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1、-毕业设计（论文）-洗瓶机的结构设计（全套图纸】-第 22 页 洗瓶机的结构设计摘 要本论文是针对洗瓶机的设计，因此对洗瓶机的组成结构进行计算设计是本论文需要解决的问题。本文主要进行了洗瓶机的概述，重点讲述了洗瓶机发展的现状趋势、在生活中的作用，对洗瓶机的传动系统进行了计算以及论证，在初步论证的基础上，进行了洗瓶机多工位间歇清洗传动系统的设计，对整机的传动系统进行了尺寸布局、结构部分进行了强度以及刚度的校核计算，并对传动系统选择的驱动电机进行了选型计算，重点进行了系统功率的计算，电机安装结构的确定、选择的传动方式的确定、系统传动减速比的计算、传动轴的计算，最终确定了整个传动系统在洗瓶机内的布局
2、，以及机构的安装。其次进行了洗瓶机构工作系统的设计，最后对整个洗瓶机进行了校核论证，分析了洗瓶机在使用时的注意事项等。在上述分析计算完成后，使用AUTOCAD软件进行了洗瓶机装配图以及若干零件图的绘制。关键词：机械设计；清洗机；清洗机构；玻璃瓶清洗；洗瓶机 全套图纸加153893706Abstract This thesis is the design that aims at bottle-washer machine, therefore carries on a calculation design to the constituting of bottle-washer machine
3、 structure is the problem that this thesis needs to be worked out.This text mainly carried on the outline of bottle-washer machine, particularly related the present condition trend of bottle-washer machine development, in the role of life, carried on calculation and argument to the spreading of bott
4、le-washer machine system, on the foundation of initial argument, carried on bottle-washer machine four intermittent molds press the design of spreading the system, to spreading of the whole machine system carried on size layout, structure part to carry on strength and just the school of degree calcu
5、lated to calculate, and to spread a system choice of drove electrical engineering to carry on a chosen calculation, particularly carried on the calculation of system power, the electrical engineering installed structure really settle, determination of ransmission mode, clculation of the reduction ra
6、tio of the transmission and deceleration of the system, calculation of drive shaft, finally made sure the whole layout that spread system in the bottle-washer machine, and the gearing of organization.The design that secondly carried on the bottle-washer organization work system finally carried on pi
7、t argument in the school to the whole bottle-washer machine and analyzed bottle-washer machine use of regulation etc.At above-mentioned the analysis after computing the completion used AUTOCAD software to carry on drawing of the bottle-washer machine assemble diagram and spare parts diagram.Keyword:
8、Machine; Bottle-washer machine; Model organization; Packing machine; Bottle washer目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1 洗瓶机的国内外研究现状及发展趋势21.1.1 国外洗瓶机的的产品简介21.2 产品用途及其适用范围31.3 本次毕业设计主要完成的任务41.3.1 洗瓶机的传动系统设计41.3.2 洗瓶机的外形设计41.3.3 洗瓶机整机控制系统的设计41.3.4 洗瓶机进瓶间歇传动机构装置的结构设计4第2章 总体方案确定52.1 方案一的介绍52.2 方案二的介绍62.3 方案比较62.4
9、 采用方案的详细设计62.4.1 进瓶上料装置的设计62.4.2 间歇机构转轴的设计62.4.3 转速档位结构型式72.4.4 传送机构的设计72.4.5 机器的底座箱的设计72.4.6 洗瓶机的清洗机构的设计72.4.7 多工位间歇进瓶机构的设计72.5 本章小结8第3章 总体设计93.1 主要技术参数的确定93.1.1 电机的选择93.1.2 清洗部分的气缸的选择93.2 本章小结10第4章 整机参数的确定114.1 齿轮的计算和校核114.1.1 齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定114.1.2 确定各主要参数114.1.3 传动比114.1.4 齿轮模数m114.1.5 齿轮接触疲劳强度
10、计算124.1.6 齿轮强度校核134.2 洗瓶机清洗机构空心轴的计算与校核174.2.1 轴的预选计算174.2.2 轴的校核计算184.3 普通平键的计算与校核204.3.1 键的选取204.3.2 键联接的强度校核204.4 轴承的计算与校核214.4.1 圆锥滚子轴承寿命校核214.4.2 转轴单向推力球轴承的寿命的校核224.5 其它附件的选择确定224.6 本章小结22第5章 零件图的确定235.1 转盘零件图235.2 轴零件图235.3 齿轮零件图245.4 本章小结24第6章 洗瓶机的工作情况简介256.1 预洗、预洗、浸泡部分256.1.1 预选256.1.2 预洗256.
11、1.3 浸泡256.2 传送部分266.3 清洗机构部分266.4 本章小结26第7章 洗瓶机的工程影响分析277.1 洗瓶机对社会影响277.2 洗瓶机对健康影响277.3 安全因素及其法律因素277.4 文化因素277.5 洗瓶机对对环境及社会可持续发展的影响287.6 经济性287.7 本章小结28结 论29参考文献31第1章 绪 论 目前国内外的食品行业都是关乎一个国家国计民生的基础行业，衡量一个国家人们生活水平高低的标准可以用这个国家的食品工业的发展水平进行展现。目前国内食品行业正在高速发展，对于中国人来说，喜欢喝瓶装啤酒或瓶装饮料的人数也占了很大的一部分。洗瓶机在啤酒、饮料等的制作
12、的过程中占据了重要的地位。目前国内的洗瓶机行业正在快速的发展，越来越多的新型洗瓶机正在被研制出来。玻璃瓶洗瓶机是通过毛刷和干净的水等系列配合进行玻璃瓶洁净处理的设备，洗瓶是液体灌装生产线中第一道主要步骤，瓶子清洗的质量高低对液体产品的卫生质量有着直接的影响。所谓洗瓶就是清洗新加工出来或者回收回来的玻璃瓶，把瓶子的内部、外部都洗涤干净，作为符合卫生使用要求的容器提供给下一工序。洗瓶机的种类太多了，像回转式喷冲这样的冲洗机，也为冲瓶机，常常主要是对不可能回收回来的聚酯瓶类的一次性用的容器进行清洗，如：矿泉水、饮料的瓶子；又像浸泡式喷冲这种功用的洗瓶机，大部分用于对多次用的能收回来用的玻璃瓶容器进行
13、冲洗，如：家里面的果酱、大多啤酒、各种装的酱油等所使用的瓶子：回转刷洗式这类洗瓶机，主要用于预洗方面。连续式浸冲洗瓶机清洁力高，有比较大的组成，多用于啤酒、饮料等生产线。洗瓶机的清洗机构是该机器的主要清洗部分，其工作过程是指将电机输入的动力转换成清洗的选择的动能，从而对瓶子上的污垢进行清洗，清洗的水和清洗剂的混合物由清洗毛刷驱动，进行清洗。一般大型的配有固定或分开的挡来控制电机输出轴和输入轴传动比的多工位间歇传动装置，该装置为清洗机构的传动系统。清洗机的多工位间歇传动装置组成是传动机构、清洗机棘轮机构，将二方制成单独的多工位机构或和传动机构同装在同一壳体内。传动机构基本上使用斜齿轮或者行星轮，
14、进行齿轮传动，高级的清洗机机的传动部分都是采用行星齿轮传动。更加高级的清洗机机甚至安装有离合器，该装置会保护机构在受力过大时或者发生紧急情况断开机器的传动机构，以保护人员和机器的安全。综上所述，可以概括的说洗瓶机的构造是极其复杂的，而清洗机的多工位间歇传动装置就是通过传递输入输出的转动能量来驱动载料台配合清洗机构工作的，该机器适应在食品行业的各种使用面粉制作食物的生产环节。不仅可以进行被清洗的瓶子的制作，也可以完成其他异形食品的制作，在不同的使用条件下可以制作不同的面制食品。对洗瓶机的多工位间歇传动装置进行设计计算，这个部分对清洗机机行业是很必要的。是本论文研究的重点部分。本设计能实现玻璃瓶连
15、续的清洗。对玻璃瓶进行重复洗刷，除掉玻璃瓶瓶内、外附着较牢固的固体材质，并能对各样瓶型清洗，提升清洗质量。通过玻璃瓶洗瓶机总体结构进行设计、计算，掌握基本的设计原理和方法，实现预定的功能。通过对玻璃瓶洗瓶机设计，可以使学生将正确设计思想以及利用相关资料做出设计计算、撰写相关文件等综合能力进行树立，对设计一般程序规范和方法的掌握并拓宽深化专业知识；对学生独立分析解决问题能力的培养。1.1 洗瓶机的国内外研究现状及发展趋势随着社会经济的发展，玻璃瓶作为一种高性价比的能放下液体类器皿开始出现在人们的生活中。不管是啤酒、白酒等酒类，还是各种醋、酱油等调料类，又或输液瓶、医药瓶等等，到处都是玻璃瓶的痕迹
16、。于是，社会迫切需求一类产品，既能迅速高效地实现一套洗瓶程序，同时又不需些许繁杂易损的高科技产品，性价比高、能为广大用户所接受，成为他们提高生产效率的可靠助手。在过去的六、七十年代，我们开始引进国外的设备，同时跟进了设备的测绘仿造和改进完善，这就是汲取消化与自立创新阶段。设备运行速度，先后经历了8000、 12000、20000、24000、36000、44000等各样品种及单端、卧式双端、立式双端等其他多样类型。在上世纪中叶第一代洗瓶机器，其中16排的瓶盒，主链瓶盒做间歇动作，达到8000瓶每小时的最大输出量。因为机构简单，制造本机方便等长处，于经济计划时代，仍占有市场十分长的一段时间。初代
17、洗瓶机就是目前洗瓶机的前身产品，产量较低，而且在主链运动空运转行程中，对能耗浪费较大。现在我国生产洗瓶机的的厂家已经不少，大都规模很大。大多数机型安装的传动机构都可分类为变速、固定清洗速度式两种，本设计是针对洗瓶机的设计，洗瓶机一般安装设计有法兰连接装置，但是连接需要的精度要求很高，因为安装条件要求苛刻，如果稍微有大一点的偏差就会导致机构安装法兰的损坏导致传动部出现变形等事故，而且还会使得多工位的清洗机构运行不稳，导致在运行中故障多发等问题。目前我国，由于工业基础差，材料，整机制造生产能力低，以洗瓶机为主导产品发展起来的很少，大多都是作为非主要业务。到2015年，国内已开发的洗瓶机产品约70余
18、品种规格，以下简述这些洗瓶机的基本型式，基本型产品发展了17个系列，主要为普通型，手动操纵型，除此之外，还有机电一体型（PLC、微机控制）、自动检测被清洗的瓶子进行工作运行类产品。1.1.1 国外洗瓶机的的产品简介 在上世纪，80年代的德国SEN, H&K系列公司研发生产出第二代洗瓶机，该机的瓶盒排数远超以往，达到了30排，其机型也属于浸泡、喷冲、连续洗涤的形式，产量可达20000 - 24000瓶小时。在上世纪，90年代开始， 洗瓶机第三代让KHS公司设计出来啦，38排瓶盒，仍然属于连续浸泡喷冲形式，产量达36000瓶/小时，此模型成为国内目前主流设备制造商的基准，在近年来，在它的基础上单端
19、机模式的机型逐渐地改良完善，甚至有所创新。90年代晚期，为了达到纯生等品牌啤酒需要，海内很多洗瓶研制商推出卧式双端洗瓶机，改进了同向进出瓶可能发生的交叉污染的弊端。进入第二十一世纪，洗瓶设备技术有新的进展，我们让无轴变频传动取缔万向联轴节传动出现的新式传动洗瓶机，去掉瓶外面商标上则推出了立式轴流泵喷冲的方式，也有原先离心泵喷淋系统改善升级。洗瓶产出、可操作性及设备运行效能获得了进一步提升。一般来说，生产洗瓶机、多工位的清洗机构、传动系统及其他整机制造设备的厂家，大都生产洗瓶机。生产的厂家，大部分生产和所洗瓶子相应尺寸规格的洗瓶机。但是，以洗瓶机为主导产品的企业非常少见。欧洲挪威的公司（true
20、rs）和美国的公司（buehler），都生产洗瓶机。以下仅就洗瓶机型式、工作参数等做些介绍。 (1) 挪威的Truers公司Truers公司为被清洗的瓶子食品的制造利用方面提供了一种全新的高效、高再现性自动控制系统的洗瓶机。它的主要装机产品有：MAPS、AbraPol10、AbraPlani0、Abramin等。系统根据不同的环境可以进行选择。一般的系统是一个或几个制备单位，每个单元包括：可调整桨距的桨叶安装系统、和桨叶连接的法兰安装座、连接在机身的减速系统，可以保证高效快速完成制备的任务。 (2) 瑞典的Suehler公司瑞典Suehler公司的洗瓶机产品从整机制造到安装调试，整个过程全部覆
21、盖，可以根据需要设置工作程序达到50个常用，其洗瓶机的友好的操作界面， 彩色液晶显示屏，触摸式操作，每一个工序间的整体流程都实现了传动机构同清洗机构的组合调整，充分利用的整体功效，待洗瓶子制成制备的高质性、高效以及全自动化模式的操作过程得到了有效保证，明显提高了效率和质量，在人力上有所节省。这两家公司产品价格高昂，每台机器价值均为万元以上（美元），使用者需斥巨资，且消耗的配件与材料只有进口，该机器不适用于我国。1.2 产品用途及其适用范围洗瓶机是食品机械的一种，广泛用于饮料制成、或啤酒瓶的清洗灌装工作行业。由于间歇运转机构具有运转可靠、快捷、检修方便、可配合清洗机构一起进行工作等优点，所以目前
22、世界上的饮料、啤酒、白酒等的生产厂家，比如百事可乐饮料公司、茅台酒、青岛啤酒等生产灌装类饮品的公司都使用类似的灌装清洗机对各种型号规格的饮料进行清洗灌装工作。由于本人知识限制，毕业设计的时间紧迫，所以本课题的任务内容以及设计的机器结构只适用于简易的整机结构设计。可作为产品生产厂家的设计参考。1.3 本次毕业设计主要完成的任务1.3.1 洗瓶机的传动系统设计首先是洗瓶机安装的电机，对其型号进行设计选择，对整机的传动方式进行合理的设计，对机器的目标传动比进行确定计算，对机器的多工位机构进行选型设计。对其中的如带传动系统，齿轮传动机构，涡轮传动装置等进行计算选型。1.3.2 洗瓶机的外形设计机器的外
23、观设计，主要进行人机功效的设计，其设计的洗瓶机，要求其外观形状合理美观，适合机械设计的合理的工艺性，机器内部的润滑机构以及工作机构的密封，要可靠，其整机外观要考虑维修调试等方面要求。1.3.3 洗瓶机整机控制系统的设计目前，机械设计都在向自动化，智能化发展，本产品的进料，机构的清洗的过程要考虑自动化，洗瓶机工作过程选择机器的自动化控制，对被清洗的瓶子上料机构还设计有检测装置，进行被清洗的瓶子的自动化检测。1.3.4 洗瓶机进瓶间歇传动机构装置的结构设计本次设计的机器采用间歇传动机构作为进瓶机构的传动方式，该形式的机构可以进行间隙运转，符合本机的设计要求。机构配合清洗部进行传动结构设计，整机构的
24、布局、轴套的选择、以及轴承的安装、清洗头等主要零件，其设计选择及其定位安装都进行了详细的设计。此类机构通过底下的支架完成对整个机器的转盘的支撑，来实现旋转操作，机器转盘结构相对应着夹瓶爪，配合毛刷对待洗瓶子内外做出清洗，进瓶机构采用间歇运转机构传动。达到了配合清洗机构清洗瓶子运行的目的。第2章 总体方案确定洗瓶机的多工位间歇传动机构是通过电机输入的动力，来驱动机构运行，适应于不同的工作环境中完成工作要求的作用，使得工人可以安全可靠的进行被清洗的瓶子清洗的工作，先进的洗瓶机设计有不同的档位，通过洗瓶机的多工位间歇传动机构的运转速度的变速可以使整机的清洗力保持持续输出，保持不同情况下的被清洗的瓶子
25、的制造，洗瓶机的多工位间歇传动机构的调速可以使得电机工作在相对于不同条件下的各种工况中。其次，洗瓶机的多工位间歇传动机构可以反转，当被清洗的瓶子胶结在一起时反转是很必要的，目前先进的洗瓶机的多工位间歇传动机构上还安装有离合系统，可与电动机的动力输入轴脱离，确保多工位间歇传动机构的动力输入与传动系统脱离，使得洗瓶机完全的停止转动，因此洗瓶机的多工位间歇传动机构通常具有前进挡、倒档和空档。洗瓶机的控制装置上还设置有功率输出装置。因此设计一款洗瓶机的多工位间歇传动机构应从下列几个方面考虑：1）一个机械零件在进行初步总体设计前，首先要明机器的使用指标、传递的功率，机器的工作的条件，通过这些整合的考虑，
26、再从强度和经济性指标方面选择洗瓶机的多工位间歇传动机构的构型特征。2）对于任何一款洗瓶机来说，都应要在不同的环境下持续的工作，因此要保证洗瓶机的多工位间歇传动机构稳定的运行，像断轴、扭曲、振动冲击这些情况都不能出现。3）洗瓶机设计时除了机器自身的重量要保证外，其搭载的设备都要尽量的减轻重量，缩小其体积。对于洗瓶机的多工位间歇传动机构也不例外。对于洗瓶机的多工位间歇传动机构来说，通过缩短传动机构的尺寸来达到这个目标。同时在洗瓶机的多工位间歇传动机构的制造方面要选用高强度的优质钢材，合理的加工精度保证设计合适的传动齿轮制造精度，通过这些方面的努力可以达到上述目标。4）洗瓶机的多工位间歇传动机构要有
27、高的传动效率，要保证电动机输入的动力尽可能100%的传递给洗瓶机构。从这个方面考虑主要是减小洗瓶机的多工位间歇传动机构中动力传递过程中的能量损失，通过采用先进的工艺制造传动零件的精度，以及安装时提高操作水平，以及采用良好的的润滑油可以达到上述目标。5）洗瓶机工作中要尽可能的降低噪声。2.1 方案一的介绍本机器的设计采用多种方案，方案一，采用步进电机使得传送带带动机构运转，然后将需要清洗的被清洗的瓶子，放置在洗瓶机的清洗机构的正下方，被清洗的瓶子检测装置，检测到信号，发出指令驱动洗瓶机的清洗机构，通过机器的上部安装的驱动气缸，驱动清洗装置运行，进行清洗作业，清洗完成后气缸上升，带动清洗装置上升。
28、使得清洗部分和多工位传动机构分离，多工位传动机构再次旋转四分之一圈后，清洗机构再次运行，周而复始的进行清洗作业。本方案设计的整机构型简单，易懂，但是清洗被清洗的瓶子的效率不高，对传机器的性能的要求比较高。2.2 方案二的介绍机器的另一种方案结构，设计上料部件，设计机构采用带轮进行传输动力，设计机器的底座箱，以及被清洗的瓶子清洗清洗装置，转台部分，整机的控制系统的设计。机构带传动部分采用三项异步电动机带动带轮运转传动。带轮连接多工位清洗机构。驱动间歇机构进行转动，机构工作时，清洗装置配合转台运行。2.3 方案比较方案一中的整机结构，其机构原理简易，其制造生产经济成本低，但是没有上料部分，整机上料
29、困难。所以其方案下的被清洗的瓶子清洗速度低，机器的生产效率低，适合于小批量的被清洗的瓶子生产任务；方案二结构设计及其精密，布局合理，其工作时清洗被清洗的瓶子效率高，相对于方案一来说，整机制造的成本价值大，适合被清洗的瓶子的批量的生产，综上所述，本课题采用方案一盒方案二综合结构，及在方案一上增加方案二的上料部分，采用电机直接连接减速器驱动多工位间隙机构运转，配合气缸控制的清洗机构进行清洗作业。2.4 采用方案的详细设计本论文中采用的洗瓶机，适用于生产量大的行业。其设计要从洗瓶机的使用性能，其零部件的制造条件，使用过程中的洗瓶机的维护行方面综合考虑。因此在确定整体的结构形式前，要考虑到洗瓶机的内部
30、的构型、洗瓶机的驱动轴换档时的方式、内部安装的轴承、以及轴承的润滑、密封。2.4.1 进瓶上料装置的设计 被清洗的瓶子上料机构采用漏斗形式进行上料，安装在机构的转台上方，进行被清洗的瓶子落料操作。该结构方便可靠。 2.4.2 间歇机构转轴的设计 洗瓶机的多工位转轴里采用的轴承一般是两种结构形式：圆锥滚子轴承、深沟球轴承，前者比前者的使用寿命要长，工作时轴承的噪声很低；但是圆锥滚子轴承的制造工序复杂，加工的设备比前者要精度更高，操作更困难，采用圆锥滚子轴承时尽管有以上的优点，但相对于深沟球轴承，它的成本会增加，从而会增大洗瓶机的尺寸质量，因此会导致转动惯量加大。目前一般的洗瓶机的驱动轴中采用的是
31、深沟球轴承。在本设计中根据洗瓶机的驱动轴的档位布置，转速的设定采用的是深沟球轴承，所以全部的轴承都是采用深沟球轴承来进行工作。2.4.3 转速档位结构型式洗瓶机的多工位传动机构，其设计不同的档位，以配合高效的被清洗的瓶子清洗生产。改方式只要考电机的不同转速配合减速器运行。2.4.4 传送机构的设计传动机构是机器的关键机构，由转台下的变角度减速器连接电机组成。电机选择三相异步电动机。减速器采用横向连接电机的变角度减速器。2.4.5 机器的底座箱的设计根据本论文的设计数据初步确定，整个机器的整体尺寸分别为10000*593*578，箱体的侧壁厚10mm，机器箱体靠底座来进行机架的支撑。2.4.6
32、洗瓶机的清洗机构的设计瓶子清洗清洗机构，在整个机器的设计中处于重要位置，机构上部安装驱动气缸，下部连接清洗部，气缸轴伸缩运动，驱动清洗机构，上下运动。进行清洗作业。2.4.7 多工位间歇进瓶机构的设计多工位间歇进瓶机构为棘轮机构，在整个机器的设计中处于重要位置，它是驱动机器进行瓶子清洗的传输机构，由其将瓶子运送到清洗刷部位。如图2-5所示，机构运转时需要槽轮和驱动轮进行运动，驱动转台进行间歇运动。实现清洗被清洗的瓶子的整个运转流程，下部清洗槽，放置被清洗的瓶子，可以顺利的进行被清洗的瓶子清洗作业，实现送料、取料作业。多工位棘轮靠下部的电机驱动减速器轴带动，多工位合理的运转设计，利用运转间隙进行
33、清洗被清洗的瓶子作业。机构采用轴和键连接，带动机构转盘转动。 图2-5 多工位间歇机构装置结构图2.5 本章小结本章通过收集资料，经整理分析后想出两中方案，通过多方面因素的比较进行选择，其次，对洗瓶机的进瓶上料装置、间歇机构转轴、转速档位结构型式、传送机构、机器的底座箱、洗瓶机的清洗机构、多工位间歇进瓶机构进行了初步的设计。第3章 总体设计3.1 主要技术参数的确定3.1.1 电机的选择根据机器的特性，考虑整机的工艺，机械效率的费用等综合指标，合理对电机进行选择；根据整机的负载，对机器的过载的能力，电机的起动运行的转矩，电机的工作情况，合理选择电动机的功率。）多工位传动部分电机电机的选择原则是
34、满足精度要求，并满足输出功率的要求，也就是扭矩的问题。由于多工位传动转盘部分，需要机构进行间歇运动，需要停歇，所以选择步进电机综合整机的运转的功率，对电机的扭矩、转速选取，选择100型转盘部分的步进电机，电机型号为ERURD7/LHA。电机参数如表3-1表3-1 电机参数表步数（步/r）相电压/v相电流/A额定转矩/N.m保持转矩/N.m最高起动转速（r/s）转动惯量kg.cm2重量/kg20040VDC5.81.71.926.31.11.63.1.2 清洗部分的气缸的选择本次设计的任务中需要进行气缸的设计，作为清洗部分的驱动执行元件，在清洗被清洗的瓶子的运行中，清洗部件由气缸带驱动，使得清洗
35、被清洗的瓶子的装置，进行上下清洗的运动。为了适应不同大小的被清洗的瓶子，机器气缸。行程选定为160mm，内径定为160mm，整机如图3-2所示：图3-2 FB型清洗气缸3.2 本章小结本章通过对设计的分析，考虑整机的工艺，机械效率的费用，根据整机的负载，对机器的过载的能力，电机的起动运行的转矩，电机的工作情况，选择合适的电机及其功率。之后又对设计中气缸部分进行了选择。第4章 整机参数的确定4.1 齿轮的计算和校核4.1.1 齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定选择齿轮的材料全部为40Cr,调质处理，硬度约为HBS 262293试验齿轮齿面疲劳极限如下：齿轮的加工为插齿，精度为级。4.1.2 确定各
36、主要参数由于属于低速传输，为提高承载能力，故而采用齿形角，直齿轮式传动，精度级。4.1.3 传动比由于旋转速度不太严格，只是为了实现传输，故取4.1.4 齿轮模数m模数m由强度计算或结构设计确定 （mm） 式中，综合系数，齿轮为级精度等级冲击取，级精度等级中等冲击取，冲击较大、或不变位时取较大值。 主动轮的齿形系数 主动轮的传动转矩 (N.m) 额定功率， 齿轮转数（一般为第一级即电机转数）， 实验齿轮的弯曲疲劳极限，按MQ级中等质量要求选取 齿宽系数，齿宽b与小齿轮分度圆直径d的比值。将数代入得:(KN.M)则 取圆整 4.1.5 齿轮接触疲劳强度计算齿轮分度圆直径，由下边公式式中，齿宽系数
37、查表，想到传递功率不是太大齿轮齿数 取齿数比 齿轮转矩 载荷系数 使用系数，查表取动载系数，查表取齿间载荷系数，由表取齿间载荷分布系数，查表取载荷系数 材料弹性系数 查表取节点区域系数 查图取 重合度系数 由推荐值 ，则将数带入得：齿轮模数 ，取齿轮轮分度圆直径 标准中心距 齿宽 圆整为4.1.6 齿轮强度校核）齿面接触疲劳强度计算接触应力由公式得齿面接触应力的基本值：式中, 端面内分度圆上的名义切向力，取 工作齿宽， 取 齿轮分度圆直径，取 齿数比， 节点区域系数，取 ，查相关图，取 弹性系数，查表取 重合度系数，查图取 螺旋角系数，直齿，取 由公式得接触应力：式中， 使用系数，中等冲击，查
38、表 ,取 动载系数，级精度，查表 ,取 计算接触强度的齿向载荷分布系数，取 计算接触强度的齿间载荷分布系数，取 计算接触强度的行星轮间载荷不均衡系数,查表, 取 计算齿面接触应力的基本值，许用接触应力式中，试验齿轮的接触疲劳极限，取； 计算接触强度的最小安全系数，取； 计算接触强度的寿命系数，取；润滑油系数，取；工作硬化系数,取；速度系数，取；粗糙度系数，取；尺寸系数，取；则故 ,接触强度通过。）齿根弯曲疲劳强度，计算齿根应力式中，端面内分度圆上的名义切向力，取工作齿宽， 取 法向模数，取载荷系数 式中， 使用系数。取 动载系数。取 齿间载荷系数，取 齿间载荷分布系数，取弯曲强度的重合度系数
39、式中， 齿形系数,取 应力修正系数,取 重合度系数, 螺旋角系数, 则： 计算许用弯曲应力式中，弯曲疲劳极限。由于材料为，故取最小安全系数。取式中， 应力修正系数,取 寿命系数，取圆角敏感系数，取表面状况系数。取 尺寸系数。由，则则： 故校核合格。齿轮各种要参数如表1：表4-1 齿轮主要参数名称主动轮从动轮模数mm压力角齿顶高系数中心距mm分度圆直径mm齿顶圆直径mm4.2 洗瓶机清洗机构空心轴的计算与校核4.2.1 轴的预选计算对于实心主轴： 或 对于空心轴 通常取对于主轴，是空心轴，取主轴材料为,取值 取为 初选内径为因为所以。4.2.2 轴的校核计算通过计算轴的尺寸，由洗瓶机的驱动轴的轴
40、的结构安排，考虑实际生产加工工艺，变速最后的装配工艺，综合限定。初步计算时由齿轮、洗瓶机的驱动轴的档位的工作位置和齿轮的厚度等的尺寸初步确定轴的长度。轴的直径根据轴的尺寸确定，也可由下列的经验公式，进行初步计算：第一轴初选轴径：式中：为经验系数，；为发动机的最大扭矩，代入数值可得第一轴的轴颈的强度计算和校核如下：轴的长度初步定252mm，安装轴承所占长度，一轴上受力点间的间距大致为40mm，以为根据洗瓶机的驱动轴的工况可知一档时，轴和齿轮所受载荷力作用时最大，则以一档进行校核，如此可满足整个洗瓶机的驱动轴的轴的强度需要。根据洗瓶机的驱动轴的齿轮宽度、内啮合的斜齿轮和洗瓶机的驱动轴箱体壁的距离分
41、布，可得出一档齿轮的受力情况如下图4-2所示。图4-2轴的受力简图转矩图和弯矩图如图4-3所示。 图4-3 轴的转矩图和弯矩图 深沟球轴承受力为：由受力图可得：所以：洗瓶机的驱动轴的最大转矩、最大弯矩都在转速最低的受力处的轴界面，根据一轴变形弯曲、扭转组合形式的变形，按第三强度理论进行计算校核，强度为： 式中，一轴为齿轮轴，材料为，许用应力：代入数值得： 。所以可知前面初选直径满足设计需要，为了洗瓶机的驱动轴的装配方便合理，可以增大洗瓶机的驱动轴轴的直径，轴颈，强度满足需要。 4.3 普通平键的计算与校核4.3.1 键的选取轴与机构的连接通过靠平键来传动。4.3.2 键联接的强度校核键的强度校
42、核公式如下： 轴的直径 键的工作长度 键与轮彀的接触高度, 为键高度，为轴槽的深度。 键的宽度 键联接的许用挤压应力,查表可得轻微冲击载荷时， 取 键的许用静压力,查表可知：所以 从以上的计算得，此平键的强度极限已满足要求。同样的方法可得出结论，其他两组键也满足也强度极限要求。4.4 轴承的计算与校核在本设计中，有用到圆锥滚子轴承和单向推力球轴承，其校核，主要是对其寿命校核。4.4.1 圆锥滚子轴承寿命校核该圆锥滚子轴承其主要参数为:式中，以小时数表示轴承的基本额定寿命（可靠度为） 轴承工作转速， 基本额定动载荷， 当量动载荷， 寿命指数，对滚子轴承由于该轴承径向受力可忽略不计，只受轴向载荷，
43、所以查表得，由公式可得：4.4.2 转轴单向推力球轴承的寿命的校核单向轴承推力球轴承，需计算的主要参数:同理由于该轴承只承受轴向力，所以由公式可得：从以上的计算可得，各个轴承的寿命满足要求。整机的其余几对轴承，其机构的承受力小，满足轴承寿命要求。4.5 其它附件的选择确定本次设计全洗瓶机，对机器进行了整体布局，对清洗被清洗的瓶子的部分和多工位间歇的转盘部分，对其做了设计，机器的其他附件，主要进行了外部形状设计，对控制系统，进料装置，底座、以及驱动气缸，做了简外形的设计，进行了定位计算设计。清洗装置是由气缸、清洗机构，以及气动控制系统构成。被清洗的瓶子放置在进料的料斗中，随着清洗部件的运行上料。
44、4.6 本章小结本章主要是对整机参数进行了确定，其中包括了对齿轮的计算校核、清洗机构空心轴的计算校核、普通平键的计算校核、轴承的选择计算和校核以及其他附件的选择确定等。 第5章 零件图的确定机器的零件图，在本机中是重要的组成部分，机器的零件图要能表达机器的零件尺寸，传动系统的定位尺寸，形位尺寸，机器的粗糙度，给看图者和生产线带来很大的帮助。5.1 转盘零件图洗瓶机使用了大量非标准件，向驱动转盘，连接轴等等，如图5.1所示为转盘零件图。此盘是由45号钢，采用机加而成 ，功能是实现多工位机构的间歇运动，提高机器清洗被清洗的瓶子效率。图5-1 转盘零件图5.2 轴零件图如图5-2所示为轴零件图。此空
45、心轴材料是45号钢。图5-2 空心轴零件图经由车削，磨削等加工方法，也需要适当的热处理和时效处理，以提高轴的硬度，此轴是本文中的关键零件，通过它的旋转驱动下部旋转，顺利实现了下部的清洗被清洗的瓶子工作。5.3 齿轮零件图如图5-3所示为齿轮零件图。图5-3 齿轮零件图此齿轮材料是40号钢。经由通用机床加工，也需要适当的热处理和精基准修正，以提高齿轮的硬度和精度，齿轮同样是本文中的关键零件。5.4 本章小结整体设计中，零部件的设计对于整机有着至关重要的作用，本章主要是通过资料，分析对比出合适本设计适用的非标准件零件图，可以清晰的表达机器的零件尺寸，传动系统的定位尺寸，形位尺寸，机器的粗糙度，给看图者和生产线带来很大的帮助。 第6章 洗瓶机的工作情况简介