1、（眄唧專重慶理工大學機械原理課程設計報告課程設計題目：立式全自動洗瓶機專業班級：汽車學院車輛工程學生學號：1090405指導老師：學生姓名：聯系電話：完成日期：2011年6月30日目錄一、洗瓶機設計目標簡述31.1、 課程設計目標選擇31.2、 洗瓶機規格基本要求4二、洗瓶機設計基礎解析5洗瓶部分一一立式滾動刷設計5洗瓶部分一一螺旋斜紋刷設計6洗瓶傳送部分一一橡膠軟套緩沖設計7洗瓶輸由部分一一V型傳送帶設計8三、立式洗瓶機工作運動簡述9機械工作連續性簡述9洗瓶機注水部分簡述9四、洗瓶機機構各部分分析10滾刷與瓶子之間摩擦力及下壓力分析10洗瓶機動力系統及傳動數據分析11五、立式洗瓶機優缺點分析

2、15立式洗瓶機優點分析15立式洗瓶機缺點分析15六、課程設計總結16七、參考資料18一、洗瓶機設計目標簡述1、課程設計目標選擇：為了設計洗瓶機機構，我查閱資料，分析了水平洗瓶機機構設計，具設計采用推頭拖動瓶子在導輻長前進，并由旋轉的刷子洗掉瓶子的外面。其設計方案為：其洗瓶機為間歇式，也就是洗瓶子效率過慢，機構設計較為復雜。于是我也決定采用輻式原理來設計洗瓶機，但是我又從玉米脫粒機上得到啟發：為什么不能把瓶子從豎直放向上進行洗刷呢？玉米脫粒機是利用豎立擺放的一個滾筒，滾筒上焊接了螺旋凸紋路，玉米放進滾筒與尺寸固定的滑道，玉米與滾筒之間有較大的摩擦力不至于玉米掉落下去，而且可以增加脫粒的利用滾筒上

3、帶有的螺旋凸紋對玉米產生向下的壓力以確保玉米能向下走動，另外還會產生對玉米的正向壓力以確保脫粒效果。我所設計的立式自動洗瓶機即從玉米脫粒機中得到啟發，由三個滾筒成等邊三角分布，滾筒的主軸為一端密封，一端開口的空心軸，軸外鉆滾筒周圍鉆小孔，起注水洗瓶的作用，并在滾筒上粘上螺旋向下的刷毛，以達到旋轉洗瓶目的。三個方向向的滾筒刷會和瓶子之間產生一定的壓力以確保瓶子不會自動下落，刷毛向下螺旋設計的目的在于滾筒轉動的時候能順利帶動瓶子向下運動。該洗瓶機不采用間隙機構，設計機構簡單，工作效率高，可連續性工作。以下為我所確定的洗瓶機設計方案。洗瓶機設計簡圖：-喃田亦竭.辭。皿-P的即r1-2、洗瓶機規格基礎

4、要求：(1)、瓶子尺寸：大端D=80mm,長L=200mm;(2)、洗瓶機洗瓶部分導程為400mm,洗瓶機滾刷轉速大約為25rad/s;(3)、洗瓶由口的傳送帶速度大約為0.3m/s；以保證經滾刷洗好的瓶子能快速送由；(4)、洗瓶機要求機構傳動性能良好，結構簡單緊湊，效率高等特點。二、洗瓶機設計基礎解析1-洗瓶部分一一立式滾動刷設計：a,立式滾刷的俯視圖：wl"1<spnuft|卡b_一y_1-wt"-|-|J輪喃I-牽|帆用ftrLwwrMwrJ的說明：1、皮帶同步；2、刷毛；3、瓶子；4、驅動齒輪；5、滾刷輻體以上即為洗瓶部分的俯視簡圖，該設計采用了三個滾刷，按照

5、等邊三角形的空間方位擺放。每個滾刷的實際輻體直徑D=70mm,外加厚度為10mm的刷毛，整體直徑為D'=90mm,為使瓶子夾緊不至于自己掉落，瓶子會與滾刷之間產生擠壓（擠壓距離為5mm）,也即滾刷與瓶子之間實際相切時的直徑D''=80mm;三個滾筒采用皮帶同步其轉速，皮帶輪盤直徑D=50mm,這樣確保三個滾筒都能以同樣的速度轉動；其中一個滾筒（即為主動滾筒）上會多一個齒輪（上圖右邊位置4）,以保證洗瓶機底部通過齒輪傳遞上來的動力能和該齒輪配合產生動力。瓶子的位置在中間，由上圖可知，瓶子直徑為80mm,機械工作開始的時候，采用人工以豎直方向將瓶子放進洗瓶槽中，向下壓一下即

6、可被帶通道清洗。2-洗瓶部分一一滾刷刷毛設計及滾筒傳動位置：b,滾刷及傳動組正視圖：說明：1、齒輪傳動；2、輻體斜紋刷毛；3、皮帶同步；4、動力輸入端軸；5、過水通道此圖為滾筒刷毛的設計，在圖中，刷毛是有間隙地螺旋向下纏繞而成（與軸向大約成26.56°）,刷毛厚度為10mm,寬度為10mm,刷毛之間間隔為10mm,設計為軸向右旋轉，因此會對放置其中的瓶子產生向下的推力，瓶子就會向下旋轉運動，速度大約為0.2m/s。又因為主動軸上有注水通道，所以在圓柱形滾筒壁上開了一系列的小孔，起洗瓶時起水沖刷瓶子的作用。3-洗瓶傳送部位一一橡膠軟套緩沖設計：c.洗瓶輸由緩沖部位簡圖：上圖為瓶子從滾刷

7、到傳送帶的過渡階段，因為從滾刷向下洗瓶過程中速度比較快，因此在滾筒下面必須加上一個緩沖帶，使玻璃瓶子不至于碰碎。由實際數據測算得到緩沖帶高度大約為240mm,緩沖套的直徑D=500mm。緩沖套得材料采用光滑的橡膠材料，可以起良好的緩沖作用。以確保瓶子能夠順利到達傳送帶傳由的目的。4-洗瓶輸由部位一一V型傳送帶設計：d.洗瓶機傳送帶簡圖：v型皮帶傳送設計簡圖側視圖說明：1、錐齒盤；2、V型傳送帶；3、錐齒輪組合；4、驅動凹輯；5、瓶子。上圖為洗瓶機的傳送帶部分簡圖，由圖中可知道，皮帶設計為V型，目的是使瓶子更好的和傳送帶緊密接觸，以便能順利地把洗好的瓶子傳送由去。在傳動帶左端為錐齒盤，由一個小錐

8、齒輪與之嚙合達到傳輸動力的目的。傳送帶全程長度為1m,寬度為160mm,V型帶的張角為120,凹輯的大端直徑為180mm，小端直徑為80mm。傳送帶要求傳送速度為0.3m/s,以確保洗好的瓶子能快速送由。以上四個部分的基礎解析即為我設計的立式自動洗瓶機的洗瓶基礎部分三、洗瓶機工作運動簡述1、機械工作連續性簡述我所設計的立式自動洗瓶機的最大特點就是可以連續洗瓶，省略了水平洗瓶機構的間歇機構。為實現此功能，該立式洗瓶機機構采用了成等邊三角形擺放的豎立式滾刷設計，利用三個方向的刷毛與放置其中的瓶子之間的壓力摩擦保持瓶子不下落，同時，斜紋刷毛會產生向下的壓力，也保證了瓶子能順利下落。這里我要說的是，在

9、機構上端開孔部位,需人工（可以另加一個送瓶機構與該立式洗瓶機結合形成完全的全自動洗瓶流水線，這里就不再去簡述了）把瓶子小端朝下，送入滾刷，把瓶子輕壓進去，接著下一個瓶子也緊跟著前一個瓶子，一個接一個地往下，因為每個瓶子之間都是緊密接觸的，達到了連續洗瓶的目的。此機構連續性洗瓶性能明顯，速度快，洗瓶比較干凈。2、機械洗瓶注水部分簡述該設計在洗瓶工作時主滾筒上端注水，但主滾筒下端是密封的，在其中心軸的管壁開有小孔，當滾刷轉動的時候，上端注入的水會因滾刷轉動產生的離心力而向外噴由，達到配合滾刷洗瓶的目的。另外在V型傳送帶部位也有噴水部位，在瓶子送生的過程中對瓶子進行一個二次沖刷以確保瓶子洗干凈。瓶子

10、經過V型傳送帶過后可經流水線傳送帶進入消毒裝置及烘干裝置。（此處暫不討論）。因此，立式自動洗瓶機所達到的效果顯露無疑。四、洗瓶機機構各部分分析洗瓶機主要機構為滾刷洗瓶系統和齒輪傳動系統，以及V型傳送帶系統組成，以下即對這三部分進行必要動力學、材料學、傳動效率、機構穩定性分析。1、滾刷與瓶子之間摩擦力機下壓力分析滾刷力學分析1AVI二irll一一卜'，模型乂誕t-.ii._1說明：1、滾刷；2、瓶子；3、螺旋斜紋。當瓶子放進滾刷中時，瓶子與之應形成一個壓力，切由此產生的摩擦力能平衡瓶子自重。（瓶子自重為0.2KG）滾刷刷毛采用復合滌綸材料，通過查閱材料特性知道其摩擦系數為R=0.25,選

11、取10mm厚刷毛，刷毛壓緊5mm,由此產生的的壓力約為Fn=10N,則因為：f=Fn=100.25=2.5N>2N所以：滿足條件使瓶子不下落對于螺旋斜紋刷，V1為其轉動速度，V2為由螺旋斜紋對瓶產生的向下的驅動速度，F為斜紋刷對瓶的正向旋轉壓力。由理論力學知識可知其關系為：vv1cv125rad/s0.04mntana=v2=0.2m/sv2tanatan26.56即洗瓶時瓶子向下走的速度為0.2m/s,斜紋刷與水平方向的夾角為26.562、洗瓶機動力系統分析此部分為輪系傳動系統，分為滾刷輪系系統和傳送帶輪系系統兩部分。通過一個電機驅動，由兩組獨立的輪系傳遞由滾刷和V型傳送帶各自所需的轉

12、速。驅動電機轉速為n=900r/min,即為94.2rad/s。（查資料知各種傳動效率對應為：圓柱直齒輪為0.96,錐齒輪為0.920.95,V型帶傳動為0.940.96,同步帶傳動為0.980.99）。該動力傳動系統采用了多級齒輪減速器來實現輸由端對速度及功率的不同要求，在合理的地方采用了直齒錐齒輪進行動力輸由轉向調整。以下即對各部分輪系進行分析1）、滾刷輪系部分分析:滾刷傳動齒輪系56<23系為定軸輪系,rti對錐齒輪和兩組圓柱齒輪組合而成八說明：該輪系為三組齒輪嚙合而成，由電動機（轉速為電動機轉速為n=900fr/min900r/min）帶動1號齒輪運動，1、2、5、6號為直齒輪，

13、3、4號為錐齒輪。a、輪系齒輪組分析：由于條件限制，6齒輪要求轉速為25rad/s,而一號齒輪轉速為94.2rad/s,因此經過合理配比，采用如下齒輪設計：傳動比：ii6=942=互豆亙=3.8625ZiZ3Z5分錐角：61=arctan（亙）=37.3。（小錐）Z46=90=52.7*（大錐）齒輪詳細數據表:j齒輪數據齒輪號模數m齒數z分度圓直徑d=mz分錐角611.252025.0mm21.253037.5mm31.253240.0mm37.341.254252.5mm52.751.252430.0mm61.254657.5mmb、輪系效率分析：Prn='=2*n34力56&quo

14、t;同步帶=0.96父(0.920.9切M0.96父(0.980.99)=0.810.83Pd2）、V型傳送帶輪系部分分析:說明：該輪系為四組齒輪組合而成，由電動機帶動1號齒輪運動，其中1、2、3、4、5號為圓柱直齒輪，6、7號為錐齒輪，最后為V型傳送帶a、齒輪輪系分析:由于輸由部分的V型傳送帶條件限制，要求起傳送，速度為0.3m/s,7號錐齒輪分度圓直徑為120mm,即換算角速度為5rad/s,1號齒輪的轉速為94.2rad/s,為達到傳動目的，即采用如下輪系配比設計：傳動比：i="2二包W芻豆二1975ZiZ2Z4Z6分錐角：d=arctan（電）=16，（小錐）Z79=90j=

15、83.3*（大錐）齒輪詳細數據表：西輪數據齒輪號模數m齒數z分度圓直徑d=mz分錐角611.52030.0mm21.52842.0mm31.54263.0mm41.52233.0mm51.56090.0mm61.52436.0mm16.771.580120.0mm83.3b、輪系效率分析:L一一12*23*34*45*56*67*V型帶Pd=0.96父0.96x0.96式(0.920.95)父(0.940.96)=0.770.82以上即為對洗瓶機機構傳動系統的分析。五、立式洗瓶機優缺點分析為實現洗瓶功能，洗瓶機的設計有多種多樣的方案，例如開篇所舉的“水平洗瓶機機構”。對于不同的設計有不同的工作

16、步驟及原理，但是最終都為了實現洗瓶一個目標。這里我們就得針對洗瓶機的機構優化，工作效率的提高，工藝復雜度的降低，生產成本控制等。因此，這里以此標準來說明立式洗瓶機的優缺點。1、立式洗瓶機優點分析：我所設計的立式洗瓶機最大的特點就是可以連續性洗瓶，且速度快，效率高。而且該洗瓶機僅屬于洗瓶部分，起擴展性強，可在進瓶端和V型傳送帶輸瓶端添加一定的流水線裝置（如烘干裝置、消毒裝置等），可將洗瓶效率提高到一個較高的層次。該立式洗瓶機構省略掉了了水平洗瓶機構中所采用的間歇式推瓶機構，從機構復雜度上看，立式洗瓶機機構更簡單，從而可降低機械的故障率。立式洗瓶機構中加入了筒式甩水機構和V型傳送帶上端的二次噴水沖

17、洗機構，該機構可將瓶子洗得更加干凈。2、立式洗瓶機缺點分析：立式洗瓶機構中共采用了5組圓柱直齒輪傳動，1組同步帶傳動，2組錐齒輪傳動，1組V型帶傳動，從齒輪傳遞效率上來說，由于齒輪組較多，傳動效率不太高是其缺點。使用了2組錐齒輪組，因為錐齒輪的成本控制比較高，此處會增加機械成本。滾刷是有三向輻體組合而成，拆卸可能不便。另外，該立式洗瓶機構各部分的機構比較緊湊，所以要求的裝配精度也比較高，這就會使個別部件的加工成本提高。六、課程設計總結經過這次機械原理課程設計，我重新認識了機械原理這門課程，在設計的過程中，我明白了很多以前書本上我不知道機構原理。機械課程設計是用實踐來檢驗自己對機械原理這門課程的

18、真正熟悉程度的。在以前，我雖然知道機械原理書本上介紹的很多機構的運動原理，也知道其實現什么目的，但是，從實際上來說，我并沒有真正明白，我沒有計算過機構到底是如何運動，如何實現其功能的，只是通過大腦想象和推測來判斷。而現在，就在我做機械原理課程設計的過程中，我親自確定設計方案，利用autoCAD軟件進行設計繪圖，查閱資料計算各機構部分的準確數據。從中我不僅僅溫習了autoCAD繪圖軟件的使用，而且對與機械原理相關的知識進行了一遍實際演練，同時加深了對機械原理這門課程的理解，對學習接下來的機械設計課程有很大的幫助。另外，針對我所設計的“立式全自動洗瓶機”來說，我在設計之初，通過上網查資料以及翻閱機械原理課程設計指導書，從各種方案中分析洗瓶機的優先選擇方案，在此過程中，我對每種方案做了簡單的機構分析、性能分析、工作效率分析、成本控制分析等，在玉米脫粒機上尋找到了設計靈感，并結合水平洗瓶機構，進行了優化設計，最后確定了“立式全自動洗瓶機”的設計方案。過程中，一方面我深知自身對機械原理知識理解的程度對設計的幫助，擁有良好的設計頭緒和設計基礎知識能更好地幫助我完成課程設計；另一方面，我也深刻感受到“靈感