文档介绍：机械原理及设计(一)
课程设计说明书
学院:_____ _____
专业:___机械工程及自动化___
班级:____07机自本一_____
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指导老师:________
洗瓶机
一、设计任务
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为了清洗圆形瓶子外面,需将瓶子推入同时转动的导辊上,导辊带动瓶子旋转,推动瓶子沿导辊前进,转动的刷子就将瓶子洗净。
主要动作:将到位的瓶子沿着导辊推动,瓶子推动过程利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。
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利用推动机构把瓶子推入清洗区,在清洗区利用刷子与瓶子的相对运动把瓶子的外表面清洗干净。利用推杆的急回特性提高工作的效率、安全性以及平稳性。
二、机构方案的构思与比较

在洗瓶机这个机器的工作运动中,急回特性是一个很重要的参数,也正是利用这个特性能够使得推杆在推瓶时保持缓慢平稳,而在返回时能够快速回到工作
起始点,这样一来,可以大大提高工作效率。所以我们首先考虑几种具有急回特性的机构方案,然后进行比较得出最佳结果。
进过初步讨论后,我们列出以下几个具有急回特性的机构,并且对它们的特点进行了简单的分析,为后续的方案确定打下更好的基础。
(1)、凸轮机构
图1
结构特点:要让凸轮机构实现一定的运动特点,可根据预期的运动趋向设计出凸轮的轮廓线,得到所需要的运动效果。此机构简单紧凑,运动特性明显,但是根据实际情况考虑,按照我们目前所学****的知识,对于凸轮廓线的设计,使其达到预期的运动轨迹有一定的难度,这是存在的问题。
(2)、曲柄滑块机构
图2
结构特点:这是一个急回特性很明显的机构,当曲柄与连杆分别处于两种共线位置时可以得出曲柄的极位夹角,从而求出行程速度变化系数K,K的计算公式如下所示为
与凸轮机构不同的是,这里的运动副只有低副,机构形状简单,便于在adams软件中画出,在实际生产过程但中组装也很简便。但是在当做洗瓶机的推杆机构时,往往这样简单的曲柄滑块机构很难实现工作所要的预期效果,因为这样的机构所能达到的行程速度变化系数K不是任意值,因此如若要达到其他的K,则需要增加杆的数量,在原来曲柄滑块的基础上进行扩展,这就增加了工作的复杂性,而且还会降低系统工作的精确度,这个也是曲柄滑块运用到洗瓶机中的不足之所在。
(3)、摆动导杆机构
图3
结构特点:曲柄的整转可以带动摆杆左右摆动,以实现推瓶的效果。在这个机构中可以通过曲柄转向的的设置实现两种运动速度比,即前进时间大于返回时间和返回时间大于前进时间,如图3所示,若清洗区位于摆动导杆右侧时,则当曲柄为顺时针转动时,可以实现推瓶时间长、返回时间长的效果,可以达到工作的平稳性与高效性。另外,此机构结构简单,急回特性显著,便于制作。

当瓶子进入清洗区域后,可以以多种的运动方式实现清洗过程,可以是圆周运动,也可以是直线运动。经过小组各成员的讨论,列出以下几个方案进行比较,以便于得出最后结果。
(1)、盘型清洗机构

图4
结构特点:此机构是一个圆盘形机构,当瓶子由推动机构被推入到清洗区时,瓶子位于绿色的小转盘上,小转盘带动瓶子的转动,同时转盘旁的棕色毛刷也在转动,而且与瓶子的专项相反,瓶子与毛刷的相对运动使瓶子被清洗干净,此图上的喷水机构已忽略。
(2)、皮带传输流水线清洗机构
结构特点:这个机构运用了生产流水线水平传输带的工作原理。当瓶子被推入清洗区后,由传输带带动瓶子向前行,当瓶子到达刷子安装处时,有刷子的转动使瓶子与传输带之间产生相对的运动,这样一来就可以使瓶子的整个外表面与刷子接触到,以至于能够清洗干净瓶子的外表面。
(3)、双导辊清洗机构
图6(主视图)
图6(左视图)
结构特点:与机构方案2皮带轮流水线清洗机构相比较,刷子的结构与安装大致相似。不同的是,此机构中是利用底下的两个绿色的导辊的同向转动带动瓶子的转动,在推杆的的推动下使瓶子沿着轴线方向移动,当经过刷子安装处时,瓶子被刷子洗干净,最后有推杆把瓶子推出清洗区。
三、方案的确定

在以上所列出的三个推动机构中,经过比较与分析得出以下几点结论:
(1)、凸轮机构简单紧凑,运动特性明显,而且一定的凸轮廓线能够实现预定的推杆运动,精确度高,但是不足的是对于凸轮廓线的外形尺寸的设计与计算存在一定的难度,会提高工作的复杂性,而且凸轮机构的运动存在一定的冲击,会在一定程度上影响工作的平稳性,故不采用这个推杆机构。
(2)、曲柄滑块机构本身结构简单,而且根据设计任务的要求,如果要想达到行程速度变化系数K=3,那么则需要在原来的曲柄滑块基础上增加其他杆件,改变原有的曲柄滑块结