1、自動化垃圾桶套袋裝置說明書一：設計背景垃圾桶作為我們日常生活中必備的東西已成為家庭生 活的一部分，通常人們在使用垃圾桶時習慣在垃圾桶上套 上一層塑料袋，一是為了倒垃圾時更方便一些，二是給垃 圾桶套上塑料袋可以避免垃圾直接與垃圾桶接觸導致部分 殘留在垃圾桶上，既不衛生，又導致垃圾桶難以清洗的問 題。但在使用垃圾桶時需要時常給垃圾桶套袋不免會讓人 覺得麻煩，那么可不可以設計一種機械裝置能自動給垃圾 桶套上塑料袋呢？既能方便的給垃圾桶套上塑料袋，又不 會讓人覺得不麻煩，自動化垃圾袋套袋裝置正是基于這個 背景而設計的解決垃圾筒套袋問題的生活機械。二：設計思路將塑料袋套在垃圾桶上需要完成兩個動作，一是要

2、將 折疊的塑料袋拉開，二是要將打開的塑料袋套在垃圾桶上, 才能實現自動套袋。因此可以大致分為水平和豎直方向的 運動，水平運動將折疊的塑料袋拉開，豎直的運動將打開 的塑料袋套在垃圾桶上，因為絲杠螺母裝置可以實現將電 機的旋轉運動轉換為絲杠的水平運動，故相關運動的實現 可以使用絲杠螺母機構。套袋的整個過程為首先將折疊的 成卷塑料袋卷在卷筒上，卷筒的電機運動將垃圾袋移動至 指定位置，然后水平絲杠裝置相向運動同時垃圾袋兩邊類 似吸塵器的裝置工作形成負壓吸住折疊的塑料袋的兩面， 接著卷筒反向轉動將連在一起的折疊塑料袋分開一個，然 后負壓裝置向兩邊水平運動，將折疊的塑料袋拉開，最后 被拉開的塑料袋豎直向下

3、運動，套在垃圾桶上，完成自動 化套袋。三：作品簡介自動化垃圾袋套袋裝置大體結構如下圖所示:該裝置整個工作過程為:1.將折疊的成卷塑料袋卷在卷筒上2.豎直絲杠電機反向工作，水平絲杠向上運動，將類吸塵器裝置由初始位置上升至適當位置3.卷筒電機工作，卷筒轉動將垃圾袋移動至指定位置，卷筒電機停止工作4.控制水平運動絲杠運動 電機工作，類吸塵器裝置相對移動，將折疊的塑料袋壓緊后電機停止工作 5.類吸塵器裝置風扇電機工作，風扇轉 動，在折疊的塑料袋兩側形成負壓將塑料袋夾緊，該電機 繼續工作 6.卷筒電機工作卷筒反向轉動將連在一起的折 疊塑料袋分開一個，該電機停止工作7.控制水平運動絲杠運動電機反向工作，水

4、平絲杠相向運動，將折疊的單個 塑料袋拉開至一定程度，該電機停止工作8.控制豎直方向運動的電機運動，拉開的塑料袋隨將其夾緊的類吸塵器裝 置向下運動，至將拉開的塑料袋套在垃圾桶上后，類吸塵 器裝置風扇電機停止工作，風扇停止轉動，完成套袋工作， 類吸塵器裝置回到初始位置，一個工作循環結束。自動化垃圾袋套袋裝置部分結構介紹如下：1 .底座垃圾桶部分底座垃圾桶部分為一個整體結構。除底座和垃圾桶部分外，還有限制豎直絲杠的兩根細桿，支撐卷筒電機放置的肋板結構以及安裝電機的底板結構。2 .絲杠螺母裝置部分絲杠螺母裝置利用絲杠螺母結構可以實現將旋轉運 動轉化為直線運動的原理，達到水平運動和豎直運動的 結果。圖中

5、紅色部分為控制水平絲杠運動的電機，該電 機固定在關節部分零件上（圖中標示為藍色部分，藍色 部分零件結構如下圖所示），該電機轉動，然后通過一對 嚙合齒輪以及齒輪和水平絲杠的配合，實現水平絲杠的 直線運動。豎直絲杠通過底部電機和帶傳動機構實現轉動，然后通過與之配合的藍色零件和底座部分的兩根細桿的限 制作用實現水平絲杠的豎直運動。關節部分零件結構圖（上圖中藍色部分零件）該關節部分零件的兩個大的通孔軸線互相垂直，其中 一個有內螺紋，和豎直絲杠形成配合，而另一個通孔無內 螺紋，與水平絲杠配合，有內螺紋的大通孔旁邊有一個小 的通孔，該通孔與底板上細桿配合，起輔助限制豎直絲杠裝置中關節零件的作用，此外該關節

6、部分零件還有安裝固 定電機的底板和輔助水平絲杠運動的曲面結構3 .類吸塵器裝置部分類吸塵器裝置由帶有許多細孔結構和帶風扇葉的電機構成。通過扇葉轉動在細孔處形成負壓，從而達到吸緊塑 料袋的目的。4 .電機部分該自動套袋裝置一共使用了 6個電機（在總的裝配 圖上標示為紅色部分）。其中帶動豎直絲杠轉動的電機固 定在底座上，通過帶傳動機構，垃圾筒兩邊絲杠共用一 個電機，控制水平絲杠水平運動的電機有兩個，分別控 制兩個水平絲杠的運動，這兩個電機固定在關節部分零 件上，隨水平絲杠一起運動，控制轉筒的電機固定在底 座的肋板裝置上，然后類吸塵器裝置中控制風扇轉動的 兩個電機固定在該裝置上。各電機在不同時刻工作

7、具體情況如下表所示，為簡化表達，工作過程依次編號 18,電機編號AF其中控制 豎直絲杠運動的電機，即底座部分下邊的電機編號A，控制水平絲杠水平移動的兩個電機依次編號B C控制類吸塵器裝置中風扇轉動的兩個電機依次編號D, E,控制轉筒轉動的電機編號 F,此外“ +”表示電機正轉，“ .” 表示電機反轉，“一一”表示電機停止工作，各電機具體 工作狀態如下表所示：四：數據處理齒輪的設計與校核:此設計的齒輪是控制絲杠沿左右方向移動的，驅動齒輪的電機為步進電機，齒輪不做減速之用，傳動比為 1,且為開式齒輪傳動設水平絲杠所受最大軸向力為F=100N1.選定齒輪類型，精度等級，材料，齒數。1) 如圖所示傳動

8、方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。2) 機器轉速不高，故選用7級精度(GB1009588)。3) 材料選擇。大小齒輪都選45鋼(調質)硬度為240HBs4) 選小齒輪齒數Z1=28，大齒輪齒數Z2=1X 28=28。2.按齒根彎曲強度校核齒根彎曲強度的校核公式為1)計算齒輪傳遞的轉矩?-1 -dnn /c 7 tan (15 + 57.22?an (?蹄=100 X19 Xj -=2d2為螺旋傳動中徑，d2=19mm;? c? 1=tan為螺紋在中徑處的開角一 =57.22?物當量摩擦角，?= tan?1?cos ?如?2 X380滬？?？ _= _?42.86? ?1.46） 計算載荷系數K。?

9、? 1 X1.1 X1 X2.5= 2.757） 查齒形系數。由表 10-5 查得 ?無1?22.55。8） 查取應力矯正系數。由表10-5查得?無1?無21.61。9） 設計計算?>3)?0.68?X2.75 X2962.5 2.55 X1.610.5 X282( 542.86模數滿足設計要求10） 何尺寸計算（1）計算分度圓直徑?= ?= ?28 X1 = 28?（2）計算中心距?+ ? = 28?2（3）計算齒輪寬度? ?= 0.5 X28= 14?五：作品評價該自動化垃圾袋套袋裝置具有自動給塑料桶套袋的作用，可以解決人工給垃圾桶套袋的麻煩，更加方便人們的生活，想法獨特，有一定的實

10、用價值，但也有一些不足之處，主要表現以下方面：1. 該裝置的部分零件比較難以加工，比如底座垃圾筒部分，關節部分零件等。2. 由于該裝置使用較多伺服電機及其協調控制裝置，所以裝置整體造價較高，經濟型不好。3. 該裝置對塑料垃圾帶大小規格有一定使用限制。4. 整個裝置總體占地面積較大，有一定的不方便性。5. 對于套袋過程中意外停電，塑料垃圾袋破損等意外事故缺乏較好的補救機制。6. 該裝置中各個伺服電機的協調運動控制比較復雜。六：參考文獻1. 機械設計 （八版 ）. 濮良貴等 . 北京 : 高等教育出版社,20062. 機械原理 （ 七版 ）. 孫恒等 . 北京 : 高等教育出版社,20063. 機械設計手冊. 成大先等. 北京 : 化學工業出版社,20054. 機械加工工藝手冊. 王先逵 . 北京 : 機械工業出版社,20065. 機電一體化系統設計. 趙松年等 .