自動(dòng)洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</b></p><p><b>　　<自動(dòng)洗瓶機(jī)></b></p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 答辯時(shí)間：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師： 評(píng)閱老師： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　洗瓶設(shè)備主要用于食品、化工、制藥等行業(yè)灌裝前的瓶子清洗，洗瓶機(jī)由三部分組成，即進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)、推瓶機(jī)構(gòu)和洗瓶機(jī)構(gòu)。進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的作用是將待洗瓶間

3、歇的送入工作臺(tái)，因其實(shí)間歇運(yùn)動(dòng)，可采用間歇機(jī)構(gòu)來(lái)完成；推瓶機(jī)構(gòu)的作用是將待清洗的瓶子平穩(wěn)的推到工作臺(tái)，要求其回程速度快，即具有急回特性，可利用凸輪和鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，依靠鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和凸輪本身的特性來(lái)完成所需要求；洗瓶機(jī)構(gòu)包括內(nèi)部清洗和外部清洗兩部分，內(nèi)部清洗可依靠推瓶機(jī)構(gòu)推頭毛刷清洗，而外部依靠轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)清洗。通過洗瓶設(shè)備，將待洗瓶清洗干凈，以備生產(chǎn)使用。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 洗瓶機(jī)構(gòu), 鉸鏈

4、四桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，推瓶機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Wash bottles of equipment is mainly used in chemical, foodstuff trades and pharmaceutical etc filling the bottle before cleaning. The

5、 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

6、 use hinged four-bar mechanism and CAM combined into one bottle of institutions, through tyre bottle-washing CAM and hinged four-bar mechanism itse</p><p>　　Finally based on contour of CAM to adjust and four

7、-combined-poll installation stem long local amended so push bottles of institutions state of motion, working stroke as well as more smooth.</p><p>　　Key words： rinsing machines，Hinged four-bar mechanism，CAM

8、 mechanism， Push bottles of institutions</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　Abstract3</p><p><b>　　目錄4</b></p&g

9、t;<p><b>　　第1章 引言6</b></p><p>　　1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀6</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)洗瓶機(jī)需求分析6</p><p>　　1.3 課題研究方向7</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)書8</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)題

10、目及工作原理8</p><p>　　2.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求：9</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)：9</p><p>　　2.4 原始數(shù)據(jù)：9</p><p>　　第3章 方案設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 分析設(shè)計(jì)要求9</p><p>　　3.2 推瓶機(jī)構(gòu)選擇10&

11、lt;/p><p>　　實(shí)現(xiàn)該要求的方案很多，在這里我設(shè)計(jì)了幾種組合機(jī)構(gòu)，如下：10</p><p>　　3.2.1 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案10</p><p>　　3.2.2五桿組合機(jī)構(gòu)方案11</p><p>　　3.2.3凸輪-全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案12</p><p>　　3.2.4 最終選定推瓶方案

12、12</p><p>　　3.3 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)選擇13</p><p>　　3.3.1 間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.3.2 進(jìn)瓶裝置簡(jiǎn)圖15</p><p>　　3.3.3 進(jìn)瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明15</p><p>　　3.3.4 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.4 洗瓶機(jī)

13、構(gòu)選擇16</p><p>　　3.4.1 洗瓶裝置簡(jiǎn)圖16</p><p>　　3.4.2 洗瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明16</p><p>　　3.5 推瓶機(jī)構(gòu)選擇16</p><p>　　3.5.1 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.5.2 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.6

14、 總體方案設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.6.1 方案一總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明18</p><p>　　3.6.2 方案二總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明20</p><p>　　3.6.3 方案評(píng)估22</p><p>　　3.6.4 選定最終方案22</p><p>　　第4章 技術(shù)設(shè)計(jì)22</p>&

15、lt;p>　　4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1.1 凸輪基本參數(shù)設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1.2 凸輪的建模26</p><p>　　4.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.2.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.2.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)

16、動(dòng)組合圖29</p><p>　　4.3 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.3.1 輸送帶的選擇30</p><p>　　4.3.2 電機(jī)的選擇32</p><p>　　4.3.3 減速器的選擇33</p><p>　　4.3.4 皮帶輪的選擇34</p><p>　　4

17、.3.5 聯(lián)軸器的選擇35</p><p>　　4.3.6 滾動(dòng)軸承的選擇36</p><p>　　4.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算37</p><p>　　4.4.1 軸材料的選擇37</p><p>　　4.4.2 軸的受力分析37</p><p>　　4.4.3 軸的強(qiáng)度校核39</p><p

18、>　　4.4.4 按安全系數(shù)校核39</p><p><b>　　總結(jié)41</b></p><p><b>　　致謝42</b></p><p><b>　　第1章 引言</b></p><p>　　1.1 課題研究的意義及現(xiàn)狀</p><p&

19、gt;　　洗瓶機(jī)是我國(guó)在七十年代末，從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)，國(guó)內(nèi)很多啤酒生產(chǎn)商都曾購(gòu)買這項(xiàng)技術(shù)使用。通過使用，他們發(fā)現(xiàn)洗瓶機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如破瓶率較低，而洗凈率較高，但這并不代表其沒有缺點(diǎn)，經(jīng)過清洗后的瓶子存在掛標(biāo)現(xiàn)象，因此后來(lái)一些廠商更換為單端式洗瓶機(jī)。當(dāng)然，技術(shù)的不足也促進(jìn)了人們的研究探索，一些啤酒廠商進(jìn)行了多次的技術(shù)創(chuàng)新，使得洗瓶機(jī)的性能逐漸提高和完善。</p><p>　　隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，以及人們

20、環(huán)保節(jié)約意識(shí)的增強(qiáng)，廢舊瓶子的丟棄不僅浪費(fèi)資源，更會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，所以對(duì)廢舊塑料瓶、玻璃瓶的回收清洗再利用就有很重要的作用。然而瓶子的清洗速度就決定了總的生產(chǎn)率，所以為了加快清洗速度，就必須對(duì)洗瓶設(shè)備進(jìn)行研究和改造。</p><p>　　由于啤酒、化工和食品市場(chǎng)的發(fā)展變化，致使塑料瓶和玻璃瓶的種類、粘接劑和標(biāo)簽的品種都在不斷增加，尤其是一些新型的標(biāo)簽紙的出現(xiàn)，由于清洗難度大，給洗瓶設(shè)備提出來(lái)更高的要求。通過不同

21、洗瓶設(shè)備的使用，為了提高洗滌要求，我們對(duì)不同的洗瓶設(shè)備制造廠家進(jìn)行了分析和研究，對(duì)洗瓶機(jī)進(jìn)行了許多技術(shù)改進(jìn)。</p><p>　　洗瓶機(jī)器設(shè)備的出現(xiàn)和運(yùn)用，改變了人工刷洗的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，達(dá)到了減少勞動(dòng)力、提高工作效率[1]、節(jié)約費(fèi)用、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的，并且贏得了廣大用戶的支持和好評(píng)，而且使得化工、食品、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)率得到了很大提高。</p><p>　　隨著科技的不

22、斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)存的洗瓶機(jī)越來(lái)越不能滿足生產(chǎn)需要，對(duì)新的更高性能的洗瓶設(shè)備的研發(fā)迫在眉睫。洗瓶設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從生產(chǎn)制造到科學(xué)研究無(wú)不存在它的蹤跡，對(duì)人們的生活有著極其重要的影響。</p><p>　　洗瓶機(jī)作為清洗工具，不僅要具有基本的清洗功能，也要具有很多與之相對(duì)應(yīng)的輔助功能，比如消毒、干燥等?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的洗瓶機(jī)很多都具有上述諸多功能，它不僅能清洗、消毒、干燥瓶子，并且能夠高效的、快速的、準(zhǔn)確的完成這

23、些工作，還能完成相應(yīng)的指標(biāo)檢驗(yàn)，很好的適應(yīng)了生產(chǎn)要求。在過去的罐裝生產(chǎn)線上，很多環(huán)節(jié)做的很好，但是人們對(duì)瓶子能否清洗干凈產(chǎn)生了疑問和擔(dān)憂。人們的擔(dān)憂就是技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力，所以在瓶子的清洗環(huán)節(jié)，可以說(shuō)還存在很多值得研究的地方，我們必須竭力探索。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)洗瓶機(jī)需求分析</p><p>　　國(guó)內(nèi)對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)的需求：</p><p><b>

24、;　　市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)分布圖</b></p><p>　　分析上面的需求結(jié)構(gòu)分析圖我們可以看出，制造業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)比如華東、華南對(duì)洗瓶機(jī)的需求要比不發(fā)達(dá)的地區(qū)如西南、西北高。隨著國(guó)家一些政策如振興東北老工業(yè)基地，西部大開發(fā)等的出臺(tái)，全國(guó)的生產(chǎn)發(fā)展必將發(fā)生變化。一些基礎(chǔ)制造業(yè)、制藥企業(yè)、、罐裝企業(yè)等都急切的需要洗瓶機(jī)來(lái)幫助完成相應(yīng)工作，由此可見市場(chǎng)，洗瓶機(jī)的研究開發(fā)有著很廣闊的空間。</p>&

25、lt;p>　　再來(lái)分析市場(chǎng)需求狀況：</p><p><b>　　市場(chǎng)需求與供給圖</b></p><p>　　從上圖可以看出，市場(chǎng)對(duì)洗瓶設(shè)備的需求是不斷增大的，因此對(duì)洗瓶設(shè)備的研究有著很廣闊的前景。</p><p>　　1.3 課題研究方向</p><p>　　本課題主要研究以下內(nèi)容：</p>&l

26、t;p>　?。?） 機(jī)構(gòu)的型式組合 即根據(jù)所要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的種類很多，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)，如往復(fù)擺動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)等。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。推瓶機(jī)構(gòu)要求其推頭的運(yùn)動(dòng)軌跡近似直線，平穩(wěn)的將瓶子送上工作臺(tái)，然后，推頭快速回到初始位置，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。根據(jù)要求，推頭應(yīng)具有直線軌跡，且具有急回特性。但一機(jī)構(gòu)無(wú)法滿足上述要求，必須設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?

27、） 推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì) 即根據(jù)工藝要求或使用要求設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，若采用凸輪—連桿機(jī)構(gòu)的功能原理，則需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)完成所需運(yùn)動(dòng)的軌跡；若采用連桿機(jī)構(gòu)的功能原理，最需要考慮推頭的急回特性和均勻速度等等。在這些可能的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，要找出一個(gè)適合運(yùn)動(dòng)規(guī)律的最佳方案。</p><p>　?。?） 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 工作過程中，進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)作為各工序間的連接是必須具備的。進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)還能起

28、到協(xié)調(diào)作用，這就使得性能高的進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)可以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率。</p><p>　　（4） 機(jī)構(gòu)的分析和綜合 設(shè)計(jì)出合適的機(jī)構(gòu)類型后，如何進(jìn)一步確定機(jī)構(gòu)中各結(jié)構(gòu)形狀構(gòu)件尺寸，也是一項(xiàng)要研究的問題。對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的外形及運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，最終確定其整體外型尺寸。洗瓶機(jī)設(shè)備只用一個(gè)原動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng)，且其主要?jiǎng)幼鞅仨殔f(xié)調(diào)。</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)書&l

29、t;/p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)題目及工作原理</p><p>　　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)三部分組成的。洗瓶機(jī)的工作原理我們可以從圖2-1分析得出。首先，瓶子由推瓶機(jī)構(gòu)以一定的速度推上工作臺(tái)；然后，導(dǎo)輥開始進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)刷一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)噴水機(jī)構(gòu)進(jìn)行噴水，瓶子隨同導(dǎo)輥一起旋轉(zhuǎn)，依靠瓶子與轉(zhuǎn)刷之間的摩擦清洗外表面。考慮到瓶子內(nèi)部的清洗問題，可以在推桿前端安裝刷子，借助瓶子的

30、旋轉(zhuǎn)清洗內(nèi)部，值得注意的是為了不使瓶子遭破壞，清洗內(nèi)部的刷子應(yīng)選用軟毛刷，同時(shí)推桿也應(yīng)使用較軟的橡膠棒。</p><p>　　圖2-1 洗瓶機(jī)工作簡(jiǎn)圖</p><p>　　2.2 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求：</p><p>　　表1-1 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求</p><p><b>　　2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p>

31、<p>　　（1）平面連桿機(jī)構(gòu)、齒輪等常用機(jī)構(gòu)和組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）繪制運(yùn)動(dòng)方案圖和循環(huán)圖； </p><p>　?。?）其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；</p><p>　?。?）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。</p><p><b>　　2.4

32、原始數(shù)據(jù)：</b></p><p>　?。?）瓶子尺寸：L=200mm，D=80mm；</p><p>　?。?）推進(jìn)距離S=600mm；</p><p>　　（3）生產(chǎn)率3個(gè)/min，推瓶速度v=45mm/s，回程速度為推程速度的三倍；</p><p><b>　　第3章 方案設(shè)計(jì)</b></p&g

33、t;<p>　　3.1 分析設(shè)計(jì)要求</p><p>　　由前面分析知，洗瓶機(jī)包括三部分即推瓶機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)，導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)。在推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)保證推頭M以近似勻速推動(dòng)待洗瓶，將瓶子平穩(wěn)的推到導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)，直到清洗完成脫離瓶子。然后，推桿快速回到起始位置，進(jìn)入下一個(gè)行程。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M應(yīng)做近似勻速直線運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3-1-2，并且具有急回特性，即推

34、瓶完成后能夠快速返回原位，進(jìn)行下一個(gè)行程。</p><p>　　圖3-1-1 瓶子規(guī)格 圖3-1-2 推頭M運(yùn)動(dòng)軌跡</p><p>　　對(duì)這種運(yùn)動(dòng)要求，用單一機(jī)構(gòu)很難完成，可利用機(jī)構(gòu)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　該工藝過程中，應(yīng)具有下列運(yùn)動(dòng)功能：</p><p>　　（1）瓶子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)；&l

35、t;/p><p>　?。?）瓶子沿導(dǎo)輥的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)推動(dòng)機(jī)構(gòu)；</p><p>　?。?）實(shí)現(xiàn)瓶子洗刷，設(shè)計(jì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的送料、取料機(jī)構(gòu)；</p><p>　　（5）確定推動(dòng)機(jī)構(gòu)的急回特性。</p><p>　　對(duì)三種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析：</p><p>　?。?）導(dǎo)

36、輥機(jī)構(gòu) 通過分析，瓶子的旋轉(zhuǎn)完全可以依靠導(dǎo)輥與瓶子間的摩擦力來(lái)帶動(dòng)；</p><p>　?。?）推瓶機(jī)構(gòu) 通過計(jì)算分析，依據(jù)工作行程，生產(chǎn)率，急回特性系數(shù)，能夠設(shè)計(jì)滿足要求的推桿機(jī)構(gòu)；</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)刷可以依靠軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)；</p><p>　　（4）送料（取料）機(jī)構(gòu) 采用導(dǎo)輥傳輸。</p><p>　　3.2

37、 推瓶機(jī)構(gòu)選擇</p><p>　　推瓶機(jī)構(gòu)的方案：根據(jù)要求，推頭的軌跡應(yīng)該近似直線，且具有急回特性。</p><p>　　推頭的運(yùn)動(dòng)要求主要是有急回特性。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，具有急回特性的機(jī)構(gòu)主要有曲柄擺動(dòng)倒桿機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　考慮到推頭的工作要求和運(yùn)動(dòng)特性，本機(jī)構(gòu)采用曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。</p><p>　　

38、實(shí)現(xiàn)該要求的方案很多，在這里我設(shè)計(jì)了幾種組合機(jī)構(gòu)，如下：</p><p>　　3.2.1 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案</p><p>　　如圖，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)連桿上的點(diǎn)M具有近似直線的運(yùn)動(dòng)軌跡。該機(jī)構(gòu)存在死點(diǎn)位置，所以要注意采取度過死點(diǎn)的措施。</p><p>　　圖3-2-1 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案</p><p>　　3.2.2五桿組合機(jī)構(gòu)

39、方案</p><p>　　圖中為一個(gè)五桿低副機(jī)構(gòu)，自由度F=2，輸入構(gòu)件為1和4，通過采用齒輪、凸輪或連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)者兩個(gè)輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而將二自由度的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單自由度系統(tǒng)。</p><p>　　圖3-2-2 五桿組合機(jī)構(gòu)方案 </p><p>　　3.2.3凸輪-全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案</p><p>　　圖中為一四桿機(jī)構(gòu)，自

40、由度為2，構(gòu)件2上點(diǎn)M的軌跡也近似直線，其速度和急回特性可控制。但因?yàn)樗椒较蜍壽E太長(zhǎng)，致使凸輪尺寸過大，不利于設(shè)計(jì) 。</p><p>　　圖3-2-3 凸輪-全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案</p><p>　　3.2.4 最終選定推瓶方案</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們對(duì)上面給出的三種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，選擇最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p&

41、gt;　　首先是凸輪—鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：此機(jī)構(gòu)體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝后便于調(diào)試，從經(jīng)濟(jì)性角度來(lái)看，也很合適。推頭M的軌跡近似為直線，能夠滿足工作要求，急回特性可以通過控制凸輪的形狀和推桿長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)。但由于低副間的間隙，桿數(shù)目多，累積誤差大，精確性差。并且沖擊和振動(dòng)較大，通常適用于低速場(chǎng)合。因本設(shè)計(jì)中使用的連桿數(shù)目不多，且速度不是很大，這種方案可以滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　其次對(duì)于五桿組合機(jī)構(gòu)的方案，桿件數(shù)量多

42、，尺寸大，性價(jià)比不高，設(shè)計(jì)不合理。</p><p>　　最后凸輪-全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案能精確再現(xiàn)給定的軌跡，但是水平方向軌跡長(zhǎng)，凸輪尺寸過大，空間大，不合實(shí)際。</p><p>　　3.3 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)選擇</p><p>　　3.3.1 間歇機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　間歇機(jī)構(gòu)是指能夠?qū)⒃瓌?dòng)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從動(dòng)件的間歇式運(yùn)動(dòng)的一類機(jī)構(gòu)。

43、常用的有棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。</p><p><b>　?。?） 棘輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　棘輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p><b>　?。?） 槽輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　槽輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b>&

44、lt;/p><p>　?。?） 不完全齒輪機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　不完全齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　（4） 最終選定機(jī)構(gòu)</p><p>　　在這里通過比較分析，我選擇的是槽輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗鄬?duì)簡(jiǎn)單、效率高、運(yùn)行平穩(wěn)而且能達(dá)到預(yù)計(jì)的要求。</p><p>　　在我的設(shè)計(jì)中，撥盤勻

45、速轉(zhuǎn)動(dòng)一周，則槽輪轉(zhuǎn)過90°， 傳動(dòng)帶的導(dǎo)桿也轉(zhuǎn)過90°， 并且導(dǎo)桿的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好要與瓶子的長(zhǎng)度相等 ，從而將瓶子準(zhǔn)確無(wú)誤的推到工作臺(tái)上。而這個(gè)過程所用時(shí)間是洗瓶裝置的一個(gè)工作循環(huán)，即：時(shí)間T=20s，則有：w=2π/20s=0.314rad/s.</p><p>　　3.3.2 進(jìn)瓶裝置簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖3-3-2進(jìn)瓶裝置簡(jiǎn)圖</p><

46、p>　　3.3.3 進(jìn)瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)原理：原動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過齒輪、蝸輪蝸桿傳遞給間歇機(jī)構(gòu)，通過間歇機(jī)構(gòu)即槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為推桿的近似直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)瓶子的前進(jìn)。</p><p>　　3.3.4 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)</p><p>　　在這里我選用的是槽輪間歇機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行瓶子的進(jìn)瓶主要構(gòu)件，負(fù)責(zé)把瓶子傳送到洗瓶裝置上。根據(jù)3/

47、min的生產(chǎn)率我們可以計(jì)算出清洗每一個(gè)瓶子的時(shí)間為20 s，因此我所設(shè)計(jì)得槽輪機(jī)構(gòu)中主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間也為20s。這樣從動(dòng)撥盤每轉(zhuǎn)過90°耗時(shí)20s，它第二次轉(zhuǎn)過90°時(shí)的路程就等于200mm（一個(gè)瓶子的長(zhǎng)度）。由此可以確定主動(dòng)帶輪1的半徑，因?yàn)関1=W*R1，s=v1*R1=200mm，由3.3.1可知：W=0.314rad/s，所以R1≈100mm。</p><p>　　3.4 洗瓶機(jī)

48、構(gòu)選擇</p><p>　　3.4.1 洗瓶裝置簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖3-4-1洗瓶裝置簡(jiǎn)圖</p><p>　　3.4.2 洗瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　為了清洗瓶子內(nèi)部，我特意將在推瓶機(jī)構(gòu)的推頭上設(shè)計(jì)了刷子，刷子比瓶子內(nèi)徑大一些，在洗瓶機(jī)構(gòu)工作階段，在推頭的作用下，刷子進(jìn)入到瓶子內(nèi)部，隨著導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子內(nèi)部被刷子刷洗干凈。&l

49、t;/p><p>　　但是值得說(shuō)明的是，為了瓶子在清洗時(shí)不被弄碎，內(nèi)刷子要采用軟毛，這樣就能使刷子能很容易的深入到瓶子內(nèi)部且不影響瓶子本身的運(yùn)動(dòng)；除此之外，刷子刷桿也應(yīng)該采用適當(dāng)軟一點(diǎn)的材料制造，使得瓶子清洗完成后，能夠依靠自身重力沿彈性推桿滑落到裝瓶箱。</p><p>　　3.5 推瓶機(jī)構(gòu)選擇</p><p>　　3.5.1 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)</p>&l

50、t;p><b>　?。?）起點(diǎn)時(shí)的簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　圖3-5-1推瓶裝置起點(diǎn)簡(jiǎn)圖</p><p>　?。?） 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　圖3-5-1反映的是洗瓶機(jī)工作起始階段推瓶機(jī)構(gòu)的起點(diǎn)簡(jiǎn)圖。此時(shí)，凸輪位于最高點(diǎn)，推桿位于最左端，隨著進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)輸送待洗瓶，推桿帶著刷子插進(jìn)瓶?jī)?nèi)，這樣隨著凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，刷子慢慢深

51、入瓶?jī)?nèi)，當(dāng)推桿接觸到瓶底時(shí)，瓶子受到推力，帶動(dòng)瓶子運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)進(jìn)行瓶子外部清洗。</p><p>　　3.5.2 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?） 終點(diǎn)時(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖</p><p>　　圖3-5-2推瓶裝置終點(diǎn)簡(jiǎn)圖</p><p>　　（2） 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p>　　圖3-5-2推瓶機(jī)構(gòu)位于終

52、點(diǎn)的簡(jiǎn)圖，此時(shí)，凸輪運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，推桿位于最右端，瓶子運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)輥末，由于重力作用沿內(nèi)刷桿滑落到出瓶軌道。</p><p>　　3.6 總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 方案一總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明</p><p>　?。?）方案一總體方案簡(jiǎn)圖</p><p>　?。?） 方案一運(yùn)動(dòng)說(shuō)明:</p><p>　　通

53、過減速箱將電動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)化為低速并經(jīng)過帶傳動(dòng)傳遞給齒輪1和2，然后傳遞給軸，使軸旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　導(dǎo)輥傳動(dòng)：通過齒輪3和4帶動(dòng)外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)；通過齒輪4依次帶動(dòng)齒輪5和6，進(jìn)而帶動(dòng)里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：通過齒輪4和7帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，從而使蝸輪蝸桿B轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪9，進(jìn)而帶動(dòng)槽輪機(jī)構(gòu)完成進(jìn)瓶運(yùn)動(dòng)；</p><p>　　洗瓶機(jī)構(gòu)傳

54、動(dòng)：通過齒輪6和8帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使蝸輪蝸桿C轉(zhuǎn)動(dòng)，從而經(jīng)由蝸輪10帶動(dòng)齒輪13，再有齒輪13傳給齒輪11和15，這三個(gè)齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)刷，從而來(lái)清洗瓶子外表面。</p><p>　　推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：由蝸輪蝸桿A經(jīng)過齒輪16帶動(dòng)凸輪的齒輪帶動(dòng)凸輪--鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　3.6.2 方案二總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明</p><p>　　

55、（1）方案二總體方案簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　:</b></p><p>　?。?） 方案二運(yùn)動(dòng)說(shuō)明</p><p>　　先將瓶子放入膠帶，由進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)間斷的輸送至導(dǎo)輥，通過五桿機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動(dòng)的毛刷插入瓶?jī)?nèi)，通過毛刷和瓶子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)清理瓶子內(nèi)部，又由瓶子外表面跟外轉(zhuǎn)刷的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)清洗瓶子外部。</p><p>　

56、　3.6.3 方案評(píng)估</p><p>　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)短、運(yùn)動(dòng)副種類、機(jī)構(gòu)的排列次序、傳動(dòng)比分配以及機(jī)械效率等角度來(lái)對(duì)上面的兩種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)：</p><p>　?。?）運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)短：兩種方案運(yùn)動(dòng)鏈長(zhǎng)度相差不大，但從構(gòu)件數(shù)來(lái)講方案一較少，結(jié)構(gòu)相對(duì)；</p><p>　?。?）機(jī)構(gòu)的排列順序：在以上兩種方案中，排列順序都存在一定不合理。方案一中，存在蝸輪蝸桿傳動(dòng)，

57、主要傳遞動(dòng)力，應(yīng)該放在高速級(jí)，齒輪機(jī)構(gòu)放在低速級(jí)；方案二中，存在帶傳動(dòng)，由于帶傳動(dòng)外廓尺寸大，應(yīng)該放置在起始端；</p><p>　　（3）傳動(dòng)比分配：兩個(gè)方案所用構(gòu)件差不多，而方案二中用帶傳動(dòng)帶動(dòng)洗瓶刷子，誤差大，制造麻煩；</p><p>　?。?）運(yùn)動(dòng)副的形式：以上方案運(yùn)動(dòng)副相似，方案一總體上比方案二要精確，布局較為合理。 </p><p>　?。?

58、）機(jī)械效率：由于方案一采用齒輪較多，布局較為合理，因此精度更高；方案二中具有的帶傳動(dòng)效率偏低，故機(jī)械效率明顯低于方案一。</p><p>　　3.6.4 選定最終方案</p><p>　　經(jīng)過分析，我最終選定方案一，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)相對(duì)合理，可行性高，布局良好，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)處理方面也優(yōu)于方案二，所以最終選擇方案一。</p><p><b>　　第4章 技術(shù)設(shè)

59、計(jì)</b></p><p>　　4.1 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1 凸輪基本參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）凸輪機(jī)構(gòu)的組成</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)是由機(jī)架、凸輪、從動(dòng)件和其附屬裝置組成，是一種典型的高副機(jī)構(gòu)。其中凸輪具有曲線輪廓，一般作等速轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)和擺動(dòng)。</p><p>　

60、　（2）凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 　　移動(dòng)尖底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)在考慮摩擦?xí)r，凸輪從動(dòng)件的力 F 和從動(dòng)件所受的載荷G 的關(guān)系為</p><p>　　F = G /［cos(α+φ1) - (l+2b/l)sin(α+φ1)tanφ2］ （4-1）</p><p>　?。?）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 　　從動(dòng)件的速度跟其受力方向所夾的銳角就是凸輪的壓力角。其值一般為：</p>

61、<p>　　推程對(duì)擺動(dòng)推桿取[α] ＝35º～45º ；　 回程時(shí)通常取[α]′ ＝70º～80º。</p><p>　?。?）凸輪設(shè)計(jì)曲線如下圖：</p><p><b>　　凸輪設(shè)計(jì)曲線圖</b></p><p>　　凸輪的輪廓尺寸根據(jù)推頭的行程和速度要求確定。初步計(jì)算得基圓半徑50mm

62、，，凸輪厚25mm溝槽寬20mm，孔15mm，滾子半徑10mm。</p><p>　　凸輪的理論廓曲線的坐標(biāo)公式為：</p><p>　　， （4-3） </p><p>　?。?）求凸輪理論輪廓曲線：</p><p><b>　　推程階段=1.2</b>&

63、lt;/p><p>　　= </p><p><b>　　b）遠(yuǎn)休階段 =</b></p><p>　　7.5 </p><p><b>　　c)回程階段 º</b></p><p><b

64、>　　³³</b></p><p>　　d) 近休階段 º=</p><p>　　e)推程和回程段壓力角</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　將上面各值代入式（4-3），計(jì)算理論輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。在計(jì)算中時(shí)應(yīng)注意：在推程階段取，在遠(yuǎn)休

65、階段取，在回程階段取，在近休階段取。計(jì)算結(jié)果見表4-1。.</p><p>　　凸輪的基本尺寸根據(jù)推瓶機(jī)構(gòu)的工作要求來(lái)設(shè)計(jì)，在近休時(shí)尺寸為50mm，遠(yuǎn)休時(shí)尺寸為180.9mm。</p><p>　　(6)求工作輪廓曲線：</p><p>　　有公式的 （4-5）</p><p>　　其中：

66、 （4-6）</p><p><b>　　（4-7）</b></p><p><b>　　推程階段 </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　遠(yuǎn)休階段 </b></p

67、><p><b>　　回程階段 </b></p><p><b>　　d) 近休階段 </b></p><p>　　通過計(jì)算凸輪工作輪廓曲線各點(diǎn)的坐標(biāo)如下：</p><p>　　4.1.2 凸輪的建模</p><p>　　利用Pro/E軟件做的凸輪機(jī)構(gòu)，如圖4-1-2所示。&

68、lt;/p><p>　　圖4-1-2凸輪機(jī)構(gòu)建模</p><p>　　4.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按照給定的急回要求設(shè)計(jì)，利用解析法求解此類問題時(shí)，主要利用機(jī)構(gòu)在極位時(shí)的特性。搖桿擺角=69度和行程速比系數(shù)k已知，然后由圖4-2-1-1-4查最小傳動(dòng)角的最大值

69、和β的大小，最后計(jì)算鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度。</p><p>　　行程速比系數(shù)K和搖桿擺角變化插圖</p><p>　　查表可知maxγmin=45º，β=75º則：</p><p>　　=180º（K-1）/（K+1）=90º （4-8）</p><p>　　a/d=si

70、n(/2)sin(/2+β)/cos(/2-/2)</p><p>　　b/d= sin(/2)sin(/2+β)/sin(/2- /2)</p><p>　　(c/d)²= 1-2(a/d+b/d)cosβ+ (a/d+b/d)²</p><p>　　機(jī)架長(zhǎng)度d確定后就能確定其他各桿長(zhǎng)度。</p><p>　　擺桿的轉(zhuǎn)角

71、以及各桿的長(zhǎng)度及擺角應(yīng)根據(jù)推瓶機(jī)構(gòu)的行程來(lái)確定。</p><p>　　=69度，行程速比系數(shù)K=3。</p><p><b>　　得</b></p><p>　　L1=477.64mm </p><p>　　L2=290.22mm</p><p>　　L3=577.3mm</p>

72、<p><b>　　L4=500mm</b></p><p>　　連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副通常為低副。</p><p>　　連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，因此具有很多優(yōu)點(diǎn)，其壓力較小，承載能力較大，潤(rùn)滑較好，磨損也小，制造加工簡(jiǎn)單，并且各低副一般都是靠幾何形狀進(jìn)行封閉，可保證工作的可靠性。</p><p>　　鉸鏈中心確定后，四桿機(jī)構(gòu)的其他

73、各桿長(zhǎng)度也就隨之確定，因此可采用作圖法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。所謂作圖法就是利用各鉸鏈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)幾何關(guān)系，通過作圖確定各桿的的位置和長(zhǎng)度。圖解法有很多優(yōu)點(diǎn)，其簡(jiǎn)單、直觀、快捷，設(shè)計(jì)精度也較高。</p><p>　　連桿粗20mm，采用45鋼調(diào)質(zhì)處理。利用Pro/E軟件根據(jù)桿長(zhǎng)尺寸繪制連桿機(jī)構(gòu)圖。下圖分別表示連桿滑塊在凸輪上轉(zhuǎn)到近休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置和轉(zhuǎn)到凸輪遠(yuǎn)休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置。</p><p>

74、;　　凸輪上轉(zhuǎn)到近休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖</p><p>　　凸輪上轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)位置簡(jiǎn)圖</p><p>　　4.2.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)組合圖</p><p>　　以下兩圖分別為連桿滑塊轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)休止和近休止兩位置的簡(jiǎn)圖。</p><p>　　當(dāng)凸輪處于遠(yuǎn)休止位置時(shí)，四桿機(jī)構(gòu)中擺桿2處于最大位置和桿1在一條水平線上。</p>

75、<p>　　凸輪遠(yuǎn)休止位置示意圖</p><p>　　當(dāng)凸輪運(yùn)位于近休止位置時(shí)，桿2和3運(yùn)動(dòng)到同一直線，此時(shí)擺桿回到起始位置，推頭開始推瓶。</p><p>　　凸輪近休止位置示意圖</p><p>　　4.3 關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 輸送帶的選擇</p><p>　　作為直接與瓶

76、子接觸并帶動(dòng)瓶子運(yùn)動(dòng)的輸送帶是洗瓶機(jī)裝置中的重要組成部分，因此其外形尺寸以及材料的選擇尤為重要。</p><p>　　本機(jī)構(gòu)的輸送動(dòng)作采用輸送帶輸送和輸送導(dǎo)軌導(dǎo)向的方式，可選用輸送鏈帶的形式輸送，輸送鏈帶選用符合JB／T 10867-2008要求的塑料平頂鏈，因?yàn)槠巾旀湈в泻芏鄡?yōu)點(diǎn)（運(yùn)動(dòng)較準(zhǔn)確、技術(shù)成熟，且為標(biāo)準(zhǔn)化部件，利于更換、維修）。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用塑料平頂鏈，其結(jié)構(gòu)圖

77、如下所示：</p><p><b>　　塑料平頂鏈</b></p><p>　　根據(jù)待洗瓶的尺寸數(shù)據(jù)中的瓶底直徑和中國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB／T 10867-2008）提供的選型，選用PC14N型塑料平頂鏈。其中PC為塑料平頂鏈鏈號(hào)，14為頂板寬度代號(hào)，N表示窄鉸鏈型，其外形如下圖數(shù)據(jù)如下表：</p><p>　　PC14N型平頂鏈的鏈條結(jié)構(gòu)形式&

78、lt;/p><p>　　表4-3-1-3 PC14N型平頂鏈的主要尺寸、抗拉強(qiáng)度及測(cè)量載荷</p><p><b>　　驗(yàn)算抗拉強(qiáng)度：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)擬定單列輸瓶機(jī)輸送長(zhǎng)度為2m，由啤酒瓶長(zhǎng)200mm，瓶重約為0.6kg，鏈帶每米重0.87kg，則2m的輸送平頂帶可以放置瓶數(shù)N為：</p><p><

79、;b>　　N=2=10（瓶）</b></p><p>　　10瓶啤酒的重量G約為：</p><p>　　G=10=58.8（N）</p><p>　　額定帶速時(shí)平頂鏈張力的計(jì)算公式為：</p><p>　　平頂鏈張力F=摩擦系數(shù)f（10瓶酒重+單位長(zhǎng)度鏈帶重2輸送長(zhǎng)度）</p><p>　　由上式可得

80、鏈帶張力為：</p><p>　　F=（58.8+2）=9.29（N）</p><p>　　由于F<<,故可以使用PC14N型塑料平頂鏈。</p><p>　　4.3.2 電機(jī)的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)由于構(gòu)造簡(jiǎn)單、維護(hù)容易、控制簡(jiǎn)便、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，常作為機(jī)械生產(chǎn)中的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。</p><p>　

81、　電動(dòng)機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以只需要根據(jù)工作機(jī)所需要的工作條件和功率大小，選擇其類型、機(jī)構(gòu)型式、轉(zhuǎn)速和容量，并確定具體型號(hào)。電動(dòng)機(jī)的型式和類型可以根據(jù)電源種類，工作條件和載荷特點(diǎn)來(lái)選擇。</p><p>　　Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，它具有高效、節(jié)能、震動(dòng)小和運(yùn)行安全可靠地特點(diǎn)，是我國(guó)八十年代更新?lián)Q代的產(chǎn)品。其安裝尺寸和功率符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，適合于一般的機(jī)械設(shè)備。若機(jī)械需要頻繁驅(qū)動(dòng)、換向和制動(dòng)，則需要

82、選擇轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過載能力強(qiáng)且允許較大沖擊和震動(dòng)的YZ型或YZR型。</p><p>　　居于本機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)單向旋轉(zhuǎn)和載荷平穩(wěn)的工作狀況，可選用封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的容量選擇是否合適，對(duì)它的工作和經(jīng)濟(jì)性都有著很大影響。如果容量選擇過小，工作機(jī)將無(wú)法正常工作；若容量選擇過大，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)價(jià)格過高，能量得不到充分利用，浪費(fèi)嚴(yán)重。</p>&l

83、t;p>　　常根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的發(fā)熱條件來(lái)決定電動(dòng)機(jī)的容量。具體計(jì)算步驟如下：</p><p>　　1)工作機(jī)所需功率 </p><p>　　2)電動(dòng)機(jī)的輸出功率</p><p><b>　　η＝＝0.904</b></p><p>　　3)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速需要根據(jù)其所需的額定功率進(jìn)行選擇，本設(shè)計(jì)可選同步轉(zhuǎn)速為1000r

84、/min的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　4).計(jì)算總的傳動(dòng)比</p><p>　　傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比可由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速確定，為：i＝=960</p><p><b>　　nw＝4.5</b></p><p><b>　　i＝213.33</b></p><

85、p><b>　　合理分配各級(jí)傳動(dòng)比</b></p><p>　　先選定帶輪傳動(dòng)比=2，減速器傳動(dòng)比i=25.14,渦輪蝸桿傳動(dòng)比i=4.27 </p><p>　　因減速箱同軸式布置，所以i1＝i2。</p><p>　　因?yàn)閕＝25.14，取i＝25，i1＝i2 =5；速度偏差為0.5%<5%，所以可行。</p>

86、<p>　　各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩如下：</p><p>　　4.3.3 減速器的選擇</p><p>　　減速器是位于工作機(jī)和原動(dòng)機(jī)之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置，用于將原動(dòng)機(jī)的高速轉(zhuǎn)換成適合工作機(jī)的轉(zhuǎn)速。由于其具有很多優(yōu)點(diǎn)，如傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊，使用維修比較方便，在機(jī)械領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。減速器目前很多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，用戶可以根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)使用。減速器有種類很多

87、，按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)可分為不同類型，若按傳動(dòng)類型可分為圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、圓柱齒輪減速器、齒輪蝸桿減速器和行星輪減速器；按傳動(dòng)級(jí)數(shù)可分為一級(jí)減速器、二級(jí)減速器和多級(jí)減速器；按傳遞功率大小可分為小、中和大型減速器；按傳動(dòng)布置方式可分為同軸式減速器、分流式減速器和展開式減速器。</p><p>　　根據(jù)已知數(shù)據(jù)選定減速器為QJR型減速器，這種減速器可做于運(yùn)輸，冶金，礦山，化工，建筑，輕工等行業(yè)的各種機(jī)械設(shè)備的

88、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中。適用工作條件為：齒輪圓周速度應(yīng)《16m/s，高速軸轉(zhuǎn)速《1000r/min，工作環(huán)境溫度為-40~~45ºC,低于0ºC啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)加熱到5ºC，可正反雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　QJ型減速器分為臥式和立式，為了合理安排安裝空間，可選用臥式。</p><p><b>　　外形安裝尺寸選擇：</b></p>

89、<p><b>　　/mm</b></p><p>　　承載能力查的（連續(xù)工作型）：</p><p>　　根據(jù)i=25查的輸出轉(zhuǎn)矩為2250N.m，許用輸入功率為5.3KW，輸入轉(zhuǎn)矩為570N.m，輸出軸軸伸許用徑向載荷Fr=15000N ,實(shí)際傳動(dòng)比為25.56。.</p><p>　　所選減速器符合要求。</p>&

90、lt;p>　　4.3.4 皮帶輪的選擇</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率，皮帶的設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果如下表：</p><p>　　設(shè)計(jì)普通V帶輪輪緣參數(shù):</p><p>　　4.3.5 聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　聯(lián)軸器是用于連接兩軸或連接軸與回轉(zhuǎn)件的一個(gè)部件，不僅起到連接兩軸的功能，也可以起到安全防護(hù)的功能。</p>

91、<p>　　聯(lián)軸器的選擇要考慮：</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)矩大小與性質(zhì)；</p><p>　?。?）工作轉(zhuǎn)速與引起的離心力；</p><p>　?。?）兩軸相對(duì)位移；</p><p>　　（4）工作環(huán)境及可靠性；</p><p>　?。?）制造、安裝維護(hù)、成本。</p><p>

92、;　　本次設(shè)計(jì)中的電機(jī)與減速器連接處選用普通的剛性聯(lián)軸器就可以滿足傳動(dòng)要求。此處選用剛性聯(lián)軸器，下面進(jìn)行聯(lián)軸器的選取計(jì)算。</p><p><b>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　?。?-9） </b></p><p>　　式中：-計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ；</p><p>　　T-理

93、論轉(zhuǎn)矩 ；</p><p><b>　　-公稱轉(zhuǎn)矩 ；</b></p><p><b>　　K-工礦系數(shù)</b></p><p>　　查機(jī)《械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得K=1.25，所以</p><p>　　據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩要小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩較小，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，有很多型號(hào)滿足要求，本設(shè)計(jì)

94、選用GY2型聯(lián)軸器。由于半聯(lián)軸器孔徑，所以連接該聯(lián)軸器與軸部分的直徑=25mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=44mm。</p><p>　　4.3.6 滾動(dòng)軸承的選擇</p><p>　　根據(jù)所學(xué)知識(shí)，在選用軸承時(shí)，首先要選擇軸承類型。軸承的類型選擇要考慮以下主要因素：</p><p><b>　　(1)軸承的載荷</b></p><p

95、><b>　　(2)軸承的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　(3)軸承的調(diào)心性能</p><p>　　(4)軸承的安裝和拆卸</p><p>　　因?yàn)檩S只承受徑向力的作用，且受力不大，故選用深溝球軸承。預(yù)計(jì)使用壽命為10000小時(shí)。下面計(jì)算基本額定動(dòng)載荷：</p><p><b>　　公式：</b&

96、gt;</p><p><b>　　（4-10） </b></p><p>　　式中，C——基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值；</p><p><b>　　P——當(dāng)量動(dòng)載荷；</b></p><p><b>　　-壽命因數(shù)</b></p><p><b&g

97、t;　　-速度因數(shù)</b></p><p><b>　　-力矩載荷因數(shù)</b></p><p><b>　　-沖擊載荷因數(shù)</b></p><p><b>　　-溫度因數(shù)</b></p><p>　　Cr-基本額定動(dòng)載荷</p><p>　　

98、查《機(jī)械工程手冊(cè)》得=2.71，=1.252，=1.5，=1.2，=1</p><p><b>　　由上式計(jì)算得</b></p><p>　　下面計(jì)算額定靜載荷：</p><p>　?。?-11） </p><p>　　式中： -基本額定靜載荷計(jì)算值</p><p><

99、;b>　　-當(dāng)量靜載荷</b></p><p><b>　　-安全因數(shù)</b></p><p><b>　　-基本額定靜載荷</b></p><p><b>　　由上式計(jì)算得：</b></p><p>　　經(jīng)過查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的表，選擇深溝球軸承就可滿足

100、需求。</p><p>　　4.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.4.1 軸材料的選擇</p><p>　　選擇軸的材料：45號(hào)鋼</p><p>　　經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能：=650MPa，=360MPa，=300MPa，=155MPa，=60MPa</p><p>　　4.4.2 軸的受力分析</p&

101、gt;<p><b>　　工作功率為</b></p><p>　　選=110，dmin==100.2</p><p>　　考慮到開鍵槽，將其軸徑增加10%，故其軸的直徑為110㎜。</p><p><b>　?。?）軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　n=4.5 r/min</

102、p><p><b>　　軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　T1=9.55×106=721556N·㎜ </p><p><b>　　d1=110㎜</b></p><p>　　Ft==13119.2N</p><p>　?。?）計(jì)算軸的彎矩，并畫出彎

103、矩圖，按M=進(jìn)行彎矩合成，畫出彎矩圖[13]。</p><p><b>　　=0</b></p><p>　　故M===Ft·55=721556·㎜</p><p><b>　　彎矩圖</b></p><p>　　（3）計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖</p><p>

104、　　轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取=0.6，則</p><p>　　T1=0.6×721556 =432934N·㎜ </p><p>　　按Mca=計(jì)算，并畫當(dāng)量彎矩圖。</p><p><b>　　當(dāng)量彎矩圖</b></p><p>　　4.4.3 軸的強(qiáng)度校核</p><p>

105、;　　鍵槽處d1=110㎜ </p><p><b>　　鍵槽處當(dāng)量彎矩為</b></p><p>　　Mca==841472N·㎜</p><p>　　強(qiáng)度校核：考慮鍵槽的影響，查表得</p><p>　　b=28㎜ t=16㎜</p><p><b>　　==11

106、2.68</b></p><p>　　===243.35 </p><p><b>　　==7.5MPa</b></p><p>　　顯然，≤ , 故安全。</p><p>　　4.4.4 按安全系數(shù)校核</p><p><b>　?、?判斷危險(xiǎn)截面&

107、lt;/b></p><p>　　在鍵槽處有應(yīng)力集中源，且當(dāng)量彎矩較大，故確定為危險(xiǎn)面[14]。</p><p><b>　?、?疲勞強(qiáng)度校核</b></p><p>　　.鍵槽處截面上的應(yīng)力：</p><p>　　彎曲應(yīng)力幅：==6.41MPa</p><p>　　扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：==1.49

108、MPa</p><p><b>　　彎曲平均應(yīng)力：=0</b></p><p>　　扭轉(zhuǎn)平均應(yīng)力：==1.49MPa</p><p>　　.材料的疲勞極限：根據(jù)=650MPa，=360MPa，查表得</p><p>　　=0.2 =0.1</p><p>　　.截面應(yīng)力集中系數(shù)：查表得&

109、lt;/p><p>　　k=1.825 k=1.625</p><p>　　.表面狀態(tài)系數(shù)及尺寸系數(shù)：查表得</p><p>　　=0.94 =0.60 =0.60</p><p>　　.分別考慮彎矩或扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)：</p><p><b>　　Sσ==8.7</b></p

110、><p><b>　　Sτ==3.61</b></p><p>　　Sca==3.33＞[S]=2.5</p><p><b>　　故安全。</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)對(duì)洗瓶機(jī)的進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)和推瓶機(jī)構(gòu)的工作和功能

111、原理進(jìn)行了認(rèn)真的分析和設(shè)計(jì)，而且對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過對(duì)進(jìn)瓶要求的分析，我設(shè)計(jì)了進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)；對(duì)于如何將瓶子推到工作臺(tái)以及如何清洗瓶子內(nèi)部，我設(shè)計(jì)了推瓶機(jī)構(gòu)，特別是為清洗瓶子內(nèi)部而設(shè)計(jì)的推頭毛刷，考慮到瓶子被破壞的問題，選擇了質(zhì)地較軟的材料制造刷子；通過對(duì)瓶子外部清洗的分析，設(shè)計(jì)了導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)跟轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的西平機(jī)構(gòu)；通過對(duì)瓶子清洗完后進(jìn)入裝瓶箱的原理分析，我采用了在推瓶機(jī)構(gòu)推桿采用較軟的橡膠棒，充分利用瓶子本身的重力，是瓶子自行滑落到裝瓶箱

112、。然后再對(duì)這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，選擇了適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)組合裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，繪制了總體裝置圖和一些極限位置簡(jiǎn)圖。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中，我查閱了很多參考書，尤其翻閱了《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》等，同時(shí)學(xué)習(xí)了一些軟件，比如CAD，pro/E,正是在這些參考書籍和繪圖軟件的幫助下，才得以順利完成這次設(shè)計(jì)。</p><p>　　同時(shí)，通過這

113、次設(shè)計(jì)，我也收獲了很多，學(xué)會(huì)了很多。以前我太注重理論學(xué)習(xí)，而放松實(shí)際操作，致使在剛開始設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)從下手。這讓我進(jìn)行了深刻反思，知識(shí)存在于人腦中始終發(fā)揮不出它的作用，只有與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，產(chǎn)生出新的成果，并且這些成果能給人類科技的進(jìn)步帶來(lái)貢獻(xiàn)，那么這種知識(shí)才是有用的，不然它始終只是腦袋里的一種虛幻的存在。</p><p>　　最后，這次設(shè)計(jì)的順利完成也離不開很多同學(xué)以及老師的幫助和指導(dǎo)，畢竟一個(gè)人的力量是有限的，只有

114、把所有人的力量匯聚在一起才能產(chǎn)生磅礴的力量，在這里我對(duì)他們表示誠(chéng)摯的感謝。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)完成期間，我首先要向所有給我提供幫助和指導(dǎo)的同學(xué)和老師表示最真摯的謝意。</p><p>　　在設(shè)計(jì)開展期間，我遇到很多了許多問題，通過跟一些同學(xué)的討論，才慢慢解決，在這里我對(duì)他們表示感謝。</p

115、><p>　　我還要特別感謝**老師給予的無(wú)私幫助，正是在*老師的鼓勵(lì)和幫助之下，我得以順利完成設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于本人學(xué)識(shí)有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，文中不免有錯(cuò)誤和待改進(jìn)之處，真誠(chéng)歡迎各位師長(zhǎng)、同行提出寶貴意見。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉守謙.現(xiàn)代包裝機(jī)械的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

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