洗瓶机.docx

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洗瓶机

机械原理课程设计--洗瓶机

院－系：

工学院　机械系

专业：

机械工程及自动化

年级：

2010级

学生姓名：

学号：

2010xxxxxxxx

指导教师：

苏艳萍

同组人：

2012年9月

一、设计任务

1.1设计题目………………………………………3

1.2设计任务………………………………………4

1.3设计要求………………………………………4

二、洗瓶机功能分解及运动方案设计…5

2.1功能分解…………………………………5

三、原动机的选择………………………5

四、机构设计……………………………………6

4.1进瓶机构设计…………………………………6

4.2推瓶机构的方案设计…………………………7

4.3清洗区方案设计………………………………8

4.4送瓶机构的设计………………………………8

五、机械总体机构设计…………………………9

六、方案评价……………………………………10

七、设计小结……………………………………14

八、参考文献……………………………………14

一、设计任务

1、1设计题目

（1）设计洗瓶机

如图1所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，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。

图1洗瓶机工作示意图

（2）洗瓶机的技术要求

表1洗瓶机的技术要求

方案号

瓶子尺寸

（长×直径）

mm，mm

工作行程

mm

生产率

个/min

急回系数k

电动机转速

r/min

A

φ80×200

600

3

3

1440

1、2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。

（2）.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。

（3）.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。

（4）.其他机构的设计分析。

（5）.编写机械原理课程设计说明书。

1、3设计要求

（1）工作原理

为了清洗瓶子，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，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。

（2）原始数据及设计要求

A.瓶子尺寸：

长度L=200mm，直径D=80mm。

B.推进距离L=600mm，推瓶机构应使推移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。

C.按生产率的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回时的平均速度为工作时的平均速度的3倍。

D.机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。

二、洗瓶机功能分解及运动方案设计

2.1功能分解

为了实现进瓶、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶，首先需将瓶子放入胶带上，通过进瓶机构间歇的送到导辊轨迹上，转动的毛刷推动瓶子沿导辊前进将瓶子外表面洗净。

它的主要运动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，最后滑入送瓶机构送出。

要实现上述功能,有下列工艺动作过程:

（1）皮带做间歇直线运动；

（2）瓶子由皮带到导辊的滑动；

（3）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;

（4）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;

（5）同时,由原动件带动的刷子也同时在转动,当瓶子沿导辊移动时将瓶子的外表面就清洗干净;

（6）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.

（7）洗好的瓶子由斜面滑下，进入匀速转动的皮带送出；

三、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、气动机。

在此次设计中，我选用电动机为原动机，它的成本低、运转费用比较少、维护要求也较少、功率适用范围广。

根据题目要求，选用转速为1440r/min的电动机为原动机。

四、机构设计

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2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2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。

4.1进瓶机构设计：

进瓶需要实现的是将瓶子从相应的位置间歇送到推瓶机构上。

为实现此运动，本方案将瓶子放入胶性皮带上，利用小齿轮与大齿轮啮合的机构带动皮带运动来实现瓶子的进给。

4.2推瓶机构的方案设计：

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，本机构采用曲柄滑块机构。

如图所示

4.3清洗区方案设计：

当瓶子进入清洗区域后，可以以多种的运动方式实现过程，可以是圆周运动，也可以是直线运动。

所以我们可以用双辊清洗机构，其根据两根导棍的同时同向转动带动瓶子的转动这一原理设计的，在这个机构中瓶子沿着本身轴线做直线运动，在工作效率上较其他机构具有一定的优势，而且能够很好的保证工作的平稳性。

如下图所示

4.4送瓶机构的设计

送瓶机构要实现的是将清洗干净的瓶子匀速的送到指定的位置。

在推瓶末端设计一个瓶子滑落的斜面台，将洗好的瓶子随斜台滑到有一定摩擦的胶性皮带上，再经由皮带慢慢滑落。

如图示：

五、机械总体机构设计

首先动力从电动机输出，经过齿轮的啮合带动轴旋转。

进瓶机构传动：

进瓶机构使用锥齿轮将齿轮轴的方向摆正，与锥齿轮同轴的小齿轮与一大齿轮啮合，大齿轮的轴带动进瓶机构的带传动。

此机构中使用小齿轮带动大齿轮，达到了减速的目的。

导辊传动：

使用锥齿轮将齿轮轴的方向摆正，由与锥齿轮同轴的齿轮的轴带动外导辊的转动，另一齿轮和与锥齿轮同轴的齿轮上下啮合，并由此齿轮的轴带动内导辊的转动，导辊的转动带动瓶子一起转动。

洗瓶机构传动：

洗瓶机构是通过齿轮轴的转动带动刷子的转动，通过三个刷子的旋转来清洗瓶子的外表面。

推瓶机构传动：

由采用曲柄滑块机构来实现推瓶机构往复运动。

送瓶机构传动：

洗好的瓶子随斜台滑到有一定摩擦的胶性皮带上，再经由皮带慢慢滑落，最后滑落至特定的装瓶箱内，等待批量运送。

六、方案评价

第一种方案：

七、设计小结

通过此次对洗瓶机的设计，让我对机械原理的课程认识又进一步加深了。

机械原理设计是机械专业必不可少的一门课程，它不但能加深我们对机械原理理论课程的认识，还能够锻炼我们的自主创新设计能力，激发我们对机械的兴趣。

在此次的设计中，我遇到过许多的难题，甚至不知道该从何处入手，只能抱着机械设计课程设计课本认真的看，并查阅与机械原理有关的很多书本及网页，一点点的攻克各个难点。

而且由于很久没有使用CAD画图，所以对这个软件有些生疏，特别是使用等轴测制图，所以只能重新再学一遍。

遇到实在不懂的问题，就找同学讨论，这也培养了我们的团队精神。

虽然在设计过程中我曾遇到过很多问题，但这也锻炼了我的个人的思考及处理问题的能力，更让我明白了理论知识的重要性，而且我们还要不时的回顾已经学过的知识，在巩固已学知识的基础上学习新知识，让我知道在以后的学习中还需要更多的努力。

八、参考文献

1.机械原理课程设计（第二册）主编邹慧君、张青。

2.孙恒，张作模，葛文杰.机械原理第七版。

3.邹慧君，殷鸿梁.间歇运动机构设计与应用创新。