洗瓶机

前言

机械原理课程设计能够培养机械类专业学生的创新能力，是学生综合应用机械原理课程所学理论知识和技能解决问题，获得工程技术训练必不可少的实践性教学环节。本课程设计是参考裘建新主编的机械原理课程设计指导书中的选题，选择设计的题目是洗瓶机。

洗瓶是食品行业包装工艺流程中不可缺少的一环，设计出合理、高效的洗瓶机是包装技术发展的必然要求。洗瓶机的种类很多，目前国内市场上的洗瓶机有扭道式、箱式、滚筒式和立式等多种，无论是何种洗瓶机大多采用了超声波清洗技术，利用超声波空化作用所产生的机械摩擦力，以清除用一般洗瓶工艺难以清除的瓶内、外粘附较牢固的物质。但安瓿瓶、西林瓶、口服液瓶对超声波的功率大小要求各不相同，瓶子的规格越大、壁越厚所需要的功率就越大，通常洗瓶机超声波的功率在900 W 左右，且大小可调。其中，扭道式洗瓶机产量低、速度较慢，以洗西林瓶和口服液瓶为主，使用客户相对较少。以B+S公司的早期产品为原型的箱式洗瓶机在国内药厂的应用也不多。目前国内市场以滚筒式洗瓶机和立式洗瓶机的应用最为广泛，且立式洗瓶机后来居上，发展势头迅猛，已取代了滚筒式洗瓶机的传统地位，目前国内生产立式洗瓶机的代表厂家有长沙楚天、上海远东、上海旭发、长沙正中等。在国际其中浸泡喷冲式洗瓶机因其清洗效果好、自动化程度高、效率高，目前使用最为广泛。在洗瓶机的设计中，结构紧凑、清洗效果与除标效果成为人们最为关注的要点。

洗瓶机是的常见机械，按照清洗的功能和能力有各式各样的种类。一个完整的洗瓶机包含送料系统、清洗系统以及后续的加工包装系统。此次设计的洗瓶机，作为机械原理这一课程的实践性课程设计，限于我们目前的知识水平和设计经验，我们仅仅是综合考虑了一些关键因素及设计要求，应用所学的机械原理理论知识，初步的设计了简单的洗瓶机的主要机构。目的是通过设计洗瓶机这一选题，进一步巩固所学的机械原理打得相关理论知识，将理论与实践相结合，作为一种初步的实践性探索。

由于我们的设计经验尚不够丰富，错误及不足之处在所难免，敬请各位老师和同学批评指正。

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目录

前言 ……………………………………………………………………………………………1 目录 …………………………………………………………………………………………2 1设计任务书 ………………………………………………………………………………3 1.1设计题目 …………………………………………………………………………………3 1.2 设计任务 …………………………………………………………………………………3 1.3 设计要求 ……………………………………………………………………………………3 1.3.1 工作原理 ……………………………………………………………………………………3 1.3.2 原始数据 …………………………………………………………………………………3 2机械运动方案设计 …………………………………………………………………4 2.1 分析设计要求 …………………………………………………………………………………4 2.2 推瓶机构选择…………………………………………………………………………………4 2.2.1 凸轮－铰链四杆机构方案 …………………………………………………………………4 2.2.2 五杆组合机构方案 …………………………………………………………………………5 2.2.3 曲柄摇杆机构 ………………………………………………………………………………5 2.3 运动方案的比较和拟定 ………………………………………………………………………6 3 机械总体结构设计 ………………………………………………………………………6 3.1机械总体结构的设计 …………………………………………………………………………6 3.2 机械工作循环图的编制 ………………………………………………………………………6 4 机械传动系统设计 …………………………………………………………………………8 4.1 机械传动系统传动比的计算 …………………………………………………………………8 4.2 机械传动系统机构的设计 ……………………………………………………………………9 5 执行机构和传动部件的结构设计…………………………………………………………9 5.1 计算分析 ………………………………………………………………………………………9 5.2 结构设计 ……………………………………………………………………………………9 6 主要零部件的设计计算 ……………………………………………………………………10 6.1曲柄摇杆机构 …………………………………………………………………………………10 6.2传动机构 ………………………………………………………………………………………12 7最终设计方案和机构简介 …………………………………………………………………13 8小结 ………………………………………………………………………………………15 9致谢 …………………………………………………………………………………………16 10参考文献 ……………………………………………………………………………………17 11附录一 ……………………………………………………………………………18 12附录二 ……………………………………………………………………………19 13附录三 ……………………………………………………………………………20

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[键入文字] [键入文字] 塔里木大学课程设计 页码右对齐 1 设计任务书 1.1 设计题目 图1-1 洗瓶机工作示意图 设计洗瓶机。如图1-1 所示，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。 洗瓶机的技术要求见表1-1。

表1-1 洗瓶机的技术要求（写自己的技术方案）

瓶子尺寸/（直径×长）/(mm,mm) φ100×200 φ80×180 φ60×150 φ60×180

生产率/(个/min)

3 4 5 5

急回系数K

3 3.2 3.5 3.5

电动机转速/(r/min)

1440 1440 960 1440

方案号

A B C D

工作行程/(mm)

600 500 420 500

1.2 设计任务

1.洗瓶机应包括齿轮、平面连杆机构等常用机构或组合机构。 2.设计传动系统并确定其传动比分配。

3.画出机器的机构运动方案简图和运动循环图。

4.设计组合机构实现运动要求，并对从动杆进行运动分析。也可以设计平面连杆机构以实现运动轨迹，并对平面连杆机构进行运动分析。绘出运动线图。

5.其他机构的设计计算。 6.编写设计计算说明书。

7.学生可进一步完成：洗瓶机推瓶机构的计算机动态演示等。 1.3 设计要求 1.3.1 工作原理

为了清洗瓶子，需将瓶子推入同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。它的主要动作是将瓶子沿着导辊推动，瓶子推动过程中将瓶子旋转以及将刷子转动。 1.3.2 原始数据

（1）瓶子尺寸：长度L=180mm，直径D=60mm。

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（2）推进距离S=500mm，推瓶机构应使推移接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后推头快速返回原位，准备进入第二个工作循环。

（3）按生产率每分钟5个的要求，推程的平均速度v=53.57mm/s，返回时的平均速度为工作时的平均速度的3.5倍。

（4）电动机转速为1440 r/min。 （5）急回系数3.5。

2 机械运动方案设计

2.1 分析设计要求

洗瓶机主要由推瓶机构、导辊机构、转刷机构组成。设计的推瓶机构应使推头M以接近均匀的速度推瓶，平稳地接触和脱离瓶子，然后，推头快速返回原位，准备第二个工作循环。

根据设计要求，推头M可走图2 所示轨迹，而且推头M在工作行程中应作匀速直线运动，在工作段前后可有变速运动，回程时有急回。

返回行程工作行程

图2-1 推头M运动轨迹

对这种运动要求，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。

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（基础机构），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。 2.2 推瓶机构选择

推瓶机构的方案：根据前述设计要求,推瓶机构应为一具有急回特性的机构,为了提高工作效率,一是行程速比变化系数K尽量大一些;在推程(即工作行程)中,应使推头作直线运动,或者近似直线运动,以保证工作的稳定性,这些运动要求并不一定都能得到满足,但是必须保证推瓶中推头的运动轨迹至少为近似直线,以此保证安全性。

推头的运动要求主要是满足急回特性,能满足急回特性的机构主要有曲柄滑块机构,曲柄转动导杆机构和曲柄摆动导杆机构。

运用前述设计的思想方法,再考虑到机构的急回特性和推头做往复直线运动的特点， 所以根据要求，有如下方案(如下图所示) 2.2.1 凸轮－铰链四杆机构方案

如图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。

把下页的文字提上来，不能留白

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