洗瓶机设计方案范本.docx
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洗瓶机设计方案范本.docx
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洗瓶机设计方案范本
洗瓶机设计方案
机械原理课程设计说明书
洗瓶器课程设计
院-系:
工学院 机械系
专业:
机械工程及自动化
年级:
XXX级
学生姓名:
XXXXX
学号:
同组人:
指导教师:
-10
目 录
一、设计任务书………………………………………3
1、1设计题目………………………………………3
1、2设计任务………………………………………4
1、3设计要求………………………………………4
二、洗瓶机流程分析及运动方案设计………………5
2、1流程分析………………………………5
2、2运动方案设计-………………………………6
三、机械总体结构设计………………………………9
四、执行机构和传动部件的结构设计………………11
五、洗瓶机的流程分析………………………………12
六、两种方案的评价比较……………………………13
6、1第一种方案……………………………14
6、2第二种方案……………………………15
6、3最佳选定方案……………………………17
七、设计总结………………………18
一、设计任务书
1、1设计题目
图1洗瓶机工作示意图
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。
洗瓶机的技术要求见表1。
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
φ100×200
600
3
3
1440
1、2设计任务
(1).洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常见机构或组合机构
(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。
也能够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。
(4).其它机构的设计分析。
(5).编写设计计算说明书。
1、3设计要求
1.3.1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。
1.3.2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)按生产率每分钟3个的要求,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三倍。
(4)电动机转速为1440r/min。
(5)急回系数3。
二、洗瓶机流程分析及运动方案设计
2、1流程分析
洗瓶机的流程分为五个流程:
进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶。
2、2运动方案设计
(1)、进瓶机构选择
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,利用槽轮机构带动皮带运动来实现。
如下图2所示:
图2
(2)、清洗瓶内表面机构设计
清洗瓶内表面只需向瓶中送入带有毛刷的导轮上,利用齿轮的旋转带动毛刷旋转,进行清洗。
为实现这个流程,我把此流程安排在导辊上来实现。
即在瓶子滑下斜坡到导辊的轨迹上时,导辊匀速前进的同时,毛刷插进瓶子,推动瓶子,利用转动的毛刷清洗瓶内表面。
,为实现此运动我采用了齿轮轮来实现,导辊要既有前进,又要有转动,就要求导辊有伸缩旋转的作用,我利用钓鱼竿原理来实现,如下:
图3
(3)、推瓶机构设计
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4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4推头M运动轨迹
对这种运动要求,若用单一的常见机构是不容易实现的,一般要把若干个基本机构组合,起来,设计组合机构。
A、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,可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,因此根据要求,本机构采用五杆组合机构(由凸轮、齿轮和连杆机构组合而成)。
B、五杆组合机构方案
结构特点:
铰链带动齿轮转动,齿轮带动涡轮转动,根据涡轮的转动,结合杆组,从而实现推头的急回运动。
即前进时间大于返回时间和返回时间大于前进时间。
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,图3所示为两个自由度五杆低副机构,1、4为它们的两个输入构件,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(如下图所示)。
图5
如图上所示,杆4的上升运动能够使推头在水平面上正常的工作,使推杆机构达到工作的平稳性与高效性。
另外,此机构结构简单,安全性高,急回特性显著,便于制作,可是要注意预防死点的发生,以免出现顶死现象
(4)、清洗区方案设计
当瓶子进入清洗区域后,能够以多种的运动方式实现过程,能够是圆周运动,也能够是直线运动。
因此我们能够用双辊清洗机构,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,在工作效率上较其它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:
(5)、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。
我在推瓶的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皮带上,再由皮带送走瓶子如图7示:
图7
三、机械总体结构设计
图8
为了实现进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶,首先需将瓶子放入胶带上,经过进瓶机构间歇的送到导辊轨迹上,转动的毛刷经过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子,毛刷在导杆的推动和旋转下边前进边清洗内表面,推动瓶子沿导辊前进,再由外面转动的刷子将瓶子外表面洗净。
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。
要实现上述分功能,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)内表面毛刷匀速推进和自身旋转;
(4)推头作直线或者近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置;
(5)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;
(6)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将瓶子的外表面就清洗干净;
(7)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.
(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)洗好的瓶子由斜面滑下,进入匀速转动的皮带送出;
四、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。
导辊的俯视图如下:
(3)推瓶机构和洗瓶机构组合
本机构采用了五杆组合机构(如下页图示),齿轮机构,瓶子的运动分为直线运动和转动,直线运动由五杆组合机构来完成,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。
因此经过带轮传动来实现各方向的改变
五、洗瓶机流程分析
按生产率的要求,推程的平均速度v=45mm/s,返回时的
均速度为工作时的平均速度的三倍。
工艺动作分推瓶和洗瓶两部分,具体过程如下:
(1)电动机转动的同时,经过最末端齿轮带动皮带做间歇直线运动;
(2)经过皮带末端的槽轮将瓶子由皮带滑到导辊的轨迹上;
(3)在由旋转的推头将将瓶子内表面刷刷净,同时带动瓶子向前运动;
(4)推头作直线近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置;
(5)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;
(6)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;
(7)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;
(8)瓶子洗净后离开导辊,而五杆机构急回至推瓶初始位置,进入下一个工作循环。
(9)洗好的瓶子由斜面滑下,进入匀速转动的皮带送出;
六、两种洗瓶机设计方案评估
6、1第一种方案图:
为了实现进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶,首先需将瓶子放入胶带上,经过进瓶机构间歇的送到导辊轨迹上,转动的毛刷经过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子,毛刷在导杆的推动和旋转下边前进边清洗内表面,推动瓶子沿导辊前进,再由外面转动的刷子将瓶子外表面洗净。
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。
要实现上述分功能,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)内表面毛刷匀速推进和自身旋转;
(4)推头作直线或者近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置;
(5)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;
(6)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将瓶子的外表面就清洗干净;
(7)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.
(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)洗好的瓶子由斜面滑下,进入匀速转动的皮带送出;
6、2第二种方案
(1)、洗瓶机总体简图:
(2)、方案说明:
首先总能量从电动机输出,经过减速箱减速,在经过带传动传给齿轮1,然后齿轮1又传给蜗杆1’。
导辊传动:
有蜗杆1’带动齿轮2和齿轮3,然后又传给它们相互啮合的齿轮4和齿轮5,然后带动蜗杆2’和蜗杆3’。
就完成了两导辊的传动。
进瓶机构传动:
进瓶机构借助蜗杆2’带动的导辊,由蜗杆5’传给齿轮7,然后带动间歇机构槽轮完成瓶子的输进。
洗瓶机构传动:
洗瓶机构是经过齿轮4和齿轮5带动的齿轮6,传给蜗杆4’,然后再经过蜗杆6’传给齿轮8,最后由齿轮8传给齿轮9,而齿轮9经过左右各一个小齿轮传给同尺寸的齿轮10和齿轮11,这样也保证了它们转向、转速相同。
推瓶机构传动:
由蜗杆1’带动蜗杆7’,再由蜗杆7’传给齿轮12,再由齿轮12带动凸轮--铰链四杆机构来实现推瓶机构运动。
3、两种方案评价比较:
(1)、运
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