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1、一工作原理及主要运动过程n n洗瓶外表面n n转动的导轨带动瓶转 n n瓶沿导轨前进各主要构件的动作可分解为: 1.瓶子:旋转(导轨带动)、沿导辊前进 2.导辊:旋转(电机驱动) 3.刷子:旋转、垂直移动二二.原始数据及设计要求原始数据及设计要求1.瓶子尺寸瓶子尺寸,大端直径大端直径80MM,长长200MM2.推程推程:600MM3.关于运动方面关于运动方面: 近匀速推瓶近匀速推瓶,平稳接触和脱离瓶子平稳接触和脱离瓶子,快速返回快速返回,空空 载行程的平均速度为工作行程速度载行程的平均速度为工作行程速度的的3倍倍 三三.初步分析初步分析基于设计要求基于设计要求,为实现速度比为为实现速度比为3,
2、则考虑在推头部分选用具有急回特性则考虑在推头部分选用具有急回特性的机构的机构.另外另外,为保证运送的安全性、便捷性为保证运送的安全性、便捷性,需将瓶子平放需将瓶子平放,故导辊只能也水平故导辊只能也水平放置放置.具有急回特性的基本机构具有急回特性的基本机构曲柄摇杆机构图1偏置的曲柄滑块机构 摆动导杆机构另外还有:凸轮机构齿轮与齿条的组合椭圆齿轮等等工作行程的平均速度空回行程的平均速度参照课本224页,可知在曲柄摇杆机构和偏置曲柄滑块机构的极位夹角为时,根据书上的设计方法是无法做出图来的,故舍弃这两种机构.采用摆动导杆机构.又因为要求推瓶过程平稳,故考虑对摆动导杆机构进行一下改造,采用牛头刨床刨刀
3、的工作部分作为洗瓶机的推瓶部分.综上所述综上所述,考虑采用摆动导杆机构为推头部分的蓝本考虑采用摆动导杆机构为推头部分的蓝本,且推杆且推杆必然垂直于导辊的端面必然垂直于导辊的端面.关于送瓶部分关于送瓶部分:由于每次只能运送一个瓶子,且限于推杆平行于导辊的位置,所以要想完成送瓶子过程,则送瓶子的输送带应该垂直于推程.由于推杆的来回伸缩会经过送瓶带,所以每次只有等推杆返回后才能送上下一个瓶子,这就引入一个间歇机构.常常见见的的间间歇歇机机构构l槽轮机构l棘轮机构l不完全齿轮u棘轮机构 工作时有较大的冲击和噪声,且运动精度较差u槽轮机构 机械效率高,平稳转位,但由于其运动是从轴输出的, 不适于本机所要
4、求的环境u擒纵轮机构 振动周期不稳定u结合本机考虑 所以选用齿轮与齿条机构和槽轮机构组合来作为送瓶机构最终成型方案由于要求满足行程系数比为3，故以牛头刨推头部分(及摆动导杆机构)的两极限 置进行计算.如图:已知条件为OAB=90,OBA=45,CE(总推程，E为另一个极位)=600,CD=CE/2=300,所以BD=300,而摆杆长为BC=3002424.26,OA与AB的值可任意取,但两者是相等的，只要保证O为一个周转副即可,所以取OA=AB128.5,OB=181.6.但由于SOLIDWORKS所采用的造型限制,所以把CE这条线向上平移了,由于角不变,连杆长也不变,所以这种改变是不影响机构
5、的行程系数比的. 要求的工作行程的平均速度为45MM/S,而空回的速度为135MM/S,工作所用时间=600/4513.3秒,回来所用时间=600/1354.4秒,所以总时间应为17.7秒,因为题目中所要求的皆为平均速度,所以为了变于计算取推头来回一趟的总时间为18秒,即曲柄转一周的时间为18秒,所以其角速度为2/18=/9rad/s0.3491rad/s. 对于齿轮齿条组成的间歇送瓶机构,齿条上会每隔90mm固定安放一个隔架板(以相邻隔架板的中心来定,板宽约为10mm),每两个隔架板中放一个瓶子,推头每进行一个来回,要让齿条移动送上下一个瓶子,但若齿条连续动则会影响推头的往复运动,所以送瓶机
6、构要有间歇性.因为齿条每移动90mm给定耗时为0.5秒(0.5*135=67.5,只要推杆头的设计小于600-67.5+200=732.5,就能保证移动的齿条不会碰到推头,即安全,另:200为齿条的宽度)所以齿条的线速度V=90/0.5=180mm/s,因为齿轮齿条啮合,所以齿轮分度圆上的线速度为180mm/s,根据V=*r,量得d=66.051,r=d/2=33.0255,所以其角速度为180/r=5.45rad/s,即与三个小齿轮相固结的轴的角速度为5.45,即槽轮的角速度为=5.45=(/2)/tt0.28S 槽轮的计算 对于槽轮机构t为槽轮的运动时间,t为主动拨盘转一周的总时间,且依据
7、公式由t/t=1/4=t=2/=1.15S,所以带动拨盘转的轴的角速度=2/(2/)=.依据生长情况,设定槽轮的槽数为4,主动拨盘的圆销数为1,根据实际机械所允许的安装的空间尺寸,确定中心距L为140,圆销半径r为10,再根据课本所给出的几何关系,由下列各式(4)求出其他尺寸: =45=R=Lsin=Lsin(/z)=98.99s=Lcos=98.99hs-(L-R-r)=67.98且拨盘轴的直径2(L-s)=82.02轮槽轴的直径2(L-R-r)=62.02对于轮系对于轮系 初步的设计为尽量用一台电机驱动整个系统,用定轴轮系来实现不同的机构 有不同的转速.设机箱上的齿轮1与曲柄同转速,设其角速度为1,同理带动 主动拨盘的轴是随机箱上的齿轮2转动的,设其角速度为2,同样,为刷瓶子 方便,设导辊的角速度与机箱上的齿轮3相同为3,轮刷的角速度与机箱的 齿轮4相同为4.已算出10.35,25.45,所以齿轮1与齿轮2 的传动比 为0.35/5.45=7/109,由于机箱上所打的孔的尺寸所限,所以3与4的传动 比为118/33,剩余图中所给的齿轮全是起到传递运动,改变运动方向的作用, 所以方便起见,设其所有的传动比皆为1:1.
