啤酒瓶洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)

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摘要

本課題來源于當(dāng)今社會機(jī)械工業(yè)洗瓶設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計(jì)出啤酒瓶洗瓶機(jī)，從而來滿足當(dāng)今社會工字輪洗瓶設(shè)備不足的缺陷。    

國內(nèi)啤酒瓶洗瓶機(jī)設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、洗瓶質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對機(jī)械行業(yè)中啤酒瓶洗瓶機(jī)的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中，瓶子的使用非常普遍。自然而然在機(jī)械設(shè)備中它們的清洗也非常頻繁。傳動的瓶子在沒有自動洗瓶設(shè)備而需要人工清洗的情況下，效率低下，勞動強(qiáng)度大，所以設(shè)計(jì)一個專用的啤酒瓶洗瓶機(jī)勢在必行。

本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了啤酒瓶洗瓶機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了啤酒瓶洗瓶機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該啤酒瓶洗瓶機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且校正質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：啤酒瓶洗瓶機(jī)；設(shè)備；結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定

The design of beer bottle washing machine

Abstract                  

    The overall scheme of this paper to the electric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. The mechanism adopts the unified action, the coordinated control principle, by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement, to achieve a manned with three degrees of freedom robot motion control in the triangle by control system, the control system to control, so the control of flexible, multi sample. People can sit on the robot, the controller is adopted to control the robot's movement, the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscles.

Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. 

 Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture

目錄

 緒論 1

 第一章 課題的來源與研究的目的和意義 1

 第二章 本課題研究的內(nèi)容 3

 第三章 Pro/e設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4

    3.1 草圖繪制 5

    3.2 基準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 6  

    3.3 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 7

    3.4 工程圖的設(shè)計(jì) 10

    3.5 裝配設(shè)計(jì) 11

  第四章 啤酒瓶洗瓶機(jī)總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16

     4.1 送瓶機(jī)構(gòu)方案的選擇 18

         4.2 啤酒瓶洗瓶機(jī)的總體方案圖 22

     4.2 啤酒瓶洗瓶機(jī)的工作原理 22

  第五章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24

     5.1 電機(jī)的選型計(jì)算 25

     5.2 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 25

     5.3.直線導(dǎo)桿的選型計(jì)算 26

     5.4 齒輪的強(qiáng)度校核 27

     5.5 凸輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 27

         5.5.1凸輪倫廊曲線的設(shè)計(jì) 28

         5.5.2 凸輪行程與壓力角的設(shè)計(jì) 29

         5.5.3 桿長的設(shè)計(jì) 30

  第六章 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 31

  結(jié)論 33

      參考文獻(xiàn) 34

  致謝 35

緒論

第一章 課題的來源與研究的目的和意義

    機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。

研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。

機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）確、完整、清晰地表達(dá)零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀。

尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置

技術(shù)要求：表明零件在制造和檢驗(yàn)是應(yīng)達(dá)到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標(biāo)等。

標(biāo)題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內(nèi)容。

單擊【新建文件】圖標(biāo)，系統(tǒng)顯示新建Pro/e文件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項(xiàng)，即可進(jìn)入裝配體工作模式。

調(diào)入第一個零件模型并放置在裝配體的原點(diǎn)處，即零件原點(diǎn)與裝配體原點(diǎn)重合。調(diào)入一個與第一個零件模型有裝配關(guān)系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關(guān)系，然后選取相應(yīng)的約束選項(xiàng)進(jìn)行零件操作。

結(jié)論

通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是啤酒瓶洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。

參考文獻(xiàn)

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致謝

在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。

經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯?、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。

四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。

I 畢 業(yè) 論 文 論文題目 啤酒瓶洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師（簽名） 完成時間 2015 年 12 月 本課題來源于當(dāng)今社會機(jī)械工業(yè)洗瓶設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計(jì)出啤酒瓶洗瓶機(jī)，從而來滿足當(dāng)今社會工字輪洗瓶設(shè)備不足的缺陷。 國內(nèi) 啤酒瓶洗瓶機(jī) 設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、洗瓶質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對機(jī)械行業(yè)中啤酒瓶洗瓶機(jī)的使用情況進(jìn)行了調(diào)查 ，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中，瓶子的使用非常普遍。自然而然在機(jī)械設(shè)備中它們的清洗也非常頻繁。傳動的瓶子在沒有自動洗瓶設(shè)備而需要人工清洗的情況下，效率低下，勞動強(qiáng)度大，所以設(shè)計(jì)一個專用的啤酒瓶洗瓶機(jī)勢在必行。 本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了啤酒瓶洗瓶機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了啤酒瓶洗瓶機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該啤酒瓶洗瓶機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且校正質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵詞： 啤酒瓶洗瓶機(jī)；設(shè)備；結(jié)構(gòu)；穩(wěn)定 of he of to as to of by of to to a of in by to so of on is to s of on to of as is on a 錄 緒論 ................................................................. 1 第一章 課題的來源與研究的目的和意義 .................................. 1 第二章 本課題研究的內(nèi)容 .............................................. 3 第三章 ................................................ 4 圖繪制 ...................................................... 5 準(zhǔn)特征，參考幾何體的創(chuàng)建 .................................... 6 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建 .................................. 7 程圖的設(shè)計(jì) ................................................. 10 配設(shè)計(jì) ..................................................... 11 第四章 啤酒瓶洗瓶機(jī)總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .............................. 16 瓶機(jī)構(gòu)方案的選擇 .......................................... 18 酒瓶洗瓶機(jī)的總體方案圖 .................................... 22 酒瓶洗瓶機(jī)的工作原理 ...................................... 22 第五章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .............................................. 24 機(jī)的選型計(jì)算 .............................................. 25 輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 25 .......................................... 26 輪的強(qiáng)度校核 .............................................. 27 輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) .......................................... 27 .................................... 28 輪行程與壓力角的設(shè)計(jì) ................................ 29 長的設(shè)計(jì) ............................................ 30 第六章 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................ 31 結(jié)論 ............................................................... 33 參考文獻(xiàn) ........................................................... 34 致謝 ............................................................... 35 1緒論 第一章 課題的來源與研究的目的和意義 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。 研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生 產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜 ，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費(fèi)方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù) ，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力 2機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、 更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程 中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19 世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程，19 世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入 20 世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20 世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于 繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理 3論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。綜合 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認(rèn)識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問 題。 機(jī)械工程通過不斷擴(kuò)大的實(shí)踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨(dú)立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成 18～ 19 世紀(jì)的工業(yè)革命，以及資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。 動力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。 17 世紀(jì)后期，隨著各種機(jī)械的改進(jìn)和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個新的階段。 在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設(shè)在河邊，利用水輪來驅(qū)動工作機(jī)械。但當(dāng)時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大 量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下， 18 世紀(jì)初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動礦井排水泵。但是這種蒸汽機(jī)的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。 1765 年，瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機(jī)，降低了燃料消耗率。 1781 年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動力的蒸汽機(jī)，擴(kuò)大了蒸汽機(jī)的應(yīng)用范圍。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運(yùn)都得以機(jī)械動力化。蒸汽機(jī)幾乎是 19 世紀(jì)唯一的動力源，但蒸汽機(jī)及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。 19 世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動機(jī)開始發(fā)展和推廣。 20 世紀(jì)初，電動機(jī)已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機(jī)，成為驅(qū)動各種工作機(jī)械的基本動力。生產(chǎn)的機(jī)械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機(jī)械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。 發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機(jī)為原動力。 20 世紀(jì)初期，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機(jī)，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水利資源的水輪機(jī)，促進(jìn)了電力供應(yīng)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。 19 世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱、 4并可隨時啟動的原動機(jī)。它先被用以驅(qū)動沒有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車、移動機(jī)械和輪船，到 20 世紀(jì)中期開始用于鐵路機(jī)車。蒸汽機(jī)在汽輪機(jī)和 內(nèi)燃機(jī)的排擠下，已不再是重要的動力機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)的發(fā)展，是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。 工業(yè)革命以前，機(jī)械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬 (主要是銅、鐵 )僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機(jī)械上的小型零件。金屬加工主要靠機(jī)匠的精工細(xì)作，以達(dá)到需要的精度。蒸汽機(jī)動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機(jī)車等大型機(jī)械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。 機(jī)械加工 包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機(jī)械裝備的供應(yīng)。 社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。 簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機(jī)械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于 1797 年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火 槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產(chǎn)方法”。 20 世紀(jì)初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上泰勒在19 世紀(jì)末創(chuàng)立的科學(xué)管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達(dá)到了過去無法想象的高度。 20 世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點(diǎn)是：不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動化程度；利用數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近 于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。 18 世紀(jì)以前，機(jī)械匠師全憑經(jīng)驗(yàn)、直覺和手藝進(jìn)行機(jī)械制作，與科學(xué)幾乎 5不發(fā)生聯(lián)系。到 18～ 19 世紀(jì)，在新興的資本主義經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下，掌握科學(xué)知識的人士開始注意生產(chǎn)，而直接進(jìn)行生產(chǎn)的匠師則開始學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個過程中，逐漸形成一整套圍繞機(jī)械工程的基礎(chǔ)理論。 動力機(jī)械最先與當(dāng)時的先進(jìn)科學(xué)相結(jié)合。蒸汽機(jī)的發(fā)明人薩弗里、瓦特，應(yīng)用了物理學(xué)家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機(jī)實(shí)踐的基礎(chǔ)上， 物理學(xué)家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學(xué) —— 熱力學(xué)。內(nèi)燃機(jī)的理論基礎(chǔ)是法國的羅沙在1862 年創(chuàng)立的； 1876 年奧托應(yīng)用羅沙的理論，徹底改進(jìn)了他原來創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內(nèi)燃機(jī)而奠定了內(nèi)燃機(jī)的地位。其他如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等都在理論指導(dǎo)下得到發(fā)展，而理論也在實(shí)踐中得到改進(jìn)和提高。 早在公元前，中國已在指南車上應(yīng)用復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)，在被中香爐中應(yīng)用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機(jī)件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關(guān)于齒輪傳動瞬時速比與齒形的關(guān)系和齒形曲線的選擇，直到 17 世紀(jì)之后方有理論闡述。 手搖把和踏板機(jī)構(gòu)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的先驅(qū)，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的形式、運(yùn)動和動力的確切分析和綜合，則是近代機(jī)構(gòu)學(xué)的成就。機(jī)構(gòu)學(xué)作為一個專門學(xué)科，遲至 19 世紀(jì)初才首次列入高等工程學(xué)院 (巴黎的工藝學(xué)院 )的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機(jī)構(gòu)，包括復(fù)雜的空間連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，并進(jìn)而能按需要綜合出新的機(jī)構(gòu)。 機(jī)械工程的工作對象是動態(tài)的機(jī)械，它的工作情況會發(fā)生很大的變化。這種變化有時是隨機(jī)而不可預(yù)見；實(shí)際應(yīng)用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定 的偏差，等等。 與以靜態(tài)結(jié)構(gòu)為工作對象的土木工程相比，機(jī)械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機(jī)械工程只運(yùn)用簡單的理論概念，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行工作。設(shè)計(jì)計(jì)算多依靠經(jīng)驗(yàn)公式；為保證安全，都偏于保守，結(jié)果制成的機(jī)械笨重而龐大，成本高，生產(chǎn)率低，能量消耗很大。 從 18 世紀(jì)起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，使設(shè)計(jì)計(jì)算的精確度不斷的提高。進(jìn)入 20 世紀(jì)，出現(xiàn)各種實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法，人們已能用實(shí)驗(yàn)方法測出模型和實(shí)物上各部位的應(yīng)力。 20 世紀(jì)后半葉，有限元法和電子計(jì)算機(jī)的廣泛 6應(yīng)用，使得對復(fù)雜的機(jī)械及其 零。構(gòu)件進(jìn)行力、力矩、應(yīng)力等的分析和計(jì)算成為可能。對于掌握有充分的實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)資料的機(jī)械或其元件，已經(jīng)可以運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)，按照要求的可靠度，科學(xué)地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。 當(dāng)今社會，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，絲錐鏟梢機(jī)同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的絲錐鏟梢機(jī)是采用臨時的人工磨削設(shè)備，勞動效率低，加工精度低下，不適合批量生產(chǎn)的場合?，F(xiàn)代絲錐鏟梢機(jī)是用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多樣的鏟稍設(shè)備的一種對絲錐進(jìn)行優(yōu)化加工的專用機(jī)。隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，絲錐的使用也越來越廣泛，根據(jù)不同的工況，所需鏟梢的絲 錐的大小規(guī)格也有區(qū)別。如果使用傳動的臨時的鏟梢設(shè)備的話，不但勞動強(qiáng)度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個專用的絲錐鏟梢機(jī)已成為發(fā)展趨勢。 7第二章 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用 e 對啤酒瓶洗瓶機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解啤酒瓶洗瓶機(jī)的結(jié)構(gòu)特征和三維軟件的使用要領(lǐng)。 本文的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種啤酒瓶洗瓶機(jī)，主要針對啤酒瓶洗瓶機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)，各標(biāo)準(zhǔn)零部件等等方面的設(shè)計(jì)，其研究內(nèi)容包括： （ 1）功能分析與方案設(shè)計(jì)； （ 2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與三維造型； （ 3）說明書的編寫。 8第三章 e 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 本論文主要研究運(yùn)用 e 對啤酒瓶洗瓶機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解 e 的各種功能。 e 公司成立于 1993 年，由 司的技術(shù)副總裁與 司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（ 。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個工程師的 桌面 上提供一套具 有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995 年推出第一套 e 三維機(jī)械設(shè)計(jì) 軟件 至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年， e 被法國 達(dá)索（ 司收購，作為達(dá)索 中端主流市場的主打品牌。e 軟件是世界上第一個基于 發(fā)的三維 統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， e 公司于兩年間成為 業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 e 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 1995獲得全球微機(jī)平臺 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎。其中僅從 1999年起， 美國 權(quán)威的 業(yè)雜志 續(xù) 4 年授予 e 最佳編輯獎，以表彰 e 的創(chuàng)新、活力和簡明。至此， e 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于 e 出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為 華爾街 青睞的對象。終于在 1997 年由法國 達(dá)索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 e 全資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的 成為 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。 e 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的 品。 由于使用了 術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 核（由 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)。 e 成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 e 軟件使用許可約 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100 多個國家的約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4， 300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145， 000 名學(xué)生通過 e 的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它 3D 件相比， e 相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說明了越來越多的工程師和設(shè)計(jì) 9者使用 e 三維軟 件，越來越多的企業(yè)需要 e 人才。 e 軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是 e 的五大特點(diǎn)。使得 決方案。 e 在設(shè)計(jì)時能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維 決方案中， e 是設(shè)計(jì)過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時對每個工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。 e 軟件是世界上第一個基于 發(fā)的三維 統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢， e 公司于兩年間成為 業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 e 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 1995獲得全球微機(jī)平臺 統(tǒng)評比第一名；從 1995 年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十 七項(xiàng)國際大獎，其中僅從 1999 年起，美國權(quán)威的 業(yè)雜志 續(xù) 4 年授予 e 最佳編輯獎，以表彰 e 的創(chuàng)新、活力和簡明。至此， e 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于 e 出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 成為華爾街青睞的對象。終于在 1997 年由法國 達(dá)索公司 以三億一千萬美元的高額市值將 e 全資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的 e 以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 e 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的 品。 由于使用了 術(shù)、直觀式 設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 （由劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)， e 成為全球裝機(jī)量最大、最好用的 軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 e 軟件使用許可約 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品 /消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100 多個國家的約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4， 300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145， 000 名學(xué)生通過e 的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它 3D 統(tǒng)相比，與 e 相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用e，越來越多的企業(yè)雇傭 e 人才。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世 界用戶每年使用 500 萬小時。在美國，包括 麻省理工學(xué)院 （ 斯坦福大學(xué) 等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把 e 列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學(xué)（教育機(jī)構(gòu)） 10 如 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 、 清華大學(xué) 、 浙江工業(yè)大學(xué) 、 浙江大學(xué) 、 華中科技大學(xué) 、 北京航空航天大學(xué) 、 大連理工大學(xué) 、 北京理工大學(xué) 、 武漢理工大學(xué) 等也在應(yīng)用 e 軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 e 有功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)，這使得 e 成為領(lǐng)先的、主流的三維 決方案。 e 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。 e 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，而且對每個工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。 e 在現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且 e 公司對中國市場重點(diǎn)開發(fā)，日后 e 應(yīng)用將會更加完善，更加普遍。通過前文對 e 的深入了解后，往后會對 e 進(jìn)行個別應(yīng)用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 圖繪制 掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 準(zhǔn)特征 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。 程圖設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。 配設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運(yùn)用 活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。 11 第四章 啤酒瓶洗瓶機(jī)總體方案 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 瓶機(jī)構(gòu)方案的選擇 對這種運(yùn)動要求，若用單一的常用機(jī)構(gòu)是不容易實(shí)現(xiàn)的，通常要把若干個基本機(jī)構(gòu)組合起來，設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時，一般可首先考慮選擇滿足軌跡要求的機(jī)構(gòu)（基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)），而沿軌跡運(yùn)動時的速度要求，則通過改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動件的運(yùn)動速度來滿足，也就是讓它與一個輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。 實(shí)現(xiàn)本題要求的機(jī)構(gòu)方案有很多，可用多種機(jī)構(gòu)組合來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)選取技術(shù)要求對以下方案進(jìn)行分析。 方案一 如圖 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， 凸輪通過構(gòu)件 3 的變速轉(zhuǎn)動來控制。由于此方案的曲柄 1是從動件，所以要注意度過死點(diǎn)的措施。由于推程有 600致凸輪尺寸太大。整個組合所占體積過大。 圖 輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的方案 方案二 確定一條平面曲線需要兩個獨(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，可通過控制該機(jī)構(gòu)的兩個輸入構(gòu)件間的運(yùn)動關(guān)系來得到，如用凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪或四 連桿機(jī)構(gòu)來控制等等。圖 示為兩個自由 度五桿低副機(jī)構(gòu)， 1、 4 為它 12 a) b) c) d) 圖 五桿組合機(jī)構(gòu)的方案 們的兩個輸入構(gòu)件，這兩構(gòu)件之間的運(yùn)動關(guān)系用凸輪、齒輪或四連桿機(jī)構(gòu)來 13 實(shí)現(xiàn)，從而將原來兩自由度機(jī)構(gòu)系統(tǒng)封閉成單自由度系統(tǒng)。 方案三 圖 示全移動副四桿機(jī)構(gòu)是兩自由度機(jī)構(gòu)，構(gòu)件 2 上的 M 點(diǎn)可精確再現(xiàn)給定的軌跡，構(gòu)件 2 的運(yùn)動速度和急回特征由凸輪控制。這個機(jī)構(gòu)方案的缺點(diǎn)是因水平方向軌跡太長，造成凸輪機(jī)構(gòu)從動件的行程過大，而使相應(yīng)凸輪尺寸過大 。 圖 凸輪 最終選擇的方案 : 凸輪擺桿滑塊組合 理由：綜合上 述四種方案，方案一是最具有可行性的。計(jì)算較簡便，結(jié)構(gòu)較合理，機(jī)構(gòu)安裝后可以進(jìn)行調(diào)整，最重要的是，其性價比最高，所以最終選擇方案一。 酒瓶洗瓶機(jī)的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的 啤酒瓶洗瓶機(jī) 采取的方案是：電機(jī)帶動同步輪傳動，從而帶動凸輪滾子連桿機(jī)構(gòu)，從而帶動進(jìn)瓶推桿的往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)推桿回程時，瓶子剛好進(jìn)入預(yù)定的進(jìn)瓶位置，當(dāng)推桿推程時，就實(shí)現(xiàn)了送瓶子到預(yù)定的洗瓶位置，并開始洗瓶，推桿回程，然后又是推程，回程，如此循環(huán)。該啤酒瓶洗瓶機(jī)其具體方案布局圖如 下： 14 酒瓶洗瓶機(jī)的工作原理 本次設(shè)計(jì)的啤酒瓶洗瓶機(jī)的工作原理為：通過三相異步電機(jī)帶動同步輪傳動，從而帶動凸輪滾子連桿機(jī)構(gòu)動作，從而帶動進(jìn)瓶推桿的往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)推桿回程時，瓶子剛好進(jìn)入預(yù)定的進(jìn)瓶位置，當(dāng)推桿推程時，就實(shí)現(xiàn)了送瓶子到預(yù)定的洗瓶位置，并開始洗瓶動作。由于該機(jī)構(gòu)動作穩(wěn)定，速度為取決于凸輪輪廊曲線的形狀，所以確定好凸輪的結(jié)構(gòu)，基圓大小等等就能夠確定推桿的運(yùn)動軌跡，所以能夠滿足送瓶機(jī)構(gòu)的需要。 15 第五章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)的選型計(jì)算 已知整個啤酒瓶洗瓶機(jī)中零件的重量與瓶子的重量，我們?nèi)】傊亓繛?10桿行程范 500機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 1440r/m。即： 0 01010 ???? ??? 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下 : N= ?＝ W) G－電機(jī)的負(fù)載 ? －傳動效率，取 以根據(jù) N＝ n＝ 1500r/ 0112查 0112 輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 選擇 \齒輪材料為 45（調(diào)質(zhì)），硬度為 2802） 精度等級選用 7級精度； 3）小齒輪齒數(shù) 50，大齒輪齒數(shù) 75 的； 4） 齒輪模數(shù)都為 2的直齒輪 因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （ 1） 試選 （ 2）選取區(qū)域系數(shù) （ 3）選取尺寬系數(shù)φ d＝ 1 （ 4）查得εα 1＝ α 2＝ εα＝εα 1＋εα 2＝ （ 5）查得材料的彈性影響系數(shù) （ 6）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σ 600齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限σ 550 16 （ 7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6060× 192× 1×（ 2× 8× 300× 5）＝ 102＝ ＝ 107； （ 8） 查得接觸疲勞壽命系數(shù) （ 9） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ； 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由得： [σ H]1＝＝ 600570σ H]2＝＝ 550539[σ H]＝ [σ H]1＋ [σ H]2/2＝ 導(dǎo)軌主要根據(jù)導(dǎo)軌副之間的摩擦情況，導(dǎo)軌分為： （ 1）滑動導(dǎo)軌 兩導(dǎo)軌之間為滑動摩擦。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛度好，抗振性高，是機(jī)床上最廣泛采用的。 特點(diǎn)：導(dǎo)向精度高，不會出現(xiàn)間隙，能自動補(bǔ)償磨損。一般選取三角形頂角γ =90° ,重型 機(jī)械采用大頂角γ =110°～ 120°。當(dāng)水平力大于垂直力， V 形導(dǎo)軌兩側(cè)受力不均勻時，采用不對稱 V 形導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 承載能力大，制造方便。必須留有側(cè)向間隙。不能補(bǔ)償磨損。用鑲條調(diào)整時，會降低導(dǎo)向精度。 需注意導(dǎo)軌的保護(hù)。直線導(dǎo)軌和圓導(dǎo)軌均可采用 尺寸緊湊，適用于要求高度小﹑導(dǎo)軌層數(shù)多的場合。可構(gòu)成閉式導(dǎo)軌。用一根鑲條可以調(diào)整各面的間隙。剛度比平面導(dǎo)軌小。制造簡單，彎曲剛度小，主要用于受軸向載荷的導(dǎo)軌。適用于同時作直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的場合。 （ 2）滾動導(dǎo)軌 滾動直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返 向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對運(yùn)動時，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動，在滑塊端部鋼球又通過返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再 進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動運(yùn)動。返向器兩端裝有防塵密封端蓋，可有效地防止灰塵、屑末進(jìn)入滑塊內(nèi)部。 特點(diǎn)： 滾動直線導(dǎo)軌副是在滑塊與導(dǎo)軌之間放入適當(dāng)?shù)匿撉?，使滑塊與導(dǎo)軌之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，大大降低二者之間的運(yùn)動摩擦阻力，從而獲得： 動、靜摩擦力之差很小，隨動性極好，即驅(qū)動信號與機(jī)械動作滯后的時間間隔極短，有益于提高數(shù) 控系統(tǒng)的響應(yīng)速度和靈敏度。 17 驅(qū)動功率大幅度下降，只相當(dāng)于普通機(jī)械的十分之一。與 V 型十字交叉滾子導(dǎo)軌相比，摩擦阻力可下降約 40 倍。 適應(yīng)高速直線運(yùn)動，其瞬時速度比滑動導(dǎo)軌提高約 10 倍。能實(shí)現(xiàn)高定位精度和重復(fù)定位精度。 能實(shí)現(xiàn)無間隙運(yùn)動，提高機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動剛度。 成對使用導(dǎo)軌副時，具有“誤差均化效應(yīng)”，從而降低基礎(chǔ)件（導(dǎo)軌安裝面）的加工精度要求，降低基礎(chǔ)件的機(jī)械制造成本與難度。導(dǎo)軌副滾道截面采用合理比值的圓弧溝槽，接觸應(yīng)力小，承接能力及剛度比平面與鋼球點(diǎn)接觸時大大提高，滾動摩擦力比雙圓弧滾道有明顯降低。 導(dǎo)軌采 用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 3》第二版選取直線滾動導(dǎo)軌副系列，又根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)要求的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)初步選擇 : (1)直線滾動導(dǎo)軌副選取四方向等載荷型（ ），其特點(diǎn)是：垂直向上向下和左右水平額定載荷是等同的，額定載荷比較大，剛度高。 (2)尺寸規(guī)格初選 45，其結(jié)構(gòu)形式選擇 。 (3)每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)為 2。 (6)查出全自動軸承磨床推薦的精度等級為 3。 (7)導(dǎo)軌的材料為 初步確定直線滾動導(dǎo)軌的 型號為 3 選擇用南京工藝設(shè)備制造廠的滾動直線導(dǎo)軌如圖 1 18 輪的強(qiáng)度校核 由于驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)的主動齒輪和從動齒輪材料均選用 45,調(diào)質(zhì)處理 。 查得： M P 5011702? ?? ?? ?? 預(yù)期齒輪壽命 5 年，每天工作 12 小時，工作載荷為輕微沖擊，則 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ???查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖，得： ? ??Y (1)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度 載荷系數(shù)，取 K=得： M ?? ?接觸應(yīng)力為 ： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ? i i i i ??????????(2)驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 取 K=表：? ??Y 用彎曲應(yīng)力 ： ? ?m Y?? ? 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取 F? 19 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ?? 由上述計(jì)算可知，均滿足要求 。 輪－鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 輪倫廊曲線的設(shè)計(jì) 1) 取基圓半徑 r=90表 動從動件凸輪理論廓線的坐標(biāo)作圖得凸輪理論倫廊的坐標(biāo)值。 表 動從動件凸輪理論廓線的坐標(biāo) 轉(zhuǎn)角 (° ) 60° 120° 180° 240° 300° 360° X(70 (） 取基圓半徑 r=72 表 動從動件凸輪理論廓線的坐標(biāo)作圖得 凸輪如圖 20 圖 動從動件凸輪理論廓線的坐標(biāo) 當(dāng)移動件的導(dǎo)路中心線通過凸輪回轉(zhuǎn)中心時，稱為對心移動從動件凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪的基圓半徑 凸輪以等角速度ω 1 順時針回轉(zhuǎn)，繪出該凸輪的輪廓曲線。 設(shè)已知凸輪的基圓半徑為 動件軸線偏于凸輪軸心的左側(cè)，偏距為 e，凸輪以等角速度ω順時針方向轉(zhuǎn)動，用作圖法設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線，并求出凸輪從動件在各個轉(zhuǎn)角的坐標(biāo)絕對值如下表所示。作圖方法如下： (1)選取適當(dāng)?shù)谋壤?，按給定的從動件的運(yùn)動規(guī)律繪出位移線圖，將位移線圖分成若干等分，得橫坐標(biāo)軸上各點(diǎn) 1、 2、 3、?等。過等分點(diǎn)作垂線得從動件在各對應(yīng)位置時的位移 11'、 22'、 33'、?等。 (2)取與位移圖相同的比例尺，以任一點(diǎn) O 為圓心， 半徑畫基圓。自 始，將基圓圓周沿 (－ω 1)方向作與圖對應(yīng)的轉(zhuǎn)角等分，得 A'1、 A'2、 A'3、?點(diǎn)。連接 、、 、?，它們就是反轉(zhuǎn)后從動件導(dǎo)路的各個位置。 (3)自基圓開始，沿徑向線 、 、 、?分別向外量取從動件的相應(yīng)位移，即Y＝ Z＝ ， (4)用光滑曲線連接 各點(diǎn)，即得所求的凸輪輪廓曲線?？汕蟮猛? 21 輪運(yùn)轉(zhuǎn)到 標(biāo)。三個方向的點(diǎn)的絕對坐時 ,3 6 0,3 0 0,2 4 0,1 8 0,1 2 0,60 ?????? 凸輪從動件在不同的轉(zhuǎn) 角通過作圖法作出的數(shù)值絕對坐標(biāo)分別如下： 轉(zhuǎn)角 (° ) 60° 120° 180° 240° 300° 360° X( 80 80 Y(注意 :轉(zhuǎn)角 60,120 等等是常數(shù)值） 已知擺桿的長度 L，擺桿運(yùn)動規(guī)律φ =φ (δ )。先由上述方法確定基圓 a。然后作出滾子中心 線方程如下： 已知基圓半徑 R=90， X=a· L· +φ +φ 0) Y=a· L· +φ +φ 0) 利用 出理論廓線后，再確定滾子半徑 后做它的等距線，則為此凸輪的實(shí)際輪廓曲線。有了凸輪廓形曲線之后，再進(jìn)行其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及尺寸標(biāo)注等工作就完成了凸輪設(shè)計(jì)。