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《机械原理》立式洗瓶机设计一.引言经查阅资料，分析了一般水平洗瓶机机构设计，其设计采用推头拖动瓶子在导辊长前进，并由旋转的刷子洗掉瓶子的外面。
其洗瓶机为间歇式，也就是洗瓶子效率过慢，机构设计较为复杂。
基于这种考虑，于是决定采用辊式原理来设计洗瓶机，但是又从玉米脱粒机上得到启发：可以把瓶子从竖直放向上进行洗刷。
玉米脱粒机是利用竖立摆放的一个滚筒，滚筒上焊接了螺旋凸纹路，玉米放进滚筒与尺寸固定的滑道，玉米与滚筒之间有较大的摩擦力不至于玉米掉落下去，而且可以增加脱粒的利用滚筒上带有的螺旋凸纹对玉米产生向下的压力以确保玉米能向下走动，另外还会产生对玉米的正向压力以确保脱粒效果。
因此我所设计的立式自动洗瓶机即从玉米脱粒机中得到启发，由三个滚筒成等边三角分布，滚筒的主轴为一端密封，一端开口的空心轴，轴外钻滚筒周围钻小孔，起注水洗瓶的作用，并在滚筒上粘上螺旋向下的刷毛，以达到旋转洗瓶目的。
三个方向向的滚筒刷会和瓶子之间产生一定的压力以确保瓶子不会自动下落，刷毛向下螺旋设计的目的在于滚筒转动的时候能顺利带动瓶子向下运动。
该洗瓶机不采用间隙机构，设计机构简单，工作效率高，可连续性工作。
以下为所确定的洗瓶机设计方案。
二.洗瓶机设计整体结构1.洗瓶机设计简图：图1 洗瓶机机构图洗瓶机规格基础要求：（1）、瓶子尺寸：大端D=80mm，长L=200mm；（2）、洗瓶机洗瓶部分导程为400mm，洗瓶机滚刷转速大约为25rad/s；（3）、洗瓶出口的传送带速度大约为0.3m/s；以保证经滚刷洗好的瓶子送出效率；（4）、洗瓶机要求机构传动性能良好，结构简单紧凑，效率高等特点；（5）、洗瓶机选用双轴承铁180w铜线电机，高18cm，长16cm，重约3.7公斤。
2.洗瓶部分——立式滚动刷设计：图2 立式滚刷的俯视图该设计采用了三个滚刷，按照等边三角形的空间方位摆放。
每个滚刷的实际辊体直径D=70mm，外加厚度为10mm的刷毛，整体直径为D`=90mm，为使瓶子夹紧不至于自己掉落，瓶子会与滚刷之间产生挤压（挤压距离为5mm），也即滚刷与瓶子之间实际相切时的直径D``=80mm；三个滚筒采用皮带同步其转速，皮带轮盘直径D=50mm，这样确保三个滚筒都能以同样的速度转动；其中一个滚筒（即为主动滚筒）上会多一个齿轮（上图右边位置4），以保证洗瓶机底部通过齿轮传递上来的动力能和该齿轮配合产生动力。
——设计说明书指导老师机械044机械045目录1 . 设计题目 (3)2 . 设计方案选择 (4)2.1设计方案一 (4)2.2设计方案二 (5)2.3设计方案三 (5)3 . 最终选定方案具体设计 (7)3.1计算公式及数据处理 (7)3.2工作循环图 (8)3.3所选方案机构运动简图 (9)3.4各机构速度、加速度曲线分析 (10)4 . 爆炸试图 (12)5 . 小组总结 (12)6 . 参考资料 (13)机械原理课程设计题目1 . 设计题目: 洗瓶机2 . 工作原理及工艺动作过程为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推入同时转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子清洗。
它的主要动作，将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。
3 . 原始数据及设计要求1）瓶子尺寸。
大端直径 d=80mm ，长200mm 。
2）推进距离 l=600mm ，推瓶机构应使推头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，准备进入第二个工作循环。
3）按生产率的要求，推程平均速度为v=smm 45，返回时的平均速度为工作行程的平均速度的3倍。
4）机构传动性能好，结构紧凑，制造方便。
4 .设计任务1）执行机构选型与设计：构思出至少三中运动方案，并在说明书中画出运动方案草图，经对所有运动方案进行分析比较后，选择其中你认为比较好的方案进行详细设计，该机构最好具有急回运动特性。
2）转动系统的设计，齿轮机构，凸轮机构，连杆机构的设计，包括尺寸设计3）用ADAMS 或SOLIDWORKS 软件对机构进行运动仿真4）用ADAMS 或SOLIDWORKS 软件对机构进行运动学分析，并画出输出机构的位移，速度，加速度线图。
5）画出最终方案的机构运动简图。
6）撰写设计说明书设计方案：方案一曲柄滑快结构与连杆的组合机构此洗瓶机的推瓶机构运用凸轮机构使推头的运动可以由凸轮的外轮廓线来确定，而连杆机构可以使凸轮的推程放大，达到设计题目要求的行程速度系数比K=3。
机械原理课程设计说明书设计题目：洗瓶机一、设计任务..........................................................1.1设计题目.....................................................1.2设计任务.....................................................1.3设计要求.....................................................二、原动机的选择.....................................................三、推瓶机机构与洗瓶机机构设计.......................................四、机械运动方案设计.................................................4.1设计方案一...................................................4.2设计方案二...................................................4.3设计方案三...................................................4.4设计方案四...................................................五、主要零件的设计计算...............................................六、执行机构和传动部件的机构设计.....................................七、机构运动简图和传动部件的运动循环.................................7.1机构的整体运动简图...........................................7.2推头的运动循环图.............................................八、小组总结.........................................................九、参考文献.........................................................一、设计任务书1.1设计题目洗瓶机有关部件位置示意图设计洗瓶机。
机械原理课程设计洗瓶机设计
一、设计要求
1、实现对特定规格瓶子的清洗作业。
2、机器能够自动进行运行，在一定时间内，对一定数量的瓶子进行清洗。
3、设计简单，易于制造和维护。
二、功能设计
1、机器结构主要包括进瓶口、出瓶口、清洗喷嘴、水泵、电机等部分。
2、瓶子通过进瓶口进入机器，被清洗喷嘴喷水清洗，然后经过排水口排出。
3、清洗喷嘴设置多处，保证瓶子的每个部位都能得到彻底的清洗。
4、水泵经过加压，确保喷嘴能够对瓶子进行充分的清洗。
5、电机通过连续转动让瓶子不断进入机器，保证清洗作业能够连续完成。
三、结构设计
1、瓶子进入设备后，可自动绕过夹紧器。
2、清洗喷嘴设置在瓶子上下两侧，能够对瓶子进行全面的清洗。
3、整机需要设置底座，确保设备的平稳运行。
四、电气控制
1、设计控制系统，自动完成对水泵、电机的控制。
2、设计检测装置，可检测水压等参数，确保清洗作业能够正常进行。
3、为确保机器能够在整个清洗作业期间稳定运行，需要设置机器故障自动停机保护系统。
五、操作流程
1、将清洗机插入电源，开启电源，打开水源。
2、瓶子从进瓶口进入，经过清洗喷嘴进行清洗，再从出瓶口离开。
3、再次添加瓶子即可连续进行清洗作业。
六、设计经济性分析
1、整个清洗机器设计简单，易于制造和维护。
2、选用成本低、维护简单的水泵、电机等器材，保证整个清洗机的经济性。
3、设计合理的清洗轨迹，保证清洗效果，并通过单位时间内清洗的瓶子数量保证效率。
自动洗瓶机机构说明书机械工程学院机械设计及其自动化专业08级机自2 班设计者指导教师郑立娟2010 年 6 月30 日目录一．题目：自动洗瓶机机构 (2)1.1 工作原理及工艺动作过程 (2)1.2 设计任务 (2)1.3 原始数据及设计要求 (3)二．设计方案的拟定和比较 (3)2.1 设计方案一：凸轮-铰链四杆机构 (4)2.2 设计方案二：凸轮-全移动副四杆机构 (4)2.3 设计方案三：六杆机构 (5)2.4 分析选择最终方案 (5)三．六杆机构的设计分析 (7)3.1 六杆机构的尺寸设计 (7)3.2 六杆机构的运动学分析 (8)3.3 六杆机构推杆运动学分析的验证 (13)四．槽轮机构的分析 (18)五．洗瓶机机构循环图 (19)５.１洗瓶机构循环路线分析 (19)５.2 洗瓶机机构循环图 (21)六．洗瓶机总体结构简图及其工作原理 (21)6.1 洗瓶机总体结构简图 (21)6.2 洗瓶机工作原理 (21)七．收获与体会 (22)八．参考文献 (25)一、题目：自动洗瓶机机构1.1 工作原理及工艺动作过程为了清洗圆形瓶子外面，需要用推杆将瓶子推到指定位置，通过急回运动提高效率，利用刷子旋转将瓶子清洗干净。
1.2 设计任务1）给出工作原理，原始数据及设计要求。
2）根据工艺动作要求拟定运动循环图。
3）进行各部分传动机构的选型。
4）提出2～3种机械传动方案。
（画出草图）5）进行方案的评定和选择。
6）对传动机构进行尺寸设计和计算。
7) 按比例画出运动简图。
8) 对典型机构进行运动和动力分析（可应用计算机辅助分析手段，例如机构仿真）。
9) 提交项目说明书一份。
1.3 原始数据及设计要求1)瓶子实际尺寸。
大端直径d=80mm，长200mm。
2)推头推进实际距离l=320mm,推瓶机构应使推头平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备进入下一次工作循环。
3)按生产率的要求，我们规定返回时的推头平均速度为工作推进时的推头平均速度的1.5倍，即推头行程速比系数k=1.5。
洗瓶机机械原理课程设计洗瓶机是一种常用于食品、医药和化妆品等行业的机械设备，其主要作用是将瓶子进行清洗和消毒，以确保产品质量和卫生安全。
本文将结合机械原理进行洗瓶机的设计和优化。
一、机械原理洗瓶机的工作原理主要包括三个部分：输送、清洗和消毒。
其中输送部分采用传送带的形式，可分为上料、清洗和下料三个区域。
清洗和消毒部分则采用高压水流和高温蒸汽等方式进行。
在传送带部分，主要涉及到机械传动的原理。
传送带通常采用电机驱动，在传动过程中需要考虑到传动比、功率和转速等因素。
传送带的速度需要与清洗和消毒时间相匹配，同时考虑到瓶子的尺寸和重量，确保传送带的承载能力和稳定性。
在清洗和消毒部分，主要涉及到流体力学的原理。
清洗部分需要采用高压水流进行，水流的速度和方向需要精确控制，以确保瓶子的全面清洗。
消毒部分则需要采用高温蒸汽，蒸汽的温度和压力需要考虑到瓶子的材质和尺寸，以保证消毒效果。
二、设计与优化在洗瓶机的设计和优化中，需要考虑到以下因素：1. 传送带的速度和承载能力：传送带的速度需要与清洗和消毒时间相匹配，同时需要考虑到瓶子的尺寸和重量，确保传送带的承载能力和稳定性。
2. 高压水流的速度和方向：高压水流的速度和方向需要精确控制，以确保瓶子的全面清洗。
在设计过程中需要考虑到水流的压力和喷头的数量和位置等因素。
3. 高温蒸汽的温度和压力：高温蒸汽的温度和压力需要考虑到瓶子的材质和尺寸，以保证消毒效果。
在设计过程中需要考虑到蒸汽的加热方式和蒸汽室的尺寸等因素。
4. 设备的安全性和稳定性：洗瓶机需要考虑到设备的安全性和稳定性，避免发生意外事故。
在设计过程中需要考虑到设备的结构和材料等因素。
5. 设备的自动化程度：洗瓶机的自动化程度越高，生产效率和质量就越高。
在设计过程中需要考虑到设备的自动化控制系统和传感器等因素。
三、结论本文通过机械原理的分析和设计与优化的探讨，对洗瓶机的工作原理和设备设计进行了深入研究。
在设计过程中，需要考虑到传送带的速度和承载能力、高压水流的速度和方向、高温蒸汽的温度和压力、设备的安全性和稳定性以及设备的自动化程度等因素。
机械原理课程设计---洗瓶机设计前言随着社会经济的发展，玻璃瓶作为-种经济实用的液体承载器皿开始在人们生活中大量出现。
无论啤酒、白酒等酒类，还是醋、酱油等调味品，抑或输液瓶药品瓶等，到处都是玻璃瓶的身影。
为了节约能源、降低成本，大多数企业都进行旧瓶的回收利用。
这里就不得不面临一一个问题，就是玻璃瓶的清洗。
因为无论是盛装饮品或者药品,.都要求瓶子的清洁卫生。
传统的生产当然主要是靠人工来清洗，但人工清洗效率较低且需要较多的劳动力资源，既不利于连续生产，也加大了企业的劳动力成本，这无疑是企业所无法接受的。
现代大型企业-般多采用超声波式、回转式、冲洗式等大型洗瓶设备,这些设备技术先进,生产效率高且洗瓶效果好,但是价格昂贵，产品维修困难，对于一些起步阶段的民营企业、小企业甚至作坊式企业来说，并不是理想的选择。
因此，我们迫切需要-种产品，既能快速高效地完成一整套洗瓶过程，又不需要这些复杂易损的高科技设备，价格低廉、能为广大初级用户所接受，成为他们提高生产效率的可靠助手，这也是我们设计的出发点。
目前国内市场上洗瓶机有扭道式，箱式，滚简式和立式多种，而且这些洗瓶机一般都是在大型企业里应用的。
在工厂一般都是采用毛.刷刷洗,并且为了提高清洁程度,不得不使用大量的水和化学清洗剂，这也加剧了后续漂洗工作的困难。
国内外关于针对家庭类容器清洗装置的研究很少。
现在市面上有一-些涮碗机，其动力装置是类似与洗衣机一-样的波轮，一旦遇到难以清洗的器皿时，效果就会大大降低甚至有些容器根本无法清洗干净。
现在也出现一-些利用超声波清洗的等新型清洗装置,由于成本过高限制了其普及的程度，因此有必要进- -步开展适用于家庭、饭店等经济实用的、自动化程度更高的清洗机的研究。
目录一、设计题目 (3)1.工艺参数 (3)二、设计原理 (4)2.功能分析 (4)三、分析与设计 (4)3.运动构件 (4)3.1推头 (4)3.2导辊 (5)3.3刷子 (6)3.4原动机 (6)四、机构的造型方案及分析 (7)4.1推头 (7)4.2导辊与刷子 (10)五、选择方案及自由度计算 (12)六、运动分析计算机仿真 (13)七、总结分析 (15)洗瓶机的结构设计1.工艺参数(1）瓶子尺寸：大端直径d=80 mm,长200 mm。
设计题目：洗瓶机
学院：工学院
专业: 机械工程
班级：09机械二班
设计者：冯育俊
指导老师：***
2011年9月
目录
一、设计任务 (3)
二、原动机的选择 (4)
三、机械运动方案设计 (5)
四、机械总体结构设计 (8)
五、推瓶机构设计 (9)
六、主要零部件的设计计算 (10)
七、执行机构和传动部件的结构设计 (14)
一、设计任务
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。
待洗的瓶子放在两个同向
表1 洗瓶机的技术要求
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.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。
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。
绘出运动线图。
5.其他机构的设计计算。
6.编写设计计算说明书。
二、原动机的选择
原动机是机械系统的驱动部分，按能量转换性质的不同分为第一类原动机和第二类原动机。
其中第一类原动机分为：蒸汽机、柴油机、汽油机、水轮机、燃气轮机；第二类原动机分为：电动机、液动机（液压马达）、气动机（气动马达）。
在这里我选择应用最为广泛的电动机为原动机，因为成本低、运转费用少、维护要求较少、功率适用范围广等优点。
按题目要求，这里用转速为1440 r/min。
的电动机
三、机械运动方案设计
(1)分析设计要求
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1 所示轨迹，而且推头M在工作行程中应作
图1 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。
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。
(2) 推瓶机构选择
推瓶机构的方案：根据前述设计要求,推瓶机构应为一具有急回特性的机构,为了提高工作效率,一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,以保证工作的稳定性,这些运动要求并不一定都能得到满足,但是必须保证推瓶中推头的运动轨迹至少为近似直线,以此保证安全性。
推头的运动要求主要是满足急回特性,能满足急回特性的机构主要有曲柄滑块机构,曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。
运用前述设计的思想方法,再考虑到机构的急回特性和推头做往复直线运动的特点，所以根据要求，本机构采用了摆动导杆机构。
1、凸轮－铰链四杆机构方案
如图2所示，铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，M点的速度由等速转动的凸轮通过构件3的变速转动来控制。
由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意度过死点的措施。
图2 凸轮－铰链四杆机构的方案
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。
因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。
点M的速度和机构的急回特征，可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到，如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。
图3所示为两个自由度的五杆低副机构，l、4为它们的两个输人构件，这两构件之间的运动关系用凸轮、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
3、摆动导杆机构方案
结构特点：曲柄的整转可以带动摆杆左右摆动，以实现推瓶的作用。
在这个机构中可以通过曲柄转向的设置实现两种速度比，即前进时间大于返回时间和返回时间大于前进时间，如图4
图4
五、推瓶机构设计
根据总机构图可知推瓶机构如下图所示：
为了清洗瓶子的外表和里面，需将瓶子推入同向转动的导辊上，
导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，内外转动的刷子就将瓶子
洗净。
它的主要动作是将瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中将瓶子
旋转以及将刷子转动。
要实现上述分功能,有下列工艺动作过程:
1、推头作直线或者近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置;
2、在推头沿直线运动推动瓶子移动的程中,瓶子同时跟着两同向
转动的导辊转动;
3、同时,有原动件带动的刷子也同时在转动,当瓶子沿导辊移动时,
瓶子的外表面就清洗干净;
4、在瓶子移动过程中,清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动,动作
结束,则刷子移出瓶外.
5、瓶子洗净后离开导辊,而推瓶机构急回至推瓶初始位置,进入下
一个工作循环.
六、主要零件的设计计算
题目要求中包含A 、B 、C 三种方案，我在这里选用技术要求中方案A 来进行设计计算
原始数据要求：
（1）、瓶子尺寸。
大段直径d=100mm,长200mm 。
（2）、推进距离L=600mm ，推瓶机构应使推头以接近匀速的速度推瓶，平稳的接触和推进瓶子，然后推头快速返回原位，准备进入第二个工作循环。
（3）、按生产率的要求，每分钟三个，行程速度系数K=3，可得 60v+60v/3=6L ，则可推出推程平均速度为V=45mm/s ，返回时得平均速度为工作行程平均速度的3倍；
（4）、机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。
根据要求返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍； 3180180=-︒+︒=θ
θ
K
解： 3x 180180）（θθ-︒=+︒
θθ3540180-︒=+︒
︒=3604θ
︒=90θ
根据要求：推程平均速度为v=45mm/s,推进距离L=600mm 。
解：先算出推进600mm 需要的时间t.
45t=600 3
40t =(s) 根据极位夹角︒=90θ所以推进时曲柄转过的角度为
︒=+︒=270180θϕ
再根据角度ϕ和t 求出曲柄的角速度
解： t ωϕ= 3
40270⨯=︒ω )s /(25.20︒=ω
在保证推程为600mm 的基础上，不把滑块装在连杆的端点和运动时使得滑块不和机构导辊接触把把连杆的长度设为800mm ( 优化运动 )
3180180=-︒+︒=θ
θK
图5
曲柄机构如图5,2和2是摇杆的两个极限位置，也就是连杆3位移为600mm 始末位置，摇杆的极限位置正好和曲柄垂直，又因为极位夹角 ︒=90θ，所以摇杆极限位置时和曲柄构成长正方形。
根据图可知曲柄1不能碰到连杆3，也不能和B 点接触，这样都会时滑块顶死。
所以要确定曲柄1的长度。
设曲柄的长度为 ，摇杆所夹是角为 ︒=90θ。
解：因为滑块的宽度为40mm ，滑块中心为铰链连接处。
202+>L Sin L
θ所以
2012(>-L ）
mm 3.48>L
280)21(<+L
mm 116<L
所以48.3<L<116之内都可以选，为了节省材料
选曲柄长度为80mm 。
为了摇杆和滑块不脱离需确定摇杆长度，设摇杆长度为S
解： 2300
ϕSin S >
mm S 2.424>
为了便于计算和机构的美观选用mm S 500=
瓶子的中心和连杆的中心重合，为使直径为100mm 的瓶子不从两个导辊中间掉下来，所以两导辊之间的中心距要加以确定。
设导辊两半径为R=60
解： R L 2100=<总
mm L 200<总
为了使导辊和瓶子之间产生较大的摩擦力、作图和计算的方便把 设为150mm
根据推程的要求导辊的长度设为600mm 。
毛刷的半径为30mm ，并把毛刷的轴线连杆中心线之间的距离设为65mm ，这样当瓶子经过毛刷的时候下面时毛刷的毛已经有5mm 的厚度和瓶子接触了，毛刷安放在600mm 导辊工作台的正上方且中心距为150mm 。
七、执行机构和传动部件的结构设计
本机构由导辊和刷子组成
（1）刷子由三个互相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断的接触，清洗污垢。
（2）导辊的运动由定轴带轮来完成，两个带轮的同向旋转带动导辊的同向转动，而带动瓶子转动。
（如下图示）
导辊的俯视图
（3）推瓶机构和洗瓶机构组合
本机构采用了三杆组合机构（如下页图示），齿轮机构，瓶子的运动分为直线运动和转动，直线运动由三杆组合机构来完成，瓶子的转动由同向转动的导辊来完成。
利用瓶子的运动来清洗瓶子的内外表面。
刷子的运动由完成不同的功能来决定。
清洗瓶子的刷子由三个互
相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断的接触，
清洗表面污垢。
（4）传动机构
最终选用的机构中刷子的转动轴、导辊的轴、执行机构主动件的轴两两垂直。
所以通过带轮传动来实现各方向的改变。
