啤洒瓶洗瓶机的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。关键词：啤洒瓶洗瓶机：设备；结构；稳定the design of beer bottle washing machinespecialty：student number：student：s upervisor：abstract： the overall scheme of this paper to the e

3、lectric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. the mechanism adopts the unified action，the coordinated control principle，by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement，to achieve a manned with three degrees of freedom robot

4、 motion control in the triangle by control system, the control system to control，so the control of flexible, multi sample. people can sit on the robot, the controller is adopted to control the robots movement，the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscle

5、s.must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design，the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity.key words： machine manufacture;crankshaft;processing craft;fixture;目录馳11课题的來源与研究的目的和意义12本课题研宄

6、的内容33 sol idworks设计基石出43.1草图绘制53.2基准特征，参考几何体的创建63.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建73.4工程图的设计104.5装配设计114. 啤酒瓶洗瓶机总体方案结构的设计164.1送瓶机构方案的选择184.2啤酒瓶洗瓶机的总体方案图224.2啤酒瓶洗瓶机的工作原理225. 机械结构的设计245.1电机的选型计算255.2齿轮传动的设计计算255. 3.直线导杆的选型计算265.4齿轮的强度校核275.5凸轮一铰链四杆机构275. 5. 1凸轮伦廊曲线的设计285.5.2凸轮行程与压力角的设计285.5.3杆长的设计286. 三维软件设计总结28组仑29#教

7、献30翻寸31iv绪论1课题的来源与研究的目的和意义机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消 费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成木，对国民经济各部门技术进步和经济效 益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科 学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的 战略重点之一。研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械 产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实 现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻

8、制造工艺；设计和制造工具、模具; 确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行 有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、 加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、 大批，直至大量生产。销俜对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会 经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特 别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、 修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中

9、 的可靠性和经济性。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、 修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中 的可靠性和经济性。研宂机械产品在制造过程屮，尤其是在使用中所产生的环境 污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一 项特别重要的任务，而且其重要性与h俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同 方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等； 按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力 机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用 等过程

10、中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划 分为互和衔接、互相配合的儿个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、 机械运用和维修等。机械可以完成人用双手和双fi,以及双足、双耳直接完成和不能直接完成的工作, 而i完成得更快、更好。现代机械工程创造出越来越精巧和越来越复杂的机械和 机械装置，使过去的许多幻想成为现实。人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大 洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人 类开始有了加强，并部分代替人脑的科技手段，这就是人工智能。这一新的发展 己经显示出巨大的影响，而在未来年代它还将不断地创造出人们无法想象的奇 迹。人类智

11、慧的增长并不减少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更 复杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类 的整个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化 的。人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人 工智能的硬件还需要利用机械制造出来。过去，各种机械离不开人的操作和控制, 其反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和祌经系统的限制，人工智能将会消 除了这个限制。计算机科学与机械工程之间的互相促进，平行前进，将使机械工 程在更高的层次上开始新的一轮大发展。19世纪时，机械工程的知识总量还很有 限，在欧洲的大学院校中它一般还

12、与土木工程综合为一个学科，被称为民用工程, 19世纪下半叶才逐渐成为一个独立学科。进入20世纪，随着机械工程技术的发 展和知识总量的增长，机械工程开始分解，陆续出现了专业化的分支学科。这种 分解的趋势在20世纪中期，即在第二次世界大战结束的前后期间达到了最高峰。由于机械工程的知识总量己扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是 必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹 稍大规模的工程的全貌和全局，并ii缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和 技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的 知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也

13、不利于继续自学提高。 因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理 论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。综合-专业分化-再综合的反复循环， 是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识， 乂具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形 成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与 专业的矛盾；在全面的工程技术屮也同样有综合和专业闷题。在人类的全部知识 中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也冇处于更高一层、更宏观的综合与 专业问题。机械工程通过不断扩大的实践，从分散性的、主要依赖匠师们个人才智

14、和手艺 的一种技艺，逐渐发展成为一门有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械 工程是促成1819世纪的工业革命，以及资本主义机械大生产的主要技术因素。 动力是发展生产的重要因素。17世纪后期，随着各种机械的改进和发展，随着煤 和金属矿石的需要量的逐年增加，人们感到依靠人力和畜力不能将生产提高到一 个新的阶段。在英国，纺织、磨粉等产业越来越多地将工场设在河边，利用水轮来驱动工 作机械。但当时的煤矿、锡矿、铜矿等矿井屮的地不水，仍只能用大量畜力来提 升和排除。在这样的生产需要下，18世纪初出现了纽科门的大气式蒸汽机，用以 驱动矿井排水泵。但是这种蒸汽机的燃料消耗率很高，基木上只应用于煤矿。 17

15、65年，沉特发明了有分开的冷凝器的蒸汽机，降低了燃料消耗率。1781年瓦 特又创制出提供回转动力的蒸汽机，扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和 发展，使矿业和工业生产、铁路和航运都得以机械动力化。蒸汽机几乎是19世 纪唯一的动力源，但蒸汽机及其锅炉、凝汽器、冷却水系统等体积庞大、笨重， 应用很不方便。19世纪末，电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初，电动机已 在工业生产中取代了蒸汽机，成为驱动各种工作机械的基本动力。生产的机械化 己离不开电气化，而电气化则通过机械化才对生产发挥作用。发电站初期应用蒸汽机为原动力。20世纪初期，出现了高效率、高转速、大功率 的汽轮机，也出现了适应各种

16、水利资源的水轮机，促进了电力供应系统的蓬勃发 展。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进，成为轻而小、效率高、易于操纵、并可随吋启动的原动机。它先被用以驱动没冇电力供应的陆上工作机械，以后又 用于汽车、移动机械和轮船，到20世纪中期开始用于铁路机车。蒸汽机在汽轮 机和内燃机的排挤下，已不再是重要的动力机械。内燃机和以后发明的燃气轮机、 喷气发动机的发展，是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。工业革命以前，机械大都是木结构的，由木工用手工制成。金属（主要是铜、铁） 仅用以制造仪器、锁、钟表、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机 匠的精工细作，以达到需要的精度。蒸汽机动力装置的推广，以

17、及随之出现的矿 山、冶金、轮船、机车等大型机械的发展，需要成形加工和切削加工的金属零件 越来越多，越来越大，耍求的精度也越来越高。应用的金属材料从铜、铁发展到 以钢为主。机械加工包括锻造、锻压、钣金工、焊接、热处理等技术及其装备，以及切 削加工技术和机床、刀具、量具等，得到迅速发展，保证了各产业发展生产所需 的机械装备的供应。社会经济的发展，对机械产品的需求猛增。生产批量的增大和精密加工技术 的进展，促进y大量生产方法的形成，如零件互换性生产、专业分工和协作、流 水加工线和流水装配线等。简单的互换性零件和专业分工协作生产，在古代就已出现。在机械工程中， 互换性最早体现在莫茨利于1797年利用其

18、创制的螺纹车床所生产的螺栓和螺帽。 同时期，美国工程师惠特尼用互换性生产方法生产火枪，显示了互换性的可行性 和优越性。这种生产方法在美国逐渐推广，形成了所谓“美国生产方法”。20世纪初期，福特在汽车制造上又创造了流水装配线。大量生产技术加上泰勒在 19世纪末创立的科学管理方法，使汽车和其他大批量生产的机械产品的生产效率 很快达到了过去无法想象的高度。20世纪中、后期，机械加工的主耍将点是：不断提高机床的加工速度和精 度，减少对手工技艺的依赖；提高成形加工、切削加工和装配的机械化和自动化 程度；利用数控机床、加工中心、成组技术等，发展柔性加工系统，使中小批量、 多品种生产的生产效率提高到近于大量

19、生产的水平；研究和改进难加工的新型金 属和非金属材料的成形和切削加工技术。18世纪以前，机械匠师全凭经验、直觉和手艺进行机械制作，与科学几乎不发生联系。到1819世纪，在新兴的资本主义经济的促进下，掌握科学知识 的人士开始注意生产，而直接进行生产的匠师则开始学习科学文化知识，他们之 间的交流和互和启发取得很大的成果。在这个过程中，逐渐形成一整套围绕机械 工程的基础理论。动力机械最先与当时的先进科学相结合。蒸汽机的发明人萨弗里、瓦特，应 用了物理学家帕潘和布莱克的理论；在蒸汽机实践的基础上，物理学家卡诺、兰 金和幵尔文建立起一门新的科学一一热力学。内燃机的理论基础是法国的罗沙在 1862年创立的

20、；1876年奥托应用罗沙的理论，彻底改进了他原来创造的粗陋笨 重、噪声大、热效率低的内燃机而奠定了内燃机的地位。其他如汽轮机、燃气轮 机、水轮机等都在理论指导t得到发展，而理论也在实践屮得到改进和提高。 早在公元前，中国已在指南车上应用复杂的齿轮系统，在被中香炉中应用了能永 保水平位置的十字转架等机件。古希腊已有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗杆传动的记 载。但是，关于齿轮传动瞬时速比与齿形的关系和齿形曲线的选择，直到17世 纪之后方有理论阐述。手摇把和踏板机构是曲柄连杆机构的先驱，在各文明古国都有悠久历史， 但是曲柄连杆机构的形式、运动和动力的确切分析和综合，则是近代机构学的成 就。机构学作为一个专门

21、学科，迟至19世纪初才首次列入高等工程学院（巴黎的 工艺学院）的课程。通过理论研宄，人们方能精确地分析各种机构，包括复杂的 空间连杆机构的运动，并进而能按需要综合出新的机构。机械工程的工作对象是动态的机械，它的工作情况会发生很大的变化。这种变化 冇吋是随机而不可预见；实际应用的材料也不完全均匀，可能存有各种缺陷；加 工精度有一定的偏差，等等。与以静态结构为工作对象的土木工程和比，机械工程中各种问题更难以用理 论精确解决。因此，早期的机械工程只运用简单的理论概念，结合实践经验进行 工作。设计计算多依靠经验公式；为保证安全，都偏于保守，结果制成的机械笨 重而庞大，成本高，生产率低，能量消耗很大。从

22、18世纪起，新理论的不断诞生，以及数学方法的发展，使设计计算的精确度 不断的提高。进入20世纪，出现各种实验应力分析方法，人们己能用实验方法 测出模型和实物上各部位的应力。20世纪后半叶，有限元法和电子计算机的广泛 应用，使得对复杂的机械及其零。构件进行力、力矩、应力等的分析和计算成为 可能。对于掌握有充分的实践或实验资料的机械或其元件，已经可以运用统计技 术，按照要求的可靠度，科学地进行机械设计。当今社会，随着机械工业的蓬勃发展，各行各业的机械设备也在不断地更新, 不断地完善，丝锥铲梢机同样在发展着，传统的丝锥铲梢机是采用临时的人工磨 削设备，劳动效率低，加工精度低下，不适合批量生产的场合。

23、现代丝锥铲梢机 是用来代替传统的多样的铲稍设备的一种对丝锥进行优化加工的专用机。随着机 械行业的大发展，丝锥的使用也越来越广泛，根据不同的工况，所需铲梢的丝锥 的大小规格也有区别。如果使用传动的临时的铲梢设备的话，不但劳动强度大、 效率低、定位精度低，而且满足不了大批量生产要求。所以使用一个专用的丝锥 铲梢机己成为发展趋势。2本课题研究的内容本论文主耍研究运用solidworks对啤酒瓶洗瓶机进行设计。在设计过程中， 了解啤酒瓶洗瓶机的结构特征和三维软件的使用要领。木文的设计目标是设计一种啤酒瓶洗瓶机，主要针对啤酒瓶洗瓶机机械结 构，各标准零部件等等方面的设计，其研究内容包括：(1) 功能分析

24、与方案设计；(2) 结构设计与三维造型；(3) 说明书的编写。3 sol idworks设计基础本论文主要研究运用sol idworks对啤酒瓶洗瓶机进行设计。在设计过程中， 了解solidworks的各种功能。sol idworks公司成立于1993年，由ptc公司的技术副总裁与cv公司的副 总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡(concord, massachusetts )内。当初 的0标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系 统。从1995年推出第一衰sol idworks三维机械设计软件至今已经拥有位于全球 的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行

25、销售与分销该产品。1997 年，solidworks被法国达索(dassault systemes)公司收购，作为达索中端主 流市场的主打品牌。solidworks软件是世界上第一个基于windows开发的三维 cad系统。由于技术创新符合cad技术的发展潮流和趋势，sol i dworks公司于两 年间成为cad/cam产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 solidworks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系 统在1995-1999年获得全球微机平台cad系统评比第一名。从1995年至今，己 经累计获得十七项国际大奖。其中仅从1999年起，美国权威的

26、cad专业杂志 cadence连续4年授予solidworks最佳编辑奖，以表彰solidworks的创新、活 力和简明。至此，solidworks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的 落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市 场。由于sol idworks出色的技术和市场表现，不仅成为cad行业的一颗耀眼的 明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万 美元的高额市值将solidworks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一 千三百万美元的风险投资，获得了高额的冋报，创造了 cad行业的世界纪录。并 购后的solidwo

27、rks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为cad行业 一家高素质的专业化公司。sol idworks三维机械设计软件也成为达索企、ik中最具 竞争力的cad产品。由于使用了 windows ole技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核 (由剑桥提供)以及良好的与第三方软件的集成技术。solidworks成为全球装机 量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的solidworks软件使用许可 约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、 医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的 约3万1千家企业。在教育市场上，每年

28、来自全球4，300所教育机构的近145, 000名学生通过solidworks的培训课程。据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它3d cad软件相比，solidworks 相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和 设计者使用solidworks三维软件，越来越多的企业需要solidworks人才。 solidworks软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是 solidworks的五大特点。使得solidworks三维软件成为目前全球领先的三维cad 解决方案。solidworks在设计吋能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛 选，工程师能从中

29、选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高 产品质量。在s前市场上所见到的三维cad解决方案中，solidworks是设计过程 比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同吋对每个工 程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。solidworks软件是世 界上第一个基于windows开发的三维cad系统，由于技术创新符合cad技术的发 展潮流和趋势，solidworks公司于两年间成为cad/cam产、ik中获利最高的公司。 良好的财务状况和用户支持使得solidworks每年都有数十乃至数百项的技术创 新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999

30、年获得全球微机平台cad系统 评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年 起，美国权威的cad专业杂志cadence连续4年授予solidworks最佳编辑奖， 以表彰solidworks的创新、活力和简明。至此，solidworks所遵循的易用、稳 定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计吋 间，产品快述、高效地投向了市场。由于solidworks出色的技术和市场表现， 不仅成为cad行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将solidworks全资并购。公司 原来的

31、风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的冋报， 创造了 cad行业的世界纪录。并购后的solidworks以原来的品牌和管理技术队 伍继续独立运作，成为cad行业一家高素质的专业化公司，solidworks三维机械 设计软件也成为达索企业中最具竞争力的cad产品。由于使用了 windows ole技术、直观式设计技术、先进的parasol id内（由 剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，solidworks成为全球装机量最 大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的solidworks软件使用许可约28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、

32、医疗器 械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1 千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学 生通过solidworks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3d cad系统相比，与solidworks相 关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师 使用solidworks,越来越多的企业雇佣solidworks人才。据统计，全世界用户 每年使用solidworks的吋间已达5500万小吋。在美国，包括麻省理工学院（mit）、 斯坦福大学等在内的著名大学己经把solidworks列为制造专

33、、ik的必修课，国内 的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙江工业大学、浙江大 学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、武汉理 工大学等也在应用solidworks进行教学。solidworks软件功能强大，组件繁多。 solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得solidworks成 为领先的、主流的三维cad解决方案。solidworks能够提供不同的设计方案、 减少设计过程中的错误以及提高产品质量。solidworks不仅提供如此强大的功 能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。solidworks在现今社会阶

34、段逐渐广泛应用，并且solidworks公司对中国市 场重点开发，日后solidworks应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对 solidworks的深入了解后，往后会对sol idworks进行个别应用的分析，如建模， 装配，工程图，力学分析等。3.1草图绘制掌握点、直线、矩形、弧度圆等基木图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何 图形的绘制方法；理解集合约朿的概念并在草图绘制中熟练应用几何约朿；熟练应用阵 列、实体转换等草图绘制工異：能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工只完成 草图绘。3.2基准特征-参考几何体的创建清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准

35、点的方 法；灵活运用各种建立基淮轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系 的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考儿何体。3. 3拉伸、旋转、扫描和放样特征建模灵活运用拉仲特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握 扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确 分析零件的特征，灵活运用拉仲和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、 镜向、阵列等特征建立各种实体。3.4工程图设计灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图， 断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。3.5装配设计灵活

36、运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用 solidworks智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体 中设计子装配体；灵活运用干涉检査；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。4.啤酒瓶洗瓶机总体方案结构的设计 4.1送瓶机构方案的选择对这种运动要求，若用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把若干个基 木机构组合起来，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

37、与一个输出变速度的附加机构组合。实现木题要求的机构方案有很多，可用多种机构组合来实现。现选取技术要 求对以下方案进行分析。方案一如图4. 1. 1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。由于推程有600mm,导致凸轮尺、？太大。 整个组合所占体积过大。图4. 1.1凸轮一铰链四杆机构的方案方案二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

38、用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。阁4. 1.2所示为两个自由度五杆低副机构，1、4为它ma)b)五杆组合机构的方案d)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。方案三图4. 1. 3所示全移动副四杆机构是两自由度机构，构件2上的m点可精确再现给 定的轨迹，构件2的运动速度和急回特征由凸轮控制。这个机构方案的缺点是因 水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺寸过大。图4. 1. 3 凸轮-全移动副四连杆机构的方案最终选择的方案：凸轮摆杆滑块组合理由：综合上述四种方案，方案一是最具有可行性的。

39、计算较简便，结构较合 理，机构安装后可以进行调整，最重要的是，其性价比最高，所以最终选择方案一。4.2啤酒瓶洗瓶机的总体方案图本次设计的啤酒瓶洗瓶机采取的方案是：电机带动同步轮传动，从而带动凸 轮滚子连杆机构，从而带动进瓶推杆的往复运动，当推杆回程吋，瓶子刚好进入 预定的进瓶位置，当推杆推程时，就实现了送瓶子到预定的洗瓶位置，并开始洗 瓶，推杆回程，然后又是推程，回程，如此循环。该啤酒瓶洗瓶机其具体方案布 局图如下：连杆外凸较推杆导轨机架刷子4.3啤酒瓶洗瓶机的工作原理本次设计的啤洒瓶洗瓶机的工作原理为：通过三相异步电机带动同步轮传动，从 而带动凸轮滚子连杆机构动作，从而带动进瓶推杆的往复运动

40、，当推杆|hl程时，瓶子刚 好进入预定的进瓶位置，当推杆推程时，就实现了送瓶子到预定的洗瓶位置，并开始洗 瓶动作。由于该机构动作稳定，速度为取决于凸轮轮廊曲线的形状，所以确定好凸轮的 结构，基圆大小等等就能够确定推杆的运动轨迹，所以能够满足送瓶机构的需要。5机械结构的设计5.1电机的选型计算己知整个啤酒瓶洗瓶机中零件的重量与瓶子的重量，我们取总重量为lokg,推杆行程范500mm，电机额定转速为1440r/m。即:g=/77t? = 10x10=100v=ndn=3.14x0.01x40=1.75zzzm/5具体的电机设计计算如下：n= "=0. 18 (kw)g电，机的负载77传动

41、效率，取0.75所以根据 n=0. 5kw,n=1500r/min,查 b1 表 10-4-1 选用 y112m-4,再査 b1 表 10-4-2 得y112m-4电机的结构。5. 2齿轮的设计计算1) 选择齿轮材料为45 (调质)，硬度为280hbs.2) 精度等级选用7级精度；3) 小齿轮齿数zl = 50,大齿轮齿数z2 = 75的；4) 齿轮模数都为2的直齿轮 2. 2.2按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 1)确定公式内的各计算数值(1) 试选 kt = 1.6(2) 选取区域系数zh=2.433(3) 选取尺宽系数4>d=l(4)

42、 查得 e a 1=0. 75, e a 2 = 0.87,则 e a = e a 1+ e a 2=1. 62(5) 查得材料的弹性影响系数ze=189.8mpa(6) 按齿面硬度杳得小齿轮的接触疲劳强度极限ohliml=600mpa;大齿轮的解除 疲劳强度极限o hlim2 = 550mpa；(7) 计算应力循环次数nl=60nljlh = 60x192xlx (2x8x300x5) =3. 32x 10e8 n2=nl/5 = 6. 64x 107；(8) 查得接触疲劳寿命系数khn1 =0.95; khn2 = 0.98 ；(9) 计算接触疲劳许用应力；取失效概率为1%,安全系数s=l

43、,由得：ohl = =0. 95x600mpa=570mpa oh2=0. 98 x 550mpa=539mpaoh = ohl+o h2/2 = 554. 5mpa；5.3.直线导轨的选型计算导轨主要根据导轨副之间的摩檫情况，导轨分为：(1) 滑动导轨两导轨之间为滑动摩擦。结构简单，制造方便，刚度好，抗振性高，是机床上最广 泛采用的。特点：导向精度高，不会出现间隙，能自动补偿磨损。一般选取三角形顶角丫 =90° , 重型机械采用大顶角丫 =110°120°。当水平力大于垂直力，v形导轨两侧受力不均 匀时，采用不对称v形导轨。直线导轨和圆导轨均可采用承载能力大，制

44、造方便。必须留有侧向间隙。不能补偿磨损。用镶条调整时，会降低导向精度。需注意导轨的 保护。直线异轨和圆异轨均可采用尺寸紧凑，适用于要求高度小、导轨层数多的场合。 可构成闭式导轨。用一根镶条可以调整各面的间隙。刚度比平面导轨小。制造简单，弯 曲刚度小，主要用于受轴向载荷的导轨。适用于ml吋作直线和旋转运动的场合。(2) 滚动导轨滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。 当导轨与滑块作相对运动时，钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条 滚道滚动，在滑块端部钢球又通过返向装置(返向器)进入返向孔后再进入滚道，钢 球就这样周而复始地进行滚动运动。返向器两端

45、装冇防尘密封端盖，可冇效地防止灰尘、 屑末进入滑块内部。特点：滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间 的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力，从而获得：动、静摩 擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短，有益于提高 数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一。与v型十字交叉滚子导轨相 比，摩擦阻力可下降约40倍。适应高速直线运动，其瞬时速度比滑动异轨提高约10倍。能实现高定位精度和重复定位精度。能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件(导轨安

46、装面)的加工精度要求，降低基础件的机械制造成本与难度。导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧 沟槽，接触应力小，承接能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高，滚动摩擦力比双 i员i弧滚道有明显降低。导轨采用表面硬化处理，使导轨具有良好的可校性；心部保持良好的机械性能。简 化了机械结构的设计和制造。查机械设计手册3第二版选取直线滚动导轨副系列，乂根据机床设计要求的特点， 本设计初步选择：(1) 直线滚动导轨副选取四方向等载荷型(ggb型)，其特点是：垂直向上向下和左 右水平额定载荷是等ml的，额定载荷比较大，刚度高。(2) 尺寸规格初选45,其结构形式选择aa型。(3) 每根导轨上的滑块数为2。(6)

47、杳出全自动轴承磨床推荐的精度等级为3。(7) 导轨的材料为ht200.初步确定直线滚动导轨的型号为ggb45aa1c12x3 选择用南京工艺设备制造厂的滚动直线导轨如图1i，浅格 aq b,b, sj v «,xt2t h a t k lj l2h,dxdxh1 f最大长度 l c:63426 16 22914x10 ( r3x6 6 , 28128 , 2245269.5 | 174.6x7. ex 5.32060640做 :.65.4齿轮的强度校核由于驱动滚筒旋转的主动齿轮和从动齿轮材料均选用45,调质处理。查得:wliml -= ' 170/w/vzfliml =crf

48、lim2 350mpa预期齿轮寿命5年，每天工作12小时，工作载荷为轻微冲击, 则n、= 60“拊=60*1 *520*(5*300*12) = 5.616*108 /v2 ='". = 2.7216*108查机械设计基础图，得：z/v1 = 0.96, z/v2 =1.03 ynl = 0.92, yv2 =0.98(1) 验算齿面接触疲劳强度载荷系数，取k=l. 5查得：zh =2.5,zf =0.88,z =189.8va?p 接触应力为2 kt w + 1bd2 u24x7822.06shn,n1170x0.96 -l25_h min1170x1.03 l25_=89

49、8.56m/v/=964.08mp6/= 189.8x2.5x0.88xj2xl，5x5,5647xlq3 = 172.079a/pz验算齿根弯曲疲劳强度取 k=1.5查表：许用弯曲应力：心sa - 1.56, k似2 - 1.68fmin弯曲疲劳强度的最小安全系数，取么min=1.25 则：fl=久2=350x0.92-l25-350x0.98l25257.6姗z214ampaaebm2z、_ 2000ktvyfalysal _ 2000x 1.5 x 5.5647 x 2.68x 1.5624 x 32 x 262a2smpa2.46x1.682.68x1.56x 12.428= 2.2s

50、5 mpa由上述计算可知，均满足要求。5.5凸轮一铰链四杆机构 5.5.1凸轮伦廊曲线的设计1）取基圆半径r=90mm,由表4. 2摆动从动件凸轮理论廓线的坐标作图得 凸轮理论伦廊的坐标值。表5. 5. 1摆动从动件凸轮理论廓线的坐标转角（° ）60°120°180°240°300°360°x(mm)174.01283.27293.5217061.3795.28y(mm)-101.64-56.7774.7154.6960.71-30.372）取基圆半径r=72mni,由表5. 5. 2移动从动件凸轮理论廓线的坐标作 得凸轮如

51、图5.5. 1。图 5. 5. 1表5. 5. 2移动从动件凸轮理论廓线的坐标当移动件的导路中心线通过凸轮回转中心时，称为对心移动从动件凸轮机构，己知 凸轮的基圆半径rb及凸轮以等角速度ol顺时针回转，绘出该凸轮的轮廓曲线。设已知凸轮的基圆半径为rb,从动件轴线偏于凸轮轴心的左侧，偏距为e,凸轮以 等角速度顺时针方向转动，用作图法设计凸轮的轮廓曲线，并求出凸轮从动件在各个 转角的坐标绝对值如下表所示。作图方法如下：(1)选取适当的比例尺，按给定的从动件的运动规律绘出位移线图，将位移线图分成 若干等分，得横坐标轴上各点1、2、3、等。过等分点作垂线得从动件在各对应位置 时的位移h1、22、33、

52、等。(2) 取与位移图相同的比例尺，以任一点0为圆心，rb为半径画基圆。自oao开始，将 基圆圆周沿(一 1)方向作与图对应的转角等分，得al、a2、a3、点。连接oal、 0a2、oa3、，它们就是反转后从动件导路的各个位置。(3) 自基圆开始，沿径向线oal、0a2、oa3、分别向外量取从动件的相应位移，即 x1=x1、y = y1、z=z1、，(4) 用光滑曲线连接ao、al、a2、a3、各点，即得所求的凸轮轮廓曲线。可求得凸 轮运转到60°,120°,180<5,240"，300°，360咐,/，2三个方向的点的绝对坐标。凸轮从动件在不同的

53、 转角通过作图法作出的数值绝对坐标分别如下：转角(°)60o120°180°240°300°3600x(mm)24.6753.41180260. 56265. 74180y (mm)89.68-73. 09-120.6-46. 5149. 50197.328(注意:转角60，120等等是常数值)已知摆杆的长度l，摆杆运动规律巾=4)(6)。先由上述方法确定基圆ro以及中心距a。然后作出滚子中心b点的理论轮廓曲线，曲线方程如下： 己知基圆半径 r=90, x=a *sin s -l -sin ( s + 4)+ 4)0) y=a -cos 8 -

54、l -cos ( 8+小+巾0) 利用eb绘出理论廓线后，再确定滚子半径rr的数值，然后做它 的等距线，则为此鬥轮的实际轮廓曲线。有了鬥轮廓形曲线之后，再进行其结 构设计及尺寸标注等工作就完成了凸轮设计。5. 5. 2凸轮压力角与行程的设计己知凸轮最大基圆半径0b-0c=163mm,最小基圆半径0a=90mm,根据凸轮行程计算公式st=最大基圆半径-最小基圆半径=0b-0c=163-90=73mm。根据公式，我们知道，凸轮的压力角a与凸轮基圆半径r的关系是相对的，r越大，压力角a越小，根据公式#可知，a与凸轮的角速度的关 系成反比，匕知凸轮的角速度v=0.46r/m，偏心跑s0=0，s为偏心距

55、系数，这里取s=20,则有:tga=&求得“=23°5.5.3杆长的设计已知该机构运动简图如下:假设推杆长度l=900，摆杆长度11=700，根据下列条件可知：(1) 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。(2) 杆长14由于与屮心具的距离和基阅大小有关，而基關半径不宜过大，但基圆半 径的大小又和压力角有关，由此设计14长度。(3) 杆长13对另一个凸轮的基圆有一定影响，同样为保证压力角在许可范围内，由 此设计长度13。杆长计算：/t + £ = a/1l cos(p + l cos(p = m

56、 ;12 sin(p2 + l sin (p = m 2己知，糾= 129。，识2=51。，则有：z + l = all/| cos 129 + l cos 129 = a/ j;/2 sin 51 + i sin 51 = m2由此可以得出：l=900mm,ll=700mm,13=600mm,14= 135mm,1=133° , m ,*3=47° ,e=200mm,f二 140mm6三维软件设计总结在最近的一段吋间的毕业设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生

57、都能给予及时的指导，确保设计进度，木文所设计的是20吨啤酒瓶洗瓶机的优化设计，通过初期的定题，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成丫老师和同学的帮助下，在大学研宄的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。通过此次设计,又一次提升了运用三维软件的水平，并吸收了不少经验，总结为-下几点。有零件阁纸作阁与空想设计作阁不同，零件尺寸己经给出，作阁时先不考虑尺寸是否真的合适，根据尺、r作山零件的三维图，但到装配时必须要考虑尺寸是否合适，由于autocad图纸效果不好，导致尺寸会有出错，甚至有出现欠定义尺寸，所以，此时必须通过配合后在衡量尺寸，再进行修改，直到满足配合要求。工具集的确方便了作图，通过选择零件类型，输入数据，就能生成出标准零件，但有时需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所