【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 保證安全性。 推頭的運(yùn)動(dòng)要求主要是滿足急回特性,能滿足急回特性的機(jī)構(gòu)主要有曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)和曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。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)采用了擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，我們可用多種機(jī)構(gòu)組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案如圖27所示，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的連桿2上點(diǎn)M走近似于所要求的軌跡，M點(diǎn)的速度由等速轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪通過(guò)構(gòu)件3的變速轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制。由于此方案的曲柄1是從動(dòng)件，所以要注意度過(guò)死點(diǎn)的措施。圖27 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案確定一條平面曲線需要兩個(gè)獨(dú)立變量。因此具有兩自由度的連桿機(jī)構(gòu)都具有精確再現(xiàn)給定平面軌跡的特征。點(diǎn)M的速度和機(jī)構(gòu)的急回特征，可通過(guò)控制該機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸入構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來(lái)得到，如用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來(lái)控制等等。圖28所示為兩個(gè)自由度的五桿低副機(jī)構(gòu)，l、4為它們的兩個(gè)輸人構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而將原來(lái)兩自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。圖28 五桿組合機(jī)構(gòu)方案 圖29 所示為凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)X，Y方向的運(yùn)動(dòng)，分別采用了一個(gè)擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)和一個(gè)直動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)組成了一個(gè)復(fù)合機(jī)構(gòu)。圖29 凸輪全移動(dòng)副四連桿機(jī)構(gòu)的方案 最終選定推瓶方案方案一中機(jī)構(gòu)是凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，凸輪為原動(dòng)件（由蝸輪帶動(dòng)），通過(guò)滾子及連桿帶動(dòng)機(jī)構(gòu)做運(yùn)動(dòng)。其急回特性由凸輪控制。在該方案中有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，其中有一個(gè)高副，自由度為1，有確定的運(yùn)動(dòng)。但是它的桿比較多，容易產(chǎn)生誤差，不能實(shí)現(xiàn)精確的運(yùn)動(dòng)。方案二是五桿組合機(jī)構(gòu)的方案，此方案所需要的桿件繁多，設(shè)計(jì)煩瑣，實(shí)際機(jī)構(gòu)尺寸過(guò)大，不是很合理的一個(gè)設(shè)計(jì)方案，性價(jià)比也不高。方案三的運(yùn)動(dòng)和急回特性主要也是靠凸輪來(lái)控制，但是這種控制相當(dāng)不精確，只適用于行程較小的運(yùn)動(dòng)，如果行程過(guò)大的話，凸輪的尺寸必須做的很大，從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的角度來(lái)看都不太合適。要準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律及運(yùn)動(dòng)軌跡，凸輪機(jī)構(gòu)是首選，因?yàn)楸P形凸輪輪廓就是根據(jù)從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)設(shè)計(jì)的，而任意平面軌跡總可以用X=x()Y=y()表示，因此把兩個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)組合起來(lái)就可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)軌跡。而四桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)規(guī)律、運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)中是用逼近的辦法來(lái)做的，所以較難準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。所以綜上所述選擇方案三——輪連桿機(jī)構(gòu)組合機(jī)構(gòu)為最后設(shè)計(jì)的方案。 進(jìn)瓶設(shè)計(jì)說(shuō)明進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助大齒輪帶動(dòng)上圖中小齒輪，又由小齒輪帶動(dòng)的軸旋轉(zhuǎn)，再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿，然后蝸輪蝸桿帶動(dòng)其上的齒輪，再由齒輪帶動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn)。 運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)在這里我選用的是槽輪間歇機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行瓶子的進(jìn)瓶主要構(gòu)件，負(fù)責(zé)把瓶子傳送到洗瓶裝置上。因?yàn)榘凑丈a(chǎn)率為3/min得到每洗一個(gè)要20s，所以設(shè)計(jì)主動(dòng)撥盤轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為20s，這樣從動(dòng)撥盤就每20s轉(zhuǎn)動(dòng)90176。，再讓它轉(zhuǎn)過(guò)90176。時(shí)的路程等于一個(gè)瓶子的長(zhǎng)度即290mm，則可以確定主動(dòng)帶輪1的直徑D1，因?yàn)閟= =290mm，所以R1≈。 導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)（1）起點(diǎn)時(shí)的簡(jiǎn)圖圖210推瓶裝置起點(diǎn)簡(jiǎn)圖（2） 推瓶起點(diǎn)設(shè)計(jì)說(shuō)明上圖是剛剛開(kāi)始推瓶時(shí)候，推桿回到最左端，此時(shí)，剛好進(jìn)瓶裝置送下一個(gè)瓶，內(nèi)刷子隨推桿插入瓶子內(nèi)，刷毛盡量選用軟性材料，方便內(nèi)刷子插入瓶?jī)?nèi)，這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿內(nèi)刷子伸進(jìn)瓶子內(nèi)，等推頭擋板抵到瓶口時(shí)，瓶子才受到推桿的推力，推頭才會(huì)推動(dòng)瓶子運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行外表面的清洗，一直到導(dǎo)輥完。 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)（1） 終點(diǎn)時(shí)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 圖211推瓶裝置終點(diǎn)簡(jiǎn)圖（2） 推瓶終點(diǎn)設(shè)計(jì)說(shuō)明 上圖是推瓶推到終點(diǎn)的時(shí)候，推桿推到最右端，此時(shí)，瓶子在推桿的作用下，走到導(dǎo)輥末端，在重力的作用下，瓶子沿內(nèi)刷子隨刷桿滑入瓶子出瓶軌道內(nèi)，刷桿和刷毛盡量選用軟性材料，方便瓶子滑入出瓶滑道內(nèi)，這樣隨著凸輪帶動(dòng)推桿往回運(yùn)動(dòng)，內(nèi)刷子退出瓶子內(nèi)，瓶子滑出內(nèi)刷子后，瓶子落到出瓶滑道內(nèi)，推頭繼續(xù)做回復(fù)運(yùn)動(dòng)，不過(guò)要避免死點(diǎn)的產(chǎn)生，才能穩(wěn)定的進(jìn)行下一個(gè)瓶子內(nèi)外表面的清洗，一直循環(huán)工作。 毛刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 外洗瓶毛刷裝置簡(jiǎn)圖圖212 洗瓶裝置簡(jiǎn)圖外洗瓶毛刷裝置由三個(gè)毛刷輪組成，三個(gè)毛刷輪由齒輪帶動(dòng)，其傳動(dòng)方案如上圖212所示。 內(nèi)洗瓶毛刷裝置簡(jiǎn)圖在這里我特意將推頭設(shè)計(jì)成可以清洗瓶子內(nèi)表面的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子在進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的輸送下開(kāi)始進(jìn)入洗瓶機(jī)構(gòu)，在推頭的作用下，后面又有洗外表面刷子的阻力，內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶?jī)?nèi)，待到推頭的擋板抵到瓶口之后就可以推著瓶子走了。隨著導(dǎo)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶子內(nèi)外表面都可以得到很好的清洗。另外，值得注意的一點(diǎn)是，內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩妫砸x用軟一點(diǎn)刷子，內(nèi)刷刷桿設(shè)計(jì)成管狀，并且?guī)в行】?，從端部?duì)刷桿通入氣壓，可以把毛刷吹起來(lái)，同時(shí)，氣壓也有助于吹干凈瓶子內(nèi)表面。 總體方案設(shè)計(jì) 方案一總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明（1）方案一總體方案簡(jiǎn)圖（2） 方案一運(yùn)動(dòng)說(shuō)明:首先動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)輸出，因?yàn)樾枰乃俣炔皇呛芨?，所以要?jīng)過(guò)減速箱減速，再經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)傳給齒輪1，齒輪一又傳給齒輪2帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。導(dǎo)輥傳動(dòng)：由齒輪3帶動(dòng)齒輪4使外面一根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)；再由齒輪4帶動(dòng)齒輪5，齒輪5 又帶動(dòng)齒輪6使里面那根導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)辇X輪4和齒輪6大小一樣，齒輪5主要是保證兩導(dǎo)輥轉(zhuǎn)向一致，這樣既保證速度一樣，也保證了旋轉(zhuǎn)方向一樣。進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)借助齒輪4帶動(dòng)齒輪7，又由齒輪7帶動(dòng)的軸旋轉(zhuǎn)，再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿2，然后蝸輪蝸桿2帶動(dòng)間歇機(jī)構(gòu)槽輪完成瓶子的輸進(jìn)。洗瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：洗瓶機(jī)構(gòu)是通過(guò)齒輪7帶動(dòng)齒輪8，齒輪8帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再由軸帶動(dòng)蝸輪蝸桿3，然后再通過(guò)蝸輪3傳給齒輪9，而齒輪9通過(guò)左右各一個(gè)小齒輪（齒輪10）傳給毛刷，這樣也保證了它們?nèi)齻€(gè)齒輪轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速相同，三個(gè)齒輪又把動(dòng)力傳給刷子，通過(guò)三個(gè)外刷子的旋轉(zhuǎn)來(lái)清洗瓶子的外表面。推瓶機(jī)構(gòu)傳動(dòng)：由蝸桿1帶動(dòng)蝸輪1，再由蝸輪1傳給凸輪，再由凸輪帶動(dòng)凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)推瓶機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 方案二總體方案及運(yùn)動(dòng)說(shuō)明（1）方案二總體方案簡(jiǎn)圖（2） 方案二運(yùn)動(dòng)說(shuō)明 首先需將瓶子放入膠帶上，通過(guò)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)間歇的送到導(dǎo)輥軌跡上，通過(guò)凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)帶動(dòng)毛刷插入瓶子，毛刷在導(dǎo)桿的推動(dòng)和旋轉(zhuǎn)下邊前進(jìn)邊清洗內(nèi)表面，推動(dòng)瓶子沿導(dǎo)輥前進(jìn)，再由外面轉(zhuǎn)動(dòng)的刷子將瓶子外表面洗凈。要實(shí)現(xiàn)上述分功能,有下列工藝動(dòng)作過(guò)程:（1）皮帶做間歇直線運(yùn)動(dòng)。（2）瓶子由皮帶滑動(dòng)到導(dǎo)輥。（3）內(nèi)表面毛刷勻速推進(jìn)瓶子內(nèi)。（4）推頭作直線或者近似直線運(yùn)動(dòng),將瓶子沿導(dǎo)輥推到指定的位置。 （5）推頭沿直線運(yùn)動(dòng)推動(dòng)瓶子移動(dòng)的程中,瓶子同時(shí)跟著兩同向轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。（6）當(dāng)瓶子沿導(dǎo)輥移動(dòng)時(shí)將瓶子的外表面就清洗干凈。（7）瓶子離開(kāi)皮帶,而推瓶機(jī)構(gòu)急回至推瓶初始位置,進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。（8）洗好的瓶子由斜面滑下，進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的皮帶送出。 方案評(píng)估下面從運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)短、機(jī)構(gòu)的排列順序、傳動(dòng)比分配、運(yùn)動(dòng)副的形式以及機(jī)械效率等方面對(duì)上面兩種方案進(jìn)行評(píng)估：（1）運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)短:兩種方案都比較簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)鏈的長(zhǎng)度也差不多。（2）機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式：兩種方案的傳動(dòng)方式都是可行，方案一中，較多的采用了齒輪傳動(dòng)，推瓶機(jī)構(gòu)由凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組成，毛刷機(jī)構(gòu)由蝸輪蝸桿帶動(dòng)。方案二中有較多的采用了鏈輪傳動(dòng)，推瓶機(jī)構(gòu)由凸輪連桿機(jī)構(gòu)組成，毛刷機(jī)構(gòu)由錐齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。傳動(dòng)方式方案二明顯比方案一更為合理，基于以下三個(gè)原因：A 方案一中較多采用齒輪傳動(dòng)，而各轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間的距離很大，這樣勢(shì)必造成齒輪結(jié)構(gòu)龐大，因此方案二中在適當(dāng)?shù)奈恢貌捎面溳喐鼮楹侠怼 方案一中推瓶機(jī)構(gòu)由凸輪鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)組成，傳動(dòng)沒(méi)有方案二中采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)精確。C 方案一中毛刷機(jī)構(gòu)由蝸輪帶動(dòng)，方案二中毛刷機(jī)構(gòu)由錐齒輪帶動(dòng)，方案二的傳動(dòng)效率更高。（3）運(yùn)動(dòng)副的形式：兩種方案用的運(yùn)動(dòng)副都差不多，但在總體設(shè)計(jì)上方案二明顯比方案一更精確布局也更合理。 綜上所述，方案二更為合理，所以本設(shè)計(jì)采用傳動(dòng)方案二。第3章 詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 內(nèi)毛刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推頭設(shè)計(jì)成可以清洗瓶子內(nèi)表面的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子在進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)的輸送下開(kāi)始進(jìn)入洗瓶機(jī)構(gòu)，在推頭的作用下，后面又有洗外表面刷子的阻力，內(nèi)刷子就可以很輕松的插入瓶?jī)?nèi)，待到推頭的擋板抵到瓶口之后就可以推著瓶子走了。圖31 內(nèi)刷桿結(jié)構(gòu)示意圖內(nèi)刷子因?yàn)橐斓狡孔永锩?，所以要選用軟一點(diǎn)刷子，內(nèi)刷刷桿設(shè)計(jì)成管狀，并且?guī)в行】?，從端部?duì)刷桿通入氣壓，可以把毛刷吹起來(lái)，同時(shí)，氣壓也有助于吹干凈瓶子內(nèi)表面。 凸輪連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)凸輪連桿機(jī)構(gòu)示意圖如下：` 32 洗瓶機(jī)推瓶機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（推頭位移最大和最小時(shí)）所形成的這一夾角所在的范圍。，根據(jù)壓力角的范圍可以大概設(shè)計(jì)出桿l2的長(zhǎng)度。