1、 1 机械原理课程设计题目机械原理课程设计题目 1 . 1 . 设计题目设计题目: 洗瓶机 2 . 2 . 工作原理及工艺动作过程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 3 . . 原始数据及设计要求原始数据及设计要求 1 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
2、入第二个工作循环。 3）按生产率的要求，推程平均速度为 v= s mm45 ，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 .4 .设计任务设计任务 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 2 4）用 ADAMS 或 SOLIDWORKS 软件对机构进行运动学分析
3、，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。 推头在推瓶子 时与瓶底有碰撞， 而推头在推动瓶子 在导辊上移动时摩 擦较大，须加载的 驱动力也较大，所 以不合理，凸轮和 曲柄的运动都存在死点，使机构运行不平稳。 洗瓶机构是用两根导辊自转引起的相对运动，利用瓶子与导辊的摩擦，带动 瓶子自转，使刷子能清洗到瓶身的每个部分，达到清洗的效果。 但由于
4、刷子与导辊的距离是一定的，所以如果是清洗象啤酒瓶一样的瓶子， 3 刷子很难清洗到瓶颈的部分，这也是此机构的一个不足之处。 方案二方案二 多个曲柄滑快机构的组合机构 此洗瓶机的推 瓶机构是运用曲 柄摇杆滑块机构 组成，在图示的 两个摇杆长度比 例为 1：2 时，机 构就能达到题目 要求的行程速度系数比 K=3： 但机构都运动的杆件连接，在速度的传动方面不太稳定，而且机械效率不高， 而且推头部分与机架之间有摩擦，又降低了机械效率，对推头的寿命也有影响。 送瓶机构用的是不完全齿轮完成间隙运动来设定瓶子的运送速度， 但考虑到瓶 子较长，下面的齿轮负荷较大，很难达到预期的效果。 洗瓶部分是用的传送带使瓶
5、子径向移动，减小了推头的负荷。但如果瓶子是圆 的，就很难保证瓶子放在上面的平稳，加上推瓶机构有死点，不能保证推瓶的平 稳，瓶子的安全不能保证。 4 最终选定方案（方案三）最终选定方案（方案三） 推瓶机构推瓶机构:类似于牛头刨床的曲柄滑快机构 （左） 洗洗瓶机构瓶机构:瓶子的自转与绕轴旋转相结合的轮系机构 （右） 此洗瓶机的推头部分采用 了牛头刨床的核心思想， 题目要求行程速度系数比 K=3，也就是说曲柄滑块 机构的极位夹角为 90 度， 运用这个机构就很容易实 现了，而且题目要求推头的推程为 600mm，此机构也很容易满足，而且结构紧 凑，而且推杆只要保证在水平面运动，则推头几能很平稳地推进瓶
6、子。 推头推瓶子的同时，瓶子是放在一传送带上的（图中未画出 参考机构简图） 传送带以与推杆推瓶速度相同的速度匀速传送，大大减小了推杆的负荷，使传送 更加得平稳。而传送带也有清洗瓶底的功能，以弥补下面洗瓶中不能洗到瓶底的 缺陷。 洗瓶机构是运用齿轮的啮合，使在四个工位的齿轮匀速自转，以带动瓶子自 转，让刷子能清洗到瓶身的各个角落，而且刷子的大小和形状都可以改变，齿轮 的大小也可以改变，从而清洗不同大小形状的瓶子。 槽轮机构可以保证推杆运动时间和转 盘运动时间的配合，当瓶子被推到转盘时， 5 转盘停止，当推头急回推下一个瓶子是，槽轮运动，把脏的瓶子推到第二个工位 清洗，机构往复运动，达到了连续洗瓶子的工作。 整个机构是由发动机进行动力输出，由齿轮系进行一定比例速度传递到每个 单独的运动构件上 最终方案的设计最终方案的设计尺寸尺寸设计设计 计算公式： 托盘周期t t2 2 / / 1 1 槽轮周期 t td d2 2 1/1/ 1 1 推瓶机构极位夹角 )1( )1( 180 k k 齿轮传动比 i= 1 2 2 1
