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1、一工作原理及主要运动过程,洗瓶外表面 转动的导轨带动瓶转 瓶沿导轨前进 各主要构件的动作可分解为: 1.瓶子:旋转(导轨带动)、沿导辊前进 2.导辊:旋转(电机驱动) 3.刷子:旋转、垂直移动,二.原始数据及设计要求,1.瓶子尺寸,大端直径80MM,长200MM 2.推程:600MM 3.关于运动方面: 近匀速推瓶,平稳接触和脱离瓶子,快速返回,空 载行程的平均速度为工作行程速度的3倍,三.初步分析,基于设计要求,为实现速度比为3,则考虑在推头部分选用具有急回特性的机构. 另外,为保证运送的安全性、便捷性,需将瓶子平放,故导辊只能也水平放置.,具有急回特性的基本机构,曲柄摇杆机构 图1,偏置的
2、曲柄滑块机构,摆动导杆机构,另外还有:,凸轮机构,齿轮与齿条的组合,椭圆齿轮等等,工作行程的平均速度,空回行程的平均速度,参照课本224页,可知在曲柄摇杆机构和偏置曲柄滑块机构的极位夹角为,时,根据书上的设计方法是无法做出图来的,故舍弃这两种机构.采用摆动导杆 机构.又因为要求推瓶过程平稳,故考虑对摆动导杆机构进行一下改造,采用牛 头刨床刨刀的工作部分作为洗瓶机的推瓶部分.,综上所述,考虑采用摆动导杆机构为推头部分的蓝本,且推杆必然垂直于导辊的端面.,关于送瓶部分:,由于每次只能运送一个瓶子,且限于推杆平行于导辊的位置,所以要想完成送瓶子过程,则送瓶子的输送带应该垂直于推程.,由于推杆的来回伸
3、缩会经过送瓶带,所以每次只有等推杆返回后才能送上下一个瓶子,这就引入一个间歇机构.,常见的间歇机构,槽轮机构 棘轮机构 不完全齿轮,棘轮机构 工作时有较大的冲击和噪声,且运动精度较差 槽轮机构 机械效率高,平稳转位,但由于其运动是从轴输出的, 不适于本机所要求的环境 擒纵轮机构 振动周期不稳定 结合本机考虑,所以选用齿轮与齿条机构和槽轮机构组合来作为送瓶机构,最终成型方案,由于要求满足行程系数比为3，故以牛头刨推头部分(及摆动导杆机构)的两极限 置进行计算.如图:已知条件为OAB=90,OBA=45,CE(总推程，E为另一个极位)=600,CD=CE/2=300,所以BD=300,而摆杆长为B
4、C=3002424.26,OA与AB的值可任意取,但两者是相等的，只要保证O为一个周转副即可,所以取OA=AB128.5,OB=181.6.但由于SOLIDWORKS所采用的造型限制,所以把CE这条线向上平移了,由于角不变,连杆长也不变,所以这种改变是不影响机构的行程系数比的. 要求的工作行程的平均速度为45MM/S,而空回的速度为135MM/S,工作所用时间=600/4513.3秒,回来所用时间=600/1354.4秒,所以总时间应为17.7秒,因为题目中所要求的皆为平均速度,所以为了变于计算取推头来回一趟的总时间为18秒,即曲柄转一周的时间为18秒,所以其角速度为2/18=/9rad/s0
5、.3491rad/s. 对于齿轮齿条组成的间歇送瓶机构,齿条上会每隔90mm固定安放一个隔架板(以相邻隔架板的中心来定,板宽约为10mm),每两个隔架板中放一个瓶子,推头每进行一个来回,要让齿条移动送上下一个瓶子,但若齿条连续动则会影响推头的往复运动,所以送瓶机构要有间歇性.因为齿条每移动90mm给定耗时为0.5秒(0.5*135=67.5,只要推杆头的设计小于600-67.5+200=732.5,就能保证移动的齿条不会碰到推头,即安全,另:200为齿条的宽度)所以齿条的线速度V=90/0.5=180mm/s,因为齿轮齿条啮合,所以齿轮分度圆上的线速度为180mm/s,根据V=*r,量得d=6
6、6.051,r=d/2=33.0255,所以其角速度为180/r=5.45rad/s,即与三个小齿轮相固结的轴的角速度为5.45,即槽轮的角速度为=5.45=(/2)/tt0.28S,槽轮的计算 对于槽轮机构t为槽轮的运动时间,t“为主动拨盘转一周的总时间,且依据公式由t/t“=1/4=t“=2/=1.15S,所以带动拨盘转的轴的角速度=2/(2/)=.依据生长情况,设定槽轮的槽数为4,主动拨盘的圆销数为1,根据实际机械所允许的安装的空间尺寸,确定中心距L为140,圆销半径r为10,再根据课本所给出的几何关系,由下列各式(4)求出其他尺寸: =45= R=Lsin=Lsin(/z)=98.99
7、 s=Lcos=98.99 hs-(L-R-r)=67.98 且拨盘轴的直径2(L-s)=82.02 轮槽轴的直径2(L-R-r)=62.02,对于轮系 初步的设计为尽量用一台电机驱动整个系统,用定轴轮系来实现不同的机构 有不同的转速.设机箱上的齿轮1与曲柄同转速,设其角速度为1,同理带动 主动拨盘的轴是随机箱上的齿轮2转动的,设其角速度为2,同样,为刷瓶子 方便,设导辊的角速度与机箱上的齿轮3相同为3,轮刷的角速度与机箱的 齿轮4相同为4.已算出10.35,25.45,所以齿轮1与齿轮2 的传动比 为0.35/5.45=7/109,由于机箱上所打的孔的尺寸所限,所以3与4的传动 比为118/33,剩余图中所给的齿轮全是起到传递运动,改变运动方向的作用, 所以方便起见,设其所有的传动比皆为1:1.,谢谢大家！,