中北信商洗瓶機課程設(shè)計完成稿

1、中北大學(xué)課 程 設(shè) 計 說 明 書學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 題 目： 自動洗瓶機 馬長安指導(dǎo)教師： 2015年 7月 1 日 洗瓶機設(shè)計目錄 一、設(shè)計任務(wù)書 3二機械運動方案設(shè)計4三、機械總體結(jié)構(gòu)設(shè)計7四、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計 8五、主要零部件的設(shè)計計算 8六、執(zhí)行機構(gòu)和傳動部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 9七、最終設(shè)計方案和機構(gòu)簡介 10方案設(shè)計說明一、設(shè)計任務(wù)自動洗瓶機按照給定的機械總功能要求，設(shè)計一洗瓶機自動清洗瓶子外表面。二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求1、設(shè)計要求 根據(jù)工藝動作順序和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖； 進行推瓶機構(gòu)的選型，實現(xiàn)洗瓶動作要求； 機械

2、運動方案的評定和選擇； 根據(jù)選定的原動機和執(zhí)行機構(gòu)的運動參數(shù)擬定機械傳動方案； 畫出機械運動方案簡圖（機械運動示意圖）； 對機械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)進行尺度設(shè)計。 2、原始數(shù)據(jù) 1）瓶子尺寸：大端直徑d80mm，長200mm，口徑d=20mm。 2)推瓶距離L600mm。推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準備第二個工作循環(huán)。 3）按生產(chǎn)率的要求，推瓶平均速度為v45mm/s，返回時的平均速度為工作行程的3倍。3. 工藝動作分推瓶和洗瓶兩部分，具體過程如下：(1) 推頭作直線或者近似直線運動,將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置；(2) 在推頭沿直線運動推動

3、瓶子移動的程中,瓶子同時跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動；(3) 同時,有原動件帶動的刷子也同時在轉(zhuǎn)動,當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動時,瓶子的外表面就清洗干凈；(4)瓶子洗凈后離開導(dǎo)輥,而推瓶機構(gòu)急回至推瓶初始位置,進入下一個工作循環(huán)。三設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等： 1、在一號圖紙上繪制機械運動方案簡圖，要求是軸側(cè)圖 2、在二號圖紙上繪制主機構(gòu)圖 3、編寫設(shè)計說明書一份一、設(shè)計任務(wù)書(1) 設(shè)計題目圖1 洗瓶機工作示意圖 設(shè)計洗瓶機。如圖1 所示，待洗的瓶子放在兩個同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進時，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個瓶

4、子將洗刷完畢時，后一個待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。洗瓶機的技術(shù)要求見表1。表1 洗瓶機的技術(shù)要求方案號瓶子尺寸（長×直徑）mm，mm工作行程mm生產(chǎn)率個/s急回系數(shù)k電動機轉(zhuǎn)速r/minA100×2006001531440(2) 設(shè)計任務(wù) 1.洗瓶機應(yīng)包括齒輪、平面連桿機構(gòu)等常用機構(gòu)或組合機構(gòu)。 2.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3.畫出機器的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。4.設(shè)計組合機構(gòu)實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進行運動分析。也可以設(shè)計平面連桿機構(gòu)以實現(xiàn)運動軌跡，并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析。繪出運動線圖。5.其他機構(gòu)的設(shè)計計算。6.編寫設(shè)計計算說明書。(3) 設(shè)計要求1.

5、工作原理為了清洗瓶子，需將瓶子推入同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)，推動瓶子沿導(dǎo)輥前進，轉(zhuǎn)動的刷子就將瓶子洗凈。它的主要動作是將瓶子沿著導(dǎo)輥推動，瓶子推動過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動。2.原始數(shù)據(jù)（1）瓶子尺寸：長度L=80mm，直徑D=200mm。 （2）推進距離S=600mm，推瓶機構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準備進入第二個工作循環(huán)。（3）按生產(chǎn)率每分鐘3個的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時的平均速度為工作時的平均速度的三倍。 （4）電動機轉(zhuǎn)速為1440 r/min。（5）急回系數(shù)3。二、機械運動方案設(shè)計(1)分析設(shè)計要求可知：

6、洗瓶機主要由推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。設(shè)計的推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準備第二個工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，推頭M可走圖2 所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作勻速直線運動，在工作段前后可有變速運動，回程時有急回。圖2 推頭M運動軌跡對這種運動要求，若用單一的常用機構(gòu)是不容易實現(xiàn)的，通常要把若干個基本機構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機構(gòu)。在設(shè)計組合機構(gòu)時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機構(gòu)（基礎(chǔ)機構(gòu)），而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機構(gòu)主動件的運動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度的附加機構(gòu)組合。(2) 推瓶機構(gòu)選擇推瓶機

7、構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計要求,推瓶機構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機構(gòu),為了提高工作效率,一是行程速比變化系數(shù)K盡量大一些;在推程(即工作行程)中,應(yīng)使推頭作直線運動,或者近似直線運動,以保證工作的穩(wěn)定性,這些運動要求并不一定都能得到滿足,但是必須保證推瓶中推頭的運動軌跡至少為近似直線,以此保證安全性。推頭的運動要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機構(gòu)主要有曲柄滑塊機構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。運用前述設(shè)計的思想方法,再考慮到機構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運動的特點， 所以根據(jù)要求，本機構(gòu)采用了五桿組合機構(gòu)，由齒輪和四連桿機構(gòu)來實現(xiàn)1.凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)方案如圖3所示，鉸鏈四桿機構(gòu)的連桿2

8、上點M走近似于所要求的軌跡，M點的速度由等速轉(zhuǎn)動的凸輪通過構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄1是從動件，所以要注意度過死點的措施。圖3 凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)的方案2.五桿組合機構(gòu)方案確定一條平面曲線需要兩個獨立變量。因此具有兩自由度的連桿機構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點M的速度和機構(gòu)的急回特征，可通過控制該機構(gòu)的兩個輸入構(gòu)件間的運動關(guān)系來得到，如用凸輪機構(gòu)、齒輪或四連桿機構(gòu)來控制等等。圖4 所示為兩個自由度五桿低副機構(gòu)，1、4為它們的兩個輸入構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運動關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機構(gòu)來實現(xiàn)，從而將原來兩自由度機構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)（如下圖所示）。 三、機械總體結(jié)構(gòu)設(shè)計為

9、了清洗瓶子的外表和里面，需將瓶子推入同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)，推動瓶子沿導(dǎo)輥前進，內(nèi)外轉(zhuǎn)動的刷子就將瓶子洗凈。它的主要動作是將瓶子沿著導(dǎo)輥推動，瓶子推動過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動。要實現(xiàn)上述分功能,有下列工藝動作過程: (1)推頭作直線或者近似直線運動,將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置; (2)在推頭沿直線運動推動瓶子移動的程中,瓶子同時跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動; (3)同時,有原動件帶動的刷子也同時在轉(zhuǎn)動,當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動時,瓶子的外表面就清洗干凈; (4)在瓶子移動過程中,清洗內(nèi)表面的刷子同時在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動,動作結(jié)束,則刷子移出瓶外. (5)瓶子洗凈后離開導(dǎo)輥,而推瓶機構(gòu)急回至推瓶初

10、始位置,進入下一個工作循環(huán).四、機械傳動系統(tǒng)設(shè)計（1）能實現(xiàn)預(yù)期運動執(zhí)行構(gòu)件協(xié)調(diào)配合工作等運動要求,把原動機輸出 的轉(zhuǎn)矩傳遞到執(zhí)行構(gòu)件（2）執(zhí)行機構(gòu)所需的力很小，主要工作在于進行運動分析?？梢赃x擇傳動的齒輪 m = 3mm, 這樣可以減小傳動系統(tǒng)的體積，又可以減少傳動齒輪數(shù)，提高效率。五、主要零部件的設(shè)計計算凸輪全移動副四桿機構(gòu).其主要參數(shù)如下表所示：項目 參數(shù)推進距離s=600mm推程平均速度v=45mm/s回程平均速度V=3v六、執(zhí)行機構(gòu)和傳動部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計本機構(gòu)由導(dǎo)輥和刷子組成（1）刷子由三個互相嚙合的齒輪帶著它們不停的轉(zhuǎn)動，而使它能夠保持不間斷的接觸，清洗污垢。 （2）導(dǎo)輥的運動由定軸帶輪來完成，兩個帶輪的同向旋轉(zhuǎn)帶動導(dǎo)輥的同向轉(zhuǎn)動，而帶動瓶子轉(zhuǎn)動。（ 如下圖示 ） 導(dǎo)輥的俯視圖（3）推瓶機構(gòu)和洗瓶機構(gòu)組合本機構(gòu)采用了五桿組合機構(gòu)（ 如下頁圖示 ），齒輪機構(gòu)，瓶子的運動分為直線運動和轉(zhuǎn)動，直線運動由五桿組合機構(gòu)