机械原理课程设计洗瓶机使用说明书.doc

机械原理课程设计洗瓶机使用说明书.doc自动洗瓶机机构
说明书
机械工程学院机械设计及其自动化专业
08级机自2 班
设计者
指导教师郑立娟
2010 年 6 月 30 日
目录
:自动洗瓶机机构 4
工作原理及工艺动作过程 4
设计任务 4
原始数据及设计要求 5
5
设计方案一:凸轮-铰链四杆机构 6
设计方案二:凸轮-全移动副四杆机构 6
设计方案三:六杆机构 7
分析选择最终方案 7
9
六杆机构的尺寸设计 9
六杆机构的运动学分析 10
六杆机构推杆运动学分析的验证 15
20
21
洗瓶机构循环路线分析 21
洗瓶机机构循环图 21
23
洗瓶机总体结构简图 23
洗瓶机工作原理 24
26
28
一、题目:自动洗瓶机机构
工作原理及工艺动作过程
为了清洗圆形瓶子外面,需要用推杆将瓶子推到指定位置,通过急回运动提高效率,利用刷子旋转将瓶子清洗干净。
设计任务
1)给出工作原理,原始数据及设计要求。
2)根据工艺动作要求拟定运动循环图。
3)进行各部分传动机构的选型。
4)提出2~3种机械传动方案。(画出草图)
5)进行方案的评定和选择。
6)对传动机构进行尺寸设计和计算。
7) 按比例画出运动简图。
8) 对典型机构进行运动和动力分析(可应用计算机辅助分析手段,例如机构仿真)。
9) 提交项目说明书一份。
原始数据及设计要求
瓶子实际尺寸。大端直径d=80mm,长200mm。
推头推进实际距离l=320mm,推瓶机构应使推头平稳地接触和脱离瓶子,然后推头快速返回原位,准备进入下一次工作循环。
按生产率的要求,,即推头行程速比系数k=。
按整个机构的工作要求,我们规定推进机构中原动件曲柄素转为w=1rad/s。
机构传动性能良好,机构紧凑,制造方便。。
二、设计方案的拟定和比较
设计方案一:凸轮-铰链四杆机构
图2—1
自由度F=3n-2pl-ph=3×4-2×5-1=1
设计方案二:凸轮-全移动副四杆机构
图2—2
自由度F=3n-2pl-ph=3×4-2×4-2=2
设计方案三:六杆机构
图2—3
自由度F=3n-2pl-ph=3×5-2×7=1
分析选择最终方案
由设计要求知:①推瓶机构应使推头平稳地接触和推进瓶子,然后推头快速返回原位,即回程是个急回运动;②按生产率的要求,,即推头行程速比系数k=。
设计的三种方案均能满足以上的设计要求,但方案一的凸轮-铰链四杆机构在运动过程中,从动件1与连杆2共线时会形成死点,因此要注意采取度过死点位置的措施,这样会使机构变得复杂,给制造带来不便,故舍弃方案一;方案二的凸轮-全移动副四杆机构由于水平方向轨迹太长,造成凸轮机构从动件的行程过大,而使相应凸轮尺寸过大,致使机构占用空间过大,并且浪费材料,故舍弃方案二;方案三的六杆机构不存在上面两种方案的缺点,在满足设计要求的前提下还有以下优点:
①该机构的运动副全为低副,并且运动副元素间便于润滑,故可传递较大载荷;②运动副元素的几何形状简单,便于加工制造;③运行过程中:推头右行时,速度较低且均匀,可以提高推瓶质量;推头左行时,由于有急回作用,速度较高,可提高生产率。综合以上分析,选择方案三为洗瓶机机构的最终方案。
三、六杆机构的设计分析
六杆机构的尺寸设计
图3—1
根据原始数据及设计要求知:推头推进距离=320mm,推头行程速比系数k=,设计六杆机构原动件曲柄,从动件,如上图所示,机构的极位夹角,摇杆摆角,铰链A和铰链C之间的距离
,由几何关系可知, mm,摇杆CD的长度mm,为使机构的传递效率比较高,要求推杆在整个行程中有较小的压力角。如图所示当FG的中点位于导路所在直线上时,满足上述要求。
导路至铰链C的距离

按照以上尺寸,用ProE做出六杆机构的三维立体图演示运动情况,经验证,符合要求,说明设计的六杆机构各构件的尺寸大小合适。
六杆机构的运动学分析
用解析法对六杆机构进行运动学分析
由设计要求知:原动件曲柄的角位移=t=t=t
—2中,设原动件曲柄长度lAB=l1,铰链A与铰链C之间的距离lAC=l4,