机械原理洗瓶机推瓶机构设计.docx

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1、学校机械原理课程设计推瓶机构设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号姓名任课教师目录一、 设计题目及要求3二、 原始数据要求4三、 设计方案对比拟定4四、 机构运动简图5五、 运动尺寸设计6六、 系统功能图8七、 推瓶机构图（附图）8八、参考文献8一、设计题目及要求（一）、功能要求及工艺动作分解提示1、总功能要求实现推头（动点）在工作行程中作直线匀速运动，在其前后作变速运动，回程时有急回运动特征。2、工作原理及工艺动作分解提示推瓶机推头的运动轨迹要求如图所示。洗瓶机有关部件的工作原理和工艺动作分解如图12所示。待洗的瓶子放在两个转动的导辑上，导辑带动瓶子旋转。当推头M把瓶子向前推进时

2、，转动着的刷子把瓶子外面洗净。当一个瓶子将洗屈呼时，后一个待洗的瓶子已送入导混待推。推瓶机系统的系统功能图如图1-3所示。工作行程1I/ 图1-3图图1-2在工作行程前后作变速运动头动求推运要在工作行程中作匀速直线运动返回时作急回加速运动图3-1二、原始数据要求（一）、瓶子尺寸：大端直径d = 80mm,长200mm；（二）、推进距离1 = 600 mm ；（三）、推程时速度要求为v = 45mm / s ,返回时的平均速度为工作行程的3倍；（四）、机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便；三、设计方案对比拟定执行机构运动方案：（一）凸轮较链四杆机构方案（选定）:如图3-1所示，较链四杆机构为一个

3、自由度的机构，其连杆2上的点M走近似于所要求的轨迹,点M的速度由等速转动的凸轮驱动构件3的变速转动来控制。由于曲柄（构件1）为从动件，故必须采取渡过死点的措施，这就要求添加其他构件使其顺利去除死点的干扰。（二）、五杆组合机构方案：如图3-2所示为两个自由度的5杆低副机构，1、4为它们的两个输入构件，这两个构件之间的运动关系用齿轮来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。图32图33(三)、凸轮滑块组合机构方案：如图3-3所示为两个自由度的凸轮滑块机构，该机构可精确实现预定轨迹要求。但是由于机构工作行程要求为600mm,所以使用这样的机构必定会造成凸轮尺寸过大，所占用的空间过大，造成

4、不必要的空间浪费。除此之外，凸轮机构相对于连杆机构的使用寿命短、使用能耗高以及其平衡难以保证等缺点都显而易见。综上所述,三个方案均可实现设计要求的功能。但是从要求的传动性能上看,无凸轮机构的五杆组合机构方案更具有优势，但五杆机构设计复杂不易实现，且涉及到齿轮，机构复杂，制造成本高。方案一结构简单、紧凑，零件制造简便,可实现设计要求功能，故选用凸轮四杆机构方案。U1I、机构运动简图F = 3x4-(5x2 + lxl) = l所以该机构自由度为1,即只需一个原动件可确定其他构件的状态。五、运动尺寸设计用作图法对凸轮-四杆机构进行设计：(-)、作出连杆机构工作的轨迹图图51(1)如图5-1所示，画

5、出M点的工作要求轨迹为水平直线,长度为600mm,并做出等分轨迹点M、M,、M?、M,、5。(2)假设较链D位置，取连架杆AD为185mm做较链A的轨迹。(3)在钱链A与M点的轨迹上取杆AM、4M2、A3M3、A4M.A5M$均为 520mm。(4) 分别在 AM、4M2、A3M3、A4M4、45M、取连杆 AB、A2B2. 4&、A4Ba、4585 均为 215mm。(5)连线8%和人区，并做其中垂线相交，即可得钱链C的近似位置(即为钱链B轨迹圆的圆心)。由作图法可测量出机架DC长度为200mm,连架杆BC为300mmo(6)分别作连架杆BC、B2C.当。、B/、B5C,并分别做出其引杆C尸

6、、CF2. C&、CF5,连架杆与引杆之间夹角为90。，取引杆CF长度为HOmmo(二)、根据连架杆引杆轨迹设计凸轮图5-2(1)如图5-2所示，测量出相邻两状态间引杆的夹角=28。、%=280、4=20、a4=10 o计算凸轮转角：按照返回速度为推瓶速度的3倍，计算出推头从M点运动到加5点的过程占一个回程时间的3/4o所以推头从M点运动到Al、点的过程中，凸轮转过了 3/4的角度，即转过了 270。根据引杆的摆角a与凸轮转角夕对应关系，可得：B =四X 270 0 =87.9% +%+%+%I =x 270 =87.9% +%+%+%3、=x270 = 62.8 % +a2 +% +%瓦=x

7、270 = 31.4%+%+%+ a4利用反转法设计凸轮实际轮廓线：如图所示，作以r=70mm为半径的基圆，在圆上且与圆心同一水平线。用分割线将基圆从工开始分为注、人、用、四、夕5 =900四份。按点尸、尸2、工、尸4、尸5到基圆圆心距离r在其对应的分割线上做凸轮轨迹点GnG2,G3.G4.G5o用匀加速曲线平滑连接G1、g2 g,、g4,用加速度先增大后减小曲线平滑连接G5、G，即得到凸轮轮廓曲线。（三）、凸轮角速度的计算设计要求推头在推瓶轨迹上运动时速度应为v = 45mm / s。所以推头在推瓶轨迹上的时间为：600mmt= 13.3 sv即凸轮转动270所需要的时间为13.3 s,所以

8、凸轮的角速度为：270 co = 27.8/s = （M5乃 rad/s,顺时针方向。13.3 s（四）四杆机构死点的避免平面四杆机构有曲柄的前提是必有周转副存在，所以下面来确定周转副是否存在：由（一）可知四杆机构两短杆分别为185mm和200mm,两长杆分别为215mm 和 300mm。（185+300） （200+215）不成立，不满足满足杆长条件。所以该机构无周转副，为双摇杆机构，故不存在曲柄出现死点的现象。（五）推头返程分析推头到达加5点后，立即以较高的速度（平均速度为推程的3倍）返回，准备下一个瓶子的推程。再接触到下一个瓶子之前推头的加速度可能很大，故推头与瓶子接触之间必须加塑性缓冲

9、材料以防止瓶子破碎。六、系统功能图七推瓶机构图1、2、3、4、5、6、7是圆柱齿轮，8、9、10、11是圆锥齿轮，12是导辐，13是推头M, 14、16是皮带轮，15是刷子。八、参考文献：孙恒 陈作模葛文杰机械原理高等教育出版社 附录资料：不需要的可以自行删除机械制图标注常用符号表A. 1标注尺寸的符号及缩写词序号含义符号或翳写词1直径2半径R3理直径S*4球半径SR5厚度t6均布EQS7451角C8正方形9深度T10沉扎成铝平LJ11埋头孔z12媳长c13斜度N14锥度V】5展开长 Q16/材锻面形状(按 GH/T 4656.1- 2000)序号符号名称符号绘制标准应用示例GB/T 1182

10、-2008基准符号。涂黑三角形及中轴线可任意变换位置,方框和字母只允许水平放置不允许歪斜;方框外边的连线也只允许在水平或铅垂两个方向画出。GB/T 4458.4-2003；标注正方形结构尺寸时在尺寸前面加注正方形符号。高度 h=3.5mmGB/T 4458.4-2003；标注弧长时在尺寸前面加注弧长符号。高度 h=R=3.5mmGB/T 4458.4-2003；GB/T 16675.2-1996尺寸注法；沉孔或德平符号。高度 h=3.5mm月4承5GB/T 4458.4-2003；GB/T 16675.2-1996尺寸注法；沉孔或铜平深度符号。高度 h=3.5mm0.6方业三1cSZ丹弋6GB

11、/T 4458.4-2003；GB/T 16675.2-1996尺寸注法；埋头孔符号。高度 h=3.5mmy序号机械制图尺寸标注常用标准符号符号名称GB/T 15754-1995锥度符号或莫氏锥度注法。高度 h=3.5mm符号绘制标准应用示例8 JB/T 5061-2006定位支撑符号。高度 h=3.5mm9 JB/T 5061-2006辅助支撑符号。高度 h=3.5mm10 JB/T 5061-2006辅助支撑符号。高度h=5mm11GB/T 4459.5-1999中心孔符号。高度 h=3.5mm；高度 Hl=5mmo12JB/T 8555-2008 热处理技术要求在零件图样上的表示方法。粗

12、糙度符号的三角形部分为测量点符号。可随图形进行缩放。GB/T 44595上2.5/8：K)ii11)1GB/T 4459. 5-Al. 6/3. 35ClI GB/T 4459.5 A4/8.5汇编人质管办标准化管理员2011年8月25日机械制图基础知识01.202. 102.2机实线1,可见梭边线; 2可见轮廊线 -:1_3相货线.4螺纹牙顶线.5螺纹长度终止线： 6齿顶圆（线）.1表珞图、沌程国中的主要表仄线.8系统结构线（金属结构工程） 9模样分型线H ；10剖切符号用线细虚线.1不可见极边线 2.不可见轮廓线. 一粗虚线.1允许表面处理的央示统04. 1的点画线机点蒯战04.21轴线2对称中心线3分度圆（线）4孔系分布的中心线5剖切线1限定范围表示线