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__大学《机械原理课程设计》任务书班级:姓名:课程设计题目:洗瓶机的推瓶机构课程设计完成内容:设计说明书一份主要包括:运动方案设计、方案的决策与尺度综合、必要的机构运动分析和相关的机构运动简图发题日期:年月日完成日期:年月日指导教师:目录
1.设计题目
31.1洗瓶机的主要功能介绍
31.2洗瓶机的工作原理3洗瓶机的工作示意图3洗瓶机的技术要求
41.3推瓶机构的设计要求
31.4推头运动路线的分析
52.方案的设计及分析决策
62.1凸轮连杆组合方案6组合机构方案一
672.2凸轮摇杆机构方案
72.3五杆组合机构方案
82.4方案的分析与决策
83.尺寸综合
103.1机构运动的尺寸分析确定
103.
1.1设计推导的公式
113.
1.2杆长的确定
113.2凸轮的设计
12123.
2.2直动凸轮的设计
133.3压力角的检验及机构尺寸的确定
144.心得体会
155.____
161.1洗瓶机的主要功能介绍
31.2洗瓶机的工作原理3洗瓶机的工作示意图3洗瓶机的技术要求
41.3推瓶机构的设计要求
31.4推头运动路线的分析
52.方案的设计及分析决策
62.1凸轮连杆组合方案6组合机构方案一
672.2凸轮摇杆机构方案
72.3五杆组合机构方案
82.4方案的分析与决策
83.尺寸综合
103.1机构运动的尺寸分析确定
103.
1.1设计推导的公式
113.
1.2杆长的确定
113.2凸轮的设计
12123.
2.2直动凸轮的设计
133.3压力角的检验及机构尺寸的确定
144.心得体会
155.____161设计题目洗瓶机的推瓶机构
1.1洗瓶机的主要功能介绍随着社会的发展,生活节奏的加快人们对生活水平要求的越来越高,科技也不断发展,在工业,生活中科技含量已经逐渐体现本设计主要是针对自动洗瓶机的推瓶机构进行设计自动洗瓶机目前已经广泛应用于啤酒及饮料生产线上该机构的主传动是由电机变频同步控制进出瓶分别采用导辊和凸轮连杆组合机构来控制,该机构结构简单、传动平稳、可靠、噪音小,并且有进出瓶自动回程功能由导辊的旋转及推头的推送,通过导辊上方的毛刷将瓶子的外侧刷洗干净
1.2洗瓶机的工作原理洗瓶机如图
1.1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它的主要动作将到位的瓶子沿着导辊推动,瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动洗瓶机的工作示意图图
1.1洗瓶机工作示意图
1.
2.2洗瓶机的技术要求表
1.1洗瓶机的技术要求方案代号瓶子尺寸(长×直径)mm,mm工作行程mm生产率个/s急回系数k电动机转速r/minAφ80×
20060015314501.3推瓶机构的设计要求
1.洗瓶机的推瓶机构平面连杆机构等常用机构或组合机构
2.推瓶机构应使推头M以接近匀速的速度推瓶,推进距离L=600mm然后推头快速返回原位,准备第二个工作行程
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可以设计平面连机构以实现运动轨迹,并对平面连杆机构进行运动分析
4.机构的传动性能好,结构紧凑,制造方便
5.编写设计说明书
1.4推头运动路线的分析分析设计要求可知洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成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,本说明书主要介绍洗瓶机的推瓶机构根据设计要求,推头M可走图所示轨迹,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,回程时有急回由此可根据其运动轨迹选择推瓶机构的设计方案应该选择具有急回运动特性的机构图
1.2推头M运动轨迹对这种运动要求,若用单一的常用机构是不容易实现的,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2方案的设计与分析决策根据推头的运动轨迹分析得知推瓶机构主要是控制推头做急回运动,故选择机构方案可从能实现急回运动的机构考虑根据已学知识得知能做急回运动的机构有曲柄滑块机构,凸轮机构,和连杆组合机构等他们各自有自己的特点通过综合考虑列出如下几种机构作为参考方案
2.1凸轮连杆组合机构方案确定一条平面曲线需要两个__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,可通过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到,如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等图
2.1和图
2.2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
2.
1.1方案一该机构利用一个凸轮机构和一个连杆机构组成复合机构控制使机构做急回运动图
2.1凸轮连杆组合机构的方案一方案二该机构实现X,Y方向的运动,分别采用了一个摆动推杆盘形凸轮机构和一个只动推杆盘形凸轮机构组成了一个复合机构图
2.2凸轮连杆组合机构的方案二
2.2凸轮摇杆机构方案图
2.3凸轮摇杆机构方案
2.3五杆组合机构方案图
2.4五杆机构方案
2.4方案的分析与决策方案一中机构由凸轮四杆机构组成,凸轮为原动件(由电机带动),通过滚子及连杆带动机构做运动其急回特性由凸轮控制在该方案中有5个活动构件,其中有一个高副,自由度为1,有确定的运动但是它的杆比较多,容易产生误差,不能实现精确的运动方案二的运动由凸轮机构和四杆机构协调运动完成,这种组合可以很好的对推头进行控制,不仅结构简单,体积小,__后便于调试,从经济上也比较合适其中凸轮轴能很好的协调推头的运动而且工作平稳其缺点是四杆机构的低副之间存在间隙,会产生累计误差方案三的运动和急回特性主要也是靠凸轮来控制,但是这种控制相当不精确,只适用于行程较小的运动,如果行程过大的话,凸轮的尺寸必须做的很大,从经济和实用的角度来看都不太合适方案四的机构是一个五杆机构,杆1为原动件这种控制结构简单,制造方便,但在控制运动方面却有很大的欠缺,急回运动特性不明显机构中杆件较多冲击震动较大,不能实现精确运动要准确的实现给定运动规律及运动轨迹,凸轮机构是首选,因为盘形凸轮轮廓就是根据从动件运动规律来设计的,而任意平面轨迹总可以用X=xY=y表示,因此把两个凸轮机构组合起来就可以准确实现轨迹而四杆机构在运动规律、运动轨迹设计中是用逼近的办法来做的,所以较难准确实现在方案二中,利用了两个凸轮分别控制X和Y方向上的运动,且连杆不是很多,设计中要求速度也不是很快,所以综上所述选择方案二为最后设计的方案如图所示图
2.5凸轮连杆组合机构3尺寸综合
3.1机构运动示意图`
3.1洗瓶机推瓶机构运动简图
3.
1.1设计推导的公式杆长的设计及确定
1.为了满足传动角的一定要求可以初步设计确定杆l1和l4在两个特殊位置(推头位移最大和最小时)所形成的这一夹角所在的范围
2.杆长l2与中心距和基圆大小有关,根据压力角的范围可以大概设计出杆l2的长度
3.同理杆l3的杆长与另外一个凸轮的基圆有关系,同样在保证满足压力角的许可范围设计杆l3的长度根据前述推导公式可计算得l4=900mml1=700mml3=600mml2=135mm¢1=133º¢2=26º¢3=47ºE=200mmF=140mm
3.2凸轮的设计对应C点的工作行程时¢0=200º,远休止角¢01=30º;对应C点的回程时¢0’=100º近休止角¢02=30º图
3.2分点与推杆的工作位置摆动凸轮的设计图
3.3摆动凸轮的角位移线图图
3.4摆动推杆盘形凸轮廓线直动凸轮的设计图
3.5直动推杆的位移线图图
3.6直杆推动盘形凸轮廓线
3.3压力角的检验及机构尺寸的确定实际设计中规定压力角的许用值[ɑ]对摆动从动件,通常取[ɑ]=40º—50º,对于直动从动件,通常取[ɑ]=30º—38º滚子接触、润滑良好和支撑有较好刚性时取数据上限否则取下限现通过__从动件和摆动从动件凸轮廓线中测得__从动件ɑ=17º[ɑ],摆动从动件ɑ=12º[ɑ]都符合许用值,且符合设计要求
3.4机构尺寸的最终确定表
3.1机构杆件设计参数杆件代号l1l2l3l4设计参数值mm700135600900表
3.2凸轮的设计参数参数名称推程角近休止角回程角远休止角基圆半径压力角摆动凸轮200º30º100º30º90mm17º直动凸轮280º0º60º20º72mm12º4心得体会5____
[1]孙恒,陈作模主编.机械原理(第七版).北京高等教育出版社,2006
[2]邹慧
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