洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計---機(jī)械

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1、0目目 錄錄摘摘 要要.1ABSTRACT.2第第1 1 章章前前 言言.3第第2 2 章章洗洗瓶瓶機(jī)機(jī)推推瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)原原理理及及運(yùn)運(yùn)動動分分析析 .52.1 推瓶機(jī)構(gòu)的功能原理及工作原理 .52.1.1 功能原理.62.1.2 工作原理.72.2 推瓶機(jī)構(gòu)工藝動作分析及工作循環(huán)圖 .7第第3 3 章章系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體方方案案設(shè)設(shè)計計.83.1 系統(tǒng)運(yùn)動方案構(gòu)思.83.2 方案的評定及選擇最優(yōu)方案 .103.2.1 方案的評定.103.2.2 方案選擇.10第第4 4 章章凸凸輪輪及及鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計計 .114.1 凸輪的設(shè)計.114.1.1 凸輪基本參數(shù)設(shè)計.114.1

2、.2 凸輪的建模.144.2 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計.154.2.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計.154.3 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組合運(yùn)動圖 .17第第5 5 章章 傳傳動動系系統(tǒng)統(tǒng)的的總總體體布布局局即即部部件件的的選選擇擇設(shè)設(shè)計計 .195.1 主要傳動系統(tǒng).195.1.1 運(yùn)動及動力參數(shù)的設(shè)計及計算.195.1.2 皮帶輪的選擇與設(shè)計.215.1.3 減速器的選擇.22總總 結(jié)結(jié).23致致 謝謝.24參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn).251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)的將瓶子送進(jìn)的一個過程，在急回到原點(diǎn)，反復(fù)運(yùn)動。推瓶機(jī)構(gòu)原理是利用鉸鏈

3、四桿機(jī)構(gòu)和凸輪組合成一個洗瓶機(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)過多個方案對比分析，確定比較合適方案為凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，對其進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計。本設(shè)計對推瓶機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計和選擇：首先，對洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的電機(jī)、減速器等主要的傳動系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計選擇，同時對推瓶機(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，使的它的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動規(guī)律能更好的實(shí)現(xiàn)其實(shí)際的工作。最后通過對凸輪的輪廓曲線的調(diào)整和對鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)桿長的局部修改，使推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)、工作行程等更加平穩(wěn)流暢。關(guān)關(guān)鍵鍵詞詞： 洗瓶機(jī), 推瓶機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)2第第 1 1 章章 洗洗瓶瓶機(jī)機(jī)推推瓶瓶機(jī)

4、機(jī)構(gòu)構(gòu)原原理理及及運(yùn)運(yùn)動動分分析析 1 1. .1 1 推推瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的功功能能原原理理及及工工作作原原理理根據(jù)使用要求或工藝要求設(shè)計機(jī)構(gòu)時，首先考慮的是采用什么功能原理來實(shí)現(xiàn)這些要求。顯然，采用不同的功能原理，其所要求的運(yùn)動規(guī)律設(shè)計必然也不同。首先了解一下洗瓶機(jī)構(gòu)：附下圖所示是洗瓶機(jī)有關(guān)部件的工作情況示意圖。待洗的瓶子放在兩個轉(zhuǎn)動的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M 把瓶推向前進(jìn)時，轉(zhuǎn)動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個瓶子將洗涮完畢時，后一個待洗的瓶子已進(jìn)入導(dǎo)輥待推。原始設(shè)計數(shù)據(jù)和設(shè)計要求 ：(1) 瓶子尺寸：大端直徑D=80mm，長200mm，小端直徑d=25mm，(如圖2-2所示)

5、(2) 推進(jìn)距離l=600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M 以接近均勻的速度推瓶， 平衡地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個工作循環(huán)。 (3) 按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為v=50mm/s，返回的平均速度為 工作行程三倍。 (4) 機(jī)構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 根據(jù)設(shè)計要求，推頭M 可走附下圖所示軌跡，而且在l=600mm 工作行程中作勻速運(yùn)動，在其前后作變速運(yùn)動，回程時有急回運(yùn)動特性。對這種運(yùn)動要求。 通常，要用若干個基本機(jī)構(gòu)組合成的組合機(jī)構(gòu)，各司其職，協(xié)調(diào)動作，才能實(shí)現(xiàn)。在選 擇機(jī)構(gòu)時，一般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)動時的速 度要求，則往往通

6、過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動速度來滿足。3 圖2-1 工作行程示意圖 圖2-2 瓶子規(guī)格1. .1 1. .1 1 功功能能原原理理在實(shí)際工作中，要設(shè)計的機(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 成一個總的功能原理 圖2-3 工作示意圖圖2-3 工作示意圖來完成，根據(jù)上訴，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的一側(cè)運(yùn)動到另一側(cè)，則要求有一個工作行程為L L往返運(yùn)動的推頭，同時推頭在工作過程中要勻速，回程時要快速，能夠滿足此運(yùn)動規(guī)律可以有很多種，如可以設(shè)計成曲柄 -四桿機(jī)構(gòu)，或凸輪連桿機(jī)構(gòu)

7、等實(shí)現(xiàn)其往復(fù)運(yùn)動來完成其工作。要運(yùn)用此功能原理來滿足其工作需要，在運(yùn)動規(guī)律設(shè)計方面就要考慮用什么來帶動曲柄連桿或凸輪連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動，一般我們都用電機(jī)來完成此項轉(zhuǎn)動功能。其次是轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的是機(jī)械的轉(zhuǎn)動規(guī)律，也是機(jī)械運(yùn)動中比較簡單的運(yùn)動規(guī)律，只需要有一定的轉(zhuǎn)動速度與推瓶機(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。它是有兩個長圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)，帶動瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動到另一側(cè)的，其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動功能是由推瓶機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。4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 瓶子

8、外壁的清洗工作。知道了它的運(yùn)動 規(guī)律就要進(jìn)一步了解它是由什么機(jī)構(gòu)帶動 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)都是由一臺電機(jī)來提供 所有的機(jī)械轉(zhuǎn)動規(guī)律的，這就要求我們對它們深入分析、研究各構(gòu)件之間的運(yùn)動規(guī)律的聯(lián) 系，進(jìn)而的設(shè)計出符合其聯(lián)動規(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)。1 1. .1 1. .2 2 工工作作原原理理我們對機(jī)器的認(rèn)識理論上是對其功能原理的了解，但實(shí)際的生活生產(chǎn)中，對 機(jī)器的認(rèn)識最本質(zhì)上還是對其工作原理上的了解。接下來我們要分析一下洗瓶機(jī) 的工作原理：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)共同來完成它的工作的。根據(jù)上 面洗瓶機(jī)工作情況示意圖，首先是由推瓶機(jī)

9、構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺 （導(dǎo)輥），推頭的往復(fù)運(yùn)動使瓶子一個一個不間斷的送上工作臺進(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，瓶子送到工作臺的同時導(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，安裝在導(dǎo)輥上面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)刷能夠?qū)⑵孔拥乃闹芏寄軌蚯逑锤蓛簟? 1. .2 2 推推瓶瓶機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)工工藝藝動動作作分分析析及及工工作作循循環(huán)環(huán)圖圖當(dāng)按機(jī)械的運(yùn)動要求或工藝 動作初步設(shè)計出機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動方案示意

10、圖后，還 不能充分反映出機(jī)構(gòu)系統(tǒng)中各個執(zhí)行構(gòu)件間的相互協(xié)調(diào)配合的運(yùn)動關(guān)系 。 在大多數(shù)機(jī)械中，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)往往作周期性的運(yùn)動，機(jī)構(gòu)中的執(zhí)行構(gòu)件在經(jīng) 過一定時間間隔后，其位移、速度、加速度等運(yùn)動參數(shù)的數(shù)值呈現(xiàn)出周期性重復(fù)。 用來描述機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在一個工作循環(huán)中各執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動間相互協(xié)調(diào)配合的示意圖稱為 機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動循環(huán)圖，簡稱運(yùn)動循環(huán)圖，又稱工作循環(huán)圖。凸輪旋轉(zhuǎn)角度0- 216216- 252252- 324324- 360滾子運(yùn)動狀態(tài)升程遠(yuǎn)休止回程進(jìn)休止推頭運(yùn)動狀態(tài)工退靜止工進(jìn)靜止5工作過程返回準(zhǔn)備推瓶準(zhǔn)備 推瓶機(jī)構(gòu)簡易圖第第 2 2 章章 系系統(tǒng)統(tǒng)總總體體方方案案設(shè)設(shè)計計2 2. .1 1 系系統(tǒng)統(tǒng)

11、運(yùn)運(yùn)動動方方案案構(gòu)構(gòu)思思運(yùn)動規(guī)律設(shè)計得不同，綜合出的機(jī)構(gòu)也就完全不同，這是容易理解的。但是 不同的機(jī)構(gòu)卻可以實(shí)現(xiàn)同一運(yùn)動規(guī)律，滿足同樣的使用要求，因此就需要從各種 運(yùn)動性能來評價這些機(jī)構(gòu)，以便從中選擇一個最優(yōu)的機(jī)構(gòu)。根據(jù)上訴的推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律，對這種運(yùn)動要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu) 是不容易實(shí)現(xiàn)的，通常要把若干個基本機(jī)構(gòu)組合，起來，設(shè)計組合機(jī)構(gòu)。在設(shè)計組合機(jī)構(gòu)時，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)動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動速度來滿足，也 就是讓它與一個輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)。如：1.凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)

12、方案6如3-1 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)動的凸輪通過構(gòu)件3 的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄1 是從動件，所以要注意度過死點(diǎn)的措施。 圖3-1凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案2.五桿組合機(jī)構(gòu)方案確定一條平面曲線需要兩個獨(dú)立變量。因此具有兩自由度的連桿機(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)的兩個輸入構(gòu)件間的運(yùn)動關(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 所示為兩個自由度五桿低副機(jī)構(gòu)， 1、4 為它們的兩個輸入構(gòu)件， 這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從而將原

13、來兩自由 度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。 (a) (b) 7(c)(d) 圖3-2 五桿組合機(jī)構(gòu)的方案3.凸輪-全移動副四桿機(jī)構(gòu)圖3-3 所示全移動副四桿機(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)動速度和急回特征由凸輪控制。這個機(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)從動件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大。 圖3-3 凸輪-全移動副四連桿機(jī)構(gòu)的方案2 2. .2 2 方方案案的的評評定定及及選選擇擇最最優(yōu)優(yōu)方方案案2 2. .2 2. .1 1 方方案案的的評評定定根據(jù)上節(jié)所給出的三種設(shè)計方案，我們來討論并從中選出較優(yōu)方案進(jìn)行最終 的設(shè)計。首先是凸輪鉸鏈

14、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)現(xiàn)精確運(yùn)動。沖擊、震動較大，一 般適用于低速場合。因為本設(shè)計中使用的連桿不多，而且速度不是很快，這種方 案可以滿足設(shè)計要求。其次五桿組合機(jī)構(gòu)的方案五桿組合機(jī)構(gòu)方案，此方案所需要的桿件繁多，設(shè)計 煩瑣，實(shí)際機(jī)構(gòu)尺寸過大，不是很合理的一個設(shè)計方案，性價比也不高。最后凸輪-全移動副四連桿機(jī)構(gòu)

15、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)動速度和急回特征由凸輪控制。這個機(jī)構(gòu)方案的 缺8點(diǎn)是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機(jī) 構(gòu)從動件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺 寸過大，不符合實(shí)際要求，空間過大。2 2. .2 2. .2 2 方方案案選選擇擇根據(jù)上述方案的評定，最終選擇凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為本次設(shè)計的推瓶機(jī)構(gòu) 方案，如圖3-4 所示：右圖 圖3-4第第 3 3 章章 凸凸輪輪及及鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計計4 4. .1 1 凸凸輪輪的的設(shè)設(shè)計計4 4. .1 1. .1 1 凸凸輪輪基基本本參參數(shù)數(shù)設(shè)設(shè)計計(1) 凸輪機(jī)構(gòu)的組成凸輪是一個具有曲線輪廓

16、或凹槽的構(gòu)件。凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動，但也有作往復(fù)擺動或移動的。推桿是被凸輪直接推動的構(gòu)件。因為在凸輪機(jī)構(gòu)中推桿多是從動件，故又常稱其為從動件。凸輪機(jī)構(gòu)就是由凸輪、推桿和機(jī)架三個主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。（2）凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 直動尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)在考慮摩擦?xí)r，其凸輪對推桿的作用力 9F 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)tan2（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

17、角 是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個重要參數(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，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖，而此時的壓力角特稱為臨界壓力角c ，即carctan1/(1+2b/l)tan2- 1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 對擺動推桿取 3545 ； 回程時通常取 7080。（4）根據(jù)以上設(shè)計內(nèi)容確定出凸輪設(shè)計曲線圖如線圖（圖4-1）所示。 圖4-1 凸輪設(shè)計曲線圖1

18、0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。 凸輪的理論輪廓曲線的坐標(biāo)公式為： ， （ A）sin0srxcos0sry（5）求凸輪理論輪廓曲線： a)推程階段 01=216=1.2 2/2sin/0110111 hs = 2/4sin/21h2 . 1 , 01b）遠(yuǎn)休階段 =36025/ 7.5 2s5/, 02c)回程階段 72035/2 3310hs 03/5035340343/6/15hh 5534343333/1458/1215/270hh

19、h5/2 , 03d) 近休階段 =36025/ 04s5/, 04e)推程段的壓力角和回程段的壓力角 srdds0/arctan將以上各相應(yīng)值代入式（ A）計算理論輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。在計算中時應(yīng)注意：在推程階段取，在遠(yuǎn)休階段取，在回程階段取1201，在近休階段取。計算結(jié)果見表4-1。.302014030201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)計凸輪，凸輪的基本尺寸 在近休時尺寸為50mm,達(dá)到最遠(yuǎn)距離是尺寸為180.9mm。11(6)求工作輪廓曲線： 有公式的 cosrrxxsinrryy其中： 22/sinddddddyxx 22/cosddddddyxya) 推程階段

20、 .21 , 01 101cossin/srddddxx 1011cossin4cos12srh 101sincos/srddddsy =1011sincos4cos12srhb) 遠(yuǎn)休階段 5/0， 202/cos/srddx 202/sin/srddyyc) 回程階段 5/2 , 0 303cossin/srddddsx 303543433323cossin/7290/4860/810srhhh 303543433323sincos/7290/4860/810/srhhhddyd) 近休階段 5/, 0 403/4cos/srddx 403/4sin/srddy計算結(jié)果可以得凸輪工作輪廓曲

21、線個點(diǎn)的坐標(biāo)見下表 4-1： 表4-112 x y x y 0 5 10 350 355 3600.04.3598.705-8.682-4.3580.050.049.82649.37049.24649.81050.0 0.0 3.602 7.409-6.946-3.4860.0 40.0 39.855 39.45539.39239.847 40.04 4. .1 1. .2 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 軟件做的凸輪機(jī)構(gòu)，如下圖所示（圖4-2）所示。 左圖 圖4-24 4. .2 2 鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計計4 4. .2 2. .1 1 鉸

22、鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)尺尺寸寸設(shè)設(shè)計計 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按照給定的急回要求設(shè)計，利用解析法求解此類問題時，主要利用機(jī)構(gòu)在極為是的特性。又已知的行程速比系數(shù) K 和搖桿擺角=69度，在由圖4-3 查的最小傳動角的最大值maxmin及 的大小在計算各桿的長度。13 圖4-3查表可知maxmin=45，=75 則： =180（K-1）/（K+1）=90a/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

23、及擺角大小，搖桿所轉(zhuǎn)的角度=69度，行程速比系數(shù)K=3。得L1=477.64mm L2=290.22mmL3=577.3L3a=229.3L4=500mmL4a=200mm連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副一般均為低副。其運(yùn)動元素為面接觸，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，就是利用各鉸鏈之間的相對運(yùn)動的幾何關(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，14對三個設(shè)計位置下的設(shè)計十分方便，其設(shè)計精度也能滿足工作要

24、求。根據(jù)第 3章四桿機(jī)構(gòu)的尺寸來設(shè)計鉸鏈四桿機(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，這三幅圖分別為連桿滑塊在凸輪上轉(zhuǎn)到近休時連桿機(jī)構(gòu) 的位置（圖4-4 所示, 連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪遠(yuǎn)休時連桿機(jī)構(gòu)的位置（圖4-5）所示。圖4-415 圖4-54 4. .3 3 凸凸輪輪鉸鉸鏈鏈四四桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)組組合合運(yùn)運(yùn)動動圖圖下圖三個依次為連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪最遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)休位置時的圖（圖 4-6）所示， 連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪最近距離近休位置時的圖（圖 4-7）所示。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)休位置時，這時通過連桿在凸輪上的滾子推動連桿，鉸鏈四桿 機(jī)構(gòu)的擺桿2 運(yùn)動到了最大

25、位置，和機(jī)架安裝的桿1 在一條水平線上。 圖4-6 當(dāng)凸輪運(yùn)動到近休位置時，這時通過在凸輪上連接滾子的連桿推動桿 2 和桿3運(yùn)動到一條直線上，這個時候是擺桿回到了初始位置，推頭開始推瓶。16 圖4-7第第 5 5 章章 傳傳動動系系統(tǒng)統(tǒng)的的總總體體布布局局即即部部件件的的選選擇擇設(shè)設(shè)計計5 5. .1 1 主主要要傳傳動動系系統(tǒng)統(tǒng)機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動的裝置，用以變換或傳遞能量、物料和信息。其中傳遞 機(jī)械運(yùn)動的實(shí)體部分稱為機(jī)構(gòu)。機(jī)器是由多個機(jī)構(gòu)組成的，由各個機(jī)構(gòu)所能完成 的功能組合在一起所實(shí)現(xiàn)的共同的功能，是一個組合體。首先機(jī)器是由動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和操控系統(tǒng)組成。我們要研究它 就要把它拆

26、開來一步一步的分析，根據(jù)第3 章我們所討論的機(jī)構(gòu)設(shè)計方案，最終 確定了凸輪四桿鉸鏈機(jī)構(gòu)。洗瓶機(jī)設(shè)備的主要傳動系統(tǒng)有：皮帶輪傳動系統(tǒng)、減速器傳動系統(tǒng)、齒輪傳 動系統(tǒng)和凸輪-四桿鉸鏈傳動系統(tǒng)。175 5. .1 1. .1 1 運(yùn)運(yùn)動動及及動動力力參參數(shù)數(shù)的的設(shè)設(shè)計計及及計計算算a)電動機(jī)構(gòu)造簡單、工作可靠、控 制簡便、維護(hù)容易，一般生產(chǎn)機(jī)械上大 多采用電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)已經(jīng)系列化，設(shè)計中只許根據(jù)工作機(jī)所需要的功率和工作條件，選擇 電動機(jī)的類型和機(jī)構(gòu)型式、容量、轉(zhuǎn)速，并確定電的具體型號。電動機(jī)類型和型式可以根據(jù)電源種類（直流、交流） 、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動性

27、能和過載情況）來選擇。工業(yè)上廣泛應(yīng)用Y 系列三相交流異步電動機(jī)。它是我國80 年代的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能、震動小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，安裝尺寸和功 率等級符合國際標(biāo)準(zhǔn)，適合于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。對于頻繁啟動、制動 和換向的機(jī)械，宜選用轉(zhuǎn)動慣量小、過載能力強(qiáng)、允許有較大震動和沖擊的 YZ 型YZR型。b) 因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動機(jī)。 電動機(jī)容量（功率）選得合適與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。 當(dāng)容量小于工作要求是，電動機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動機(jī)因長期過載發(fā)熱量 大而過早的損壞；容量過大則電動

28、機(jī)的價格高，能量不能充分利用，經(jīng)常處于不 滿載的運(yùn)行，起效率和功率因數(shù)都較低，增加電能消耗，造成很大的浪費(fèi)電動機(jī)的容量主要根據(jù)電動機(jī)運(yùn)行時的發(fā)熱條件來決定。電動機(jī)的發(fā)熱與其 運(yùn)行狀有關(guān)。對于長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變和變化很小、常溫下工作的機(jī)器，只 要所選電動機(jī)的額定功率Ped等于或略大于所需電動機(jī)功率Pd，即PedPd，電動機(jī)在工作時就不會過熱，而不必校驗發(fā)熱和起動力矩。具體計算步驟如下：1)工作機(jī)所需功率Pw Pw3.4kW2)電動機(jī)的輸出功率PdPw/180.904軸承齒軸承聯(lián)23Pd3.76kW3)根據(jù)電動機(jī)所需額定功率選擇合適的電動機(jī)轉(zhuǎn)速，初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min 的電動機(jī)。4

29、).計算總的傳動比由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為:inm/nwnm =960nw4.5i213.33合理分配各級傳動比先選定帶輪傳動比i帶=2，減速器傳動比i=25.14,齒輪傳動比i=4.27 由于減速箱是同軸式布置，所以i1i2。因為i25.14，取i25，i1i2 =5；速度偏差為0.5%5%，所以可行。各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩項 目電動機(jī)軸大帶輪中間軸II低速軸III凸輪軸轉(zhuǎn)速（r/min）9604809619.24.5功率（kW）43.963.843.723.61轉(zhuǎn)矩（Nm）39.889.4191925.21850.45傳動比12557

30、.8效率10.990.970.97 0.96195 5. .1 1. .2 2 皮皮帶帶輪輪的的選選擇擇與與設(shè)設(shè)計計根據(jù)第3 章確定的電動機(jī)功率， 根據(jù)要求選擇和設(shè)計皮帶輪所得計算結(jié)果如 下表所示：傳動比2無帶型A無小帶輪基準(zhǔn)直徑112.00毫米（mm）大帶輪基準(zhǔn)直徑224.00毫米（mm）帶長1250毫米（mm）實(shí)際軸間距357.19毫米（mm）小帶輪包角162.03度V 帶的根數(shù)4無帶輪寬度65.00毫米（mm）單根V 帶的預(yù)緊力165.62牛頓（N）作用在軸上的力1167.37牛頓（N）設(shè)計普通V 帶輪輪緣參數(shù)帶輪結(jié)構(gòu)形式無實(shí)心輪無輻板厚度無無無槽型無A無基準(zhǔn)線上槽深Hamin2.8毫米

31、（mm）基準(zhǔn)線下槽深Hfmin 8.7毫米（mm）槽間距e15.0毫米（mm）槽間距下偏差無0.3毫米（mm）槽間距上偏差 f-0.3毫米（mm）第一槽對稱面至端面的距離無10.0毫米（mm）第一槽對稱面至端面的距離的上偏差 無2.0毫米（mm）第一槽對稱面至端面的距離的下偏差-1.0毫米（mm）基準(zhǔn)寬度bp11.0毫米（mm）5 5. .1 1. .3 3 減減速速器器的的選選擇擇減速器是位于原動機(jī)和工作機(jī)之間的機(jī)械傳動裝置。由于其傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可 靠，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，壽命長，且使用維修方便，得到廣泛的應(yīng)用。常用的減 速器目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，使用者可根據(jù)具體的工作條件進(jìn)行選擇。課程設(shè)計中的減 速

32、器設(shè)計工廠是根據(jù)給定的條件，參考標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品的有關(guān)資料進(jìn) 行非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計減速器類型很多。按傳動件類型的不同可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、 蝸桿減速器、齒輪蝸桿減速器和行星輪減速器；按傳動級數(shù)的不同可分為一級減 速器、二級減速器和多級減速器；按傳動布置方式不同可分為展開式減速器、同 軸式減速器和20分流式減速器；按傳遞功率的大小不 同可分為小型減速器、中型減 速器和大型減速器等。根據(jù)5.1.1 所知數(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)備的傳動結(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/mi

33、n，工作環(huán)境溫度為-4045C,低于0C 啟動前潤滑油應(yīng)加熱到5C，可正反雙向轉(zhuǎn)動。QJ 型減速器分為臥式（ W）和立式（L），在這里為了合理安排安裝空間，選用臥式（W）。外形 安裝尺寸選擇： /mm輸入軸端公稱中心距acaza2dzlzLHnksr重量/kg236170406388082851821022517232133承載能力查的（連續(xù)工作型）：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)際傳動比為25.56。.所選減速器符合要求。21總總 結(jié)結(jié)本論文是對洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)的功能原理和工作原理進(jìn)

34、行詳細(xì)的分析和設(shè)計，并且對其傳動系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計。首先，對洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的電機(jī)、減速器、帶輪 及其齒輪傳動等主要的傳動系統(tǒng)進(jìn)行了分析與設(shè)計，使的它的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動規(guī) 律能更好的實(shí)現(xiàn)其實(shí)際的工作。對洗瓶機(jī)的整個工作過程做了詳細(xì)的闡述，并且 根據(jù)設(shè)計過程的凸輪轉(zhuǎn)動結(jié)合連桿的實(shí)際運(yùn)動規(guī)律繪制了工作循環(huán)圖，使洗瓶機(jī) 的各步的運(yùn)動狀態(tài)、工作過程等更好的體現(xiàn)出來。本次畢業(yè)設(shè)推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計過程中，應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計 手冊等相關(guān)方面的教材，通過設(shè)計，凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 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)動且

35、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)現(xiàn)精確運(yùn)動。沖擊、震動較大，一般適用于低速場合。符合本 次設(shè)計要求。 22本通過本次設(shè)計的調(diào)研、軟件的學(xué)習(xí)、計算機(jī)的運(yùn)用等都有了進(jìn)一步的提高，并且結(jié)合以往學(xué)習(xí)的專業(yè)課知識，從不 同的角度對機(jī)器進(jìn)行了分析與研究，開 闊了視野，增長了知識，也對我國現(xiàn)在的 工業(yè)生產(chǎn)與車間的生產(chǎn)技術(shù)有了更深入的 了解。此次設(shè)計的工作量大，是一次設(shè)計更是一次鍛煉，為以后步入工作打下了 堅實(shí)的基礎(chǔ)。致致 謝謝時間走的真快，來不及

36、徘徊，來不及回憶，來不及留戀，我的大學(xué)生活已走到了盡頭，在大學(xué)四年里，我很高興能來到明德學(xué)院這所院校，在這里我不僅僅學(xué)到了專業(yè)知識，認(rèn)識了很多值得一輩子擁有的朋友和同學(xué)，各科老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在我所學(xué)專業(yè)課程里，每一位老師都很認(rèn)真的傳道授業(yè)，受益頗豐。在為人處世，社交等各個方面都有所提高，是這所大學(xué)改變了我的人生，當(dāng)然我的人生走上社會現(xiàn)在只是個開始，但我相信，從這所大學(xué)出去，我會很快的步入新的人生旅途。在我那道畢業(yè)設(shè)計題目以后，自己有了些提前的了解，開學(xué)以后，正式的開始了畢業(yè)設(shè)計的生活，在李文燕老師不耐其煩的指導(dǎo)下，我的畢業(yè)設(shè)計也畫上了圓滿的句號。李文燕波老師在選題、課題的研究、論文的撰寫都給予了

37、耐心的指導(dǎo)和莫大的幫助，是我在研究領(lǐng)域上的理論和時間知識上都有很大的進(jìn)步和提高。李文燕老師的認(rèn)真的工作態(tài)度和為人師表的工作作風(fēng)，是我完成本論文的前提。老師對待學(xué)生的和藹可親的態(tài)度，使得在她的指導(dǎo)下的學(xué)習(xí)生活更加的豐富多彩，老師不同的傳授知識的方式，是我在專業(yè)知識的學(xué)習(xí)效率23上有了很大的提高。看著老師忙碌的工作與對待工作的認(rèn)真給我以后的工作做了很好的榜樣，在我以后的工作過程于老師的敬業(yè)精神將會給我?guī)砗艽蟮鸟砸妫俏也粩嗵岣卟粩噙M(jìn)步。在本論文的寫作中，等到了楊力，王鵬遠(yuǎn)，靳超，董新龍等同學(xué)的支持和幫助，還有機(jī)械工程系其他老師在此一并感謝！最后我對所有關(guān)心我、支持我、幫助過我的老師、同學(xué)和兄弟們

38、一并送上我衷心的感謝和祝福。參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn)1.郭朝勇.AutoCAD2008 中文版教程：清華大學(xué)出版社， 2007.102.孫恒.機(jī)械原理.第七版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2009.53.孫建東.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京:清華大學(xué)出版社，2007.14.封立耀.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)實(shí)例教程 .北京:北京航空航天大學(xué)出版社， 2007.85.邢琳.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 .機(jī)械工業(yè)出版社，2007.76.濮良貴.機(jī)械設(shè)計.第八版，高等教育出版社， 2009.77.于惠力.機(jī)械設(shè)計：科學(xué)出版社， 2007.88.黃茂林.機(jī)械原理:重慶大學(xué)出版社，2002.79.華大年.連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用創(chuàng)新 .北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ，2008.110.張鄂.現(xiàn)代設(shè)計理論方法:科學(xué)出版社，2007.311.金國光.機(jī)械原理:電子工業(yè)出版社 ，2009.112.強(qiáng)建國.機(jī)械原理創(chuàng)新設(shè)計:華中科技大學(xué)出版社， 2008.613.牛鳴岐.機(jī)械原理課程實(shí)際手冊 .重慶大學(xué)出版社，2001.12414.祝凌云.Pro/E 運(yùn)動仿真和有限元分析：人民郵電出版社， 2004.315.岳榮剛.Pro/E 機(jī)械設(shè)計100 例：電子工業(yè)出版社， 2007.516.黃漢兵.Pro/E 機(jī)構(gòu)仿真運(yùn)動：人民郵電出版社， 2008.5