内容发布更新时间 : 2024/5/19 2:07:07星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

题目10 洗瓶机 10.1 设计题目 图16 洗瓶机工作示意图 设计洗瓶机。如图17 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17。

表14 洗瓶机的技术要求

瓶子尺寸 工作行程 方案号 （长×直径） mm mm，mm A B C

φ100×200 φ80×180 φ60×150 600 500 420 15 16 18 2.5 3.0 3.5 1440 1440 960 个/min 生产率 急回系数k r/min 电动机转速 10.2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。

20

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。

10.3设计提示

分析设计要求可知：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18 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。

图17 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。

实现本题要求的机构方案有很多，可用多种机构组合来实现。如： 1.凸轮－铰链四杆机构方案

如图19 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。

图18 凸轮－铰链四杆机构的方案

2.五杆组合机构方案

确定一条平面曲线需要两个独立变量。因此具有两自由度的连杆机构都具有精确再现给定平面轨迹的特征。点M的速度和机构的急回特征，可通过控制该机构的两个输入构件间的

21

运动关系来得到，如用凸轮机构、齿轮或四连杆机构来控制等等。图20 所示为两个自由度五杆低副机构，1、4为它们的两个输入构件，这两构件之间的运动关系用凸轮、齿轮或四连杆机构来实现，从而将原来两自由度机构系统封闭成单自由度系统。

a) b)

c) d)

图19 五杆组合机构的方案

3.凸轮-全移动副四杆机构

图21 所示全移动副四杆机构是两自由度机构，构件2上的M点可精确再现给定的轨迹，构件2的运动速度和急回特征由凸轮控制。这个机构方案的缺点是因水平方向轨迹太长，造成凸轮机构从动件的行程过大，而使相应凸轮尺寸过大。

图20 凸轮-全移动副四连杆机构的方案

4.优化方法设计铰链四杆机构

可用数值方法或优化方法设计铰链四杆机构，以实现预期的运动轨迹（图18 ）运动轨迹的具体数值由设计者画图确定，一般不要超过9个点的给定坐标值。

22

题目11：糕点切片机

1、工作原理及工艺动作过程

糕点先成型（如长方体、圆柱体等）经切片后再烘干。糕点切片机要求实现两个动作：糕点的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合进行切片。改变直线间歇移动速度或每次间歇的输送距离，以满足糕点的不同切片厚度的需要。

2、原始数据及设计要求

1）糕点厚度：10~20mm。

2）糕点切片长度（亦即切片高）范围：5~80mm。 3）切刀切片时最大作用距离（亦即切片宽度方向）：300mm。 4）切刀工作节拍：40次/min。

5）工作阻力很小。要求选用的机构简单、轻便、运动灵活可靠。 电机可选用，功率0.55KW（或0.75KW）、1390r/min。

表10半自动钻床凸轮设计数据

工作节拍糕点厚度 方案号 mm A B C

3、设计方案提示

1）切削速度较大时，切片刀口会整齐平滑，因此切刀运动方案的选择很关键，切口机构应力求简单适用、运动灵活和运动空间尺寸紧凑等。

2）直线间歇运动机构如何满足切片长度尺寸的变化要求，是需要认真考虑的。调整机构必须简单可靠，操作方便。是采用调速方案，还是采用调距离方案，或采用其它调速方案，均应对方案进行定性分析比较。

3）间歇机构必须与切刀运动机构工作协调，即全部送进运动应在切刀返回过程中完成。需要注意的是，切口有一定的长度（即高度），输送运动必须在切刀完全脱离切口后方能开始进行，但输送机构的返回运动则可与切刀的工作行程在时间上有一段重叠，以利提高生产率，在设计机器工作循环图时，应按照上述要求来选择间歇运动机构的设计参数。

4、设计任务

1）根据工艺动作顺序和协调要求拟订运动循环图（A3）。 2）进行输送间歇运动、切刀往复直线运动的选型。 3）进行机械运动方案的评价和选择。

4）根据选定的电机和执行机构的运动参数拟订机械传动方案。 5）画出机械运动方案示意图。

6）对机械系统和执行机构进行尺寸设计。 7）画出机构运动简图。（A1）

23

切片行程 mm 40 35 30 电动机转速 （生产率） r/mm 件/min 1450 1400 960 40 50 60 8 5 3 8）对间歇机构或往复运动机构进行运动分析，绘制从动件的位移、速度、加速度曲线图。（A2）

9）编写设计说明书。（用A4纸张，封面用标准格式）

题目12：蜂窝煤成型机

1、工作原理及工艺动作过程

冲压式蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤（通常又称煤饼，在圆柱形饼状煤中冲出若干通孔）生产厂的主要生产设备，它将煤粉加入转盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。

为了实现蜂窝煤冲压成型，冲压式蜂窝煤成型机必须完成以下几个动作： 1） 煤粉加料；

2） 冲头将蜂窝煤压制成型；

3） 清除冲头和出煤盘的积屑的扫屑运动； 4） 将在模筒内的冲压后的蜂窝煤脱模； 5） 将冲压成型的蜂窝煤输送装箱。

2、原始数据及设计要求

1） 蜂窝煤成型机的生产能力：30次/min；

2） 驱动电机：Y180L－8、功率N＝11 kW、转速n＝730 r/min； 3） 冲压成型时的生产阻力达到50000N；

4）为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间；

5）由于冲头要产生较大压力，希望冲压机构具有增力功能，以增大有效力作用，减小原动机的功率。

表11蜂窝煤成型机设计数据

工作节拍冲头行程 方案号 mm A B C 3、设计方案提示

冲压式蜂窝煤成型机应考虑三个机构的选型和设计；冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘的间歇运动机构。

冲压和脱模机构可采用对心曲柄滑块机构、偏置曲柄滑块机构、六杆冲压机构；扫屑机构可采用附加滑块摇杆机构、固定移动凸轮－移动从动件机构；模筒转盘间歇运动机构可采用槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

为了减小机器的速度波动和选择较小功率的电机，可以附加飞轮。

4、设计任务

1） 按工艺动作要求拟定运动循环图；

24

电动机转速 （生产率） r/mm 件/min 730 960 1450 20 25 30 180 160 150