洗瓶机毕业设计

毕业设计〔论文〕任务书专业机械设计制造及其自动化班级机械081姓名张宇浩下发日期20题目洗瓶机设计专题推瓶系统设计主要内容及要求主要内容：需要设计一台自动化洗瓶机，从而提高生产效率，培养学生的工程设计能力。1〕完成洗瓶机机械本体设计。2〕完成进瓶系统的设计，包含进瓶带、集瓶台、分瓶机构及拨瓶机构等。3〕要求洗瓶机多工位,装夹时不影响清洗。要求：1〕自动化洗瓶机要满足多工位和不同口径型号瓶子的清洗，更换洗刷方便。2〕设计说明书〔字数不少于1.5万字〕；3〕翻译与课题有关的外文资料，译文字数不少于5000字。4〕装配图1张，零件图不少于5张，使用AUTOCAD绘图。主要技术参数瓶子尺寸，大端直径d=80mm，长200mm。推进距离l=推程平均速度为v=。进度及完成日期3月05日至3月18日查阅资料，完成外文翻译。3月19日至3月25日完成毕业设计实习，搜集洗瓶机相关资料。3月26日至4月08日确定总体方案，相关参数计算。4月09日至4月15日完成结构示意图。4月16日至4月29日草图总体示意图和传动示意图。4月30日至5月13日完成装配图的设计和绘制。5月14日至5月27日完成零件图的设计和绘制。5月28日至6月10日完成设计说明书的整理及辩论准备等工作。教学院长签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期指导教师评语指导教师:年月日指定论文评阅人评语评阅人:年月日答辩委员会评语评定成绩指导教师给定成绩(30%)评阅人给定成绩(30%)辩论成绩〔40%〕总评辩论委员会主席签字洗瓶设备主要用于制药、化工、食品等行业灌装前的瓶子清洗.机构装置，洗瓶机的推瓶机构的功能利用推头平稳的将瓶子送进的一个过程，在急回到原点，反复运动。推瓶机构原理是利用铰链四杆机构和凸轮组合成一个洗瓶机推瓶机构，通过凸轮和铰链四杆机构本身特性来完成平稳送瓶和机构急回。经过多个方案比照分析，确定比拟适宜方案为凸轮铰链四杆机构，对其进行了参数设计。本设计对推瓶机构传动系统进行了设计和选择：首先，对洗瓶机推瓶机构的电机、减速器等主要的传动系统进行了设计选择，同时对推瓶机构的凸轮—铰链四杆机构进行了具体参数化设计，使的它的运动状态和运动规律能更好的实现其实际的工作。最后通过对凸轮的轮廓曲线的调整和对铰链四杆机构杆长的局部修改，使推瓶机构的运动状态、工作行程等更加平稳流畅。关键词：洗瓶机,推瓶机构，凸轮机构，铰链四杆机构Washbottlesofequipmentismainlyusedinpharmaceutical,chemicalandfoodstufftradesetcfillingthebottlebeforecleaning.Theagencydevice,bottle-washingthefunctionofthepushofbottleagencieswillusesmoothpushersendintoaprocessofbottleinhurryback,originandrepetitivemovement.Pushbottlesoforganizationprincipleistousehingedfour-barmechanismandCAMcombinedintoonebottleofinstitutions,throughtyrebottle-washingCAMandhingedfour-barmechanismitselfcharacteristicstofinishsmoothlysendbottlesandagenciesrushback.Throughcomparisonandanalysis,multiplesolutionsformoreappropriateschemedeterminedCAMhingedfour-barmechanism,itsparametersweredesign.Thisdesigntopushbottlesofinstitutionsdesignedandtransmissionsystemforbottle-washingchoice:first,themotor,pushingbottlesofagenciessuchasthemaintransmissionsystemgearreducer,andthechoiceofdesignofCAMpushbottleinstitutions--hingedfour-barmechanismareanalyzedtheparametricdesign,makeit,themotionofandmovementlawcanbetterrealizeitsactualwork.FinallybasedoncontourofCAMtoadjustandfour-combined-pollinstallationstemlonglocalamendedsopushbottlesofinstitutionsstateofmotion,workingstrokeaswellasmoresmooth.Keywords：rinsingmachines,Pushbottlesofinstitutions,CAMmechanism,Hingedfour-barmechanism目录摘要······························································IAbstract·························································II目录····························································III第1章绪论···················································11.1课题研究的意义及现状······································11.2洗瓶机的概况··············································21.3课题研究方向···············································6第2章设计任务书·············································82.1设计题目及工作原理·········································82.2功能原理···················································82.3洗瓶机的技术要求···········································92.4设计任务···················································102.5原始数据··················································10第3章方案设计················································113.1分析设计要求···············································113.2推瓶机构选择···············································123.2.1凸轮-铰链四杆机构方案··································3.2.2五杆组合机构方案·······································3.2.3.凸轮-全移动副四杆机构··································3.2.4最终选定推瓶方案·······································3.3进瓶机构选择···············································153.3.1间歇机构设计···········································3.3.2进瓶装置简图···········································3.3.3进瓶设计说明···········································3.3.4运动协调设计···········································3.4洗瓶机构选择···············································193.4.1洗瓶装置简图···········································3.4.2洗瓶设计说明···········································3.5推瓶机构选择···············································203.5.1推瓶起点设计···········································3.5.2推瓶终点设计············································23.6总体方案设计···············································213.6.1方案总体方案一及运动说明·······························3.6.2方案二总体方案及运动说明·······························3.6.3方案评估···············································23.6.4选定最终方案···········································第4章技术设计···············································294.1凸轮机构的设计·············································294.1.1凸轮根本参数设计·······································4.1.2凸轮的建模·············································4.2铰链四杆机构的设计·········································334.2.1铰链四杆机构的尺寸设计·································4.2.2铰链四杆机构的组合运动图·······························4.3关键零部件的设计···········································374.3.1输送带的选择···········································4.3.2电机的选择·············································4.3.3减速器的选择···········································4.3.4皮带轮的选择···········································4.3.5联轴器的选择···········································4.3.6滚动轴承的选择·········································4.4轴的设计计算···············································464.4.1轴材料的选择···········································4.4.2轴的受力分析········································4.4.3轴的强度校核···········································按平安系数校核·········································49总结·····························································50参考文献························································51致谢·····························································52附件一···························································53附件二···························································68洗瓶机是我国在八十年代初期，引进日本三菱公司的技术，当时国内很多啤酒厂都曾购置使用。在使用过程中，各啤酒厂都认为其结构先进，破瓶率低，洗净率高，特别瓶内洗非常好，但除标不尽，瓶子从洗瓶机出来后有挂标现象，致使一些啤酒厂后来改选用单端式洗瓶机。也有一些啤酒厂对其进行了技术改造，并积累了很多珍贵经验。对其进行了几次的技术改造，使其性能明显优于其它洗瓶机。在当时的市场环境下，洗涤啤酒回收瓶有着其它设备不可替代的优点。由于工业生产和社会生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要进行回收清洗后再利用，节省了大量制瓶洗所需要的费用同时也提高了工业生产的生产效率。然而就在此时也出现了回收后再清洗的问题。产品盛载是车间的最后一道关键工序，因此玻璃瓶的供给速度也就决定了总的生产效率的上下。从而产生了对洗瓶机设备的研究与改良工作。随着啤酒市场不断地开展变化，酒瓶种类、标纸和粘接剂品种不断增加，特别是现在的头标铝箔纸的出现，给洗瓶设备和工艺提出了新的更高的要求在长期使用多种洗瓶机的过程中。为了适应现在啤酒回收瓶的洗涤要求，我们同该洗瓶机的制造厂家进行了广泛地讨论和研究，对洗瓶机适时地进行了一系列的技术改良。洗瓶机器设备的出现并且运用到实际生产中，改变了人工刷洗的传统工艺，实现了自动化生产方式，到达了减少劳动力、节约费用、提高工作效率[1]、增加企业经济效益之目的。并且得到了广阔用户的支持和好评，而且使得化、制药、食品等行业的生产率产生了质的飞跃。随着科学技术的进步，现代化大规模生产的需要，市场多元化的产生，普通的洗瓶机已经不能满足市场生产力所需。现在洗瓶机应用广泛，不仅在生产制造业工厂生产线，在生物制药行业，科研技术领域等等都可以起到重大作用。所以它不仅在生产制造业有重要作用，而且在科研制药行业发挥一定作用，并且在生产和生活中的作用领域不断扩大。洗瓶机作为一种清洗洁净工具，在完成清洗的同时，现在要求具有消毒、枯燥等功能同时具备，在完成整个工作过程中，对于提高生产能力、保证产品质量[2]、减轻劳动强度、降低生产本钱、提高生产效率、加快生产周转等方面均有着重要的影响。同时也要保证平安生产、减少破损率也有显著的作用。现在市场上的很多洗瓶机都同时具备很多功能，他的技术已经超越了单纯的减轻体力劳动这一传统概念，因为它不仅在清洗程度上有很大的改变，而且具有严格的时间、速率概念，根据系统事实的需要，及时地、迅速地、准确地“将待洗瓶进行准确而彻底的清洗，并完成相应的检验指标要求”，否那么，就不能适应现代生产的要求。在传统的灌装生产线上，相应的其他各个环节都做得比拟到位，留给人们最的疑问与担忧就是：能否保证瓶子的干净卫生？人们的观点就代表市场的需求，那么在洗瓶子的这一个环节可以说是还有很多值得研究，是占领市场赢得人们的信任与赞可的大份。而这个就得依赖于先进的清洗消毒工具洗瓶机。在灌装生产线的加工生产过程中，对瓶子的清洗主要依靠洗瓶机。随着现代企业生产能力、规模的扩大，对这方面的要求越来越严苛，对瓶子的清洁程度消毒水平都有了更高的要求，并且对机器的生产能力和效率也有了相当的要求，使得洗瓶子朝着高生产率高效率自动化的方向开展。本次的设计就是在这样的市场要求大环境下进行的，由于时间有限能力限制，我那么主要负责洗瓶机的机械局部，主要包括主工作部件、辅助工作部件的设计。洗瓶机作为主要保障灌装生产线的生产要求和卫生保证的关键和重要的环节，其工作的稳定性、平安性、先进性一直受到人们的高度重视，但受传统技术的制约，市场上的洗瓶机根本都是大同小异，没有什么突破性的进展，往往不能兼顾，结合所有比拟好的性能于一体。随着科学技术的不断进步与开展，大量先进技术成果的应用，现在洗瓶机也将发生很大的变化的。自动数字洗瓶机是在生产工作过程中不直接进行人工处理的情况下，能自动对瓶子进行彻底的清洗、消毒、枯燥等，它的主体是数字管理中心。全自动数字洗瓶机是采用机械式操作过程，依托数字系统进行控制管理，通过数字化处理能自动控制洗瓶机，进行相关的作业，能自动、彻底、准确、迅速地对待洗瓶进行清洗、消毒、枯燥并且计量。随着数字化自动化的不断运用与普及，必是洗瓶机的最大开展趋势，故仅就自动洗瓶机的开展趋势做一些初步的分析与探讨。自动洗瓶机开展总趋势:现代自动洗瓶机的开展主要趋势之一就是自动化，速率高速化，功能全面化，人机结合灵活化，随着社会开展对制造业的要求也在不断提高，这不仅表现在对产品数量的要求上，更是表现在对产品的质量与要求方面，由于市场开展的需求推动和促进了洗瓶机的技术改造和技术进步，自动化技术、数字化技术的结合应用，对自动洗瓶机的精确化和自动化提出了更高的要求。而制造业的大力开展，也促进了市场对产品的需求增加。我们先来看看国内对自动洗瓶机的需求：中国全自动洗瓶机工程市场需求结构分布图从上面的需求结构分布图可以看出，越是生产要求高的、制造业较兴旺的地区，对洗瓶机的需求也是高于其他的地区。但随着国家相关政策的推进与实施，全国各地的开展必将各有千秋，根底制造业的大力开展，灌装企业、生物工程、制药企业等等都亟需洗瓶机的帮助来完成相应的工作要求，可见整体市场对自动洗瓶机的需求是有广阔的空间的。自动洗瓶机市场需求与供给图我们再来看看市场需求状况：从上表同样可以看出市场对洗瓶机的需求是不断上涨，因此开发研究洗瓶机的潜力大有作为。国内形势洗瓶机从其诞生至今已经有百年多的历史，随着人们的要求越来越高和科学技术的开展的不断进步，各种新的科技都可以在其身上看到影子。特别是二战以后，科技水平开展迅猛，新的科技力量和理念不断诞生，并且应用越来越普遍。作为机械生产的一员，对洗瓶机的研究和改革创新也是不断取得新的成果。我们的国内洗瓶机市场开展比其欧美国家落后[3]，而且我们国家的技术在一定程度上跟不上市场开展的需要，导致国内市场上的洗瓶机没有形成一定的强势资源，各个生产厂家技术保密，不能形成很好的信息交换和共享，导致市场上洗瓶机的开展参差不齐，功能不全面。目前有很多的国内企业采取与兴旺技术的国家企业合作，一起促进了洗瓶机市场在国内的开展。新技术的开展也给洗瓶机的市场带来一股新的活力，特别是大量的企业采用新的计算机技术，二维的CAD早已在制造业普及，三维的设计也在慢慢推广。电气设计局部采用ED等先进设计手段，引入定子调压和变频调速，PLC参与系统控制，采用了大量高新传感元器件，实现了定位准确，操控方便，其平安可靠性也逐步提高。通过专家系统的应用，极大地推进了创新设计的进程，并且利用系统论和信息论等现代计算机应用技术研究成果，使得洗瓶机的创新设计开始向数字化化方向开展。根据现实和开展，设计手段越来越表达出精确化、自动化、虚拟化与快捷的特点。现代的洗瓶机正朝着机电一体化、自动化、数字化、个性化方向开展。自动检测、自动数据处理〔运算、判断、存储、记忆〕、自动显示、自动控制、故障诊断和自动保护及维护等功能得到了大量的应用。因此洗瓶机产品创新设计是以降低设计本钱，提高设计速度，缩短设计周期为目的，包括降低本钱设计、可靠性设计、快速设计、并行设计、数字化设计、智能设计、广义优化设计等现代设计技术。开展趋势随着新世纪全球工业格局的新变化和我国工业技术水平的快速开展，洗瓶机市场近年来异常的活泼起来，现代计算机控制技术飞速开展，使得洗瓶机的设计在综合考虑控制系统平安、可靠性、操作的舒适性、机构及结构广义优化等方面有了更高层次的要求，因此洗瓶机的设计必须从原来的常规设计模式中跳出来，用新观点、新原理、新方法新技术、新工艺来设计适应新形势的新产品，未来洗瓶机的设计是基于现代设计理论和方法，应用微电子、信息、管理等现代科学技术，以提高产品质量、用户满意的价格和造型、提高产品的功能、缩短产品开发周期。在产品设计过程中采用面向本钱设计技术和并行的本钱估算技术是使产品本钱降低的关键，其中重点要研究的是本钱结构分析技术和价值工程分析技术，且需要构造多种专用的设计知识库和本钱数据库来精确地并行估算本钱。做到产品本钱的即时反响，通过设计方案的调整实现设计阶段控制产品本钱的真实实现。洗瓶机的创新并不总等同于用较高的本钱去创造新的零部件，利用标准构件，甚至标准件和外购件同样也可以组合成新产品，这也是一种创新[4]。下面是总结的近几年洗瓶机的主要开展趋势：(1)具有零部件集成化、机构简洁化、结构全面优化的整机设计；(2)满足个性用户的特殊要求的个性化设计；(3)满足市场多样性和低本钱要求的具有新技术特征的洗瓶机新系列产品的模块化设计；(4)具有自分析、自调整、自纠错的智能化操作的全自动、半自动操作形式的高度机电一体化的洗瓶机设计；(5)采用新的传感技术具有高精度称量和定位系统的洗瓶机设计；(6)准确对位技术的应用；(7)采用参数化专家系统的快速反响设计；(8)基于本钱即时反响的经济性DFC〔DesignForCost〕设计；(9)极短交货期要求采用并行设计及并行工程技术的设计；(10)基于产品全寿命周期的方便维护维修的设计及免维护设计；(11)大型单台复杂产品的虚拟设计及动态仿真的实现；(12)采用广义优化技术的设计；(13)洗瓶机动力学〔疲劳寿命的分析研究〕研究成果的广泛应用。目前国内外在洗瓶机创新研究方面的主要研究内容有如下几个方面：(1)创新设计技术开展对洗瓶机传动型式创新、结构构造创新和功能原理创新等方面理论及技术根底研究，为此着重研究新材料、新工艺、新的传动装置，从而通过对不同设计方案的优选、分解和组合来产生新的设计方案，不断推出传新创新设计成果。(2)降低本钱的设计技术在产品设计过程中采用面向本钱设计技术和并行的本钱估算技术是使产品本钱降低的关键，其中重点要研究的是本钱结构分析技术和价值工程分析技术，且需要构造多种专用的设计知识库和本钱数据库来精确地并行估算本钱。做到产品本钱的即时反响，通过设计方案的调整实现设计阶段控制产品本钱的真正实现。(3)快速设计技术极短交货期的市场需求要求开展基于网络的协同〔异地〕设计技术、并行工程技术究，这样可以缩短产品的开发周期。其中，系列化、模块化设计技术、人工智能技术、产品专设计系统技术和虚拟制造技术也是快速设计的所要研究的重要内容。(4)智能设计技术研究洗瓶机智能CAD〔ICAD〕技术和人机智能化设计系统技术的研究，使得面向CIMS的智能设计走向智能设计的高级阶段。原理方案智能设计；协同求解；基于实例的推理；知识获取、表达和利用等技术也是智能设计技术所要研究的重要内容。洗瓶机创新设计是洗瓶机技术水平不断提高和开展的源泉，充分利用现代信息技术成果和现代管理手段，综合现代设计技术将对洗瓶机技术开展起到极大的推动作用，洗瓶机技术已处于快速开展阶段，谁的创新设计搞得好，谁就掌握了技术优势，谁就掌握了市场。根据以上课题的产生背景可知，本课程的研究内容包括以下几个方面：最后所要说明的是，本课题研究的主要内容是推瓶机构的设计，有缺乏的地方希望希望大家多多批评指正。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[5]。根据上面洗瓶机工作情况示意图，首先是由推瓶机构以均匀的速度将瓶子推上工作台〔导辊〕，推头的往复运动使瓶子一个一个不间断的送上工作台进行清洗工作，由于瓶子是从静止到具有一定的速度，推头和瓶子之间必然存在着一定的冲击，所以就要考虑推头的材料不能是刚性材料，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。第二，瓶子送到工作台的同时导辊已经进入了旋转的状态并且喷水机构也开始对瓶子进行喷水，使瓶子随着导辊的旋转进行圆周运动，安装在导辊上面旋转的转刷能够将瓶子的四周都能够清洗干净。如下图。图2-1洗瓶机工作示意图简图在实际工作中，要设计的机器往往比拟复杂，其使用要求或工艺要求往往需要很多的功能原理组合成一个总的功能原理。下面我们来分析一下洗瓶机是通过什么功能原理来实现它所要完成的工作的。首先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，那么要求有一个工作行程为L往返运动的推头，同时推头在工作过程中要匀速，回程时要快速，能够满足此运动规律可以有很多种，如可以设计成曲柄-四杆机构，或凸轮连杆机构等实现其往复运动来完成其工作。要运用此功能原理来满足其工作需要，在运动规律设计方面就要考虑用什么来带动曲柄连杆或凸轮连杆机构的转动，一般我们都用电机来完成此项转动功能。其次是转辊机构所运用的是机械的转动规律，也是机械运动中比拟简单的运动规律，只需要有一定的转动速度与推瓶机构、转辊机构相配合来实现洗瓶设备的整体工作功能。它是有两个长圆柱型导辊旋转，带动瓶子旋转并且由导辊的一侧移动到另一侧的，其中导辊只完成其中的旋转功能，移动功能是由推瓶机构来实现的。最后我们要了解一下转刷机构所采用的功能原理，它与导辊机构相同运用的都是机械的转动规律，与其不同的是转刷机构的旋转要有很高的速度来完成其对瓶子外壁的清洗工作。知道了它的运动规律就要进一步了解它是由什么机构带动完成其所要求的功能的。推瓶机构、导辊机构和转刷机构都是由一台电机来提供所有的机械转动规律的，这就要求我们对它们深入分析、研究各构件之间的运动规律的联系，进而的设计出符合其联动规律的整体设备，来满足我们预期想要实现的目标。表1-1洗瓶机的技术要求方案号瓶子尺寸〔长×直径〕mm，mm工作行程mm生产率个/min急回系数kAφ80×20060033〔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。学生应该提出两种以上的设计方案并经分析比拟后选定一种进行设计。〔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。〔1〕瓶子尺寸：长度L=200mm，直径D=80mm。〔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〕机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。由题目可知：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1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3-1-1推头M运动轨迹图3-对这种运动要求，假设用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把假设干个根本机构组合，起来，设计组合机构。为了完成清洗工艺过程，需要实现以下运动功能要求：〔1〕瓶子的旋转运动，因此需要设计相应的导辊机构。〔2〕旋转地瓶子沿导辊的平移运动，因此需要设计相应的推动机构。〔3〕为实现瓶子洗刷，因此需要设计相应的转刷机构。〔4〕此外，还应有相应的送料机构和取料机构。〔5〕为节约时间，提高效率，因此还要考虑推动机构的急回特性。对三种机构进行分析：〔1〕导辊机构通过合理的设计及计算，利用导辊转动所产生的摩擦力来带动瓶子的旋转是可以实现的。〔2〕推动机构通过对工作行程、生产率急回系数等的分析，可以设计出满足其急回特性的推动机构。〔3〕转刷机构只需通过轴的转动来带动刷子即可。〔4〕送料机构和取料机构均采用导辊传输。此外，还应注意：〔1〕各机构间运动速度的协调。〔2〕推头假设作如下图的轨迹，那么应通过计算。使推头运动时，防止与转刷机构接触。假设推头仅作匀速直接运动，那么不用考虑推头与转刷机构的接触。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〔根底机构〕，而沿轨迹运动时的速度要求，那么通过改变根底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。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,以此保证平安性。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，本机构采用了摆动导杆机构。实现要求的机构方案有很多，我们可用多种机构组合来实现[6]。如：如下图3-2-1，铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，图3-2-1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3-2-2两自由度机构系统封闭成单自由度系统。图3-图3-2-3所示全移动副四杆机构是两自由度机构，构件图3-2-3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计。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从经济性角度来看，也很适宜。其中凸轮轴能很好协调推头的运动且工作平稳。推头M能够近似的完成所要求的工作行程轨迹，主要由各推杆的长度比例及凸轮的形状来实现推回程速度比和推程。但缺点是四杆机构的低副之间存在间隙，杆较多，容易产生误差，累积误差大，不能实现精确运动。冲击、震动较大，一般适用于低速场合。因为本设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，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-全移动副四连杆机构的方案是两自由度机构，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，不符合实际要求，空间过大[7]。能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停止的机构叫做间歇机构。如棘轮机构、槽轮机构和不完全齿轮机构等[8]。〔1〕棘轮机构棘轮机构的典型结构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪和机架组成。可将主动摇杆连续往复摆动变换为从动棘轮的单向间歇转动。其棘轮轴的动程可以在较大范围内调节，且具有结构简单、加工方便、运动可靠等特点。但冲击、噪音大，且运动精度低。棘轮机构简图〔2〕槽轮机构槽轮机构的典型机构是由由主动拨盘、从动槽轮及机架组成。可将主动拨盘的连续转动变换为槽轮的间歇转动。并具有结构简单、尺寸小、机械效率高、能较平稳地间歇转位等特点。槽轮机构简图〔3〕不完全齿轮机构不完全齿轮机构是由普通齿轮机构演变而得的一种间歇运动机构。不完全齿轮机构的主动轮的轮齿不是布满在整个圆周上，而只有一个或几个齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上加工出与主动轮相啮合的齿。不完全齿轮机构设计灵活、从动轮的运动角范围大，很容易实现一个周期中的屡次动、停时间不等的间歇运动。但加工复杂；在进入和退出啮合时速度有突变，引起刚性冲击，不宜用于高速转动；主、从动轮不能互换。不完全齿轮机构简图〔4〕最终选定机构在这里通过比拟分析，我选择的是槽轮机构，因为它相对简单、效率高、运行平稳而且能到达预计的要求。我设计的是当主动拨盘〔缺口圆盘〕匀速转一周，从动槽轮转90°，而传动带的导杆也转过90°，而且要等于一个瓶子的长度。而所用时间是洗瓶装置的一个来回，即：T=20s那么有：主动拨盘角速度w=2π/20s=0.314rad/s.图3-3-2进瓶机构传动：进瓶机构借助大齿轮带动上图中小齿轮，又由小齿轮带动的轴旋转，再由轴带动蜗轮蜗杆，然后蜗轮蜗杆带动其上的齿轮，再由齿轮带动间歇机构槽轮完成瓶子的输进。在这里我选用的是槽轮间歇机构来进行瓶子的进瓶主要构件，负责把瓶子传送到洗瓶装置上。因为按照生产率为3/min得到每洗一个要20s，所以我设计主动拨盘转一周所需时间为20s，这样从动拨盘就每20s转动90°，再让它转过90°时的路程等于一个瓶子的长度即200mm，那么可以确定主动带轮1的半径R1，因为s=v1*R1=200mm，v1=W*R1，由3.3.1可知：W=0.314rad/s，所以R1≈图3-在这里我特意将推头设计成可以清洗瓶子内外表的刷子，它比瓶子的内径稍大一些，瓶子在进瓶机构的输送下开始进入洗瓶机构，在推头的作用下，后面又有洗外外表刷子的阻力，内刷子就可以很轻松的插入瓶内，待到推头的挡板抵到瓶口之后就可以推着瓶子走了。随着导辊的转动，瓶子内外外表都可以得到很好的清洗。另外，值得注意的一点是，内刷子因为要伸到瓶子里面，所以要选用软一点刷子，方便轻易的伸到瓶里面而不影响瓶子移动。还有就是内刷子的刷杆也要用软一点橡胶棒，方便瓶子洗好时，借助重力好脱离内刷子，顺着出瓶轨道滑出，滑到装瓶箱。〔1〕起点时的简图图3-〔2〕推瓶起点设计说明上图是刚刚开始推瓶时候，凸轮转到最高点，推杆回到最左端，此时，刚好进瓶装置送下一个瓶，内刷子随推杆插入瓶子内，刷毛尽量选用软性材料，方便内刷子插入瓶内，这样随着凸轮带动推杆内刷子先伸进瓶子内，等推头挡板抵到瓶口时，瓶子才受到推杆的推力，推头才会推动瓶子运动，进行外外表的清洗，一直到导辊完。〔1〕终点时设计简图图3-〔2〕推瓶终点设计说明上图是推瓶推到终点的时候，凸轮转到最低点，推杆回到最右端，此时，瓶子在推杆的作用下，走到导辊末端，在重力的作用下，瓶子沿内刷子随刷杆滑入瓶子出瓶轨道内，刷杆和刷毛尽量选用软性材料，方便瓶子滑入出瓶滑道内，这样随着凸轮带动推杆内刷子先退出瓶子内，瓶子滑出内刷子后，瓶子才落到出瓶滑道内，推头才会继续做回复运动，不过要防止死点的产生，才能稳定的进行下一个瓶子内外外表的清洗，一直循环工作。〔1〕方案一总体方案简图〔2〕方案一运动说明:首先动力从电动机输出，因为需要的速度不是很高，所以要经过减速箱减速，再经过带传动传给齿轮1，齿轮一又传给齿轮2带动轴旋转。导辊传动：由齿轮3带动齿轮4使外面一根导辊转动；再由齿轮4带动齿轮5，齿轮5又带动齿轮6使里面那根导辊转动。因为齿轮4和齿轮6大小一样，齿轮5主要是保证两导辊转向一致，这样既保证速度一样，也保证了旋转方向一样。进瓶机构传动：进瓶机构借助齿轮4带动齿轮7，又由齿轮7带动的轴旋转，再由轴带动蜗轮蜗杆B，然后蜗轮蜗杆B带动齿轮9，再由齿轮9带动间歇机构槽轮完成瓶子的输进。洗瓶机构传动：洗瓶机构是通过齿轮6带动齿轮8，齿轮8带动轴转动，再由轴带动蜗轮蜗杆C，然后再通过蜗轮10传给齿轮13，而齿轮13通过左右各一个小齿轮〔齿轮12和齿轮14〕传给同尺寸的齿轮11和齿轮15，这样也保证了它们三个齿轮〔齿轮11、齿轮13和齿轮15〕转向、转速相同。三个齿轮又把动力传给刷子，通过三个外刷子的旋转来清洗瓶子的外外表。推瓶机构传动：由蜗轮蜗杆A带动齿轮16，再由齿轮16传给凸轮的齿轮，再由凸轮的齿轮带动凸轮--铰链四杆机构来实现推瓶机构往复运动。〔1〕方案二总体方案简图:〔2〕方案二运动说明首先需将瓶子放入胶带上，通过进瓶机构间歇的送到导辊轨迹上，转动的毛刷通过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子，毛刷在导杆的推动和旋转下边前进边清洗内外表，推动瓶子沿导辊前进，再由外面转动的刷子将瓶子外外表洗净。要实现上述分功能,有以下工艺动作过程:〔1〕皮带做间歇直线运动。〔2〕瓶子由皮带到导辊的滑动。〔3〕内外表毛刷匀速推进和自身旋转。〔4〕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。〔5〕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。〔6〕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将瓶子的外外表就清洗干净。〔7〕在瓶子移动过程中,内刷子同时在瓶子内转动,动作结束,那么刷子移出瓶外。〔8〕瓶子离开皮带,而推瓶机构急回至推瓶初始位置,进入下一个工作循环。〔9〕洗好的瓶子由斜面滑下，进入匀速转动的皮带送出。下面从运动链的长短、机构的排列顺序、传动比分配、运动副的形式以及机械效率等方面对上面两种方案进行评估：〔1〕运动链的长短:两种方案都比拟简单，运动链的长度也差不多，但方案构件数目少一些，简单一点。〔2〕机构的排列顺序：两种方案的排列顺序都不是十分合理，方案一中，有局部涡轮蜗杆传动，以传动动力为主，应该将涡轮蜗杆机构布置在高速级，齿轮机构在低速级，但方案一中没有严格按照这样分布。方案二中有带传动时〔进瓶与出瓶机构〕，这种摩擦传动外廓尺寸较大的机构一般安排在运动链的起始端，而其没有，也不是十分合理。〔3〕传动比分配：两个用的构件差不多，但是方案二中洗瓶刷子用带传动，其现实制作麻烦，且误差大，所以方案一传动比更合理一些。〔4〕运动副的形式：两种方案用的运动副都差不多，但在总体设计上方案一明显比方案二更精确，齿轮运用更恰当，布局也更合理。〔5〕机械效率：在这方面方案一中大多采用齿轮传递，而且布局更合理，所以精度较高。而方案二中含有带传动等效率低的机构，所以机械效率比方案一稍低一些。通过仔细评估比拟，最终选定方案一，其设计更合理，可行性更高，而且布局上也明显比方案二合理，结构设计也更严谨一些。在数据处理上也比方案二清楚明了，所以最终通过评估决定选方案一作为最终选定方案.〔1〕最终方案简图最终总体方案简图〔2〕最终方案运动说明首先动力从电动机输出，因为需要的速度不是很高，所以要经过减速箱减速，再经过带传动传给齿轮1，齿轮一又传给齿轮2带动轴旋转。导辊传动：由齿轮3带动齿轮4使外面一根导辊转动；再由齿轮4带动齿轮5，齿轮5又带动齿轮6使里面那根导辊转动。因为齿轮4和齿轮6大小一样，齿轮5主要是保证两导辊转向一致，这样既保证速度一样，也保证了旋转方向一样。进瓶机构传动：进瓶机构借助齿轮4带动齿轮7，又由齿轮7带动的轴旋转，再由轴带动蜗轮蜗杆B，然后蜗轮蜗杆B带动齿轮9，再由齿轮9带动间歇机构槽轮完成瓶子的输进。洗瓶机构传动：洗瓶机构是通过齿轮6带动齿轮8，齿轮8带动轴转动，再由轴带动蜗轮蜗杆C，然后再通过蜗轮10传给齿轮13，而齿轮13通过左右各一个小齿轮〔齿轮12和齿轮14〕传给同尺寸的齿轮11和齿轮15，这样也保证了它们三个齿轮〔齿轮11、齿轮13和齿轮15〕转向、转速相同。三个齿轮又把动力传给刷子，通过三个外刷子的旋转来清洗瓶子的外外表。推瓶机构传动：由蜗轮蜗杆A带动齿轮16，再由齿轮16传给凸轮的齿轮，再由凸轮的齿轮带动凸轮--铰链四杆机构来实现推瓶机构往复运动。〔1〕凸轮机构的组成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，但也有作往复摆动或移动的。推杆是被凸轮直接推动的构件。因为在凸轮机构中推杆多是从动件，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[9]。

〔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(α+φ1)-(l+2b/l)sin(α+φ1)tanφ2］〔4-1〕〔3〕凸轮机构的压力角

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α表示

在凸轮机构中，压力角α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α愈大，那么分母越小，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αc，即α＝arctan{1/[(1+2b/l)tanφ2]}-φ1〔4-2〕为保证凸轮机构能正常运转，应使其最大压力角αmax小于临界压力角αc。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αmax应小于某一许用压力角[α]。其值一般为：推程对摆动推杆取[α]＝35º～45º；

回程时通常取[α]′＝70º～80º。〔4〕根据以上设计内容确定出凸轮设计曲线图如以下图所示。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到达的工作行程和推头工作速度来确定的，初步定基圆半径r0=50m，沟槽宽20mm，凸轮厚25mm,孔r=15凸轮的理论轮廓曲线的坐标公式为：，〔4-3〕〔5〕求凸轮理论轮廓曲线：推程阶段=1.2=b〕远休阶段=7.5c)回程阶段º³³d)近休阶段º=e)推程段的压力角和回程段的压力角〔4-4〕将以上各相应值代入式〔A〕计算理论轮廓曲线上各点的坐标值。在计算中时应注意：在推程阶段取，在远休阶段取，在回程阶段取，在近休阶段取。计算结果见表4-1。.根据推瓶机构原理，推瓶机构所需到达的工作要求来设计凸轮，凸轮的根本尺寸在近休时尺寸为50mm,到达最远距离时尺寸为180.9mm。(6)求工作轮廓曲线：有公式的〔4-5〕其中：〔4-6〕〔4-7〕推程阶段=远休阶段回程阶段d)近休阶段计算结果可以得凸轮工作轮廓曲线个点的坐标见下表：xy0º5º10º…350º355º360º0.04.3598.705…-8.682-4.3580.050.049.82649.370…49.24649.81050.00.03.6027.409…-6.946-3.4860.040.039.85539.455…39.39239.84740.0根据上一节内容凸轮的根本尺寸利用Pro/E[10]软件做的凸轮机构，如以下图所示〔图4-1-2图4-1-2凸轮机构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，主要利用机构在极位时的特性。又的行程速比系数K和摇杆摆角=69度，在由图4-2-1-1查的最小传动角的最大值maxγmin及β的大小在计算各杆的长度。行程速比系数K和摇杆摆角变化插图查表可知maxγmin=45º，β=75º那么：=180º〔K-1〕/〔K+1〕=90º〔4-8〕a/d=sin(/2)sin(/2+β)/cos(/2-/2)b/d=sin(/2)sin(/2+β)/sin(/2-/2)(c/d)²=(a/d+b/d)²+1-2(a/d+b/d)cosβ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=69度，行程速比系数K=3。得L1=477.64mmL2=290.22mmL3=577.3mmL4=500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，承载能力较大，润滑较好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭。能很好的保证工作可靠性。对于四杆机构来说，当其铰链中心位置确定后，各杆的长度也就确定了，用作图法进行设计，就是利用各铰链之间的相对运动的几何关系，通过作图法确定各铰链的位置，从而得出各杆的长度。图解法的优点是直观，简单，快捷，对三个设计位置下的设计十分方便，其设计精度也能满足工作要求。根据第3章四杆机构的尺寸来设计铰链四杆机构。连杆材料为45钢调制处理，杆粗为20mm，根据各干长度尺寸现用Pro/E软件绘制连杆机构图如下，这两凸轮上转到近休时连杆机构的位置凸轮上转到远休时连杆机构的位置以下图两个依次为连杆滑块转到凸轮最远距离远休位置时的图所示，连杆滑块转到凸轮最近距离近休位置时的图所示。当凸轮转到远休位置时，这时通过连杆在凸轮上的滚子推动连杆，铰链四杆机构的摆杆2运动到了最大位置，，和机架安装的杆1在一条水平线上。凸轮远休止位置示意图当凸轮运动到近休位置时，这时通过在凸轮上连接滚子的连杆推动杆2和杆3运动到一条直线上，这个时候是摆杆回到了初始位置，推头开始推瓶。凸轮近休止位置示意图输送带是洗瓶机执行装置中的重要部件，它直接与啤酒瓶接触，拖动啤酒瓶运动，其材料与外形尺寸的选择十分重要。本机采用输送带输送加输送导轨导向的方式进行输送动作，拟选用输送链带的形式进行输送，输送链带选用符合JB／T10867-2008要求的塑料平顶链，因为平顶链带运动较为准确，技术十分成熟，并且平顶链是标准化部件，利于链带的维修、更换，提高产品竞争力[11]。本次设计拟选用塑料平顶链。塑料平顶链是由一系列的具有标准规定宽度的平板链节组成。塑料平板的两端各带有铰卷，在相连接铰卷孔中穿人销轴，使各板相互连接成能作单向自由弯曲的平顶链(见以下图)。销轴通常用不锈钢制成，与固定铰卷采用压力配合或滚花来固定。塑料平顶链是利用铰卷的外径与链轮的齿槽相互啮合来完成传动。塑料平顶链根据上一章啤酒瓶的尺寸数据中的瓶底直径〔80mm〕，以及中国机械行业标准JB／T10867-2008提供的选型，选用PC14N型塑料平顶链，其中PC为塑料平顶链链号，14为顶板宽度代号，N表示窄铰链型，其外形如以下图数据如下表：PC14N型平顶链的链条结构形式表4-3-1-3链号节距PNom/mm销轴直径max/mm铰卷外径dmax/mm固定铰卷外宽bmin/mm顶板厚度tnom/mm顶板长度l仅供参考顶板宽度bmax/mm活动铰卷孔径min/mmPC14N38.16.3514.341.64.039.588.96.4链号活动铰宽度bmax/mm固定铰卷内宽bmin/mm中央铰卷宽度bmax/mm中央铰卷间隙宽度bmin/mm测量力/N抗拉强度fmin/kN重量/Kg/mPC14N25.9336.295.876.05893.780.87验算抗拉强度：本次设计的单列输瓶机拟定输送长度为2m，据啤酒瓶瓶身尺寸以及平顶带单位长度的重量：啤酒瓶瓶身长200mm，一瓶成品啤酒重约为0.6kg/瓶，链带重量0.87kg/m，那么2m的输送平顶带上理论上最多可以放置的瓶数N为：N=2=10〔瓶〕10瓶啤酒的重量G约为：G=10=58.8〔N〕计算额定带速时平顶链张力的公式为：平顶链张力F=〔10瓶酒重+2输送长度单位长度链带重〕摩擦系数f由上式可得链带张力为：F=〔58.8+2〕=9.29〔N〕由以上计算结果得知F远小于抗拉强度，所以可以使用PC14N型塑料平顶链。电动机构造简单、工作可靠、控制简便、维护容易，一般生产机械上大多采用电动机驱动。电动机已经系列化，设计中只许根据工作机所需要的功率和工作条件，选择电动机的类型和机构型式、容量、转速，并确定电的具体型号。电动机类型和型式可以根据电源种类〔直流、交流〕、工作条件〔温度、环境、空间尺寸〕和载荷特点〔性质、大小、启动性能和过载情况〕来选择。因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y〔IP44〕系列的电动机。电动机容量〔功率〕选得适宜与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求是，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载发热量大而过早的损坏；容量过大那么电动机的价格高，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，造成很大的浪费电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状有关。对于长期连续运转、载荷不变和变化很小、常温下工作的机器，只要所选电动机的额定功率等于或略大于所需电动机功率，即，电动机在工作时就不会过热，而不必校验发热和起动力矩。具体计算步骤如下：1)工作机所需功率2)电动机的输出功率η＝＝0.9043)根据电动机所需额定功率选择适宜的电动机转速，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为:i＝=960nw＝4.5i＝213.33合理分配各级传动比先选定带轮传动比=2，减速器传动比i=25.14,涡轮蜗杆传动比i=4.27由于减速箱是同轴式布置，所以i1＝i2。因为i＝25.14，取i＝25，i1＝i2=5；速度偏差为0.5%<5%，所以可行。各轴转速、输入功率、输入转矩项目电动机轴大带轮中间轴II低速轴III凸轮轴转速〔r/min〕9604809619.24.5功率〔kW〕43.963.843.723.61转矩〔N·m〕39.889.4191925.21850.45传动比12557.8效率10.990.970.970.96减速器是位于原动机和工作机之间的机械传动装置。由于其传递运动准确可靠，结构紧凑，效率高，寿命长，且使用维修方便，得到广泛的应用。常用的减速器目前已经标准化，使用者可根据具体的工作条件进行选择。课程设计中的减速器设计工厂是根据给定的条件，参考标准系列产品的有关资料进行非标准化设计减速器类型很多。按传动件类型的不同可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、齿轮蜗杆减速器和行星轮减速器；按传动级数的不同可分为一级减速器、二级减速器和多级减速器；按传动布置方式不同可分为展开式减速器、同轴式减速器和分流式减速器；按传递功率的大小不同可分为小型减速器、中型减速器和大型减速器等[12]。根据所知数据选定减速器为QJR型减速器，这种减速器可做于运输，冶金，矿山，化工，建筑，轻工等行业的各种机械设备的传动结构中。适用工作条件为：齿轮圆周速度应《16m/s，高速轴转速《1000r/min，工作环境温度为-40~~45ºC,低于0ºC启动前润滑油应加热到5ºQJ型减速器分为卧式〔W〕和立式〔L〕，在这里为了合理安排安装空间，选用卧式〔W〕。外形安装尺寸选择：/mm公称中心距acaza2输入轴端LHnksr重量/kgdzlz236170406388082851821022517232133承载能力查的〔连续工作型〕：根据i=25查的输出转矩为2250N.m，许用输入功率为5.3KW，输入转矩为570N.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。根据前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：传动比2无带型A无小带轮基准直径112.00毫米〔mm〕大带轮基准直径224.00毫米〔mm〕带长1250毫米〔mm〕实际轴间距357.19毫米〔mm〕小带轮包角162.03度V带的根数4无带轮宽度65.00毫米〔mm〕单根V带的预紧力165.62牛顿〔N〕作用在轴上的力1167.37牛顿〔N〕设计普通V带轮轮缘参数:带轮结构形式无实心轮无辐板厚度无无无槽型无A无基准线上槽深Hamin2.8毫米〔mm〕基准线下槽深Hfmin8.7毫米〔mm〕槽间距e15.0毫米〔mm〕槽间距下偏差无0.3毫米〔mm〕槽间距上偏差f-0.3毫米〔mm〕第一槽对称面至端面的距离无10.0毫米〔mm〕第一槽对称面至端面的距离的上偏差无2.0毫米〔mm〕第一槽对称面至端面的距离的下偏差-1.0毫米〔mm〕基准宽度bp11.0毫米〔mm〕通过查阅机械设计手册，根据其中的阐述，得知：联轴器是连接两轴的或连接轴和回转件的一个部件，在传递运动和动力过程中和轴连接并一同回转，联轴器不仅具有连接两轴的功能，也可以起到平安防护的功能。选择一种适宜的联轴器类型可以考虑以下几点：〔1〕所需传递的转矩大小与性质以及对减震或缓冲功能的要求比方，大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；存在较严重的冲击载荷或要求消除轴的扭转振动的传动，可以选用轮胎式的联轴器等有弹性缓冲功能的联轴器。〔2〕联轴器的工作转速方面与引起的离心力方面对高速运转的轴系，应中选取平衡精度较高的联轴器，比方膜片联轴器等，而不宜选用存在偏心的联轴器。〔3〕两周相对位移的大小与方向。在安装调试的过程中，很难保证两轴是准确对中的，或工作时，两轴间会产生较大的相对位移的时候，应选取挠性联轴器。例如，当径向位移存在并且较大时，应选滑块型联轴器，相交两轴的连接可以选用万向轴联轴器等。〔4〕联轴器工作环境和可靠性。一般来说金属制造的不需润滑的联轴器是比拟可靠，需要润滑的联轴器，由润滑的完善程度决定其性能，且有可能污染环境。有橡胶类元件的联轴器对强光、温度与腐蚀性物质比拟敏感，而且比拟容易变质。〔5〕联轴器的制造、安装维护、本钱。在满足性能的前提条件下，应使用本钱低廉，安装维护简单方便的联轴器，比方刚性联轴器，其结构简单，并且拆装方便，适用于低速刚性大的传动轴。一般的弹性元件联轴器如弹性柱销联轴器等由于具有良好的综合性能，广泛的适用于普通的中小功率传动系统上。本次设计中的电机与减速器连接处选用普通的刚性联轴器就可以满足传动要求。此处选用刚性联轴器。下面进行联轴器的选取计算。联轴器的计算转矩〔4-9〕式中：-计算转矩；T-理论转矩；-公称转矩；K-工矿系数查机《械设计手册》得K=1.25，所以按照计算转矩应该小于联轴器的公称转矩的条件来说，由于计算转矩较小，经查找《机械设计手册》中的型号，满足要求的型号较多，现选用GY2型联轴器，半联轴器的孔径，故该轴与联轴器的半联轴器连接部的直径为=25mm，半联轴器长度L=44mm。参考《机械设计》，据其相关阐述得知，选用轴承时，首先要选择轴承类型。选择轴承类型时应考虑如下主要因素：(1)轴承的载荷轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。根据载荷大小来选择轴承的类型时，由于滚子轴承中的主要元件之间是线接触，适用于承载较大的载荷，承载时的弹性变形也比拟小，球轴承那么是点接触，适用于中等以下的载荷，故载荷较小时，可以优先选用球轴承。(2)轴承的转速在一般转速下，转速的上下对类型的选择不发生什么影响，只有在转速到达较高水平时，才会有比拟明显的影响。轴承样本中列入了各种类型与各种尺寸轴承的极限转速值。此转速是指载荷不太大，冷却正常，且为0级公差轴承时能被允许的最大转速。(3)轴承的调心性能当轴的中心线不与轴承座中心线重合时，或因受力而倾斜时，会造成轴承自身内外圈轴线产生偏斜，导致轴承磨损加剧。此时，应采用具有调心能力的调心轴承或带座外球面球轴承。这种轴承在轴与轴承座的轴线相对偏斜不大时仍然能够正常工作。滚子轴承对轴承的内外圈偏斜十分敏感，这种轴承偏斜时的承载能力甚至低于球轴承因此在轴的刚度和轴承座的孔支撑能力较低些时或偏转力矩较大时，应该尽量的防止使用这类轴承。(4)轴承的安装和拆卸便于拆装，也是选择轴承时的一个重要因素。在轴承座没剖分面并且必须沿轴向安装和拆卸时，应该优先选取内外圈可别离的轴承。安装于长轴上的轴承，为方便安装，可以选取内圈为圆锥孔的轴承。因为轴只承受径向力的作用，且受力不大，应选用深沟球轴承。预计使用寿命为10000小时。下面计算根本额定动载荷：公式：〔4-10〕式中，C——根本额定动载荷计算值；P——当量动载荷；-寿命因数-速度因数-力矩载荷因数-冲击载荷因数-温度因数Cr-根本额定动载荷查《机械工程手册》得=2.71，=1.252，=1.5，=1.2，=1由上式计算得下面计算额定静载荷：〔4-11〕式中：-根本额定静载荷计算值-当量静载荷-平安因数-根本额定静载荷由上式计算得：经过查阅《机械设计手册》中的表，选择深沟球轴承就可满足需求。选择轴的材料：45号钢经调质处理，其机械性能：=650MPa，=360MPa，=300