洗瓶機畢業(yè)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 機械081 姓名 張宇浩 下發(fā)日期 2012-2-26題目洗瓶機設(shè)計專題推瓶系統(tǒng)設(shè)計主要內(nèi)容及要求主要內(nèi)容：需要設(shè)計一臺自動化洗瓶機，從而提高生產(chǎn)效率，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力。1）完成洗瓶機機械本體設(shè)計。2）完成進瓶系統(tǒng)的設(shè)計，包含進瓶帶、集瓶臺、分瓶機構(gòu)及撥瓶機構(gòu)等。3）要求洗瓶機多工位,裝夾時不影響清洗。要求：1）自動化洗瓶機要滿足多工位和不同口徑型號瓶子的清洗，更換洗刷方便。2）設(shè)計說明書（字數(shù)不少于1.5萬字）；3）翻譯與課題有關(guān)的外文資料，譯文字數(shù)不少于5000字。4）裝配圖1張，零件圖不少于5張，使用AUTOCAD繪圖。主要

2、技術(shù)參數(shù)瓶子尺寸，大端直徑 d=80mm，長200mm。推進距離 l=600mm。推程平均速度為v=。進度及完成日期3月05日至3月18日 查閱資料，完成外文翻譯。3月19日至3月25日 完成畢業(yè)設(shè)計實習(xí)，搜集洗瓶機相關(guān)資料。3月26日至4月08日 確定總體方案，相關(guān)參數(shù)計算。4月09日至4月15日 完成結(jié)構(gòu)示意圖。4月16日至4月29日 草圖總體示意圖和傳動示意圖。4月30日至5月13日 完成裝配圖的設(shè)計和繪制。5月14日至5月27日 完成零件圖的設(shè)計和繪制。5月28日至6月10日 完成設(shè)計說明書的整理及答辯準(zhǔn)備等工作。教學(xué)院長簽字日 期教研室主任簽字日 期指導(dǎo)教師簽字日 期指 導(dǎo) 教 師

3、評 語 指導(dǎo)教師: 年 月 日指 定 論 文 評 閱 人 評 語 評閱人: 年 月 日答 辯 委 員 會 評 語評定成績指導(dǎo)教師給定成績(30%)評閱人給定成績(30%)答辯成績（40%）總 評答辯委員會主席簽字青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書摘要洗瓶設(shè)備主要用于制藥、化工、食品等行業(yè)灌裝前的瓶子清洗.機構(gòu)裝置，洗瓶機的推瓶機構(gòu)的功能利用推頭平穩(wěn)的將瓶子送進的一個過程，在急回到原點，反復(fù)運動。推瓶機構(gòu)原理是利用鉸鏈四桿機構(gòu)和凸輪組合成一個洗瓶機推瓶機構(gòu)，通過凸輪和鉸鏈四桿機構(gòu)本身特性來完成平穩(wěn)送瓶和機構(gòu)急回。經(jīng)過多個方案對比分析，確定比較合適方案為凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)，對其進行了參數(shù)設(shè)計。本設(shè)計對推瓶機

4、構(gòu)傳動系統(tǒng)進行了設(shè)計和選擇：首先，對洗瓶機推瓶機構(gòu)的電機、減速器等主要的傳動系統(tǒng)進行了設(shè)計選擇，同時對推瓶機構(gòu)的凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)進行了具體參數(shù)化設(shè)計，使的它的運動狀態(tài)和運動規(guī)律能更好的實現(xiàn)其實際的工作。最后通過對凸輪的輪廓曲線的調(diào)整和對鉸鏈四桿機構(gòu)桿長的局部修改，使推瓶機構(gòu)的運動狀態(tài)、工作行程等更加平穩(wěn)流暢。關(guān)鍵詞： 洗瓶機, 推瓶機構(gòu)，凸輪機構(gòu)，鉸鏈四桿機構(gòu)AbstractWash bottles of equipment is mainly used in pharmaceutical, chemical and foodstuff trades etc filling the bottl

5、e before cleaning. The agency device, bottle-washing the function of the push of bottle agencies will use smooth pusher send into a process of bottle in hurry back, origin and repetitive movement. Push bottles of organization principle is to use hinged four-bar mechanism and CAM combined into one bo

6、ttle of institutions, through tyre bottle-washing CAM and hinged four-bar mechanism itself characteristics to finish smoothly send bottles and agencies rush back. Through comparison and analysis, multiple solutions for more appropriate scheme determined CAM hinged four-bar mechanism, its parameters

7、were design. This design to push bottles of institutions designed and transmission system for bottle-washing choice: first, the motor, pushing bottles of agencies such as the main transmission system gear reducer, and the choice of design of CAM push bottle institutions - hinged four-bar mechanism a

8、re analyzed the parametric design, make it, the motion of and movement law can better realize its actual work.Finally based on contour of CAM to adjust and four-combined-poll installation stem long local amended so push bottles of institutions state of motion, working stroke as well as more smooth.K

9、ey words： rinsing machines,Push bottles of institutions,CAM mechanism,Hinged four-bar mechanism目錄摘要·································

10、83;····························IAbstract····················

11、·····································II目錄············&#

12、183;···············································III第1章 緒 論

13、3;·················································

14、3;11.1課題研究的意義及現(xiàn)狀 ······································11.2 洗瓶機的概況 ·······&

15、#183;······································21.3 課題研究方向·········&#

16、183;·····································6第2章 設(shè)計任務(wù)書··········

17、3;··································8 2.1 設(shè)計題目及工作原理·············&

18、#183;···························8 2.2 功能原理····················

19、83;······························8 2.3 洗瓶機的技術(shù)要求·················&

20、#183;·························92.4 設(shè)計任務(wù)······················

21、3;····························102.5 原始數(shù)據(jù)····················

22、······························10第3章 方案設(shè)計··················&#

23、183;·····························113.1 分析設(shè)計要求··················&#

24、183;····························113.2 推瓶機構(gòu)選擇···················&#

25、183;···························12 3.2.1 凸輪-鉸鏈四桿機構(gòu)方案···················

26、···············123.2.2 五桿組合機構(gòu)方案································&#

27、183;······13 3.2.3.凸輪-全移動副四桿機構(gòu)··································14 3.2.4 最終選定推瓶方案···&

28、#183;···································143.3 進瓶機構(gòu)選擇············&

29、#183;··································15 3.3.1 間歇機構(gòu)設(shè)計············

30、3;······························15 3.3.2 進瓶裝置簡圖·················&

31、#183;·························183.3.3 進瓶設(shè)計說明······················

32、;·····················183.3.4 運動協(xié)調(diào)設(shè)計··························

33、83;················183.4 洗瓶機構(gòu)選擇·······························

34、83;···············193.4.1 洗瓶裝置簡圖································&

35、#183;··········193.4.2 洗瓶設(shè)計說明·····································

36、;······193.5 推瓶機構(gòu)選擇··········································

37、;·····203.5.1 推瓶起點設(shè)計··········································

38、83;203.5.2 推瓶終點設(shè)計············································203.6 總體方案設(shè)計·&

39、#183;·············································213.6.1 方案總體方案一及運動說明·

40、;······························223.6.2 方案二總體方案及運動說明················

41、83;··············243.6.3 方案評估·································

42、83;·············263.6.4 選定最終方案··································&

43、#183;········26第4章 技術(shù)設(shè)計·······································

44、83;·······294.1 凸輪機構(gòu)的設(shè)計········································&#

45、183;····294.1.1 凸輪基本參數(shù)設(shè)計·······································294.1.2 凸輪的建模·

46、83;···········································334.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的設(shè)計····

47、·····································334.2.1 鉸鏈四桿機構(gòu)的尺寸設(shè)計··········

48、;·······················334.2.2 鉸鏈四桿機構(gòu)的組合運動圖·······················

49、83;·······364.3 關(guān)鍵零部件的設(shè)計········································&

50、#183;··374.3.1 輸送帶的選擇···········································374.3.2 電機的

51、選擇·············································394.3.3 減速器的選擇··&#

52、183;········································414.3.4 皮帶輪的選擇·······

53、····································424.3.5 聯(lián)軸器的選擇···········

54、3;·······························434.3.6 滾動軸承的選擇················&

55、#183;························444.4 軸的設(shè)計計算·······················&

56、#183;·······················464.4.1 軸材料的選擇························

57、;···················464.4.2 軸的受力分析····························

58、83;··············464.4.3 軸的強度校核·································&

59、#183;·········484.4.4 按安全系數(shù)校核·····································

60、3;···49總結(jié)··············································

61、···············50參考文獻··································

62、······················51致謝···························&#

63、183;·································52附件一···············

64、83;···········································53附件二·····

65、3;·················································

66、3;···68第1章 緒論1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀洗瓶機是我國在八十年代初期，引進日本三菱公司的技術(shù)，當(dāng)時國內(nèi)很多啤酒廠都曾購買使用。在使用過程中，各啤酒廠都認為其結(jié)構(gòu)先進，破瓶率低，洗凈率高，特別瓶內(nèi)洗非常好，但除標(biāo)不盡，瓶子從洗瓶機出來后有掛標(biāo)現(xiàn)象，致使一些啤酒廠后來改選用單端式洗瓶機。也有一些啤酒廠對其進行了技術(shù)改造，并積累了很多寶貴經(jīng)驗。對其進行了幾次的技術(shù)改造，使其性能明顯優(yōu)于其它洗瓶機。在當(dāng)時的市場環(huán)境下，洗滌啤酒回收瓶有著其它設(shè)備不可替代的優(yōu)點。由于工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要進行回收清洗后再利用，節(jié)省了大量制瓶洗所需要的費

67、用同時也提高了工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。然而就在此時也出現(xiàn)了回收后再清洗的問題。產(chǎn)品盛載是車間的最后一道關(guān)鍵工序，因此玻璃瓶的供應(yīng)速度也就決定了總的生產(chǎn)效率的高低。從而產(chǎn)生了對洗瓶機設(shè)備的研究與改進工作。隨著啤酒市場不斷地發(fā)展變化，酒瓶種類、標(biāo)紙和粘接劑品種不斷增加，特別是現(xiàn)在的頭標(biāo)鋁箔紙的出現(xiàn)，給洗瓶設(shè)備和工藝提出了新的更高的要求在長期使用多種洗瓶機的過程中。為了適應(yīng)現(xiàn)在啤酒回收瓶的洗滌要求，我們同該洗瓶機的制造廠家進行了廣泛地討論和研究，對洗瓶機適時地進行了一系列的技術(shù)改進。洗瓶機器設(shè)備的出現(xiàn)并且運用到實際生產(chǎn)中，改變了人工刷洗的傳統(tǒng)工藝，實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)方式，達到了減少勞動力、節(jié)約費用、提高工

68、作效率1、增加企業(yè)經(jīng)濟效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評，而且使得化、制藥、食品等行業(yè)的生產(chǎn)率產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的需要，市場多元化的產(chǎn)生，普通的洗瓶機已經(jīng)不能滿足市場生產(chǎn)力所需?，F(xiàn)在洗瓶機應(yīng)用廣泛，不僅在生產(chǎn)制造業(yè)工廠生產(chǎn)線，在生物制藥行業(yè)，科研技術(shù)領(lǐng)域等等都可以起到重大作用。所以它不僅在生產(chǎn)制造業(yè)有重要作用，而且在科研制藥行業(yè)發(fā)揮一定作用，并且在生產(chǎn)和生活中的作用領(lǐng)域不斷擴大。洗瓶機作為一種清洗潔凈工具，在完成清洗的同時，現(xiàn)在要求具有消毒、干燥等功能同時具備，在完成整個工作過程中，對于提高生產(chǎn)能力、保證產(chǎn)品質(zhì)量2、減輕勞動強度、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)

69、效率、加快生產(chǎn)周轉(zhuǎn)等方面均有著重要的影響。同時也要保證安全生產(chǎn)、減少破損率也有顯著的作用?，F(xiàn)在市場上的很多洗瓶機都同時具備很多功能，他的技術(shù)已經(jīng)超越了單純的減輕體力勞動這一傳統(tǒng)概念，因為它不僅在清洗程度上有很大的改變，而且具有嚴格的時間、速率概念，根據(jù)系統(tǒng)事實的需要，及時地、迅速地、準(zhǔn)確地“將待洗瓶進行準(zhǔn)確而徹底的清洗，并完成相應(yīng)的檢驗指標(biāo)要求”，否則，就不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的要求。在傳統(tǒng)的灌裝生產(chǎn)線上，相應(yīng)的其他各個環(huán)節(jié)都做得比較到位，留給人們最的疑問與擔(dān)憂就是：能否保證瓶子的干凈衛(wèi)生？人們的觀點就代表市場的需求，那么在洗瓶子的這一個環(huán)節(jié)可以說是還有很多值得研究，是占領(lǐng)市場贏得人們的信任與贊可的

70、大份。而這個就得依賴于先進的清洗消毒工具洗瓶機。在灌裝生產(chǎn)線的加工生產(chǎn)過程中，對瓶子的清洗主要依靠洗瓶機。隨著現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)能力、規(guī)模的擴大，對這方面的要求越來越嚴苛，對瓶子的清潔程度消毒水平都有了更高的要求，并且對機器的生產(chǎn)能力和效率也有了相當(dāng)?shù)囊?，使得洗瓶子朝著高生產(chǎn)率高效率自動化的方向發(fā)展。本次的設(shè)計就是在這樣的市場要求大環(huán)境下進行的，由于時間有限能力限制，我則主要負責(zé)洗瓶機的機械部分，主要包括主工作部件、輔助工作部件的設(shè)計。1.2 洗瓶機的概況 洗瓶機作為主要保障灌裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)要求和衛(wèi)生保證的關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)，其工作的穩(wěn)定性、安全性、先進性一直受到人們的高度重視，但受傳統(tǒng)技術(shù)的制約，

71、市場上的洗瓶機基本都是大同小異，沒有什么突破性的進展，往往不能兼顧，結(jié)合所有比較好的性能于一體。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，大量先進技術(shù)成果的應(yīng)用，現(xiàn)在洗瓶機也將發(fā)生很大的變化的。自動數(shù)字洗瓶機是在生產(chǎn)工作過程中不直接進行人工處理的情況下，能自動對瓶子進行徹底的清洗、消毒、干燥等，它的主體是數(shù)字管理中心。全自動數(shù)字洗瓶機是采用機械式操作過程，依托數(shù)字系統(tǒng)進行控制管理，通過數(shù)字化處理能自動控制洗瓶機，進行相關(guān)的作業(yè)，能自動、徹底、準(zhǔn)確、迅速地對待洗瓶進行清洗、消毒、干燥并且計量。隨著數(shù)字化自動化的不斷運用與普及，必是洗瓶機的最大發(fā)展趨勢，故僅就自動洗瓶機的發(fā)展趨勢做一些初步的分析與探討。 自動

72、洗瓶機發(fā)展總趨勢: 現(xiàn)代自動洗瓶機的發(fā)展主要趨勢之一就是自動化，速率高速化，功能全面化，人機結(jié)合靈活化，隨著社會發(fā)展對制造業(yè)的要求也在不斷提高，這不僅表現(xiàn)在對產(chǎn)品數(shù)量的要求上，更是表現(xiàn)在對產(chǎn)品的質(zhì)量與要求方面，由于市場發(fā)展的需求推動和促進了洗瓶機的技術(shù)改造和技術(shù)進步，自動化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，對自動洗瓶機的精確化和自動化提出了更高的要求。而制造業(yè)的大力發(fā)展，也促進了市場對產(chǎn)品的需求增加。我們先來看看國內(nèi)對自動洗瓶機的需求：中國全自動洗瓶機項目市場需求結(jié)構(gòu)分布圖 從上面的需求結(jié)構(gòu)分布圖可以看出，越是生產(chǎn)要求高的、制造業(yè)較發(fā)達的地區(qū)，對洗瓶機的需求也是高于其他的地區(qū)。但隨著國家相關(guān)政策的推

73、進與實施，全國各地的發(fā)展必將各有千秋，基礎(chǔ)制造業(yè)的大力發(fā)展，灌裝企業(yè)、生物工程、制藥企業(yè)等等都亟需洗瓶機的幫助來完成相應(yīng)的工作要求，可見整體市場對自動洗瓶機的需求是有廣闊的空間的。自動洗瓶機市場需求與供給圖我們再來看看市場需求狀況：從上表同樣可以看出市場對洗瓶機的需求是不斷上漲，因此開發(fā)研究洗瓶機的潛力大有作為。 國內(nèi)形勢 洗瓶機從其誕生至今已經(jīng)有百年多的歷史，隨著人們的要求越來越高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的不斷進步，各種新的科技都可以在其身上看到影子。特別是二戰(zhàn)以后，科技水平發(fā)展迅猛，新的科技力量和理念不斷誕生，并且應(yīng)用越來越普遍。作為機械生產(chǎn)的一員，對洗瓶機的研究和改革創(chuàng)新也是不斷取得新的成果。

74、我們的國內(nèi)洗瓶機市場發(fā)展比其歐美國家落后3，而且我們國家的技術(shù)在一定程度上跟不上市場發(fā)展的需要，導(dǎo)致國內(nèi)市場上的洗瓶機沒有形成一定的強勢資源，各個生產(chǎn)廠家技術(shù)保密，不能形成很好的信息交換和共享，導(dǎo)致市場上洗瓶機的發(fā)展參差不齊，功能不全面。 目前有很多的國內(nèi)企業(yè)采取與發(fā)達技術(shù)的國家企業(yè)合作，一起促進了洗瓶機市場在國內(nèi)的發(fā)展。新技術(shù)的發(fā)展也給洗瓶機的市場帶來一股新的活力，特別是大量的企業(yè)采用新的計算機技術(shù)，二維的CAD早已在制造業(yè)普及，三維的設(shè)計也在慢慢推廣。電氣設(shè)計部分采用ED 等先進設(shè)計手段，引入定子調(diào)壓和變頻調(diào)速，PLC 參與系統(tǒng)控制，采用了大量高新傳感元器件，實現(xiàn)了定位準(zhǔn)確，操控方便，其安

75、全可靠性也逐步提高。通過專家系統(tǒng)的應(yīng)用，極大地推進了創(chuàng)新設(shè)計的進程，并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計算機應(yīng)用技術(shù)研究成果，使得洗瓶機的創(chuàng)新設(shè)計開始向數(shù)字化化方向發(fā)展。 根據(jù)現(xiàn)實和發(fā)展，設(shè)計手段越來越體現(xiàn)出精確化、自動化、虛擬化與快捷的特點?，F(xiàn)代的洗瓶機正朝著機電一體化、自動化、數(shù)字化、個性化方向發(fā)展。自動檢測、自動數(shù)據(jù)處理（運算、判斷、存儲、記憶）、自動顯示、自動控制、故障診斷和自動保護及維護等功能得到了大量的應(yīng)用。因此洗瓶機產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計是以降低設(shè)計成本，提高設(shè)計速度，縮短設(shè)計周期為目的，包括降低成本設(shè)計、可靠性設(shè)計、快速設(shè)計、并行設(shè)計、數(shù)字化設(shè)計、智能設(shè)計、廣義優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)。發(fā)展趨勢

76、 隨著新世紀(jì)全球工業(yè)格局的新變化和我國工業(yè)技術(shù)水平的快速發(fā)展，洗瓶機市場近年來異常的活躍起來，現(xiàn)代計算機控制技術(shù)飛速發(fā)展，使得洗瓶機的設(shè)計在綜合考慮控制系統(tǒng)安全、可靠性、操作的舒適性、機構(gòu)及結(jié)構(gòu)廣義優(yōu)化等方面有了更高層次的要求，因此洗瓶機的設(shè)計必須從原來的常規(guī)設(shè)計模式中跳出來，用新觀點、新原理、新方法新技術(shù)、新工藝來設(shè)計適應(yīng)新形勢的新產(chǎn)品，未來洗瓶機的設(shè)計是基于現(xiàn)代設(shè)計理論和方法，應(yīng)用微電子、信息、管理等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、用戶滿意的價格和造型、提高產(chǎn)品的功能、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。 在產(chǎn)品設(shè)計過程中采用面向成本設(shè)計技術(shù)和并行的成本估算技術(shù)是使產(chǎn)品成本降低的關(guān)鍵，其中重點要研究的是成本結(jié)

77、構(gòu)分析技術(shù)和價值工程分析技術(shù)，且需要構(gòu)造多種專用的設(shè)計知識庫和成本數(shù)據(jù)庫來精確地并行估算成本。做到產(chǎn)品成本的即時反應(yīng)，通過設(shè)計方案的調(diào)整實現(xiàn)設(shè)計階段控制產(chǎn)品成本的真實實現(xiàn)。洗瓶機的創(chuàng)新并不總等同于用較高的成本去發(fā)明新的零部件，利用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，甚至標(biāo)準(zhǔn)件和外購件同樣也可以組合成新產(chǎn)品，這也是一種創(chuàng)新4。 下面是總結(jié)的近幾年洗瓶機的主要發(fā)展趨勢： (1) 具有零部件集成化、機構(gòu)簡潔化、結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化的整機設(shè)計； (2) 滿足個性用戶的特殊要求的個性化設(shè)計； (3) 滿足市場多樣性和低成本要求的具有新技術(shù)特征的洗瓶機新系列產(chǎn)品的模塊化設(shè)計； (4) 具有自分析、自調(diào)整、自糾錯的智能化操作的全自動、半自動

78、操作形式的高度機電一體化的洗瓶機設(shè)計； (5) 采用新的傳感技術(shù)具有高精度稱量和定位系統(tǒng)的洗瓶機設(shè)計； (6) 準(zhǔn)確對位技術(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； (8) 基于成本即時反應(yīng)的經(jīng)濟性DFC（Design For Cost）設(shè)計； (9) 極短交貨期要求采用并行設(shè)計及并行工程技術(shù)的設(shè)計； (10) 基于產(chǎn)品全壽命周期的方便維護維修的設(shè)計及免維護設(shè)計； (11) 大型單臺復(fù)雜產(chǎn)品的虛擬設(shè)計及動態(tài)仿真的實現(xiàn)； (12) 采用廣義優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計； (13) 洗瓶機動力學(xué)（疲勞壽命的分析研究）研究成果的廣泛應(yīng)用。 目前國內(nèi)外在洗瓶機創(chuàng)新研究方面的主要研究內(nèi)容有如下幾個方面：

79、(1) 創(chuàng)新設(shè)計技術(shù) 開展對洗瓶機傳動型式創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)構(gòu)造創(chuàng)新和功能原理創(chuàng)新等方面理論及技術(shù)基礎(chǔ)研究，為此著重研究新材料、新工藝、新的傳動裝置，從而通過對不同設(shè)計方案的優(yōu)選、分解和組合來產(chǎn)生新的設(shè)計方案，不斷推出傳新創(chuàng)新設(shè)計成果。 (2) 降低成本的設(shè)計技術(shù) 在產(chǎn)品設(shè)計過程中采用面向成本設(shè)計技術(shù)和并行的成本估算技術(shù)是使產(chǎn)品成本降低的關(guān)鍵，其中重點要研究的是成本結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和價值工程分析技術(shù)，且需要構(gòu)造多種專用的設(shè)計知識庫和成本數(shù)據(jù)庫來精確地并行估算成本。做到產(chǎn)品成本的即時反應(yīng)，通過設(shè)計方案的調(diào)整實現(xiàn)設(shè)計階段控制產(chǎn)品成本的真正實現(xiàn)。 (3) 快速設(shè)計技術(shù) 極短交貨期的市場需求要求開展基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同

80、（異地）設(shè)計技術(shù)、并行工程技術(shù)究，這樣可以縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。其中，系列化、模塊化設(shè)計技術(shù)、人工智能技術(shù)、產(chǎn)品專設(shè)計系統(tǒng)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)也是快速設(shè)計的所要研究的重要內(nèi)容。(4) 智能設(shè)計技術(shù)研究 洗瓶機智能CAD（ICAD）技術(shù)和人機智能化設(shè)計系統(tǒng)技術(shù)的研究，使得面向CIMS的智能設(shè)計走向智能設(shè)計的高級階段。原理方案智能設(shè)計；協(xié)同求解；基于實例的推理；知識獲取、表達和利用等技術(shù)也是智能設(shè)計技術(shù)所要研究的重要內(nèi)容。洗瓶機創(chuàng)新設(shè)計是洗瓶機技術(shù)水平不斷提高和發(fā)展的源泉，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)成果和現(xiàn)代管理手段，綜合現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)將對洗瓶機技術(shù)發(fā)展起到極大的推動作用，洗瓶機技術(shù)已處于快速發(fā)展階段，誰的創(chuàng)

81、新設(shè)計搞得好，誰就掌握了技術(shù)優(yōu)勢，誰就掌握了市場。1.3 課題研究方向根據(jù)以上課題的產(chǎn)生背景可知，本課程的研究內(nèi)容包括下列幾個方面：（1） 機構(gòu)的型式組合 即用什么機構(gòu)去完成所設(shè)計的運動規(guī)律。機構(gòu)的種類很多，它們可以完成許多種運動，如往復(fù)運動、往復(fù)擺動、沿直線運動、沿某一指定的曲線運動、等速轉(zhuǎn)動和不等速轉(zhuǎn)動等等。而洗瓶機是主要又推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。設(shè)計的推瓶機構(gòu)應(yīng)使推頭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)備第二個工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，推頭在工作行程中應(yīng)作勻速直線運動，在工作前后可有變速運動，回程時有急回。 對這種運動要求，若用單一的常用機構(gòu)是不容

82、易實現(xiàn)的，通常要把若干個基本機構(gòu)組合起來，設(shè)計組合機構(gòu)。（2） 推瓶機構(gòu)的運動規(guī)律設(shè)計 即怎樣根據(jù)使用要求或工藝要求制定出一個合理的運動規(guī)律。例如推瓶機構(gòu)的設(shè)計，如果采用凸輪連桿機構(gòu)的功能原理，則需要提出相應(yīng)的運動規(guī)律來完成所運動的軌跡，來完成相應(yīng)的實際功能；如果采用四連桿機構(gòu)的功能原理，怎樣實現(xiàn)推頭推瓶的均勻速度和推頭快速返回原位等等。在這些可能的運動規(guī)律中，要找出一個適合客觀規(guī)律的最優(yōu)方案。 （3） 進瓶機構(gòu)的設(shè)計 洗瓶機如要進行生產(chǎn)，必須要有進瓶機構(gòu)做為各工序間的連接。另外進瓶機構(gòu)還起到協(xié)調(diào)瓶流的作用，這意味著性能優(yōu)秀的進瓶機構(gòu)可以起到提高生產(chǎn)線的產(chǎn)量、效率，甚至降低成本的作用。（4）

83、機構(gòu)的分析和綜合 綜合出合適的機構(gòu)類型后，怎樣進一步確定機構(gòu)中各構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀，也是一項要研究的問題。結(jié)合實際分析連桿機構(gòu)的運動規(guī)律及外型尺寸最終確定其整體外型尺寸。洗瓶機設(shè)備只用一個動力源，實現(xiàn)三個功能運動的機構(gòu)必須聯(lián)動，并且其主要動作必須協(xié)調(diào)。最后所要說明的是，本課題研究的主要內(nèi)容是推瓶機構(gòu)的設(shè)計，有不足的地方希望希望大家多多批評指正。第2章 設(shè)計任務(wù)書2.1 設(shè)計題目及工作原理洗瓶機是由推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機構(gòu)共同來完成它的工作的5。根據(jù)上面洗瓶機工作情況示意圖，首先是由推瓶機構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺（導(dǎo)輥），推頭的往復(fù)運動使瓶子一個一個不間斷的送上工作臺進行清洗工作，由于

84、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程中不至于將瓶子碰碎。第二，瓶子送到工作臺的同時導(dǎo)輥已經(jīng)進入了旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且噴水機構(gòu)也開始對瓶子進行噴水，使瓶子隨著導(dǎo)輥的旋轉(zhuǎn)進行圓周運動，安裝在導(dǎo)輥上面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)刷能夠?qū)⑵孔拥乃闹芏寄軌蚯逑锤蓛?。如圖所示。圖2-1 洗瓶機工作示意圖簡圖2.2 功能原理在實際工作中，要設(shè)計的機器往往比較復(fù)雜，其使用要求或工藝要求往往需要很多的功能原理組合成一個總的功能原理。下面我們來分析一下洗瓶機是通過什么功能原理來實現(xiàn)它所要完成的工作的。首先推瓶機構(gòu)所采用的功能原理是

85、用機械能迫使瓶子由工作臺的一側(cè)運動到另一側(cè)，則要求有一個工作行程為L往返運動的推頭，同時推頭在工作過程中要勻速，回程時要快速，能夠滿足此運動規(guī)律可以有很多種，如可以設(shè)計成曲柄-四桿機構(gòu)，或凸輪連桿機構(gòu)等實現(xiàn)其往復(fù)運動來完成其工作。要運用此功能原理來滿足其工作需要，在運動規(guī)律設(shè)計方面就要考慮用什么來帶動曲柄連桿或凸輪連桿機構(gòu)的轉(zhuǎn)動，一般我們都用電機來完成此項轉(zhuǎn)動功能。其次是轉(zhuǎn)輥機構(gòu)所運用的是機械的轉(zhuǎn)動規(guī)律，也是機械運動中比較簡單的運動規(guī)律，只需要有一定的轉(zhuǎn)動速度與推瓶機構(gòu)、轉(zhuǎn)輥機構(gòu)相配合來實現(xiàn)洗瓶設(shè)備的整體工作功能。它是有兩個長圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)，帶動瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動到另一側(cè)的，其中導(dǎo)輥

86、只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動功能是由推瓶機構(gòu)來實現(xiàn)的。最后我們要了解一下轉(zhuǎn)刷機構(gòu)所采用的功能原理，它與導(dǎo)輥機構(gòu)相同運用的都是機械的轉(zhuǎn)動規(guī)律，與其不同的是轉(zhuǎn)刷機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)要有很高的速度來完成其對瓶子外壁的清洗工作。知道了它的運動規(guī)律就要進一步了解它是由什么機構(gòu)帶動完成其所要求的功能的。推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機構(gòu)都是由一臺電機來提供所有的機械轉(zhuǎn)動規(guī)律的，這就要求我們對它們深入分析、研究各構(gòu)件之間的運動規(guī)律的聯(lián)系，進而的設(shè)計出符合其聯(lián)動規(guī)律的整體設(shè)備，來滿足我們預(yù)期想要實現(xiàn)的目標(biāo)。2.3 洗瓶機的技術(shù)要求表1-1 洗瓶機的技術(shù)要求方案號瓶子尺寸（長×直徑）mm，mm工作行程mm生產(chǎn)率個/mi

87、n急回系數(shù)kA80×200600332.4 設(shè)計任務(wù)（1）洗瓶機應(yīng)包括齒輪、平面連桿機構(gòu)等常用機構(gòu)或組合機構(gòu)。學(xué)生應(yīng)該提出兩種以上的設(shè)計方案并經(jīng)分析比較后選定一種進行設(shè)計。 （2）設(shè)計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 （3）畫出機器的機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖。 （4）設(shè)計組合機構(gòu)實現(xiàn)運動要求，并對從動桿進行運動分析。也可以設(shè)計平面連桿機構(gòu)以實現(xiàn)運動軌跡，并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析。繪出運動線圖。 （5）其他機構(gòu)的設(shè)計計算。 （6）編寫設(shè)計計算說明書。2.5 原始數(shù)據(jù)（1）瓶子尺寸：長度L=200mm，直徑D=80mm。 （2）推進距離S=600mm，推瓶機構(gòu)應(yīng)使推移接近均勻的速度推

88、瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備進入第二個工作循環(huán)。（3）按生產(chǎn)率每分鐘3個的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回時的平均速度為工作時的平均速度的三倍。 （4）機構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 第3章 方案設(shè)計3.1 分析設(shè)計要求由題目可知：洗瓶機主要由推瓶機構(gòu)、導(dǎo)輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。設(shè)計的推瓶機構(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)備第二個工作循環(huán)。根據(jù)設(shè)計要求，推頭M可走圖1 所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作勻速直線運動，在工作段前后可有變速運動，回程時有急回。 圖3-1-1 推頭M運動軌跡 圖3-1-2 瓶

89、子規(guī)格對這種運動要求，若用單一的常用機構(gòu)是不容易實現(xiàn)的，通常要把若干個基本機構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機構(gòu)。為了完成清洗工藝過程，需要實現(xiàn)下列運動功能要求：（1）瓶子的旋轉(zhuǎn)運動，因此需要設(shè)計相應(yīng)的導(dǎo)輥機構(gòu)。（2）旋轉(zhuǎn)地瓶子沿導(dǎo)輥的平移運動，因此需要設(shè)計相應(yīng)的推動機構(gòu)。（3）為實現(xiàn)瓶子洗刷，因此需要設(shè)計相應(yīng)的轉(zhuǎn)刷機構(gòu)。（4）此外，還應(yīng)有相應(yīng)的送料機構(gòu)和取料機構(gòu)。（5）為節(jié)約時間，提高效率，因此還要考慮推動機構(gòu)的急回特性。對三種機構(gòu)進行分析：（1）導(dǎo)輥機構(gòu) 通過合理的設(shè)計及計算，利用導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的摩擦力來帶動瓶子的旋轉(zhuǎn)是可以實現(xiàn)的。（2）推動機構(gòu) 通過對工作行程、生產(chǎn)率急回系數(shù)等的分析，可以設(shè)計出滿

90、足其急回特性的推動機構(gòu)。（3）轉(zhuǎn)刷機構(gòu) 只需通過軸的轉(zhuǎn)動來帶動刷子即可。（4）送料機構(gòu)和取料機構(gòu) 均采用導(dǎo)輥傳輸。此外，還應(yīng)注意：（1）各機構(gòu)間運動速度的協(xié)調(diào)。（2）推頭若作如圖所示的軌跡，則應(yīng)通過計算。使推頭運動時，避免與轉(zhuǎn)刷機構(gòu)接觸。若推頭僅作勻速直接運動，則不用考慮推頭與轉(zhuǎn)刷機構(gòu)的接觸。在設(shè)計組合機構(gòu)時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機構(gòu)（基礎(chǔ)機構(gòu)），而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機構(gòu)主動件的運動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度的附加機構(gòu)組合。3.2 推瓶機構(gòu)選擇推瓶機構(gòu)的方案：根據(jù)前述設(shè)計要求,推瓶機構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機構(gòu),為了提高工作效率,一是行程速比變化系數(shù)K

91、盡量大一些;在推程(即工作行程)中,應(yīng)使推頭作直線運動,或者近似直線運動,以保證工作的穩(wěn)定性,這些運動要求并不一定都能得到滿足,但是必須保證推瓶中推頭的運動軌跡至少為近似直線,以此保證安全性。 推頭的運動要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機構(gòu)主要有曲柄滑塊機構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)和曲柄擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。運用前述設(shè)計的思想方法,再考慮到機構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運動的特點， 所以根據(jù)要求，本機構(gòu)采用了擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。實現(xiàn)要求的機構(gòu)方案有很多，我們可用多種機構(gòu)組合來實現(xiàn)6。如：3.2.1 凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)的方案如圖3-2-1所示，鉸鏈四桿機構(gòu)的連桿2上點M走近似于所要求的軌跡，M點的速度由等速轉(zhuǎn)

92、動的凸輪通過構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄1是從動件，所以要注意度過死點的措施。圖3-2-1 凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)的方案3.2.2五桿組合機構(gòu)方案確定一條平面曲線需要兩個獨立變量。因此具有兩自由度的連桿機構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點M的速度和機構(gòu)的急回特征，可通過控制該機構(gòu)的兩個輸入構(gòu)件間的運動關(guān)系來得到，如用凸輪機構(gòu)、齒輪或四連桿機構(gòu)來控制等等。圖3-2-2所示為兩個自由度的五桿低副機構(gòu)，l、4為它們的兩個輸人構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運動關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機構(gòu)來實現(xiàn)，從而將原來兩自由度機構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。圖3-2-2 五桿組合機構(gòu)方案 3.2.3凸輪-全移動副四連桿

93、機構(gòu)的方案圖3-2-3 所示全移動副四桿機構(gòu)是兩自由度機構(gòu)，構(gòu)件2上的M點可精確再現(xiàn)給定的軌跡，構(gòu)件2的運動速度和急回特征由凸輪控制。這個機構(gòu)方案的缺點是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機構(gòu)從動件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大。圖3-2-3 凸輪-全移動副四連桿機構(gòu)的方案3.2.4 最終選定推瓶方案 根據(jù)上節(jié)所給出的三種設(shè)計方案，我們來討論并從中選出較優(yōu)方案進行最終的設(shè)計。首先是凸輪鉸鏈四桿機構(gòu)：此機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，、體積小，安裝后便于調(diào)試而且從經(jīng)濟性角度來看，也很合適。其中凸輪軸能很好協(xié)調(diào)推頭的運動且工作平穩(wěn)。推頭M能夠近似的完成所要求的工作行程軌跡，主要由各推桿的長度比例及凸輪的形狀來實現(xiàn)推回程

94、速度比和推程。但缺點是四桿機構(gòu)的低副之間存在間隙，桿較多，容易產(chǎn)生誤差，累積誤差大，不能實現(xiàn)精確運動。沖擊、震動較大，一般適用于低速場合。因為本設(shè)計中使用的連桿不多，而且速度不是很快，這種方案可以滿足設(shè)計要求。其次五桿組合機構(gòu)的方案，此方案所需要的桿件繁多，設(shè)計煩瑣，實際機構(gòu)尺寸過大，不是很合理的一個設(shè)計方案，性價比也不高。最后凸輪-全移動副四連桿機構(gòu)的方案是兩自由度機構(gòu)，構(gòu)件2上的M點可精確再現(xiàn)給定的軌跡，構(gòu)件2的運動速度和急回特征由凸輪控制。這個機構(gòu)方案的缺點是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機構(gòu)從動件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大，不符合實際要求，空間過大7。3.3 進瓶機構(gòu)選擇3.3.1

95、 間歇機構(gòu)設(shè)計能夠?qū)⒃瓌蛹倪B續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭蛹芷谛赃\動和停止的機構(gòu)叫做間歇機構(gòu)。如棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)和不完全齒輪機構(gòu)等8。（1） 棘輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)是由搖桿、棘爪、棘輪、止動爪和機架組成。可將主動搖桿連續(xù)往復(fù)擺動變換為從動棘輪的單向間歇轉(zhuǎn)動。其棘輪軸的動程可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，且具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、運動可靠等特點。但沖擊、噪音大，且運動精度低。 棘輪機構(gòu)簡圖（2） 槽輪機構(gòu)槽輪機構(gòu)的典型機構(gòu)是由由主動撥盤、從動槽輪及機架組成?？蓪⒅鲃訐鼙P的連續(xù)轉(zhuǎn)動變換為槽輪的間歇轉(zhuǎn)動。并具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、機械效率高、能較平穩(wěn)地間歇轉(zhuǎn)位等特點。槽輪機構(gòu)簡圖（3） 不完全齒輪機構(gòu)不完全齒輪機構(gòu)是由普通齒輪機構(gòu)演變而得的一種間歇運動機構(gòu)。不完全齒輪機構(gòu)的主動輪的輪齒不是布滿在整個圓周上，而只有一個或幾個齒，并根據(jù)運動時間與停歇時間的要求，在從動輪上加工出與主動輪相嚙合的齒。不完全齒輪機構(gòu)設(shè)計靈活、從動輪的運動角范圍大，很容易實現(xiàn)一個周期中的多次動、停時間不等的間歇運動。但加工復(fù)雜；在進入和退出嚙合時速度有突變，引起剛性沖擊，不宜用于高速轉(zhuǎn)動；主、從動輪不能互換。不完全齒輪機構(gòu)簡圖（4） 最終選定機構(gòu)在這里通過比較分析，我選擇