【正文】 主要技術(shù)參數(shù)（如生產(chǎn)率、適應(yīng)參數(shù)范圍等）；包含哪些執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)自由度是多少；從動(dòng)力源到執(zhí)行構(gòu)件的傳動(dòng)比是多少，傳動(dòng)方案是什么等。 本題目設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 適應(yīng)瓶子高度 H =200~350mm； 適應(yīng)瓶子直徑 D =55~85mm； 壓蓋器縱向行程 1H =150mm； 壓蓋器工作阻力約 P =； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)許用壓力角 ??? =40176。 ①須檢索同類(lèi)設(shè)備文獻(xiàn)；繪制整機(jī)工作的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。 2 ②機(jī)構(gòu)受力分析時(shí)，只計(jì)算壓蓋阻力，不計(jì)其它構(gòu)件重量及運(yùn)動(dòng)副的摩擦阻力。 ③就詳細(xì)分析結(jié)果數(shù)表考察方案的技術(shù)特性，評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。如果發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，要反饋到方案設(shè)計(jì)中對(duì)設(shè)計(jì)方案加以修正說(shuō)明。 根據(jù)電機(jī)的選擇，工作效率（ 每分鐘 506070 的速度進(jìn)行設(shè)計(jì)），要求，裝配圖、零件圖（軸、齒輪） 。 減速器另附說(shuō)明書(shū)一份 3 二、 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) ： 原動(dòng)機(jī)的分類(lèi) 原動(dòng)機(jī)的種類(lèi)按其輸入能量的不同可以分為兩類(lèi)： A 一次原動(dòng)機(jī) 此類(lèi)原動(dòng)機(jī)是把自然界的能源直接轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為一次原動(dòng)機(jī)。屬于此類(lèi)原動(dòng)機(jī)的有柴油機(jī)，汽油機(jī)，汽輪機(jī)和燃汽機(jī)等。 B 二次原動(dòng)機(jī) 此類(lèi)原動(dòng)機(jī)是將發(fā)電機(jī)等能機(jī)所產(chǎn)生的各種形態(tài)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，因此稱為二次原動(dòng)機(jī)。屬于此類(lèi)原動(dòng)機(jī)的有電動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)，氣壓馬達(dá)，汽缸和液壓 缸等。 選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)需考慮的因素： 考慮現(xiàn)場(chǎng)能源的供應(yīng)情況。 考慮原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和工作制度與工作相匹配。 考慮工作機(jī)對(duì)原動(dòng)機(jī)提出的啟動(dòng)，過(guò)載，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，調(diào)速和控制等方面的要求。 考慮工作環(huán)境的影響。 考慮工作可靠，操作簡(jiǎn)易，維修方便。 為了提高機(jī)械系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，須考慮經(jīng)濟(jì)成本：包括初始成本和運(yùn)轉(zhuǎn) 4 維護(hù)成本。 本設(shè)計(jì)對(duì)原動(dòng)機(jī)的要求為：運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，綜合以上各種原動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，選擇 二次原動(dòng)機(jī)，并選 交流異步電動(dòng)機(jī)作為壓蓋機(jī)的原動(dòng)機(jī)。 ： 減 速器 是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封鎖式傳動(dòng)裝置，用來(lái)減低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。 減速器種類(lèi)繁多，一般可 分為 齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器 。 齒輪減速器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝方便，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)比的分配比較麻煩；而蝸桿減速器具有 結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大 ，噪音低等優(yōu)點(diǎn)，但容易引起發(fā)熱、漏油、渦輪磨損等問(wèn)題。 行星齒輪 減速器 的主要特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造和安裝較為困難，成本也高。 在本設(shè)計(jì)中，對(duì)減速器要求為：傳動(dòng)比較小，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，成本低廉，制造安裝方便。綜 合以上各種減速器的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇二級(jí)圓柱齒輪減速器作為壓蓋機(jī)的減速器。 : 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)： 5 圖示為曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 及其運(yùn)動(dòng)特性圖， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件加工容易，易實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作要求等優(yōu)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)特性能滿足要求。但是，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力會(huì)引起機(jī)座的強(qiáng)迫振動(dòng)，加劇機(jī)器構(gòu)件的磨損并產(chǎn)生噪聲污染，降低機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和平穩(wěn)性。 直動(dòng) 滾子 凸輪機(jī)構(gòu) ： 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，能精確實(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)軌跡， 可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件任意預(yù)期運(yùn)動(dòng)，最適用于從動(dòng)件坐間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng) 合。其缺點(diǎn)是要求的制造精度高。 6 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) ： 移動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)的一種演變形式， 從動(dòng)件可以做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)是沖擊載荷較小。 綜上，考慮到壓桿要按規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且 需要一定的沖擊載荷，最終決定選擇 直動(dòng)滾子從動(dòng)件凸 輪機(jī)構(gòu)。 間歇運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu)的選擇： 要將瓶子送到工作 機(jī)位 壓蓋，同時(shí)將完成壓蓋的瓶子輸出，這個(gè)動(dòng)作必須由間歇機(jī)構(gòu)完成。 槽輪機(jī)構(gòu) ： 7 槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是 結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，工作可靠， 易加工，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。常被用來(lái)將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件的帶有停歇的 單向周期性轉(zhuǎn)動(dòng) 。 但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速。 棘輪機(jī)構(gòu) ： 圖 1 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能 將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成單向步進(jìn)運(yùn)動(dòng) ，但 工作時(shí)常伴有振動(dòng)， 齒尖磨損，傳動(dòng)平穩(wěn)性差， 因此它的工作頻率不能過(guò)高。 綜合以上分析，結(jié)合壓蓋機(jī)的工作條件，為了保證工作的平穩(wěn)，選擇槽輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。 不完全齒輪 機(jī)構(gòu) ： 8 不完全齒輪機(jī)構(gòu) 當(dāng)主動(dòng)輪的有齒部分作用時(shí)，從動(dòng)輪就轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)主動(dòng)輪的無(wú)齒圓弧部分作用時(shí)，從動(dòng)輪停止不動(dòng)。因而當(dāng)主動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪獲得時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng) 。不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易，工作可靠，從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。 綜上所述， 由于主軸的轉(zhuǎn)速不同，為了方便設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速并且使構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，決定采用不完全齒輪機(jī)構(gòu)。 9 0204060801001201401600 10 20 30 40 50 120 140 150 160 180 220 260 360主軸從動(dòng)件系列10 210 300 360主軸傳送帶系列1 調(diào)節(jié)行程機(jī)構(gòu) (組合機(jī)構(gòu) ) 適應(yīng)瓶子高度機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 題目要求 適應(yīng)瓶子高度 H =200~350mm。 思路 1： 可以加入 將瓶口鎖住，由兩側(cè)停歇移動(dòng)機(jī)構(gòu)將其上下帶動(dòng)到工作位壓蓋。 10 結(jié)構(gòu)說(shuō)明 :如圖所示機(jī)構(gòu)由六桿機(jī)構(gòu) ABCDEFG 和曲柄滑塊 GHI 串聯(lián)組合而成。連桿上 E 點(diǎn)的軌跡在 mn 和 qp 段近似為圓弧，半徑 39。39。EF E F? ，圓弧中 心 為F、 F’,取 FF’的垂直平分線上的 G 點(diǎn)為機(jī)架。六桿機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件 FG 與桿 GH 固接成 GHI 機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件。 工作原理和特點(diǎn) :主動(dòng)曲柄 4 作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿上的 E 點(diǎn)做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到 mn 或 qp 近似圓弧段時(shí)，鉸鏈 F 或 F’處于曲率中心，保持靜止?fàn)顟B(tài)，擺桿 2 近似停歇從而實(shí)現(xiàn)滑塊 1 在往復(fù)上下極限位置的近似停歇。這是利用連桿曲線上的近似弧段實(shí)現(xiàn)雙側(cè)停歇的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 11 結(jié)構(gòu)說(shuō)明 :如圖所示是由擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)加上一個(gè) ?? 級(jí)桿組組成的六桿機(jī)構(gòu)。擺動(dòng)導(dǎo)桿 2 上的曲線導(dǎo)槽由 a、 b、 c 三段曲線組成。 工作原理和特點(diǎn)：若 b 段曲線是圓弧，以其半徑作為曲柄長(zhǎng) OAl ,O 為曲率中心，則主動(dòng)曲柄 1 作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在 ? 角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)， A 點(diǎn)軌跡與導(dǎo)槽 b 圓弧吻合、導(dǎo)桿停歇，從而通過(guò)連桿 3 使滑桿 4 作單側(cè)中途停歇的往復(fù)移 動(dòng)。 若導(dǎo)槽曲線中前后二段曲線 a、 c 為對(duì)稱的圓弧曲線，則可實(shí)現(xiàn)雙側(cè)停歇的往復(fù)移動(dòng)。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、制造簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)特性好 。 12 由于這兩個(gè)機(jī)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，將它們加入整個(gè)系統(tǒng)，會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架變的更為復(fù)雜 (主要復(fù)雜在時(shí)間維度上的分配，以及沒(méi)法實(shí)現(xiàn)將瓶子夾入并送出的機(jī)構(gòu) )。因此我們換了個(gè)思路 行程可調(diào)機(jī)構(gòu) 思路 2:其實(shí)整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵步驟在于壓蓋，整個(gè)真正壓蓋時(shí)間和壓蓋距離都是確定的，分別為 112s 和 5mm，所以我們只需要改變壓蓋機(jī)構(gòu)的行程即可。 結(jié)構(gòu)說(shuō)明：如圖所示機(jī)構(gòu)，由齒輪機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)組成。齒輪 1沿固定圓盤(pán)? 轉(zhuǎn)動(dòng)，即相當(dāng)于繞圓盤(pán)中心 C 回轉(zhuǎn)，導(dǎo)塊 3一方面與作為曲柄的齒輪 1鉸接在B 點(diǎn)，其另一方面與導(dǎo)桿 2組成移動(dòng)副 ，帶動(dòng)該導(dǎo)桿繞 A軸轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)連桿 7 驅(qū)動(dòng)滑塊 4 沿固定導(dǎo)路 dd? 往復(fù)運(yùn)動(dòng)。