機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)

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1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)者周凡指導(dǎo)老師李鵬南學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)材料成型及控制工程班級(jí)二班2010年12月30日摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來，市場(chǎng)愈加需要各種各樣性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠、價(jià)格低廉、效率高、能耗低的機(jī)械產(chǎn)品，而決定產(chǎn)品性能、質(zhì)量、水平、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益的重要環(huán)節(jié)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)是首要任務(wù)是進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)和構(gòu)思、各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選用和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這就要求設(shè)計(jì)者能夠綜合應(yīng)用各類典型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成、運(yùn)動(dòng)原理、工作特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法及其在系統(tǒng)中的作用等知識(shí)，根據(jù)使用要求和功能分析選擇合理的工藝動(dòng)作過程，選用或創(chuàng)新機(jī)構(gòu)型式并巧妙地組

2、合新的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、性能優(yōu)良、工作可靠、實(shí)用性強(qiáng)的機(jī)械產(chǎn)品。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就是使學(xué)生全面、系統(tǒng)掌握和深化機(jī)械原理課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)工程實(shí)際中各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)能力的一門課程。其目的如下：1.使學(xué)生初步了解機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程，受到根據(jù)功能需要擬定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的訓(xùn)練，具備初步的機(jī)構(gòu)選型，組合和確定運(yùn)動(dòng)方案的能力。2.以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)為結(jié)合點(diǎn)，把機(jī)械原理課程各章的理論和方法融會(huì)貫通起來，進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)。3.使學(xué)生掌握機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法、步驟，并對(duì)

3、動(dòng)力分析與設(shè)計(jì)有一個(gè)較完整的概念。4.進(jìn)一步提高學(xué)生運(yùn)算、繪圖以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)和技術(shù)資料的能力。5.通過編寫說明書，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)、歸納、總結(jié)的能力。6.培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，獨(dú)立思考與分析問題的能力和創(chuàng)新能力目錄一．設(shè)計(jì)題目二．工作原理及工藝動(dòng)作過程三．原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求四．設(shè)計(jì)方案選擇五．所選方案的尺寸設(shè)計(jì)六．機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析七．總體評(píng)價(jià)八．設(shè)計(jì)體會(huì)九．參考文獻(xiàn)十．附錄【設(shè)計(jì)題目】設(shè)計(jì)洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)【工作原理及工藝動(dòng)作過程】一.工作原理圖一洗瓶機(jī)有關(guān)部件位置示意圖如圖一所示，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)，

4、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。二.工藝動(dòng)作過程將到位的瓶子沿著導(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)?！驹紨?shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求】1.瓶子尺寸：大端直徑d=80mm，長(zhǎng)2OOmm。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，平穩(wěn)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u=45mm，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。【設(shè)計(jì)方案選擇】分析設(shè)計(jì)要求可知：設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以接

5、近均勻的速度推瓶，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)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M可走如圖二所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在工作段前后可有變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回特性。圖二推頭M運(yùn)動(dòng)軌跡一．方案一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。圖三五桿組合機(jī)構(gòu)二．方案二鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿2上點(diǎn)M走近似于所要求的軌跡，點(diǎn)M的速度由等速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪驅(qū)動(dòng)構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動(dòng)來控制。三．方案三全移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)是二自由度機(jī)構(gòu)，構(gòu)件

6、2上的點(diǎn)M可精確在現(xiàn)給定的軌跡，構(gòu)件2的運(yùn)動(dòng)速度和急回特點(diǎn)由凸輪控制。圖四凸輪-鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)圖五凸輪全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)四，方案分析及最佳方案選擇1.方案分析方案一：該機(jī)構(gòu)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；但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)計(jì)困難；桿件機(jī)構(gòu)又有可能出現(xiàn)死點(diǎn)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)不連續(xù)。方案二：該方案運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)；又由于推程較大，導(dǎo)致凸輪尺寸太大，整個(gè)組合所占體積將過大；且工作行程不精確，只是近似于所要求的軌跡；機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)噪聲較大；并且由于曲柄1是從動(dòng)件，所以還要采取度過死點(diǎn)的措施。方案三：該機(jī)構(gòu)中點(diǎn)M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)

7、系來得到，但是水平方向軌跡太長(zhǎng)，造成凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大。2.選擇最佳方案綜合以上所述，方案三是最優(yōu)方案，該方案具有可行性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，能精確的再現(xiàn)給定的軌跡，并且能實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)速度和急回特性?！舅x方案的尺寸設(shè)計(jì)】圖六全移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)一．連桿尺寸連桿一做往復(fù)左右移動(dòng)，連桿3做往復(fù)上下移動(dòng)，連桿2做往復(fù)往復(fù)移動(dòng)。連桿1的橫向尺寸應(yīng)大于480mm,在這個(gè)機(jī)構(gòu)中選取520mm,豎直長(zhǎng)度為560mm。構(gòu)件2上的連桿選取240mm。連桿3的橫向尺寸應(yīng)不少于680mm,橫向尺寸取720