洗瓶机的设计

综合实践设计题目──洗瓶机的设计班级：机械102姓名：郭祥虎指导教师：胡宏佳学号：2010111085齐齐哈尔大学机电学院2013年6月2目录1﹑题目及设计要求………………………………………………31.1工作原理及工艺动作过程…………………………………31.2原始数据及设计要求………………………………………31.3设计方案提示………………………………………………42﹑设计任务………………………………………………………43﹑工作循环图……………………………………………………44﹑机构系统简图…………………………………………………55﹑传动系统设计…………………………………………………55.1设计说明……………………………………………………55.2参数设计……………………………………………………55.3设计简图……………………………………………………66﹑推瓶机构设计…………………………………………………66.1构件的设计简图………………………………………………66.2杆组拆分方法：………………………………………………76.3虚参与实参的对照表…………………………………………76.4运动过程分析…………………………………………………87﹑设计方案及结果的评价………………………………………118﹑收获与建议……………………………………………………119﹑参考文献………………………………………………………113图2推头M的可走轨迹之一一、设计题目1.1工作原理及工艺动作过程为清洗圆形瓶子的外面，把待洗的瓶子放在两个转动着的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶推向前进时，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。它的主要动作：将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。图1是洗瓶机有关部件的工作情况示意图。图1洗瓶机有关部件的位置示意图1.2原始数据及设计要求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。（2）推进距离l＝600mm。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。（3）按生产率的要求，推程平均速度为v＝45mm/s，返回时的平均速度为工作行程的3倍。（4）机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。（5）刷子转速180r/min,电动机转速1430r/min,导辊转速20r/min，导辊直径120mm。41.3设计方案提示（1）推瓶机构要求推头作近似直线轨迹，回程时轨迹形状不限，但不能反向拨动下一个瓶子，可以如图2所示。由上述运动要求，常用基本机构是不容易实现，可以采用组合机构来实现。（2）洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只转动的刷子组成，可以通过机械传动系统来完成。二、设计任务（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；（2）进行推瓶机构的选型，以实现洗瓶动作要求；（3）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图；（4）机械运动方案的评定和选择；（5）对执行机构进行运动尺寸计算；（6）对执行机构进行运动分析，画出运动线图，进行运动模拟；（7）画出机械运动方案简图；（8）编写设计计算说明书。三、工作循环图工作循环图如表3.1推头推程回程下一循环刷子转动停止下一循环导辊转动停止下一循环表3.15四、机构系统简图图4.1五、传动系统设计5.1设计说明：（如图5.1）电机转动，经由一蜗杆带动蜗轮1，蜗轮1进过传动齿轮2带动刷子1转动，最后经由传动齿轮4、6带动刷子2、3。（如图5.2）该图为图5.1的俯视图，蜗轮1、平面齿轮10、锥齿轮11三个齿轮共轴，蜗轮1带动三个刷子。齿轮10经由传递齿轮9链接到齿轮8，同轴圆盘8’为推瓶机构（如图6.1）主动件。锥齿轮11带动锥齿轮12，同轴齿轮12’带动导辊2转动，导辊1、2之间用一个传递齿轮14连接。特别说明：平面齿轮1和锥齿轮11为不完全齿轮，有齿和无齿的范围比例为13：5.5.2参数设计：i1617=2:1i17’1=18:1i12=2:1i23=2:1i34=1:2i45=2:1i56=1:2i67=2:1i109=5:1i98=3:1i1112=1:1i12’13=2:1i1314=1:1i1415=1:1齿轮齿数：z16=20z17=40z17’=2z1=36z2=72z3=144z2=72z5=144z6=72z7=72z10=20z9=100z8=300z11=40z12=40z12’=30z13=60z14=606z15=605.3设计简图图5.1图5.2六、推瓶机构设计6.1构件的设计简图设计说明：如图6.1主动件为一个圆盘（现用杆来代替），主动件连一个RPR杆组，其中构件②（图6.3）为一U形杆（避免推、回程时与刷子相撞）。图6.17参数设计：构件①（图6.2）长度l1=0.1m，lAC=0.21m，l2=0.83m6.2杆组拆分方法：1.由以上机构的结构分析可知，本机构可分解为主动件单杆（图6.2），②、③构件组成的RPR杆组（图6.3）。6.3虚参与实参的对照表1）对主动件○1进行运动分析，调用bark函数,求B点的运动参数。如下表：2）调用rprk函数求②、③构件的位置角、角速度、角加速度。形式参数mn1n2k1k2r1r2vr2ar2twepvpap实值123230.0&r2&vr2&ar2twepvpap3）调用bark函数求4点的运动参数。形式参数n1n2n3kr1r2gamtwepvpap实值1201r120.00.0twepvpap形式参数n1n2n3kr1r2gamtwepvpap实值20420.0r240.0twepvpap1○1图6.2主动件图6.3RPR杆组ABBCD○2○3232486.4运动过程分析6.4.1说明:根据表中数据，调用函数，进行编程，求得4点的速度与加速度值。6.4.2主程序清单：#includestdio.h#includegraphics.h#includesubk.c#includedraw.cmain(){staticdoublep[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del;staticdoublet[4],w[4],e[4];staticdoublepdraw[370],vpdraw[370],apdraw[370];staticintic;doubler12,r24;doublepi,dr;doubler2,vr2,ar2;inti;FILE*fp;r12=0.1;r24=0.83;w[1]=0.27488;e[1]=0.0;del=10.0;p[1][1]=0.0;p[1][2]=0.0;p[3][1]=0.0;p[3][2]=-0.21;pi=4.0*atan(1.0);dr=pi/180.0;printf(\nTheKinematicParametersofPoint4\n);printf(NoTHETA1S4V4A4\n);printf(degmm/sm/s/s\n);if((fp=fopen(file1,w))==NULL){printf(Can'topenthisfile./n);exit(0);}fprintf(fp,\nTheKinematicParametersofPoint4\n);fprintf(fp,NoTHETA1S4V4A4\n);fprintf(fp,degmm/sm/s/s\n);ic=(int)(360.0/del);for(i=0;i=ic;i++){t[1]=(i)*del*dr-30*dr;9bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap);rprk(1,2,3,2,3,0.0,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap);bark(2,0,4,2,0.0,r24,0.0,t,w,e,p,vp,ap);printf(\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,i+1,t[1]/dr,p[4][1],vp[4][1],ap[4][1]);fprintf(fp,\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f,i+1,t[1]/dr,p[4][1],vp[4][1],ap[4][1]);pdraw[i]=p[4][1];vpdraw[i]=vp[4][1];apdraw[i]=ap[4][1];if((i%16)==0){getch();}}fclose(fp);getch();draw1(del,pdraw,vpdraw,apdraw,ic);}6.4.3运行结果（图6.4）与图象（图6.5）：TheKinematicParametersofPoint4NoTHETA1S4V4A4degmm/sm/s/s1-30.000-0.3080.0110.0252-20.000-0.2970.0240.0173-10.000-0.2790.0320.01140.000-0.2570.0380.007510.000-0.2310.0420.005620.000-0.2040.0440.003730.000-0.1760.0450.001840.000-0.1470.0460.001950.000-0.1170.0460.0001060.000-0.0880.046-0.0001170.000-0.0590.046-0.0001280.000-0.0290.046-0.0001390.0000.0000.0460.00014100.0000.0290.0460.00015110.0000.0590.0460.00016120.0000.0880.0460.00017130.0000.1170.046-0.00018140.0000.1470.046-0.00119150.0000.1760.045-0.00120160.0000.2040.044-0.00321170.0000.2310.042-0.0051022180.0000.2570.038-0.00723190.0000.2790.032-0.01124200.0000.2970.024-0.01725210.0000.3080.011-0.02526220.0000.310-0.008-0.03627230.0000.296-0.036-0.05128240.0000.262-0.074-0.06729250.0000.200-0.120-0.07430260.0000.110-0.162-0.05331270.0000.000-0.180-0.00032280.000-0.110-0.1620.05333290.000-0.200-0.1200.07434300.000-0.262-0.0740.06735310.000-0.296-0.0360.05136320.000-0.310-0.0080.03637330.000-0.3080.0110.025（图6.4）（图6.5）11七、设计方案及结果的评价该机构的传动比为2.6，推头推程的平均速度为45mm/s,速度波动不大，基本符合要求，且推程近乎直线，推头机构设计简单，合理。传动系统为间歇机构，节省能源，大多采用齿轮机构，传动比精度高。但也有不足之处：某些尺寸搭配不太合理，有些齿轮间传动比也不太合理。因为是第一次设计，所以对设计的一些常识还不是很了解，但我相信我会在今后设计的路上逐渐丰满自己的羽翼！八、收获与建议收获：经过这次综合实践课程设计我明白了很多东西。首先，综合实践设计并不是一件简单的工作，想要搞好，需要多学科机械知识的配合，在一定要求下设计一种机构也不是想象中的那么容易。其次，使我正视了机械设计工作者应该具备的严谨的态度。再次，使我树立了信心，要努力学好机械各专业。建议：对第一次搞设计的同学提供更多的帮助，最好能以某一设计为课本，给同学