洗瓶机设计(20211130082756)

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 日洗瓶机设计目录一、设计任务书3 二机械运动方案设计4 三、机械总体结构设计7四、机械传动系统设计8五、主要零部件的设计计算8六、执行机构和传动部件的结构设计9七、最终设计方案和机构简介10 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。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 ，

2、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。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；(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

3、构急回至推瓶初始位置,进入下一个工作循环。三、参与人数23 人，每人设计一个方案。四、结题要求 1、设计能能满足上述一、二两项要求的机构方案，交绘制机构运动简图一张(1 号图纸)； 2、进行传动计算，交设计说明书一份。瓶子推头外表面刷子导辊图 5 洗瓶机原理图一、设计任务书(1) 设计题目图 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 洗瓶机的技术要求方案号瓶子尺寸（长直径）mm ，mm 工作

4、行程mm 生产率个/s 急回系数k 电动机转速r/min a 100200 600 15 3 1440 (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。(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

5、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

6、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

7、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，本机构采用了五杆组合机构，由齿轮和四连杆机构来实现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

8、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。图 3 凸轮铰链四杆机构的方案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（如下图所示）。三、机械总体结构设计为了清洗瓶子的外表和里面，需将瓶子推入同

9、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,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

10、循环 . 四、机械传动系统设计（1）能实现预期运动执行构件协调配合工作等运动要求, 把原动机输出的转矩传递到执行构件（2）执行机构所需的力很小，主要工作在于进行运动分析。可以选择传动的齿轮 m = 3mm, 这样可以减小传动系统的体积，又可以减少传动齿轮数，提高效率。五、主要零部件的设计计算凸轮全移动副四杆机构. 其主要参数如下表所示：项目参数推进距离s=600mm 推程平均速度v=45mm/s 回程平均速度v=3v 六、执行机构和传动部件的结构设计本机构由导辊和刷子组成（1）刷子由三个互相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断的接触，清洗污垢。（2）导辊的运动由定轴带轮来完成，两个带轮的同向旋转带动导辊的同向转动，而带动瓶子转动。 （ 如下图示）导辊的俯视图（3）推瓶机构和洗瓶机构组合本机构采用了五杆组合机构（如下页图示） ，齿轮机构，瓶子的运动分为直线运动和转动，直线运动由五杆组合机