机械原理课程设计

机构设计方案。

设计方案名称洗瓶机设计方案

班级。姓名。

交通与机械工程学院。

2012 年 06 月 06 日。

1.设计内容。

基本原理：1) 总功能要求和工作原理选择设计，洗瓶机主要由推瓶机构，导辊机构，转刷机构组成。如图1.

1所示，待洗的瓶子放在两个不同转向的导棍上，导辊带动瓶子旋转。当推头m把瓶子推向前进时，转动的刷子就把瓶子外面洗干净。当前一个瓶洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。

2) 为实现功能要求，清洗刷需要转动，瓶子需要转动，瓶子需要沿导棍移动，需要有输送瓶的机构，经过分析机构的设计要求可知：设计的推瓶机构应使推头m以接近均匀速度推瓶。平稳的接触和脱离瓶子，然后推头快速的返回原位，准备第二个工作循环。

根据设计要求，推头m可走图1.2所使的示意轨迹，而且推头m在工作行程中应做匀速直线运动，在工作前后可有变速运动，回程时有急回。

图1. 推头m运动轨迹。

2.个人方案：凸轮—铰链四杆机构方案。

如图1所示，铰链四杆机构的连杆2上点m走近似于所要求的轨迹，m点的速度由等速转动的凸轮通过构件3的变速转动来控制，由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意过死点的措施，由于推程有600mm，导致凸轮尺寸太大，整个组合所占体积过大。

图2.凸轮-铰链四杆机构方案。

3.机构尺寸及设计。

1) 杆长的设计。

a. 为满足传动角的一定要求，设计11和12在两个特殊位置（推头位移最大和最小时）所形成的这一夹角值在一定范围内。

b. 杆长14由于与中心具的距离和基圆的大小有关，而基圆半径不宜过大，但基圆半径的大小又与压力角有关，由此设计14的长度。

c. 杆长13对另一个凸轮的基圆有一定影响，同样为了保证压力角在许可范围内，由此设计长度13

杆长计算：l=900mm, l1=700mm, l3=600mm, l4=135mm,

e=200mmf=140mm

2）设计的推导公式。

l+ l =m

lcos + lcos = m

lsin + lsin = m

m+ acos+bsin

其中 a=2m

l+ l= +l

l3）运**如下。

图3.机构运动示意图。

4.运动分析。

图4.凸轮位移曲线图。

图5.凸轮的理论轮廓线。

1）取基圆半径r=100mm，h=60mm，偏置圆e=40mm。如下图凸轮的理论轮廓线。

2）移动从动件凸轮取基圆半径r=72mm，h=60mm，偏置圆e=40mm。如下图1.7凸轮的理论轮廓线。

图6.移动从动件凸轮轮廓线。

3）运动参数设计。

已知：推程v=45mm/s；回程v=135mm/s；整个运动机构的周期：

t=t推程+t回程=16.30s；凸轮的角速度ω=2π/t=0.386rad/s

5.个人亮点：

小小的亮点和创新点所在，参考了前几届的作品，其中2个作品在洗瓶机的结构上都运用了相同的模式。而后，决定打破传统模式，在此进行创新设计，定下用轮系作为核心机构，我认为用这种方案可以减少空间，而且把瓶子的送如，清洗以及送出分别放在四个工位上进行，条例较为清晰，也达到了题目中结构紧凑的要求。

最困难的就是机构的造型，装配以及速度，加速度，线位移等曲线的生成。在这个板块，我运用了soildworks，adams，cad等绘图软件进行机构造型和运动虚拟。但其中一部分软件都是很久以前就学了，一些操作都差不多忘了，所以造型也用去了我们很大一部分时间，最后在同学的帮助下才得以完成。

最后在同学以及学长的帮助下完成了这次课程设计。