機械原理課程設(shè)計說明書機械原理課程設(shè)計說明書 機械原理課程設(shè)計-洗瓶機院 系： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化年 級： 2014級 學生姓名： 郭 凡 學 號： 2014280140207 指導教師： 金桂芹 同 組 人： 劉斌 尤龍 2016年1月摘 要機械原理課程設(shè)計是使學生全面、系統(tǒng)掌握和深化機械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及應用計算機對工程實際各種機構(gòu)進行分析和設(shè)計能力的一門課程。培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，獨立思考與分析問題的能力和創(chuàng)新能力。洗瓶機主要是由推瓶機構(gòu)、導輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成，主要是由進瓶瓶機構(gòu)把瓶子送到兩個同向轉(zhuǎn)動的導輥上，導輥帶動瓶子轉(zhuǎn)動。當推頭把瓶子向前推時，轉(zhuǎn)動的刷子就把瓶子外面洗干凈。洗完之后又由出瓶機構(gòu)送出機構(gòu)。我設(shè)計的是一個很簡單的洗瓶機構(gòu)，由傳送帶作進瓶機構(gòu)，輸入瓶子后，把推頭變化一下，變成了一把內(nèi)刷子，在推的同時一邊洗著瓶子內(nèi)部，然后由外刷子洗刷外面，在推頭推動瓶子的同時，瓶子內(nèi)外都得到了清洗。當走完導輥后，瓶子就順著出瓶軌道滑到箱子里面。由于專業(yè)知識不是很充足，所以設(shè)計有很多的缺陷，可能實用性不是那么強，但是我還是從當中學到了好多知識。 目 錄1、 設(shè)計任務書3 1.1 設(shè)計題目4 1.2 洗瓶機的技術(shù)要求4 1.3 設(shè)計任務5 1.4 原始數(shù)據(jù)52、 機械運動方案設(shè)計62.1 分析設(shè)計要求62.2 推瓶機構(gòu)設(shè)計63、 進瓶裝置設(shè)計7 3.1 進瓶裝置簡圖73.2 槽輪機構(gòu)設(shè)計83.3 運動協(xié)調(diào)設(shè)計84、 洗瓶裝置設(shè)計84.1 洗瓶裝置簡圖84.2 洗瓶設(shè)計說明8五、推瓶機構(gòu)設(shè)計9 5.1 推瓶起點設(shè)計95.2 推瓶終點設(shè)計9六、洗瓶機總體方案設(shè)計106.1 方案的總體方案及運動說明11七、課程設(shè)計總結(jié)12參考文獻131、 設(shè)計任務1.1設(shè)計題目 洗瓶機主要是由推瓶機構(gòu)、導輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。待洗的瓶子放在兩個同向轉(zhuǎn)動的導輥上，導輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當推頭M把瓶子推向前進時，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當前一個瓶子將洗刷完畢時，后一個待洗的瓶子已送入導輥待推。如圖1所示。1.2 洗瓶機的技術(shù)要求：表1.1 洗瓶機的技術(shù)要求方案號瓶子尺寸（長直徑）mm，mm工作行程mm生產(chǎn)率個/min急回系數(shù)k電動機轉(zhuǎn)速r/minA1002006003314401.3 設(shè)計任務 （1）.洗瓶機應包括齒輪、平面連桿機構(gòu)等常用機構(gòu)或組合機構(gòu)。學生應該提出兩種以上的設(shè)計方案并經(jīng)分析比較后選定一種進行設(shè)計。 （2）.設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 （3）.畫出機器的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。 （4）.設(shè)計組合機構(gòu)實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進行運動分析。也可以設(shè)計平面連桿機構(gòu)以實現(xiàn)運動軌跡，并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析。繪出運動線圖。 （5）.其他機構(gòu)的設(shè)計計算。 （6）.編寫設(shè)計計算說明書。1.4 原始數(shù)據(jù)（1）、瓶子尺寸：長度L=100mm，直徑D=200mm。 （2）、推進距離S=600mm，推瓶機構(gòu)應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，準備進入第二個工作循環(huán)。（3）、按生產(chǎn)率每分鐘3個的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時的平均速度為工作時的平均速度的三倍。 （4）、電動機轉(zhuǎn)速為1440 r/min。 （5）、急回系數(shù)3。 二、機械運動方案設(shè)計2.1 分析設(shè)計要求由題目可知：洗瓶機主要由推瓶機構(gòu)、導輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。設(shè)計的推瓶機構(gòu)應使推頭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，準備第二個工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，推頭M可走圖1 所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應作勻速直線運動，在工作段前后可有變速運動，回程時有急回。圖1 推頭M運動軌跡對這種運動要求，若用單一的常用機構(gòu)是不容易實現(xiàn)的，通常要把若干個基本機構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機構(gòu)。在設(shè)計組合機構(gòu)時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機構(gòu)（基礎(chǔ)機構(gòu)），而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機構(gòu)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(gòu)組合。2.2 推瓶機構(gòu)設(shè)計 推瓶機構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計要求,推瓶機構(gòu)應為一具有急回特性的機構(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,應使推頭作直線運動,或者近似直線運動,以保證工作的穩(wěn)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。 推頭的運動要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機構(gòu)主要有曲柄滑塊機構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu)和曲柄擺動導桿機構(gòu)。運用前述設(shè)計的思想方法,再考慮到機構(gòu)的急回特性和推頭做往復直線運動的特點， 所以根據(jù)要求，本機構(gòu)采用了擺動導桿機構(gòu)。2.2.1 凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)方案如圖2所示，鉸鏈四桿機構(gòu)的連桿2上點M走近似于所要求的軌跡，M點的速度由等速轉(zhuǎn)動的凸輪通過構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄1是從動件，所以要注意度過死點的措施。圖2 凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)的方案3、 進瓶裝置設(shè)計3.1 進瓶裝置簡圖圖3-1進瓶裝置簡圖3.2 槽輪機構(gòu)設(shè)計 我設(shè)計的是當主動撥盤 （ 缺口圓盤）勻速轉(zhuǎn)一周，從動槽輪轉(zhuǎn)90， 而傳動帶的導桿也轉(zhuǎn)過90， 而且要等于一個瓶子的長度 。而所用時間是洗瓶裝置的一個來回，即：T=20s則有：主動撥盤角速度w=2/20s=0.314rad/s.3.3運動協(xié)調(diào)設(shè)計在這里我選用的是槽輪間隙機構(gòu)來進行瓶子的進瓶主要構(gòu)件，負責把瓶子傳送到洗瓶裝置上。因為按照生產(chǎn)率為3/min得到每洗一個要20s，所以我設(shè)計主動撥盤轉(zhuǎn)一周所需時間為20s，這樣從動撥盤就每20s轉(zhuǎn)動90，再讓它轉(zhuǎn)過90時的路程等于一個瓶子的長度即200mm，則可以確定主動帶輪1的半徑R1，因為s=v1*R1=200mm，v1=W*R1，由3.2可知：W=0.314rad/s，所以R1100mm。4、 洗瓶裝置設(shè)計4.1 洗瓶裝置簡圖4.2 洗瓶設(shè)計說明我這里推頭特意設(shè)計成可以洗內(nèi)表面的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子下來時，在推頭的作用下，后面又有洗外表面刷子的阻力，內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶內(nèi)，待到推頭的擋板抵到瓶口后就可以推著瓶子走了。隨著導輥的轉(zhuǎn)動，瓶子內(nèi)外表面都得到很好的清洗。另外，值得注意的一點是，內(nèi)刷子因為要伸到瓶子里面，所以要選用軟一點刷子，方便輕易的伸到瓶里面而不影響瓶子移動。還有就是內(nèi)刷子的刷桿也要用軟一點橡膠棒，方便瓶子洗好時，借助重力好脫離內(nèi)刷子，順著出瓶軌道滑出，滑到裝瓶箱。 5、 推瓶裝置5.1 推瓶起點設(shè)計 5.1.1起點時的簡圖 5.1.2 推瓶起點設(shè)計說明上圖是剛剛開始推瓶時候，凸輪轉(zhuǎn)到最高點，推桿回到最左端，此時，剛好進瓶裝置送下一個瓶，內(nèi)刷子隨推桿插入瓶子內(nèi)，刷毛盡量選用軟性材料，方便內(nèi)刷子插入瓶內(nèi)，這樣隨著凸輪帶動推桿內(nèi)刷子先伸進瓶子內(nèi)，等推頭擋板抵到瓶口時，瓶子才受到推桿的推力，推頭才會推動瓶子運動，進行外表面的清洗，一直到導輥完。5.2 推瓶終點設(shè)計說明 5.2.1 終點時設(shè)計簡圖 5.2.2 推瓶終點設(shè)計說明上圖是推瓶到終點的時候，凸輪轉(zhuǎn)到最低點，推桿回到最右端，此時，瓶子在推桿的作用下，走到導輥末，在重力的作用下，瓶子沿內(nèi)刷子隨隨刷桿滑入瓶子出瓶軌道內(nèi)，刷桿和刷毛盡量選用軟性材料，方便瓶子滑入出瓶滑道內(nèi)，這樣隨著凸輪帶動推桿內(nèi)刷子先退出瓶子內(nèi)，瓶子滑出內(nèi)刷子后，瓶子才落到出瓶滑道內(nèi)，推頭才會繼續(xù)做回復運動，不過要避免死點的產(chǎn)生，才能穩(wěn)定的進行下一個瓶子內(nèi)外表面的清洗，一直循環(huán)工作。6、 洗瓶機總體方案設(shè)計6.1 方案總體方案及運動說明 6.1.1 總體方案簡圖6.1.2 方案運動說明首先動力從電動機輸出，因為需要的速度不是很高，所以要經(jīng)過減速箱減速，再經(jīng)過帶傳動傳給齒輪1，齒輪一又傳給齒輪2帶動軸旋轉(zhuǎn)。 導輥傳動：由齒輪3帶動齒輪4使外面一根導輥轉(zhuǎn)動；再由齒輪4帶動齒輪5，齒輪5 又帶動齒輪6使里面那根導輥轉(zhuǎn)動。因為齒輪4和齒輪6大小一樣，齒輪5主要是保證兩導輥轉(zhuǎn)向一致，這樣既保證速度一樣，也保證了旋轉(zhuǎn)方向一樣。進瓶機構(gòu)傳動：進瓶機構(gòu)借助齒輪4帶動齒輪7，又由齒輪7帶動的軸旋轉(zhuǎn)，再由軸帶動蝸輪蝸桿B，然后蝸輪蝸桿B帶動齒輪9，再由齒輪9帶動間歇機構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進。洗瓶機構(gòu)傳動：洗瓶機構(gòu)是通過齒輪6帶動齒輪8，齒輪8帶動軸轉(zhuǎn)動，再由軸帶動蝸輪蝸桿C，然后再通過蝸輪10傳給齒輪13，而齒輪13通過左右各一個小齒輪（齒輪12和齒輪14）傳給同尺寸的齒輪11和齒輪15，這樣也保證了它們?nèi)齻€齒輪（齒輪11、齒輪13和齒輪15）轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同。三個齒輪又把動力傳給刷子，通過三個外刷子的旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子的外表面。推瓶機構(gòu)傳動：由蝸輪蝸桿A帶動齒輪16，再由齒輪16傳給凸輪的齒輪，再由凸輪的齒輪帶動凸輪-鉸鏈四桿機構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機構(gòu)往復運動。 七、課程設(shè)計總結(jié) 機械原理設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學活動中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。通過了課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓練，對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認識。 此次機械原理課程設(shè)計題目很有意義考察的知識點也很全面，有凸輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析，還有齒輪的設(shè)計及電動機的選擇等，還有CAD制圖，以及各種設(shè)計方案的比較，這不僅培養(yǎng)了我綜合應用大學幾年里所學的理論知識和生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，還培養(yǎng)出了我們的團隊合作精神。全體組員共同探討，雖然只有兩個人，但是解決了許多個人無法解決的問題。同時，我深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足。由于這次設(shè)計時間緊迫，有很多地方還有不足，有待改進，今后的學習過程中，我會更加認真努力學習！由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算齒輪組時可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準，也在這次設(shè)計中認識到自己的不足以及專業(yè)方面知識的欠缺，希望以后加以改進。參考文獻1 裘建新. 機械原理課程設(shè)計. 北京. 高等教育出版社，2010.7.2 孫恒,陳作模,葛文杰. 機械原理. 7版. 北京. 高等教育出版社，2006.5.3 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計. 8版. 北京. 高等教育出版社，2006.5. 【4】百度文庫http:/wenku.baidu.com【5】葛文杰 機械原理 第八版 高等教育出版社，2013.5.15