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 1 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 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) 15 2 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 40 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 40 42mm 的為第一類 直徑范圍在 42 44mm 的為第二類 直徑范圍在 44 46mm 的為第三類 其他技術(shù)要求見表 1 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 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 960 10 C 720 15 3 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 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 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 可由曲 柄滑塊機(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 4 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 5 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 6 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 7 如上圖所示 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 8 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 9 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 帶輪 帶輪 6 10 4 5 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 20 100 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 40 200 90 4 凸輪設(shè)計(jì) 11 12 13 凸輪運(yùn)動(dòng)方式如下圖 14 15 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 16 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 17 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) 18 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 定量進(jìn)球 持定量健身球 以直線 間歇的進(jìn)球 19 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 定量送球 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 精確檢驗(yàn)健身球 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) 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 接球裝置 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 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的工作系統(tǒng) 20 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