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廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 題 目： 洗瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2015 年 月 日 - 7 - 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 系別 機(jī)電工程系 專業(yè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 聯(lián)系方式 題目 洗瓶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、選題背景 二、課題設(shè)計(jì) 2.1課題的內(nèi)容 本文設(shè)計(jì)的洗瓶機(jī)由電動(dòng)機(jī)、曲柄滑塊推瓶機(jī)構(gòu)、刷瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)等構(gòu)成。設(shè)計(jì)該洗瓶機(jī)過(guò)程中，首先，調(diào)查了洗瓶機(jī)研究現(xiàn)況，在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求選定了推瓶機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案；接著，根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)方案選定了各個(gè)機(jī)構(gòu)主要參數(shù)；然后，詳細(xì)計(jì)算了曲柄滑塊推瓶機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)各主要零部件的尺寸并進(jìn)行了校核。 2.2課題的目的 洗瓶機(jī)器設(shè)備的出現(xiàn)并且運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，改變了人工刷洗的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)方式，達(dá)到了減少勞動(dòng)力、節(jié)約費(fèi)用、提高工作效率[1]、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評(píng)，而且使得化、制藥、食品等行業(yè)的生產(chǎn)率產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。 2.3課題的意義 由于工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的需要，大量的玻璃瓶、塑料瓶需要進(jìn)行回收清洗后再利用，節(jié)省了大量制瓶所需要的費(fèi)用同時(shí)也提高了工業(yè)生產(chǎn)的生產(chǎn)效率。然而就在此時(shí)也出現(xiàn)了回收后再清洗的問(wèn)題。產(chǎn)品盛載是車間的最后一道關(guān)鍵工序，因此玻璃瓶的供應(yīng)速度也就決定了總的生產(chǎn)效率的高低。從而產(chǎn)生了對(duì)洗瓶機(jī)設(shè)備的研究與改進(jìn)工作。隨著啤酒市場(chǎng)不斷地發(fā)展變化，酒瓶種類、標(biāo)紙和粘接劑品種不斷增加，特別是現(xiàn)在的頭標(biāo)鋁箔紙的出現(xiàn)，給洗瓶設(shè)備和工藝提出了新的更高的要求在長(zhǎng)期使用多種洗瓶機(jī)的過(guò)程中。為了適應(yīng)現(xiàn)在啤酒回收瓶的洗滌要求，我們同該洗瓶機(jī)的制造廠家進(jìn)行了廣泛地討論和研究，對(duì)洗瓶機(jī)適時(shí)地進(jìn)行了一系列的技術(shù)改進(jìn)。 洗瓶機(jī)器設(shè)備的出現(xiàn)并且運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，改變了人工刷洗的傳統(tǒng)工藝，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)方式，達(dá)到了減少勞動(dòng)力、節(jié)約費(fèi)用、提高工作效率[1]、增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的。并且得到了廣大用戶的支持和好評(píng)，而且使得化、制藥、食品等行業(yè)的生產(chǎn)率產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。 2.4 文獻(xiàn)綜述 洗瓶機(jī)作為主要保障灌裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)要求和衛(wèi)生保證的關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)，其工作的穩(wěn)定性、安全性、先進(jìn)性一直受到人們的高度重視，但受傳統(tǒng)技術(shù)的制約，市場(chǎng)上的洗瓶機(jī)基本都是大同小異，沒有什么突破性的進(jìn)展，往往不能兼顧，結(jié)合所有比較好的性能于一體。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，大量先進(jìn)技術(shù)成果的應(yīng)用，現(xiàn)在洗瓶機(jī)也將發(fā)生很大的變化的。 自動(dòng)數(shù)字洗瓶機(jī)是在生產(chǎn)工作過(guò)程中不直接進(jìn)行人工處理的情況下，能自動(dòng)對(duì)瓶子進(jìn)行徹底的清洗、消毒、干燥等，它的主體是數(shù)字管理中心。全自動(dòng)數(shù)字洗瓶機(jī)是采用機(jī)械式操作過(guò)程，依托數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行控制管理，通過(guò)數(shù)字化處理能自動(dòng)控制洗瓶機(jī)，進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)，能自動(dòng)、徹底、準(zhǔn)確、迅速地對(duì)待洗瓶進(jìn)行清洗、消毒、干燥并且計(jì)量。隨著數(shù)字化自動(dòng)化的不斷運(yùn)用與普及，必是洗瓶機(jī)的最大發(fā)展趨勢(shì)，故僅就自動(dòng)洗瓶機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)做一些初步的分析與探討。 洗瓶機(jī)適用于玻璃瓶、塑料瓶等毛刷式清洗和水沖式清洗單獨(dú)或配合使用清洗的專用設(shè)備。洗瓶是食品行業(yè)包裝工藝流程中不可缺少的一環(huán)，設(shè)計(jì)出合理、高效的洗瓶機(jī)是包裝技術(shù)發(fā)展的必然要求。洗瓶機(jī)的種類很多，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的洗瓶機(jī)有扭道式、箱式、滾筒式和立式等多種，無(wú)論是何種洗瓶機(jī)大多采用了超聲波清洗技術(shù)，利用超聲波空化作用所產(chǎn)生的機(jī)械摩擦力，以清除用一般洗瓶工藝難以清除的瓶?jī)?nèi)、外粘附較牢固的物質(zhì)。但安瓿瓶、西林瓶、口服液瓶對(duì)超聲波的功率大小要求各不相同，瓶子的規(guī)格越大、壁越厚所需要的功率就越大，通常洗瓶機(jī)超聲波的功率在900W左右，且大小可調(diào)。其中，扭道式洗瓶機(jī)產(chǎn)量低、速度較慢，以洗西林瓶和口服液瓶為主，使用客戶相對(duì)較少。以B+S公司的早期產(chǎn)品為原型的箱式洗瓶機(jī)在國(guó)內(nèi)藥廠的應(yīng)用也不多。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以滾筒式洗瓶機(jī)和立式洗瓶機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，且立式洗瓶機(jī)后來(lái)居上，發(fā)展勢(shì)頭迅猛，已取代了滾筒式洗瓶機(jī)的傳統(tǒng)地位，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)立式洗瓶機(jī)的代表廠家有長(zhǎng)沙楚天、上海遠(yuǎn)東、上海旭發(fā)、長(zhǎng)沙正中等。在國(guó)際其中浸泡噴沖式洗瓶機(jī)因其清洗效果好、自動(dòng)化程度高、效率高，目前使用最為廣泛。在洗瓶機(jī)的設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)緊湊、清洗效果與除標(biāo)效果成為人們最為關(guān)注的要點(diǎn)。 三、課題研究現(xiàn)狀 3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 洗瓶機(jī)從其誕生至今已經(jīng)有百年多的歷史，隨著人們的要求越來(lái)越高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的不斷進(jìn)步，各種新的科技都可以在其身上看到影子。特別是二戰(zhàn)以后，科技水平發(fā)展迅猛，新的科技力量和理念不斷誕生，并且應(yīng)用越來(lái)越普遍。作為機(jī)械生產(chǎn)的一員，對(duì)洗瓶機(jī)的研究和改革創(chuàng)新也是不斷取得新的成果。 3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我們的國(guó)內(nèi)洗瓶機(jī)市場(chǎng)發(fā)展比其歐美國(guó)家落后[3]，而且我們國(guó)家的技術(shù)在一定程度上跟不上市場(chǎng)發(fā)展的需要，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的洗瓶機(jī)沒有形成一定的強(qiáng)勢(shì)資源，各個(gè)生產(chǎn)廠家技術(shù)保密，不能形成很好的信息交換和共享，導(dǎo)致市場(chǎng)上洗瓶機(jī)的發(fā)展參差不齊，功能不全面。 目前有很多的國(guó)內(nèi)企業(yè)采取與發(fā)達(dá)技術(shù)的國(guó)家企業(yè)合作，一起促進(jìn)了洗瓶機(jī)市場(chǎng)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。新技術(shù)的發(fā)展也給洗瓶機(jī)的市場(chǎng)帶來(lái)一股新的活力，特別是大量的企業(yè)采用新的計(jì)算機(jī)技術(shù)，二維的CAD早已在制造業(yè)普及，三維的設(shè)計(jì)也在慢慢推廣。電氣設(shè)計(jì)部分采用ED?等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段，引入定子調(diào)壓和變頻調(diào)速，PLC參與系統(tǒng)控制，采用了大量高新傳感元器件，實(shí)現(xiàn)了定位準(zhǔn)確，操控方便，其安全可靠性也逐步提高。通過(guò)專家系統(tǒng)的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了創(chuàng)新設(shè)計(jì)的進(jìn)程，并且利用系統(tǒng)論和信息論等現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究成果，使得洗瓶機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)開始向數(shù)字化化方向發(fā)展。 根據(jù)現(xiàn)實(shí)和發(fā)展，設(shè)計(jì)手段越來(lái)越體現(xiàn)出精確化、自動(dòng)化、虛擬化與快捷的特點(diǎn)?，F(xiàn)代的洗瓶機(jī)正朝著機(jī)電一體化、自動(dòng)化、數(shù)字化、個(gè)性化方向發(fā)展。自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理（運(yùn)算、判斷、存儲(chǔ)、記憶）、自動(dòng)顯示、自動(dòng)控制、故障診斷和自動(dòng)保護(hù)及維護(hù)等功能得到了大量的應(yīng)用。因此洗瓶機(jī)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)是以降低設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)速度，縮短設(shè)計(jì)周期為目的，包括降低成本設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、快速設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、數(shù)字化設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)、廣義優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)。 四、課題設(shè)計(jì)方案 4.1設(shè)計(jì)方案選型與分析 洗瓶機(jī)主要由推瓶機(jī)構(gòu)、導(dǎo)輥機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)刷機(jī)構(gòu)組成。設(shè)計(jì)的推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)使推頭M以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(zhǔn)備第二個(gè)工作循環(huán)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，推頭M可走圖2 所示軌跡，而且推頭M在工作行程中應(yīng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，在回程時(shí)可有變速運(yùn)動(dòng)且回程時(shí)軌跡形狀不限，但不能反向撥動(dòng)下一個(gè)瓶子，除此以外回程時(shí)必須有急回。 圖2-2 推頭M運(yùn)動(dòng)軌跡 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)成一個(gè)組合機(jī)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)組合機(jī)構(gòu)時(shí)，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(dòng)時(shí)的速度要求，則通過(guò)改變基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)滿足，也就是讓它與一個(gè)輸出變速度的附加機(jī)構(gòu)組合。 4.2方案的確定 2.2.1推瓶機(jī)構(gòu)的方案 根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求,推瓶機(jī)構(gòu)應(yīng)為一在工作行程時(shí)能作直線運(yùn)動(dòng)返回時(shí)具有急回特性的機(jī)構(gòu),為了提高工作效率,機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)K盡量大一些;在推程(即工作行程)中,應(yīng)使推頭作直線運(yùn)動(dòng),或者近似直線運(yùn)動(dòng),以保證工作的穩(wěn)定性,這些運(yùn)動(dòng)要求并不一定都能得到滿足,但是必須保證推瓶中推頭的運(yùn)動(dòng)軌跡至少為近似直線,以此保證安全性。 方案：曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 如圖2-5所示，在此機(jī)構(gòu)中只要極位夾角為90度時(shí)，洗瓶機(jī)的推頭部分就能實(shí)現(xiàn)急回系數(shù)k=3，而且題目要求推頭的推程為600mm，此機(jī)構(gòu)也容易滿足。 圖2-5曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案 優(yōu)點(diǎn)：該方案中急回系數(shù)和推程都容易滿足，推桿只在水平面運(yùn)動(dòng)不管是工進(jìn)還是急回，所以推頭能很平穩(wěn)地推進(jìn)瓶子。而且此機(jī)構(gòu)制作較簡(jiǎn)便且承受的負(fù)載能力大，有較好的急回運(yùn)動(dòng)特性，計(jì)算尺寸也相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)的成本也不高。除此之外該機(jī)構(gòu)也容易實(shí)現(xiàn)瓶子內(nèi)外一起清洗。 2.2.2傳動(dòng)系統(tǒng)方案 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖2-6所示，本傳動(dòng)系統(tǒng)主要采用的是齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相結(jié)合的方式，齒輪傳動(dòng)具有工作可靠、使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，而帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、適合遠(yuǎn)距離傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。 圖2-6 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 4.3方案的特點(diǎn)及創(chuàng)新 該方案中急回系數(shù)和推程都容易滿足，推桿只在水平面運(yùn)動(dòng)不管是工進(jìn)還是急回，所以推頭能很平穩(wěn)地推進(jìn)瓶子。而且此機(jī)構(gòu)制作較簡(jiǎn)便且承受的負(fù)載能力大，有較好的急回運(yùn)動(dòng)特性，計(jì)算尺寸也相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)的成本也不高。 五、預(yù)期結(jié)果 六、設(shè)計(jì)主要步驟 七、進(jìn)度計(jì)劃 序號(hào) 任務(wù)名稱 開始時(shí)間 結(jié)束時(shí)間 1 選題 2 查閱中、外文獻(xiàn)資料，外文資料翻譯，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 3 開題 4 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 中期檢查 6 上交畢業(yè)設(shè)計(jì)正稿打印版及電子材料，畢業(yè)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明書光盤，完成畢業(yè)答辯ppt 7 畢業(yè)答辯 參考文獻(xiàn) [1]邢琳.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2007.7 [2]郭朝勇.AutoCAD2008中文版教程：清華大學(xué)出版社，2007.10 [3]孫恒.機(jī)械原理。第七版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.5 [4]孫建東.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2007.1 [5]封立耀.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)例教程.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.8 [6]黃茂林.機(jī)械原理：重慶大學(xué)出版社，2002.7 [7]華大年.連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.1 [8]強(qiáng)建國(guó).機(jī)械原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)：華中科技大學(xué)出版社，2008.6 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 備注：本開題報(bào)告須裝入學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）檔案袋存檔。