推瓶機構課程設計--推瓶機構設計

1、<p>　　機械原理課程設計說明書</p><p>　　------推瓶機構設計</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．設計題目及設計要求----------------------------------------3</p><p>　　二．功能分解---------------

2、----------------------------------------4</p><p>　　三．機構選用-------------------------------------------------------5</p><p>　　四．機構組合-------------------------------------------------------7</p>

3、;<p>　　五．傳動方案設計-------------------------------------------------8</p><p>　　六．運動協(xié)調設計-------------------------------------------------9</p><p>　　七．機構設計--------------------------------------

4、-----------------10</p><p>　　八．方案評價-------------------------------------------------------13</p><p>　　九．設計心得-------------------------------------------------------13</p><p>　　十．參考資料

5、-------------------------------------------------------14</p><p><b>　　洗瓶機方案設計</b></p><p>　　一．設計題目及設計要求</p><p>　　設計洗瓶機，主要有推瓶機構、導輥機構、轉刷機構組成，如圖</p><p>　　圖1 洗瓶

6、機工作示意圖</p><p>　　當M把瓶子向前推進時，轉動著的刷子把瓶子外面洗凈，當前一個瓶子洗刷完畢時，后一個待洗的瓶子已經送入導輥待推。</p><p>　　表1 洗瓶機的技術要求</p><p>　　我們選用C方案，由于它工作行程短，節(jié)約空間，結構緊湊，生產率高，急回系數高，說明構件非有效工作時間比例小，電動機功率低，節(jié)省能源。</p><

7、;p><b>　　二．功能分解</b></p><p>　　本機器的功能是自動洗瓶。它的運動功能可分解為三種工藝動作</p><p><b>　　1.推瓶</b></p><p>　　推頭M均勻速度推瓶，設計推瓶機構，且構件在工作行程中作勻速直線運動，在工作前后可有變速運動，回程時有急回特性。</p>

8、<p><b>　　2.轉瓶</b></p><p>　　導輥有齒輪帶動，通過與瓶子之間的摩擦帶動瓶旋轉。</p><p><b>　　3.刷瓶</b></p><p>　　刷子在輪系機構帶動下以恒速旋轉，用以洗刷瓶子。</p><p>　　注：以上三種動作同時進行，彼此的運動不發(fā)生干涉。

9、</p><p><b>　　三、機構選用</b></p><p>　　利用設計目錄并根據技術、經濟及相容性的要求，確定三個工藝動作的執(zhí)行構件——推頭、刷子、導輥，分別選擇相應的機構以實現各項運動功能。</p><p>　　表2 洗瓶機的機構選型</p><p>　　由于刷瓶與轉瓶功能的實現分別只有一種齒輪傳動來實現的，

10、因此，方案的確定的關鍵是對推瓶執(zhí)行機構組合的確定。</p><p>　　根據設計要求，推頭M可走圖所示軌跡，而且推頭M在工</p><p>　　圖 圖2 推頭M運動軌跡</p><p>　　作行程中應做勻速直線運動，在工作段前后可有變速運動，回程是、時有急回特性。對于這種運動要求，若采用單一機構

11、不容易實現，通常的機構組合有；</p><p>　　1. 凸輪—鉸鏈四桿機構方案</p><p>　　圖3 凸輪-鉸鏈四桿機構圖</p><p>　　如圖，鉸鏈四桿機構的連桿2上的點M走近似于所要求的軌跡，點M的速度有等速轉動的凸輪驅動構件3的變速運動來控制。由于此方案的曲柄1是從動件，所以要注意采取度過死點的措施。該機構的缺點是凸輪獨立于連桿機構，占用空間較大，

12、結構不緊湊。</p><p>　　2. 五桿組合機構方案</p><p>　　圖4 五桿組合機構圖</p><p>　　確定一條平面曲線需要兩個獨立變量。因此具有兩個自由度的連桿機構都具有精確再現給定平面軌跡的特征。如圖，點M的速度和機構的急回特征，可通過凸輪控制該機構的兩個輸入構件1和4間的運動關系來得到。機構為單自由度機構，運動精確，結構緊湊。</p&g

13、t;<p>　　3. 凸輪—全移動副四桿機構</p><p>　　圖5 凸輪-全移動副四桿機構圖</p><p>　　如圖所示，全移動副四桿機構是兩自由度機構，構件2上的點M可精確再現給定的軌跡，構件2的運動速度和急回特征由凸輪控制。這個方案的缺點是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機構從動件的行程過大，而使相應凸輪尺寸過大。</p><p>　　綜上所述

14、，五桿組合機構方案優(yōu)點較多，為所選方案。</p><p><b>　　四. 機構組合</b></p><p>　　根據機構選用中選出的機構，以及設計要求，我們選擇五桿組合機構和齒輪傳動機構的搭配。采用并聯(lián)結構如圖：</p><p>　　圖6 機構組合的并聯(lián)示意圖</p><p>　　電動機通過五桿組合機構帶動推頭M推動

15、瓶子，并通過齒輪傳動機構帶動刷子與導輥轉動，實現刷瓶與轉瓶的功能。由此可得出機構運動簡圖：</p><p><b>　　圖7 機構運動簡圖</b></p><p>　　1、2、3、4、5、6、7是圓柱齒輪，8、9、10、11是圓錐齒輪，12是導輥，13是推頭M，14、16是皮帶輪，15是刷子。</p><p>　　圖8 機構三維立體圖<

16、/p><p><b>　　五. 傳動方案設計</b></p><p>　　機器的特點是刷子、導輥、推頭M的運動是相互獨立的，故分別通過三套傳動機構由電動機帶動；此外，由于刷子和導輥的轉速不需太精確，故選用結構簡單、成本低、安裝容易得帶傳動機構。帶輪之間通過圓錐齒輪和直齒圓柱齒輪與電動機軸連接。</p><p>　　關于傳動比問題：刷子的轉速不能過高

17、，否則會與瓶子摩擦產生過多的無用功，同時也會減緩瓶子的前進速度。導輥的轉速不能過低，否則不能保證瓶子洗凈，（當然也不能過高，理由同上）</p><p>　　綜合考慮，取刷子轉速為n1=640r/min,導輥轉速n2=1200r/min,凸輪轉速經計算得n3=1080r/min。</p><p>　　根據各傳動比：i01=n0/n1=3/2,i02=n0/n2=4/5,i03=n0/n3=8

18、/9,選擇適當的標準齒輪的齒數和模數如下表</p><p><b>　　表3 齒輪參數</b></p><p>　　其中，為了避免齒輪發(fā)生可能的碰撞，在齒輪5與齒輪6之間增加一個惰輪7。</p><p><b>　　六. 運動協(xié)調設計</b></p><p>　　由于刷子、導輥、凸輪三者運動是相互獨

19、立的，因此機構不存在時間上的協(xié)調問題。所以只要保證各構件的尺寸以滿足機構空間上的協(xié)調即可。</p><p><b>　　七. 機構設計</b></p><p>　　取B點的運動軌跡如圖：，這樣桿從導輥下部運動返回，不會與下一個瓶發(fā)生碰撞。設計時，減少BC桿長則C點的運動軌跡接近于B。</p><p>　　確定鉸鏈O的位置：（4種選法）<

20、/p><p>　　圖9 鉸鏈位置比較圖</p><p>　　依圖可知（3）、（4）的極位夾角比（1）、（2）較大，應在（3）、（4）中選得。當選（4）時，θ最大，但O過于靠近運動軌跡，所以設計的凸輪可能與導軌發(fā)生空間上的沖突，故選（3）較合適，以增大極位夾角，減少非工作行程時間。</p><p>　　在極位夾角相等的情況下：如圖（5）、（6）</p>&

21、lt;p>　　圖10 鉸鏈位置最終選擇圖</p><p>　?。?）圖中O偏左，故其勻速運動所占的時間比例較大，所以（5）更合適，可以更好的提高工作效率。</p><p><b>　　圖11 凸輪設計</b></p><p>　　定好O位置后，根據運動圖線作圖，并通過計算可得出OA，AC桿長，根據空間位置關系，確定CD、DE桿長及凸輪

22、的基圓半徑，再根據反轉作圖法可得凸輪理論輪廓線，畫出滾子的各位置圖，根據其包絡線可得凸輪的實際輪廓線。（120°到200°之間是勻速運動區(qū)）</p><p>　　根據作圖，最后可定得各桿長度：OA=8，AC=62，BC=8.7，CD=70.5，DE=20。凸輪基圓半徑=9.2。</p><p><b>　　八、方案評價</b></p>

23、<p>　　所設計的機構能較好的按要求滿足需求，但在凸輪傳動方面，因為是用作圖法所得，而且有一部分取的是近似值，所以誤差可能過于偏大?？赏ㄟ^兩種方法改進：</p><p>　　一是用電腦編程用數值計算法來精確設計。</p><p>　　二是用作圖法時盡量減少誤差（如將基圓分得更細等）</p><p>　　機構傳動部分，部分桿件過長，會引起材料的浪費，同時