机械原理课程设计-推瓶机

1、目 录一、设计题目11、设计题目2、原始数据及设计要求3、设计任务二、运动方案设计21、工作原理和工艺动作分解2、机械执行机构的选择和评定3、根据工艺动作和协调要求拟定运动循环图4、机械传动系统的设计选择和评定三、执行机构尺寸设计111、执行机构各部分尺寸设计2、机构运动简图四、参考资料16五、设计总结17一设计题目1、设计题目五：推瓶机2、原始数据及设计要求:1）瓶子尺寸：大端直径 d=80mm，长 200mm。2）推进距离：600mm。3）推程时速度要求为 v=45mm/s，返回时的平均速度为工作行程的 3 倍。4）机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。3、设计任务1）本题设计的时间为 3

2、 周；2）根据功能要求，确定工作原理和工艺动作分解；3）执行机构选型与设计：构思出至少 3 种运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计；4）对选择的方案画出机构运动循环图；5）机械传动系统的设计；6）对选择的方案执行机构进行尺寸设计；7）在 2 号图纸上画出最终方案的机构运动简图；8）编写设计说明书，附源程序和计算结果。1二、运动方案设计1、工作原理和工艺动作分解1.1 推瓶机构的功能原理推瓶机构所采用的功能原理是用机械能迫使瓶子由工作台的一侧运动到另一侧，则要求有一个工作行程为 往返运动的推头，同时推头在工作过程中要匀速，

3、回程时L机来完成此项转动功能。1.2 推瓶机构的工作原理认识最本质上还是对其工作原理上的了解。接下来我们要分析一下洗瓶机的工作原理：洗瓶机是由推瓶机构、导辊机构和转刷机构共同来完成它的工作的。根据上面洗能是刚性材料，要用具有一定韧性的塑性材料以保证在工作过程中不至于将瓶子碰碎。的四周都能够清洗干净。根据设计要求，推头M可走图1-1所示轨迹，而且在l=600mm工作行程中作匀速运动，在其前后作变速运动，回程时有急回运动特性。对这种运动要求。通常，要用若干个基本机构组合成的组合机构，各司其职，协调动作，才能实现。在选择机构时，一般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，则往

4、往通过改变基础机构主动件的运动速度来满足。2图间隔后，其位移、速度、加速度等运动参数的数值呈现出周期性重复。2.1 机械执行机构的选择运动规律设计得不同，综合出的机构也就完全不同，这是容易理解的。但是不同根据上诉的推瓶机构的运动规律，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。一个输出变速度的附加机构组合。如图2-1上点M 点的速度 要注意度过死点的措施。3图2-1M所为它们的两个输入构件，这两构件之间的运动关统。(a)(b)(c)(d)图2-24图2-3 2上的M点可精确再现给定2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

5、大。图2-32.2方案的评定和最终选择根据上节所给出的三种设计方案，我们来讨论并从中选出较优方案进行最终的设首先是凸轮铰链四杆机构：此机构结构简单，、体积小，安装后便于调试而且计。中使用的连杆不多，而且速度不是很快，这种方案可以满足设计要求。其次五杆组合机构的方案五杆组合机构方案，此方案所需要的杆件繁多，设计烦琐，实际机构尺寸过大，不是很合理的一个设计方案，性价比也不高。最后凸轮 上的M 点可精确再2际要求，空间过大。根据上述方案的评定，最终选择凸轮铰链四杆机构作为本次设计的推瓶机构方案，如图2-4所示5用来描述机构系统在一个工作循环中各执行构件运动间相互协调配合的示意图称为机构系统运动循环图

6、，简称运动循环图，又称工作循环图。凸轮旋转角度 滚子运动状态 升程4、机械传动系统的设计选择和评定一起所实现的共同的功能，是一个组合体。杆铰链机构。6用电动机驱动。的类型和机构型式、容量、转速，并确定电的具体型号。间尺寸）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。年代的更新换代产品，型YZR 电动机容量（功率）选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于早的损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，经常处于不满载的运行，起效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大的浪费P 的额定功率P ，即ed d，电动机在工作时就不会d过热，而不必校验发热和起动力矩。具体计算

7、步骤如下：PwPwPwd 23联轴承齿轴承Pd7根据电动机所需额定功率选择合适的电动机转速，初选为同步转速为1000r/min的电动机。4).计算总的传动比nn由电动机的满载转速 和工作机主动轴转速 可确定传动装置应有的总传动比mw/nmwn =960mnw合理分配各级传动比i i=25.14,齿轮传动比i=4.27先选定带轮传动比带ii1由于减速箱是同轴式布置，所以。2因为，取速度偏差为0.5%5%，所以可行。 21各轴转速、输入功率、输入转矩项目传动比中间轴II 低速轴III凸轮轴4.5963.8419151850.457.8效率10.990.970.970.9684.3皮带轮的选择与设计

8、根据上面确定的电动机功率，根据要求选择和设计皮带轮所得计算结果如下表所示：小带轮基准直径大带轮基准直径带长65.00165.621167.37单根V带的预紧力作用在轴上的力设计普通V带轮轮缘参数带轮结构形式辐板厚度基准线上槽深基准线下槽深槽间距槽间距下偏差槽间距上偏差第一槽对称面至端面的距离-1.011.0基准宽度bp4.4减速器的选择9大小不同可分为小型减速器、中型减速器和大型减速器等。根据5.1.1型减速器，这种减速器可做于运输，冶金， 启QJ外形安装尺寸选择：/mmLksr重 量a a dz lzz2828 518 210 225 17 232 133承载能力查的（连续工作型）：根据i=

9、252250N.m5.3KW570N.m，输出轴轴伸许用径向载荷Fr=15000N 实际传动比为25.56.所选减速器符合要求。10三、执行机构尺寸设计1、执行机构各部分尺寸设计1.1凸轮的设计1.1.1凸轮基本参数设计凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。凸轮通常作等速转动，但也有作往复故又常称其为从动件。凸轮机构就是由凸轮、推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构。（2）凸轮机构中的作用力直动尖顶推杆盘形凸轮机构在考虑摩擦时，其凸轮对推杆的作用力F 和推杆所受的载荷(包括推杆的自重和弹簧压力等)G 的关系为F = G / cos(+1) - (l+2b/l)sin (+1)tan2（3）凸轮机

10、构的压力角推杆所受正压力的方向(沿凸轮廓线在接触点的法线方向)与推杆上作用点的速度方向之间所夹之锐角，称为凸轮机构在图示位置的压力角，用表示在凸轮机构中，压力角 是影响凸轮机构受力情况的一个重要参数。在其他条件相同的情况下，压力角愈大，则分母越小，作用力 F将愈大；如果压力角大到使作用力将增至无穷大时，机构将发生自锁，而此时的压力角特称为临界压力角c ，即carctan1/(1+2b/l)tan 2- 1为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角max 小于临界压力角c 。在生产实际中，为了提高机构的效率、改善其受力情况，通常规定凸轮机构的最大压力角max 应小于某一许用压力角。其值一般为：推

11、程对摆动推杆取 3545 ；回程时通常取 7080。11（4）根据以上设计内容确定出凸轮设计曲线图如线图（图3-1）所示。图3-1凸轮设计曲线图凸轮的轮廓主要尺寸是根据四杆机构推头所要达到的工作行程和推头工作速度来确定r孔r=15mm 0凸轮的理论轮廓曲线的坐标公式为： x r s sin ，y r s cos0001 /sin / / s h111 = / sin / 11 36/5 /5s 7.522 72 2 /5s 10h / h /6 / h4445533303303 270h / 1215 /hh51458 / /5334533333d)近休阶段 36/5 /5s 04412d /

12、d arctansr s0在推程阶段取 ，在远休阶段取 ，在回程阶段取 ，在123近休阶段取 4时尺寸为有公式的 x xr cosy yr sinrr 2 其中： d /d / d /d d /d2xxy 2 d /d / d /d d /d2yxy a) 推程阶段 1 d /d d /d sin r scos101xx2h 1 4 r s1101 d /d d /d cos r ssin101ys2h = 1 r s 1101b) 远休阶段 ， /5 d /d r s cos /2 x02 d /d r s sin /2 yy02 c) 回程阶段 0,2 /513 d /d d /d sin

13、 r scos 303xs hh r s / / / 233445333303 d /d h / / / hh r s 2334453y33303 d)近休阶段 /5 d /d r s cos 4 /3 x044 d /d r s sin 4 /3 y0表3-1xy50.049.82649.370-8.682-4.3580.049.24649.81050.0-6.946-3.4860.039.39239.84740.01.2铰链四杆机构的设计铰链四杆机构按照给定的急回要求设计，利用解析法求解此类问题时，主要利用K和摇杆摆角动角的最大值maxmin及的大小在计算各杆的长度。查表可知maxmin=45 a/d=sin( /2)sin( /2- /2) b/d= sin( /2)sin( /2- /2)14选定机架长度d就可以确定其他各干长度。根据推瓶的行程来确定各杆的长度及摆角大小，摇杆所转的角度连杆机构中的运动副一般均为低副。其运动元素为面接触，压力较小，承载能能很好的保证工作可靠性。、机构运功简图四、参考资料1. 郑文伟 吴克坚主编 机械原理（第七版） 高等教育出版社2. 邱宣怀主编 机械设计（第四版） 高等教育出版社16五、设计总结在课上掌握的仅仅是专业基础课的理论面。通过这次课程设计，很好地锻炼了我们的实践面，把我们学到专业理论知识应用到了实践中去，为我们提供了一个很好