机械原理课程设计洗瓶机设计.doc-资料库

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机械原理课程设计说明书洗瓶机设计学院：机械工程与自动化学院专业：机械工程及自动化班级：0713 姓名：李宏伟学号：20072180 指导教师：王淑仁成绩： 2009 年 11 月 1 日

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 目录 1 题目及设计要求……………………………………………2 1.1 工作原理及工艺动作过程………………………… 2 1.2 原始数据及设计要求……………………………… 2 1.3 设计方案提示……………………………………… 3 2 设计任务………………………………………………………3 3 工作循环图……………………………………………………3 4 机构系统简图…………………………………………………4 5 传动系统设计………………………………………… 4 5.1 设计说明………………………………………………4 5.2 参数设计………………………………………………4 5.3 设计简图………………………………………………5 6 推瓶机构设计…………………………………………………5 6.1 构件的设计简图……………………………………… 5 6.2 杆组拆分方法：……………………………………… 6 6.3 虚参与实参的对照表………………………………… 6 6.4 运动过程分析…………………………………………7 7 设计方案及结果的评价……………………………………10 8 收获与建议………………………………………………… 10 9 参考文献……………………………………………………………………10 1

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 一、设计题目及要求 1.1 工作原理及工艺动作过程为清洗圆形瓶子的外面，把待洗的瓶子放在两个转动着的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头 M把瓶推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时，后一个待洗的瓶子已送入导辊。它的主要动作：将到位的瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中利用导辊转动将瓶子旋转以及将刷子转动。图 1 是洗瓶机有关部件的工作情况示意图。图 1 洗瓶机有关部件的位置示意图 1.2 原始数据及设计要求设计推瓶机构时的原始数据和要求为（1）瓶子尺寸：大端直径 d＝80mm，长 200mm。（2）推进距离 l＝600mm。推瓶机构应使推头 M 以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。图 2 推头 M 的可走轨迹之一（3）按生产率的要求，推程平均速度为 v＝45mm/s，返回时的平均速度为工作行程的 3 倍。（4）机构传动性能良好，结构紧凑，制造方便。（5）刷子转速 180r/min,电动机转速 1430r/min,导辊转速 20r/min，导辊直径 120mm。 2

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 1.3 设计方案提示（1）推瓶机构要求推头作近似直线轨迹，回程时轨迹形状不限，但不能反向拨动下一个瓶子，可以如图 2 所示。由上述运动要求，常用基本机构是不容易实现，可以采用组合机构来实现。（2）洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只转动的刷子组成，可以通过机械传动系统来完成。二、设计任务（1）根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图；（2）进行推瓶机构的选型，以实现洗瓶动作要求；（3）根据选定的原动机和执行机构的运动参数拟定机械传动方案，分配传动比，并在图纸上画出传动方案图；（4）机械运动方案的评定和选择；（5）对执行机构进行运动尺寸计算；（6）对执行机构进行运动分析，画出运动线图，进行运动模拟；（7）画出机械运动方案简图；（8）编写设计计算说明书。三、工作循环图工作循环图如图 3.1 推头刷子导辊推程转动转动回程停止停止下一循环下一循环下一循环图 3.1 3

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 四、机构系统简图五、传动系统设计图 4.1 5.1 设计说明：（如图 5.1）电机转动，经由一蜗杆带动蜗轮 1，蜗轮 1 进过传动齿轮 2 带动刷子 1 转动，最后经由传动齿轮 4、6 带动刷子 2、3。（如图 5.2）该图为图 5.1 的俯视图，蜗轮 1、平面齿轮 10、锥齿轮 11 三个齿轮共轴，蜗轮 1 带动三个刷子。齿轮 10 经由传递齿轮 9 链接到齿轮 8，同轴圆盘 8’为推瓶机构（如图 6.1）主动件。锥齿轮 11 带动锥齿轮 12，同轴齿轮 12’带动导辊 2 转动，导辊 1、 2 之间用一个传递齿轮 14 连接。特别说明：平面齿轮 1 和锥齿轮 11 为不完全齿轮，有齿和无齿的范围比例为 13：5. 5.2 参数设计：i16 17=2:1 i45=2:1 i11 12=1:1 i17’1=18:1 i56=1:2 i12’13=2:1 i12=2:1 i67=2:1 i13 14=1:1 i23=2:1 i10 9=5:1 i14 15=1:1 i34=1:2 i98=3:1 齿轮齿数： z16=20 z2=72 z8=300 z15=60 z17=40 z5=144 z11=40 z17’=2 z6=72 z12=40 z1=36 z7=72 z12’=30 z2=72 z10=20 z13=60 z3=144 z9=100 z14=60 4

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 5.3 设计简图图 5.1 图 5.2 六、推瓶机构设计 6.1 构件的设计简图设计说明：如图 6.1 主动件为一个圆盘（现用杆来代替），主动件连一个 RPR 杆组，其中构件②（图 6.3）为一 U 形杆（避免推、回程时与刷子相撞）。参数设计：构件①（图 6.2）长度 l1=0.1m，lAC=0.21m，l2=0.83m 图 6.1 5

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 6.2 杆组拆分方法： 1. 由以上机构的结构分析可知，本机构可分解为主动件单杆（图 6.2），②、③ 构件组成的 RPR 杆组（图 6.3）。 B 2 ○1 1 A B 2 C ○3 3 ○2 4 D 图 6.2 主动件图 6.3 RPR 杆组 6.3 虚参与实参的对照表 1）对主动件○1 进行运动分析，调用 bark 函数,求 B 点的运动参数。如下表：形式参 n1 n2 n3 数实值 1 2 0 k 1 r1 r2 gam r12 0.0 0.0 t t w w e e p p vp ap vp ap 2）调用 rprk 函数求②、③构件的位置角、角速度、角加速度。形式参 m n1 n2 k1 k2 r1 r2 vr2 ar2 t w e p vp ap 数实值 1 2 3 2 3 0.0 &r2 &vr2 &ar2 t w e p vp ap 3）调用 bark 函数求 4 点的运动参数。形式参 n1 n2 n3 数实值 2 0 4 k 2 r1 r2 gam 0.0 r24 0.0 t t w w e e p p vp ap vp ap 6.4 运动过程分析 6

东北大学机械原理课程设计 <洗瓶机设计> 6.4.1 说明:根据表中数据，调用函数，进行编程，求得 4 点的速度与加速度值。 6.4.2 主程序清单： #include "stdio.h" #include "graphics.h" #include "subk.c" #include "draw.c" main() { static double p[20][2],vp[20][2],ap[20][2],del; static double t[4],w[4],e[4]; static double pdraw[370],vpdraw[370],apdraw[370]; static int ic; double r12,r24; double pi,dr; double r2,vr2,ar2; int i; FILE *fp; r12=0.1; r24=0.83; w[1]=0.27488; e[1]=0.0;del=10.0; p[1][1]=0.0; p[1][2]=0.0; p[3][1]=0.0; p[3][2]=-0.21; pi=4.0*atan(1.0); dr=pi/180.0; printf("\n printf("No printf(" if((fp=fopen("file1","w"))==NULL) deg The Kinematic Parameters of Point4\n"); THETA1 V4 A4\n"); S4 m m/s m/s/s\n"); { } printf("Can't open this file./n"); exit(0); fprintf(fp,"\n fprintf(fp,"No fprintf(fp," ic=(int)(360.0/del); The Kinematic Parameters of Point4\n"); THETA1 deg A4 \n"); m/s/s\n"); V4 m/s S4 m for(i=0;i<=ic;i++) { t[1]=(i)*del*dr-30*dr; bark(1,2,0,1,r12,0.0,0.0,t,w,e,p,vp,ap); rprk(1,2,3,2,3,0.0,&r2,&vr2,&ar2,t,w,e,p,vp,ap); bark(2,0,4,2,0.0,r24,0.0,t,w,e,p,vp,ap); printf("\n%2d%12.3f%12.3f%12.3f%12.3f",i+1,t[1]/dr,p[4][1],vp[4][1],ap[4][1]); 7

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