機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)算書制作人：1 題目分析和背景研究1.題目分析 *根據(jù)啤酒瓶的尺寸，設(shè)計(jì)全自動(dòng)啤酒瓶清洗裝置：其參數(shù)要求如下：（1）推進(jìn)距離l600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)根據(jù)啤酒瓶的尺寸，設(shè)計(jì)全自動(dòng)啤酒瓶清洗裝置：其參數(shù)要求如下：（1）推進(jìn)距離l600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。（2）按生產(chǎn)率每分鐘3個(gè)的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作時(shí)的平均速度的三倍。（3）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造

2、方便。入第二個(gè)工作循環(huán)。（2）按生產(chǎn)率每分鐘3個(gè)的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作時(shí)的平均速度的三倍。（3）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。啤酒瓶洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)要求啤酒瓶洗瓶機(jī)是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)共同來(lái)完成它的工作的。首先是由推瓶機(jī)構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺(tái)（導(dǎo)輥），推頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使瓶子一個(gè)一個(gè)不間斷的送上工作臺(tái)進(jìn)行清洗工作，由于瓶子是從靜止到具有一定的速度，推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊，所以就要考慮推頭的材料不能是剛性材料，要用具有一定韌性的塑性材料以保證在工作過(guò)程中不至于將瓶子碰碎。要實(shí)現(xiàn)上述分功能,有下列工藝動(dòng)作過(guò)程: （1） 推頭作直

3、線或者近似直線運(yùn)動(dòng),將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置。 （2） 推頭沿直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)瓶子移動(dòng)的程中,瓶子同時(shí)跟著兩同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。 （3） 瓶子離開，而推瓶機(jī)構(gòu)急回至推瓶初始位置,進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。2.背景研究 我組設(shè)計(jì)的是啤酒瓶清洗機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)，改革開放以來(lái)，啤酒作為我國(guó)人民日常生活必不可少的飲品，市場(chǎng)占有量逐年提高,國(guó)內(nèi)啤酒廠對(duì)啤酒瓶的回收再利用一般經(jīng)過(guò)成品消費(fèi)、中轉(zhuǎn)回收、場(chǎng)地儲(chǔ)運(yùn)、清洗再生、重新使用的步驟,靠人力的清洗力度和速度均跟不上消費(fèi)速度，所以，在機(jī)械逐漸適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代，啤酒瓶清洗機(jī)作為一種高效機(jī)器逐漸受到重視。而這其中，推瓶機(jī)構(gòu)一直作為主體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。啤酒行業(yè)也是食品行業(yè)，

4、我國(guó)對(duì)食品行業(yè)的管理一直很嚴(yán)格，所以，高效且符合衛(wèi)生標(biāo)的洗瓶機(jī)在未來(lái)更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 近幾年單端機(jī)型均在它的基礎(chǔ)上不斷地改進(jìn)完善創(chuàng)新w年代末期，為了滿足純生啤酒灌裝的了要，國(guó)內(nèi)不少洗瓶制造商研制出臥式雙端洗瓶機(jī)，克服了同一方向進(jìn)出瓶可能出現(xiàn)的交叉污染缺點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)，洗瓶設(shè)備取得了新的技術(shù)進(jìn)步，目前己出現(xiàn)了采用無(wú)軸變頻傳動(dòng)代萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)的新型傳動(dòng)洗瓶機(jī)，除標(biāo)方式上則出現(xiàn)了立式加流泵蝕流泵項(xiàng)沖，或?qū)υ须x心泵噴淋進(jìn)行了完善升級(jí)，洗瓶產(chǎn)能、可到性及設(shè)備運(yùn)行效水得到進(jìn)一步提升。 下面是總結(jié)的近幾年洗瓶機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)：（1）具有零部件集成化、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)潔化、結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化的整機(jī)設(shè)計(jì)；（2）滿足個(gè)性用

5、戶的特殊要求的個(gè)性化設(shè)計(jì)；（3）滿足市場(chǎng)多樣性和低成本要求的洗瓶機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)：（4）具有自分析、自調(diào)整、自糾錯(cuò)的智能化操作的全自動(dòng)、半自動(dòng)操作形式的高度機(jī)電一體化的洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)；（5）采用新的傳感技術(shù)具有高精度稱量和定位系統(tǒng)的洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)；（6）準(zhǔn)確對(duì)位技術(shù)的應(yīng)用；（7）采用參數(shù)化專家系統(tǒng)的快速反應(yīng)設(shè)計(jì)。二項(xiàng)目主要技術(shù)參數(shù)桿件代號(hào)11121314設(shè)計(jì)參數(shù)值（mm）700135600900（1） 連桿機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱推程角近休止角回程角遠(yuǎn)休止角基圓半徑壓力角擺動(dòng)凸輪200301003090mm17直動(dòng)凸輪2800602072mm12（2） 凸輪設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)擺動(dòng)從動(dòng)件壓力角的許用值：=4050

6、，直動(dòng)從動(dòng)件壓力角的許用值：=3038。（3）槽輪機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱數(shù)值主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角90從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)角90主動(dòng)曲柄長(zhǎng)度（mm)91.92滾子半徑(mm）15鎖止弧半徑（mm)65槽輪上草槽口至槽底深度(mm)68.84+x（x為預(yù)留間隙）周期（s)80(4) 小齒輪技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱數(shù)值材料45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼hbs1接觸疲勞強(qiáng)度極限600mpa彎曲疲勞強(qiáng)度極限500mpa齒輪數(shù)24分度圓直徑50mm圓周速度2.13m/s（5） 大齒輪技術(shù)參數(shù)：參數(shù)名稱數(shù)值接觸疲勞強(qiáng)度極限550mpa彎曲疲勞強(qiáng)度極限380mpa齒數(shù)120分度圓直徑250mm圓周速度2.13m/s3 整體方案和傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)1.整體方案

7、設(shè)計(jì)采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)，整體方案圖如下：2. 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用的是齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)方案圖如下：四結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)1.執(zhí)行機(jī)構(gòu)：（1）凸輪連桿機(jī)構(gòu)：（2）連桿的桿長(zhǎng)計(jì)算補(bǔ)充說(shuō)明：1為了滿足傳動(dòng)角的一定要求可以初步設(shè)計(jì)確定桿l1和l4在兩個(gè)特殊位置（推頭位移最大和最小時(shí)）所形成的這一夾角所在的范圍。 2. 桿長(zhǎng)l2與中心距和基圓大小有關(guān)，根據(jù)壓力角的范圍可以大概設(shè)計(jì)出桿l2的長(zhǎng)度。 3.同理?xiàng)Ul3的桿長(zhǎng)與另外一個(gè)凸輪的基圓有關(guān)系，同樣在保證滿足壓力角的許可范圍設(shè)計(jì)桿l3的長(zhǎng)度。 根據(jù)前述推導(dǎo)公式可計(jì)算得 l4=900mm l1=700mm l3=600mm l2=1

8、35mm 1=133 2=26 3=47 e=200mm f=140mm（3）凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擺動(dòng)凸輪的角位移線如下：*擺動(dòng)盤形凸輪輪廓線如下：*直動(dòng)推桿的位移線圖如下：直動(dòng)盤形凸輪輪廓線如下：2. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（1） 大小齒輪傳動(dòng)圖：（2） 推瓶機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿傳動(dòng)圖原理介紹：蝸輪蝸桿傳動(dòng)用于兩軸交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情況下。蝸桿是主動(dòng)件，而蝸輪是被動(dòng)件。蝸桿可以看成為在圓柱體上沿著螺旋線繞有一個(gè)齒（單頭）或幾個(gè)齒（多頭）的螺旋，蝸輪就象個(gè)斜齒輪，但它的齒包著蝸桿。在嚙合時(shí)，蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒（單頭蝸桿）或幾個(gè)齒（多頭蝸桿）。傳動(dòng)比的計(jì)算如下：i=n1/n2=z/kn1-蝸

9、桿的轉(zhuǎn)速 n2-蝸輪的轉(zhuǎn)速 k-蝸桿頭數(shù) z-蝸輪的齒數(shù)（3）進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)槽輪傳動(dòng)圖：原理介紹：外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)的槽輪和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)向相反,單臂外嚙合槽輪機(jī)構(gòu)(見圖)由帶圓柱銷的轉(zhuǎn)臂、具有4條徑向槽的槽輪和機(jī)架組成。當(dāng)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂上的圓柱銷進(jìn)入徑向槽時(shí),撥動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)過(guò)2嗚2角;當(dāng)圓柱銷轉(zhuǎn)出徑向槽后,槽輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)一周，槽輪完成一次轉(zhuǎn)停運(yùn)動(dòng)。為了保證槽輪停歇，可在轉(zhuǎn)臂上固接一缺口圓盤，其圓周邊與槽輪上的凹周邊相配。這樣,既不影響轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng),又能鎖住槽輪不動(dòng)。為了使槽輪能完成周期性的轉(zhuǎn)停運(yùn)動(dòng)，槽輪上的徑向槽數(shù)不能少于3。為了避免沖擊,圓柱銷應(yīng)切向進(jìn)、出槽輪，即徑向槽與轉(zhuǎn)臂在此瞬間位置要互相垂直。（3） 零部件主體機(jī)構(gòu)零件包括有直動(dòng)凸輪，擺動(dòng)凸輪，槽輪，小齒輪，大齒輪，蝸桿，推桿，導(dǎo)輥等，零件圖如下：零件尺寸計(jì)算過(guò)程如下：5 結(jié)論主體推瓶設(shè)計(jì)基合理，相關(guān)計(jì)算精確，零件圖繪制完成。6 參考文獻(xiàn)1. 產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì).虞世鳴，北京大學(xué)出版社。（參考確定整體設(shè)計(jì)方案）2. 機(jī)械原理.陳周娟，華中科技大學(xué)出版社。（凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，蝸桿的選擇，齒輪的選擇桿長(zhǎng)計(jì)算）3. 材料力學(xué).劉鴻文，高等教育出版社。（桿長(zhǎng)計(jì)算，減速器齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)算，槽輪機(jī)構(gòu)的計(jì)算）4. 常用機(jī)械設(shè)計(jì)公式及應(yīng)用實(shí)例.