机械原理专业课程设计之洗瓶机.doc

机械原理课程设计说明书 机械原理课程设计-洗瓶机院 系： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及自动化年 级： 级 学生姓名： 郭 凡 学 号： 指导老师： 金桂芹 同 组 人： 刘斌 尤龙 1月摘 要机械原理课程设计是使学生全方面、系统掌握和深化机械原理课程基础原理和方法关键步骤，是培养学生机械运动方案设计、创新设计和应用计算机对工程实际多种机构进行分析和设计能力一门课程。培养学生综合利用所学知识，理论联络实际，独立思索和分析问题能力和创新能力。洗瓶机关键是由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成，关键是由进瓶瓶机构把瓶子送到两个同向转动导辊上，导辊带动瓶子转动。当推头把瓶子向前推时，转动刷子就把瓶子外面洗洁净。洗完以后又由出瓶机构送出机构。我设计是一个很简单洗瓶机构，由传送带作进瓶机构，输入瓶子后，把推头改变一下，变成了一把内刷子，在推同时一边洗着瓶子内部，然后由外刷子洗刷外面，在推头推进瓶子同时，瓶子内外全部得到了清洗。当走完导辊后，瓶子就顺着出瓶轨道滑到箱子里面。因为专业知识不是很充足，所以设计有很多缺点，可能实用性不是那么强，不过我还是从当中学到了好多知识。 目 录一、 设计任务书3 1.1 设计题目4 1.2 洗瓶机技术要求4 1.3 设计任务5 1.4 原始数据5二、 机械运动方案设计62.1 分析设计要求62.2 推瓶机构设计6三、 进瓶装置设计7 3.1 进瓶装置简图73.2 槽轮机构设计83.3 运动协调设计8四、 洗瓶装置设计84.1 洗瓶装置简图84.2 洗瓶设计说明8五、推瓶机构设计9 5.1 推瓶起点设计95.2 推瓶终点设计9六、洗瓶机总体方案设计106.1 方案总体方案及运动说明11七、课程设计总结12参考文件13一、 设计任务1.1设计题目 洗瓶机关键是由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。待洗瓶子放在两个同向转动导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动着刷子就把瓶子外面洗净。目前一个瓶子将洗刷完成时，后一个待洗瓶子已送入导辊待推。图1所表示。1.2 洗瓶机技术要求：表1.1 洗瓶机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k电动机转速r/minA1002006003314401.3 设计任务 （1）.洗瓶机应包含齿轮、平面连杆机构等常见机构或组合机构。学生应该提出两种以上设计方案并经分析比较后选定一个进行设计。 （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。也能够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）.其它机构设计计算。 （6）.编写设计计算说明书。1.4 原始数据（1）、瓶子尺寸：长度L=100mm，直径D=200mm。 （2）、推进距离S=600mm，推瓶机构应使推移靠近均匀速度推瓶，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个要求，推程平均速度v=45mm/s，返回时平均速度为工作时平均速度三倍。 （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2.1 分析设计要求由题目可知：洗瓶机关键由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计推瓶机构应使推头M以靠近均匀速度推瓶，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。依据设计要求，推头M可走图1 所表示轨迹，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1 推头M运动轨迹对这种运动要求，若用单一常见机构是不轻易实现，通常要把若干个基础机构组合，起来，设计组合机构。在设计组合机构时，通常可首先考虑选择满足轨迹要求机构（基础机构），而沿轨迹运动时速度要求，则经过改变基础机构主动件运动速度来满足，也就是让它和一个输出变速度附加机构组合。2.2 推瓶机构设计 推瓶机构方案：依据前述设计要求,推瓶机构应为一含有急回特征机构,为了提升工作效率,一是行程速比改变系数K尽可能大部分;在推程(即工作行程)中,应使推头作直线运动,或近似直线运动,以确保工作稳定性,这些运动要求并不一定全部能得到满足,不过必需确保推瓶中推头运动轨迹最少为近似直线,以此确保安全性。 推头运动要求关键是满足急回特征,能满足急回特征机构关键有曲柄滑块机构,曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。利用前述设计思想方法,再考虑到机构急回特征和推头做往复直线运动特点， 所以依据要求，本机构采取了摆动导杆机构。2.2.1 凸轮铰链四杆机构方案图2所表示，铰链四杆机构连杆2上点M走近似于所要求轨迹，M点速度由等速转动凸轮经过构件3变速转动来控制。因为此方案曲柄1是从动件，所以要注意度过死点方法。图2 凸轮铰链四杆机构方案三、 进瓶装置设计3.1 进瓶装置简图图3-1进瓶装置简图3.2 槽轮机构设计 我设计是当主动拨盘 （ 缺口圆盘）匀速转一周，从动槽轮转90， 而传动带导杆也转过90， 而且要等于一个瓶子长度 。而所用时间是洗瓶装置一个往返，即：T=20s则有：主动拨盘角速度w=2/20s=0.314rad/s.3.3运动协调设计在这里我选择是槽轮间隙机构来进行瓶子进瓶关键构件，负责把瓶子传送到洗瓶装置上。因为根据生产率为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，这么从动拨盘就每20s转动90，再让它转过90时旅程等于一个瓶子长度即200mm，则能够确定主动带轮1半径R1，因为s=v1*R1=200mm，v1=W*R1，由3.2可知：W=0.314rad/s，所以R1100mm。四、 洗瓶装置设计4.1 洗瓶装置简图4.2 洗瓶设计说明我这里推头特意设计成能够洗内表面刷子，它比瓶子内径稍大部分，瓶子下来时，在推头作用下，后面又有洗外表面刷子阻力，内刷子就能够很轻松插入瓶内，待到推头挡板抵到瓶口后就能够推着瓶子走了。伴随导辊转动，瓶子内外表面全部得到很好清洗。另外，值得注意一点是，内刷子因为要伸到瓶子里面，所以要选择软一点刷子，方便轻易伸到瓶里面而不影响瓶子移动。还有就是内刷子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。 五、 推瓶装置5.1 推瓶起点设计 5.1.1起点时简图 5.1.2 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，刷毛尽可能选择软性材料，方便内刷子插入瓶内，这么伴随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，瓶子才受到推杆推力，推头才会推进瓶子运动，进行外表面清洗，一直到导辊完。5.2 推瓶终点设计说明 5.2.1 终点时设计简图 5.2.2 推瓶终点设计说明上图是推瓶到终点时候，凸轮转到最低点，推杆回到最右端，此时，瓶子在推杆作用下，走到导辊末，在重力作用下，瓶子沿内刷子随随刷杆滑入瓶子出瓶轨道内，刷杆和刷毛尽可能选择软性材料，方便瓶子滑入出瓶滑道内，这么伴随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，不过要避免死点产生，才能稳定进行下一个瓶子内外表面清洗，一直循环工作。六、 洗瓶机总体方案设计6.1 方案总体方案及运动说明 6.1.1 总体方案简图6.1.2 方案运动说明首先动力从电动机输出，因为需要速度不是很高，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关键是确保两导辊转向一致，这么既确保速度一样，也确保了旋转方向一样。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输进。洗瓶机构传动：洗瓶机构是经过齿轮6带动齿轮8，齿轮8带动轴转动，再由轴带动蜗轮蜗杆C，然后再经过蜗轮10传给齿轮13，而齿轮13经过左右各一个小齿轮（齿轮12和齿轮14）传给同尺寸齿轮11和齿轮15，这么也确保了它们三个齿轮（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，经过三个外刷子旋转来清洗瓶子外表面。推瓶机构传动：由蜗轮蜗杆A带动齿轮16，再由齿轮16传给凸轮齿轮，再由凸轮齿轮带动凸轮-铰链四杆机构来实现推瓶机构往复运动。 七、课程设计总结 机械原理设计课程设计是机械设计制造及其自动化专业教学活动中不可或缺一个关键步骤。经过了课程设计使我从各个方面全部受到了机械设计训练，对机械相关各个零部件有机结合在一起得到了深刻认识。 此次机械原理课程设计题目很有意义考察知识点也很全方面，有凸轮设计及结构分析，还有齿轮设计及电动机选择等，还有CAD制图，和多种设计方案比较，这不仅培养了我综合应用大学几年里所学理论知识和生产实际知识处理工程实际问题能力，还培养出了我们团体合作精神。全体组员共同探讨，即使只有两个人，不过处理了很多个人无法处理问题。同时，我深刻地认识到了自己在知识了解和接收应用方面不足。因为这次设计时间紧迫，有很多地方还有不足，有待改善，以后学习过程中，我会愈加认真努力学习！因为在设计方面我们没有经验，理论知识学不牢靠，在设计中难免会出现这么那样问题，如：在选择计算齿轮组时可能会出现误差，假如是联络紧密或循序渐进计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准，也在这次设计中认识到自己不足和专业方面知识欠缺，期望以后加以改善。参考文件1 裘建新. 机械原理课程设计. 北京. 高等教育出版社，.7.2 孙恒,陈作模,葛文杰. 机械原理. 7版. 北京. 高等教育出版社，.5.3 濮良贵，纪名刚. 机械设计. 8版. 北京. 高等教育出版社，.5. 【4】baidu文库【5】葛文杰 机械原理 第八版 高等教育出版社，.5.