洗瓶机设计方案范本Word格式文档下载.docx

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目　　录

一、设计任务书………………………………………3

1、1设计题目………………………………………3

1、2设计任务………………………………………4

1、3设计要求………………………………………4

二、洗瓶机流程分析及运动方案设计………………5

2、1流程分析………………………………5

2、2运动方案设计-………………………………6

三、机械总体结构设计………………………………9

四、执行机构和传动部件的结构设计………………11

五、洗瓶机的流程分析………………………………12

六、两种方案的评价比较……………………………13

6、1第一种方案……………………………14

6、2第二种方案……………………………15

6、3最佳选定方案……………………………17

七、设计总结………………………18

一、设计任务书

1、1设计题目

图1洗瓶机工作示意图

设计洗瓶机。

如图1所示，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。

当推头M把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。

当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。

洗瓶机的技术要求见表1。

表1洗瓶机的技术要求

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

1440

1、2设计任务

（1）.洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常见机构或组合机构

（2）.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。

（3）.设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。

也能够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。

（4）.其它机构的设计分析。

（5）.编写设计计算说明书。

1、3设计要求

1.3.1工作原理

为了清洗瓶子，需将瓶子推入同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。

它的主要动作是将瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动。

1.3.2原始数据

（1）瓶子尺寸：

长度L=100mm，直径D=200mm。

（2）推进距离S=600mm，推瓶机构应使推移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，准备进入第二个工作循环。

（3）按生产率每分钟3个的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回时的平均速度为工作时的平均速度的三倍。

（4）电动机转速为1440r/min。

（5）急回系数3。

二、洗瓶机流程分析及运动方案设计

2、1流程分析

洗瓶机的流程分为五个流程：

进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶。

2、2运动方案设计

（1）、进瓶机构选择

进瓶需要实现的是将瓶子从相应的位置间歇送到推瓶机构上。

为实现此运动，本方案将瓶子放入胶性皮带上，利用槽轮机构带动皮带运动来实现。

如下图2所示：

图2

（2）、清洗瓶内表面机构设计

清洗瓶内表面只需向瓶中送入带有毛刷的导轮上，利用齿轮的旋转带动毛刷旋转，进行清洗。

为实现这个流程，我把此流程安排在导辊上来实现。

即在瓶子滑下斜坡到导辊的轨迹上时，导辊匀速前进的同时，毛刷插进瓶子，推动瓶子，利用转动的毛刷清洗瓶内表面。

，为实现此运动我采用了齿轮轮来实现，导辊要既有前进，又要有转动，就要求导辊有伸缩旋转的作用，我利用钓鱼竿原理来实现，如下：

图3

（3）、推瓶机构设计

设计的推瓶机构应使推头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可走图4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。

图4推头M运动轨迹

对这种运动要求，若用单一的常见机构是不容易实现的，一般要把若干个基本机构组合，起来，设计组合机构。

A、推瓶机构选择

推瓶机构的方案：

根据前述设计要求,推瓶机构应为一具有急回特性的机构,为了提高工作效率,一是行程速比变化系数K尽量大一些;

在推程（即工作行程）中,应使推头作直线运动,或者近似直线运动,以保证工作的稳定性,这些运动要求并不一定都能得到满足,可是必须保证推瓶中推头的运动轨迹至少为近似直线,以此保证安全性。

推头的运动要求主要是满足急回特性,能满足急回特性的机构主要有曲柄滑块机构,曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。

运用前述设计的思想方法,再考虑到机构的急回特性和推头做往复直线运动的特点，因此根据要求，本机构采用五杆组合机构（由凸轮、齿轮和连杆机构组合而成）。

B、五杆组合机构方案

结构特点：

铰链带动齿轮转动，齿轮带动涡轮转动，根据涡轮的转动，结合杆组，从而实现推头的急回运动。

即前进时间大于返回时间和返回时间大于前进时间。

确定一条平面曲线需要两个独立变量。

因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。

点M的速度和机构的急回特征，图3所示为两个自由度五杆低副机构，1、4为它们的两个输入构件，这两构件之间的运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统（如下图所示）。

图5

如图上所示，杆4的上升运动能够使推头在水平面上正常的工作，使推杆机构达到工作的平稳性与高效性。

另外，此机构结构简单，安全性高，急回特性显著，便于制作，可是要注意预防死点的发生，以免出现顶死现象

（4）、清洗区方案设计

当瓶子进入清洗区域后，能够以多种的运动方式实现过程，能够是圆周运动，也能够是直线运动。

因此我们能够用双辊清洗机构，其根据两根导棍的同时同向转动带动瓶子的转动这一原理设计的，在这个机构中瓶子沿着本身轴线做直线运动，在工作效率上较其它机构具有一定的优势，而且能够很好的保证工作的平稳性。

如下图所示：

（5）、送瓶机构的设计

送瓶机构要实现的是将清洗干净的瓶子匀速的送到指定的位置。

我在推瓶的末端设计一个瓶子滑落的斜面台，将洗好的瓶子随斜台滑到有一定摩擦的皮带上，再由皮带送走瓶子如图7示：

图7

三、机械总体结构设计

图8

为了实现进瓶、清洗瓶内表面、推瓶、清洗瓶外表面、送瓶，首先需将瓶子放入胶带上，经过进瓶机构间歇的送到导辊轨迹上，转动的毛刷经过五杆组合机构带动毛刷插入瓶子，毛刷在导杆的推动和旋转下边前进边清洗内表面，推动瓶子沿导辊前进，再由外面转动的刷子将瓶子外表面洗净。

它的主要运动是将瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动，最后滑入送瓶机构送出。

要实现上述分功能,有下列工艺动作过程:

（1）皮带做间歇直线运动；

（2）瓶子由皮带到导辊的滑动；

（3）内表面毛刷匀速推进和自身旋转；

（4）推头作直线或者近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置;

（5）在推头沿直线运动推动瓶子移动的程中,瓶子同时跟着两同向转动的导辊转动;

（6）同时,有原动件带动的刷子也同时在转动,当瓶子沿导辊移动时将瓶子的外表面就清洗干净;

（7）在瓶子移动过程中,清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动,动作结束,则刷子移出瓶外.

（8）瓶子离开皮带,而推瓶机构急回至推瓶初始位置,进入下一个工作循环.

（9）洗好的瓶子由斜面滑下，进入匀速转动的皮带送出；

四、执行机构和传动部件的结构设计

本机构由导辊和刷子组成：

（1）刷子由三个互相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断的接触，清洗污垢。

（2）导辊的运动由定轴带轮来完成，两个带轮的同向旋转带动导辊的同向转动，而带动瓶子转动。

导辊的俯视图如下：

（3）推瓶机构和洗瓶机构组合

本机构采用了五杆组合机构（如下页图示），齿轮机构，瓶子的运动分为直线运动和转动，直线运动由五杆组合机构来完成，瓶子的转动由同向转动的导辊来完成。

利用瓶子的运动来清洗瓶子的内外表面。

刷子的运动由完成不同的功能来决定。

清洗瓶子的刷子由三个互相啮合的齿轮带着它们不停的转动，而使它能够保持不间断的接触，清洗表面污垢。

（4）传动机构

最终选用的机构中刷子的转动轴、导辊的轴、执行机构主动件的轴两两垂直。

因此经过带轮传动来实现各方向的改变

五、洗瓶机流程分析

按生产率的要求，推程的平均速度v=45mm/s，返回时的

均速度为工作时的平均速度的三倍。

工艺动作分推瓶和洗瓶两部分，具体过程如下：

（1）电动机转动的同时，经过最末端齿轮带动皮带做间歇直线运动；

（2）经过皮带末端的槽轮将瓶子由皮带滑到导辊的轨迹上；

（3）在由旋转的推头将将瓶子内表面刷刷净，同时带动瓶子向前运动；

（4）推头作直线近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置；

（5）在推头沿直线运动推动瓶子移动的程中,瓶子同时跟着两同向转动的导辊转动；

（6）同时,有原动件带动的刷子也同时在转动,当瓶子沿导辊移动时,瓶子的外表面就清洗干净；

（7）在瓶子移动过程中,清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动,动作结束,则刷子移出瓶外；

（8）瓶子洗净后离开导辊,而五杆机构急回至推瓶初始位置,进入下一个工作循环。

六、两种洗瓶机设计方案评估

6、1第一种方案图：

（4）推头作直线或者近似直线运动,将瓶子沿导辊推到指定的位置;

（7）在瓶子移动过程中,清洗内表面的刷子同时在瓶子内转动,动作结束,则刷子移出瓶外.

6、2第二种方案

（1）、洗瓶机总体简图：

（2）、方案说明：

首先总能量从电动机输出，经过减速箱减速，在经过带传动传给齿轮1，然后齿轮1又传给蜗杆1’。

导辊传动：

有蜗杆1’带动齿轮2和齿轮3，然后又传给它们相互啮合的齿轮4和齿轮5，然后带动蜗杆2’和蜗杆3’。

就完成了两导辊的传动。

进瓶机构传动：

进瓶机构借助蜗杆2’带动的导辊，由蜗杆5’传给齿轮7，然后带动间歇机构槽轮完成瓶子的输进。

洗瓶机构传动：

洗瓶机构是经过齿轮4和齿轮5带动的齿轮6，传给蜗杆4’，然后再经过蜗杆6’传给齿轮8，最后由齿轮8传给齿轮9，而齿轮9经过左右各一个小齿轮传给同尺寸的齿轮10和齿轮11，这样也保证了它们转向、转速相同。

推瓶机构传动：

由蜗杆1’带动蜗杆7’，再由蜗杆7’传给齿轮12，再由齿轮12带动凸轮--铰链四杆机构来实现推瓶机构运动。

3、两种方案评价比较：

（1）、运