洗瓶机内外壁清洗

青岛农业大学

机械原理课程设计

学院：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

年级：2011级

姓名：胡瑞雨

学号：

指导教师：高洪伟

同组人：丁鑫吕国成

2013 年 6 月14 日

机械原理课程设计说明书

洗瓶机

目录

一、设计任务 (1)

1.1 设计题目 (1)

1.2 工作原理及工艺运动过程 (1)

1.3 原始数据及设计要求 (1)

二、执行系统的功能原理设计 (1)

三、运动规律设计 (1)

3.1 功能分解 (1)

3.2工艺动作过程 (1)

四、执行机构的型式设计 (1)

4.1执行机构型式设计的原则 (1)

4.2机构的选型 (2)

4.3 机构的构型 (3)

五、执行系统的协调设计 (3)

六、设计总结 (5)

七、主要参考文献 (5)

八、设计图 (6)

列出设计中的所有参考文献。

作者；文章名称；出版社；日期，页码范围。

一、设计任务

1.1 设计题目

洗瓶机的课程设计

1.2工作原理及工艺动作过程

为了清洗圆形瓶子的外表和里面，需要将瓶子推入同向转动的导辊上，导辊带动瓶子的旋转，推动瓶子沿导辊前进，内、外转动的刷子就将瓶子洗净。它的主要动作是将瓶子沿着导辊推动，瓶子推动的过程中利用导辊转子将瓶子旋转以及将刷子转动。

1.3 原始数据及设计要求

（1）瓶子尺寸：大端直径D=80mm，长L=200mm，口径d=20mm；（2）推进距离S=600mm，推瓶机构应使推头已接近均匀的速度推瓶，平稳的接触和脱离瓶子，然后推头以快速的返回原位，准备第二个工

作循环。

（3）按生产效率的要求；推程的平均速度v=45mm/s，返回时的平均速度为工程作行程的平均速度的3倍；

（4）要求机构传动性良好，结构紧凑，制造方便。

二、执行系统的功能原理设计

洗瓶机的流程分五个过程：放瓶、清洗瓶的内表面、推瓶、清洗瓶的外表面、出瓶。为了实现清洗内壁清洗与瓶的前进同步进行，可在推头上安装毛刷，实现顶部与瓶底接触，此时相对速度为零。后以45mm/s的速度前进实现外壁的刷洗。出瓶时依靠推头将瓶子推出生产线。

三、运动规律设计

3.1 功能分解

为了实现洗瓶机清洗瓶子内外表面的总功能，将功能分为：推瓶功能和洗瓶功能。

3.2工艺动作过程

将滑杆上的毛刷推入瓶子，以速度为45mm/s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，实现了内壁的刷洗，以及将外壁刷转动，实现外壁的刷洗。

四、执行机构的型式设计

4.1执行机构型式设计的原则

推瓶洗内壁机构的方案：根据前述设计要求，推瓶洗内壁机构应为一具有急回特性的机构，为了提高工作效率，在

工作行程中，应使推头及毛刷作直线运动，或者近似直线运动，以保证工作的稳定性，这些运动要求并不一定都能得到满足，但必须保证推瓶中推头及毛刷的运动轨迹至少为近似直线，以此保证安全性。在此基础上设计推头及毛刷的运动近似匀速，且满足于推头运动平均速度的要求。

4.2机构的选型

选择摆动倒杆机构。清洗区位于摆动导杆右侧时，则当曲柄为顺时针转动时，可以实现推头推瓶时间长，返回时间短的效果，可以达到工作的平稳性和高效性。另外，此机构结构简单，急回特性显著，便于制作。

4.3 机构的构型

五、执行系统的协调设计

摆动导杆机构方案

结构特点：曲柄的整转可以带动摆杆左右摆动，以实现推瓶的作用。在这个机构中可以通过曲柄转向的设置实现两种速度比，即前进时间大于返回时间和返回时间小于前进时间，如图3 结构特点：曲柄的整转科以带动摆杆左右摆动，可以实现推瓶的作用。在这个机构中可以通过曲柄的转向的设置实现两种速度比，即前进时间大于返回时间和返回速度大于前进速度。

根据要求返回时的平均速度为工作行程平均速度的3倍； 3180180=-︒+︒=θ

θK

︒=90θ

根据要求：推程平均速度为v=45mm/s,推进距离L=600mm 。 解：先算出推进600mm 需要的时间t.

45t=600 340t =s 根据极位夹角︒=90θ所以推进时曲柄转过的角度为

︒=+︒=270180θϕ

再根据角度ϕ和t 求出曲柄的角速度

t ωϕ=

3

40270⨯=︒ω )s /(25.20︒=ω

在保证推程为600mm 的基础上，不把滑块装在连杆的端点和运动时使得滑块不和机构导辊接触把把连杆的长度设为800mm ( 优化运动 )

3180180=-︒+︒=θ

θK

2和2’是摇杆的两个极限位置，也就是连杆3位移为600mm 始末

位置，摇杆的极限位置正好和曲柄垂直，又因为极位夹角 =90°，所以摇杆极限位置时和曲柄构成长正方形。根据图可知曲柄1不能碰到连杆3，也不能和B 点接触，这样都会时滑块顶死。所以要确定曲柄1的长度。设曲柄的长度为 ，摇杆所夹是角为 =90°。 设滑块的宽度为40mm ，滑块中心为铰链连接处。

202+>L

Sin L

θ所以

2012(>-L ）

mm 3.48>L

280)21(<+L

mm 116

所以48.3

曲柄长度为80mm 。

为了摇杆和滑块不脱离需确定摇杆长度，设摇杆长度为S

解： 2

300

ϕSin S >

mm S 2.424>

为了便于计算和机构的美观选用mm S 500=