目 录 一、设计任务书···········································4 1 、１ 设计题目········································４ 1 、2 洗瓶机得技术方面的要求································ 4 1、3 设计任务········································ 5 １、 4 原始数据········································５ 二、机械运动方案设计· ····································6 ２、 1 分析设计的基本要求····································· 6 2、2 推瓶机构选择·····································6 三、进瓶装置设计·········································9 3、1 进瓶装置简图····································· 9 3、2 槽轮机构设计·····································9 3、3 运动协调设计····································· 9 四、洗瓶装置设计·········································1０ 4、１ 洗瓶装置简图····································· 1０ 4、2 洗瓶设计说明····································· 10 五、推瓶机构设计·········································11 5、1 推瓶起点设计·····································11 5、２ 推瓶终点设计····································· 1２ 六、洗瓶机总体方案设计· ··································1３ ６、１ 方案一总体方案及运动说明· ························１ 3 6、2 方案二总体方案及运动说明· ························1５ 七、方案评估·············································16 ７、 1 方案评价比较····································· 16 7、2 最终选定方案·····································１ 6 八、课程设计总结·········································1９ 参考文献·················································19 一、设计任务 1、１设计题目 洗瓶机主要是由推瓶机构、 导辊机构、转刷机构组成。 待洗得瓶子放在两个同向转动得导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头 M把瓶子推向前进时 , 转动着得刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时 , 后一个待洗得瓶子已送入导辊待推。如图 1 所示。 1、2 洗瓶机得技术方面的要求 : 表 1、 1 洗瓶机得技术方面的要求 瓶子尺寸 工作行 电动机转 ( 长×直径 ) 生产率 急回系数 方案号 程 速 个 /min k mm,mm ｍm r ／ｍｉｎ A φ1０ 0× 2 １、３ 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 . 学生应该提 出两种以上得设计的具体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) 、画出机器得机构运动方案简图与运动循环图 . （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) 、其她机构得设计计算。 （６）、编写设计计算说明书。 １、 4 原始数据 （ 1) 、瓶子尺寸 : 长度 L=100mm,直径 D＝2０0ｍm。 (2 ）、推进距离Ｓ =６00mｍ，推瓶机构应使推移接近均匀得速度推瓶 , 平稳地 接触与脱离瓶子 , 然后推头快速返回原位 , 准备进入第二个工作循环 . （ 3）、按生产率每分钟 3 个得要求 , 推程得平均速度 v=45mm/ｓ, 返回时得平均速度为工作时得平均速度得三倍。 (4) 、电动机转速为 1440 r/min 。 ( ５) 、急回系数 3。 二、 机械运动方案设计 ２、１ 分析设计的基本要求 由题目可知：洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计得推瓶机构应使推头 M以接近均匀得速度推瓶 , 平稳地接触与脱离瓶子 , 然后 , 推头快速返回原位 , 准备第二个工作循环。 根据设计的基本要求，推头Ｍ可走图 1 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。 图 1 推头Ｍ运动轨迹 对这种运动要求，若用单一得常用机构就是不容易实现得 , 通常要把若干个基本机构组合，起来 , 设计组合机构。 在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求得机构 ( 基础机构），而沿轨迹运动时得速度要求 , 则通过改变基础机构主动件得运动速度来满足 , 也 就就是让它与一个输出变速度得附加机构组合 . 2、2 推瓶机构选择 推瓶机构得方案：根据前述设计的基本要求 , 推瓶机构应为一具有急回特性得机 构，为了更好的提高工作效率 , 一就是行程速比变化系数 K 尽量大一些；在推程 ( 即工作 行程 ) 中, 应使推头作直线运动，或者近似直线运动 , 以保证工作得稳定性，这些 运动要求并不一定都能得到满足 , 但就是一定要保证推瓶中推头得运动轨迹至少为 近似直线，以此保证安全性。 推头得运动要求主要是满足急回特性， 能满足急回特性得机构主要有曲 柄滑块机构，曲柄转动导杆机构与曲柄摆动导杆机构 . 运用前述设计得思想方法， 再考虑到机构得急回特性与推头做往复直线运动得特 点， 所以根据要求 , 本机构采用了摆动导杆机构。 2. ２。 1 凸轮 - 铰链四杆机构方案 如图２所示，铰链四杆机构得连杆 2 上点Ｍ走近似于所要求得轨迹 , Ｍ点得 速度由等速转动得凸轮通过构件 3 得变速转动来控制 . 由于此方案得曲柄 1 就是 从动件 , 所以要注意度过死点得措施。 图 2 凸轮 - 铰链四杆机构得方案 2。2. ２ 五杆组合机构方案 确定一条平面曲线需要两个独立变量 . 因此具有两自由度得连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹得特征。 点 M得速度与机构得急回特征， 可经过控制该机构得两个输入构件间得运动关系来得到 , 如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。图 3 所示为两个自由度得五杆低副机构， l 、4 为它们得两个输人构件 , 这两构件之间得运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现 , 从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统 . 图３五杆组合机构方案 ２．２ .3 最终选定推瓶方案 在这里通过比较分析，我选择得就是凸轮 --铰链四杆机构得方案，因为它相 对简单，而且能达到预计得要求。 三、进瓶装置设计 3、１ 进瓶装置简图 图 3-1 进瓶装置简图 3、2 槽轮机构设计 我设计得就是当主动拨盘 （ 缺口圆盘）匀速转一周 , 从动槽轮转 90° , 而传动 带得导杆也转过９ 0°， 而 且要等于一个瓶子得长度 。 而所用时间就是洗瓶装置得 一个来回，即 :Ｔ=２0s 则有 : 主动拨盘角速度 w=2π/2０ｓ ＝０、 314ｒ aｄ/s、 3、３运动协调设计 在这里我选用得就是槽轮间隙机构来进行瓶子得进瓶主要构件 ,负责把瓶子 传送到洗瓶装置上。因为按照生产率为 3／ｍ i ｎ得到每洗一个要 2０s,所以我设 计主动拨盘转一周所需时间为 20s，这样从动拨盘就每 20ｓ转动９ 0°，再让它 转过 90°时得路程等于一个瓶子得长度即 200mｍ,则能确定主动带轮１得半 径Ｒ 1，因为ｓ =v1* Ｒ1=200ｍｍ ,v1=W＊ R1,由 3、２可知 :W=0、３ 1４ rａd／s, 所以Ｒ 1≈１ 00mｍ。 四、洗瓶装置设计 4、1 洗瓶装置简图 4、２ 洗瓶设计说明 我这里推头特意设计成可以洗内表面得刷子， 它比瓶子得内径稍大一些， 瓶子下来时，在推头得作用下 ,后面又有洗外表面刷子得阻力 ,内刷子就可以很轻松得插入瓶内，待到推头得挡板抵到瓶口后就可以推着瓶子走了。 随着导辊得转动， 瓶子内外表面都得到很好得清洗。 另外 ,有必要注意一下得一点就是 ,内刷子因为要伸到瓶子里面 ,所以要选用软一点 刷子，方便轻易得伸到瓶里面而不影响瓶子移动。 还有就就是内刷子得刷杆也要 用软一点橡胶棒 ,方便瓶子洗好时 ,借助重力好脱离内刷子 ,顺着出瓶轨道滑出， 滑 到装瓶箱。 五、推瓶装置 ５、１ 推瓶起点设计 5 。1. １起点时得简图 5。1。２ 推瓶起点设计说明 上图就是起步推瓶时候 , 凸轮转到最高点， 推杆回到最左端 , 此时，刚好 进瓶装置送下一个瓶， 内刷子随推杆插入瓶子内 , 刷毛尽量选用软性材料 , 方便内 刷子插入瓶内 , 这样随着凸轮带动推杆内刷子先伸进瓶子内 , 等推头挡板抵到瓶 口时，瓶子才受到推杆得推力 , 推头才会推动瓶子运动 , 进行外表面得清洗 , 一直 到导辊完。 5、２ 推瓶终点设计说明 5．2．1 终点时设计简图 推瓶终点设计说明 上图就是推瓶到终点得时候 , 凸轮转到最低点 , 推杆回到最右端，此时 , 瓶子 在推杆得作用下 , 走到导辊末 , 在重力得作用下 , 瓶子沿内刷子随随刷杆滑入瓶子 出瓶轨道内 , 刷杆与刷毛尽量选用软性材料 , 方便瓶子滑入出瓶滑道内 , 这样随着 凸轮带动推杆内刷子先退出瓶子内 , 瓶子滑出内刷子后，瓶子才落到出瓶滑道内， 推头才会继续做回复运动 , 不过要避免死点得产生 , 才能稳定得进行下一个瓶子 内外表面得清洗，一直循环工作 . 六、洗瓶机总体方案设计 6、1 方案一总体方案及运动说明 ６。 1。1 方案一总体方案简图 6.1 ．２ 方案一运动说明 首先动力从电动机输出， 因需要得速度不就是很高， 所以要经过减速箱减 速 , 再经过带传动传给齿轮 1, 齿轮一又传给齿轮 2 带动轴旋转。 导辊传动 : 由齿轮 3 带动齿轮 4 使外面一根导辊转动 ; 再由齿轮 4 带动齿轮 5， 齿轮 5 又带动齿轮 6 使里面那根导辊转动 . 因为齿轮 4 与齿轮 6 大小一样，齿轮５主要是保证两导辊转向一致， 这样既保证速度一样， 也保证了旋转方向一样。 进瓶机构传动： 进瓶机构借助齿轮 4 带动齿轮 7, 又由齿轮 7 带动得轴旋转 , 再由轴带动蜗轮蜗杆 B, 然后蜗轮蜗杆Ｂ带动齿轮９ , 再由齿轮 9 带动间歇机构槽 轮完成瓶子得输进。 洗瓶机构传动：洗瓶机构是通过齿轮 6 带动齿轮８，齿轮 8 带动轴转动 , 再由轴带动蜗轮蜗杆 C，然后再通过蜗轮 10 传给齿轮 13，而齿轮 13 通过左右各 一个小齿轮（齿轮 12 与齿轮 14) 传给同尺寸得齿轮１ 1 与齿轮１ 5，这样也保证了它们三个齿轮 ( 齿轮 11、齿轮 13 与齿轮 15）转向、转速相同。三个齿轮又把动力传给刷子，通过三个外刷子得旋转来清洗瓶子得外表面 . 推瓶机构传动 : 由蜗轮蜗杆 A 带动齿轮 16, 再由齿轮 1６传给凸轮得齿轮，再由凸轮得齿轮带动凸轮—－铰链四杆机构来实现推瓶机构往复运动。 ６、 2 方案二总体方案及运动说明 6.2 。１ 方案二总体方案简图 ６ .2 。２ 方案二运动说明 首先需将瓶子放入胶带上 , 通过进瓶机构间歇得送到导辊轨迹上 , 转动得毛 刷通过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子 , 毛刷在导杆得推动与旋转下边前进边 清洗内表面，推动瓶子沿导辊前进，再由外面转动得刷子将瓶子外表面洗净。 要实现上述分功能，有下列工艺动作过程： （ 1) 皮带做间歇直线 ）瓶子由皮带到导辊得滑动 ; （３）内表面毛刷匀速推进与自身旋转 ; （ 4) 推头作直线或者近似直线运动 , 将瓶子沿导辊推到指定得位置 ; (5 ）推头沿直线运动推动瓶子移动得程中 , 瓶子同时跟着两同向转动得导辊转动 ; （ 6) 同时，有原动件带动得刷子也同时在转动， 当瓶子沿导辊移动时将瓶子得外 表面就清理洗涤干净； ( ７）在瓶子移动过程中，内刷子同时在瓶子内转动，动作结束，则刷子移出瓶 外、 （８）瓶子离开皮带，而推瓶机构急回至推瓶初始位置，进入下一个工作循环、 （ 9) 洗好得瓶子由斜面滑下 , 进入匀速转动得皮带送出、 七、方案评估 ７、１方案评价比较 （１ ) 、运动链得长短 : 两种方案都最简单， 运动链得长度也差不多， 但方案构 件数目少一些 , 简单一点 . (2) 、机构得排列顺序： 两种方案得排列顺序都不就是十分合理， 方案一中 , 有部 分涡轮蜗杆传动，以传动动力为主，应该将涡轮蜗杆机构布置在高速级 , 齿轮机 构在低速级，但方案一中没有严格按照这样分布。方案二中有带传动时 ( 进瓶与 出瓶机构），这种摩擦传动外廓尺寸较大得机构一般安排在运动链得起始端 , 而其 没有 , 也不就是十分合理。 (3 ）、传动比分配 : 两个用得构件差不多 , 但就是方案二中洗瓶刷子用带传动 , 其现 实制作麻烦 , 且误差大 , 所以方案一传动比更合理一些。 （４ ) 、运动副得形式： 两种方案用得运动副都差不多 , 但在总体设计上方案一明 显比方案二更精确 , 齿轮运用更恰当 , 布局也更合理 . （ 5) 、机械效率 : 在这方面方案一中大多采用齿轮传递， 而且布局更合理 , 所以精 度较高。而方案二中含有带传动等效率低得机构， 所以机械效率比方案一稍低一 些。 7、2 最终选定方案 通过仔细评估比较， 最终选定方案一 , 其设计更合理 , 可行性更高，而且布局 上也明显比方案二合理 , 结构设计也更严谨一些。在数据处理上也比方案一清楚 明了，所以最终通过评估决定选方案一作为最终选定方案、 最终选定方案： 方案一 方案一总体方案简图 6。1。２ 方案一运动说明 首先动力从电动机输出 , 因需要得速度不就是很高，所以要经过减速箱减 速，再经过带传动传给齿轮 1, 齿轮一又传给齿轮 2 带动轴旋转。 导辊传动：由齿轮 3 带动齿轮 4 使外面一根导辊转动 ; 再由齿轮 4 带动齿轮 5, 齿轮５ 又带动齿轮 6 使里面那根导辊转动 . 因为齿轮 4 与齿轮６大小一样，齿轮５主要是保证两导辊转向一致， 这样既保证速度一样， 也保证了旋转方向一 样 . 进瓶机构传动：进瓶机构借助齿轮 4 带动齿轮 7，又由齿轮 7 带动得轴旋转，再由轴带动蜗轮蜗杆 B, 然后蜗轮蜗杆Ｂ带动齿轮 9，再由齿轮９带动间歇机构槽轮完成瓶子得输进。 洗瓶机构传动 : 洗瓶机构是通过齿轮６带动齿轮 8, 齿轮 8 带动轴转动 , 再 由轴带动蜗轮蜗杆 C，然后再通过蜗轮 1０传给齿轮１ 3, 而齿轮 13 通过左右各一个小齿轮 ( 齿轮 12 与齿轮 14）传给同尺寸得齿轮 11 与齿轮 15，这样也保证了它们三个齿轮 ( 齿轮 11、齿轮 1３与齿轮 15）转向、转速相同 . 三个齿轮又把动力传给刷子，通过三个外刷子得旋转来清洗瓶子得外表面。

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