洗瓶机课程设计参考.doc

*************大学 课 程 设 计 课程设计名称： 洗 瓶 机 学 生 姓 名： * * 学 院： ************* 专业及班级： ********************************** 学 号： ********** 指导教师： 2009 年 1 月 5 日 摘 要 本次课程设计从洗瓶机的工作原理入手，主要设计洗瓶机的推瓶机构，从两种方案中选择优化方案，实现给定的推瓶运动轨迹。 洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只刷子转动的转子所组成。为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊上，可以带动瓶子旋转，同时导辊上开有螺纹，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。在导辊轴向上依次排列3把可旋转的刷子，保证在整个导辊长度上对瓶子进行清洗，确保瓶子的清洁。 洗瓶机工作示意图 洗瓶机的技术要求见下表： 方案号 瓶子尺寸 （长×直径）/(mm,mm) 工作行程 /（mm） 生产率 /（个/min） 急回系数 K 电动机转速/(r/min) A φ100×200 600 3 3 1440 B φ80×180 500 4 3.2 1440 C φ60×150 420 5 3.5 960 设计要求： 洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。学生应提出两种以上的设计方案并经过分析比较后选定一种进行设计。 设计传动系统并确定其传动比分配。 绘制机器的机构运动方案简图和运动循环图。 设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。也可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹，并对平面连杆机构进行运动分析，绘出运动线图。若采用凸轮机构，要求用图解法设计凸轮。 其他机构的设计说明。 编写设计计算说明书。 学生可进一步完成：洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。 系统工作原理： 设计的推平机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备第二个工作循环。 根据设计要求，推头M可走如下图的所示轨迹，而且推头M在工作行程中应作匀速直线运动，在工作段前后可有变速运动，回程时有急回特性。 对这种运动要求，若用单一的常用机构时不容易实现的，通常要把若干个基本机构组合起来，设计组合机构。 在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构（基础机构），而沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。实现本题要求的机构方案由很多，可用多种机构组合来实现。 推头M的运动轨迹 机构方案的比较分析与优选： 方案一：曲柄摇杆机构方案（如下图所示）： （1）满足条件： 当曲柄摇杆机构四杆满足下列条件时：BC=CM=CD=2.5AB AD=2AB 曲柄从a运动至b，点M则从a1运动至b1，其轨迹近似一条直线。 （2）机构优点： 结构简单，设计计算方便，由急回特性，全是回转低副，不易自锁。 （3）机构设计计算： 原动件长度的选择： 选取洗瓶机的技术要求方案A，即其工作行程为600mm。则此时当原动件在a时，M在a1；原动件在b时，M在b1，且此时b、a、b1在一条直线上，故只需求出∠a1ab1的大小，根据四杆的比例关系可以求得∠a1ab1=53.13°，从而求得原动件杆AB与行程L的关系：L=4.12|AB|，故此时|AB|=145.53mm。 机构的最小传动角γmin发生在曲柄与机架重合的位置： γ1=arccosBC*BC+CD*CD-(AD-AB)2 2BC*CD γ2=arccosBC*BC+CD*CD-(AD+AB)2 2BC*CD γmin =min{ γ1,γ2} 经计算可得γmin=47.2°此时满足γmin≥40°︿50°，使机构传力性能良好。 计算机构的极位夹角可得：θ=22° 故此机构的急回系数由公式K=（180°+θ）/（180°－θ）可求得：K=1.28。由作图可知，机构的急回行程在工作行程L上有一小段，返回行程中一段也不具备急回特性。且要满足预定轨迹的四杆机构急回特性并不明显，显然达不到洗瓶机的技术要求，故不优先考虑此机构。 方案二：凸轮—全移动副四连杆机构方案 如上图所示为全移动副丝杆机构是两自由度构件，构件2上的点M可精确再现给定的轨迹，构件2的运动速度和急回特性有凸轮控制。 （1）满足条件： 欲使点M的轨迹满足工作过程预定