1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)院 校：海南大學(xué)儋州校區(qū)專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級： 08 級機(jī)械一班設(shè) 計(jì) 者：李曉慶學(xué) 號： B0737026日 期： 2010 年 6 月 10 日洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)一一目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書二、機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)三、機(jī)械總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算五、設(shè)計(jì)小結(jié)方案設(shè)計(jì)說明一、設(shè)計(jì)任務(wù)試設(shè)計(jì)一洗瓶 機(jī)，能實(shí)現(xiàn)清洗瓶子 內(nèi)外表面的功能。圖5洗瓶機(jī)原理圖二、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì) 要求如圖5所示：瓶子尺寸：大端直徑 D=80mm，長度L=200mm，口徑d=20mm。推進(jìn)距離S=600mm,推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸 和脫離瓶子，

2、然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。按生產(chǎn)率的要求，推程的平均速度 v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作時(shí) 的平均速度的三倍。工藝動作分推瓶和洗瓶兩部分，具體過程如下：(1) 推頭作直線或者近似直線運(yùn)動，將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置；(2) 在推頭沿直線運(yùn)動推動瓶子移動的程中，瓶子同時(shí)跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動；(3) 同時(shí)，有原動件帶動的刷子也同時(shí)在轉(zhuǎn)動，當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動時(shí)，瓶子的外 表面就清洗干凈； 在瓶子移動過程中，清洗內(nèi)表面的刷子同時(shí)在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動，動作結(jié)束，則刷 子移出瓶外；(5)瓶子洗凈后離開導(dǎo)輥，而推瓶機(jī)構(gòu)急回至推瓶初始位置，進(jìn)入下一個(gè)工作 循環(huán)。一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(1) 設(shè)

3、計(jì)題目圖1 洗瓶機(jī)工作示意圖設(shè)計(jì)洗瓶機(jī)。如圖1所示，待洗的瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥 帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭 M把瓶子推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗 凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。洗瓶機(jī)的技術(shù)要求見表1。表1洗瓶機(jī)的技術(shù)要求萬案號瓶子尺寸（長X直 徑）mm mm工作行 程mm生產(chǎn)率個(gè)/s急回系數(shù)k電動機(jī)轉(zhuǎn) 速r/mi nA©100X 2006001531440（2）設(shè)計(jì)任務(wù)1. 洗瓶機(jī)應(yīng)包括齒輪、平面連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)。2. 設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。3. 畫出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖和運(yùn)動循環(huán)圖。4. 設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動

4、要求，并對從動桿進(jìn)行運(yùn)動分析。也可以設(shè)計(jì)平 面連桿機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動軌跡，并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析。繪出運(yùn)動 線圖。5. 其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。6. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。（3）設(shè)計(jì)要求1. 工作原理為了清洗瓶子，需將瓶子推入同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)，推 動瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，轉(zhuǎn)動的刷子就將瓶子洗凈。它的主要動作是將瓶子沿 著導(dǎo)輥推動，瓶子推動過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動。2. 原始數(shù)據(jù)（1）瓶子尺寸：長度L=100mm直徑D=200mm（2）推進(jìn)距離S=600mm推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地 接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。（3） 按生產(chǎn)率每分

5、鐘3個(gè)的要求，推程的平均速度 v=45mm/s返回時(shí)的平 均速度為工作時(shí)的平均速度的三倍。（4）電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1440 r/min。（5）急回系數(shù)3。二、機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)（1）分析設(shè)計(jì)要求可知：洗瓶機(jī)主要由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，推 頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M可走圖2所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作 勻速直線運(yùn)動，在工作段前后可有變速運(yùn)動，回程時(shí)有急回。圖2推頭M運(yùn)動軌跡對這種運(yùn)動要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實(shí)現(xiàn)的，通常要把若干個(gè) 基本機(jī)構(gòu)組合，起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)組合

6、機(jī)構(gòu)時(shí)，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)），而沿軌跡運(yùn)動時(shí)的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動速度來滿 足，也就是讓它與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。（2）推瓶機(jī)構(gòu)選擇推瓶機(jī)構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機(jī)構(gòu)，為 了提高工作效率，一是行程速比變化系數(shù)K盡量大一些；在推程（即工作行程）中, 應(yīng)使推頭作直線運(yùn)動，或者近似直線運(yùn)動，以保證工作的穩(wěn)定性，這些運(yùn)動要求并 不一定都能得到滿足，但是必須保證推瓶中推頭的運(yùn)動軌跡至少為近似直線 ，以 此保證安全性。推頭的運(yùn)動要求主要是滿足急回特性，能滿足急回特性的機(jī)構(gòu)主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)

7、桿機(jī)構(gòu)。運(yùn)用前述設(shè)計(jì)的思想方法，再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動的特 點(diǎn)，所以根據(jù)要求，本機(jī)構(gòu)采用了擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。1.擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)方案結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：曲柄的整轉(zhuǎn)可以帶動擺桿左右擺動，以實(shí)現(xiàn)推瓶的作用。在這個(gè)機(jī) 構(gòu)中可以通過曲柄轉(zhuǎn)向的設(shè)置實(shí)現(xiàn)兩種速度比，即前進(jìn)時(shí)間大于返回時(shí)間和返 回時(shí)間大于前進(jìn)時(shí)間，如圖3如圖所示，若清洗區(qū)位于擺動導(dǎo)桿右側(cè)時(shí)，則當(dāng)曲柄為順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，可以實(shí) 現(xiàn)推瓶推瓶時(shí)間長，返回時(shí)間 長的效果，可以達(dá)到工作的平穩(wěn)性與高效性。另 外，此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，急回特性顯著，便于制作。(3) 清洗區(qū)方案設(shè)計(jì)當(dāng)瓶子進(jìn)入清洗區(qū)域后，可以以多種的運(yùn)動方式實(shí)現(xiàn)過程，可以是圓周運(yùn) 動，也可以是直線

8、運(yùn)動。所以我們可以用雙輥清洗機(jī)構(gòu)，其根據(jù)兩根導(dǎo)棍的同 時(shí)同向轉(zhuǎn)動帶動瓶子的轉(zhuǎn)動這一原理設(shè)計(jì)的，在這個(gè)機(jī)構(gòu)中瓶子沿著本身軸線 做直線運(yùn)動，在工作效率上較其他機(jī)構(gòu)具有一定的優(yōu)勢，而且能夠很好的保證工作的平穩(wěn)性。如圖所示三、機(jī)械總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)f f f平面主視圖為了清洗瓶子的外表和里面，需將瓶子推入同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子 旋轉(zhuǎn)，推動瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，內(nèi)外轉(zhuǎn)動的刷子就將瓶子洗凈。它的主要動作是 將瓶子沿著導(dǎo)輥推動，瓶子推動過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動。要實(shí)現(xiàn)上述分功能，有下列工藝動作過程：(1) 推頭作直線或者近似直線運(yùn)動，將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置；(2) 在推頭沿直線運(yùn)動推動瓶子移動的程中，

9、瓶子同時(shí)跟著兩同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥轉(zhuǎn) 動；(3) 同時(shí),有原動件帶動的刷子也同時(shí)在轉(zhuǎn)動，當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動時(shí)，瓶子的外表面就清洗干凈；(4) 在瓶子移動過程中，清洗內(nèi)表面的刷子同時(shí)在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動，動作結(jié)束，則刷子移出瓶外.(5) 瓶子洗凈后離開導(dǎo)輥，而推瓶機(jī)構(gòu)急回至推瓶初始位置，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)原始數(shù)據(jù)耍求；【1）、瓶子尺寸h 大端d=8Onui* K 200mnifl4）、卅逬廂離I -HOOmm,戰(zhàn)航機(jī)構(gòu)廟使折頭以接近均勻的速 度排瓶,平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子.然后推頭快遠(yuǎn)返回原位,準(zhǔn)箝 進(jìn)人第二個(gè)工作循環(huán).（3K按生產(chǎn)率的婆求，批程平均速度為v=45mh/st返冋時(shí) 的平均連度為工作行程平均速度的3

10、仙C4X機(jī)構(gòu)傳功性能艮好.結(jié)構(gòu)緊湊制造方便。根拯翌求返何時(shí)的W均速度為工作行程平均速度的3倍*I80'J-tfI80°+ = (180c -0)3i? = 90°根據(jù)要躺 推程平均謹(jǐn)度為vMBrn/s,推進(jìn)距離OOtaii解：先第出推進(jìn)bOOmm需荽的時(shí)間t45/ =600根據(jù)極位夾角Z? = 90°a吋rfl柄樣過的加度為p= 18OU = 270°再根據(jù)曲度卅l【f求川|ll|柄的和速度27Ou=<(Jx 3ftj= 20.25(%)在fiJ證推程為fiOOim的華礎(chǔ)上”不把滑塊裝農(nóng)述軒的端點(diǎn)和運(yùn)動吋常塊不和到棍接觸把連科的氏座設(shè)為呵0

11、冊(優(yōu)化運(yùn)幼)曲柄機(jī)構(gòu)如圖4 U 2和2龍搖桿的兩個(gè)極限位豊,也就是連桿3 位移為fiOOmm始末位置*搖桿的極限位置正好和曲柄乗宜.又因 為極位夾角 90°,所以揺村極限恃骨時(shí)和0恂構(gòu)成正方阪根據(jù)圏 可知曲柄1能確判連桿去也不能和E點(diǎn)接觸，這樣都會使滑塊 頂死卒所以要確宜囲柄1的KJS.設(shè)I田柄的長度為厶搖桿所夾 是角為® -90%解：丁滑抉的寬度為40,潸塊中心為校鏈連接處。(厲-血>20L > 4X,3(wrr)(l + TzX, <280L, < 116(wwn)所以4.3 < A, <116 Z內(nèi)都是可選的，為了節(jié)神材料選用曲柄

12、長対80m溝了搖桿和滑塊不脫離需確定搖桿長度。設(shè)搖樸長廢為匚厶 424.2(1)九了便于計(jì)算和機(jī)構(gòu)的關(guān)觀選用L: =500 S協(xié))瓶于的中心和述桿的屮心重合.為便巧衿為SOnun的頫予不從期個(gè) 導(dǎo)棍中間掉卜來，所以兩導(dǎo)親之闔的中心距要加以確也 設(shè)導(dǎo)楹 為兩丫任為R-8Q-,<80+27/£,； < 200 riini為丁使導(dǎo)親和精予Z間產(chǎn)生較人的摩律丿八作國和計(jì)!7的方便把 厶m設(shè)為14 L 4mm根據(jù)推程的要求導(dǎo)雜的長度設(shè)為60血毛刷的半栓為:血.并 耙毛刷的軸線雄桿中心線之間的距離設(shè)為弱皿這樣半觀子經(jīng)過 毛刷的卜面時(shí)毛刷是毛口經(jīng)由5mm的厚度和瓶子接fel! J毛刷安 放在GOQnni導(dǎo)飆I .作臺的正I方FL中牲距為150m<五：設(shè)計(jì)小結(jié)設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械原理設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)教學(xué)活動中不可或 缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過了課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn) 練，對機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識。此次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目很有意義考察的知識點(diǎn)也很全面，有凸輪設(shè)計(jì) 及結(jié)構(gòu)分析，還有援助齒輪，圓錐齒輪的設(shè)計(jì)及電動機(jī)的選擇等，還有CAD制圖，以及各種設(shè)計(jì)方案的比較，這不僅培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用大學(xué)四年里所學(xué)的理 論知識和生產(chǎn)實(shí)際知識解決工程實(shí)際問題的能力，還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)合