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機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 說明書 設(shè)計(jì)題目：洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)組號： 院 系 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 目錄 1， 設(shè)計(jì)目的及意義 由于工業(yè)生產(chǎn)和社會生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要進(jìn)行回收清洗后再利用，節(jié)省了大量制瓶洗所需要的費(fèi)用同時(shí)也提高了工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。然而就在此時(shí)也出現(xiàn)了回收后再清洗的問題。產(chǎn)品盛載是車間的最后一道關(guān)鍵工序，因此玻璃瓶的供應(yīng)速度也就決定了總的生產(chǎn)效率的高低。從而產(chǎn)生了對洗瓶機(jī)設(shè)備的研究與改進(jìn)工作。 隨著啤酒市場不斷地發(fā)展變化，酒瓶種類、標(biāo)紙和粘接劑品種不斷增加，特別是現(xiàn)在的頭標(biāo)鋁箔紙的出現(xiàn)，給洗瓶設(shè)備和工藝提出了新的更高的要求在長期使用多種洗瓶機(jī)的過程中。為了適應(yīng)現(xiàn)在啤酒回收瓶的洗滌要求，我們同該洗瓶機(jī)的制造廠家進(jìn)行了廣泛地討論和研究，對洗瓶機(jī)適時(shí)地進(jìn)行了一系列的技術(shù)改進(jìn)。 洗瓶機(jī)器設(shè)備的出現(xiàn)并且運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，改變了人工刷洗的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)方式，達(dá)到了減少勞動(dòng)力、節(jié)約費(fèi)用、提高工作效率、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評，而且使得化、制藥、食品等行業(yè)的生產(chǎn)率產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。 洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的原理方案分析： （1）功能分解： （2） 功能描述 原理解法 瓶子移動(dòng) 外部推力；傳送帶傳送等 清洗 刷子清洗;高壓水清洗等 功能原理分析表 （3）求功能元解 洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)形態(tài)學(xué)矩陣 功能元 功能元解 1 2 3 4 5 動(dòng)力源 電動(dòng)機(jī) 汽油機(jī) 柴油機(jī) 液動(dòng)機(jī) 氣動(dòng)馬達(dá) 移物傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 帶傳動(dòng) 鏈傳動(dòng) 清洗 毛巾清洗 高壓水清洗 刷子清洗 2.設(shè)計(jì)題目 2.1推瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)主要是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。待洗的瓶子放在兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶子推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗刷完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已送入導(dǎo)輥待推。如圖1所示。 圖1 洗瓶機(jī)工作示意圖 2， 原理方案設(shè)計(jì) 3.1功能分析 為了完成設(shè)計(jì)任務(wù)需要三個(gè)階段：①通過組合機(jī)構(gòu)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)；②導(dǎo)輥及其上方的轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，完成瓶子外圍的清洗。 3.2功能原理分析 根據(jù)使用要求或工藝要求設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)時(shí)，首先考慮的是采用什么功能原理來實(shí)現(xiàn)這些要求。顯然，采用不同的功能原理，其所要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)必然也不同。 首先了解一下洗瓶機(jī)構(gòu)： 附下圖所示是洗瓶機(jī)有關(guān)部件的工作情況示意圖。待洗的瓶子放在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 的導(dǎo)輥上，導(dǎo)輥帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)推頭M把瓶推向前進(jìn)時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)著的刷子就把瓶子外面洗凈。當(dāng)前一個(gè)瓶子將洗涮完畢時(shí)，后一個(gè)待洗的瓶子已進(jìn)入導(dǎo)輥待推。 原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求： (1) 瓶子尺寸：大端直徑D=80mm，長200mm，小端直徑d=25mm，(如圖2-2所示) (2) 推進(jìn)距離l=600mm，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以接近均勻的速度推瓶，平衡地接觸和脫離瓶子，然后，推頭快速返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。 (3) 按生產(chǎn)率的要求，推程平均速度為v=50mm/s，返回的平均速度為工作行程三倍。 (4) 機(jī)構(gòu)傳力性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M可走附下圖所示軌跡，而且在l=600mm工作行程中作勻速運(yùn)動(dòng)，在其前后作變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回運(yùn)動(dòng)特性。對這種運(yùn)動(dòng)要求。通常， 要用若干個(gè)基本機(jī)構(gòu)組合成的組合機(jī)構(gòu)，各司其職，協(xié)調(diào)動(dòng)作，才能實(shí)現(xiàn)。在選擇機(jī)構(gòu)時(shí)，一般先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)(基礎(chǔ)機(jī)構(gòu))，而沿軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度 要求，則往往通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來滿足。 圖2-1工作行程示意圖 圖2-2瓶子規(guī) 在實(shí)際工作中，要設(shè)計(jì)的機(jī)器往往比較復(fù)雜，其使用要求或工藝要求往往需要 很多的功能原理組合 成一個(gè)總的功能原理 圖2-3 工作示意圖來完成，根據(jù)上訴，我們來 圖2-3 工作示意圖 分析一下洗瓶機(jī)是通過什么功能原理來實(shí)現(xiàn)它所要完成的工作的。 首先推瓶機(jī)構(gòu)所采用的功能原理是用機(jī)械能迫使瓶子由工作臺的一側(cè)運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)，則要求有一個(gè)工作行程為L往返運(yùn)動(dòng)的推頭，同時(shí)推頭在工作過程中要?jiǎng)蛩?，回程時(shí)要快速，能夠滿足此運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以有很多種，如可以設(shè)計(jì)成曲柄-四桿機(jī)構(gòu)，或凸輪連桿機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)其往復(fù)運(yùn)動(dòng)來完成其工作。要運(yùn)用此功能原理來滿足其工作需要，在運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)方面就要考慮用什么來帶動(dòng)曲柄連桿或凸輪連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，一般我們都用電機(jī)來完成此項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)功能。 其次是轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)所運(yùn)用的是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，也是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中比較簡單的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，只需要有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與推瓶機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)輥機(jī)構(gòu)相配合來實(shí)現(xiàn)洗瓶設(shè)備的整體工作功能。它是有兩個(gè)長圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)的，其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動(dòng)功能是由推瓶機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。 最后我們要了解一下轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)所采用的功能原理，它與導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)相同運(yùn)用的都是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，與其不同的是轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)要有很高的速度來完成其對瓶子外壁的清洗工作。知道了它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就要進(jìn)一步了解它是由什么機(jī)構(gòu)帶動(dòng)完成其所要求的功能的。推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)都是由一臺電機(jī)來提供所有的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律的，這就要求我們對它們深入分析、研究各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的聯(lián)系，進(jìn)而的設(shè)計(jì)出符合其聯(lián)動(dòng)規(guī)律的整體設(shè)備，來滿足我們預(yù)期想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。 3.3工作原理分析 洗瓶機(jī)是由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)共同來完成它的工作的。根據(jù)上面洗瓶機(jī)工作情況示意圖，首先是由推瓶機(jī)構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺（導(dǎo)輥），推頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使瓶子一個(gè)一個(gè)不間斷的送上工作臺進(jìn)行清洗工作，由于瓶子是從靜止到具有一定的速度，推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊，所以就要考慮推頭的材料不能是剛性材料，要用具有一定韌性的塑性材料以保證在工作過程中不至于將瓶子碰碎。第二，瓶子送到工作臺的同時(shí)導(dǎo)輥已經(jīng)進(jìn)入了旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且噴水機(jī)構(gòu)也開始對瓶子進(jìn)行噴水，使瓶子隨著導(dǎo)輥的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，安裝在導(dǎo)輥上面旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)刷能夠?qū)⑵孔拥乃闹芏寄軌蚯逑锤蓛簟? 3.4原動(dòng)機(jī)的選擇 原動(dòng)機(jī)是機(jī)械系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分，按能量轉(zhuǎn)換性質(zhì)的不同分為第一類原動(dòng)機(jī)和第二類原動(dòng)機(jī)。其中第一類原動(dòng)機(jī)分為：蒸汽機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)、水輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)；第二類原動(dòng)機(jī)分為：電動(dòng)機(jī)、液動(dòng)機(jī)、氣動(dòng)機(jī)。在這里我選擇應(yīng)用最為廣泛的電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)，因?yàn)槌杀镜?、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少、維護(hù)要求較少、功率適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。這里用轉(zhuǎn)速為1440 r/min的電動(dòng)機(jī)。 3.5系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思 運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)得不同，綜合出的機(jī)構(gòu)也就完全不同，這是容易理解的。但是不同的機(jī)構(gòu)卻可以實(shí)現(xiàn)同一運(yùn)動(dòng)規(guī)律，滿足同樣的使用要求，因此就需要從各種運(yùn)動(dòng)性能來評價(jià)這些機(jī)構(gòu)，以便從中選擇一個(gè)最優(yōu)的機(jī)構(gòu)。 根據(jù)上訴的推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對這種運(yùn)動(dòng)要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實(shí)現(xiàn)的，通常要把若干個(gè)基本機(jī)構(gòu)組合，起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時(shí)，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)），而沿軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來滿足，也就是讓它與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。 實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)。如： 1.凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)方案 如3-1所示，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿2上點(diǎn)M走近似于所要求的軌跡，M點(diǎn)的速度由等速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪通過構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動(dòng)來控制。由于此方案的曲柄1是從動(dòng)件，所以要注意度過死點(diǎn)的措施。 圖3-1凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案 2.凸輪─全移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu) 圖3-2所示為全移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)是兩自由度機(jī)構(gòu)，構(gòu)件2上的點(diǎn)M可精確再現(xiàn)給定的軌跡，構(gòu)件2的運(yùn)動(dòng)速度和急回特征由凸輪控制；這個(gè)機(jī)構(gòu)方案的缺點(diǎn)是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大。 圖3-2凸輪—全移動(dòng)副四桿機(jī)構(gòu)的方案 3. 五桿組合機(jī)構(gòu)方案 確定一條平面曲線需要兩個(gè)獨(dú)立變量。因此具有兩自由度的連桿機(jī)構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點(diǎn)M的速度和機(jī)構(gòu)的急回特征，可通過控制該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸入構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來得到，如用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來控制等等。圖4所示為兩個(gè)自由度的五桿低副機(jī)構(gòu)，l、4為它們的兩個(gè)輸人構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從而將原來 兩自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。 圖4 五桿組合機(jī)構(gòu)方案 3.6方案的評定及選擇最優(yōu)方案 3.6.1方案的評定 根據(jù)上節(jié)所給出的三種設(shè)計(jì)方案，我們來討論并從中選出較優(yōu)方案進(jìn)行最終的設(shè)計(jì)。 首先是凸輪—鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，、體積小，安裝后便于調(diào)試而且從經(jīng)濟(jì)性角度來看，也很合適。其中凸輪軸能很好協(xié)調(diào)推頭的運(yùn)動(dòng)且工作平穩(wěn)。推頭M能夠近似的完成所要求的工作行程軌跡，主要由各推桿的長度比例及凸輪的形狀來實(shí)現(xiàn)推回程速度比和推程。但缺點(diǎn)是四桿機(jī)構(gòu)的低副之間存在間隙，桿較多，容易產(chǎn)生誤差，累積誤差大，不能實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。沖擊、震動(dòng)較大，一般適用于低速場合。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中使用的連桿不多，而且速度不是很快，這種方案可以滿足設(shè)計(jì)要求。 其次五桿組合機(jī)構(gòu)的方案五桿組合機(jī)構(gòu)方案，此方案所需要的桿件繁多，設(shè)計(jì)煩瑣，實(shí)際機(jī)構(gòu)尺寸過大，不是很合理的一個(gè)設(shè)計(jì)方案，性價(jià)比也不高。 最后凸輪-全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案是兩自由度機(jī)構(gòu)，構(gòu)件2上的M點(diǎn)可精確再現(xiàn)給定的軌跡，構(gòu)件2的運(yùn)動(dòng)速度和急回特征由凸輪控制。這個(gè)機(jī)構(gòu)方案的缺點(diǎn)是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大，不符合實(shí)際要求，空間過大。 3.6.2方案的選擇 根據(jù)上述方案的評定，最終選擇凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為本次設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)方案，如圖所示： 4，凸輪及鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1凸輪的設(shè)計(jì) 4.1.1凸輪基本參數(shù)設(shè)計(jì) (1) 凸輪機(jī)構(gòu)的組成 　　凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件。凸輪通常作等速轉(zhuǎn)動(dòng)，但也有作往復(fù)擺動(dòng)或移動(dòng)的。推桿是被凸輪直接推動(dòng)的構(gòu)件。因?yàn)樵谕馆啓C(jī)構(gòu)中推桿多是從動(dòng)件，故又常稱其為從動(dòng)件。凸輪機(jī)構(gòu)就是由凸輪、推桿和機(jī)架三個(gè)主要構(gòu)件所組成的高副機(jī)構(gòu)。 （2）凸輪機(jī)構(gòu)中的作用力 　　直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)在考慮摩擦?xí)r，其凸輪對推桿的作用力 F 和推桿所受的載荷(包括推桿的自重和彈簧壓力等) G 的關(guān)系為 F = G /［cos(α+φ1) - (l+2b/l)sin(α+φ1)tanφ2］ （3）凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 　　推桿所受正壓力的方向(沿凸輪廓線在接觸點(diǎn)的法線方向)與推桿上作用點(diǎn)的速度方向之間所夾之銳角，稱為凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角，用α表示 　　在凸輪機(jī)構(gòu)中，壓力角α是影響凸輪機(jī)構(gòu)受力情況的一個(gè)重要參數(shù)。在其他條件相同的情況下，壓力角α愈大，則分母越小，作用力 F 將愈大；如果壓力角大到使作用力將增至無窮大時(shí)，機(jī)構(gòu)將發(fā)生自鎖，而此時(shí)的壓力角特稱為臨界壓力角αc ，即 αc＝arctan{1/[(1+2b/l)tanφ2]}-φ 1 為保證凸輪機(jī)構(gòu)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)使其最大壓力角αmax小于臨界壓力角αc 。在生產(chǎn)實(shí)際中，為了提高機(jī)構(gòu)的效率、改善其受力情況，通常規(guī)定凸輪機(jī)構(gòu)的最大壓力角αmax應(yīng)小于某一許用壓力角[α]。其值一般為： 推程對擺動(dòng)推桿取[α] ＝35～45 ； 　 回程時(shí)通常取[α]′ ＝70～80。 （4）根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容確定出凸輪設(shè)計(jì)曲線圖如線圖（圖4-1）所示。 圖4-1凸輪設(shè)計(jì)曲線圖 凸輪的輪廓主要尺寸是根據(jù)四桿機(jī)構(gòu)推頭所要達(dá)到的工作行程和推頭工作速度來確定的，初步定基圓半徑r0=50m，溝槽寬20mm，凸輪厚25mm, 孔r=15mm ,滾子半徑rr=10mm。 凸輪的理論輪廓曲線的坐標(biāo)公式為： ， （A） （5）求凸輪理論輪廓曲線： a)推程階段 δ01=216=1.2 = b）遠(yuǎn)休階段 = 7.5 c)回程階段 d) 近休階段 = e)推程段的壓力角和回程段的壓力角 將以上各相應(yīng)值代入式（A）計(jì)算理論輪廓曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)值。在計(jì)算中時(shí)應(yīng)注意：在推程階段取，在遠(yuǎn)休階段取，在回程階段取，在近休階段取。計(jì)算結(jié)果見表4-1。. 根據(jù)推瓶機(jī)構(gòu)原理，推瓶機(jī)構(gòu)所需達(dá)到的工作要求來設(shè)計(jì)凸輪，凸輪的基本尺寸在近休時(shí)尺寸為50mm,達(dá)到最遠(yuǎn)距離是尺寸為180.9mm。 (6)求工作輪廓曲線： 有公式的 其中： a) 推程階段 = b) 遠(yuǎn)休階段 c) 回程階段 d) 近休階段 計(jì)算結(jié)果可以得凸輪工作輪廓曲線個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)見下表4-1： 表4-1 x y 0 5 10 … 350 355 360 0.0 4.359 8.705 … -8.682 -4.358 0.0 50.0 49.826 49.370 … 49.246 49.810 50.0 0.0 3.602 7.409 … -6.946 -3.486 0.0 40.0 39.855 39.455 … 39.392 39.847 40.0 4.1.2凸輪的建模 根據(jù)上一節(jié)內(nèi)容凸輪的基本尺寸利用Pro/E軟件做的凸輪機(jī)構(gòu)，如下圖所示（圖4-2）所示。 左圖 圖4-2 4.2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.2.1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)按照給定的急回要求設(shè)計(jì)，利用解析法求解此類問題時(shí)，主要利用機(jī)構(gòu)在極為是的特性。又已知的行程速比系數(shù)K和搖桿擺角φ=69度，在由圖4-3查的最小傳動(dòng)角的最大值maxγmin及β的大小在計(jì)算各桿的長度。 圖4-3 查表可知maxγmin=45，β=75則： =180（K-1）/（K+1）=90 a/d=sin(/2)sin(/2+β)/cos(/2-/2) b/d= sin(/2)sin(/2+β)/sin(/2- /2) (c/d)=(a/d+b/d)+1-2(a/d+b/d)cosβ 選定機(jī)架長度d就可以確定其他各干長度。 根據(jù)推瓶的行程來確定各桿的長度及擺角大小，搖桿所轉(zhuǎn)的角度 =69度，行程速比系數(shù)K=3。 得 L1=477.64mm L2=290.22mm L3=577.3 L3a=229.3 L4=500mm L4a=200mm 連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副。其運(yùn)動(dòng)元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑較好，磨損小，加工制造容易，且連桿機(jī)構(gòu)中的低副一般是幾何封閉。能很好的保證工作可靠性。 對于四桿機(jī)構(gòu)來說，當(dāng)其鉸鏈中心位置確定后，各桿的長度也就確定了，用作圖法進(jìn)行設(shè)計(jì)，就是利用各鉸鏈之間的相對運(yùn)動(dòng)的幾何關(guān)系，通過作圖法確定各鉸鏈的位置，從而得出各桿的長度。圖解法的優(yōu)點(diǎn)是直觀，簡單，快捷，對三個(gè)設(shè)計(jì)位置下的設(shè)計(jì)十分方便，其設(shè)計(jì)精度也能滿足工作要求。根據(jù)第3章四桿機(jī)構(gòu)的尺寸來設(shè)計(jì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。 連桿材料為45#鋼調(diào)制處理，桿粗為20mm，根據(jù)各干長度尺寸現(xiàn)用Pro/E軟件繪制連桿機(jī)構(gòu)圖如下，這三幅圖分別為連桿滑塊在凸輪上轉(zhuǎn)到近休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置（圖4-4所示, 連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪遠(yuǎn)休時(shí)連桿機(jī)構(gòu)的位置（圖4-5）所示。 圖4-4 圖4-5 4.3凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組合運(yùn)動(dòng)圖 下圖三個(gè)依次為連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪最遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)休位置時(shí)的圖（圖4-6）所示， 連桿滑塊轉(zhuǎn)到凸輪最近距離近休位置時(shí)的圖（圖4-7）所示。 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)休位置時(shí)，這時(shí)通過連桿在凸輪上的滾子推動(dòng)連桿，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的擺桿2運(yùn)動(dòng)到了最大位置，，和機(jī)架安裝的桿1在一條水平線上。 圖4-6 當(dāng)凸輪運(yùn)動(dòng)到近休位置時(shí)，這時(shí)通過在凸輪上連接滾子的連桿推動(dòng)桿2和桿3運(yùn)動(dòng)到一條直線上，這個(gè)時(shí)候是擺桿回到了初始位置，推頭開始推瓶。 圖4-7 5,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6，機(jī)械整體運(yùn)動(dòng)簡圖 7，結(jié)論 對洗瓶機(jī)的推瓶機(jī)構(gòu)的功能原理和工作原理進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并且對其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先，對洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)的電機(jī)、減速器、帶輪及其齒輪傳動(dòng)等主要的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，使的它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律能更好的實(shí)現(xiàn)其實(shí)際的工作。對洗瓶機(jī)的整個(gè)工作過程做了詳細(xì)的闡述，并且根據(jù)設(shè)計(jì)過程的凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合連桿的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪制了工作循環(huán)圖，使洗瓶機(jī)的各步的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、工作過程等更好的體現(xiàn)出來。 本次機(jī)械創(chuàng)新推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊等相關(guān)方面的教材，通過設(shè)計(jì)，凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)首先是凸輪—鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)：此機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，、體積小，安裝后便于調(diào)試而且從經(jīng)濟(jì)性角度來看，也很合適。其中凸輪軸能很好協(xié)調(diào)推頭的運(yùn)動(dòng)且工作平穩(wěn)。推頭M能夠近似的完成所要求的工作行程軌跡，主要由各推桿的長度比例及凸輪的形狀來實(shí)現(xiàn)推回程速度比和推程。但缺點(diǎn)是四桿機(jī)構(gòu)的低副之間存在間隙，桿較多，容易產(chǎn)生誤差，累積誤差大，不能實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。沖擊、震動(dòng)較大，一般適用于低速場合。符合本次設(shè)計(jì)要求。 本通過本次設(shè)計(jì)的調(diào)研、軟件的學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)的運(yùn)用等都有了進(jìn)一步的提高，并且結(jié)合以往學(xué)習(xí)的專業(yè)課知識，從不同的角度對機(jī)器進(jìn)行了分析與研究，開闊了視野，增長了知識，也對我國現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)與車間的生產(chǎn)技術(shù)有了更深入的了解。此次設(shè)計(jì)的工作量大，是一次設(shè)計(jì)更是一次鍛煉，為以后步入工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 8，參考文獻(xiàn) [1]孫恒 陳作模 葛文杰.機(jī)械原理第七版.高等教育出版社，2006.5 [2]劉鴻文.材料力學(xué).高等教育出版社,2004 [3]華大年 華志宏.連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新.機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 【4】郭朝勇.AutoCAD2008中文版教程：清華大學(xué)出版社，2007.10 [5] 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