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6 主要零部件的设计计算
6.1曲柄摇杆机构
根据以上设计，得到了曲柄的杆长为80mm，截面尺寸如图6-1-1所示，厚度为10mm，可以满足需求。
R5R7,51510806-1-1曲柄尺寸
设计的摇杆杆长为357.5mm，但是摇杆上套有滑块，由于整个洗瓶机构是循环往复的，若将滑块设计成矩形截面，显然摩擦阻力较大，不利于长期循环工作。因此，我们设计了圆柱形的滑块，详细尺寸见图6-1-2标注所示。另外，摇杆是绕着固定铰做转动的，在铰接处专门设计了矩形截面，以适应所需的回转要求，详细尺寸见图6-1-2所示尺寸。
6-1-2 摇杆尺寸
设计所需的工作行程是500mm，由于铰接及安装轴承、固定端等尺寸要求，设计的最终尺寸为620mm。但推杆是与摇杆上的滑块铰接在一起的，所以，此时推杆的截面设计成矩形，其尺寸见图6-1-3所示。再设计推头，推头的材料以塑质橡胶为宜，采用半圆形形状。
15R30106206-1-3 推杆尺寸
综上所述，最终确定的曲柄摇杆机构的各尺寸见表6-1
表6-1曲柄摇杆机构设计尺寸
零件 曲柄 摇杆
长度（mm） 80 387.5
厚度（mm）
10 10
截面尺寸（mm×mm）
15×10 15×10
10
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推杆 620 10 15×10
6.2传动机构
从电动机传出的动力首先经过带传动进行一次减速。如图6-2-1所示，主动轮1通过皮带带动从动轮2从转动，传动比与它们各自的半径比值成正比。根据上述分析，i12?2，即只要满足1从动轮与主动轮的径比值为2，综合考虑带轮1选用直径为150mm,从动轮2的直径设计成300mm。带型选用普通V带传动中的Y型。详细尺寸见下图6-2-2和表6-2-1
nnoo1321—主动轮，2—从动轮，3—皮带
图 6-2-1带轮传动示意图
bbphα图6-2-2 普通V带基面尺寸 不留白
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表 6-2-1 普通V带截面参数
顶宽b(mm)
6
节宽bp 5.3
高度h 4
40°
根据以上设计和分析，各齿轮的主要参数列表如下：
表 6-2-2 各齿轮参数列表 齿轮标号 3 4 8 9 10 11 12 13 14 15
功能 减速 减速 变向 变向 传递 传递 驱动导辊 驱动两导辊齿轮
驱动导辊 驱动毛刷(5个)
齿数（个） 30 60 60 60 170 170 67.5 67.5 67.5 50
模数 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2
分度圆直径（mm）
60 120 120 120 170 170 67.5 67.5 67.5 100
楔角α
单位长度质量q（kg/m） 0.02
另外行星轮系中的各齿轮及对应主要参数，见图6-2-3和表6-2-3：
该行星轮系为3K型的NGWN型行星轮系，H为行星架，a,b,c,d,e都为渐开线啮合齿轮
beaHcd 图6-2-3 行星轮系（图剪掉边框）
表 6-2-3 行星轮系各齿轮参数
齿轮 齿数(个)
a 15
b 66
e 63
c 26
d 23
7最终设计方案和机构简介
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依题意，工件放在两导辊之间，其形位尺寸见图7-1，其它各构件的安装尺寸详见附录所配装配图。根据以上设计分析和计算，最终确定如下图7-2设计方案
图7-1 导辊及工件的形位尺寸
1256347892019151618171012131114
图 7-2 洗瓶机俯视图
1—小皮带轮 2—大皮带轮 3—小啮合齿轮 4—大啮合齿轮 5—小皮带轮 6—大皮带轮 7—NGWN型行星轮系 8—锥齿轮 9—锥齿轮 10—锥齿轮同轴齿轮 11—导辊大主动齿轮 12—导辊从动齿轮1 13—导辊小主动齿轮 14—导辊从动齿轮2 15—导辊1 16—导辊2 17—毛刷主动齿轮 18—毛刷 19—曲柄摇杆机构安装位置 20—异步电动机
如图7-2所示，整个洗瓶机由一台异步电动机提供动力，经带轮1、2一次减速传递到齿轮3、4再次减速，从齿轮4传出的动力开始分支：一部分传给带轮5、6进一步减速输送给毛刷传动齿轮，各毛刷的转速大小一致，另一部分由于速度仍然比较大，选用3K型的NGWN型渐开线行星轮系进一步减速。最终速度减为所需速度，直接由8处的动力带动曲柄摇杆机构的曲柄转动。
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并且，通过一对圆锥齿轮将速度变向，传递给两个导辊，其间的传动比都为1，即导辊的转速与曲柄的转速相同。
小结
该洗瓶机的设计方案是严格按照设计任务书的要求设计的。设计思路简单、清晰，能满足预定的设计要求。
在任务书的编制过程中，我们严格按照选题要来制定任务书，因为好的任务书方能设计出好的方案。只有严格要求，才能有所收获。在确定机构运动方案时，我们集思广益，提出了许多方案，但我们坚信只有一个最优方案，那就是用最少的材料，最简单的原理完成任务要求。终于我们确定了如上所述的设计方案。机构运动的方案既定，接着我们开始利用提供的物料设计传动系统，传动系统中，理论上只要满足传动比即可满足要求，中间过程不必设计，但在现实的设计中是不存在的。综合了经济和技术要求，我们设计的传动系统主要以简单的渐开线齿轮为主，以带轮为辅助，在加以必要的锥齿轮，即达到了设计要求。执行机构的设计是整个设计的核心，它的设计好坏直接关系到设计任务要求能否顺利完成。在这一机构的设计中，我们主要利用AotouCAD软件直接按照急回和行程要求进行计算机辅助设计，准确且迅速，完全能达到设计要求。在最后的整体机械方案设计中，我们考虑了现实的可操作性，确定了最后的洗瓶机整体方案。
总体来说，该洗瓶机已达到设计要求，能满足预定的计划和要求，设计简单，耗材较少。但是，在设计的过程中我们也发现了设计中存在的问题。例如，在曲柄摇杆机构中干的设计中，我们只是粗略的估计了能满足行程要求所需的杆长，并未做最更深入调查研究。作为课程设计，有许多只是，限于水平，我们未能涉及，例如带轮的参数方面，及各种轴、齿轮的受力分析和运动学的分析仍然较缺乏，需要进一步学习改进。
附录一
洗瓶机机构简图主视图
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