啤酒瓶回收清洗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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湖 南 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 啤酒瓶回收清洗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) F 生姓名 ： 陳 林 學(xué) 號(hào)： 200941634107 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 2009 級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 (2)班 指導(dǎo)老師及職稱： 高英武 教授 學(xué) 院： 工學(xué)院 湖南·長沙 提交日期： 2013 年 5 月 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 誠 信 聲 明 本人鄭重 聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名：陳 林 2013年 5 月 26 日 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 目 錄 摘要????? ?? ??????? ? ?????????????? ??? 1 關(guān)鍵詞????? ?? ????????????????????? ??? 2 1 前 言 ???????????????????????????? ??? 2 2 研究課題的提出 ?????????????????????????? 2 題研究的意義及現(xiàn)狀????????????????? ????? 2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀?????????????????????? ??? 3 題研究方向 ?????????????????????? ???? 3 3 設(shè)計(jì)任務(wù)書 ???????????????????????????? 4 計(jì)題目及工作原理 ??????????????????????? 4 能原理 ???????????????????????????? 5 酒瓶回收清洗機(jī)的技術(shù)要求 ??????????????????? 6 計(jì)任務(wù) ???????????????????????????? 6 始數(shù)據(jù) ???????????????????????????? 6 4 方案設(shè)計(jì) ????????????????????????????? 6 析設(shè)計(jì)要求 ?????????????????????????? 6 瓶機(jī)構(gòu)的選擇 ????????????????????????? 7 動(dòng)上料裝置中常見的幾種機(jī)構(gòu) ????????????????? 7 案的選擇 ?????????????????????????? 8 料方式確定及數(shù)據(jù)計(jì)算 ????????????????????? 9 料方式的確定 ??????????????? ????????? 9 瓶機(jī)構(gòu)的選擇 ????????????????????????? 10 瓶裝置簡圖 ????????????????????????? 10 瓶設(shè)計(jì)說明 ????????????????????????? 10 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 瓶總體方案設(shè)計(jì) ???????????????????????? 11 體方案及運(yùn)動(dòng)說明 ?????????????????????? 11 案評(píng)估 ??????????????????????????? 12 動(dòng)部 分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????????????? 12 案確定 ??????????????????????????? 12 輪設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 12 輪設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 16 案的可行性驗(yàn)算 ???????????????????????? 21 入端方案確定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????????? 22 入端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ??????????? ??????????? 22 入端軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ??????????????????????? 23 的材料 ??????????????????????????? 23 的各段直徑的確定 ?????????????????????? 23 的各段長度的確定 ?????????????????????? 24 上零件的軸向定位 ?????????????????????? 24 的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????????????????? 24 的強(qiáng)度校核 ????????????????????????? 26 5 結(jié)論 ??????????????????????????????? 27 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????? ??? 28 致謝???????????????????????????? ???? 29 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 啤酒瓶回收清洗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 生：陳 林 指導(dǎo)老師：高英武 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院，長沙 410128) 摘 要 ： 洗瓶設(shè)備主要用于啤酒瓶灌裝前的清洗。機(jī) 械生產(chǎn)中，工件的加工和裝配過程的自動(dòng)化，不僅大大提高了生產(chǎn)率，把人們從繁重的勞動(dòng)中解脫出來 ;而且對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化起到了積極的作用。 該課題是啤酒瓶回收清洗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。文中針對(duì)課題的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)了一款自動(dòng)上料裝置。該自動(dòng)上料裝置采用不完全齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)來獲得較長的停歇時(shí)間。方案新穎，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，其清洗時(shí)間與上下料時(shí)間的比值較大，能大大提高清洗的效率。文中詳細(xì)的介紹了該裝置的設(shè)計(jì)思路及步驟。并將其分為 3大部分：送料部分、傳動(dòng)部分和動(dòng)力部分。文章主要針對(duì)這三個(gè)部分 進(jìn)行方案分析、方案選擇、零件參數(shù)的確定及數(shù)據(jù)計(jì)算、方案驗(yàn)證等。 關(guān)鍵詞 :啤酒瓶；洗瓶機(jī)；推瓶機(jī)構(gòu)；凸輪機(jī)構(gòu)；不完全齒輪機(jī)構(gòu)； 10128, is of s it of in My an is to is is As is be we of of of 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 of AM 1 前言 從上世紀(jì)九十年代以來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，啤酒消費(fèi)市場(chǎng)得到急劇擴(kuò)大，啤酒行業(yè)的成品酒包裝形式日益多樣化，已出現(xiàn)瓶裝、罐裝、桶裝及 灌裝等多種啤酒包裝形式。目前國內(nèi)啤酒市場(chǎng)受消費(fèi)習(xí)慣及生產(chǎn)成本等因素影響，仍以玻璃瓶容器為啤酒灌裝的主要包裝形式。成品啤酒流入市場(chǎng)銷售前通常有兩類滅菌方式，一類為高溫 (巴氏滅菌法 )滅菌，行業(yè)上稱為熟啤酒 ;另一類為低溫膜過濾滅菌，行業(yè)上稱為純生啤酒。現(xiàn)階段純生啤酒的市場(chǎng)份額占總啤酒銷售量的百分之五，純生啤酒的灌裝用瓶基本上是第一次投用的全新玻璃瓶或經(jīng)過預(yù)洗的一 級(jí)回收玻璃瓶。熟啤酒是目前國內(nèi)市場(chǎng)上的主流啤酒，占國內(nèi)啤酒市場(chǎng)的總銷售份額百分九十五。受生產(chǎn)成本制約，熟啤酒的灌裝用瓶除少量使用新瓶外，基本使用多次回收的舊玻璃瓶。 國內(nèi)啤酒企業(yè)普遍使用的熟啤酒回收玻璃瓶經(jīng)歷成品消費(fèi)、中轉(zhuǎn)回收、場(chǎng)地儲(chǔ)運(yùn)、清洗再生產(chǎn)、投放市場(chǎng)消費(fèi)及再次回收等多次循環(huán)后，瓶源狀況逐步轉(zhuǎn)差?；厥掌烤胁滑F(xiàn)程度的沾污，需經(jīng)過嚴(yán)格篩選，分別存放使用。正式生產(chǎn)過程中必須對(duì)回收舊瓶進(jìn)行堿浸泡消毒滅菌，并要求脫除舊瓶瓶身上的殘留標(biāo)紙及瓶內(nèi)污物等，回收舊玻璃瓶的工藝處理要求較高。舊啤酒瓶在清洗過程中會(huì)產(chǎn)生較 多的碎玻璃、殘標(biāo)紙、污泥及廢堿液等雜物，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行管理工作量較大，且啤酒瓶的冼凈率低、能耗偏高。通常洗瓶設(shè)備的能物耗消耗量占灌裝生產(chǎn)線全線約百分之四十五。高能耗、低效率等局面成為了困擾啤酒行業(yè)灌裝生產(chǎn)線日常管理的難題。 本論文以啤酒生產(chǎn)企業(yè)的洗瓶設(shè)備為研究對(duì)象，通過對(duì)其實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，從而找出影響啤酒瓶通用洗瓶設(shè)備的設(shè)計(jì)缺陷，為改善啤酒行業(yè)洗瓶設(shè)備的運(yùn)行效率及降低洗瓶設(shè)備的能物耗消耗提供切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案。 2 研究課題的提出 課題研究的意義及現(xiàn)狀 啤酒瓶屬于日用玻璃范圍，是一種常見的普 通鈉 硅酸鹽玻璃，具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)質(zhì)性能。啤酒瓶多為玻璃瓶，頸細(xì)下粗狀，將空氣抽出后釘上瓶蓋，方可出廠。喝完后啤空酒瓶可以被回收利用。在高溫下同類汽水瓶容易發(fā)生爆炸。 啤酒 瓶多用于慶祝活動(dòng)，比如西方流行的開酒慶祝儀式正是利用啤酒瓶內(nèi)的氣壓把里面的啤酒噴出來，表示歡慶。就目前市場(chǎng)而言，啤酒瓶回收還是薄利行業(yè)， 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 主要原因是回收要求高造成的回收成本高。很多啤酒企業(yè) 坦言，回收一個(gè)啤酒瓶的成本有時(shí)比買一個(gè)酒瓶成本還高，這就造成很多企業(yè)不愿意進(jìn)行酒瓶的回收再利用，造成大量污染和浪費(fèi)。為此，有效降低回收成本是酒瓶回收的關(guān)鍵。而在啤酒瓶回收的工業(yè)加工過程中對(duì)成品質(zhì)量影響非常大，輕則降低包裝線的運(yùn)行效率，增加水電汽等運(yùn)行成本；重則影響啤酒的生物穩(wěn)定性甚至?xí)斐赏对V率上升，影響企業(yè)形象。由此啤酒瓶回收清洗機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。啤酒瓶回收清洗機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一、降低了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效益。二、清洗徹底，有效提高了衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 上世紀(jì)六、七十年代我國開始引 入國外設(shè)備，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行了測(cè)繪仿制以及改良完善，即消化吸收與自主創(chuàng)新階段。此階段設(shè)備運(yùn)行速度先后經(jīng)歷了 8000, 、 2萬、 式雙端、立式雙端等多種類型。上世紀(jì) 70年代中期第一代洗瓶機(jī)瓶盒排數(shù)為 16排，主鏈瓶盒運(yùn)行間歇?jiǎng)幼?，產(chǎn)量最高為8000瓶每小時(shí)。由于本機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，容易制造等優(yōu)點(diǎn)，在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)代仍占據(jù)市場(chǎng)相當(dāng)長的一段時(shí)間。第一代洗瓶機(jī)是現(xiàn)有洗瓶機(jī)的早期產(chǎn)品，生產(chǎn)速度低，主鏈運(yùn)動(dòng)空運(yùn)轉(zhuǎn)行程對(duì)能耗浪費(fèi)較大。 上世紀(jì) 80年代，德國 H&司生產(chǎn)制造出第二代洗瓶機(jī)，該機(jī)的瓶盒排數(shù)為 30排，洗瓶機(jī)機(jī)型同樣屬于浸泡噴沖連續(xù)清洗的形式，產(chǎn)量可達(dá) 二代洗瓶機(jī)已改善了第一代機(jī)型中主鏈空運(yùn)轉(zhuǎn)缺陷，但整體運(yùn)行速度仍然偏低。 上世紀(jì) 90年代初期，德國 盒數(shù)量為 38排，仍屬浸泡噴沖連續(xù)形式，產(chǎn)量高達(dá) 36萬瓶每小時(shí)，此機(jī)型目前成為國內(nèi)主流設(shè)備制造商的基準(zhǔn)機(jī)型，近凡年單端機(jī)型均在它的基礎(chǔ)上不斷地改進(jìn)完善創(chuàng)新。 90年代末期，為了滿足純生啤酒灌裝的需要，國內(nèi)不少洗瓶制造商研制出臥式雙端洗瓶機(jī)，克服了 同一方向進(jìn)出瓶可能出現(xiàn)的交叉污染缺點(diǎn)。 進(jìn)入 21世紀(jì)，洗瓶設(shè)備取得了新的技術(shù)進(jìn)步，目前己出現(xiàn)了采用無軸變頻傳動(dòng)取代萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)的新型傳動(dòng)洗瓶機(jī)，除標(biāo)方式上則出現(xiàn)了立式軸流泵噴沖，或?qū)υ须x心泵噴淋進(jìn)行了完善升級(jí)。洗瓶產(chǎn)能、可操作性及設(shè)備運(yùn)行效率得到進(jìn)一步提升。 課題研究方向 根據(jù)以上課題的產(chǎn)生背景可知，本課題的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： （ 1）機(jī)構(gòu)的型式組合即用什么機(jī)構(gòu)去完成所設(shè)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。機(jī)構(gòu)的種類很多，它們一可以完成許多種運(yùn)動(dòng)，如往復(fù)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)、沿直線運(yùn)動(dòng)、沿某一指定的曲線運(yùn) 動(dòng)、等速轉(zhuǎn)動(dòng)和不等速轉(zhuǎn)動(dòng)等等。而洗瓶機(jī)是主要又推瓶機(jī)構(gòu)、一甘輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭接近均勻的速度準(zhǔn)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)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在工作前后可有變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回。 對(duì)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)織合起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。 （ 2）推瓶機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì) 即怎樣根據(jù)使用要求或工藝要求制定出一個(gè)合理的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。例如推瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如果采用凸輪一連桿機(jī)構(gòu)的功能原理 ，則需要提出相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來完成所運(yùn)動(dòng)的軌跡，來完成相應(yīng)的實(shí)際功能 ;如果采用四連桿機(jī)構(gòu)的功能原理，怎樣實(shí)現(xiàn)推頭推瓶的均勻速度和推頭快速返回原位等等。在這些可能的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，要找出一個(gè)適合客觀規(guī)律的最優(yōu)方案。 （ 3）進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 洗瓶機(jī)如要進(jìn)行生產(chǎn)，必須要有進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)作為各工序間的連接。另外進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)還起到協(xié)調(diào)瓶流的作用，這意味著性能優(yōu)秀的進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)可以起到提高生產(chǎn)線的產(chǎn)量、效率，甚至降低成本的作用。 （ 4）機(jī)構(gòu)的分析和綜合綜合出合適的機(jī)構(gòu)類型后，怎樣進(jìn)一步確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀，也是一項(xiàng)要研究的問題。 結(jié)合實(shí)際分析連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及外型尺寸最終確定其整體外型尺寸。洗瓶機(jī)設(shè)備只用一個(gè)動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)三個(gè)功能運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)必須聯(lián)動(dòng)，井且其主要功作必須協(xié)調(diào)。 3 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目及工作原理 洗瓶機(jī)是由送料機(jī)構(gòu)、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)下面洗瓶機(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(tái)（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(tái)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，要用其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(tái)的同時(shí)導(dǎo)輥己經(jīng)進(jìn)入了旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且噴水機(jī)構(gòu)也開始對(duì)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)輥上而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)刷能夠?qū)⑵孔拥乃闹芏寄軌蚯逑锤蓛?。如圖所示。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 圖 1 洗瓶機(jī)工作示意圖簡圖 功能原理 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。下面我們來分析一下洗瓶機(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(tái)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 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)方而就要考慮用什么來帶動(dòng)凸輪機(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)各的整體工作功能。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(duì)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(tái)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(duì)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) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 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)。 啤酒瓶回收清洗機(jī)的技術(shù)要求 啤酒瓶尺寸 工作行程 生產(chǎn)率 急回系數(shù) （長×直徑） 個(gè) / k 00× ? 60 600 3 3 表 1 啤酒瓶回收清洗機(jī)的技術(shù)要求 of 設(shè)計(jì)任務(wù) （ 1）啤酒瓶洗瓶機(jī) 總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 2） 傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)； （ 3） 主要受力零件的強(qiáng)度或壽命校核計(jì)算； （ 4） 裝配總圖、部件圖、零件工作圖的 繪制； （ 5）其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。 （ 6）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 原始數(shù)據(jù) （ 1）瓶子尺寸 :長度 L=200直徑 D=60 （ 2）推進(jìn)距離 S=600瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推移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)各進(jìn)入第二個(gè)工作循環(huán)。 （ 3）按生產(chǎn)率每分鐘 3個(gè)的要求，推程的平均速度 v=45mm/s，返回時(shí)的平均速度為工作時(shí)的平均速度的三倍。 （ 4）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 4 方案設(shè)計(jì) 分析設(shè)計(jì)要求 由題目可知 :洗瓶機(jī)主要由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥 機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)推桿應(yīng)以均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，快速返回原位，準(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推桿在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在工作段前后可有變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回。 對(duì)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 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 本機(jī)構(gòu)組合起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。 為了完成清洗工藝過程，需要實(shí)現(xiàn)下列運(yùn)動(dòng)功能要求 : （ 1）瓶子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)。 （ 2）旋轉(zhuǎn)地瓶子沿導(dǎo)輥的平移運(yùn)動(dòng)，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的推動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 3）為實(shí)現(xiàn)瓶子洗刷，因此需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)。 （ 4）此外，還應(yīng)有相應(yīng)的送料機(jī)構(gòu)和取料機(jī)構(gòu)。 （ 5）為節(jié)約時(shí)間，提高效率，因此還要考慮推動(dòng)機(jī)構(gòu)的急回特性。 對(duì)三種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析 : （ 1）導(dǎo)輥機(jī)構(gòu) 通過合理的設(shè)計(jì)及計(jì)算，利用學(xué)輥轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力來 帶動(dòng)瓶子的旋轉(zhuǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。 （ 2）推動(dòng)機(jī)構(gòu) 通過對(duì)工作行程、生產(chǎn)率急回系數(shù)等的分析，可以設(shè)計(jì)出 滿足其急回特性的推動(dòng)機(jī)構(gòu)。 （ 3）轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu) 只需通過軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)刷子即可。 （ 4）送料機(jī)構(gòu)和取料機(jī)構(gòu) 均采用 履帶及導(dǎo)輥傳輸。 此外，還應(yīng)注意 : （ 1）各機(jī)構(gòu)間運(yùn)動(dòng)速度的協(xié)調(diào)。 （ 2）應(yīng)通過計(jì)算，使推桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，避免與轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)接觸。若推頭僅作勻速直接運(yùn)動(dòng)，則不用考慮推桿與轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的接觸。 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，也就是讓與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。 推瓶機(jī)構(gòu)的選擇 推瓶機(jī)構(gòu)的方案 :根據(jù)前述設(shè)計(jì)要求，推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)為一具有急回特性的機(jī)構(gòu)， 為了提高且作效率， 一是行程速比變化系數(shù) K 盡量大一些 ;在推程 (即工作行程 ) 中，應(yīng)使推桿作直線運(yùn)動(dòng)，以保證工作的穩(wěn)定性，這些運(yùn)動(dòng)要求并不一定都能得到滿足，但是必須保證推瓶中推桿的運(yùn)動(dòng)軌跡至少為近似直線，以此保證安全性。 運(yùn)用前述設(shè)計(jì)的思想方法，再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 的特點(diǎn)，所以根據(jù)要求，本機(jī)構(gòu)采用了凸輪機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，我們可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)上料裝置中常見的幾種機(jī)構(gòu) 自動(dòng)上下料裝置中常見的幾種機(jī)構(gòu)有：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、棘 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 輪機(jī)構(gòu)、不完全 齒輪機(jī)構(gòu)等。如圖 2所示： 方案的選擇 一、 凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)是最常見的停歇機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式多種多樣，應(yīng)用于各種自動(dòng)上料的場(chǎng)合。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)送料，還能實(shí)現(xiàn)停歇。 二、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 能實(shí)現(xiàn)送料，且其“偏心距”是凸輪的一半，因此相對(duì)于凸輪機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)出來的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)會(huì)小巧很多。 三、 槽輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 同樣能實(shí)現(xiàn)送料和停歇，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛。但由于清洗方式要求豎直方向的壓緊，會(huì)對(duì)槽輪產(chǎn)生相當(dāng)大的翻轉(zhuǎn)力，因此被摒棄。 圖 2 自動(dòng)上料裝置中常見的幾種機(jī)構(gòu) in of 、 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用也很廣泛。但由于工作過程中會(huì)產(chǎn)生較大噪聲。因此也不選用。 五、不完全齒輪機(jī)構(gòu) 不完全齒輪機(jī)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)停歇，工作時(shí)常與其他機(jī)構(gòu)搭配，組成組合機(jī)構(gòu)。 綜上所述，能夠滿足要求的有：凸輪機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組合、 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 凸輪機(jī)構(gòu)與不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組合。 凸輪機(jī)構(gòu)相對(duì)于組合機(jī)構(gòu)來說，在獲得停歇時(shí)間上會(huì)遜色很多，因此不予考慮。那么，我們只用分析討論后兩者的優(yōu)缺點(diǎn)： 若要實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，不完全齒輪機(jī)構(gòu)本身必須用有較大的傳動(dòng)比。即完整的齒輪需要比其大數(shù)倍的不完全齒輪帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，這樣會(huì)大大縮短齒輪的使用壽命，這在設(shè)計(jì)過程中是應(yīng)盡量避免的。此外由于大齒輪的存在，總體結(jié)構(gòu)也會(huì)很大。 雖說由于凸輪機(jī)構(gòu)的存在，總體結(jié)構(gòu)較大，但由于該機(jī)構(gòu)的啟停之比等于凸輪的啟停之比與不完全齒輪啟停之比的成積。因此容易獲得較大的停歇時(shí)間。 綜上所述，選取凸輪機(jī)構(gòu)與不完全齒輪機(jī)構(gòu)組合而成的組合機(jī)構(gòu)，如圖 3所示： 圖 3 凸輪 與不完全齒輪組成的組合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡圖 of a 送料方式確定及數(shù)據(jù)計(jì)算 送料方式的確定 由于方案的限制，我們選取如下的送料方式，如圖 4所示： 采用并行輸送帶。當(dāng)啤酒瓶到達(dá) A 位置時(shí)，凸輪 1 動(dòng)作，將啤酒瓶推向 B 位置， 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 在 由凸輪 2推向 輸送帶帶走。 兩凸輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原則為：當(dāng)凸輪 2推動(dòng)啤酒瓶至輸送帶回到起始位置時(shí)，凸 輪 1剛好準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)。 圖 4 送料的原理圖 洗瓶機(jī)構(gòu)的選擇 洗瓶裝置簡圖 洗瓶設(shè)計(jì)說明 我這里推頭特意設(shè)計(jì)成可以洗內(nèi)表面的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子下來時(shí)，在推頭的作用下，后面又有洗外表面刷子的阻力，內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶內(nèi)，待到推頭的擋板抵到瓶口后就可以推著瓶子走了。隨著導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子內(nèi)外表面都得到很好的清洗。 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 圖 5 洗瓶裝 置簡圖 外，值得注意的一點(diǎn)是，內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩?，所以要選用軟一點(diǎn)刷子，方便輕易的伸到瓶里面而不影響瓶子移動(dòng)。還有就是內(nèi)刷子的刷桿也要用軟一點(diǎn)橡膠棒，方便瓶子洗好時(shí)，借助重力好脫離內(nèi)刷子，順著出瓶軌道滑出，滑到裝瓶箱。 洗瓶機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 總體方案及運(yùn)動(dòng)說明 首先需將瓶子放入膠帶上，通過進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)間歇的送到導(dǎo)輥軌跡上，轉(zhuǎn)動(dòng)的毛刷通過五桿組合機(jī)構(gòu)帶動(dòng)毛刷插入瓶子，毛刷在導(dǎo)桿的推動(dòng)和旋轉(zhuǎn)下 邊前進(jìn)邊清洗內(nèi)表面，推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，再由外面轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子將瓶子外表面洗凈。 要實(shí)現(xiàn)上述分功能 ,有下列工藝動(dòng)作過程 : (1)凸輪通過不完全齒輪做間歇運(yùn)動(dòng)； (2)瓶子由輸送帶到導(dǎo)輥的滑動(dòng)； (3)內(nèi)表面毛刷勻速推進(jìn)和瓶子自身旋轉(zhuǎn)； (4)推桿作直線或者近似直線運(yùn)動(dòng) ,將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置 ; (5)推桿沿直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)瓶子移動(dòng)的程中 ,瓶子同時(shí)跟著兩同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng) ; (6)同時(shí) ,有原動(dòng)件帶動(dòng)的刷子也同時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng) ,當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動(dòng)時(shí)將瓶子的外表面就清洗干凈 ; (7)在瓶子移動(dòng)過程中 ,內(nèi)刷子同時(shí)在瓶子內(nèi) 轉(zhuǎn)動(dòng) ,動(dòng)作結(jié)束 ,則刷子移出瓶外 . (8)瓶子離開輸送帶 ,而推瓶機(jī)構(gòu)急回至推瓶初始位置 ,進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán) . (9)洗好的瓶子輸送帶送出 . 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 方案評(píng)估 （ 1）運(yùn)動(dòng)鏈的長短 :方案比較簡單，運(yùn)動(dòng)鏈的長度不多，構(gòu)件數(shù)目少。 （ 2）機(jī)構(gòu)的排列順序：方案的排列順序不是十分合理。該方案中有帶傳動(dòng)時(shí)（進(jìn)瓶與出瓶機(jī)構(gòu)），這種摩擦傳動(dòng)外廓尺寸較大的機(jī)構(gòu)一般安排在運(yùn)動(dòng)鏈的起始端，而其沒有，也不是十分合理。 通過仔細(xì)評(píng)估，該方案設(shè)計(jì)合理，可行性高，而且布局上也合理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也比較嚴(yán)謹(jǐn)。在數(shù)據(jù)處理上也清楚明了 ，所以最終通過評(píng)估決定選用該方案作為最終選定方案 . 傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案確定 為了使得兩凸輪能夠按照以上要求以上動(dòng)作，兩凸輪間應(yīng)有一定的連接。 兩凸輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原則為：當(dāng)凸輪 2推動(dòng)啤酒瓶至輸送帶回到起始位置時(shí)，凸輪 1剛好準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)。同時(shí)我們要求兩個(gè)完整齒輪的齒數(shù)必須完全一樣且不完全齒輪齒數(shù)與凸輪升程和回程所包含的齒數(shù)相同。 我們?nèi)〔煌耆X輪齒數(shù)為 n,在不全齒輪圓周中占有的角度為 a，完整齒輪齒數(shù)為N,我們不妨設(shè)凸輪升程與回程的時(shí)間為 T，則： 凸輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為 360T/120 =3T 周，凸輪才能旋轉(zhuǎn)一周。由于不完全齒輪齒數(shù)與凸輪升程和回程所包含的齒數(shù)相同，能不完全齒輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為 360° T/a ，因此不完全齒輪需要經(jīng)過 360T/a x 3=1080T/輪才能完成一個(gè)循環(huán)（即清洗一個(gè)啤酒瓶）。 這個(gè)數(shù)據(jù)是相當(dāng)樂觀的，由于該機(jī)構(gòu)的兩部分由一定的制約，還需要除去兩者之間時(shí)間間隔，及清洗設(shè)備的準(zhǔn)備時(shí)間和撤離時(shí)間。在后面的方案可行性驗(yàn)算 中會(huì)提及。 凸輪結(jié)構(gòu)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) 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 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(duì)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 /［ +φ 1) - (l+2b/l)+φ 1)］ （ 1） （ 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 α＝ [(1+2b/l)]} （ 2） 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 α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 α小于某一許用壓力角 [α] 。其值一般為： 推程 對(duì)擺動(dòng)推桿取 [α] ＝ 35o～ 45o ； 回程時(shí)通常取 [α] ′ ＝ 70o～ 80o。 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 0m，溝槽寬 20輪厚 25孔 r=15滾子半徑r=10 凸輪的理論輪廓曲線的坐標(biāo)公式為： ? ? ??， ? ? ??（ 3） （ 4）求凸輪理論輪廓曲線： a）推程階段 ?? 21601?= ? ? ? ? ? ?? ??????? 2//2s 110111 ?? ? ? ? ? ? ?? ????? 2/4s 1?h? ??? 1 ? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 b）遠(yuǎn)休階段 ?? 3602?= 5/? ?2s ? ?5/,02 ?? ? c)回程階段 7203 ??o 5/2?? 33 10 ?303/?3 5035340343 /6/15 ???? ?5534343333 /1458/1215/270 ?????? ??? ?5/2,03 ?? ?d) 近休階段 3602 ??o= 5/? 04 ?s ? ?5/,04 ?? ? e)推程段的壓力角和回程段的壓力角 s?? 0/? （ 4） 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 1??? ，在遠(yuǎn)休階段取201 ??? ??，在回程階段取30201 ???? ???，在近休階段取4030201 ????? ????。 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 50到最遠(yuǎn)距離時(shí)尺寸為 (5)求工作輪廓曲線： 有公式的 ?? ??? （ 5） 其中： ? ? ? ? ? ? 22 ////s ?? ?（ 6） ? ? ? ? ? ? 22 ////c o s???? ??（ 7） a）推程階段 ? ??? 1 ? ? ? ? ?101 c o ss ???? ??? ?? ? ? ?1011 co ss ??? ??????? ?? （ 8） 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 ? ? ? ?101 s s// ???? ??= ? ?? ? ? ?1011 s ??? ??????? ? （ 9） a)遠(yuǎn)休階段 ? ?5/0 ?， ? ? ? ?20 2/c o s/ ??? ??? x? ? ? ?20 2/s ?? ???? 程階段 ? ?5/2,0 ? ? ? ? ? ? ? ? ??????? ????? 303 c o ss i n// ? ? ? ? ? ? ??????????? ??????? 303543433323 c o ss i n/7290/4860/810 ? ? ? ? ? ? ???????????? ??????? 303543433323 s i nc o s/7290/4860/810/ y c)近休階段 ? ?5/,0? ? ? ? ?40 3/4c o s/ ??? ??? x（ 10） ? ? ? ?40 3/4s ??? ???? y（ 11） 表 2 凸輪工作輪廓曲線各點(diǎn)的坐標(biāo) of of x y x? y? 0o 5o 10o … 350o 355o 360o 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 圖 6 凸輪結(jié)構(gòu)示意圖 了計(jì)算上的方便及擁有較長的停歇時(shí)間，我們?nèi)⊥馆喩膛c回程總的轉(zhuǎn)角為120° ,不難設(shè)計(jì)出兩個(gè)凸輪的結(jié)構(gòu)，如圖 6所示：升距 e=90 由上圖可知：凸輪 2中心距導(dǎo)槽邊緣最小距離為 160+20=180輪 1中心距導(dǎo)槽邊緣最小距離為 175+20=195凸輪結(jié)構(gòu)及送料裝置的結(jié)構(gòu)，我們不難知道： 凸輪 1中心距導(dǎo)槽上 409535輪 2中心距導(dǎo)槽上 358015在以后章節(jié)中，我們均稱偏心距為 115 的凸輪為凸輪 1，偏心距為 90 的凸輪為凸輪 2） 齒輪設(shè)計(jì) 三個(gè)齒輪均采用腹板式結(jié)構(gòu)。 選擇齒輪材料與熱處理 ：所設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)屬于閉式傳動(dòng)，通常齒輪采用軟齒面。查閱相關(guān)資料可知，選用價(jià)格便宜便于制造的材料，完整齒輪材料為鑄鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度 260齒輪材料也為鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 215 精度等級(jí)：洗瓶機(jī)是一般機(jī)器，速度不高，故選 8級(jí)精度。 因?yàn)辇X輪采用軟齒面開式傳動(dòng)，齒面不會(huì)發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕，因此初步確定按齒根彎曲疲 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)主要參數(shù)和尺寸。齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 13 212[] ????（ 12） 式中 — 齒形系數(shù)，反映了輪齒幾何形狀對(duì)齒根彎曲應(yīng)力 F? 的影響 — 應(yīng)力修正系數(shù)，用以考慮齒根過度圓角處的應(yīng)力集中和除彎曲應(yīng)力以外的其它應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響。 Y? —— 重合度系數(shù)，是將全部載荷作用于齒頂時(shí)的齒根應(yīng)力折算為載荷作用于單對(duì)齒嚙合區(qū)上界點(diǎn)時(shí)的齒根應(yīng)力系數(shù) []F? —— 許用齒根彎曲應(yīng) T 6 1119 . 5 5 1 0 PT n? ? ? （ 13） 1 1 2 ?（ 14） 式中： 1? —— 帶輪的傳動(dòng)效率 2? —— 對(duì)滾動(dòng)軸承的傳遞的功率 取 1 ? ， 2 ? ，代入上式，得 1 1 2 0 . 9 6 0 . 9 9 2 . 2 2 . 0 9 K W??? ? ? ? ?所以， 661112 . 0 99 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 3 2 3 2 8 . 7 77 1 0 / 2 . 2 m ? ? ? ? ? ? ? 由于 v 值未知 ， 故可初選 這里初選確定 選取齒寬系數(shù) ?4. 齒數(shù)的初步確定 初選完全齒輪1z=60， 設(shè)計(jì)要求中齒輪傳動(dòng)比 ， 故 不完全齒 輪21 1 . 2 7 6 0 7 2z i z? ? ? ?此時(shí)傳動(dòng)比誤差 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 0 1 . 2 7 7 2 / 6 0| | 1 0 0 % | | 1 0 0 % 0 . 7 1 % 5 %1 . 2 7ii i? ? ?? ? ? ? ? ?Y 和應(yīng)力修正系數(shù) 查表得，齒形系數(shù) 1 ， 2 應(yīng)力修正系數(shù)1 ，2 ? 的確定 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)外嚙合齒輪傳動(dòng)，端面重合度 式中 1z 、 2z — — 齒數(shù) 把1z= 17 ，2z= 88， 代入上式得 121 1 1 1[1 . 8 8 3 . 2 ( ) ] 1 . 8 8 3 . 2 ( ) 1 . 6 5 51 7 8 8 ? ? ? ? ? ? ? ?根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，確定 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 7 0 31 . 6 5 5Y ? ??? ? ? ? ? ?? ? （ 15） 式中 — 計(jì)入了齒根應(yīng)力修正系數(shù)之后 ,試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力；當(dāng)齒輪雙側(cè)工作時(shí)圖中時(shí)值乘以 側(cè)不用乘系數(shù) 安全系數(shù)；與疲勞點(diǎn)蝕相比，斷齒的后果更為嚴(yán)重，所以，一般取曲疲勞極限應(yīng)力 l i m 1 230F M P a? ?，li m 2 170F M P a? ?取安全系數(shù) 小齒輪與大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可按下式計(jì)算 1160 hN n 16） 式中 n —— 齒輪轉(zhuǎn)速， r/ 1211[1 . 8 8 3 . 2 ( ) ] ? ? ? 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 a —— 齒輪轉(zhuǎn)一周，同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù)； 齒輪的工作壽命， h（小時(shí)） 代入數(shù)值，分別有 911160 6 0 1 4 2 0 1 3 3 0 0 3 86 0 8 . 0 0 1 1 02 . 3a LN n a L i ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 9 9128 . 0 0 1 1 0 1 . 5 5 7 1 05 . 1 4NN i ?? ? ? ? 由參考文獻(xiàn)得，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)121 故彎曲應(yīng)力 1 l i m 11 1 . 0 2 3 0[ ] / 1 8 41 . 2 5 a S?? ?? ? ? 2 l i m 22 1 . 0 1 7 0[ ] / 1 3 61 . 2 5 a S?? ?? ? ? 1112 . 9 5 1 . 5 2 0 . 0 2 4 4[ ] 1 8 4??? 2222 . 2 2 1 . 7 8 0 . 0 2 9 1[ ] 1 3 6??? 所以 222[ ] [ ]F s F Y Y??? =1 33 2212 2 1 . 3 3 2 3 2 8 . 7 7 0 . 7 0 3 0 . 0 2 4 4 5 . 1 5[ ] 0 . 5 1 7 Y Y ??? ? ?? ? ? ? ??對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，為考慮齒面磨損，要將上式計(jì)算出來的模數(shù) m 后，增大10%~15%，故 5 . 1 5 ( 1 1 5 % ) 5 . 4 7 3 ? ? ?1. 計(jì)算載 荷系數(shù) K 設(shè)計(jì)要求機(jī)器工作平穩(wěn)，由參考文獻(xiàn)查得 1 1 1 1 3 . 1 4 2 . 4 7 3 1 7 1 4 2 0 / 2 . 31 . 3 5 86 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0d n m z ? ? ? ?? ? ? ???由參考文獻(xiàn) 1圖 動(dòng)載荷系數(shù) 由參考文獻(xiàn) 1圖 齒向載荷分布系數(shù) ?由參考文獻(xiàn) 1表 齒間載荷分布系數(shù) ?， 則 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 1 . 0 1 . 2 1 . 0 3 1 . 1 1 . 3 6 0 K K K??? ? ? ? ? ?K 值與初取的 = 距很小，不須修正 2. 修正 m 33 1 . 3 6 05 . 1 5 6 . 5 8 71 . 3? ? ?圓整取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 6。 計(jì)算傳動(dòng)尺寸 中心距 12() 6 ( 6 0 7 6 ) 40822m z ??? ? ?所以 11 6 6 0 3 6 0d m z? ? ? ?22 6 7 2 4 3 2d m z? ? ? ?1 0 . 1 2 5 3 6 0 4 5 ? ? ?1 2 3 45b b b m m? ? ?， 完整齒輪結(jié)構(gòu)圖如 7圖所示： 圖 7 完整齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 完全齒輪結(jié)構(gòu)如圖 11所示： 方案的可行性驗(yàn)算 不完全齒輪旋轉(zhuǎn)一周撥動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn) 120°，即不完全齒輪旋轉(zhuǎn) 3 周，小齒輪才能旋轉(zhuǎn)一周。 我們假設(shè)凸輪升程與回程總時(shí)間為 T，則凸輪（小齒輪）旋轉(zhuǎn)一周時(shí)間為 3T。由于不完全齒輪齒數(shù)與凸輪升程和回程所包含的齒數(shù)相同，能不完全齒輪旋 轉(zhuǎn)一周時(shí)間為 360° T/100° =知：不完全齒輪需要經(jīng)過 x 3=間，凸輪才能完成一個(gè)循環(huán)（即清洗一個(gè)啤酒瓶）。 圖 8 不完全齒輪結(jié)構(gòu)圖 是得清洗的時(shí)間盡可能的長，我們僅需使得凸輪 2 回到初始位置時(shí)，凸輪 1 剛好動(dòng)作（將啤酒瓶推到指定的位置）。清洗的時(shí)間需要