機(jī)械原理課程設(shè)計之洗瓶機(jī)
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機(jī)械原理課程設(shè)計說明書機(jī)械原理課程設(shè)計說明書 機(jī)械原理課程設(shè)計-洗瓶機(jī)院 系: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計制造及自動化年 級: 2014級 學(xué)生姓名: 郭 凡 學(xué) 號: 2014280140207 指導(dǎo)教師: 金桂芹 同 組 人: 劉斌 尤龍 2016年1月摘 要機(jī)械原理課程設(shè)計是使學(xué)生全面、系統(tǒng)掌握和深化機(jī)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(xué)生機(jī)械運動方案設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計以及應(yīng)用計算機(jī)對工程實際各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計能力的一門課程。培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)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(jī)主要是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成,主要是由進(jìn)瓶瓶機(jī)構(gòu)把瓶子送到兩個同向轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上,導(dǎo)輥帶動瓶子轉(zhuǎn)動。當(dāng)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(jī)構(gòu)送出機(jī)構(gòu)。我設(shè)計的是一個很簡單的洗瓶機(jī)構(gòu),由傳送帶作進(jìn)瓶機(jī)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(dāng)走完導(dǎo)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(qiáng),但是我還是從當(dāng)中學(xué)到了好多知識。 目 錄1、 設(shè)計任務(wù)書3 1.1 設(shè)計題目4 1.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求4 1.3 設(shè)計任務(wù)5 1.4 原始數(shù)據(jù)52、 機(jī)械運動方案設(shè)計62.1 分析設(shè)計要求62.2 推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計63、 進(jìn)瓶裝置設(shè)計7 3.1 進(jìn)瓶裝置簡圖73.2 槽輪機(jī)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(jī)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(jī)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(xiàn)131、 設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目 洗瓶機(jī)主要是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。待洗的瓶子放在兩個同向轉(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,轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個瓶子將洗刷完畢時,后一個待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。如圖1所示。1.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求:表1.1 洗瓶機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速r/minA1002006003314401.3 設(shè)計任務(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)。學(xué)生應(yīng)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(jìn)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(jī)器的機(jī)構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。 (4).設(shè)計組合機(jī)構(gòu)實現(xiàn)運動要求,并對從動桿進(jìn)行運動分析。也可以設(shè)計平面連桿機(jī)構(gòu)以實現(xiàn)運動軌跡,并對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動分析。繪出運動線圖。 (5).其他機(jī)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(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(jī)轉(zhuǎn)速為1440 r/min。 (5)、急回系數(shù)3。 二、機(jī)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(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(yīng)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(jī)構(gòu)是不容易實現(xiàn)的,通常要把若干個基本機(jī)構(gòu)組合,起來,設(shè)計組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計組合機(jī)構(gòu)時,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)),而沿軌跡運動時的速度要求,則通過改變基礎(chǔ)機(jī)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(jī)構(gòu)組合。2.2 推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計 推瓶機(jī)構(gòu)的方案:根據(jù)前述設(shè)計要求,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(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)桿機(jī)構(gòu)。運用前述設(shè)計的思想方法,再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運動的特點, 所以根據(jù)要求,本機(jī)構(gòu)采用了擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。2.2.1 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方案如圖2所示,鉸鏈四桿機(jī)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(jī)構(gòu)的方案3、 進(jìn)瓶裝置設(shè)計3.1 進(jìn)瓶裝置簡圖圖3-1進(jìn)瓶裝置簡圖3.2 槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計 我設(shè)計的是當(dāng)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(dǎo)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(jī)構(gòu)來進(jìn)行瓶子的進(jìn)瓶主要構(gòu)件,負(fù)責(zé)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行外表面的清洗,一直到導(dǎo)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(dǎo)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(fù)運動,不過要避免死點的產(chǎn)生,才能穩(wěn)定的進(jìn)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(jī)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(jī)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(dǎo)輥傳動:由齒輪3帶動齒輪4使外面一根導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動:進(jìn)瓶機(jī)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(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn)。洗瓶機(jī)構(gòu)傳動:洗瓶機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)來實現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)往復(fù)運動。 七、課程設(shè)計總結(jié) 機(jī)械原理設(shè)計課程設(shè)計是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)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(jī)械設(shè)計的訓(xùn)練,對機(jī)械的有關(guān)各個零部件有機(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(jī)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(yīng)用大學(xué)幾年里所學(xué)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(tuán)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(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)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(jìn),今后的學(xué)習(xí)過程中,我會更加認(rèn)真努力學(xué)習(xí)!由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗,理論知識學(xué)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(jìn)的計算誤差會更大,在查表和計算上精度不夠準(zhǔn),也在這次設(shè)計中認(rèn)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(jìn)。參考文獻(xiàn)1 裘建新. 機(jī)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(jī)械原理. 7版. 北京. 高等教育出版社,2006.5.3 濮良貴,紀(jì)名剛. 機(jī)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(jī)械原理 第八版 高等教育出版社,2013.5.15- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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