機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)-玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書設(shè)計(jì)題目：玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)：機(jī)械工程及自動(dòng)化 班指導(dǎo)教師： 完成日期： 2021 年 12 月 10 日天津理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院目 錄一 設(shè)計(jì)題目 1.1 設(shè)計(jì)目的11.2 設(shè)計(jì)題目11.3 設(shè)計(jì)條件及設(shè)計(jì)要求2二 執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)22.2 方案選擇與分析2142.4 機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖20三 傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21232424四 設(shè)計(jì)小結(jié)26五 參考文獻(xiàn)28一 設(shè)計(jì)題目機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是我們第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練，是一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的目的在于，進(jìn)一步穩(wěn)固并靈活運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識(shí)；培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)過(guò)

2、的知識(shí)，獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，使對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)(機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖設(shè)計(jì))有一個(gè)完整的概念，并培養(yǎng)具有初步的機(jī)構(gòu)選型、組合和確定運(yùn)動(dòng)方案的能力，提高我們進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計(jì)、運(yùn)算、繪圖、表達(dá)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)和技術(shù)資料諸方面的能力，以及利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法解決工程問(wèn)題的能力，以得到一次較完整的設(shè)計(jì)方法的根本訓(xùn)練。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是根據(jù)使用要求對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)構(gòu)件的尺寸等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的第一步，是決定機(jī)械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個(gè)過(guò)程蘊(yùn)涵著創(chuàng)新和創(chuàng)造。為了綜合運(yùn)用機(jī)械原理課程的理論知識(shí)，分析和解決與本課程有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步穩(wěn)固和

3、加深，我們參加了此次的機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)。1.2設(shè)計(jì)題目：玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置玻璃瓶印花機(jī)需要完成三個(gè)執(zhí)行動(dòng)作：置瓶座玻璃瓶用人工依順序裝放于座中作單向間歇向左直線移動(dòng)；定位壓塊作水平方向的往復(fù)移動(dòng)，以便壓緊瓶頸端面或松開；下端裝有上墨系統(tǒng)的印花弧形圖章上下往復(fù)移動(dòng)。通過(guò)三個(gè)執(zhí)行動(dòng)作的配合完成玻璃瓶印花工作。印花過(guò)程的工作要求是：當(dāng)置瓶座中的玻璃瓶由輸送鏈或帶移進(jìn)工作位置后，停止前進(jìn)，壓瓶定位壓塊開始左移，并壓緊瓶頸，使得玻璃瓶固定。此時(shí)，上方的印花弧形圖章已向下移動(dòng)，并壓在瓶子柱面上，停止片刻后，印花完畢。然后，圖章上移，定位壓塊右移松開，輸送鏈帶著瓶移開工作位置，后一個(gè)瓶又進(jìn)入工作位置，

4、開始第二次的印花循環(huán)過(guò)程。印花后的瓶經(jīng)烘干后，自動(dòng)裝入專用包裝箱內(nèi)。分配軸轉(zhuǎn)速n(r/min)15分配軸轉(zhuǎn)矩M(Nmm)280玻璃瓶單程移距mm110印花圖章上下移距mm50定位壓塊左右移距mm201工作條件：2班制，工作環(huán)境良好，有輕微振動(dòng)；2使用期限十年，大修期三年；3生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)=3時(shí) n=12，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)需要來(lái)選擇。本機(jī)構(gòu)中我選Z=4 n=1 初選中心距=130槽輪槽間角2 2=90對(duì)應(yīng)槽輪槽間角的槽輪運(yùn)動(dòng)角1 1=2=90圓銷中心的回轉(zhuǎn)半徑R1 R1=圓銷半徑r r=槽輪外圓半徑R2 槽頂高A A=槽輪槽長(zhǎng)h h槽頂側(cè)壁厚0.8r但e3mm e=7mm運(yùn)動(dòng)系數(shù) =3定位機(jī)構(gòu)的

5、設(shè)計(jì)不完全齒輪機(jī)構(gòu)位移-轉(zhuǎn)角圖不完全齒輪工作原理： 不完全齒輪1作主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，用其輪齒交替的與從動(dòng)輪2和不完全齒輪3互相嚙合可以使齒條作往復(fù)移動(dòng)。當(dāng)齒輪1的有齒局部在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)先與齒條嚙合使之右移，脫開后1的有齒局部與齒輪3嚙合，齒輪3帶動(dòng)齒條左移。即可調(diào)節(jié)齒條的間隙運(yùn)動(dòng)。 2尺寸制定由于不完全齒輪3與齒條2相當(dāng)于齒輪齒條嚙合，本例中要求齒條的左右移距l(xiāng)=20mm 即l=np l=n.m=20 經(jīng)查表n=3嚙合齒數(shù)m=2通過(guò)改變夾緊件的尺寸即可 L=也可以滿足功能要求。對(duì)齒條進(jìn)行參數(shù)確定:取Z=13; M=2; ha=ha*m=2； hf=ha*+c*m=2.5； p=m=6.28；

6、h=ha+hc=4.5；對(duì)不完全齒輪進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)Z=24; 那么d=mz=48mm； da=d+2ha=52mm； df=d-2hf=43mm； db=d*cos=45mm； e=； s=； a=48mm；對(duì)不完全齒輪1進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)：Z1=3； d=mz=48mm ；da=d+2ha=52mm；df=d-2hf=43mm；e=；s=；對(duì)不完全齒輪1進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)：Z1=10； d=mz=48mm ；da=d+2ha=52mm；df=d-2hf=43mm；e=；s=；圖示3圖中1、3為兩極限 位置2為任意一位置。機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖紅色：槽輪機(jī)構(gòu) 藍(lán)色：不完全齒輪機(jī)構(gòu) 洋紅：槽凸輪機(jī)構(gòu)2.4 機(jī)械系統(tǒng)方

7、案設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖三、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)位于原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行系統(tǒng)之間，將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。除進(jìn)行功率傳遞，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)能克服阻力作功外，它還起著如下重要作用：實(shí)現(xiàn)增速、減速或變速傳動(dòng)；變換運(yùn)動(dòng)形式；進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成和分解；實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)和較遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的重要組成局部。當(dāng)完成了執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和原動(dòng)機(jī)的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力條件及原動(dòng)機(jī)的類型和性能參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)器的預(yù)期功能的條件下，傳動(dòng)環(huán)節(jié)應(yīng)盡量簡(jiǎn)短，這樣可使機(jī)構(gòu)和零件數(shù)目少，滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，降低制造和裝配費(fèi)用，提高機(jī)器的效率和傳動(dòng)精度。根據(jù)設(shè)

8、計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的功能要求，執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力、傳動(dòng)比或速度變化的要求以及原動(dòng)機(jī)的工作特性，選擇適宜的傳動(dòng)裝置類型。根據(jù)空間位置、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞路線及所選傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)特點(diǎn)和適用條件，合理擬定傳動(dòng)路線，安排各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的先后順序，完成從原動(dòng)機(jī)到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)系統(tǒng)的總體布置方案。機(jī)械系統(tǒng)的組成為：原動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)(裝置) 工作機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)機(jī)：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))：常用的減速機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、皮帶傳動(dòng)、鏈輪傳動(dòng)等，根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的整體布置和各類減速裝置的傳動(dòng)特點(diǎn)，選用二級(jí)減速。第一級(jí)采用皮帶減速，皮帶傳動(dòng)為柔性傳動(dòng)，具有過(guò)載保護(hù)、噪音低、且適用于中心距較大的

9、場(chǎng)合；第二級(jí)采用齒輪減速，因斜齒輪較之直齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)，承載能力高等優(yōu)點(diǎn)，故在減速器中采用斜齒輪傳動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的整體布置確定皮帶和齒輪傳動(dòng)的中心距，再根據(jù)中心距及機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)確定皮帶輪的直徑和齒輪的齒數(shù)。故傳動(dòng)系統(tǒng)由“V帶傳動(dòng)+二級(jí)圓柱斜齒輪減速器組成。原始數(shù)據(jù)：工作機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件主軸：轉(zhuǎn)速：nW=15(r/min)轉(zhuǎn)矩：Mb=580(Nm)選擇電動(dòng)機(jī)類型按工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)。選擇電動(dòng)機(jī)容量a工作軸輸出功率 ： PW=M/1000 (KW) =nW /30=10/30=1.57 (rad/s)PW=M/1000=580/10

10、00=0.91 KW注：工作軸執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件軸。b所需電動(dòng)機(jī)的功率：Pd= PW /aa-由電動(dòng)機(jī)至工作軸的傳動(dòng)總效率a =帶軸承3齒輪2聯(lián) 查表可得：對(duì)于V帶傳動(dòng): 帶 =0.96 對(duì)于8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)：齒輪對(duì)于一對(duì)滾動(dòng)軸承： 軸承對(duì)于彈性聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器那么 a =帶軸承3齒輪2聯(lián)32Pd= PW /a=/0.868=1.049 KW查各種傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍值得：V帶傳動(dòng)常用傳動(dòng)比范圍為 i帶=24，單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍為i齒=35，那么電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為nd=i帶 i齒2nW=(24)( 35)2 nW =18 100nW=(18100)15=2701500 r/min符合這

11、一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min和1000 r/min兩種，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。因此有三種傳動(dòng)比方案：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率ped/kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ r/min同步滿載1Y90L-4150014002Y100L-610009403Y132S-82750710對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在額定功率相同的情況下，額定轉(zhuǎn)速越高的電動(dòng)機(jī)尺寸越小，重量和價(jià)格也低，即高速電動(dòng)機(jī)反而經(jīng)濟(jì)。假設(shè)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選得過(guò)高，勢(shì)必增加傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比，從而導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由表中兩種方案，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動(dòng)及減速器的傳動(dòng)比，認(rèn)為方案1的傳動(dòng)比擬適宜，所以選定電

12、動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y90L-4。Y112M-6電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)如下: 額定功率：1.5 Kw滿載轉(zhuǎn)速：n滿=1400 r/min同步轉(zhuǎn)速：1500 r/min1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比通過(guò)分配軸轉(zhuǎn)速為15r/min選擇適宜的減速器，計(jì)算可知總傳動(dòng)比為I=1400/15=93。根據(jù)這個(gè)我選擇V帶+二級(jí)圓柱斜齒輪減速器。2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 根據(jù)?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)?表2.2選取，對(duì)于三角V帶傳動(dòng)，為防止大帶輪直徑過(guò)大，選取i12=2.5； 那么減速器的總傳動(dòng)比為i減=i總對(duì)于兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器，按兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度分配傳動(dòng)比，取igd，因此，i減=igidd2id2idigd注：ig -高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；

13、id 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸：n電= 1400 r/min軸 n= n電/i帶=1400/2.5=560 r/min軸 n= n/ ig=80.58 r/min軸 n=n/ id15.09 r/min計(jì)算各軸的輸入和輸出功率：軸： 輸入功率 P= Pd帶0.96=1.007 kw 輸出功率 P軸承0.99=0.99 kw軸： 輸入功率 P齒輪0.97=0.97 kw 輸出功率 P軸承0.99=0.96 kw軸 輸入功率 P齒輪0.97=0.93 kw 輸出功率 P軸承0.99=0.92 kw計(jì)算各軸的輸入和輸出轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 Td106Pd /n電=9.55*1061

14、03 Nmm軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 T106P / n106103 Nmm 輸出轉(zhuǎn)矩 T106P / n1060.99 /560103 Nmm軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 T106P / n10680.58 103 Nmm輸出轉(zhuǎn)矩 T106P / n10680.58 103 Nmm軸 輸入轉(zhuǎn)矩 T106P / n106103 Nmm輸出轉(zhuǎn)矩 T106P / n106103 Nmm 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩T ( Nmm)轉(zhuǎn)速n/rmin-1傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸1031400軸1.007 103103560軸103103軸103103四、設(shè)計(jì)小結(jié)這次課程設(shè)計(jì)，我拿

15、到的題目是玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置。其實(shí)它就是運(yùn)用機(jī)械原理課上所學(xué)過(guò)的連桿機(jī)構(gòu)，凸輪，帶傳動(dòng)，間歇運(yùn)動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，鏈條傳動(dòng)原理等。通過(guò)對(duì)有關(guān)書籍的參考，和老師耐心的教導(dǎo)，我對(duì)于我的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了靈感，也引發(fā)了我濃厚的興趣。找對(duì)了方向也就找到了設(shè)計(jì)的突破口。這為我以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。原來(lái)此設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于間歇機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)用。我在學(xué)校的圖書館找到一些相關(guān)的資料,回來(lái)查了查,看到了很多機(jī)構(gòu),使我開闊了眼界，也學(xué)習(xí)到了很多設(shè)計(jì)方法和思想。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我也遇到了很多問(wèn)題，比方CAD的畫法，PRO-E的渲染方法，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的計(jì)算等，都在老師、同學(xué)和書籍的幫助下一一破解。不僅讓我學(xué)習(xí)到解決問(wèn)題的

16、方法，也體會(huì)到成功的喜悅。同時(shí)為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)會(huì)有很大幫助。在機(jī)械原理課上所學(xué)的知識(shí)是比擬理論化的，通過(guò)這些理論我了解了一些機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案與運(yùn)動(dòng)軌跡，至于這些構(gòu)件、這些機(jī)構(gòu)真正要派些什么用場(chǎng)，在我腦中的概念還是挺模糊的，但是在這次為完成課程設(shè)計(jì)的任務(wù)當(dāng)中，我開始對(duì)傳授機(jī)械原理這門課的真正意義所在有了初步了解。換句話說(shuō)，因這次課程設(shè)計(jì)我把理論與實(shí)踐運(yùn)用結(jié)合了起來(lái)，到達(dá)了學(xué)以致用的目的。通過(guò)這次玻璃瓶印花機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，我知道其實(shí)要做一項(xiàng)課程設(shè)計(jì)并不簡(jiǎn)單，要把它做好就更不易了，從中我也感到自己的知識(shí)面其實(shí)是很狹隘的。在理論知識(shí)的貫穿上和用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力上也亟待提高。但也因此而小小地鍛煉了一下自己，為大四的畢業(yè)設(shè)計(jì)做了一個(gè)準(zhǔn)備。幾周機(jī)械原理設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)及研究，我明白了許多在課堂上不懂的知識(shí)，也讓我深刻體會(huì)到實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要性。正是這種實(shí)踐練習(xí)，使我看到了自己的缺乏，學(xué)會(huì)了很多解決問(wèn)題的方法。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),其實(shí)要做一項(xiàng)課程設(shè)計(jì)并不簡(jiǎn)單，要把它做好就更不易了，從中我也感到自己的知識(shí)面其實(shí)是很狹隘的。在理論知識(shí)的貫穿上和用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力上也有待提高。因此，我明白了自己還要更加刻苦的努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)。此次課程設(shè)計(jì)使我有了很大的收獲，鍛煉了我解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使我學(xué)會(huì)了勇于創(chuàng)新，擴(kuò)展思路的解決問(wèn)題的方法，還加強(qiáng)