【正文】 x 3=1080T/a時間，凸輪才能完成一個循環(huán)（即清洗一個啤酒瓶）。我們?nèi)〔煌耆X輪齒數(shù)為n,在不全齒輪圓周中占有的角度為a，完整齒輪齒數(shù)為N,我們不妨設凸輪升程與回程的時間為T，則：凸輪旋轉(zhuǎn)一周時間為360T/120 =3T .而不完全齒輪需旋轉(zhuǎn)3 周，凸輪才能旋轉(zhuǎn)一周。兩凸輪相對運動的原則為：當凸輪2推動啤酒瓶至輸送帶回到起始位置時，凸輪1剛好準備運動。 洗瓶機總體方案設計 此處省略 圖5 洗瓶裝置簡圖Fig 5 Washing bottle installation diagram另外，值得注意的一點是，內(nèi)刷子因為要伸到瓶子里面，所以要選用軟一點刷子，方便輕易的伸到瓶里面而不影響瓶子移動。圖4 送料的原理圖Fig 4 Feeding principle diagram 洗瓶機構(gòu)的選擇 洗瓶裝置簡圖 洗瓶設計說明我這里推頭特意設計成可以洗內(nèi)表面的刷子，它比瓶子的內(nèi)徑稍大一些，瓶子下來時，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內(nèi)，待到推頭的擋板抵到瓶口后就可以推著瓶子走了。當啤酒瓶到達A位置時，凸輪1動作，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。因此容易獲得較大的停歇時間。此外由于大齒輪的存在，總體結(jié)構(gòu)也會很大。那么，我們只用分析討論后兩者的優(yōu)缺點： 若要實現(xiàn)較大的傳動比，不完全齒輪機構(gòu)本身必須用有較大的傳動比。 綜上所述，能夠滿足要求的有：凸輪機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)與不完全齒輪機構(gòu)的組合、凸輪機構(gòu)與不完全齒輪機構(gòu)的組合。因此也不選用。 圖2 自動上料裝置中常見的幾種機構(gòu)Fig 2 Automatic feeding device in mon several kinds of institutions 棘輪機構(gòu) 棘輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，應用也很廣泛。 槽輪機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 同樣能實現(xiàn)送料和停歇，在實際生產(chǎn)中應用也相當廣泛。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)送料，還能實現(xiàn)停歇。 自動上料裝置中常見的幾種機構(gòu) 自動上下料裝置中常見的幾種機構(gòu)有：曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、不完全齒輪機構(gòu)等。 運用前述設計的思想方法，再考慮到機構(gòu)的急回特性和推頭做往復直線運動的特點，所以根據(jù)要求，本機構(gòu)采用了凸輪機構(gòu)。 推瓶機構(gòu)的選擇 推瓶機構(gòu)的方案:根據(jù)前述設計要求，推瓶機構(gòu)應為一具有急回特性的機構(gòu)，為了提高且作效率，一是行程速比變化系數(shù)K盡量大一些。若推頭僅作勻速直接運動，則不用考慮推桿與轉(zhuǎn)刷機構(gòu)的接觸。 此外，還應注意: （1）各機構(gòu)間運動速度的協(xié)調(diào)。 （3）轉(zhuǎn)刷機構(gòu) 只需通過軸的轉(zhuǎn)動來帶動刷子即可。 對三種機構(gòu)進行分析: （1）導輥機構(gòu) 通過合理的設計及計算，利用學輥轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的摩擦力來帶動瓶子的旋轉(zhuǎn)是可以實現(xiàn)的。 （4）此外，還應有相應的送料機構(gòu)和取料機構(gòu)。 （2）旋轉(zhuǎn)地瓶子沿導輥的平移運動，因此需要設計相應的推動機構(gòu)。對這種運動要求，若用單一的常用機構(gòu)是不容易實現(xiàn)的，通常要把若干個基本機構(gòu)組合起來，設計組合機構(gòu)。設計的推瓶機構(gòu)推桿應以均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后，快速返回原位，準備第二個工作循環(huán)。（4）機構(gòu)傳動性能良好，結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便。 原始數(shù)據(jù)（1）瓶子尺寸:長度L=200mm ,直徑D=60mm .（2）推進距離S=600mm,推瓶機構(gòu)應使推移接近均勻的速度推瓶，平穩(wěn)地接觸和脫離瓶子，然后推頭快速返回原位，準各進入第二個工作循環(huán)。 啤酒瓶回收清洗機的技術要求啤酒瓶尺寸 工作行程 生產(chǎn)率 急回系數(shù)（長直徑） mm 個/min kmm, mm20060 600 3 3表1 啤酒瓶回收清洗機的技術要求Tab 1 The technical requirements of beer bottle recycling cleaning machine 設計任務（1）啤酒瓶洗瓶機總體方案的擬定和主要參數(shù)的設計計算； （2）傳動方案的確定及設計計算，主要工作部件的設計；（3）主要受力零件的強度或壽命校核計算；（4）裝配總圖、部件圖、零件工作圖的繪制；（5）其他機構(gòu)的設計計算。知道了它的運動規(guī)律就要進一步了解它是由什么機構(gòu)帶動完成其所要求的功能的。它是有兩個長圓柱型導輥旋轉(zhuǎn)，帶動瓶子旋轉(zhuǎn)并且由導輥的一側(cè)移動到另一側(cè)的，其中導輥只完成其中的旋轉(zhuǎn)功能，移動功能是由推瓶機構(gòu)來實現(xiàn)的。要運用此功能原理來滿足其工作需要，在運動規(guī)律設計方而就要考慮用什么來帶動凸輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動，一般我們都用電機來完成此項轉(zhuǎn)動功能。下面我們來分析一下洗瓶機是通過什么功能原理來實現(xiàn)它所要完成的工作的。如圖所示。根據(jù)下面洗瓶機工作情況示意圖，首先是由推瓶機構(gòu)以均勻的速度將瓶子推上工作臺（導輥)，推頭的往復運動使瓶子一個一個不間斷的送上工作臺進行清洗工作，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程中不至于將瓶子碰碎。洗瓶機設備只用一個動力源，實現(xiàn)三個功能運動的機構(gòu)必須聯(lián)動，井且其主要功作必須協(xié)調(diào)。 （4）機構(gòu)的分析和綜合綜合出合適的機構(gòu)類型后，怎樣進一步確定機構(gòu)中各構(gòu)件尺寸和結(jié)構(gòu)形狀，也是一項要研究的問題。（3）進瓶機構(gòu)的設計 洗瓶機如要進行生產(chǎn)，必須要有進瓶機構(gòu)作為各工序間的連接。如果采用四連桿機構(gòu)的功能原理，怎樣實現(xiàn)推頭推瓶的均勻速度和推頭快速返回原位等等。（2）推瓶機構(gòu)的運動規(guī)律設計 即怎樣根據(jù)使用要求或工藝要求制定出一個合理的運動規(guī)律。根據(jù)設計要求，推頭在工作行程中應作勻速直線運動，在工作前后可有變速運動，回程時有急回。而洗瓶機是主要又推瓶機構(gòu)、一甘輥機構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機構(gòu)組成。 課題研究方向根據(jù)以上課題的產(chǎn)生背景可知，本課題的研究內(nèi)容包括以下幾個方面：（1）機構(gòu)的型式組合即用什么機構(gòu)去完成所設設計的運動規(guī)律。 進入21世紀，洗瓶設備取得了新的技術進步，目前己出現(xiàn)了采用無軸變頻傳動取代萬向聯(lián)軸節(jié)傳動的新型傳動洗瓶機，除標方式上則出現(xiàn)了立式軸流泵噴沖，或?qū)υ须x心泵噴淋進行了完善升級。 上世紀90年代初期，德國KHS公司設計出第三代洗瓶機，瓶盒數(shù)量為38排，仍屬浸泡噴沖連續(xù)形式，產(chǎn)量高達36萬瓶每小時，此機型目前成為國內(nèi)主流設備制造商的基準機型，近凡年單端機型均在它的基礎上不斷地改進完善創(chuàng)新。K等公司生產(chǎn)制造出第二代洗瓶機，該機的瓶盒排數(shù)為30排，洗瓶機機型同樣屬于浸泡噴沖連續(xù)清洗的形式。第一代洗瓶機是現(xiàn)有洗瓶機的早期產(chǎn)品，生產(chǎn)速度低，主鏈運動空運轉(zhuǎn)行程對能耗浪費較大。上世紀70年代中期第一代洗瓶機瓶盒排數(shù)為16排，主鏈瓶盒運行間歇動作，產(chǎn)量最高為8000瓶每小時。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀上世紀六、七十年代我國開始引入國外設備，并對設備進行了測繪仿制以及改良完善，即消化吸收與自主創(chuàng)新階段。啤酒瓶回收清洗機主要有以下優(yōu)點：一、降低了人們的勞動強度，提高了工作效益。而在啤酒瓶回收的工業(yè)加工過程中對成品質(zhì)量影響非常大，輕則降低包裝線的運行效率，增加水電汽等運行成本；重則影響啤酒的生物穩(wěn)定性甚至會造成投訴率上升，影響企業(yè)形象。很多啤酒企業(yè)坦言，回收一個啤酒瓶的成本有時比買一個酒瓶成本還高，這就造成很多企業(yè)不愿意進行酒瓶的回收再利用，造成大量污染和浪費。啤酒瓶多用于慶?；顒?，比如西方流行的開酒慶祝儀式正是利用啤酒瓶內(nèi)的氣壓把里面的啤酒噴出來，表示歡慶。喝完后啤空酒瓶可以被回收利用。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，是一種常見的普通鈉鈣硅酸鹽玻璃，具有機械強度高、化學穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)質(zhì)性能。高能耗、低效率等局面成為了困擾啤酒行業(yè)灌裝生產(chǎn)線日常管理的難題。舊啤酒瓶在清洗過程中會產(chǎn)生較多的碎玻璃、殘標紙、污泥及廢堿液等雜物，生產(chǎn)現(xiàn)場的運行管理工作量較大，且啤酒瓶的冼凈率低、能耗偏高?；厥掌烤胁滑F(xiàn)程度的沾污，需經(jīng)過嚴格篩選，分別存放使用。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?，F(xiàn)階段純生啤酒的市場份額占總啤酒銷售量的百分之五，純生啤酒的灌裝用瓶基本上是第一次投用的全新玻璃瓶或經(jīng)過預洗的一級回收玻璃瓶。成品啤酒流入市場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。 Inplete