洗瓶機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)

《洗瓶機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《洗瓶機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)設(shè)計(jì)（69頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)械 081 姓名 張宇浩 下發(fā)日期 2012 2 26 題目題目洗瓶機(jī)設(shè)計(jì) 專題專題推瓶系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容 及及 要要 求求 主要內(nèi)容 需要設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)化洗瓶機(jī) 從而提高生產(chǎn)效率 培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力 1 完成洗瓶機(jī)機(jī)械本體設(shè)計(jì) 2 完成進(jìn)瓶系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 包含進(jìn)瓶帶 集瓶臺(tái) 分瓶機(jī)構(gòu)及撥瓶機(jī)構(gòu)等 3 要求洗瓶機(jī)多工位 裝夾時(shí)不影響清洗 要求 1 自動(dòng)化洗瓶機(jī)要滿足多工位和不同口徑型號(hào)瓶子的清洗 更換洗刷方便 2 設(shè)計(jì)說明書 字?jǐn)?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?jǐn)?shù)不少于 5

2、000 字 4 裝配圖 1 張 零件圖不少于 5 張 使用 AUTOCAD 繪圖 主要技主要技 術(shù)參數(shù)術(shù)參數(shù) 瓶子尺寸 大端直徑 d 80mm 長 200mm 推進(jìn)距離 l 600mm 推程平均速度為 v s mm45 進(jìn)進(jìn) 度度 及及 完完 成成 日日 期期 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(jì)實(shí)習(xí) 搜集洗瓶機(jī)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(jì)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(dòng)示意圖 4 月 30

3、日至 5 月 13 日 完成裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制 5 月 14 日至 5 月 27 日 完成零件圖的設(shè)計(jì)和繪制 5 月 28 日至 6 月 10 日 完成設(shè)計(jì)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 評(píng) 語 指導(dǎo)教師 年 月 日 指 定 論 文 評(píng) 閱 人 評(píng) 語 評(píng)閱人 年 月 日 答 辯 委 員 會(huì) 評(píng) 語 指導(dǎo)教師給定 成績 30 評(píng)閱人給定 成績 30 答辯成績 40 總 評(píng) 答辯委員會(huì)主席 簽字 評(píng) 定 成 績 摘摘要要 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(jī)構(gòu)裝置 洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)的功能利用推頭平穩(wěn)的將

4、瓶子送進(jìn)的一個(gè)過程 在急回到原 點(diǎn) 反復(fù)運(yùn)動(dòng) 推瓶機(jī)構(gòu)原理是利用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和凸輪組合成一個(gè)洗瓶機(jī)推 瓶機(jī)構(gòu) 通過凸輪和鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)本身特性來完成平穩(wěn)送瓶和機(jī)構(gòu)急回 經(jīng)過 多個(gè)方案對(duì)比分析 確定比較合適方案為凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 對(duì)其進(jìn)行了參數(shù) 設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)對(duì)推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇 首先 對(duì)洗瓶機(jī)推瓶機(jī) 構(gòu)的電機(jī) 減速器等主要的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇 同時(shí)對(duì)推瓶機(jī)構(gòu)的凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了具體參數(shù)化設(shè)計(jì) 使的它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律能更好 的實(shí)現(xiàn)其實(shí)際的工作 最后通過對(duì)凸輪的輪廓曲線的調(diào)整和對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)桿長的局部修改 使 推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 工作行程等更加平穩(wěn)流暢 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 洗瓶機(jī)

5、 推瓶機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) Abstract Wash bottles of equipment is mainly used in pharmaceutical chemical and foodstuff trades etc filling the bottle 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 o

6、rigin and repetitive movement Push bottles of organization principle is to use hinged four bar mechanism and CAM combined into one bottle of institutions through tyre bottle washing CAM and hinged four bar mechanism itself characteristics to finish smoothly send bottles and agencies rush back Throug

7、h comparison and analysis multiple solutions for more appropriate scheme determined CAM hinged four bar mechanism its parameters 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

8、main transmission system gear reducer and the choice of design of CAM push bottle institutions hinged four bar mechanism are 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 insta

9、llation stem long local amended so push bottles of institutions state of motion working stroke as well as more smooth Key words rinsing machines Push bottles of institutions CAM mechanism Hinged four bar mechanism 目錄目錄 摘摘 要要 I Abstract II 目目 錄錄 III 第第 1 章章 緒緒 論論 1 1 1 課題研究的意義及現(xiàn)狀 1 1 2 洗瓶機(jī)的概況 2 1 3 課

10、題研究方 向 6 第第 2 章章 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) 書書 8 2 1 設(shè)計(jì)題目及工作原 理 8 2 2 功能原 理 8 2 3 洗瓶機(jī)的技術(shù)要 求 9 2 4 設(shè)計(jì)任 務(wù) 10 2 5 原始數(shù) 據(jù) 10 第第 3 章章 方案設(shè)方案設(shè) 計(jì)計(jì) 11 3 1 分析設(shè)計(jì)要 求 11 3 2 推瓶機(jī)構(gòu)選 擇 12 3 2 1 凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方 案 12 3 2 2 五桿組合機(jī)構(gòu)方 案 13 3 2 3 凸輪 全移動(dòng)副四桿機(jī) 構(gòu) 14 3 2 4 最終選定推瓶方 案 14 3 3 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)選 擇 15 3 3 1 間歇機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì) 15 3 3 2 進(jìn)瓶裝置簡 圖 18 3 3 3 進(jìn)瓶設(shè)計(jì)說 明 18

11、 3 3 4 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè) 計(jì) 18 3 4 洗瓶機(jī)構(gòu)選 擇 19 3 4 1 洗瓶裝置簡 圖 19 3 4 2 洗瓶設(shè)計(jì)說 明 19 3 5 推瓶機(jī)構(gòu)選 擇 20 3 5 1 推瓶起點(diǎn)設(shè) 計(jì) 20 3 5 2 推瓶終點(diǎn)設(shè) 計(jì) 20 3 6 總體方案設(shè) 計(jì) 21 3 6 1 方案總體方案一及運(yùn)動(dòng)說 明 22 3 6 2 方案二總體方案及運(yùn)動(dòng)說 明 24 3 6 3 方案評(píng) 估 26 3 6 4 選定最終方 案 26 第第 4 章章 技術(shù)設(shè)技術(shù)設(shè) 計(jì)計(jì) 29 4 1 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 29 4 1 1 凸輪基本參數(shù)設(shè) 計(jì) 29 4 1 2 凸輪的建 模 33 4 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè) 計(jì) 33 4

12、 2 1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè) 計(jì) 3 3 4 2 2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組合運(yùn)動(dòng) 圖 36 4 3 關(guān)鍵零部件的設(shè) 計(jì) 37 4 3 1 輸送帶的選 擇 37 4 3 2 電機(jī)的選 擇 39 4 3 3 減速器的選 擇 41 4 3 4 皮帶輪的選 擇 42 4 3 5 聯(lián)軸器的選 擇 43 4 3 6 滾動(dòng)軸承的選 擇 44 4 4 軸的設(shè)計(jì)計(jì) 算 46 4 4 1 軸材料的選 擇 46 4 4 2 軸的受力分 析 46 4 4 3 軸的強(qiáng)度校 核 48 4 4 4 按安全系數(shù)校 核 49 總總 結(jié)結(jié) 50 參考文參考文 獻(xiàn)獻(xiàn) 51 致致 謝謝 52 附件附件 一一 53 附件附件 二二 68

13、 第第 1 1 章章 緒緒論論 1 1 課課題題研研究究的的意意義義及及現(xiàn)現(xiàn)狀狀 洗瓶機(jī)是我國在八十年代初期 引進(jìn)日本三菱公司的技術(shù) 當(dāng)時(shí)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(rèn)為其結(jié)構(gòu)先進(jìn) 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(jī)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(jī) 也有一些啤酒廠對(duì)其進(jìn)行了技術(shù)改 造 并積累了很多寶貴經(jīng)驗(yàn) 對(duì)其進(jìn)行了幾次的技術(shù)改造 使其性能明顯優(yōu)于 其它洗瓶機(jī) 在當(dāng)時(shí)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(diǎn) 由于工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的需要 大量的玻璃瓶 塑料瓶需要進(jìn)行回收清 洗后再利用 節(jié)省了大量制瓶洗所

14、需要的費(fèi)用同時(shí)也提高了工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效 率 然而就在此時(shí)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(duì)洗瓶機(jī)設(shè)備的研究與改進(jìn)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(jī)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(jī)的制造廠家進(jìn)行了廣泛地討論和研究 對(duì)洗瓶機(jī)適時(shí)地進(jìn)行了一系列 的技術(shù)改進(jìn) 洗瓶機(jī)器設(shè)備的出現(xiàn)并且運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中 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)方式 達(dá)到了減少勞動(dòng)

15、力 節(jié)約費(fèi)用 提高工作效率 1 增 加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的 并且得到了廣大用戶的支持和好評(píng) 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(jìn)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(jī)已經(jīng)不能滿足市場生產(chǎn)力所需 現(xiàn)在洗瓶機(jī)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(kuò)大 洗瓶機(jī)作為一種清洗潔凈工具 在完成清洗的同時(shí) 現(xiàn)在要求具有消毒 干燥等功能同時(shí)具備 在完成整個(gè)工作過程中 對(duì)于提高生產(chǎn)能力 保證產(chǎn)品 質(zhì)量 2

16、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 降低生產(chǎn)成本 提高生產(chǎn)效率 加快生產(chǎn)周轉(zhuǎn)等方面 均有著重要的影響 同時(shí)也要保證安全生產(chǎn) 減少破損率也有顯著的作用 現(xiàn) 在市場上的很多洗瓶機(jī)都同時(shí)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(dòng)這一傳統(tǒng)概念 因?yàn)樗粌H在清洗程度上有很大的改變 而且具有嚴(yán) 格的時(shí)間 速率概念 根據(jù)系統(tǒng)事實(shí)的需要 及時(shí)地 迅速地 準(zhǔn)確地 將待 洗瓶進(jìn)行準(zhǔn)確而徹底的清洗 并完成相應(yīng)的檢驗(yàn)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(gè)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(diǎn)就 代表市場的需求 那么在洗瓶子的這一個(gè)環(huán)節(jié)可以說是

17、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大份 而這個(gè)就得依賴于先進(jìn)的清洗消毒工 具洗瓶機(jī) 在灌裝生產(chǎn)線的加工生產(chǎn)過程中 對(duì)瓶子的清洗主要依靠洗瓶機(jī) 隨著現(xiàn) 代企業(yè)生產(chǎn)能力 規(guī)模的擴(kuò)大 對(duì)這方面的要求越來越嚴(yán)苛 對(duì)瓶子的清潔程 度消毒水平都有了更高的要求 并且對(duì)機(jī)器的生產(chǎn)能力和效率也有了相當(dāng)?shù)囊?求 使得洗瓶子朝著高生產(chǎn)率高效率自動(dòng)化的方向發(fā)展 本次的設(shè)計(jì)就是在這 樣的市場要求大環(huán)境下進(jìn)行的 由于時(shí)間有限能力限制 我則主要負(fù)責(zé)洗瓶機(jī) 的機(jī)械部分 主要包括主工作部件 輔助工作部件的設(shè)計(jì) 1 2 洗洗瓶瓶機(jī)機(jī)的的概概況況 洗瓶機(jī)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)

18、節(jié) 其工作的穩(wěn)定性 安全性 先進(jìn)性一直受到人們的高度重視 但受傳統(tǒng)技 術(shù)的制約 市場上的洗瓶機(jī)基本都是大同小異 沒有什么突破性的進(jìn)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(jìn)步與發(fā)展 大量先進(jìn)技術(shù)成果的應(yīng)用 現(xiàn)在洗瓶機(jī)也將發(fā)生很大的變化的 自動(dòng)數(shù)字洗瓶機(jī)是在生產(chǎn)工作過程中不直接進(jìn)行人工處理的情況下 能自 動(dòng)對(duì)瓶子進(jìn)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(dòng) 數(shù)字洗瓶機(jī)是采用機(jī)械式操作過程 依托數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行控制管理 通過數(shù)字化 處理能自動(dòng)控制洗瓶機(jī) 進(jìn)行相關(guān)的作業(yè) 能自動(dòng) 徹底 準(zhǔn)確 迅速地對(duì)待 洗瓶進(jìn)行清洗 消毒 干燥并且計(jì)量 隨著數(shù)字化自動(dòng)化的不斷運(yùn)用

19、與普及 必是洗瓶機(jī)的最大發(fā)展趨勢(shì) 故僅就自動(dòng)洗瓶機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)做一些初步的分析 與探討 自動(dòng)洗瓶機(jī)發(fā)展總趨勢(shì) 現(xiàn)代自動(dòng)洗瓶機(jī)的發(fā)展主要趨勢(shì)之一就是自動(dòng)化 速率高速化 功能全面 化 人機(jī)結(jié)合靈活化 隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)制造業(yè)的要求也在不斷提高 這不僅表 現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品數(shù)量的要求上 更是表現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量與要求方面 由于市場發(fā) 展的需求推動(dòng)和促進(jìn)了洗瓶機(jī)的技術(shù)改造和技術(shù)進(jìn)步 自動(dòng)化技術(shù) 數(shù)字化技 術(shù)的結(jié)合應(yīng)用 對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)的精確化和自動(dòng)化提出了更高的要求 而制造業(yè) 的大力發(fā)展 也促進(jìn)了市場對(duì)產(chǎn)品的需求增加 我們先來看看國內(nèi)對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)的需求 中國全自動(dòng)洗瓶機(jī)項(xiàng)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

20、出 越是生產(chǎn)要求高的 制造業(yè)較發(fā)達(dá)的 地區(qū) 對(duì)洗瓶機(jī)的需求也是高于其他的地區(qū) 但隨著國家相關(guān)政策的推進(jìn)與實(shí) 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(jī)的幫助來完成相應(yīng)的工作要求 可見整體市 場對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)的需求是有廣闊的空間的 自動(dòng)洗瓶機(jī)市場需求與供給圖 我們?cè)賮砜纯词袌鲂枨鬆顩r 從上表同樣可以看出市場對(duì)洗瓶機(jī)的需求是不斷上漲 因此開發(fā)研究洗瓶 機(jī)的潛力大有作為 國內(nèi)形勢(shì) 洗瓶機(jī)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(jìn)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

21、科技力量和理念不斷誕生 并且應(yīng)用 越來越普遍 作為機(jī)械生產(chǎn)的一員 對(duì)洗瓶機(jī)的研究和改革創(chuàng)新也是不斷取 得新的成果 我們的國內(nèi)洗瓶機(jī)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(jī)沒有形成一定的 強(qiáng)勢(shì)資源 各個(gè)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(jī)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(dá)技術(shù)的國家企業(yè)合作 一起促進(jìn)了洗瓶 機(jī)市場在國內(nèi)的發(fā)展 新技術(shù)的發(fā)展也給洗瓶機(jī)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(jì)算機(jī)技術(shù) 二維的CAD早已在制造業(yè)普及 三維的 設(shè)計(jì)也在慢慢推廣 電氣設(shè)計(jì)部分采

22、用ED 等先進(jìn)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了定位準(zhǔn)確 操控方便 其安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(jìn)了創(chuàng) 新設(shè)計(jì)的進(jìn)程 并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究成果 使 得洗瓶機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)開始向數(shù)字化化方向發(fā)展 根據(jù)現(xiàn)實(shí)和發(fā)展 設(shè)計(jì)手段越來越體現(xiàn)出精確化 自動(dòng)化 虛擬化與快捷 的特點(diǎn) 現(xiàn)代的洗瓶機(jī)正朝著機(jī)電一體化 自動(dòng)化 數(shù)字化 個(gè)性化方向發(fā)展 自動(dòng)檢測(cè) 自動(dòng)數(shù)據(jù)處理 運(yùn)算 判斷 存儲(chǔ) 記憶 自動(dòng)顯示 自動(dòng)控制 故障診斷和自動(dòng)保護(hù)及維護(hù)等功能得到了大量的應(yīng)用 因此洗瓶機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè) 計(jì)是以降低設(shè)計(jì)成本 提高設(shè)計(jì)速

23、度 縮短設(shè)計(jì)周期為目的 包括降低成本設(shè) 計(jì) 可靠性設(shè)計(jì) 快速設(shè)計(jì) 并行設(shè)計(jì) 數(shù)字化設(shè)計(jì) 智能設(shè)計(jì) 廣義優(yōu)化設(shè) 計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù) 發(fā)展趨勢(shì) 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(jī)市場近年來異常的活躍起來 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制技術(shù)飛速發(fā)展 使得洗瓶機(jī)的 設(shè)計(jì)在綜合考慮控制系統(tǒng)安全 可靠性 操作的舒適性 機(jī)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(jī)的設(shè)計(jì)必須從原來的常規(guī)設(shè)計(jì)模式中 跳出來 用新觀點(diǎn) 新原理 新方法新技術(shù) 新工藝來設(shè)計(jì)適應(yīng)新形勢(shì)的新產(chǎn) 品 未來洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)是基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)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(jià)格

24、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(jì)過程中采用面向成本設(shè)計(jì)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(diǎn)要研究的是成本結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和價(jià)值工程分析技術(shù) 且需要構(gòu)造多種專用的設(shè)計(jì)知識(shí)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(shí)反應(yīng) 通過設(shè)計(jì)方案的調(diào)整實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段控制產(chǎn)品成本的真實(shí) 實(shí)現(xiàn) 洗瓶機(jī)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(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì) 1 具有零部件集成化 機(jī)構(gòu)簡潔化 結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化的整機(jī)設(shè)計(jì) 2 滿足個(gè)性用戶的特殊要求的個(gè)性化設(shè)計(jì) 3 滿

25、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(jī)新系列產(chǎn)品 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) 8 基于成本即時(shí)反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性DFC Design For Cost 設(shè)計(jì) 9 極短交貨期要求采用并行設(shè)計(jì)及并行工程技術(shù)的設(shè)計(jì) 10 基于產(chǎn)品全壽命周期的方便維護(hù)維修的設(shè)計(jì)及免維護(hù)設(shè)計(jì) 11 大型單臺(tái)復(fù)雜產(chǎn)品的虛擬設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)現(xiàn) 12 采用廣義優(yōu)化技術(shù)的設(shè)計(jì) 13 洗瓶機(jī)動(dòng)力學(xué) 疲勞壽命的分析研究 研究

26、成果的廣泛應(yīng)用 目前國內(nèi)外在洗瓶機(jī)創(chuàng)新研究方面的主要研究內(nèi)容有如下幾個(gè)方面 1 創(chuàng)新設(shè)計(jì)技術(shù) 開展對(duì)洗瓶機(jī)傳動(dòng)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(dòng)裝置 從而通過對(duì)不 同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選 分解和組合來產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)方案 不斷推出傳新創(chuàng)新設(shè)計(jì) 成果 2 降低成本的設(shè)計(jì)技術(shù) 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中采用面向成本設(shè)計(jì)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(diǎn)要研究的是成本結(jié)構(gòu)分析技術(shù)和價(jià)值工程分析技術(shù) 且需要構(gòu)造多種專用的設(shè)計(jì)知識(shí)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(shí)反應(yīng) 通過設(shè)計(jì)方案的調(diào)整實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段控制產(chǎn)品成本的

27、真正 實(shí)現(xiàn) 3 快速設(shè)計(jì)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 異地 設(shè)計(jì)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(jì)技術(shù) 人工智能技術(shù) 產(chǎn)品專設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)和虛擬制造技術(shù)也是快速設(shè)計(jì)的所要研究 的重要內(nèi)容 4 智能設(shè)計(jì)技術(shù)研究 洗瓶機(jī)智能CAD ICAD 技術(shù)和人機(jī)智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)技術(shù)的研究 使得面 向CIMS的智能設(shè)計(jì)走向智能設(shè)計(jì)的高級(jí)階段 原理方案智能設(shè)計(jì) 協(xié)同求解 基于實(shí)例的推理 知識(shí)獲取 表達(dá)和利用等技術(shù)也是智能設(shè)計(jì)技術(shù)所要研究的 重要內(nèi)容 洗瓶機(jī)創(chuàng)新設(shè)計(jì)是洗瓶機(jī)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(jì)

28、技術(shù)將對(duì)洗瓶機(jī)技術(shù)發(fā)展起到極 大的推動(dòng)作用 洗瓶機(jī)技術(shù)已處于快速發(fā)展階段 誰的創(chuàng)新設(shè)計(jì)搞得好 誰就 掌握了技術(shù)優(yōu)勢(shì) 誰就掌握了市場 1 3 課課題題研研究究方方向向 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(gè)方面 1 機(jī)構(gòu)的型式組合 即用什么機(jī)構(gòu)去完成所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 機(jī)構(gòu)的種 類很多 它們可以完成許多種運(yùn)動(dòng) 如往復(fù)運(yùn)動(dòng) 往復(fù)擺動(dòng) 沿直線運(yùn)動(dòng) 沿某 一指定的曲線運(yùn)動(dòng) 等速轉(zhuǎn)動(dòng)和不等速轉(zhuǎn)動(dòng)等等 而洗瓶機(jī)是主要又推瓶機(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) 根據(jù)設(shè)計(jì) 要求 推頭在工作行程

29、中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng) 在工作前后可有變速運(yùn)動(dòng) 回程時(shí) 有急回 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) 2 推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì) 即怎樣根據(jù)使用要求或工藝要求制定出一 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) 如果采用凸輪 連桿機(jī)構(gòu)的功能原理 則需要提出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來完成所運(yùn)動(dòng)的軌跡 來完成相應(yīng)的實(shí)際功能 如果 采用四連桿機(jī)構(gòu)的功能原理 怎樣實(shí)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(yùn)動(dòng)規(guī)律中 要找出一個(gè)適合客觀規(guī)律的最優(yōu)方案 3 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)如要進(jìn)行生產(chǎn) 必須要有進(jìn)瓶機(jī)構(gòu) 做為各工序 間的連接 另外進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)還起

30、到協(xié)調(diào)瓶流的作用 這意味著性能優(yōu)秀的 進(jìn)瓶機(jī)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 機(jī)構(gòu)的分析和綜合 綜合出合適的機(jī)構(gòu)類型后 怎樣進(jìn)一步確定機(jī)構(gòu) 中各構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀 也是一項(xiàng)要研究的問題 結(jié)合實(shí)際分析連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn) 動(dòng)規(guī)律及外型尺寸最終確定其整體外型尺寸 洗瓶機(jī)設(shè)備 只用一個(gè)動(dòng)力源 實(shí)現(xiàn) 三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng) 并且其主要?jiǎng)幼鞅仨殔f(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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 有不足的 地方希望希望大家多多批評(píng)指正 第第 2 2 章章 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)任任務(wù)務(wù)書書 2 1 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)題題目目及及工工作作原原理理 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)共同來完成它

31、的工作的 5 根 據(jù)上面洗瓶機(jī)工作情況示意圖 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 料以保證在工作過程中不至于將瓶子碰碎 第二 瓶子送到工作臺(tái)的同時(shí)導(dǎo)輥 已經(jīng)進(jìn)入了旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且噴水機(jī)構(gòu)也開始對(duì)瓶子進(jìn)行噴水 使瓶子隨著導(dǎo)輥 的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng) 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?洗干凈 如圖所示 圖 2 1 洗瓶機(jī)工作示意圖簡圖 2 2 功功能能原原理理 在實(shí)際工作中

32、要設(shè)計(jì)的機(jī)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(gè)總的功能原理 下面我們來分析一下洗瓶機(jī)是 通過什么功能原理來實(shí)現(xiàn)它所要完成的工作的 首先推瓶機(jī)構(gòu)所采用的功能原理是用機(jī)械能迫使瓶子由工作臺(tái)的一側(cè)運(yùn)動(dòng) 到另一側(cè) 則要求有一個(gè)工作行程為L L往返運(yùn)動(dòng)的推頭 同時(shí)推頭在工作過程 中要?jiǎng)蛩?回程時(shí)要快速 能夠滿足此運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以有很多種 如可以設(shè)計(jì)成 曲柄 四桿機(jī)構(gòu) 或凸輪連桿機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)其往復(fù)運(yùn)動(dòng)來完成其工作 要運(yùn)用此功 能原理來滿足其工作需要 在運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)方面就要考慮用什么來帶動(dòng)曲柄連 桿或凸輪連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng) 一般我們都用電機(jī)來完成此項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)功能 其次是轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的是

33、機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律 也是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中比較簡單的 運(yùn)動(dòng)規(guī)律 只需要有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與推瓶機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)相配合來實(shí)現(xiàn)洗瓶 設(shè)備的整體工作功能 它是有兩個(gè)長圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo) 輥的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)的 其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能 移動(dòng)功能是由推 瓶機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的 最后我們要了解一下轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)所采用的功能原理 它與導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)相同運(yùn)用 的都是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律 與其不同的是轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)要有很高的速度來完成 其對(duì)瓶子外壁的清洗工作 知道了它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就要進(jìn)一步了解它是由什么機(jī) 構(gòu)帶動(dòng)完成其所要求的功能的 推瓶機(jī)構(gòu) 導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)都是由一臺(tái)電 機(jī)來提供所有的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律的 這就要求我們對(duì)它們深入分析

34、 研究各構(gòu)件 之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的聯(lián)系 進(jìn)而的設(shè)計(jì)出符合其聯(lián)動(dòng)規(guī)律的整體設(shè)備 來滿足我 們預(yù)期想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo) 2 3 洗洗瓶瓶機(jī)機(jī)的的技技術(shù)術(shù)要要求求 表 1 1 洗瓶機(jī)的技術(shù)要求 方案號(hào) 瓶子尺寸 長 直徑 mm mm 工作行程 mm 生產(chǎn)率 個(gè) min 急回系數(shù) k A 80 20060033 2 4 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)任任務(wù)務(wù) 1 洗瓶機(jī)應(yīng)包括齒輪 平面連桿機(jī)構(gòu)等常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu) 學(xué)生應(yīng)該 提出兩種以上的設(shè)計(jì)方案并經(jīng)分析比較后選定一種進(jìn)行設(shè)計(jì) 2 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配 3 畫出機(jī)器的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 4 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) 平面連桿機(jī)構(gòu)

35、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 繪出運(yùn)動(dòng)線 圖 5 其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 2 5 原原始始數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 1 瓶子尺寸 長度L 200mm 直徑D 80mm 2 推進(jìn)距離S 600mm 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) 3 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 4 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好 結(jié)構(gòu)緊湊 制造方便 第第 3 3 章章 方方案案設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 3 1 分分析析設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求 由題目可知 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)

36、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) 根據(jù)設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng) 在工作段前后可有變速運(yùn)動(dòng) 回程時(shí)有急回 圖 3 1 1 推頭 M 運(yùn)動(dòng)軌跡 圖 3 1 2 瓶子規(guī)格 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) 為了完成清洗工藝過程 需要實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動(dòng)功能要求 1 瓶子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的導(dǎo)輥機(jī)構(gòu) 2 旋轉(zhuǎn)地瓶子沿導(dǎo)輥的平移運(yùn)動(dòng) 因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的推動(dòng)機(jī)構(gòu) 3 為實(shí)現(xiàn)瓶子洗刷 因此需

37、要設(shè)計(jì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu) 4 此外 還應(yīng)有相應(yīng)的送料機(jī)構(gòu)和取料機(jī)構(gòu) 5 為節(jié)約時(shí)間 提高效率 因此還要考慮推動(dòng)機(jī)構(gòu)的急回特性 對(duì)三種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析 1 導(dǎo)輥機(jī)構(gòu) 通過合理的設(shè)計(jì)及計(jì)算 利用導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力來 帶動(dòng)瓶子的旋轉(zhuǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的 2 推動(dòng)機(jī)構(gòu) 通過對(duì)工作行程 生產(chǎn)率急回系數(shù)等的分析 可以設(shè)計(jì)出 滿足其急回特性的推動(dòng)機(jī)構(gòu) 3 轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu) 只需通過軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)刷子即可 4 送料機(jī)構(gòu)和取料機(jī)構(gòu) 均采用導(dǎo)輥傳輸 此外 還應(yīng)注意 1 各機(jī)構(gòu)間運(yùn)動(dòng)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(jì)算 使推頭運(yùn)動(dòng)時(shí) 避免與轉(zhuǎn) 刷機(jī)構(gòu)接觸 若推頭僅作勻速直接運(yùn)動(dòng) 則不用考慮推頭與轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的接觸 在設(shè)計(jì)組

38、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 3 2 推推瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)選選擇擇 推瓶機(jī)構(gòu)的方案 根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求 推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機(jī)構(gòu) 為 了提高工作效率 一是行程速比變化系數(shù) K 盡量大一些 在推程 即工作行程 中 應(yīng) 使推頭作直線運(yùn)動(dòng) 或者近似直線運(yùn)動(dòng) 以保證工作的穩(wěn)定性 這些運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡至少為近似直線 以此 保證安全性 推頭的運(yùn)動(dòng)要求主要是滿足急回特性 能滿足急回特性的機(jī)構(gòu)主要有曲柄滑 塊機(jī)構(gòu) 曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)

39、桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 運(yùn)用前述設(shè)計(jì)的思想方法 再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 的特點(diǎn) 所以根據(jù)要求 本機(jī)構(gòu)采用了擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)構(gòu)方案有很多 我們可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn) 6 如 3 2 1 凸凸輪輪 鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的方方案案 如圖 3 2 1 所示 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿 2 上點(diǎn) M 走近似于所要求的軌跡 M 點(diǎn)的速度由等速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪通過構(gòu)件 3 的變速轉(zhuǎn)動(dòng)來控制 由于此方案的曲 柄 1 是從動(dòng)件 所以要注意度過死點(diǎn)的措施 圖 3 2 1 凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案 3 2 2 五五桿桿組組合合機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)方方案案 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

40、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 3 2 2 所示為兩個(gè)自由度的五桿低副機(jī)構(gòu) l 4 為它們的兩 個(gè)輸人構(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) 圖 3 2 2 五桿組合機(jī)構(gòu)方案 3 2 3 凸凸輪輪 全全移移動(dòng)動(dòng)副副四四連連桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的方方案案 圖 3 2 3 所示全移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)是兩自由度機(jī)構(gòu) 構(gòu)件 2 上的 M 點(diǎn)可精確 再現(xiàn)給定的軌跡 構(gòu)件 2 的運(yùn)動(dòng)速度和急回特征由凸輪

41、控制 這個(gè)機(jī)構(gòu)方案的 缺點(diǎn)是因水平方向軌跡太長 造成凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)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(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案 3 2 4 最最終終選選定定推推瓶瓶方方案案 根據(jù)上節(jié)所給出的三種設(shè)計(jì)方案 我們來討論并從中選出較優(yōu)方案進(jìn)行最 終的設(shè)計(jì) 首先是凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 此機(jī)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(jì)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(yùn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)推回程速度比和推程 但缺點(diǎn)是四桿機(jī)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(shí)

42、現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng) 沖擊 震 動(dòng)較大 一般適用于低速場合 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)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(jì)要求 其次五桿組合機(jī)構(gòu)的方案 此方案所需要的桿件繁多 設(shè)計(jì)煩瑣 實(shí)際機(jī) 構(gòu)尺寸過大 不是很合理的一個(gè)設(shè)計(jì)方案 性價(jià)比也不高 最后凸輪 全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案是兩自由度機(jī)構(gòu) 構(gòu)件 2 上的 M 點(diǎn)可 精確再現(xiàn)給定的軌跡 構(gòu)件 2 的運(yùn)動(dòng)速度和急回特征由凸輪控制 這個(gè)機(jī)構(gòu)方 案的缺點(diǎn)是因水平方向軌跡太長 造成凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程過大 而使相應(yīng) 凸輪尺寸過大 不符合實(shí)際要求 空間過大 7 3 3 進(jìn)進(jìn)瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)選選擇擇 3 3 1 間間歇歇機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 能夠?qū)⒃瓌?dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)

43、轉(zhuǎn)變?yōu)閺膭?dòng)件周期性運(yùn)動(dòng)和停止的機(jī)構(gòu)叫做間歇 機(jī)構(gòu) 如棘輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)等 8 1 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)是由搖桿 棘爪 棘輪 止動(dòng)爪和機(jī)架組成 可將主 動(dòng)搖桿連續(xù)往復(fù)擺動(dòng)變換為從動(dòng)棘輪的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 其棘輪軸的動(dòng)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(yùn)動(dòng)可靠等特點(diǎn) 但沖擊 噪 音大 且運(yùn)動(dòng)精度低 棘輪機(jī)構(gòu)簡圖 2 槽輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)的典型機(jī)構(gòu)是由由主動(dòng)撥盤 從動(dòng)槽輪及機(jī)架組成 可將主動(dòng)撥 盤的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變換為槽輪的間歇轉(zhuǎn)動(dòng) 并具有結(jié)構(gòu)簡單 尺寸小 機(jī)械效率高 能較平穩(wěn)地間歇轉(zhuǎn)位等特點(diǎn) 槽輪機(jī)構(gòu)簡圖 3 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)是由普通齒輪機(jī)構(gòu)演變而得的一

44、種間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 不完全 齒輪機(jī)構(gòu)的主動(dòng)輪的輪齒不是布滿在整個(gè)圓周上 而只有一個(gè)或幾個(gè)齒 并根 據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間與停歇時(shí)間的要求 在從動(dòng)輪上加工出與主動(dòng)輪相嚙合的齒 不完全齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活 從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)角范圍大 很容易實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期 中的多次動(dòng) 停時(shí)間不等的間歇運(yùn)動(dòng) 但加工復(fù)雜 在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)速度 有突變 引起剛性沖擊 不宜用于高速轉(zhuǎn)動(dòng) 主 從動(dòng)輪不能互換 不完全齒輪機(jī)構(gòu)簡圖 4 最終選定機(jī)構(gòu) 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)簡單 效率高 運(yùn)行平穩(wěn)而且能達(dá)到預(yù)計(jì)的要求 我設(shè)計(jì)的是當(dāng)主動(dòng)撥盤 缺口圓盤 勻速轉(zhuǎn)一周 從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn) 90 而 傳動(dòng)帶的導(dǎo)桿也轉(zhuǎn)過 90 而且要等于一個(gè)瓶子的長

45、度 而所用時(shí)間是洗瓶 裝置的一個(gè)來回 即 T 20s 則有 主動(dòng)撥盤角速度 w 2 20s 0 314rad s 3 3 2 進(jìn)進(jìn)瓶瓶裝裝置置簡簡圖圖 圖 3 3 2 進(jìn)瓶裝置簡圖 3 3 3 進(jìn)進(jìn)瓶瓶設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說說明明 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助大齒輪帶動(dòng)上圖中小齒輪 又由小齒輪帶動(dòng) 的軸旋轉(zhuǎn) 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿 然后蝸輪蝸桿帶動(dòng)其上的齒輪 再由齒輪帶 動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn) 3 3 4 運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 在這里我選用的是槽輪間歇機(jī)構(gòu)來進(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 因?yàn)榘凑丈a(chǎn)率為 3 min 得到每洗一個(gè)要 20s 所以我設(shè)計(jì) 主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為

46、20s 這樣從動(dòng)撥盤就每 20s 轉(zhuǎn)動(dòng) 90 再讓它轉(zhuǎn) 過 90 時(shí)的路程等于一個(gè)瓶子的長度即 200mm 則可以確定主動(dòng)帶輪 1 的半徑 R1 因?yàn)?s v1 R1 200mm v1 W R1 由 3 3 1 可知 W 0 314rad s 所以 R1 100mm 3 4 洗洗瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)選選擇擇 3 4 1 洗洗瓶瓶裝裝置置簡簡圖圖 圖 3 4 1 洗瓶裝置簡圖 3 4 2 洗洗瓶瓶設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說說明明 在這里我特意將推頭設(shè)計(jì)成可以清洗瓶子內(nèi)表面的刷子 它比瓶子的內(nèi)徑 稍大一些 瓶子在進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的輸送下開始進(jìn)入洗瓶機(jī)構(gòu) 在推頭的作用下 后 面又有洗外表面刷子的阻力 內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶內(nèi)

47、待到推頭的擋 板抵到瓶口之后就可以推著瓶子走了 隨著導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng) 瓶子內(nèi)外表面都可以 得到很好的清洗 另外 值得注意的一點(diǎn)是 內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩?所以要選用軟一 點(diǎn)刷子 方便輕易的伸到瓶里面而不影響瓶子移動(dòng) 還有就是內(nèi)刷子的刷桿也 要用軟一點(diǎn)橡膠棒 方便瓶子洗好時(shí) 借助重力好脫離內(nèi)刷子 順著出瓶軌道 滑出 滑到裝瓶箱 3 5 推推瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)選選擇擇 3 5 1 推推瓶瓶起起點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 1 起點(diǎn)時(shí)的簡圖 圖 3 5 1 推瓶裝置起點(diǎn)簡圖 2 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)說明 上圖是剛剛開始推瓶時(shí)候 凸輪轉(zhuǎn)到最高點(diǎn) 推桿回到最左端 此時(shí) 剛 好進(jìn)瓶裝置送下一個(gè)瓶 內(nèi)刷子隨推桿插入瓶子內(nèi) 刷毛盡量選用軟性材

48、料 方便內(nèi)刷子插入瓶內(nèi) 這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿內(nèi)刷子先伸進(jìn)瓶子內(nèi) 等推頭擋 板抵到瓶口時(shí) 瓶子才受到推桿的推力 推頭才會(huì)推動(dòng)瓶子運(yùn)動(dòng) 進(jìn)行外表面 的清洗 一直到導(dǎo)輥完 3 5 2 推推瓶瓶終終點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 1 終點(diǎn)時(shí)設(shè)計(jì)簡圖 圖 3 5 2 推瓶裝置終點(diǎn)簡圖 2 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說明 上圖是推瓶推到終點(diǎn)的時(shí)候 凸輪轉(zhuǎn)到最低點(diǎn) 推桿回到最右端 此時(shí) 瓶子在推桿的作用下 走到導(dǎo)輥末端 在重力的作用下 瓶子沿內(nèi)刷子隨刷桿 滑入瓶子出瓶軌道內(nèi) 刷桿和刷毛盡量選用軟性材料 方便瓶子滑入出瓶滑道 內(nèi) 這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿內(nèi)刷子先退出瓶子內(nèi) 瓶子滑出內(nèi)刷子后 瓶子才 落到出瓶滑道內(nèi) 推頭才會(huì)繼續(xù)做回復(fù)運(yùn)動(dòng) 不過要

49、避免死點(diǎn)的產(chǎn)生 才能穩(wěn) 定的進(jìn)行下一個(gè)瓶子內(nèi)外表面的清洗 一直循環(huán)工作 3 6 總總體體方方案案設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 3 6 1 方方案案一一總總體體方方案案及及運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)說說明明 1 方案一總體方案簡圖 2 方案一運(yùn)動(dòng)說明 首先動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)輸出 因?yàn)樾枰乃俣炔皇呛芨?所以要經(jīng)過減速箱減 速 再經(jīng)過帶傳動(dòng)傳給齒輪 1 齒輪一又傳給齒輪 2 帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn) 導(dǎo)輥傳動(dòng) 由齒輪 3 帶動(dòng)齒輪 4 使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng) 再由齒輪 4 帶動(dòng)齒 輪 5 齒輪 5 又帶動(dòng)齒輪 6 使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng) 因?yàn)辇X輪 4 和齒輪 6 大小一 樣 齒輪 5 主要是保證兩導(dǎo)輥轉(zhuǎn)向一致 這樣既保證速度一樣 也保證了旋轉(zhuǎn) 方向一樣 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)

50、傳動(dòng) 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助齒輪 4 帶動(dòng)齒輪 7 又由齒輪 7 帶動(dòng)的軸旋 轉(zhuǎn) 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿 B 然后蝸輪蝸桿 B 帶動(dòng)齒輪 9 再由齒輪 9 帶動(dòng)間 歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn) 洗瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 洗瓶機(jī)構(gòu)是通過齒輪 6 帶動(dòng)齒輪 8 齒輪 8 帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng) 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿 C 然后再通過蝸輪 10 傳給齒輪 13 而齒輪 13 通過左右 各一個(gè)小齒輪 齒輪 12 和齒輪 14 傳給同尺寸的齒輪 11 和齒輪 15 這樣也保 證了它們?nèi)齻€(gè)齒輪 齒輪 11 齒輪 13 和齒輪 15 轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)速相同 三個(gè)齒輪 又把動(dòng)力傳給刷子 通過三個(gè)外刷子的旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子的外表面 推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 由蝸輪蝸桿 A 帶動(dòng)齒

51、輪 16 再由齒輪 16 傳給凸輪的齒輪 再由凸輪的齒輪帶動(dòng)凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 3 6 2 方方案案二二總總體體方方案案及及運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)說說明明 1 方案二總體方案簡圖 2 方案二運(yùn)動(dòng)說明 首先需將瓶子放入膠帶上 通過進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)間歇的送到導(dǎo)輥軌跡上 轉(zhuǎn)動(dòng)的 毛刷通過五桿組合機(jī)構(gòu)帶動(dòng)毛刷插入瓶子 毛刷在導(dǎo)桿的推動(dòng)和旋轉(zhuǎn)下邊前進(jìn) 邊清洗內(nèi)表面 推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn) 再由外面轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子將瓶子外表面洗凈 要實(shí)現(xiàn)上述分功能 有下列工藝動(dòng)作過程 1 皮帶做間歇直線運(yùn)動(dòng) 2 瓶子由皮帶到導(dǎo)輥的滑動(dòng) 3 內(nèi)表面毛刷勻速推進(jìn)和自身旋轉(zhuǎn) 4 推頭作直線或者近似直線運(yùn)動(dòng) 將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置 5

52、 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) 6 同時(shí) 有原動(dòng)件帶動(dòng)的刷子也同時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動(dòng)時(shí)將瓶子的外 表面就清洗干凈 7 在瓶子移動(dòng)過程中 內(nèi)刷子同時(shí)在瓶子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng) 動(dòng)作結(jié)束 則刷子移出瓶外 8 瓶子離開皮帶 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) 9 洗好的瓶子由斜面滑下 進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶送出 3 6 3 方方案案評(píng)評(píng)估估 下面從運(yùn)動(dòng)鏈的長短 機(jī)構(gòu)的排列順序 傳動(dòng)比分配 運(yùn)動(dòng)副的形式以及 機(jī)械效率等方面對(duì)上面兩種方案進(jìn)行評(píng)估 1 運(yùn)動(dòng)鏈的長短 兩種方案都比較簡單 運(yùn)動(dòng)鏈的長度也差不多 但方案構(gòu) 件數(shù)目少一些 簡單一點(diǎn) 2 機(jī)構(gòu)的排列順序 兩

53、種方案的排列順序都不是十分合理 方案一中 有部 分渦輪蝸桿傳動(dòng) 以傳動(dòng)動(dòng)力為主 應(yīng)該將渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)布置在高速級(jí) 齒輪 機(jī)構(gòu)在低速級(jí) 但方案一中沒有嚴(yán)格按照這樣分布 方案二中有帶傳動(dòng)時(shí) 進(jìn) 瓶與出瓶機(jī)構(gòu) 這種摩擦傳動(dòng)外廓尺寸較大的機(jī)構(gòu)一般安排在運(yùn)動(dòng)鏈的起始端 而其沒有 也不是十分合理 3 傳動(dòng)比分配 兩個(gè)用的構(gòu)件差不多 但是方案二中洗瓶刷子用帶傳動(dòng) 其 現(xiàn)實(shí)制作麻煩 且誤差大 所以方案一傳動(dòng)比更合理一些 4 運(yùn)動(dòng)副的形式 兩種方案用的運(yùn)動(dòng)副都差不多 但在總體設(shè)計(jì)上方案一明 顯比方案二更精確 齒輪運(yùn)用更恰當(dāng) 布局也更合理 5 機(jī)械效率 在這方面方案一中大多采用齒輪傳遞 而且布局更合理 所以 精度較

54、高 而方案二中含有帶傳動(dòng)等效率低的機(jī)構(gòu) 所以機(jī)械效率比方案一稍 低一些 3 6 4 選選定定最最終終方方案案 通過仔細(xì)評(píng)估比較 最終選定方案一 其設(shè)計(jì)更合理 可行性更高 而且 布局上也明顯比方案二合理 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也更嚴(yán)謹(jǐn)一些 在數(shù)據(jù)處理上也比方案 二清楚明了 所以最終通過評(píng)估決定選方案一作為最終選定方案 1 最終方案簡圖 最終總體方案簡圖 2 最終方案運(yùn)動(dòng)說明 首先動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)輸出 因?yàn)樾枰乃俣炔皇呛芨?所以要經(jīng)過減速箱減 速 再經(jīng)過帶傳動(dòng)傳給齒輪 1 齒輪一又傳給齒輪 2 帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn) 導(dǎo)輥傳動(dòng) 由齒輪 3 帶動(dòng)齒輪 4 使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng) 再由齒輪 4 帶動(dòng)齒輪 5 齒輪 5 又帶動(dòng)齒輪 6

55、 使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng) 因?yàn)辇X輪 4 和齒輪 6 大小一樣 齒輪 5 主要是保證兩導(dǎo)輥轉(zhuǎn)向一致 這樣既保證速度一樣 也保證了旋轉(zhuǎn)方向 一樣 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助齒輪 4 帶動(dòng)齒輪 7 又由齒輪 7 帶動(dòng)的軸旋 轉(zhuǎn) 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿 B 然后蝸輪蝸桿 B 帶動(dòng)齒輪 9 再由齒輪 9 帶動(dòng)間 歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn) 洗瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 洗瓶機(jī)構(gòu)是通過齒輪 6 帶動(dòng)齒輪 8 齒輪 8 帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng) 再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿 C 然后再通過蝸輪 10 傳給齒輪 13 而齒輪 13 通過左右 各一個(gè)小齒輪 齒輪 12 和齒輪 14 傳給同尺寸的齒輪 11 和齒輪 15 這樣也保 證了它們?nèi)齻€(gè)齒輪 齒輪 11

56、齒輪 13 和齒輪 15 轉(zhuǎn)向 轉(zhuǎn)速相同 三個(gè)齒輪 又把動(dòng)力傳給刷子 通過三個(gè)外刷子的旋轉(zhuǎn)來清洗瓶子的外表面 推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng) 由蝸輪蝸桿 A 帶動(dòng)齒輪 16 再由齒輪 16 傳給凸輪的齒輪 再由凸輪的齒輪帶動(dòng)凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 第第 4 4 章章 技技術(shù)術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 4 1 凸凸輪輪機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 4 1 1 凸凸輪輪基基本本參參數(shù)數(shù)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 1 凸輪機(jī)構(gòu)的組成 凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件 凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動(dòng) 但也有作 往復(fù)擺動(dòng)或移動(dòng)的 推桿是被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件 因?yàn)樵谕馆啓C(jī)構(gòu)中推桿多 是從動(dòng)件 故又常稱其為從動(dòng)件 凸輪機(jī)構(gòu)就是由凸輪 推桿和機(jī)架三個(gè)主要 構(gòu)件

57、所組成的高副機(jī)構(gòu) 9 2 凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)在考慮摩擦?xí)r 其凸輪對(duì)推桿的作用力 F 和推桿所受的載荷 包括推桿的自重和彈簧壓力等 G 的關(guān)系為 F G cos 1 l 2b l sin 1 tan 2 4 1 3 凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 推桿所受正壓力的方向 沿凸輪廓線在接觸點(diǎn)的法線方向 與推 桿上作用點(diǎn)的速度方向之間所夾之銳角 稱為凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓 力角 用 表示 在凸輪機(jī)構(gòu)中 壓力角 是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參 數(shù) 在其他條件相同的情況下 壓力角 愈大 則分母越小 作用 力 F 將愈大 如果壓力角大到使作用力將增至無窮大時(shí) 機(jī)構(gòu)將發(fā)生自 鎖 而此時(shí)的壓力角

58、特稱為臨界壓力角 c 即 arctan 1 1 2b l tan 2 1 4 2 為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn) 應(yīng)使其最大壓力角 max 小于臨界 壓力角 c 在生產(chǎn)實(shí)際中 為了提高機(jī)構(gòu)的效率 改善其受力情況 通常規(guī)定凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角 max 應(yīng)小于某一許用壓力角 其值一般為 推程 對(duì)擺動(dòng)推桿取 35 45 回程時(shí)通常取 70 80 4 根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容確定出凸輪設(shè)計(jì)曲線圖如下圖所示 凸輪設(shè)計(jì)曲線圖 凸輪的輪廓主要尺寸是根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)推頭所要達(dá)到的工作行程和推頭工作速度 來確定的 初步定基圓半徑 r0 50m 溝槽寬 20mm 凸輪厚 25mm 孔 r 15mm 滾子半徑 rr 10mm 凸輪的

59、理論輪廓曲線的坐標(biāo)公式為 4 sin 0 srx cos 0 sry 3 5 求凸輪理論輪廓曲線 a 推程階段 1 2 216 01 2 2sin 0110111 hs 2 4sin 2 1 h 2 1 0 1 b 遠(yuǎn)休階段 36 02 5 7 5 2 s 5 0 2 c 回程階段 72 03 5 2 33 10 hs 03 5 03 5 3 4 03 4 3 6 15 hh 5 5 3 4 3 4 3 3 3 3 1458 1215 270 hhh 5 2 0 3 d 近休階段 36 02 5 0 4 s 5 0 4 e 推程段的壓力角和回程段的壓力角 4 sr dds 0 arctan 4

60、 將以上各相應(yīng)值代入式 A 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)休階段取 在回程階段取 1 201 在近休階段取 計(jì)算結(jié)果見表 4 1 30201 4030201 根據(jù)推瓶機(jī)構(gòu)原理 推瓶機(jī)構(gòu)所需達(dá)到的工作要求來設(shè)計(jì)凸輪 凸輪的基本尺 寸在近休時(shí)尺寸為 50mm 達(dá)到最遠(yuǎn)距離時(shí)尺寸為 180 9mm 6 求工作輪廓曲線 有公式的 4 cos r rxx sin r ryy 5 其中 4 22 sin dddddd yxx 6 4 22 cos dddddd yxy 7 a 推程階段 21 0 1 101 cossin srdddd xx 1011 cossin4

61、cos1 2 sr h 101 sincos srdddd sy 1011 sincos4cos1 2 sr h b 遠(yuǎn)休階段 5 0 20 2 cos srdd x 20 2 sin srdd yy c 回程階段 5 2 0 303 cossin srdddd sx 303 5 4 3 4 3 3 3 2 3 cossin 7290 4860 810srhhh 303 5 4 3 4 3 3 3 2 3 sincos 7290 4860 810 srhhhddy d 近休階段 5 0 40 3 4cos srddx 40 3 4sin srddy 計(jì)算結(jié)果可以得凸輪工作輪廓曲線個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)見下

62、表 x y x y 0 5 10 350 355 360 0 0 4 359 8 705 8 682 4 358 0 0 50 0 49 826 49 370 49 246 49 810 50 0 0 0 3 602 7 409 6 946 3 486 0 0 40 0 39 855 39 455 39 392 39 847 40 0 4 1 2 凸凸輪輪的的建建模模 根據(jù)上一節(jié)內(nèi)容凸輪的基本尺寸利用 Pro E 10 軟件做的凸輪機(jī)構(gòu) 如下圖所示 圖 4 1 2 所示 圖 4 1 2 凸輪機(jī)構(gòu)建模 4 2 鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 4 2 1 鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的尺尺寸寸

63、設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 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 又已知的行程速比系數(shù) K 和搖桿擺角 69 度 在由圖 4 2 1 1 查的最小傳動(dòng)角的最大值 max min 及 的大小在計(jì)算各桿的長 度 行程速比系數(shù) K 和搖桿擺角變化插圖 查表可知 max min 45 75 則 180 K 1 K 1 90 4 8 a d sin 2 sin 2 cos 2 2 b d sin 2 sin 2 sin 2 2 c d a d b d 1 2 a d b d cos 選定機(jī)架長度 d 就可以確定其他各干長度 根據(jù)推瓶的行程來確定各桿的長度及擺角大小 搖

64、桿所轉(zhuǎn)的角度 69 度 行 程 速比系數(shù) K 3 得 L1 477 64mm L2 290 22mm L3 577 3mm L4 500mm 連桿機(jī)構(gòu)中的 運(yùn)動(dòng)副一般均為低副 其運(yùn)動(dòng)元素為面接觸 壓力較小 承載能力較大 潤滑 較好 磨損小 加工制造容易 且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉 能很好 的保證工作可靠性 對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)來說 當(dāng)其鉸鏈中心位置確定后 各桿的長度也就確定了 用作圖法進(jìn)行設(shè)計(jì) 就是利用各鉸鏈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系 通過作圖法 確定各鉸鏈的位置 從而得出各桿的長度 圖解法的優(yōu)點(diǎn)是直觀 簡單 快捷 對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)位置下的設(shè)計(jì)十分方便 其設(shè)計(jì)精度也能滿足工作要求 根據(jù)第 3 章四桿機(jī)構(gòu)

65、的尺寸來設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 連桿材料為 45 鋼調(diào)制處理 桿粗為 20mm 根據(jù)各干長度尺寸現(xiàn)用 Pro E 軟件繪制連桿機(jī)構(gòu)圖如下 這兩幅圖分別為連桿滑塊在凸輪上轉(zhuǎn)到近休時(shí)連桿 機(jī)構(gòu)的位置所示 連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪遠(yuǎn)休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置所示 凸輪上轉(zhuǎn)到近休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置 凸輪上轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置 4 2 2 鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)組組合合圖圖 下圖兩個(gè)依次為連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪最遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)休位置時(shí)的圖所示 連桿滑 塊轉(zhuǎn)到凸輪最近距離近休位置時(shí)的圖所示 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)休位置時(shí) 這時(shí)通過連桿在凸輪上的滾子推動(dòng)連桿 鉸鏈四 桿機(jī)構(gòu)的擺桿 2 運(yùn)動(dòng)到了最大位置 和機(jī)架安裝的桿 1 在一條水平線

66、上 凸輪遠(yuǎn)休止位置示意圖 當(dāng)凸輪運(yùn)動(dòng)到近休位置時(shí) 這時(shí)通過在凸輪上連接滾子的連桿推動(dòng)桿 2 和 桿 3 運(yùn)動(dòng)到一條直線上 這個(gè)時(shí)候是擺桿回到了初始位置 推頭開始推瓶 凸輪近休止位置示意圖 4 3 關(guān)關(guān)鍵鍵零零部部件件的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 4 3 1 輸輸送送帶帶的的選選擇擇 輸送帶是洗瓶機(jī)執(zhí)行裝置中的重要部件 它直接與啤酒瓶接觸 拖動(dòng)啤酒 瓶運(yùn)動(dòng) 其材料與外形尺寸的選擇十分重要 本機(jī)采用輸送帶輸送加輸送導(dǎo)軌導(dǎo)向的方式進(jìn)行輸送動(dòng)作 擬選用輸送鏈 帶的形式進(jìn)行輸送 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н\(yùn)動(dòng)較為準(zhǔn)確 技術(shù)十分成熟 并且平頂鏈?zhǔn)菢?biāo)準(zhǔn)化部件 利于 鏈帶的維修 更換 提高產(chǎn)品競爭力 11 本次設(shè)計(jì)擬選用塑料平頂鏈 塑料平頂鏈?zhǔn)怯梢幌盗械木哂袠?biāo)準(zhǔn)規(guī)定寬度 的平板鏈節(jié)組成 塑料平板的兩端各帶有鉸卷 在相連接鉸卷孔中穿人銷軸 使各板相互連接成能作單向自由彎曲的平頂鏈 見下圖 銷軸通常用不銹鋼制 成 與固定鉸卷采用壓力配合或滾花來固定 塑料平頂鏈?zhǔn)抢勉q卷的外徑與 鏈輪的齒槽相互嚙合來完成傳動(dòng) 塑料平頂鏈 根據(jù)上一章啤酒瓶的尺寸數(shù)據(jù)中的瓶底直徑 80mm