洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄1設(shè)計(jì)題目：洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)1.1 洗瓶機(jī)的主要功能介紹隨著社會(huì)的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快人們對(duì)生活水平要求的越來越高，科技也不斷發(fā)展，在工業(yè)，生活中科技含量已經(jīng)逐漸體現(xiàn)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。自動(dòng)洗瓶機(jī)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于啤酒及飲料生產(chǎn)線上。該機(jī)構(gòu)的主傳動(dòng)是由電機(jī)變頻同步控制。進(jìn)出瓶分別采用導(dǎo)輥和凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)來控制，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、可靠、噪音小，并且有進(jìn)出瓶自動(dòng)回程功能。由導(dǎo)輥的旋轉(zhuǎn)及推頭的推送，通過導(dǎo)輥上方的毛刷將瓶子的外側(cè)刷洗干凈。1.2 洗瓶機(jī)的工作原理洗瓶機(jī)如圖1.1所示，待洗的瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子

2、旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。它的主要?jiǎng)幼鳎簩⒌轿坏钠孔友刂鴮?dǎo)輥推動(dòng)，瓶子推動(dòng)過程中將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動(dòng)。1.2.1洗瓶機(jī)的工作示意圖圖1.1 洗瓶機(jī)工作示意圖1.2.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求表1.1洗瓶機(jī)的技術(shù)要求方案代號(hào)瓶子尺寸（長×直徑）mm，mm工作行程mm生產(chǎn)率個(gè)/s急回系數(shù)k電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/minA80×2006001531450 1.3 推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求1.洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)：平面連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)。2.推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近勻速的速度推瓶，推進(jìn)距離L=600m

3、m然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作行程。3.設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)要求，并對(duì)從動(dòng)桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。也可以設(shè)計(jì)平面連機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，并對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。4.機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。5.編寫設(shè)計(jì)說明書。1.4 推頭運(yùn)動(dòng)路線的分析分析設(shè)計(jì)要求可知：洗瓶機(jī)主要由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以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)備第二個(gè)工作循環(huán)，本說明書主要介紹洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M可走圖2.1.1所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在工作段前后可有變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回。由此可根據(jù)其

4、運(yùn)動(dòng)軌跡選擇推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。應(yīng)該選擇具有急回運(yùn)動(dòng)特性的機(jī)構(gòu)。圖1.2 推頭M運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)這種運(yùn)動(dòng)要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實(shí)現(xiàn)的，通常要把若干個(gè)基本機(jī)構(gòu)組合，起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時(shí)，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)），而沿軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來滿足，也就是讓它與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。2方案的設(shè)計(jì)與分析決策根據(jù)推頭的運(yùn)動(dòng)軌跡分析得知推瓶機(jī)構(gòu)主要是控制推頭做急回運(yùn)動(dòng)，故選擇機(jī)構(gòu)方案可從能實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)考慮。根據(jù)已學(xué)知識(shí)得知能做急回運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，和連桿組合機(jī)構(gòu)等。他們各自有自己的特點(diǎn)。通過綜合考

5、慮列出如下幾種機(jī)構(gòu)作為參考方案：2.1凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)方案確定一條平面曲線需要兩個(gè)獨(dú)立變量。因此具有兩自由度的連桿機(jī)構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點(diǎn)M的速度和機(jī)構(gòu)的急回特征，可通過控制該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸入構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來得到，如用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來控制等等。圖2.1和圖2.2所示為兩個(gè)自由度五桿低副機(jī)構(gòu)，1、4為它們的兩個(gè)輸入構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從而將原來兩自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。2.1.1方案一：該機(jī)構(gòu)利用一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)和一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)組成復(fù)合機(jī)構(gòu)控制使機(jī)構(gòu)做急回運(yùn)動(dòng)。 圖2.1 凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)的方案一2.1.2方案二：該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)

6、X，Y方向的運(yùn)動(dòng)，分別采用了一個(gè)擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)和一個(gè)只動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)組成了一個(gè)復(fù)合機(jī)構(gòu)。圖2.2 凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)的方案二2.2凸輪搖桿機(jī)構(gòu)方案：圖2.3 凸輪搖桿機(jī)構(gòu)方案2.3五桿組合機(jī)構(gòu)方案：圖2.4 五桿機(jī)構(gòu)方案2.4 方案的分析與決策方案一中機(jī)構(gòu)由凸輪四桿機(jī)構(gòu)組成，凸輪為原動(dòng)件（由電機(jī)帶動(dòng)），通過滾子及連桿帶動(dòng)機(jī)構(gòu)做運(yùn)動(dòng)。其急回特性由凸輪控制。在該方案中有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，其中有一個(gè)高副，自由度為1，有確定的運(yùn)動(dòng)。但是它的桿比較多，容易產(chǎn)生誤差，不能實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)。方案二的運(yùn)動(dòng)由凸輪機(jī)構(gòu)和四桿機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)完成，這種組合可以很好的對(duì)推頭進(jìn)行控制，不僅結(jié)構(gòu)簡單，體積小，安裝后便于調(diào)試

7、，從經(jīng)濟(jì)上也比較合適。其中凸輪軸能很好的協(xié)調(diào)推頭的運(yùn)動(dòng)而且工作平穩(wěn)。其缺點(diǎn)是四桿機(jī)構(gòu)的低副之間存在間隙，會(huì)產(chǎn)生累計(jì)誤差。方案三的運(yùn)動(dòng)和急回特性主要也是靠凸輪來控制，但是這種控制相當(dāng)不精確，只適用于行程較小的運(yùn)動(dòng)，如果行程過大的話，凸輪的尺寸必須做的很大，從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的角度來看都不太合適。方案四的機(jī)構(gòu)是一個(gè)五桿機(jī)構(gòu)，桿1為原動(dòng)件。這種控制結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但在控制運(yùn)動(dòng)方面卻有很大的欠缺，急回運(yùn)動(dòng)特性不明顯。機(jī)構(gòu)中桿件較多沖擊震動(dòng)較大，不能實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。要準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律及運(yùn)動(dòng)軌跡，凸輪機(jī)構(gòu)是首選，因?yàn)楸P形凸輪輪廓就是根據(jù)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律來設(shè)計(jì)的，而任意平面軌跡總可以用X=x()Y=y()表

8、示，因此把兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)組合起來就可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)軌跡。而四桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)規(guī)律、運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)中是用逼近的辦法來做的，所以較難準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。在方案二中，利用了兩個(gè)凸輪分別控制X和Y方向上的運(yùn)動(dòng)，且連桿不是很多，設(shè)計(jì)中要求速度也不是很快，所以綜上所述選擇方案二為最后設(shè)計(jì)的方案。如圖所示：圖2.5 凸輪連桿組合機(jī)構(gòu) 3 尺寸綜合3.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖3.1洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖3.1.1設(shè)計(jì)推導(dǎo)的公式3.1.2 桿長的設(shè)計(jì)及確定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

9、桿l2的長度。3.同理?xiàng)Ul3的桿長與另外一個(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的長度。根據(jù)前述推導(dǎo)公式可計(jì)算得l4=900mm l1=700mm l3=600mm l2=135mm1=133º 2=26º 3=47ºE=200mm F=140mm3.2凸輪的設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)C點(diǎn)的工作行程時(shí)：0=200º， 遠(yuǎn)休止角01=30º；對(duì)應(yīng)C點(diǎn)的回程時(shí)： 0=100º 近休止角02=30º圖3.2分點(diǎn)與推桿的工作位置3.2.1擺動(dòng)凸輪的設(shè)計(jì)圖3.3擺動(dòng)凸輪的角位移線圖圖3.4擺動(dòng)推桿盤形凸輪廓線3.2.2直動(dòng)凸輪的設(shè)

10、計(jì)圖3.5直動(dòng)推桿的位移線圖圖3.6直桿推動(dòng)盤形凸輪廓線3.3 壓力角的檢驗(yàn)及機(jī)構(gòu)尺寸的確定實(shí)際設(shè)計(jì)中規(guī)定壓力角的許用值。對(duì)擺動(dòng)從動(dòng)件，通常取=40º50º，對(duì)于直動(dòng)從動(dòng)件，通常取=30º38º。滾子接觸、潤滑良好和支撐有較好剛性時(shí)取數(shù)據(jù)上限否則取下限?，F(xiàn)通過移動(dòng)從動(dòng)件和擺動(dòng)從動(dòng)件凸輪廓線中測(cè)得：移動(dòng)從動(dòng)件=17º<，擺動(dòng)從動(dòng)件=12º<。都符合許用值，且符合設(shè)計(jì)要求。3.4 機(jī)構(gòu)尺寸的最終確定表3.1機(jī)構(gòu)桿件設(shè)計(jì)參數(shù)桿件代號(hào)l1l2l3l4設(shè)計(jì)參數(shù)值(mm)700135600900表3.2凸輪的設(shè)計(jì)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200º30º100º30º90mm17º直動(dòng)凸輪280&