机械原理说明书——洗瓶机

  1）根据设计的基本要求，推头M可走图1.2所示轨迹，而且推头M在工作行程中应近似作匀速直线运动，回程时有急回特性。

  4）洗瓶机构由一对同向转动的导辊和三只转动的刷子组成，能够最终靠物理运动系统来完成。

  在机械系统模块设计过程中,原动机的选择是很重要的一个环节,因为它直接影响到动力输出的稳定性、系统运行效率和总体结构。现代机械中,常见的原动机有热机、电动机、液动机和气动机,各自具有不一样的特点和应用热机包括蒸汽机和内燃机,其应用场景范围相对单一,大多数都用在经常变换工作场所的机械设备和运输车辆。

  如图3.1，M为电动机，与电动机相连的是齿轮1，由电动机带动齿轮1转动，然后来带动齿轮2来转动，小齿轮带动大齿轮达到减速的效果，减速后的齿轮2传动到齿轮3，最后到齿轮4，在通过涡轮涡杆传动到原动件，构成二级减速机构。在减速过程中，是按照一定的传动比进行传动减速的，达到所需要的转速，起到真正的减速效果。

  由表可知，主轴开始转动时，0°到45°为装瓶阶段，推头，刷子，导辊停止工作，当装瓶完毕后，推头，刷子，导辊开始做工作，推头进入工作行程阶段，当推头把瓶子推到最右端，洗瓶完成，推头进入返回行程阶段，这时，刷子，导辊相当于停止工作，等推头返回行程阶段完成后，推头，刷子，导辊进入下一个循环。

  根据设计的基本要求，推头M可走图1.2所示的轨迹，而且在l=500的工作行程中做匀速运动，在其前后做变速运动，回程时有急回运动特性。若用单一的常用机构是不容易实现的，通常要把若干个基本机构组合，起来，设计组合机构，才能实现。

  电动机在现代机械中应用最为广泛,尤其是交流异步电动机,其具有结构相对比较简单,价格低,动力源方便等优点,但功率系数较低,且调速不便,适用于运行环境较为稳定、调速范围窄的场合。液动机一般调速方便,且传动链较短,但需配备液压站,成本较高。

  当只需实现简单的运动变换时,气动机较为方便,其缺点是有一定的噪声,夲本设计中对原动机的要求为:运行环境稳定、结构相对比较简单、成本较低,综合以上各种原动机的特点,选择交流异步电动机作为洗瓶机的原动机。按题目要求,这里用转速为1440r/min的电动机。

  如图4.2，确定一条平面曲线需要两个独立变量。因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。点M的速度和机构的急回特征，可经过控制该机构的两个输入构件间的运动关系来得到。图中所示构件1-2-3-4-5构成两自由度五杆低副机构，1，4为两个输入构件。

  在设计组合机构时，一般可首先考虑选择满足轨迹要求的机构，而沿轨迹运动时的速度要求，则通过改变基础机构主动件的运动速度来满足，也就是让它与一个输出变速度的附加机构组合。

  如图4.1，曲柄的整转可以带动摇杆左右摆动，以实现推瓶的作用。清洗区位于摆动导杆右侧时，则当曲柄为顺时针转动时，能轻松实现推头推瓶时间长，返回时间短的效果，能够达到工作的平稳性和高效性。另外，此机构结构相对比较简单，急回特性显著，便于制作。

  如下图所示洗瓶机工作示意图设计洗瓶机，待洗的瓶子放在两个同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转。当推头M把瓶子推向前进时，转动着的刷子就把瓶子外面洗净。当前一个瓶子将洗刷完毕时 后一个待洗的瓶子已送入导辊待推。

  由工作行程和极位夹角，在CAD绘图软件中绘制铰链四杆机构简图，如图27，在图中，可量得：

  如图4.3所示，铰链四杆机构的连杆2上点M走近似于所要求的轨迹，M点的速度由等速转动的凸轮通过构件3的变速转动来控制。由于此方案的曲柄1是从动件，所以要注意度过死点的措施。

  方案一：方案一的结构相对比较简单，成本低。但组合机构行程过长，生产效率较低不能够满足要求。

  方案二：结构符合常理但运动轨迹不能够满足要求，而且计算量要求过于复杂，精确度不高。

  设初步确定凸轮的基圆半径为=310mm，选定推杆的运动规律，因为此凸轮只控制方向而为对推头水平推瓶子有影响，故推程和回程均选一次多项式。

  由于生产规格要求， =3.75r/s，且推程时v=15mm/s，根据一次多项式运动规律的推杆推程运动方程：