PAGE1--廣東技術師范學院天河學院本科畢業設計開題報告題目： 洗瓶機構設計系別： 機電工程系專業： 機械設計制造及其自動化 姓名： 學號：指導教師： 2015年月日本科畢業設計開題報告系別機電工程系專業班級姓名學號聯系方式題目洗瓶機構設計一、選題背景二、課題設計2.1課題的內容本文設計的洗瓶機由電動機、曲柄滑塊推瓶機構、刷瓶機構、導輥機構、傳動系統等構成。設計該洗瓶機過程中，首先，調查了洗瓶機研究現況，在此基礎上根據設計技術要求選定了推瓶機構及傳動系統結構方案；接著，根據選定的結構方案選定了各個機構主要參數；然后，詳細計算了曲柄滑塊推瓶機構及傳動系統各主要零部件的尺寸并進行了校核。2.2課題的目的洗瓶機器設備的出現并且運用到實際生產中，改變了人工刷洗的傳統工藝，實現了自動化生產方式，達到了減少勞動力、節約費用、提高工作效率[1]、增加企業經濟效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評，而且使得化、制藥、食品等行業的生產率產生了質的飛躍。2.3課題的意義由于工業生產和社會生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要進行回收清洗后再利用，節省了大量制瓶所需要的費用同時也提高了工業生產的生產效率。然而就在此時也出現了回收后再清洗的問題。產品盛載是車間的最后一道關鍵工序，因此玻璃瓶的供應速度也就決定了總的生產效率的高低。從而產生了對洗瓶機設備的研究與改進工作。隨著啤酒市場不斷地發展變化，酒瓶種類、標紙和粘接劑品種不斷增加，特別是現在的頭標鋁箔紙的出現，給洗瓶設備和工藝提出了新的更高的要求在長期使用多種洗瓶機的過程中。為了適應現在啤酒回收瓶的洗滌要求，我們同該洗瓶機的制造廠家進行了廣泛地討論和研究，對洗瓶機適時地進行了一系列的技術改進。洗瓶機器設備的出現并且運用到實際生產中，改變了人工刷洗的傳統工藝，實現了自動化生產方式，達到了減少勞動力、節約費用、提高工作效率[1]、增加企業經濟效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評，而且使得化、制藥、食品等行業的生產率產生了質的飛躍。2.4文獻綜述洗瓶機作為主要保障灌裝生產線的生產要求和衛生保證的關鍵和重要的環節，其工作的穩定性、安全性、先進性一直受到人們的高度重視，但受傳統技術的制約，市場上的洗瓶機基本都是大同小異，沒有什么突破性的進展，往往不能兼顧，結合所有比較好的性能于一體。隨著科學技術的不斷進步與發展，大量先進技術成果的應用，現在洗瓶機也將發生很大的變化的。自動數字洗瓶機是在生產工作過程中不直接進行人工處理的情況下，能自動對瓶子進行徹底的清洗、消毒、干燥等，它的主體是數字管理中心。全自動數字洗瓶機是采用機械式操作過程，依托數字系統進行控制管理，通過數字化處理能自動控制洗瓶機，進行相關的作業，能自動、徹底、準確、迅速地對待洗瓶進行清洗、消毒、干燥并且計量。隨著數字化自動化的不斷運用與普及，必是洗瓶機的最大發展趨勢，故僅就自動洗瓶機的發展趨勢做一些初步的分析與探討。洗瓶機適用于玻璃瓶、塑料瓶等毛刷式清洗和水沖式清洗單獨或配合使用清洗的專用設備。洗瓶是食品行業包裝工藝流程中不可缺少的一環，設計出合理、高效的洗瓶機是包裝技術發展的必然要求。洗瓶機的種類很多，目前國內市場上的洗瓶機有扭道式、箱式、滾筒式和立式等多種，無論是何種洗瓶機大多采用了超聲波清洗技術，利用超聲波空化作用所產生的機械摩擦力，以清除用一般洗瓶工藝難以清除的瓶內、外粘附較牢固的物質。但安瓿瓶、西林瓶、口服液瓶對超聲波的功率大小要求各不相同，瓶子的規格越大、壁越厚所需要的功率就越大，通常洗瓶機超聲波的功率在900W左右，且大小可調。其中，扭道式洗瓶機產量低、速度較慢，以洗西林瓶和口服液瓶為主，使用客戶相對較少。以B+S公司的早期產品為原型的箱式洗瓶機在國內藥廠的應用也不多。目前國內市場以滾筒式洗瓶機和立式洗瓶機的應用最為廣泛，且立式洗瓶機后來居上，發展勢頭迅猛，已取代了滾筒式洗瓶機的傳統地位，目前國內生產立式洗瓶機的代表廠家有長沙楚天、上海遠東、上海旭發、長沙正中等。在國際其中浸泡噴沖式洗瓶機因其清洗效果好、自動化程度高、效率高，目前使用最為廣泛。在洗瓶機的設計中，結構緊湊、清洗效果與除標效果成為人們最為關注的要點。三、課題研究現狀3.1國外研究現狀洗瓶機從其誕生至今已經有百年多的歷史，隨著人們的要求越來越高和科學技術的發展的不斷進步，各種新的科技都可以在其身上看到影子。特別是二戰以后，科技水平發展迅猛，新的科技力量和理念不斷誕生，并且應用越來越普遍。作為機械生產的一員，對洗瓶機的研究和改革創新也是不斷取得新的成果。3.2國內研究現狀我們的國內洗瓶機市場發展比其歐美國家落后[3]，而且我們國家的技術在一定程度上跟不上市場發展的需要，導致國內市場上的洗瓶機沒有形成一定的強勢資源，各個生產廠家技術保密，不能形成很好的信息交換和共享，導致市場上洗瓶機的發展參差不齊，功能不全面。目前有很多的國內企業采取與發達技術的國家企業合作，一起促進了洗瓶機市場在國內的發展。新技術的發展也給洗瓶機的市場帶來一股新的活力，特別是大量的企業采用新的計算機技術，二維的CAD早已在制造業普及，三維的設計也在慢慢推廣。電氣設計部分采用ED

等先進設計手段，引入定子調壓和變頻調速，PLC參與系統控制，采用了大量高新傳感元器件，實現了定位準確，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。通過專家系統的應用，極大地推進了創新設計的進程，并且利用系統論和信息論等現代計算機應用技術研究成果，使得洗瓶機的創新設計開始向數字化化方向發展。根據現實和發展，設計手段越來越體現出精確化、自動化、虛擬化與快捷的特點。現代的洗瓶機正朝著機電一體化、自動化、數字化、個性化方向發展。自動檢測、自動數據處理（運算、判斷、存儲、記憶）、自動顯示、自動控制、故障診斷和自動保護及維護等功能得到了大量的應用。因此洗瓶機產品創新設計是以降低設計成本，提高設計速度，縮短設計周期為目的，包括降低成本設計、可靠性設計、快速設計、并行設計、數字化設計、智能設計、廣義優化設計等現代設計技術。四、課題設計方案4.1設計方案選型與分析洗瓶機主要由推瓶機構、導輥機構、轉刷機構組成。設計的推瓶機構應使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準備第二個工作循環。根據設計要求，推頭M可走圖2所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應作勻速直線運動，在回程時可有變速運動且回程時軌跡形狀不限，但不能反向撥動下一個瓶子，除此以外回程時必須有急回。圖2-2推頭M運動軌跡對這種運動要求，若用單一的常用機構是不容易實現的，通常要把若干個基本機構組合起來，設計成一個組合機構。在設計組合機構時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機構（基礎機構），而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎機構主動件的運動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度的附加機構組合。4.2方案的確定2.2.1推瓶機構的方案根據上述設計要求,推瓶機構應為一在工作行程時能作直線運動返回時具有急回特性的機構,為了提高工作效率,機構的急回系數K盡量大一些;在推程(即工作行程)中,應使推頭作直線運動,或者近似直線運動,以保證工作的穩定性,這些運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動軌跡至少為近似直線,以此保證安全性。方案：曲柄滑塊機構如圖2-5所示，在此機構中只要極位夾角為90度時，洗瓶機的推頭部分就能實現急回系數k=3，而且題目要求推頭的推程為600mm，此機構也容易滿足。圖2-5曲柄滑塊機構方案優點：該方案中急回系數和推程都容易滿足，推桿只在水平面運動不管是工進還是急回，所以推頭能很平穩地推進瓶子。而且此機構制作較簡便且承受的負載能力大，有較好的急回運動特性，計算尺寸也相對簡單，造價的成本也不高。除此之外該機構也容易實現瓶子內外一起清洗。2.2.2傳動系統方案傳動系統的設計簡圖如圖2-6所示，本傳動系統主要采用的是齒輪傳動與帶傳動相結合的方式，齒輪傳動具有工作可靠、使用壽命長、傳動效率高、結構緊湊的優點，而帶傳動具有傳動平穩、適合遠距離傳動的優點。圖2-6傳動系統簡圖4.3方案的特點及創新該方案中急回系數和推程都容易滿足，推桿只在水平面運動不管是工進還是急回，所以推頭能很平穩地推進瓶子。而且此機構制作較簡便且承受的負載能力大，有較好的急回運動特性，計算尺寸也相對簡單，造價的成本也不高。五、預期結果六、設計主要步驟七、進度計劃序號任務名稱開始時間結束時間1選題2查閱中、外文獻資料，外文資料翻譯，確定系統設計方案3開題4進行畢業設計5中期檢查6上交畢業設計正稿打印版及電子材料，畢業設計及設計說明書光盤，完成畢業答辯ppt7畢業答辯參考文獻[1]邢琳.機械設計基礎課程設計.機械工業出版社，2007.7[2]郭朝勇.AutoCAD2008中文版教程：清華大學出版社，2007.10[3]孫恒.機械原理。第七版，北京：機械工業出版社，2009.5[4]孫建東.機械設計基礎.北京：清華大學出版社，2007.1[5]封立耀.機械設計基礎實例教程.北京：北京航空航天大學出版社，2007.8[6]黃茂林.機械原理：重慶