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机械原理洗瓶机推瓶机构设计

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1

机械原理课程设计

洗瓶机推瓶机构设计

授课学期 2011 学年至 2012 学年

第 二 学期

学院

专 业 机械设计制造及其自动化

学号

姓名 周省邦

任课教师

交稿日期 2012年6月20日

成绩

阅读教师签名 2 日 期

目录

一、 设计题目及要求……………………………………3

二、 原始数据要求………………………………………4

三、 设计方案对比拟定…………………………………4

四、 机构运动简图……………………………………….5

五、 运动尺寸设计……………………………………….6

六、 系统功能图…………………………………………..8

七、 推瓶机构图（附图）…….…………………………..8

八、 参考文献….……………….………………………….8

3

一、 设计题目及要求

（一）、功能要求及工艺动作分解提示

1、总功能要求

实现推头（动点）在工作行程中作直线匀速运动，在其前后作变速运动，回程时有急回运动特征 。

2、工作原理及工艺动作分解提示

推瓶机推头的运动轨迹要求如图 1-1所示。洗瓶机有关部件的工作原理和工艺动作分解如图1-2所示。待洗的瓶子放在两个转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子向前推进时，转动着的刷子把瓶子外面洗净。当一个瓶子将洗刷完时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。推瓶机系统的系统功能图如图1-3所示。

图1-1

图1-2 4

图1-3

二、 原始数据要求

（一）、瓶子尺寸：大端直径d = 80mm，长200mm；

（二）、推进距离 l = 6 0 0 m m ；

（三）、推程时速度要求为v = 45mm / s ，返回时的平均速度为工作行程的3倍 ；

（四）、机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便；

三、 设计方案对比拟定

执行机构运动方案：

（一）凸轮铰链四杆机构方案（选定）：

如图3-1所示，铰链四杆机构为一个自由度的机构，其连杆2上的点M走近似于所要求的轨迹，点M的速度由等速转动的凸轮驱动构件3的变速转动来控制。由于曲柄（构件1）为从动件，故必须采取渡过死点的措施，这就要求添加其他构件使其顺利去除死点的干扰。

图3-1

（二）、五杆组合机构方案： 5 如图3-2所示为两个自由度的5杆低副机构，1、4为它们的两个输入构件，这两个构件之间的运动关系用齿轮来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。

图3-2

（三）、凸轮滑块组合机构方案：

如图3-3所示为两个自由度的凸轮滑块机构，该机构可精确实现预定轨迹要求。但是由于机构工作行程要求为600mm，所以使用这样的机构必定会造成凸轮尺寸过大，所占用的空间过大，造成不必要的空间浪费。除此之外，凸轮机构相对于连杆机构的使用寿命短、使用能耗高以及其平衡难以保证等缺点都显而易见。

图3-3

综上所述，三个方案均可实现设计要求的功能。但是从要求的传动性能上看，无凸轮机构的五杆组合机构方案更具有优势，但五杆机构设计复杂不易实现，且涉及到齿轮，机构复杂，制造成本高。方案一结构简单、紧凑，零件制造简便，可实现设计要求功能，故选用凸轮四杆机构方案。

四、机构运动简图 6

11125-43）（F

所以该机构自由度为1，即只需一个原动件可确定其他构件的状态。

五、运动尺寸设计

用作图法对凸轮-四杆机构进行设计：

（一） 、作出连杆机构工作的轨迹图 7

图5-1

（1） 如图5-1所示，画出M点的工作要求轨迹为水平直线，长度为600mm，并做出等分轨迹点M、2M、3M、4M、5M。

（2） 假设铰链D位置，取连架杆AD为185mm做铰链A的轨迹。

（3） 在铰链A与M点的轨迹上取杆AM、22MA、33MA、44MA、55MA均为520mm。

（4） 分别在AM、22MA、33MA、44MA、55MA取连杆AB、22BA、33BA、44BA、55BA均为215mm。

（5） 连线3BB和54BB，并做其中垂线相交，即可得铰链C的近似位置（即为铰链B轨迹圆的圆心）。由作图法可测量出机架DC长度为200mm，连架杆BC为300mm。 8 （6） 分别作连架杆BC、CB2、CB3、CB4、CB5，并分别做出其引杆CF、2CF、3CF、4CF、5CF，连架杆与引杆之间夹角为90o，取引杆CF长度为110mm。

（二）、根据连架杆引杆轨迹设计凸轮

图5-2

(1) 如图5-2所示，测量出相邻两状态间引杆的夹角1=28o、2=28o、3=20o、4=10o。

(2) 计算凸轮转角：按照返回速度为推瓶速度的3倍，计算出推头从M点运动到5M点的过程占一个回程时间的3/4。所以推头从M点运动到5M点的过程中，凸轮转过了3/4的角度，即转过了270o。根据引杆的摆角与凸轮转角对应关系，可得：

oo4321119.87270

oo4321229.87270 9 oo43213362.8270

oo4321444.31270

(3) 利用反转法设计凸轮实际轮廓线：①如图所示，作以or=70mm为半径的基圆，5F在圆上且与圆心同一水平线。②用分割线将基圆从5F开始分为1、2、3、4、o590四份。③按点F、2F、3F、4F、5F到基圆圆心距离r在其对应的分割线上做凸轮轨迹点1G、2G、3G、4G、5G。④用匀加速曲线平滑连接1G、2G、3G、4G，用加速度先增大后减小曲线平滑连接5G、1G，即得到凸轮轮廓曲线。

（三）、凸轮角速度的计算

设计要求推头在推瓶轨迹上运动时速度应为v = 45mm / s。

所以推头在推瓶轨迹上的时间为：

t=vmm 600=13.3 s

即凸轮转动270o所需要的时间为13.3 s，

所以凸轮的角速度为：

15.0/27.8s 13.3 270oos rad/s，顺时针方向。

(四)四杆机构死点的避免

平面四杆机构有曲柄的前提是必有周转副存在，所以下面来确定周转副是否存在：

由（一）可知四杆机构两短杆分别为185mm和200mm，两长杆分别为215mm和300mm。

(185+300)（200+215）不成立，不满足满足杆长条件。

所以该机构无周转副，为双摇杆机构，故不存在曲柄出现死点的现象。

（五）推头返程分析

推头到达5M点后，立即以较高的速度（平均速度为推程的3倍）返回，准 10 备下一个瓶子的推程。再接触到下一个瓶子之前推头的加速度可能很大，故推头与瓶子接触之间必须加塑性缓冲材料以防止瓶子破碎。

六、系统功能图

七、推瓶机构图（见附图）

八、参考文献：

孙恒 陈作模 葛文杰 《机械原理》 高等教育出版社 推头减速返回 待洗瓶子放入

推头推着瓶子做

V=45mm/s的匀速运动

旋转刷子洗瓶 推瓶完成 推头加速返回 导辊带动瓶子旋转

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推瓶机 机械原理课程设计

推瓶机 机械原理课程设计

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《机械原理课程设计》说明书

课程设计题目: 推瓶机设计

学院：

学号：

设计者:

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日期: 2016年 1月 15日 真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。

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目 录

1.洗瓶机的工作原理及主要动作

1.1.洗瓶机的工作示意图·······················································1

1.2原始数据·································································1

1.3.推瓶机构的设计要求·······················································1

2.系统功能图··································································2

3.推头运动路线的分析··························································2

4.方案的设计及分析····························································3

4.1方案的设计······························································3

4.2方案的分析与决策························································4

5.推瓶机运动简图绘制··························································5

6.尺寸综合····································································5

洗瓶机设计 机械原理课程设计

洗瓶机设计 机械原理课程设计

洗瓶机设计 机械原理课程设计

广东工业大学华立学院

课 程 设 计（论文）

课程名称_________机械原理____

题目名称_____洗瓶机__________

学生学部（系）__机械工程系__

专业班级___08机械（3）班__

学 号___12010803027___

学生姓名_____陈永峰________

指导教师______________________

2010年 6 月 30 日

广东工业大学华立学院机械原理课程设计

洗瓶机 3

洗瓶机设计——目录

一、设计任务书 ………………………………………………………………3

二．机械运动方案设计………………………………………………………4

三、机械总体结构设计………………………………………………………7

四、机械传动系统设计 ……………………………………………………8

五、主要零部件的设计计算 ………………………………………………8

六、执行机构和传动部件的结构设计 …………………………………9

广东工业大学华立学院机械原理课程设计

洗瓶机 4 七、最终设计方案和机构简介 ……………………………………………10

八、自我评价…………………………………………………………………14

九、参考文献…………………………………………………………………15

方案设计说明

设计题目：洗瓶机

设计要求

洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。如图1-1所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊倒动瓶子旋转。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。

洗瓶机推瓶机构设计___机械

洗瓶机推瓶机构设计___机械

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-- 目 录

摘 要 ................................................................................................................................................................ 1

ABSTRACT .......................................................................................................................... 错误!未定义书签。

第1章 前 言 ............................................................................................................. 错误!未定义书签。

第2章 洗瓶机推瓶机构原理及运动分析 .............................................................................................. 2

2.1推瓶机构的功能原理及工作原理 ............................................................................................................ 2

2.1.1功能原理 ............................................................................................................................................ 3

洗瓶机推瓶机构设计

洗瓶机推瓶机构设计

洗瓶机推瓶机构设计

机械设计

综合课程设计说明书洗瓶机推瓶机构设计

姓名：

班级：

学号：

指导教师：

设计时间：

摘要

洗瓶设备主要用于制药、化工、食品等行业灌装前的瓶子清洗.机构装置，洗瓶机的推瓶机构的功能利用推头平稳的将瓶子送进的一个过程，在急回到原点，反复运动。推瓶机构原理是利用铰链四杆机构和凸轮组合成一个洗瓶机推瓶机构，通过凸轮和铰链四杆机构本身特性来完成平稳送瓶和机构急回。经过多个方案对比分析，确定比较合适方案为凸轮铰链四杆机构，对其进行了参数设计。本设计对推瓶机构传动系统进行了设计和选择：首先，对洗瓶机推瓶机构的电机、减速器等主要的传动系统进行了设计选择，同时对推瓶机构的凸轮—铰链四杆机构进行了具体参数化设计，使的它的运动状态和运动规律能更好的实现其实际的工作。最后通过对凸轮的轮廓曲线的调整和对铰链四杆机构杆长的局部修改，使推瓶机构的运动状态、工作行程等更加平稳流畅。

关键词：洗瓶机, 推瓶机构，凸轮机构，铰链四杆机构

Abstract

Bottle washing equipment is mainly used in pharmaceutical,

chemical and food industries cleaning before filling. Function

push the bottle body mechanism means the use of a washing

machine will be a smooth process Tuitou bottle fed, in acute back

origin, repeated movement. Push bottle principle mechanism is

the use of four-bar linkage hinge and cam be combined into a washing machine to push the bottle body and the hinge cam