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】

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(zhǎng)沙 提交日期： 2013 年 5 月 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(chéng) 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(zhēng)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(guò)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(shuō)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(jiǎn)圖 10 瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明 10 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(shuō)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(zhǎng)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(zhǎng)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(guò)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(lái) ;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(lái)獲得較長(zhǎng)的停歇時(shí)間。方案新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)，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(guó)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(guò)濾滅菌，行業(yè)上稱為純生啤酒?，F(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(guò)預(yù)洗的一 級(jí)回收玻璃瓶。熟啤酒是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的主流啤酒，占國(guó)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(guó)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(guò)嚴(yán)格篩選，分別存放使用。正式生產(chǎn)過(guò)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?jī)?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(guò)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(guò)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?jī)?nèi)的氣壓把里面的啤酒噴出來(lái)，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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(guò)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 上世紀(jì)六、七十年代我國(guó)開始引 入國(guó)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(wàn)、 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(jiǎn)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(zhǎng)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(guó) 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(guó) 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(wàn)瓶每小時(shí)，此機(jī)型目前成為國(guó)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(guó)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(wú)軸變頻傳動(dòng)取代萬(wàn)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?jī)?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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)，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(lái)完成所運(yùn)動(dòng)的軌跡，來(lái)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(wèn)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(lái)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(guò)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(jiǎn)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(lái)分析一下洗瓶機(jī)是通過(guò)什么功能原理來(lái)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(guò)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(lái)完成其工作。要運(yùn)用此功能原理來(lái)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(lái)帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，一般我們 都用電機(jī)來(lái)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(jiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)洗瓶設(shè)各的整體工作功能。它是有兩個(gè)長(zhǎng)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(lái) 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(lái)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(lái)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)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(zhǎng)×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(shuō)明書。 原始數(shù)據(jù) （ 1）瓶子尺寸 :長(zhǎng)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。 為了完成清洗工藝過(guò)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(guò)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(lái) 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(guò)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(guò)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)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(guò)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(guò)改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)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(lái)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)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(jiǎn)單，應(yīng)用也很廣泛。但由于工作過(guò)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)說(shuō)，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(guò)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(shuō)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(jiǎn)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(jiǎn)圖 洗瓶設(shè)計(jì)說(shuō)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(lái)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?jī)?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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖 紙 圖 5 洗瓶裝 置簡(jiǎn)圖 外，值得注意的一點(diǎn)是，內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩妫砸x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(shuō)明 首先需將瓶子放入膠帶上，通過(guò)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(guò)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(guò)程 : (1)凸輪通過(guò)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(guò)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(zhǎng)短 :方案比較簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)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(méi)有，也不是十分合理。 通過(guò)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(guò)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(guò) 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(lè)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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 / + 1) - (l+2b/l)+ 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 表示 在凸輪機(jī)構(gòu)中，壓力角 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 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(wú)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 c ，即 (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 于臨界壓力角 c 。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 小于某一許用壓力角 。其值一般為： 推程 對(duì)擺動(dòng)推桿取 35º 45º ； 回程時(shí)通常取 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(lái)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 1h 1 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(zhǎng)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(guò)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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 11 . 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/ 12111 . 8 8 3 . 2 ( ) 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(lái)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)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(guò) 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(zhǎng)，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