洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)機(jī)械原理設(shè)計(jì)【SW三維圖】

洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)機(jī)械原理設(shè)計(jì)【SW三維圖】,SW三維圖,洗瓶機(jī)推瓶,機(jī)構(gòu),機(jī)械,原理,設(shè)計(jì),SW,三維 LOGO機(jī)械原理機(jī)械原理課程程設(shè)計(jì)課題：洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)1.工作原理及工藝動(dòng)作過程 把待洗的瓶子放在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)著的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭把瓶往前推動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外邊洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢是，后一個(gè)待洗的瓶子已被送入導(dǎo)輥待推。2.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求（1）瓶子尺寸：大端直徑）瓶子尺寸：大端直徑d=80mm，長(zhǎng)長(zhǎng)=200mm（2）推進(jìn)距離）推進(jìn)距離l=600mm。推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭以。推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭以接近接近均勻的速度均勻的速度推瓶，并平穩(wěn)的接觸和脫離瓶子；推瓶，并平穩(wěn)的接觸和脫離瓶子；然后推頭然后推頭快速的返回快速的返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。（3）按生產(chǎn)效率的要求，推程平均速度為）按生產(chǎn)效率的要求，推程平均速度為v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作行程的，返回時(shí)的平均速度為工作行程的3倍。倍。（4）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。設(shè)計(jì)介紹：設(shè)計(jì)介紹：u1.設(shè)計(jì)方案選擇設(shè)計(jì)方案選擇u2.機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)u3.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與動(dòng)力分析u4.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真與三維立體圖機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真與三維立體圖u5.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析.最終方案：最終方案：擺動(dòng)導(dǎo)擺動(dòng)導(dǎo)桿桿與與連連桿桿組組合機(jī)合機(jī)構(gòu)構(gòu)，推，推頭頭部分采用了牛部分采用了牛頭頭刨刨床的床的核心思想，核心思想，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)緊緊湊湊，而且只要，而且只要將將導(dǎo)導(dǎo)桿利用桿利用轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副副鏈鏈接在另接在另一一個(gè)個(gè)拐桿上，便能拐桿上，便能實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)推推頭頭在水平面在水平面運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，且推，且推頭頭幾乎能很幾乎能很平平穩(wěn)穩(wěn)地推地推進(jìn)進(jìn)瓶瓶子。子。機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 由返回由返回時(shí)時(shí)的速度是推程的速度是推程時(shí)時(shí)的速度的的速度的3 3倍倍，可以得出行，可以得出行程系程系數(shù)數(shù)比比為為3 3，可，可計(jì)計(jì)算得到算得到極極位位夾夾角角為為9090度度所以機(jī)所以機(jī)構(gòu)構(gòu)的的兩兩個(gè)個(gè)極極限限位置如上位置如上圖圖所示。所示。已知已知AE=600 mmAE=600 mm，BOD=90BOD=90，CE=CA.CE=CA.計(jì)計(jì)算可得算可得AC=2AF=3002=424.26 mmAC=2AF=3002=424.26 mmOBOB和和ODOD的的長(zhǎng)長(zhǎng)取取150mm150mm，所以，所以O(shè)C=212.13mmOC=212.13mm取推桿高取推桿高150mm150mm，長(zhǎng)長(zhǎng)度度600mm600mm。轉(zhuǎn)速計(jì)算轉(zhuǎn)速計(jì)算u工作行程的平均速度為工作行程的平均速度為45MM/S,而空回的速度而空回的速度為為135MM/S,所以工作所用時(shí)間所以工作所用時(shí)間=600/4513.3秒秒,回來所用時(shí)間回來所用時(shí)間=600/1354.4秒秒,所以總時(shí)間應(yīng)為所以總時(shí)間應(yīng)為17.7秒秒,因因?yàn)轭}目中所要求的皆為平均速度為題目中所要求的皆為平均速度,所以為了變于所以為了變于計(jì)算取推頭來回一趟的總時(shí)間為計(jì)算取推頭來回一趟的總時(shí)間為18秒。秒。輪系的設(shè)計(jì)輪系的設(shè)計(jì)輪系的設(shè)計(jì)輪系的設(shè)計(jì) 由于一般由于一般電電機(jī)的機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速為為14401440轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)每分每分鐘鐘，所，所以要以要設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)減減速裝置。速裝置。首先通首先通過齒過齒數(shù)數(shù)比比為為1 1比比5 5的的兩個(gè)兩個(gè)齒輪齒輪將將電電機(jī)速度降至機(jī)速度降至288r288rmin.min.曲柄的曲柄的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速 通通過齒過齒數(shù)數(shù)為為2 2的的蝸蝸桿桿與與齒齒數(shù)數(shù)為為4242的的渦輪渦輪，將將速度降至速度降至 14r 14r min,min,再通再通過傳動(dòng)過傳動(dòng)比比為為1 1 4 4的皮的皮帶輪帶輪將將速度降至速度降至 所需要的所需要的3.4r3.4rmin.min.導(dǎo)軌導(dǎo)軌的速度的速度 設(shè)設(shè)定定為為48r48rmin,min,通通過傳動(dòng)過傳動(dòng)比比為為1 1 6 6的皮的皮帶帶2 2就可以就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)。刷子的速度刷子的速度 設(shè)設(shè)定定為為72r/min72r/min，通，通過傳動(dòng)過傳動(dòng)比比為為1 1 4 4的皮的皮帶帶3 3就可以就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析取機(jī)取機(jī)構(gòu)構(gòu)在左在左極極限位置限位置時(shí)時(shí)推推頭頭的位移的位移為為X=0X=0，可得出推，可得出推頭頭隨隨搖搖桿桿OBOB轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的位移函的位移函數(shù)數(shù)：x x求一次求一次導(dǎo)為導(dǎo)為速度方程，求二次速度方程，求二次導(dǎo)導(dǎo)得加速度方程得加速度方程在在matlabmatlab中中繪繪制函制函數(shù)數(shù)圖圖象，位移，速度和加速度曲象，位移，速度和加速度曲線線如下：如下：位移曲線位移曲線 由由圖圖可看出，推可看出，推頭頭運(yùn)運(yùn)動(dòng)滿動(dòng)滿足足總總行程行程600mm600mm，且回程，且回程時(shí)時(shí)間間和推程和推程時(shí)間滿時(shí)間滿足足1 1比比3 3的的關(guān)關(guān)系。系。速度曲線速度曲線 由上由上圖圖可知，推程可知，推程階階段段圖圖象近乎直象近乎直線線，說說明符合任明符合任務(wù)務(wù)要求，要求，能能夠夠勻勻速推速推瓶瓶。而且具有急回特性，上。而且具有急回特性，上圖圖中速度的正中速度的正負(fù)負(fù)表示速度表示速度方向的左右方向的左右加速度曲線加速度曲線機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置運(yùn)動(dòng)分析機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置運(yùn)動(dòng)分析第一位置（第一位置（105105度）速度度）速度圖圖解法解法第一位置加速度第一位置加速度圖圖解法解法第二位置（第二位置（285285度）速度度）速度圖圖解法解法第二位置加速度第二位置加速度圖圖解法解法機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置動(dòng)力分析機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置動(dòng)力分析第一位置（第一位置（105105度）（桿度）（桿組組1 1）第一位置（桿第一位置（桿組組2 2）第一位置原第一位置原動(dòng)動(dòng)件件第二位置（第二位置（285285度）（桿度）（桿組組1 1）第二位置（桿第二位置（桿組組二）二）第二位置原第二位置原動(dòng)動(dòng)件件推頭的動(dòng)態(tài)仿真推頭的動(dòng)態(tài)仿真整體的三維立體圖整體的三維立體圖機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析 對(duì)對(duì)機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行三行三維維模模擬擬運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，追蹤推，追蹤推頭頭的位移，得到的位移，得到推推頭頭的速度加速度曲的速度加速度曲線線如下：如下：速度曲速度曲線線：加速度曲線：加速度曲線：以上以上兩兩圖圖和和設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的速度加速度曲算的速度加速度曲線輪線輪廓吻合。廓吻合。謝 謝 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 目錄 1.課程任務(wù)設(shè)計(jì)書...................................................................................... 3 2.洗瓶機(jī)簡(jiǎn)介 ..............................................................................................4 3.方案的設(shè)計(jì)思路與評(píng)價(jià)................................................................. ...... 5 3.1推頭的設(shè)計(jì)....................................................................................... 5 3.1.1平面連桿機(jī)構(gòu)..........................................................................5 3.1.2凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu).................................................................5 3.1.3擺動(dòng)導(dǎo)桿與連桿組合機(jī)構(gòu)...................................................6 3.2洗瓶部分的設(shè)計(jì)方案..................................................................... 7 4.尺寸計(jì)算......................................................................................... ...........7 4.1推瓶部分的尺寸設(shè)計(jì)......................................................................7 4.2輪系的設(shè)計(jì)........................................................................................8 5.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與力分析....................................................................9 5.1整體的運(yùn)動(dòng)分析...............................................................................9 5.2機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)分析...................................................11 5.2.1第一位置...................................................................................11 5.2.2第二位置...................................................................................14 5.3機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置的動(dòng)力分析.................................................. 16 5.3.1第一位置...................................................................................16 5.3.2第二位置...................................................................................18 5.4原動(dòng)件受力分析.............................................................................. 21 6.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)仿真與三維立體圖...............................................................22 6.1推頭的動(dòng)態(tài)仿真.............................................................................. 22 6.2整體的三維立體圖............ .............................................................23 7.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析...................................................................................... 24 7.1推頭的速度曲線圖..........................................................................24 7.2推頭的加速度曲線圖..................................................................... 24 8.心得感想......................................................................................... ...........25 9.參考文獻(xiàn)......................................................................................... ...........25 1．課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1設(shè)計(jì)題目： 洗瓶機(jī) 1.2工作原理及工藝動(dòng)作過程 為了清洗圓形瓶子外面，需將瓶子推入同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子就將瓶子洗凈。 它的主要?jiǎng)幼鳎簩⒌轿坏钠孔友刂鴮?dǎo)輥推動(dòng)，瓶子推動(dòng)過程利用導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)將瓶子旋轉(zhuǎn)以及將刷子轉(zhuǎn)動(dòng)。 1.3原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 1）瓶子尺寸。大端直徑d=80mm，長(zhǎng)l=200mm。 2）推進(jìn)距離L=600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭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)備進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。 3）按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為=45mm∕s，返回時(shí)的平均速度為工作行程平均速度的3倍。 4）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 1.4設(shè)計(jì)方案提示 1）推瓶機(jī)構(gòu)一般要求推頭工作時(shí)作近似直線軌跡，回程時(shí)軌跡形狀不限，但不能反向撥動(dòng)瓶子。由于上述運(yùn)動(dòng)要求，一般采用組合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 2）洗瓶機(jī)構(gòu)由一對(duì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥和三只刷子轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子所組成?？梢酝ㄟ^機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)來完成。 1.5設(shè)計(jì)任務(wù) 1）根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)要求擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2）進(jìn)行推瓶機(jī)構(gòu)和洗瓶機(jī)構(gòu)的選型，實(shí)現(xiàn)洗瓶動(dòng)作要求。 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的評(píng)定和選擇。 4）根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)擬定機(jī)械傳動(dòng)方案。 5）畫出機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖（機(jī)械運(yùn)動(dòng)示意圖）。 6）對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸計(jì)算。 1.6設(shè)計(jì)工作量 1、圖紙1張（機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖）。 2、設(shè)計(jì)說明書一份。 2.洗瓶機(jī)簡(jiǎn)介 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，玻璃瓶作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的液體承載器皿開始在人們生活中大量出現(xiàn)。無論啤酒、白酒等酒類，還是醋、醬油等調(diào)味品，抑或輸液瓶藥品瓶等，到處都是玻璃瓶的身影。為了節(jié)約能源、降低成本，大多數(shù)企業(yè)都進(jìn)行舊瓶的回收利用。這里就不得不面臨一個(gè)問題，就是玻璃瓶的清洗。因?yàn)闊o論是盛裝飲品或者藥品，都要求瓶子的清潔衛(wèi)生。 傳統(tǒng)的生產(chǎn)當(dāng)然主要是靠人工來清洗，但人工清洗效率較低且需要較多的勞動(dòng)力資源，既不利于連續(xù)生產(chǎn)，也加大了企業(yè)的勞動(dòng)力成本，這無疑是企業(yè)所無法接受的。 現(xiàn)代大型企業(yè)一般多采用超聲波式、回轉(zhuǎn)式、沖洗式等大型洗瓶設(shè)備，這些設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)效率高且洗瓶效果好，但是價(jià)格昂貴，產(chǎn)品維修困難，對(duì)于一些起步階段的民營(yíng)企業(yè)、小企業(yè)甚至作坊式企業(yè)來說，并不是理想的選擇。 因此，我們迫切需要一種產(chǎn)品，既能快速高效地完成一整套洗瓶過程，又不需要一些復(fù)雜易損的高科技設(shè)備，價(jià)格低廉、能為廣大初級(jí)用戶所接受，成為他們提高生產(chǎn)效率的可靠助手，這也是我們?cè)O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上洗瓶機(jī)有扭道式，箱式，滾筒式和立式多種，而且這些洗瓶機(jī)一般都是在大型企業(yè)里應(yīng)用的。在工廠一般都是采用毛刷刷洗，并且為了提高清潔程度，不得不使用大量的水和化學(xué)清洗劑，這也加劇了后續(xù)漂洗工作的困難。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于針對(duì)家庭類容器清洗裝置的研究很少?，F(xiàn)在市面上有一些涮碗機(jī)，其動(dòng)力裝置是類似與洗衣機(jī)一樣的波輪，一旦遇到難以清洗的器皿時(shí)，效果就會(huì)大大降低甚至有些容器根本無法清洗干凈?，F(xiàn)在也出現(xiàn)一些利用超聲波清洗的等新型清洗裝置，由于成本過高限制了其普及的程度，因此有必要進(jìn)一步開展適用于家庭、飯店等經(jīng)濟(jì)實(shí)用的、自動(dòng)化程度更高的清洗機(jī)的研究。 3.方案的設(shè)計(jì)思路與評(píng)價(jià) 3.1推頭的設(shè)計(jì) 3.1.1 平面連桿機(jī)構(gòu) 此方案完全采用平面連桿設(shè)計(jì)，桿數(shù)較多，雖然容易制造，具有壓強(qiáng)小、磨損輕、易于加工和幾何形狀能保證本身封閉等優(yōu)點(diǎn),但由于推程較長(zhǎng)，必然會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)上的動(dòng)載荷和慣性力難平衡，會(huì)有累積誤差，且效率低,它難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)計(jì)算復(fù)雜,桿多且穩(wěn)定性差而且推頭的回程軌跡為曲線，需額外耗一部分能量將其舉高,且在由回程轉(zhuǎn)工作時(shí)必然會(huì)與機(jī)架發(fā)生碰撞，故原不如讓推頭始終走直線，所以舍棄方案一 。 3.1.2 凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 此洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)使推頭的運(yùn)動(dòng)可以由凸輪的外輪廓線來確定，而連桿機(jī)構(gòu)可以使凸輪的推程放大，達(dá)到設(shè)計(jì)題目要求的行程速度系數(shù)比K=3。 這種方案設(shè)計(jì)中：軌跡要求，傳動(dòng)比要求，急回特征和系數(shù)要求均可滿足，但它會(huì)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)自鎖。原動(dòng)件不是最短桿，當(dāng)1,2桿重合，亦即在兩個(gè)極限位置。四桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)，曲柄會(huì)被完全卡死，而解決機(jī)構(gòu)自鎖問題通常只能采用飛輪或者引入其他機(jī)構(gòu)。這一機(jī)構(gòu)本身就有點(diǎn)復(fù)雜。加上解決機(jī)構(gòu)自鎖的裝置后，其復(fù)雜性更大。 此外，凸輪的輪廓的設(shè)計(jì)有很大的難度，需要與四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格一致，否則也會(huì)使四桿機(jī)構(gòu)無法走完整個(gè)完整行程而失敗。再有，機(jī)構(gòu)無法通過力封閉來帶動(dòng)四桿機(jī)構(gòu)，只能通過幾何封閉，這樣也會(huì)給機(jī)構(gòu)帶來不必要的麻煩，比如說會(huì)增大機(jī)構(gòu)內(nèi)的摩擦，影響機(jī)構(gòu)的質(zhì)量及效率。實(shí)驗(yàn)測(cè)量的誤差是無法避免的，這點(diǎn)是很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的。 速度控制方面：由凸輪傳遞到推桿末端，需要有中間桿件的傳遞。這在設(shè)計(jì)速度的時(shí)候會(huì)帶來很大的麻煩，還需要分析中間桿件的速度。 從制造成本來看：這么復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，不僅材料要很多，工藝要求也較精細(xì)。特別是凸輪的生產(chǎn)，會(huì)比桿件的生產(chǎn)復(fù)雜得多。這會(huì)大大增加制造成本。 維修方面：任一零件壞了都將導(dǎo)致機(jī)器無法運(yùn)轉(zhuǎn)，由于零件較多，機(jī)器壞的概率理論上增大。 設(shè)計(jì)方面：如此多的問題需要解決，在短短的2星期內(nèi)很難完成。四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)，四桿機(jī)構(gòu)跟凸輪機(jī)構(gòu)的配合，速度分析，機(jī)構(gòu)自鎖等等，這些都是比較耗時(shí)間的。 綜合以上種種原因，我們最終放棄了這個(gè)方案。 3.1.3 擺動(dòng)導(dǎo)桿與連桿組合機(jī)構(gòu) 此方案是一個(gè)擺動(dòng)導(dǎo)桿與連桿組合機(jī)構(gòu)。 這是我們最終的方案；此洗瓶機(jī)的推頭部分采用了牛頭刨床的核心思想，題目要求行程速度系數(shù)比K=3，也就是說曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角為90度，運(yùn)用這個(gè)機(jī)構(gòu)就很容易實(shí)現(xiàn)了，而且題目要求推頭的推程為600mm，此機(jī)構(gòu)也很容易滿足，而且結(jié)構(gòu)緊湊，而且只要將導(dǎo)桿利用轉(zhuǎn)動(dòng)副鏈接在另一個(gè)拐桿上，便能實(shí)現(xiàn)推頭在水平面運(yùn)動(dòng)，則推頭幾乎能很平穩(wěn)地推進(jìn)瓶子。其優(yōu)點(diǎn)為工作行程近似均速,且制作較簡(jiǎn)便,且承受的負(fù)載能力大. 3.2洗瓶部分的設(shè)計(jì)方案 導(dǎo)輥是給定的,加之為保證瓶子的安全，故瓶子只能平躺放置，無需再作其他設(shè)想。 4.尺寸計(jì)算 4.1推瓶部分的尺寸設(shè)計(jì) 由返回時(shí)的速度是推程時(shí)的速度的3倍，可以得出行程系數(shù)比為3，可計(jì)算得到極位夾角為90度，所以機(jī)構(gòu)的兩個(gè)極限位置如上圖所示。 已知AE=600 mm，∠BOD=90°，CE=CA. 計(jì)算可得AC=2AF=300×2=424.26 mm OB和OD的長(zhǎng)取150mm，所以O(shè)C=212.13mm 工作行程的平均速度為45MM/S,而空回的速度為135MM/S,所以工作所用時(shí)間=600/45≈13.3秒, 回來所用時(shí)間=600/135≈4.4秒,所以總時(shí)間應(yīng)為17.7秒,因?yàn)轭}目中所要求的皆為平均速度, 所以為了變于計(jì)算取推頭來回一趟的總時(shí)間為18秒。 4.2輪系的設(shè)計(jì) 一般電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440r／min,其軸上裝有齒數(shù)為10的齒輪1，與齒數(shù)為50的齒輪2嚙合，將其速度降至288r／min. 通過齒數(shù)為2的蝸桿3與齒數(shù)為42的渦輪4嚙合，將速度降至14r／min,再通過傳動(dòng)比為1∶4的皮帶1將速度降至所需要的3.4r／min. 導(dǎo)軌的速度設(shè)定為48r／min,通過傳動(dòng)比為1∶6的皮帶2就可以實(shí)現(xiàn)。 刷子的速度設(shè)定為72r/min，通過傳動(dòng)比為1∶4的皮帶3就可以實(shí)現(xiàn)。 齒輪 模數(shù) 齒數(shù) 1 2 10 2 2 50 3（蝸桿） 2 2 4（渦輪） 2 42 皮帶輪 半徑（mm） 皮帶1 輪1 25 輪2 100 皮帶2 輪3 20 輪4 120 皮帶3 輪5 25 輪6 100 5.機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與力分析 5.1 整體運(yùn)動(dòng)分析 取機(jī)構(gòu)在左極限位置時(shí)推頭的位移為X=0，可得出推頭隨搖桿OB轉(zhuǎn)動(dòng)的位移函數(shù)： 可得其位移圖像，如下圖： 對(duì)位移函數(shù)求一次導(dǎo)數(shù)，可得其速度函數(shù)，圖像如下圖： 對(duì)位移函數(shù)求二次導(dǎo)數(shù)，可得其加速度函數(shù)，其圖像如圖： 5.2機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置運(yùn)動(dòng)分析 5.21 第一位置（105°OAB′C′D′） ①速度分析 根據(jù)原動(dòng)件1的角速度ω，可求得點(diǎn)B2的速度為 VB2=VB1=ω1·LOB=0.36×150= 54 mm／s AB′=350mm 對(duì)于2和3構(gòu)成的移動(dòng)副，有 VB3 = VB2 + VB3B2 方向： ⊥AB ⊥OB ∥AB 大小： ？ ω1?LOB ？ 對(duì)與4和5構(gòu)成的構(gòu)件 VD = VC4 = VC5 + VC4C5 方向： 水平 ⊥AC ∥CD 大?。? ？ 已知 ？ ②加速度分析 方向： B→A ⊥AB B→O ∥AB ⊥AB(逆時(shí)針) 大小： ? ? ω3 = = 0.147 rad／s =7.56 mm／s2 LAB = 350 mm = 0.362×150 =19.44 mm／s2 =2×0.36×16.33=5.88 mm／s2 5.22第二位置（285°OAB″C″D″） ①速度分析 根據(jù)原動(dòng)件1的角速度ω，可求得點(diǎn)B2的速度為 VB2=VB1=ω1·LOB=0.36×150= 54 mm／s AB″= 111.29 mm 對(duì)于2和3構(gòu)成的移動(dòng)副，有 VB3 = VB2 + VB3B2 方向： ⊥AB ⊥OB ∥AB 大?。? ？ ω1?LOB ？ 對(duì)與4和5構(gòu)成的構(gòu)件 VD = VC4 = VC5 + VC4C5 方向： 水平 ⊥AC ∥CD 大小： ？ 已知 ？ ②加速度分析 方向： B→A ⊥AB B→O ∥AB ⊥AB(逆時(shí)針) 大小： ? ? ω3 = = 0.147 rad／s = 2.4 mm／s2 LAB = 111.29mm = 0.362×150 =19.44 mm／s2 =2×0.36×51.5=37.08 mm／s2 5.3機(jī)構(gòu)任意兩個(gè)位置動(dòng)力分析 5.31第一位置 在此桿組中受到4桿慣性力PI4,重力G4，支反力R64，鉸鏈反力R35，工作阻力Fr. 已知Fr= 10N G4=20N PI4= -m×a4= 列出力的平衡方程： = 0 有 PI4 + G4 + R64 + R35 + Fr = 0 在此桿組中受到構(gòu)件5對(duì)3的反作用力R53,重力G3，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量M,慣性力PI3，R12。 已知 G3=100N J=1 ㎏·㎡ M=-J×ε= PI3=-m×a3= M與PI3合成 PI3= PI3 h=M÷PI= 對(duì)A點(diǎn)取距，由平衡關(guān)系得 = 0 桿組中受到4桿慣性力PI4,重力G4，支反力R64，鉸鏈反力R35，由于回程無工作阻力。 已知 G4=20N PI4= -m×a4= 在此桿組中受到構(gòu)件5對(duì)3的反作用力R53,重力G3，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量M,慣性力PI3，R12。 對(duì)A點(diǎn)取距，由平衡關(guān)系得 = 0 已知 G3=100N J=1 ㎏·㎡ M=-J×ε= PI3=-m×a3= M與PI3合成 PI3= PI3 h=M÷PI= 6.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真與三維立體圖 6.1推頭的動(dòng)態(tài)仿真 6.2整體的三維立體圖 7.機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)分析 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維模擬運(yùn)動(dòng)，追蹤推頭的位移，得到推頭的速度加速度曲線如下： 速度曲線： 加速度曲線： 以上兩圖和設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算的速度加速度曲線輪廓吻合。 8.心得感想 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)接近尾聲，經(jīng)過幾天的奮戰(zhàn)我們的課程設(shè)計(jì)終于完成了，課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我們今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是 為明天能穩(wěn)健的在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 說實(shí)話，課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)累．然而，當(dāng)我們一著手整理自己的設(shè)計(jì)成果，漫漫回味這一周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會(huì)走完的第一步，也是人生的一點(diǎn)小小的勝利，然而它令我感到自己成熟的許多，另我有了一中”春眠不知曉”的感 悟． 通過課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致．也讓我體會(huì)到了合作與雙贏的快樂。只有自己親手設(shè)計(jì)東西才知道這其中的緣由，所以也真正認(rèn)識(shí)到學(xué)好機(jī)械原理的重要性。 9.參考文獻(xiàn) 1.《機(jī)械原理》 安子軍 國(guó)防工業(yè)出版社 2.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 龔溎義 機(jī)械工業(yè)出版社 3.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》 曲繼方 機(jī)械工業(yè)出版社 4.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》 劉毅 華中科技大學(xué)出版社 } 21