機械原理課程設計7

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⑦ 機械原理課程設計—洗瓶機

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圖17 洗瓶機工作示意圖
設計洗瓶機。如圖17 所示，待洗的瓶子放在兩個同向轉動的導輥上，導輥帶動瓶子旋轉。當推頭M把瓶子推向前進時，轉動著的刷子就把瓶子外面洗凈。當前一個瓶子將洗刷完畢時，後一個待洗的瓶子已送入導輥待推。
洗瓶機的技術要求見表17。
表17 洗瓶機的技術要求
方案號 瓶子尺寸
（長×直徑）
mm，mm 工作行程
mm 生產率
個/s 急回系數k 電動機轉速
r/min
A φ100×200 600 15 3 1440
B φ80×180 500 16 3.2 1440
C φ60×150 420 18 3.5 960

11.2設計任務
1.洗瓶機應包括齒輪、平面連桿機構等常用機構或組合機構。
2.設計傳動系統並確定其傳動比分配。
3.畫出機器的機構運動方案簡圖和運動循環圖。
4.設計組合機構實現運動要求，並對從動桿進行運動分析。也可以設計平面連桿機構以實現運動軌跡，並對平面連桿機構進行運動分析。繪出運動線圖。
5.其他機構的設計計算。
6.編寫設計計算說明書。
7.學生可進一步完成：洗瓶機推瓶機構的計算機動態演示等。
11.3設計提示
分析設計要求可知：洗瓶機主要由推瓶機構、導輥機構、轉刷機構組成。設計的推瓶機構應使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩地接觸和脫離瓶子，然後，推頭快速返回原位，准備第二個工作循環。
根據設計要求，推頭M可走圖18 所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應作勻速直線運動，在工作段前後可有變速運動，回程時有急回。

圖18 推頭M運動軌跡
對這種運動要求，若用單一的常用機構是不容易實現的，通常要把若干個基本機構組合，起來，設計組合機構。
在設計組合機構時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機構（基礎機構），而沿軌跡運動時的速度要求，則通過改變基礎機構主動件的運動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度的附加機構組合。
實現本題要求的機構方案有很多，可用多種機構組合來實現。如：
1.凸輪－鉸鏈四桿機構方案
如圖19 所示，鉸鏈四桿機構的連桿2上點M走近似於所要求的軌跡，M點的速度由等速轉動的凸輪通過構件3的變速轉動來控制。由於此方案的曲柄1是從動件，所以要注意度過死點的措施。

圖19 凸輪－鉸鏈四桿機構的方案
2.五桿組合機構方案
確定一條平面曲線需要兩個獨立變數。因此具有兩自由度的連桿機構都具有精確再現給定平面軌跡的特徵。點M的速度和機構的急回特徵，可通過控制該機構的兩個輸入構件間的運動關系來得到，如用凸輪機構、齒輪或四連桿機構來控制等等。圖20 所示為兩個自由度五桿低副機構，1、4為它們的兩個輸入構件，這兩構件之間的運動關系用凸輪、齒輪或四連桿機構來實現，從而將原來兩自由度機構系統封閉成單自由度系統。

a) b)

c) d)
圖20 五桿組合機構的方案
3.凸輪-全移動副四桿機構
圖21 所示全移動副四桿機構是兩自由度機構，構件2上的M點可精確再現給定的軌跡，構件2的運動速度和急回特徵由凸輪控制。這個機構方案的缺點是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機構從動件的行程過大，而使相應凸輪尺寸過大。

圖21 凸輪-全移動副四連桿機構的方案
4.優化方法設計鉸鏈四桿機構
可用數值方法或優化方法設計鉸鏈四桿機構，以實現預期的運動軌跡（圖18 ）運動軌跡的具體數值由設計者畫圖確定，一般不要超過9個點的給定坐標值。
 推瓶機構
我們設計的推瓶機構是一個具有急回特性的大推程機構，有以下幾種機構可以滿足設計要求：
1 、連桿機構 2 、凸輪機構
3 、組合機構 4 、不完全齒輪齒條機構

通過對幾種機構特點的分析，我們選擇了不完全齒輪齒
條機構作為推瓶機構

在此機構的基礎上，可以通過一系列的變化來實現要求的機構運動特性

不完全齒輪機構
如圖所示機構，由處在同一軸上的兩個不完全齒輪（齒輪1 1′）來實現齒輪2在一個周期內有正反兩個方向的轉動；輸出到與齒輪2同軸的齒輪，通過齒輪齒條的嚙合，即得到齒條回程運動速度為推程運動速度的3倍，具有急回運動特性。

此機構具有很多優點
 具有一般齒輪機構的特點，即傳動效率高、傳動比准確、工作安全可靠等。
 可以通過計算準確得到輸出齒輪的轉速，進而得到齒條的准確運動速度。
 可以通過兩個不完全齒輪的齒數比來得到推程和回程時的速度比。
此機構的輸出齒輪雖然在一個運動周期內存在正轉和反轉兩個方向的轉動，但因為運動周期較長、轉速較小，不會產生很大的沖擊。

洗瓶機構由一對同向轉動的導輥和三隻刷子轉動的轉子所組成。為了清洗圓形瓶子外面，需將瓶子推人同向轉動的導輥上，可以帶動瓶子旋轉，同時導輥上開有螺紋，推動瓶子沿導輥前進，轉動的刷子就將瓶子洗凈。在導輥軸向上依次排列3把可旋轉的刷子，保證在整個導輥長度上對瓶子進行清洗，確保瓶子的清潔。

進瓶機構

出瓶機構

選定方案設計與分析
方案介紹
我們設計的機構是洗瓶機，為了清洗圓形瓶子的外面，主要有以下兩個動作：
 推頭慢速將瓶子推到導輥上，然後快速返回；
 導輥帶動瓶子旋轉，瓶子沿導輥前進，轉動的刷子就將瓶子洗凈。
執行機構中，用不完全齒輪機構得到正反兩個方向的轉動，且正反轉動轉速比為1/3；將這樣的轉速通過同軸的齒輪傳給齒條，轉變為直線運動；在齒條的前端安裝一個摩擦性的推頭，並在特定的位置安裝擋鐵，使推頭在一個周期內完成推瓶和回程。為了提高生產效率，將這樣的裝置平行安裝兩套，利用了推頭在回程時豎直桿倒下不影響另一推頭的特點。洗瓶機構中，用同向轉動的導輥帶動瓶子轉動前進，轉動的刷子清洗瓶的表面。

尺寸方案的設計
1 推進距離l=600mm，按生產率的要求，推程平均速度為45mm/s，返回時的平均速度為工作行程平均速度的3倍。
得轉速 n=3.4 r/min
2通過不完全齒輪機構，可以得到在一個周期內有正反兩個方向的轉動，且正反轉角速度比為3。為了提高生產效率，將機構進行改進，由齒輪2，3分別輸出，且兩齒輪在一條直線上，相差半個周期
不完全齒輪1，1′有齒部分對應的弧度的比為3/1

4 導棍的尺寸
導輥d = 140 mm 轉速 n = 40 r/min
導輥轉速 / 瓶子轉速 = 4 / 7 得瓶子的轉速n= 70 r/min

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這個做完整至少得兩周啊
1、其實機械傳動系統方案可以是這樣的：電機（提供動力）——專》帶輪（屬第一級減速）->齒輪減速箱（二級減速）-》凸輪連桿機構（實現升降台的上下）
2、運動尺寸的話要根據具體的載重量進行校核，包括扭矩校核，帶輪的帶傳動校核，齒輪強度校核，凸輪連桿機構的疲勞強度校核等。
3、角加速度和角速度的圖，去看看一些機械原理的書關於「凸輪從動件常用運動規律」的部分，裡面就有那些圖了，挺簡單的。
4、行程速比為1，說明凸輪是對稱的

⑨ 求機械原理課程設計一份，包括圖紙，說明書，跪謝

1、題目：15噸壓片機設計

2、功能要求及工作原理

⑴ 總功能要求:將乾粉料壓製成圓形片坯

⑵ 工作原理

15噸壓片機系統的工作原理及工藝動作分解如圖5.1所示。移動粉篩3至模具1的型腔上方等待裝料，並將上一循環已成型的工件2推出(卸料)；然後粉篩振動，將粉料篩入型腔；下沖頭5下沉一定深度，以防止上沖頭4向下壓制時將粉料撲出；然後上沖頭向下，下沖頭向上加壓，並在一定時間內保持一定的壓力；而後上沖頭快速退出，下沖頭隨著將成型工件推出型腔。

3、原始數據和設計要求

⑴ 被壓工件的外形是直徑34mm，厚度5mm的圓形片坯。

⑵ 沖頭壓力為15噸(150000N)。 ⑶ 生產率為每分鍾25片。

⑷ 機器運轉不均勻系數為10%。 ⑸ 驅動電機的功率為2.2KW，940r/min。

⑹ 各執行構件的運動參數為：

上沖頭行程為90～100mm；

下沖頭5先下沉3mm，然後上升8mm後停歇(保壓)，

繼而上升16mm後停歇，等粉篩將片坯推離沖頭後下移21mm；

粉篩3在模具1的上方往復振動篩料，然後向左退回，待坯料成形並被推出型腔後，粉篩復在檯面上右移約45～50mm推卸成形片坯。

4、要求完成的設計工作量

1) 根據功能要求，確定工作原理和繪制系統功能圖。

2) 按工藝動作過程擬定運動循環圖。

3) 構思系統運動方案(至少3個以上)，進行方案評價，選出較優方案。

4) 對傳動機構和執行機構進行運動尺寸設計。

5) 用ADAMS或SOLIDWORKS軟體對機構進行運動模擬

6) 用ADAMS或SOLIDWORKS軟體對機構進行運動學分析，並畫出輸出機構的位移、速度、和加速度線圖。

7) 在2號圖紙上畫出繪制系統機械運動方案簡圖。