健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》[21頁]

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1、廣西科技大學(xué) 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目：健身球檢驗(yàn)分類機(jī) 學(xué) 院：汽車與交通學(xué)院 專 業(yè)：車輛工程 班 級(jí)：車輛111 設(shè) 計(jì) 者：***** 學(xué) 號(hào)：***** 指導(dǎo)老師：***** 2013年7月5日 目錄 第一章 設(shè)計(jì)要求 1.1設(shè)計(jì)題目……………………………………………………2 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………2 1.3 設(shè)計(jì)提示……………………………………………………3 第二章 方案的選定 2.1 解題思路……………………………………

2、………………3 2.2 不同方案的對(duì)比……………………………………………3 第三章 傳動(dòng)方案 3.1傳動(dòng)方案的擬定及電動(dòng)的選擇……………………………6 第四章 主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 4.1 進(jìn)料機(jī)構(gòu)……………………………………………………12 4.2 測(cè)健身球直徑………………………………………………13 4.3 送料機(jī)構(gòu)……………………………………………………13 4.4 接料機(jī)構(gòu)……………………………………………………13 4.5 工作原理以及工藝動(dòng)作流程圖……………………………14 課程設(shè)計(jì)的感受…………………………………………… 14 參考文獻(xiàn)：

3、……………………………………………………………15 第1章 設(shè)計(jì)要求 1.1 設(shè)計(jì)題目 （1）設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。檢測(cè)后送入各自指定位置，整個(gè)工作過程（包括進(jìn)料、送料、檢測(cè)、接料）自動(dòng)完成。 （2）健身球直徑范圍為φ40~46mm，要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類。 （3）直徑范圍在φ40~42mm的為第一類，直徑范圍在φ42~44mm的為第二類，直徑范圍在φ44~46mm的為第三類。 其他技術(shù)要求見表1： 方案號(hào) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 生產(chǎn)率（檢球速度） 個(gè)/min A 1440 20 B 96

4、0 10 C 720 15 表1 健身球分類機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) (1)健身球檢驗(yàn)分類機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的兩種機(jī)構(gòu)。 (2)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。 (3)繪制健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖。 (4)繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（包括位移曲線、凸輪輪廓線和從動(dòng)件的初始位置）。要求確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，確定凸輪廓線。 (5)設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。 (6)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 (7)學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工、健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。 表2為設(shè)計(jì)任務(wù)分配表。 表2 設(shè)計(jì)任務(wù)分配表

5、 學(xué)生編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 A B C A B C A B C 生產(chǎn)率 A B C B C A C A B 1.3 設(shè)計(jì)提示 健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)是創(chuàng)造性較強(qiáng)的一個(gè)題目，可以有多種運(yùn)動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)。一般的思路在于： 1.球的尺寸控制可以靠三個(gè)不同直徑的接料口實(shí)現(xiàn)。例如：第一個(gè)接料口直徑為42mm，中間接料口直徑為44mm，而第三個(gè)接料口直徑稍大于46mm。使直徑小于（等于）42mm的球直接落入第一個(gè)接料口，直徑大于42mm的球先卡在第一個(gè)接料口，然后由送料機(jī)構(gòu)將其推出滾向中間接料口。以此類推。

6、2.球的尺寸控制還可由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。 3.此外，需要設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等?？捎汕瑝K機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。 第二章 方案的選定 2.1 解題思路 （1）進(jìn)料是一個(gè)間歇往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程，因此用凸輪機(jī)構(gòu)、四桿機(jī)構(gòu)和圓柱凸輪機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的進(jìn)料機(jī)構(gòu)。 （2）題目要求根據(jù)球的直徑不同分類，那就捉住直徑的不同設(shè)計(jì)分類機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類。 （3）根據(jù)測(cè)出的直徑，設(shè)計(jì)一個(gè)分離機(jī)構(gòu)，從而進(jìn)行分類。 2.2 不同方案的對(duì)比 方案一 方案一：此方案是通過圓柱凸輪機(jī)構(gòu)把健身球從進(jìn)料口送入到檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)健身球直徑為小于42mm時(shí)，就掉入1號(hào)滑道，再由滑道送入到接球裝置；當(dāng)球

7、直徑大于42mm時(shí)，凸輪帶動(dòng)推桿將球向上頂，以免卡在槽口，然后再由旋轉(zhuǎn)葉片將球推到2號(hào)驗(yàn)料槽口，當(dāng)球符合尺寸要求（42~44mm）時(shí)，將進(jìn)入2號(hào)滑道送進(jìn)接球裝置；當(dāng)球直徑大于44mm時(shí)，凸輪帶動(dòng)推桿將球上頂，再通過旋轉(zhuǎn)葉片將球推到3號(hào)槽口，然后從3號(hào)滑道進(jìn)入接球裝置。 方案二 方案二：此方案是通過圓柱凸輪機(jī)構(gòu)把健身球從進(jìn)料口送入到檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，當(dāng)健身球被送入驗(yàn)球口道后，凸輪推動(dòng)微型開關(guān)與健身球相接觸，通過測(cè)壓測(cè)量健身球直徑，然后感應(yīng)器做出一些列分析，當(dāng)健身球的直徑符合第一類（小于42mm），感應(yīng)器控制1號(hào)滑道開關(guān)，1號(hào)滑道倉門向上打開，健身球通過推桿向下傳送，使健身球通過變道進(jìn)入1號(hào)滑

8、道，從1號(hào)滑道送入到接球裝置；當(dāng)健身球的直徑符合第二類（42~44mm），感應(yīng)器控制2號(hào)滑道開關(guān)，2號(hào)滑道倉門向上打開，健身球通過推桿向下傳送，使健身球通過變道進(jìn)入2號(hào)滑道，從2號(hào)滑道送入到接球裝置；當(dāng)健身球的直徑符合第三類（大于44mm），健身球沿原軌道進(jìn)入3號(hào)滑道，送入到接球裝置。 對(duì)比結(jié)果：方案一是通過健身球的重力，在直徑與槽口直徑相同或小于槽口時(shí)，可通過。雖然有推桿向上頂防止健身球卡在槽口葉片無法推動(dòng)小球，但是靠重力吃飯總有失效的時(shí)候，而且裝置構(gòu)造復(fù)雜，制造比較繁瑣。相對(duì)方案一而言，方案二采取了比較智能的方法，是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，通過電子檢測(cè)直徑進(jìn)行智能分類，符合現(xiàn)在化的要

9、求，簡(jiǎn)化了設(shè)備，從而制造容易，成本低。所以方案二比較可行，比較有優(yōu)勢(shì)。 第三章 傳動(dòng)方案 3.1傳動(dòng)方案的擬定及電動(dòng)的選擇 （1）皮帶輪 如圖所示為皮帶減速機(jī)構(gòu)，帶輪1連接原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為n0=720r/min的交流電電動(dòng)機(jī)，皮帶輪2連接減速箱，皮帶輪1的半徑為R1，皮帶輪2的半徑為R2，根據(jù)皮帶傳動(dòng)原理有： n1 = n0 皮帶1與皮帶2的轉(zhuǎn)速與半徑成反比： n1/n2 = R2/R1 總圖中所示，皮-1的傳動(dòng)比為： N1/N2 =3 所以 n2=240r/min 皮-2，皮-3的傳動(dòng)比均為1 （2）減速箱 如

10、上圖所示，帶輪2與齒輪1同軸傳動(dòng)，齒輪1與齒輪2嚙合傳動(dòng)，齒輪2與齒輪3同軸傳動(dòng)，齒輪3與齒輪4嚙合傳動(dòng)，根據(jù)齒輪系傳動(dòng)原理有： (3)直齒錐齒輪： 如圖所示，直齒輪4與皮-2，皮-3，凸輪-1同軸傳動(dòng)，直齒錐齒輪5與皮-3同軸傳動(dòng)，直齒錐5與直齒錐6嚙合傳動(dòng)，根據(jù)齒輪系傳動(dòng)原理有： 根據(jù)提供的原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為n0=720r/min的交流電動(dòng)機(jī)與課程設(shè)計(jì)要求，在n0的前提下，設(shè)計(jì)機(jī)器的生產(chǎn)率為10個(gè)/min,設(shè)計(jì)的凸輪滑塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一個(gè)健身球的檢測(cè)，可以得到凸輪2的轉(zhuǎn)速為： 同時(shí)，齒輪4與皮-3是同軸傳動(dòng)，故 變速箱根據(jù)1比16的比例關(guān)系，我們選取適

11、當(dāng)?shù)钠л啺霃胶妄X輪齒數(shù) 故我們得出: 《如上圖》 考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過比較設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)如表1、表2： 表1 皮帶輪參數(shù) 帶輪1 帶輪2 帶輪3 帶輪4 帶輪5 帶輪6 帶輪半徑（mm） 100 300 200 200 200 200 表2 各齒輪參數(shù) —— 模數(shù) （mm） 壓力角（） 齒數(shù)（個(gè)） 分度圓直徑 （mm） 分錐角 （） 齒輪1 5 20 20

12、 100 / 齒輪2 5 20 80 400 / 齒輪3 5 20 20 100 / 齒輪4 5 20 80 400 / 直齒輪5,6 5 20

13、 40 200 90 （4）凸輪設(shè)計(jì)： 凸輪運(yùn)動(dòng)方式如下圖 第四章 主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 4.1 進(jìn)料機(jī)構(gòu) 其主要有進(jìn)料槽、凸輪機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)健身球不斷的從進(jìn)料槽中進(jìn)入時(shí)，運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)，用滑塊間歇的讓球進(jìn)入，以不至于無法控制球的進(jìn)入，最終球順著右邊的壁做自由落體運(yùn)動(dòng),落在指定位置。 4.2 測(cè)健身球直徑 當(dāng)健身球進(jìn)入預(yù)定檢測(cè)位置后，剛好凸輪將微動(dòng)開關(guān)推向球，測(cè)出球的直徑后通過感應(yīng)器進(jìn)行分析歸類，控制借料機(jī)構(gòu)變道倉門的開關(guān)。此

14、微懂開關(guān)設(shè)有雙重彈簧，防止凸輪卡住不能運(yùn)動(dòng)造成機(jī)器的損壞。 4.3 送料機(jī)構(gòu) 當(dāng)微動(dòng)開關(guān)檢測(cè)完健身球直徑后，凸輪控制推桿下降，使健身球下降進(jìn)入接料機(jī)構(gòu)。 4.4 接料機(jī)構(gòu) 健身球進(jìn)入接料軌道，在感應(yīng)器控制下，按照開關(guān)開合進(jìn)行變道進(jìn)入接收滑道，通過接收減速帶滑入包裝盒進(jìn)行包裝。 4.5 工作原理以及工藝動(dòng)作流程圖 持定量健身球，以直線、間歇的進(jìn)球。 定量進(jìn)球 直線往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)用圓柱凸輪機(jī)構(gòu)使健身球能持續(xù)的進(jìn)入工作臺(tái)相對(duì)應(yīng)的小槽內(nèi)，使工作能持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。

15、 定量送球 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的工作系統(tǒng) 健身球間歇得掉下來，凸輪推動(dòng)微型開關(guān)與球接觸進(jìn)行測(cè)量，發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng) 精確檢驗(yàn)健身球 控制系統(tǒng)進(jìn)行分類，控制1,2號(hào)分球倉門的開關(guān)。升降滑塊將球送入滑道，小球進(jìn)入收貸滑道。 運(yùn)用接球通道將分類掉下來球通過，然后再用接球儀器講球接住。 接球裝置 課程設(shè)計(jì)的感受 經(jīng)過了兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)使我深刻地體會(huì)了首次設(shè)計(jì)的艱辛。課程設(shè)計(jì)始的第一天，我一點(diǎn)也不知道改干什么，對(duì)于自己所按排到的課題一點(diǎn)思路也沒有。而且在設(shè)計(jì)過程中所遇到的一系列的問題都要通過自己

16、的積極思考和查找資料去解決，由于目前所學(xué)的知識(shí)還十分的有限所以顯的特別的困難，有的時(shí)候其實(shí)自己已經(jīng)作出了錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)卻不知道。在老師指導(dǎo)下才能把錯(cuò)誤改正過來。通過本次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械剛剛有些概念的我來說是受益非淺。不僅運(yùn)用了機(jī)械原理的一些基礎(chǔ)知識(shí)外，還加深了對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握.讓我真真體會(huì)到了說和動(dòng)手做是存在很到的距離的。在以后的工作中，要?jiǎng)邮肿霾艜?huì)有更大的收獲。在設(shè)計(jì)的過程中，由于沒有學(xué)過畫圖軟件，使我更加難上加難。在設(shè)計(jì)的同時(shí)還要邊學(xué)畫圖，所以花的時(shí)間就更多，而且有些圖不能準(zhǔn)確的表示出來。這是我此次設(shè)計(jì)中存在的最大問題。不過經(jīng)過這些天的努力，工作算是成功完成。 機(jī)械原理作為機(jī)械類專業(yè)的最基本的基礎(chǔ)課程，是一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)學(xué)科，內(nèi)容豐富，涉及面廣，是一切機(jī)械制造的基礎(chǔ)，對(duì)于機(jī)械類專業(yè)的我們必須學(xué)好這門課程才能在機(jī)械領(lǐng)域生存。 參考文獻(xiàn)： [1]裘建新主編的《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》.北京:高等教育出版社，2010 [2]孫桓 陳作模 葛文杰 主編的《機(jī)械原理》北京：高等教育出版社，2006 20