机械原理课程设计洗瓶机

机械原理课程设计

说明书

设计题目洗瓶机 汽车与交通学院，车辆工程，车辆123班 设计者潘盼盼 指导老师韦丹柯 2014年6月23日至7月3日 目录 1.设计要求 一设计题目 二设计要求 三设计提示 四洗瓶机的工艺动作及功能分解 1洗瓶机的动作分解 2工作原理 3推头M的设计要求 五运动方案及选择 1方案一（组合机构） 2方案二（五连杆机构）

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3方案三（凸轮机构） 4优缺点的比较及最终方案 六机构总图 七传动方案设计

八机构组合﹑参数及运动协调设计 1机构选用 2机构组合 3运动协调设计 4设计计算 5运动循环图 九、心得体会 一．设计题目 洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。如图11.1所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子向前推进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。 图1洗瓶机工作示意图 洗瓶机的技术要求见表2。

表2洗瓶机的技术要求

方案号 瓶子尺寸 （直径×高度）/(mm×mm) 工作行程 /（mm） 生产率 /(mm) 形成速度变化系数K 电动机转速 /(r/min) 来源：网络转载

A B C Φ100×200 Φ80×180 Φ60×150 600 500 420 3 4 5 3 3.2 3.5 1440 1440 960 二．设计任务

（1）洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。学生应提出两种以上的设计方案并经分析比较后选定一种进行设计。 （2）设计传动系统并确定其传动比分配。 （3）绘制机器的机构运动方案简图和运动循环圈。 （4）设计组合机构实现运动要求，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运动分析，绘出运动线图。若采用凸轮机构，要求用解析法设计凸轮。 （5）其他机构的设计计算。 （6）编写设计计算说明书。 （7）学生可进一步完成：洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。 三．设计提示 分析设计要求可知：设计的推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备第二个工作循环。 根据设计要求，推头M可走图11.3所示轨迹，而且推头M在工作行程中应作匀速直线运动，在工作段前后可有变速运动，回程时有急回特性。

推头M运动轨迹

对这种运动要求，若用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把若干个基本机构组合起来，设计组合机构。 来源：网络转载

在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。

实现本题要求的机构方案有很多，可用多种机构组合来实现。

四洗瓶机的工艺动作及功能分解

1洗瓶机的动作分解 （1） 刷子的转动。（图1A） （2） 导辊的转动带动瓶的转动。（图1B) （3） 推头M的定轨迹移动。（图1C） 2工作原理 图1A 图1B 图1C 3推头M的设计要求 推头M在长为600MM的工作行程中，作速度为40MM/S的匀速直线运动，在工作段前后有平均速度为120的变速运动，回程时具有K=3的急回特性。 五运动方案及选择 方案一（组合机构） 方案二（五连杆机构） 方案三（凸轮机构） 优缺点的比较及最终方案

方案一：方案一的结构简单，成本低。但组合机构行程过长，

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生产效率较低不能满足要求。

方案二：结构合理但运动轨迹不能满足要求，而且计算量要求过于复杂，精确度不高。

方案三：（最终采纳方案）

凸轮设计合理，行程满足设计要求，生产效率满足，偏差小，故采纳此设计方案。 六机构总图 七传动方案设计 按照设计要求： 1、每分钟要求清洗三个瓶子，所以分配轴3的转速为3R/MIN，选取额定转速为1440R/MIN的电动机，总传动比I总=1440/3=480R/MIN，传动系统采用3级减速机构，第一级为蜗轮蜗杆，选取传动比为80.第二级为齿轮减速，传动比为3.第三级为锥齿轮传动，传动比为2。 选取齿轮M=4，Z=23=Z.Z=29=Z 刷子的转速60r/min 导辊的转速30r/min 八机构组合﹑参数及运动协调设计 1机构选用

驱动方式采用电动机驱动，由已知的洗瓶机功能分解，分别选择相应的机构以实现各项功能。见表3

表3

2机构组合 来源：网络转载

三个机构相互配合，实现旋转，滚动，推送的负荷运动，紧凑衔接带动机构，考虑合并使用。 3运动协调设计

输送由凸轮--全移动副四杆机构负责，负责推动推头的凸轮周转一圈完成一次工作循环。完成整个洗瓶工作，其他的齿轮机构作为辅助机构，从而组成整个洗瓶机的工作流程。 4设计计算 （1）原理 用解析法，取一个适当的基圆半径，确定基本常量：滚子半径、偏心距、升程、推程角、远休止角、近休止角、最大压力角，用仿真软件计算 凸轮1（坐标值略，过多） 基圆半径600MM滚子半径10MM升程600MM最大压力角43.8 位移图速度图 加速度图线图 凸轮仿真 凸轮2 基圆半径600MM滚子半径10MM升程100MM最大压力角39.569 位移图速度图 加速度图线图

5凸轮仿真

九心得体会

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紧张而有辛苦的两周的课程设计结束了．当我快要完成老师下达给我的任务的时候，我仿佛经过一次翻山越岭，登上了高山之颠，课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．＂千里之行始于足下＂，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 通过此次课程设计，我们学到了很多理论课上无法得到的收获。以前原理课上只知道什么构件可以实现什么运动，而通过此次课程设计，在老师的指导下我们知道什么样的能力干什么样的活，不要大才小用，杀鸡用宰牛刀。这既是一种浪费增加了机器的成本，也是对设计的不负责任。．这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练． 短短两周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，今后需要继续努力。 作为汽车学院的学生，我觉得类似的课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。布局的合理性以及产品的经济效益更是我们在今后设计课程中所要关注的。在思维能力，动手能力加强的同时，我们团队合作精神又得到了进一步的加强。所以，在今后的学习中,一定要戒骄戒躁,态度端正,虚心认真….要永远的记住一句话:态度决定一切. 来源：网络转载