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洗瓶机专业课程设计专项方案.doc
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1、机械原理课程设计-洗瓶机院 系: 工学院机械系 专 业: 机械工程及自动化 年 级: 级 学生姓名: 杨 涛 学 号: 03050742 指引教师: 苏艳萍 同 组 人: 冯 育 俊 10月机械原理课程设计阐明书 目录 一、设计任务书31、1 设计题目31、2 设计任务41、3 设计规定4二、洗瓶机流程分析及运动方案设计52、1 流程分析52、2 运动方案设计-6三、机械总体构造设计9四、执行机构和传动部件构造设计11五、洗瓶机流程分析12六、两种方案评价比较136、1 第一种方案146、2 第二种方案15 6、3 最佳选定方案17七、设计总结18一、设计任务书1、1 设计题目图1 洗瓶机工作
2、示意图 设计洗瓶机。如图1 所示,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把瓶子推向迈进时,转动着刷子就把瓶子外面洗净。当前一种瓶子将洗刷完毕时,后一种待洗瓶子已送入导辊待推。洗瓶机技术规定见表1。表1 洗瓶机技术规定方案号瓶子尺寸(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、2 设计任务 (1). 洗瓶机应涉及齿轮、平面连杆机构等惯用机构或组合机构(2).画出机器机构运动方案简图和运动循环图。(3).设计组合机构实现运动规定,并对从动杆进行运动分析。也可以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
3、运动分析。绘出运动线图。(4 ).其她机构设计分析。(5).编写设计计算阐明书。1、3 设计规定1.3.1工作原理为了清洗瓶子,需将瓶子推入同向转动导辊上,导辊带动瓶子旋转,推动瓶子沿导辊迈进,转动刷子就将瓶子洗净。它重要动作是将瓶子沿着导辊推动,瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动。1.3.2 原始数据(1)瓶子尺寸:长度L=100mm,直径D=200mm。 (2)推动距离S=600mm,推瓶机构应使推移接近均匀速度推瓶,平稳地接触和脱离瓶子,然后推头迅速返回原位,准备进入第二个工作循环。(3)按生产率每分钟3个规定,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
4、)电动机转速为1440 r/min。(5)急回系数3。二、洗瓶机流程分析及运动方案设计2、1 流程分析洗瓶机流程分为五个流程:进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶。2、2 运动方案设计(1)、进瓶机构选取进瓶需要实现是将瓶子从相应位置间歇送到推瓶机构上。为实现此运动,本方案将瓶子放入胶性皮带上,运用槽轮机构带动皮带运动来实现。如下图2所示: 图2(2)、清洗瓶内表面机构设计 清洗瓶内表面只需向瓶中送入带有毛刷导轮上,运用齿轮旋转带动毛刷旋转,进行清洗。为实现这个流程,我把此流程安排在导辊上来实现。即在瓶子滑下斜坡到导辊轨迹上时,导辊匀速迈进同步,毛刷插进瓶子,推动瓶子,运用转动毛刷清洗
5、瓶内表面。,为实现此运动我采用了齿轮轮来实现,导辊要既有迈进,又要有转动,就规定导辊有伸缩旋转作用,我运用钓鱼竿原理来实现,如下:图3(3)、推瓶机构设计设计推瓶机构应使推头M以接近均匀速度推瓶,平稳地接触和脱离瓶子,然后,推头迅速返回原位,准备第二个工作循环。依照设计规定,推头M可走图4 所示轨迹,并且推头M在工作行程中应作匀速直线运动,在工作段先后可有变速运动,回程时有急回。图4推头M运动轨迹对这种运动规定,若用单一惯用机构是不容易实现,普通要把若干个基本机构组合,起来,设计组合机构。A、推瓶机构选取推瓶机构方案:依照前述设计规定,推瓶机构应为一具备急回特性机构,为了提高工作效率,一是行程
6、速比变化系数K尽量大某些;在推程(即工作行程)中,应使推头作直线运动,或者近似直线运动,以保证工作稳定性,这些运动规定并不一定都能得到满足,但是必要保证推瓶中推头运动轨迹至少为近似直线,以此保证安全性。推头运动规定重要是满足急回特性,能满足急回特性机构重要有曲柄滑块机构,曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。运用前述设计思想办法,再考虑到机构急回特性和推头做往复直线运动特点, 因此依照规定,本机构采用五杆组合机构(由凸轮、齿轮和连杆机构组合而成)。B、五杆组合机构方案构造特点:铰链带动齿轮转动,齿轮带动涡轮转动,依照涡轮转动,结合杆组,从而实现推头急回运动。即迈进时间不不大于返回时间和返回时间不
7、不大于迈进时间。 拟定一条平面曲线需要两个独立变量。因而具备两自由度连杆机构都具备精准再现给定平面轨迹特性。点M速度和机构急回特性,图3 所示为两个自由度五杆低副机构,1、4为它们两个输入构件,这两构件之间运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现,从而将本来两自由度机构系统封闭成单自由度系统(如下图所示)。图5如图上所示,杆4上升运动可以使推头在水平面上正常工作,使推杆机构达到工作平稳性与高效性。此外,此机构构造简朴,安全性高,急回特性明显,便于制作,但是要注意防止死点发生,以免浮现顶死现象(4)、清洗区方案设计当瓶子进入清洗区域后,可以以各种运动方式实现过程,可以是圆周运动,也可以是直线运动。
8、因此咱们可以用双辊清洗机构,其依照两根导棍同步同向转动带动瓶子转动这一原理设计,在这个机构中瓶子沿着自身轴线做直线运动,在工作效率上较其她机构具备一定优势,并且可以较好保证工作平稳性。如下图所示:(5) 、送瓶机构设计 送瓶机构要实现是将清洗干净瓶子匀速送到指定位置。我在推瓶 末端设计一种瓶子滑落斜面台,将洗好瓶子随斜台滑到有一定摩擦皮带上,再由皮带送走瓶子如图7示: 图7三、机械总体构造设计 图8 为了实现进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶,一方面需将瓶子放入胶带上,通过进瓶机构间歇送到导辊轨迹上,转动毛刷通过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子,毛刷在导杆推动和旋转下边迈进边清洗内表面,
9、推动瓶子沿导辊迈进,再由外面转动刷子将瓶子外表面洗净。它重要运动是将瓶子沿着导辊推动,瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动,最后滑入送瓶机构送出。要实现上述分功能,有下列工艺动作过程:(1)皮带做间歇直线运动;(2)瓶子由皮带到导辊滑动;(3)内表面毛刷匀速推动和自身旋转; (4)推头作直线或者近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定位置; (5)在推头沿直线运动推动瓶子移动程中,瓶子同步跟着两同向转动导辊转动; (6)同步,有原动件带动刷子也同步在转动,当瓶子沿导辊移动时将瓶子外表面就清洗干净; (7)在瓶子移动过程中,清洗内表面刷子同步在瓶子内转动,动作结束,则刷子移出瓶外. (8)瓶子离开皮
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