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1、 机械原理课程设计 说明书 设计题目：洗瓶机 目录 一设计任务page4二、功能分解page5三、运动转换的基本功能描述page5四、机构选型page611五、机构选型和方案比较page1215六、机械系统的运动循环图page1617七、传动方案设计page1820八计算过程,编程及尺寸确定page2137九、个人体会 page38十、分工介绍page39十一、参考文献page40侧视图一.设计任务 概述：按照给定的机械总功能要求，设计一洗瓶机自动清洗瓶子外表面。1.工作原理：为了清洗圆形瓶子外面，需要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。2
2、.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）瓶子尺寸：大端直径d80mm，长200mm。2）推进距离l600mm，（推瓶机构应使推头以接近均匀的速度推瓶，平稳的接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备进入第二个工作循环）。3）按生产率的要求，推程平均速度为v45mm/s，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4设计任务：1）根据上述动作要求拟订运动循环图。 2）进行推瓶机构和洗瓶机构的选型，实现洗瓶动作要求。3）机械运动方案的选择与评定。 4）根据选定的电动机和执行机构的参数拟定机械
3、传动方案。5）画出机械运动方案简图。6）对机械传动系统和执行机构进行运动尺寸计算。二.功能分解功能分析是设计的前提和基础选择机械的工作原理构思出工艺动作过程确定机构型式拟定机械的运动方案 送料：将待洗的瓶子放到传送带上 推瓶：连杆推瓶机构匀速把瓶子推到导辊上 洗瓶：一队同向转动的导辊带动瓶子转动，同时转动刷子清洗瓶子。导辊上同时有个瓶子在清洗过程中，送料处推入一个瓶子，同时出料处有一个瓶子清洗完毕被推出 出料：传送带送出清洗完毕的瓶子三运动转换的基本功能描述：推瓶运动导辊转动刷子转动传送带间歇运动四、机构选型1原动机的选择：我们选择原动机时应考虑的原则：A现场能源供应情况：电源B原动机的机械特
4、性和工作制度与工作机相匹配C工作机对原动机提出的启动、过载、运转平稳性、调速和控制等方面的要求。D工作环境的因素。E工作可靠，操作简易，维修方便。F经济成本：包括初始成本和运转维护成本。综上,由于该洗瓶机所需电机功率不大：选用Y100L1-4，其功率2.2KW,转速1420r/min.2传动机构选型传动机构:把原动力机构输出的动力传送到各个执行机构，起到能量配置的作用。1. 定传动比匀速转动机构a) 平行四连杆机构ABCD结构说明：当铰链四杆机构中ab=cd,bc=ad时，成为平行四连杆机构。它是双曲柄机构的特例，ab和cd杆均为曲柄。工作原理和特点：两个连架杆1和3的转向相同，i13w1/w
5、3=1。所以任一曲柄为主动件匀速转动时，另一曲柄为从动件也匀速转动。 平行四杆机构的连杆作平面平行运动，连杆上每一点都相同，连杆在任何瞬时都平行于机架。当机构运动到ab，cd处于同一直线时，从动件cd的运动将出现不确定，为使cd杆不反向，可增加一个辅助构件。b) 齿轮机构工作原理和特点：齿轮机构具有传递动力大、效率高、寿命长、传动平稳、可靠等优点。但要求较高的制造和安装精度，成本也较高。齿轮机构是应用最广泛、最重要的一种定传动比匀速转动机构，可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，适用范围广。直齿圆柱齿轮机构啮合时轮齿沿整个齿宽突然进入啮合和退出啮合，以引起冲击、振动和噪音，重合度小，每对齿负荷
6、大，负荷变化量也大，传动平稳性差，不宜用于过高速度、过重载荷。摆线齿轮机构与渐开线齿轮相比，重合度大，无根切现象，结构紧凑，接触应力小，磨损均匀，但中心距必须十分精确，才能保证定传动比，啮合角是变化的，影响传动平稳性，制造困难。 轮系工作可靠、效率高、适应性强，可得到大传动比、大功率的传动。涡轮传动机构传动比准确，降速比范围大，结构紧凑，传动平稳，无噪音，可制成自锁传动。但传动效率低，制造要求高，磨损较严重，易发热 。c) 摩擦轮结构说明：主要由主动轮、从动轮、压紧装置等组成。工作原理和特点：利用主、从动轮接触处的摩擦力来实现传动，摩擦力的大小与传动轮间的相互压紧力的大小成正比。有点是结构简单
7、、制造容易;超载时轮间自动打滑，防止零件损坏，工作平稳、躁声小、缺点是要求相当大的压紧力，增加了零件的尺寸且磨损严重，可能产生相对滑动，使传动比得不到严格保证，承载能力低、效率较低。摩擦轮的材料要求其摩擦系数大、耐磨损、弹性模量大。d) 带传动机构结构说明：带传动一般是由主动带、从动带轮和紧套在两轮上的绕性件组成，有的还有控制张紧力的装置。工作原理及特点：带以一定的预张紧力套在两轮上，在运转时产生足够的摩擦力。主动轮匀速转动，靠摩擦力带动绕性件，绕性件又通过摩擦力带动从动件匀速转动。传动比in1/n2=r2/r1，r2、r1为两轮半径。当传递的载荷超过摩擦力的极限时发生打滑。带传动可实现中心距
8、较大的两轴间的传动。根据带的卷绕方式不同可分为开口转动，两轮转向相同，两轴平行；交叉转动，两轮转向相反，两轴平行；半交叉传动，两轴交错。带传动结构简单、维护方便、成本低廉，冲击力小，传动平稳，噪音小，过载时打滑，有保护安全作用。缺点是存在打滑现象，传动比不恒定；传动效率低、寿命较短，轴和轴承上受压力较大。2间歇传动机构方案选择:a) 槽轮机构： 槽轮机构主要由槽轮、装有圆销的转臂（拨盘）和机架组成。拨盘一般为主动件，作等速连续传动，带动槽轮作间歇运动。槽轮机构具有机构简单、制造容易、工作可靠和机械效率高等特点。与棘轮机构相比，冲击和噪声较小。但槽轮机构在工作时，槽轮的角速度不是常数，在转位开始
9、与终止时，均存在角加速度，从而产生冲击，并且它随转速的增加及槽轮槽数的减小而加剧，故一般不宜用于高速场合。b) 棘轮机构结构说明：最基本的形式有外棘轮机构。工作原理及特点：棘轮机构具有结构简单、制造方便、运动角可在工作过程中、并可在较大范围内调整等特点而应用广泛，但运动角的调节是有级的、传动精度差，且棘爪在齿面上滑行时引起噪音、冲击、齿尖易磨损而不宜用于高速。c)凸轮机构凸轮式间歇传动机构的结构简单、不仅可传递平行轴间还可以传递交错轴间的间歇运动。只要合理设计廓线、选择合适的运动规律，可使从动件运动平稳、减少冲击、得到较好的运动特性，以适应高速运转的需要。但加工复杂、安装要求严格。d) 不完全
10、齿轮机构工作原理和特点：主动齿轮作连续匀速转动，当轮1上的轮齿进入啮合时，轮2转动；轮1上的轮齿退出啮合后，由于两轮的凸、凹锁止弧的作用，轮2保持可靠停歇，从而实现从动轮的间歇转动。不完全齿轮机构从动轮运动角的范围大，不像槽轮机构那么受限制。能灵活设计，很容易实现一周中的多次不同动、停时间的间歇运动。但在进入啮合和退出啮合时速度有突变，产生冲击，不宜用于高速传动。五、机构选型和方案比较 送料机构：小组讨论的初步设想：A 斜面和挡板用凸轮引导控制挡板的升降但运动各步骤配合不恰当及机构布置不合理而选用新的方案。B 漏斗利用瓶子的自重使其自动滑落但考虑到摩擦力过大而会瓶子下落的准确位置C 凸轮间歇机
11、构带动传送机构进行送料经过设计计算和改进 成为最终选择。 推瓶机构机构功能及作用： 推动机构推动瓶子从进料机构到洗刷机构，以及从洗刷机构到出料机构，要求推瓶时速度平稳均匀，返回时速度较快。各种方案a) 凸轮推瓶机构结构说明：实现往复移动的凸轮种类很多，可按凸轮的形状、从动件的形式、凸轮与从动件维持高副接触的分类方式。工作原理和特点：一般凸轮为从动件，作连续的回转和平移运动，其轮廓线曲线的形状取决于从动件的运动规律。凸轮结构简单、紧凑、设计方便，但由于从动件之间为点、线接触，易磨损，适用于运动规律复杂、传力不大的场合。b) 凸轮连杆机构结构说明：由凸轮与连杆组合成的组合式机构。工作原理和特点：一
12、般凸轮为主动件，能够实现较复杂的运动规律。c) 移动导杆机构3412结构说明：如图所示，杆1为连杆，2为摇杆，3为固定件，4为移动导杆。工作原理和特点：构件1为主动件，带动杆4相对固定滑块3上下往复移动。d) 曲柄滑块机构结构说明：根据曲柄回转中心与滑块导路相对位置分为对心曲柄滑块机构与偏置曲柄滑块机构，其偏距为e。工作原理和特点：当曲柄整周回转时，滑块3往复移动。对心曲柄滑块机构的滑块最大的行程s为曲柄长度a的两倍，若增加曲柄长度，可以增大行程。偏置曲柄滑块机构的最大行程s用下式计算：s(ba)2-e2 )0.5+(b-a)2-e2)0.5其中b为连杆长度，而s2a。偏置的曲柄滑块机构具有急
13、回特性，当曲柄长度a或偏距e加大时，急回特性显著，而连杆长度b减小时，急回特性减缓。综上所述，我们选用曲柄滑块机构，作为推瓶子机构3)洗瓶机构机构功能洗瓶机构完成对瓶子的洗刷过程，刷子旋转直接对相接触的瓶面进行洗刷，导辊的转动带动瓶子转动使得瓶子外表面被完全洗刷，另外刷子一侧配备有清洗液导管和清水导管，使瓶子能被完全洗净。六、机械系统的运动循环图1 机械运动循环图本洗瓶机采用曲柄滑块机构作为推瓶机构，故以曲柄为定标件制定运动循环图，曲柄每转一圈作为一个循环。曲柄滑块：推程（0265）；回程（265360）其中有效推程是（132.5265）进出料传送带：传送（090）；停止（90360）18090270360曲柄转过的角度(度)滑块位移（mm）132526540020018090270360进出料皮带位移(mm)曲柄转过的角度(度)100100曲柄转过的角度(度)进出料皮带
