【正文】 ………………………………………………………………………21 前言…………………………………………………………………………………22 研究課題的提出……………………………………………………………………2 課題研究的意義及現(xiàn)狀…………………………………………………………2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀…………………………………………………………………3 課題研究方向……………………………………………………………………33 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)…………………………………………………………………………4 設(shè)計(jì)題目及工作原理……………………………………………………………4 功能原理…………………………………………………………………………5 啤酒瓶回收清洗機(jī)的技術(shù)要求…………………………………………………6 設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………………6 原始數(shù)據(jù)…………………………………………………………………………64 方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………6 分析設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………6 推瓶機(jī)構(gòu)的選擇…………………………………………………………………7 自動(dòng)上料裝置中常見(jiàn)的幾種機(jī)構(gòu)……………………………………………7 方案的選擇……………………………………………………………………8 送料方式確定及數(shù)據(jù)計(jì)算………………………………………………………9 送料方式的確定………………………………………………………………9 洗瓶機(jī)構(gòu)的選擇…………………………………………………………………10 洗瓶裝置簡(jiǎn)圖…………………………………………………………………10 洗瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明…………………………………………………………………10 洗瓶總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………11 總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明…………………………………………………………11 方案評(píng)估………………………………………………………………………12 傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………12 方案確定………………………………………………………………………12 凸輪設(shè)計(jì)………………………………………………………………………12 齒輪設(shè)計(jì)………………………………………………………………………16 方案的可行性驗(yàn)算………………………………………………………………21 輸入端方案確定及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………22 輸入端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………22 輸入端軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………23 軸的材料………………………………………………………………………23 軸的各段直徑的確定…………………………………………………………23 軸的各段長(zhǎng)度的確定…………………………………………………………24 軸上零件的軸向定位…………………………………………………………24 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………24 軸的強(qiáng)度校核…………………………………………………………………26 5 結(jié)論…………………………………………………………………………………27 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………28 致謝……………………………………………………………………………………2927啤酒瓶回收清洗機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要： 洗瓶設(shè)備主要用于啤酒瓶灌裝前的清洗。文中針對(duì)課題的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)了一款自動(dòng)上料裝置。并將其分為3大部分：送料部分、傳動(dòng)部分和動(dòng)力部分。 Push bottles of institutions。成品啤酒流入市場(chǎng)銷售前通常有兩類滅菌方式，一類為高溫(巴氏滅菌法)滅菌，行業(yè)上稱為熟啤酒。受生產(chǎn)成本制約，熟啤酒的灌裝用瓶除少量使用新瓶外，基本使用多次回收的舊玻璃瓶。舊啤酒瓶在清洗過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較多的碎玻璃、殘標(biāo)紙、污泥及廢堿液等雜物，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行管理工作量較大，且啤酒瓶的冼凈率低、能耗偏高。2 研究課題的提出 課題研究的意義及現(xiàn)狀啤酒瓶屬于日用玻璃范圍，是一種常見(jiàn)的普通鈉鈣硅酸鹽玻璃，具有機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)質(zhì)性能。啤酒瓶多用于慶?；顒?dòng)，比如西方流行的開(kāi)酒慶祝儀式正是利用啤酒瓶?jī)?nèi)的氣壓把里面的啤酒噴出來(lái)，表示歡慶。而在啤酒瓶回收的工業(yè)加工過(guò)程中對(duì)成品質(zhì)量影響非常大，輕則降低包裝線的運(yùn)行效率，增加水電汽等運(yùn)行成本；重則影響啤酒的生物穩(wěn)定性甚至?xí)斐赏对V率上升，影響企業(yè)形象。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀上世紀(jì)六、七十年代我國(guó)開(kāi)始引入國(guó)外設(shè)備，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行了測(cè)繪仿制以及改良完善，即消化吸收與自主創(chuàng)新階段。第一代洗瓶機(jī)是現(xiàn)有洗瓶機(jī)的早期產(chǎn)品，生產(chǎn)速度低，主鏈運(yùn)動(dòng)空運(yùn)轉(zhuǎn)行程對(duì)能耗浪費(fèi)較大。 上世紀(jì)90年代初期，德國(guó)KHS公司設(shè)計(jì)出第三代洗瓶機(jī)，瓶盒數(shù)量為38排，仍屬浸泡噴沖連續(xù)形式，產(chǎn)量高達(dá)36萬(wàn)瓶每小時(shí)，此機(jī)型目前成為國(guó)內(nèi)主流設(shè)備制造商的基準(zhǔn)機(jī)型，近凡年單端機(jī)型均在它的基礎(chǔ)上不斷地改進(jìn)完善創(chuàng)新。 課題研究方向根據(jù)以上課題的產(chǎn)生背景可知，本課題的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)構(gòu)的型式組合即用什么機(jī)構(gòu)去完成所設(shè)設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在工作前后可有變速運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)有急回。如果采用四連桿機(jī)構(gòu)的功能原理，怎樣實(shí)現(xiàn)推頭推瓶的均勻速度和推頭快速返回原位等等。 （4）機(jī)構(gòu)的分析和綜合綜合出合適的機(jī)構(gòu)類型后，怎樣進(jìn)一步確定機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀，也是一項(xiàng)要研究的問(wèn)題。根據(jù)下面洗瓶機(jī)工作情況示意圖，首先是由推瓶機(jī)構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺(tái)（導(dǎo)輥)，推頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使瓶子一個(gè)一個(gè)不間斷的送上工作臺(tái)進(jìn)行清洗工作，由于瓶子是從靜止到具有一定的速度，推頭和瓶子之間必然存在著一定的沖擊，所以就要考慮推頭的材料不能是剛性材料，要用其有一定韌性的塑性材料以保證在工作過(guò)程中不至于將瓶子碰碎。下面我們來(lái)分析一下洗瓶機(jī)是通過(guò)什么功能原理來(lái)實(shí)現(xiàn)它所要完成的工作的。它是有兩個(gè)長(zhǎng)圓柱型導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導(dǎo)輥的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)的，其中導(dǎo)輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動(dòng)功能是由推瓶機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 啤酒瓶回收清洗機(jī)的技術(shù)要求啤酒瓶尺寸 工作行程 生產(chǎn)率 急回系數(shù)（長(zhǎng)直徑） mm 個(gè)/min kmm, mm20060 600 3 3表1 啤酒瓶回收清洗機(jī)的技術(shù)要求Tab 1 The technical requirements of beer bottle recycling cleaning machine 設(shè)計(jì)任務(wù)（1）啤酒瓶洗瓶機(jī)總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算； （2）傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；（3）主要受力零件的強(qiáng)度或壽命校核計(jì)算；（4）裝配總圖、部件圖、零件工作圖的繪制；（5）其他機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。（4）機(jī)構(gòu)傳動(dòng)性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。對(duì)這種運(yùn)動(dòng)要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實(shí)現(xiàn)的，通常要把若干個(gè)基本機(jī)構(gòu)組合起來(lái)，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。 （4）此外，還應(yīng)有相應(yīng)的送料機(jī)構(gòu)和取料機(jī)構(gòu)。 （3）轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu) 只需通過(guò)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)刷子即可。若推頭僅作勻速直接運(yùn)動(dòng)，則不用考慮推桿與轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)的接觸。 運(yùn)用前述設(shè)計(jì)的思想方法，再考慮到機(jī)構(gòu)的急回特性和推頭做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，所以根據(jù)要求，本機(jī)構(gòu)采用了凸輪機(jī)構(gòu)。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)送料，還能實(shí)現(xiàn)停歇。 圖2 自動(dòng)上料裝置中常見(jiàn)的幾種機(jī)構(gòu)Fig 2 Automatic feeding device in mon several kinds of institutions 棘輪機(jī)構(gòu) 棘輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也很廣泛。 綜上所述，能夠滿足要求的有：凸輪機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組合、凸輪機(jī)構(gòu)與不完全齒輪機(jī)構(gòu)的組合。此外由于大齒輪的存在，總體結(jié)構(gòu)也會(huì)很大。當(dāng)啤酒瓶到達(dá)A位置時(shí)，凸輪1動(dòng)作，將啤酒瓶推向B位置，在B位置經(jīng)清洗后，再由凸輪2推向C位置，由輸送帶帶走。 圖5 洗瓶裝置簡(jiǎn)圖Fig 5 Washing bottle installation diagram另外，值得注意的一點(diǎn)是，內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔?