机械原理课程设计说明书洗瓶机

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1、机械原理课程设计说明书（洗瓶机）班级：学号：姓名：完成日期：一、设计任务1.设计题目：洗瓶机2.工作原理及工艺动作过程为了清洗圆形瓶子内外面，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：将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。3.原始数据及设计要求(1）推进距离l=600mm，推瓶机构应使推头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，准备进入第二个工作循环。(2）瓶子尺寸：大

2、端直径Ｄ=80mm，长2OOmm，瓶口d=20mm。(3）按生产率的要求，推程平均速度为v=45mm，返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍。(4）机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。二、设计方案1.功能分析及工艺动作分解（1）洗瓶机功能分解：推瓶+转瓶+刷瓶（2）推杆功能分解：往复运动、急回、均匀的速度推瓶（3）洗瓶功能细分：循环运作持续洗瓶洗瓶机工作示意图推头M可走下图所示轨迹，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，回程时有急回特性。2.执行机构方案设计及评价

3、2.1推瓶机构方案设计我们设计的推瓶机构是一个具有急回特性的机构，有以下几种机构可以满足设计要求：（1）连杆机构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，如用四连杆机构来控制等等。下图所示为两个自由度的五杆低副机构，l、4为它们的两个输人构件，这两构件之间的运动关系用四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。（2）凸轮摆杆滑块机构方案：凸轮摆杆滑

4、块机构是由凸轮机构1-2-3和摆杆滑块机构2′-4-5-3串联组合而成。由于凸轮轮廓曲线可按任何运动规律进行设计，使执行构件滑块5的运动规律充分满足生产工艺的要求。例如要求滑块5在工作行程等速运动，而在工作行程开始的一小段和结束的一小段，设计成局部的加速段和减速段，以避免在工作行程的两端发生较大的冲击。同时在回程设计成具有一定的急回特性。可见该组合机构运动规律的选择余地较大。（3）凸轮—铰链四杆机构方案（最终采用方案）铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，点M的速度由等速转动的凸轮驱

5、动构件3的变速转动来控制。由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意采取度过死点的措施，即可以采用安装飞轮来使其度过死点。凸轮的升程h=200mm，凸轮的工作分为四个阶段：推程，远休，回程，近休。曲柄的运动和凸轮的运动要协调，以实现把瓶子送到平台，为瓶子的清洗做准备。此凸轮—铰链四杆机构传动性能良好，结构合理，运动连贯，易于制造，经济实用。2.2洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只刷子转动的转子所组成。为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊上，可以带动瓶子旋转，同时导辊上开有螺纹，推动瓶子沿

6、导辊前进，转动的刷子就将瓶子外侧洗净。同时在导辊末端有一刷子，当推头将把瓶子推到末端时，刷子插入瓶子里，刷子就可以把转动的瓶子内侧刷干净。在导辊轴向上依次排列三把可旋转的刷子，保证在整个导辊长度上对瓶子进行清洗，确保瓶子的清洁。3.传动系统设计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，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。4.运动循环图　　定标件是指用其运动位

7、置（转角或位移）作为确定其它执行构件运动先后次序的基准。考虑到洗瓶机的传动过程中的稳定性和安全性，采用圆周式的工作循环图比较合适。5.运动尺寸设计执行机构中，用采用凸轮—铰链四杆机构，使推头在一个周期内完成推瓶和回程的动作。洗瓶机构中，用同向转动的导辊带动瓶子转动前进，转动的刷子清洗瓶的内外表面。（1）推进距离l=600mm，按生产率的要求，推程平均速度为45mm/s，返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍,得到转速n=3.4r/min。（2）推进机构尺寸：（见推进机构简图）BC=CD=CM=

8、2.5ABAD=2AB（3）导棍的尺寸导辊d=120mm转速n=40r/min导辊转速/瓶子转速=4/7得瓶子的转速n=70r/min四、设计总结经过一周的机械原理课程设计，所设计的题目是洗瓶机，我们从所要求得设计功能着手，即推瓶动作、洗瓶动作。推瓶机构的设计提出了三个方案：连杆机构、凸轮摆杆滑块机构、凸轮—铰链四杆机构，经过认真比较和评价，最终采用了方案三——凸轮—铰链四杆机构。虽然此机构还存在一些问题，比如出现死点，但从结构、制造和经济等方面考虑，其能够满足设计要求，且此机构传动性能良好，结