洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 ：計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院 專 業(yè) ：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) ： 012301744303 姓 名 ： 陳 夷 康 指導(dǎo)教師 ： 李 玉 梅 2015年12月10日 目錄 摘要2 第一章緒論3 1.1研究背景3 1.2論文討論內(nèi)容3 第二章設(shè)計(jì)題目4 2.1推瓶機(jī)構(gòu)的功能原理及工作原理4 2.1.1工作原理4 2.1.2功能原理4 2.2原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求5 第三章系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì)6 3.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思

2、6 3.2擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案7 3.2.1方案的評(píng)定7 3.2.2方案的選擇7 第四章凸輪及鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8 4.1凸輪設(shè)計(jì)8 4.1.1凸輪基本參數(shù)設(shè)計(jì)8 4.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)12 第5章傳動(dòng)系統(tǒng)的總體布局即部件的選擇設(shè)計(jì)14 5.1主傳動(dòng)系統(tǒng)14 5.1.1運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)及計(jì)算14 5.1.2皮帶輪的選擇與設(shè)計(jì)15 5.1.3減速器的選擇17 總結(jié)18 參考文獻(xiàn)19 摘要 洗瓶設(shè)備主要用于制藥、化工、食品等行業(yè)灌裝前的瓶子清洗.機(jī)構(gòu)裝置，洗瓶機(jī)的推 瓶機(jī)構(gòu)的功能利用推頭平穩(wěn)的將瓶子送進(jìn)的一個(gè)過程，在急回到原點(diǎn)，反復(fù)運(yùn)動(dòng)。推瓶機(jī) 構(gòu)

3、原理是利用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)和凸輪組合成一個(gè)洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)，通過凸輪和鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 本身特性來完成平穩(wěn)送瓶和機(jī)構(gòu)急回。經(jīng)過多個(gè)方案對(duì)比分析，確定比較合適方案為凸輪 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)對(duì)推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇：首 先，對(duì)洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的電機(jī)、減速器等主要的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)選擇，同時(shí)對(duì)推瓶機(jī) 構(gòu)的凸輪—鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了具體參數(shù)化設(shè)計(jì)，使的它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律能更好的 實(shí)現(xiàn)其實(shí)際的工作。 最后通過對(duì)凸輪的輪廓曲線的調(diào)整和對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)桿長(zhǎng)的局部修改，使推瓶機(jī)構(gòu)的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、工作行程等更加平穩(wěn)流暢。 關(guān)鍵詞：洗瓶機(jī), 推瓶機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，鉸鏈四桿

4、機(jī)構(gòu) 第一章緒論 1.1研究背景 隨著社會(huì)的發(fā)展，生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)于生活水平要求的越來越高，科技也不斷發(fā)展，在工業(yè)，生活中科技含量已經(jīng)逐漸體現(xiàn)。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)自動(dòng)洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 由于工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要進(jìn)行回收清洗后 再利用，節(jié)省了大量制瓶洗所需要的費(fèi)用同時(shí)也提高了工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。然而就在此時(shí)也出現(xiàn)了回收后再清洗的問題。產(chǎn)品盛載是車間的最后一道關(guān)鍵工序，因此玻璃瓶的供應(yīng)速度也就決定了總的生產(chǎn)效率的高低。從而產(chǎn)生了對(duì)洗瓶機(jī)設(shè)備的研究與改進(jìn)工作。洗瓶機(jī)器設(shè)備的出現(xiàn)并且運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，改變了人工刷洗的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生

5、產(chǎn)方式，達(dá)到了減少勞動(dòng)力、節(jié)約費(fèi)用、提高工作效率、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評(píng)，而且使得化、制藥、食品等行業(yè)的生產(chǎn)率產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。 自動(dòng)洗瓶機(jī)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于啤酒及飲料生產(chǎn)線上。該機(jī)構(gòu)的主傳動(dòng)是由電機(jī)變頻同步控制。進(jìn)出瓶分別采用導(dǎo)輥和凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)來控制，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、可靠、噪音小，并且有進(jìn)出瓶自動(dòng)回程功能。由導(dǎo)輥的旋轉(zhuǎn)及推頭的推送，通過導(dǎo)輥的上方的毛刷將瓶子的外側(cè)刷洗干凈。 1.2論文討論內(nèi)容 ①洗瓶機(jī)的工作原理 ②推瓶機(jī)構(gòu)的型式組合 ③推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì) ④機(jī)構(gòu)的分析和綜合 第二章設(shè)計(jì)題目 2.1推瓶機(jī)構(gòu)的功能

6、原理及工作原理 2.1.1工作原理 洗瓶機(jī)主要是由推平機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。待洗的瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推，如圖2-1洗瓶機(jī)有關(guān)部件位置示意圖。 圖2-1 洗瓶機(jī)有關(guān)部件的位置示意圖 2.1.2功能原理 首先推瓶機(jī)構(gòu)所采用的功能原理是用機(jī)械能迫使瓶子由工作臺(tái)的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)，則要求有一個(gè)工作行程為M往返運(yùn)動(dòng)的推頭，同時(shí)推頭在工作過程中要?jiǎng)蛩?，回程時(shí)要快速，能夠滿足此運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以有很多種，如可以設(shè)計(jì)成曲柄-四桿機(jī)構(gòu)，或凸輪連桿機(jī)構(gòu)等實(shí)

7、現(xiàn)其往復(fù)運(yùn)動(dòng)來完成其工作。要運(yùn)用此功能原理來滿足其工作需要，在運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)方面就要考慮用什么來帶動(dòng)曲柄連桿或凸輪連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，一般我們都用電機(jī)來完成此項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)功能。其次是轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，也是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中比較簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只需要有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與推瓶機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)相配合來實(shí)現(xiàn)洗瓶設(shè)備的整體工作功能。它是有兩個(gè)長(zhǎng)圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)的，其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動(dòng)功能是由推瓶機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。 2.2原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求 ①瓶子尺寸：大端直徑d=80mm，長(zhǎng)200mm。 ②推進(jìn)距離l=600mm。推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶

8、，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。③按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作行程的3倍。④機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊制造方便。 第三章系統(tǒng)方案總體設(shè)計(jì) 3.1系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思 實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)的推頭在工作過程中作近似直線運(yùn)動(dòng)軌跡，回程軌跡形狀不限，但要有急回運(yùn)動(dòng)特性。由上述運(yùn)動(dòng)要求，單一的常用的基本機(jī)構(gòu)不容易實(shí)現(xiàn)，可以采用組合機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時(shí)，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)，而運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度要求則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來滿足，也就是讓它與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。由于刷瓶與轉(zhuǎn)瓶功能的實(shí)現(xiàn)分別只有

9、一種齒輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，因此，方案的確定的關(guān)鍵是對(duì)推瓶執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合的確定。實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)。如： 1.凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方案 圖3-1凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案 如圖3-1所示，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿2上的點(diǎn)M走近似于所要求的軌跡，點(diǎn)M的速度有等速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪驅(qū)動(dòng)構(gòu)件3的變速運(yùn)動(dòng)來控制。由于此方案的曲柄1是從動(dòng)件，所以要注意采取度過死點(diǎn)的措施。該機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是凸輪獨(dú)立于連桿機(jī)構(gòu)，占用空間較大，結(jié)構(gòu)不緊湊。 2.五桿組合機(jī)構(gòu)方案 圖3-2 五桿組合機(jī)構(gòu)的方案 確定一條平面曲線需要兩個(gè)獨(dú)立變量。因此具有兩自由度的連桿機(jī)構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點(diǎn)M

10、的速度和機(jī)構(gòu)的急回特征，可通過控制該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸入構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來得到，如用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來控制等等。圖3-2 所示為兩個(gè)自由度五桿低副機(jī)構(gòu)，1、4為它們的兩個(gè)輸入構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從而將原來兩自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。但此方案中完全采用平面連桿設(shè)計(jì)，桿數(shù)較多，雖然容易制造，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，所以舍棄方案。 3.2擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案 3.2.1方案的評(píng)定 根據(jù)上節(jié)所給出的二種設(shè)計(jì)方案，我們來討論并從中選出較優(yōu)方案進(jìn)行最終的設(shè)計(jì)。首先是凸輪—鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

11、單、體積小，安裝后便于調(diào)試而且從經(jīng)濟(jì)性角度來看，也很合適。其中凸輪軸能很好協(xié)調(diào)推頭的運(yùn)動(dòng)且工作平穩(wěn)。推頭M能夠近似的完成所要求的工作行程軌跡，主要由各推桿的長(zhǎng)度比例及凸輪的形狀來實(shí)現(xiàn)推回程速度比和推程。但缺點(diǎn)是四桿機(jī)構(gòu)的低副之間存在間隙，桿較多，容易產(chǎn)生誤差，累積誤差大，不能實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。沖擊、震動(dòng)較大，一般適用于低速場(chǎng)合。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中使用的連桿不多，而且速度不是很快，這種方案可以滿足設(shè)計(jì)要求。其次五桿組合機(jī)構(gòu)的方案五桿組合機(jī)構(gòu)方案，此方案所需要的桿件繁多，設(shè)計(jì)煩瑣，實(shí)際機(jī)構(gòu)尺寸過大，不是很合理的一個(gè)設(shè)計(jì)方案，性價(jià)比也不高。 3.2.2方案的選擇 根據(jù)上述方案的評(píng)定，最終選擇凸輪-鉸鏈四桿

12、機(jī)構(gòu)作為本次設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)方案，如圖3-3所示： 圖3-3 第四章凸輪及鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1凸輪設(shè)計(jì) 4.1.1凸輪基本參數(shù)設(shè)計(jì) （一）凸輪機(jī)構(gòu)的組成 凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，但也有作往復(fù)擺動(dòng)或移動(dòng)的。推桿是被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。因?yàn)樵谕馆啓C(jī)構(gòu)中推桿多是從動(dòng)件，故又常稱其為從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)就是由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。 （二）凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)在考慮摩擦?xí)r，其凸輪對(duì)推桿的作用力 F 和推桿所受的載荷(包括推桿的自重和彈簧壓力等) G 的關(guān)系為 F = G /［cos(α+

13、φ1) - (l+2b/l)sin(α+φ1)tanφ2］ （三）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 推桿所受正壓力的方向(沿凸輪廓線在接觸點(diǎn)的法線方向)與推桿上作用點(diǎn)的速度方向之間所夾之銳角，稱為凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角，用α表示在凸輪機(jī)構(gòu)中，壓力角α是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參數(shù)。在其他條件相同的情況下，壓力角α愈大，則分母越小，作用力 F 將愈大；如果壓力角大到使作用力將增至無窮大時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖，而此時(shí)的壓力角特稱為臨界壓力角αc ，即 αc＝arctan{1/[(1+2b/l)tanφ2]}-φ1 為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角αmax小于臨界壓力角αc 。在生產(chǎn)實(shí)際中

14、，為了提高機(jī)構(gòu)的效率、改善其受力情況，通常規(guī)定凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角αmax應(yīng)小于某一許用壓力角[α]。其值一般為：推程對(duì)擺動(dòng)推桿取[α] ＝35o～45o ；回程時(shí)通常取[α]′ ＝70o～80o。 （四）根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容確定出凸輪設(shè)計(jì)曲線圖如線圖（圖4-1）所示 圖4-1凸輪設(shè)計(jì)曲線圖 凸輪的輪廓主要尺寸是根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)推頭所要達(dá)到的工作行程和推頭工作速度來確定的，初步定基圓半徑r0=50m，溝槽寬20mm，凸輪厚25mm, 孔r=15mm ,滾子半徑r=10mm。 凸輪的理論輪廓曲線的坐標(biāo)公式為：x=（r0+s）sinδ，y=（r0+s）cosδ（A） （五）求凸輪理論輪廓曲線

15、： ①推程階段 δ01=216o=1.2πS1=h[（δ1/δ01）-sin（2πδ1/δ01）/（2π）] h[（2δ/π）-sin(4δ1)/(2π)] ②遠(yuǎn)休階段δ02=36°=π/5 S2=7.5 ③回程階段δ03=72°=2π/5 S3=10hδ33/δ033-15hδ34/δ034+6hδ35/δ035 =270hδ33/π3-1215hδ34/π34+1458hδ35/π5δ3=[0，2π/5] ④近休階段δ02=36°=π/5 s4=0 δ4=[0，π/5] ⑤推程段的壓力角和回程段的壓力角

16、 將以上各相應(yīng)值代入式（A）計(jì)算理論輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。在計(jì)算中時(shí)應(yīng)注意：在推程階段取δ=δ1，在遠(yuǎn)休階段取δ=δ01+δ2，在回程階段取δ=δ01+δ02+δ3，在近休階段取δ=δ01+δ02+δ03+δ4。計(jì)算結(jié)果見表4-1。.根據(jù)推瓶機(jī)構(gòu)原理，推瓶機(jī)構(gòu)所需達(dá)到的工作要求來設(shè)計(jì)凸輪，凸輪的基本尺寸在近休時(shí)尺寸為50mm,達(dá)到最遠(yuǎn)距離是尺寸為180.9mm。 （六）求工作輪廓曲線 有公式的x′=x-rrcosθ y′=y-rrsinθ 其中： ① 推程階段 = ②遠(yuǎn)休階段 ③回程階段

17、 ④近休階段 計(jì)算結(jié)果可以得凸輪工作輪廓曲線個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)見下表4-1： 表4-1 4.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按照給定的急回要求設(shè)計(jì)，利用解析法求解此類問題時(shí)，主要利用機(jī)構(gòu)在極為是的特性。又已知的行程速比系數(shù)K和搖桿擺角φ=69度，在由圖4-2查的最小傳動(dòng)角的最大值maxγmin及β的大小在計(jì)算各桿的長(zhǎng)度。 圖4-2 查表可知maxγmin=45o，β=75o則： =180o（K-1）/（K+1）=90o a/d=sin(/2)sin(/2+β)/cos(/2-/2) b/d= sin(/2)sin(/2+β)/sin(/2- /2)

18、 (c/d)2=(a/d+b/d)2+1-2(a/d+b/d)cosβ 選定機(jī)架長(zhǎng)度d就可以確定其他各干長(zhǎng)度。 根據(jù)推瓶的行程來確定各桿的長(zhǎng)度及擺角大小，搖桿所轉(zhuǎn)的角度 =69度，行程速比系數(shù)K=3。得 L1=477.64mm L2=290.22mmL3=577.3 L3a=229.3 L4=500mmL4a=200mm 連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。其運(yùn)動(dòng)元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤(rùn)滑較好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉。能很好的保證工作可靠性。對(duì)于四桿機(jī)構(gòu)來說，當(dāng)其鉸鏈中心位置確定后，各桿的長(zhǎng)度也就確定了，用作圖法進(jìn)行設(shè)計(jì)，就是

19、利用各鉸鏈之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系，通過作圖法確定各鉸鏈的位置，從而得出各桿的長(zhǎng)度。圖解法的優(yōu)點(diǎn)是直觀，簡(jiǎn)單，快捷，對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)位置下的設(shè)計(jì)十分方便，其設(shè)計(jì)精度也能滿足工作要求。根據(jù)第3章四桿機(jī)構(gòu)的尺寸來設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 第5章 傳動(dòng)系統(tǒng)的總體布局即部件的選擇設(shè)計(jì) 5.1主傳動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)器是執(zhí)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)的裝置，用以變換或傳遞能量、物料和信息。其中傳遞機(jī)械運(yùn)動(dòng)的實(shí)體部分稱為機(jī)構(gòu)。機(jī)器是由多個(gè)機(jī)構(gòu)組成的，由各個(gè)機(jī)構(gòu)所能完成的功能組合在一起所實(shí)現(xiàn)的共同的功能，是一個(gè)組合體。首先機(jī)器是由動(dòng)力源、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和操控系統(tǒng)組成。我們要研究它就要把它拆開來一步一步的分析，根據(jù)第3章我們所討論的機(jī)構(gòu)設(shè)

20、計(jì)方案，最終確定了凸輪—四桿鉸鏈機(jī)構(gòu)。洗瓶機(jī)設(shè)備的主要傳動(dòng)系統(tǒng)有：皮帶輪傳動(dòng)系統(tǒng)、減速器傳動(dòng)系統(tǒng)、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和凸輪-四桿鉸鏈傳動(dòng)系統(tǒng)。 5.1.1運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 一、電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、控制簡(jiǎn)便、維護(hù)容易，一般生產(chǎn)機(jī)械上大多采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)已經(jīng)系列化，設(shè)計(jì)中只許根據(jù)工作機(jī)所需要的功率和工作條件，選擇電動(dòng)機(jī)的類型和機(jī)構(gòu)型式、容量、轉(zhuǎn)速，并確定電的具體型號(hào)。電動(dòng)機(jī)類型和型式可以根據(jù)電源種類（直流、交流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來選擇。工業(yè)上廣泛應(yīng)用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。它是我國(guó)80年代的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有高效、

21、節(jié)能、震動(dòng)小、噪聲小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適合于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。對(duì)于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和換向的機(jī)械，宜選用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過載能力強(qiáng)、允許有較大震動(dòng)和沖擊的YZ型YZR型。 二、因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)容量（功率）選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求是，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過載發(fā)熱量大而過早的損壞；容量過大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，經(jīng)常處于不滿載的運(yùn)行，起效率和功率因數(shù)都較低，增加電能消耗，造成很大的浪費(fèi)電動(dòng)機(jī)的容量

22、主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變和變化很小、常溫下工作的機(jī)器，只要所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped等于或略大于所需電動(dòng)機(jī)功率Pd，即Ped≥Pd，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱，而不必校驗(yàn)發(fā)熱和起動(dòng)力矩。具體計(jì)算步驟如下： ①工作機(jī)所需功率Pw?Pw＝3.4kW2)②電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd＝Pw/ηη＝＝0.904 Pd＝3.76kW 三、根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需額定功率選擇合適的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)。四、計(jì)算總的傳動(dòng)比由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速nw可確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為： i＝nm/nw nm

23、 =960 nw＝4.5 i＝213.33合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 先選定帶輪傳動(dòng)比i帶=2，減速器傳動(dòng)比i=25.14,齒輪傳動(dòng)比i=4.27,由于減速箱是同軸式布置，所以i1＝i2。因?yàn)閕＝25.14，取i＝25，i1＝i2 =5；速度偏差為0.5%<5%，所以可行。 5.1.2皮帶輪的選擇與設(shè)計(jì) 根據(jù)第3章確定的電動(dòng)機(jī)功率，根據(jù)要求選擇和設(shè)計(jì)皮帶輪所得計(jì)算結(jié)果如下表所示： 設(shè)計(jì)普通V帶輪輪緣參數(shù) 5.1.3減速器的選擇 減速器是位于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置。由于其傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，壽命長(zhǎng)，且使用維修方便，得到廣泛的應(yīng)用。常用的減速器目前已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，

24、使用者可根據(jù)具體的工作條件進(jìn)行選擇。課程設(shè)計(jì)中的減速器設(shè)計(jì)工廠是根據(jù)給定的條件，參考標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品的有關(guān)資料進(jìn)行非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)減速器類型很多。按傳動(dòng)件類型的不同可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪蝸桿減速器和行星輪減速器；按傳動(dòng)級(jí)數(shù)的不同可分為一級(jí)減速器、二級(jí)減速器和多級(jí)減速器；按傳動(dòng)布置方式不同可分為展開式減速器、同軸式減速器和分流式減速器；按傳遞功率的大小不同可分為小型減速器、中型減速器和大型減速器等。根據(jù)5.1.1所知數(shù)據(jù)選定減速器為QJR型減速器，這種減速器可做于運(yùn)輸，冶金，礦山，化工，建筑，輕工等行業(yè)的各種機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中。適用工作條件為：齒輪圓周速度應(yīng)《16m/s

25、，高速軸轉(zhuǎn)速《1000r/min，工作環(huán)境溫度為-40~~45oC,低于0oC啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)加熱到5oC，可正反雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。QJ型減速器分為臥式（W）和立式（L），在這里為了合理安排安裝空間，選用臥式（W）。 外形 安裝尺寸選擇: /mm 承載能力查的（連續(xù)工作型）： 根據(jù)i=25查的輸出轉(zhuǎn)矩為2250N.m，許用輸入功率為5.3KW，輸入轉(zhuǎn)矩為570N.m，輸出軸軸伸許用徑向載荷Fr=15000N ,實(shí)際傳動(dòng)比為25.56。.所選減速器符合要求。 總 結(jié) 本論文是對(duì)洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)的功能原理和工作原理進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并且對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先，對(duì)洗瓶機(jī)推瓶

26、機(jī)構(gòu)的電機(jī)、減速器、帶輪及其齒輪傳動(dòng)等主要的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，使的它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律能更好的實(shí)現(xiàn)其實(shí)際的工作。對(duì)洗瓶機(jī)的整個(gè)工作過程做了詳細(xì)的闡述，并且根據(jù)設(shè)計(jì)過程的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合連桿的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制了工作循環(huán)圖，使洗瓶機(jī)的各步的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、工作過程等更好的體現(xiàn)出來。本次課程設(shè)計(jì)推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)方面的教材，通過設(shè)計(jì)，凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)首先是凸輪—鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，、體積小，安裝后便于調(diào)試而且從經(jīng)濟(jì)性角度來看，也很合適。其中凸輪軸能很好協(xié)調(diào)推頭的運(yùn)動(dòng)且工作平穩(wěn)。推頭M能夠近似的完成所要求的工作行程軌跡，主要由各推桿的長(zhǎng)度比例及

27、凸輪的形狀來實(shí)現(xiàn)推回程速度比和推程。但缺點(diǎn)是四桿機(jī)構(gòu)的低副之間存在間隙，桿較多，容易產(chǎn)生誤差，累積誤差大，不能實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。沖擊、震動(dòng)較大，一般適用于低速場(chǎng)合。符合本次設(shè)計(jì)要求。 本通過本次設(shè)計(jì)的調(diào)研、軟件的學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)的運(yùn)用等都有了進(jìn)一步的提高，并且結(jié)合以往學(xué)習(xí)的專業(yè)課知識(shí)，從不同的角度對(duì)機(jī)器進(jìn)行了分析與研究，開闊了視野，增長(zhǎng)了知識(shí)，也對(duì)我國(guó)現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)與車間的生產(chǎn)技術(shù)有了更深入的了解。此次設(shè)計(jì)的工作量大，是一次設(shè)計(jì)更是一次鍛煉，為以后步入工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1. 郭朝勇.AutoCAD2008中文版教程：清華大學(xué)，2007.10 2. 孫恒.機(jī)械原理.

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