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机械原理课程设计-洗瓶机推瓶机课程设计


机械创新设计( 机械创新设计(一) 课程设计

题目: 题目:洗瓶机推瓶机课程设计

班级: 班级: 姓名: 姓名: 学号: 学号:

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目录 一、 总体设计方案
设计要求-----------------------------------------------------------------------------------1.1 设计要求-------------------------------------------2 1.2 原始数据和设计要求---------------------------------3 原始数据和设计要求---------------------------------3 --------------------------------方案设计-----------------------------------------------------------------------------------1.3 方案设计-------------------------------------------4

二、 执行机构的设计
机构尺寸及设计-------------------------------------------------------------------------5 1.4 机构尺寸及设计-------------------------------------5 运动分析-------------------------------------------------------------------------------------6 1.5 运动分析-------------------------------------------6

三 、传动机构设计
凸轮动力输出装置的减速设计-----------------------------------------------1.6 凸轮动力输出装置的减速设计-------------------------7 心得体会(总结)----------------------------------------------------------------10 1.7 心得体会(总结)-----------------------------------10 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------11 1.8 参考文献-------------------------------------------11

1.1 设计要求

总功能要求和工作原理选择设计 洗瓶机主要由推瓶机构, 和工作原理选择设计, 洗瓶机主要由推瓶机构, 1) 总功能要求和工作原理选择设计, 导 辊机构,转刷机构组成。 所示, 辊机构,转刷机构组成。如图 1.1 所示,待洗的瓶子放在两个 不同转向的导棍上, 导辊带动瓶子旋转。 当推头 M 把瓶子推向 不同转向的导棍上, 导辊带动瓶子旋转。 前进时, 转动的刷子就把瓶子外面洗干净。 当前一个瓶洗刷完 前进时, 转动的刷子就把瓶子外面洗干净。 毕时,后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。 毕时,后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。 为实现功能要求,清洗刷需要转动,瓶子需要转动, 2) 为实现功能要求,清洗刷需要转动,瓶子需要转动,瓶子需要 沿导棍移动, 需要有输送瓶的机构, 经过分析机构的设计要求 沿导棍移动, 需要有输送瓶的机构, 可知: 设计的推瓶机构应使推头 M 以接近均匀速度推瓶。 以接近均匀速度推瓶。 可知: 平稳 的接触和脱离瓶子, 然后推头快速的返回原位, 准备第二个工 的接触和脱离瓶子, 然后推头快速的返回原位, 作循环。 作循环。 根据设计要求, 推头 M 可走图 1.2 所使的示意轨迹, 所使的示意轨迹, 根据设计要求, 而且推头 在工作行程中应做匀速直线运动, 在工作前后可有变速运动, M 在工作行程中应做匀速直线运动,在工作前后可有变速运动, 回程时有急回。 回程时有急回。

图 1.2 推头 M 运动轨迹

1.2 原始数据和设计要求 设计推瓶机构时的原始数据和要求为: 设计推瓶机构时的原始数据和要求为: 1) 瓶子尺寸:大端直径 d=80mm,长 200mm。 瓶子尺寸: d=80mm,长 200mm。 l=600mm。 接近均匀的速度推瓶, 2) 推进距离 l=600mm。推瓶机构应使推头 M 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, 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。 工作循环。 按生产率的要求, v=45mm/s, 3) 按生产率的要求,推程平均速度为 v=45mm/s,返回时平均速度为 工作行程的 3 倍。 画出机构运动方案简图(机械运动示意图) 4) 画出机构运动方案简图(机械运动示意图) 5) 对机械传动系统和执行机构进行尺寸计算 机构传动性能良好,结构紧凑, 6) 机构传动性能良好,结构紧凑,制造方便

1.3 方案设计 凸轮—铰链四杆机构方案 凸轮—
所示, 走近似于所要求的轨迹, 如图 1.3 所示,铰链四杆机构的连杆 2 上点 M 走近似于所要求的轨迹,M 点的速 的变速转动来控制, 度由等速转动的凸轮通过构件 3 的变速转动来控制,由于此方案的曲柄 1 是从 动件,所以要注意过死点的措施, 600MM,导致凸轮尺寸太大, 动件,所以要注意过死点的措施,由于推程有 600MM,导致凸轮尺寸太大,整个 组合所占体积过大。 组合所占体积过大。

凸轮图 1.3 凸轮-铰链四杆机构方案

1.4 机构尺寸及设计
1) 杆长的设计 为满足传动角的一定要求, 在两个特殊位置( A. 为满足传动角的一定要求,设计 11 和 12 在两个特殊位置(推头位移 最大和最小时)所形成的这一夹角值在一定范围内。 最大和最小时)所形成的这一夹角值在一定范围内。 由于与中心具的距离和基圆的大小有关, B. 杆长 14 由于与中心具的距离和基圆的大小有关,而基圆半径不宜过 但基圆半径的大小又与压力角有关, 的长度。 大,但基圆半径的大小又与压力角有关,由此设计 14 的长度。 对另一个凸轮的基圆有一定影响, C. 杆长 13 对另一个凸轮的基圆有一定影响,同样为了保证压力角在许 可范围内, 可范围内,由此设计长度 13 杆长计算: 杆长计算: L=900mm, l1=700mm, l3=600mm, l4=135mm, 1=133° 2=26° 3=47° Ψ1=133° Ψ2=26° Ψ3=47° E=200mm F=140mm

2)设计的推导公式 l 1 + L =M l 1 cos ?1 + Lcos ? 2 = M x l 2 sin ?1 + Lsin ? 2 = M y M 2 + M y2 + l12 ? 2M x l1 cos?1 ? 2M y l1 sin ?1 = L2 x Acos ? 2 +Bsin ?1 + C = 0 其中 A=2M x l1 ; B = 2M y L1 ; C = L2 ? M x2 ? M y2 ? l12
B ± B 2 + A2 ? C 2 A?C

?1 = 2 arctan
? 2 = arctan

M y ? l1 sin ?1 M x ? l1 cos ?1

l1 + l 2 = θ + l 3 l 1 cos?1 + l2 cos? 2 = E
l 1sin ?1 + l 2 sin ? 2 = q y + l3 q y + r0 + s

? 2 = arctan

q y + l3 ? l1 sin ?1 E ? l1 cos ?1

q y = ( E ? l1 cos ?1 ) tan ? 2 + l1 sin ?1 ? l3

3)运动图如下

图 1.4 机构运动示意图

1.5 运动分析 所用凸轮设计及其曲线

图 1.5 凸轮位移曲线图

r=100mm,h=60mm, e=40mm。 1)取基圆半径 r=100mm,h=60mm,偏置圆 e=40mm。如下图凸轮的理 论轮廓线。 论轮廓线。

图 1.6 凸轮的理论轮廓线。

r=72mm h=60mm, 72mm, e=40mm。 2)移动从动件凸轮取基圆半径 r=72mm,h=60mm,偏置圆 e=40mm。如 下图 1.7 凸轮的理论轮廓线。 凸轮的理论轮廓线。

图 1.7 移动从动件凸轮轮廓线

3)运动参数设计 已知: V=45mm/s; V=135mm/s;整个运动机构的周期: 已知:推程 V=45mm/s;回程 V=135mm/s;整个运动机构的周期: =16.30s;凸轮的角速度ω=2π T=T 推程+T 回程=16.30s;凸轮的角速度ω=2π/T=0.386rad/s

1.6 凸轮动力输出装置的减速设计 已知: 已知:电动机转速为 1450r/min,凸轮的角速度 0.386rad/s,即转速 , , 为 3.68r/min , 则 现 设 计 的 变 速 箱 内 各 齿 轮 的 齿 数 为 : Z1=20;

Z2=Z6=60; 所示

Z3=16;

Z4=80;

Z5=15;

Z7=20;

Z8=44;装置如图 1.9 装置如图

图 1.9 减速装置

齿数 Z1=20 Z2=60 Z3=16 Z4=80 Z5=15 Z6=60 Z7=20 Z8=44 1.7 心得体会

模数 m=2 m=2 m=2 m=2 m=2 m=2 m=2 m=2

分度圆直径(mm) 分度圆直径(mm) d1=40 d2=120 d3=32 d4=160 d5=30 d6=120 d7=40 d8=88

经过近两个星期的忙碌, 经过近两个星期的忙碌, 我们终于不负众望将课程设计任务拿下

其中有艰苦但更多的是快乐, 在此之中的经验教训及总结记录下 来, 其中有艰苦但更多的是快乐, 来。 课程设计的任务结束了, 我们学到了很多, 对机械原理这门课我 课程设计的任务结束了, 我们学到了很多, 们有了更深的理解, 对比以前不懂得的的有了新的认识。 除了课本上 们有了更深的理解, 对比以前不懂得的的有了新的认识。 的东西,还学到了一些课外的东西,团队合作精神,独立思考能力, 的东西,还学到了一些课外的东西,团队合作精神,独立思考能力, 不断创新能力.....总之这次课程设计,让我受益匪浅。 不断创新能力.....总之这次课程设计,让我受益匪浅。 .....总之这次课程设计 通过这次课程设计,我有了很多收获,首先,通过这次的课程设 通过这次课程设计,我有了很多收获,首先, 我进一步巩固和加深了所学机械方面的基本理论, 基本概念和基 计, 我进一步巩固和加深了所学机械方面的基本理论, 本知识。 培养了自己分析和解决与本课程有关的具有机械所涉及的实 本知识。 培养了自己分析和解决与本课程有关的具有机械所涉及的实 际问题的能力。 对于平面连杆机构和齿轮有了更加深的理解, 为后续 际问题的能力。 对于平面连杆机构和齿轮有了更加深的理解, 课程设计的学习奠定了坚定的基础, 而且这次课程设计过程中, 与同 课程设计的学习奠定了坚定的基础, 而且这次课程设计过程中, 学共同讨论,团结合作,最终实现了预期的目的。 学共同讨论,团结合作,最终实现了预期的目的。 其次通过这次的课程设计, 对机构的工作原理及机构选型, 运动 其次通过这次的课程设计, 对机构的工作原理及机构选型, 方案的确定以及对连杆机构进行运动分析有了更加精确和深入的了 解。这都将为我们以后实际和出去社会参加工作奠定了坚定的基础。 这都将为我们以后实际和出去社会参加工作奠定了坚定的基础。 虽然这次课程设计结束了。 但我们在机械方面的设计及创新才刚 虽然这次课程设计结束了。 刚开始。 刚开始。 1.8 参考文献 机械原理》北京—— ——机械工业 1. 郑军红 朱建儒 刘喜平 《机械原理》北京——机械工业 出版社 机构分析与设计》华大年等主编—— ——机械工业出版社 2. 《机构分析与设计》华大年等主编——机械工业出版社 3. 《连杆机构》伏尔默主编——机械工业出版社 连杆机构》伏尔默主编——机械工业出版社 ——

机械传动设计手册》江耕华主编—— ——煤碳工业出版社 4. 《机械传动设计手册》江耕华主编——煤碳工业出版社 5. 《机械原理》邹慧君主编——高等教育出版社 机械原理》邹慧君主编——高等教育出版社 ——


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