課程設(shè)計(jì)論文健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)

1、學(xué)號(hào)06120721成績(jī)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)名稱 健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)間 2014年9月-11月系 別 機(jī)械與汽車工程系專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 2014 年 11 月 20 日目錄第一章 設(shè)計(jì)題目31.1設(shè)計(jì)題目31.2背景及意義3第二章 機(jī)械系統(tǒng)的方案擬定32.1工作原理確定32.1.1功能分解32.1.2功能邏輯圖32.2執(zhí)行構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)42.2.1進(jìn)料與送料42.2.2檢驗(yàn)分類與按類存放62.3原動(dòng)機(jī)的選擇72.4執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性（運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖）設(shè)計(jì)82.5機(jī)構(gòu)選型及組合82.5.1根據(jù)工藝過程確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式82.5.2根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)

2、形式選擇機(jī)構(gòu)82.6方案評(píng)價(jià)及優(yōu)選9第三章 相關(guān)機(jī)構(gòu)的尺度綜合93.1凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)93.1.1送料凸輪和分類凸輪的設(shè)計(jì)93.2減速裝置的尺寸設(shè)計(jì)113.2.1皮帶傳送123.2.2齒輪系傳動(dòng)12第四章 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制及相關(guān)性能分析或說明134.1運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖134.2健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作原理144.2.1健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作流程144.3健身球檢測(cè)分類機(jī)分析與評(píng)價(jià)154.3.1健身球分類機(jī)優(yōu)點(diǎn)154.3.2健身球分類機(jī)缺點(diǎn)154.3.3健身球分類機(jī)的改進(jìn)15第五章 課程設(shè)計(jì)體會(huì)及建議15參考文獻(xiàn)16附圖.17第一章 設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)題目1、健身球自動(dòng)分類機(jī)總功能要求將不同直徑的健身

3、球按直徑分類存放。2、工作原理及工藝動(dòng)作分解提示健身球自動(dòng)分類機(jī)的功能是將不同直徑的健身球按直徑分類，并送到各指定位置，整個(gè)工作過程（包括進(jìn)料、送料、分類、按類存放）自動(dòng)完成。3、原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求健身球直徑范圍為4046mm，要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類：第一類： 4042 ； 第二類：42<44；第三類：44<46。生產(chǎn)率（分類速度）20個(gè)/min。1.2背景及意義 由于人工分類不同直徑的健身球比較麻煩，考慮到工作人員測(cè)量直徑十分不方便，為了將不同直徑的健身球按直徑分類存放，我們?cè)O(shè)計(jì)這個(gè)健身球自動(dòng)分類機(jī)，能夠自動(dòng)將不同直徑的球分類存放，很大程度上提高了工作人員的效率。

4、 第二章 機(jī)械系統(tǒng)的方案擬定2.1工作原理確定2.1.1功能分解1.進(jìn)料功能2.送料功能3.自動(dòng)分類功能4.按類存放功能2.1.2功能邏輯圖 健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類1.進(jìn)料功能2.送料功能3.自動(dòng)分類功能4.按類存放功能2.2執(zhí)行構(gòu)件及其運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.2.1進(jìn)料與送料（1）進(jìn)料機(jī)構(gòu)料斗的設(shè)計(jì)要考慮落料是否順暢，由于健身球的材質(zhì)是石料，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的料斗采用了錐形漏斗形料斗。此料斗唯一會(huì)造成的堵塞的現(xiàn)象是兩、三個(gè)球在同一平面內(nèi)。如圖：但由于石料球自身重力與機(jī)器的微小震動(dòng)，加上出現(xiàn)這種絕對(duì)同平面的概率甚微，因此只要設(shè)計(jì)好料斗的斜度就不會(huì)產(chǎn)生堵塞狀況。料斗斜度的設(shè)計(jì)要根據(jù)球的直徑和重量來計(jì)算。計(jì)算如下：

5、f=ufn+tcos fn=mgcos+tsin f=mgsin f>f mgsin>umgcos+utsin+tcos t >mg sin>u(cos+sin)+cos 即 (sin-cos)/(cos+sin)>u >45其中 m為球的質(zhì)量 u為石料與鐵的摩擦系數(shù) t是球與球之間的擠壓力所以將料斗的斜度設(shè)計(jì)為 45度時(shí)即可保證球下落，堵塞的概率很小很小。當(dāng)然不能保證100%的順暢，如下圖所示（2）送料機(jī)構(gòu)方案一、四連桿機(jī)構(gòu) 方案二、對(duì)心凸輪滑塊機(jī)構(gòu) 以上兩種方案都同樣能完成工作任務(wù)，但前者有急回特性，有沖擊，而后者若采用擺線或五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則可避免

6、沖擊，并且結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，便于設(shè)計(jì)，桿件少，功能損失更少。所以我們選用后者，即對(duì)心凸輪滑塊機(jī)構(gòu)。2.2.2檢驗(yàn)分類與按類存放（1）檢驗(yàn)分類機(jī)構(gòu) 方案一： 方案二： 理論上，兩種方案都可以實(shí)現(xiàn)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類的功能，但實(shí)際上方案一在料道1處，直徑在44及以上的健身球會(huì)卡住，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)分類，故選方案二。在方案二的撥片在轉(zhuǎn)動(dòng)中，依次將小球推入料道1、料道2、料道3，料道順序?yàn)槌叽鐝男〉酱笠来卧O(shè)置，小球先檢測(cè)，接著檢測(cè)中球，最后檢測(cè)大球。 料道相應(yīng)尺寸大小如下表：料道1料道2料道3料道直徑（mm）424446另外，接料盤的直徑為150mm，放置孔的直徑是40mm。 2.3原動(dòng)機(jī)的選擇 型號(hào)額定功率滿載

7、轉(zhuǎn)速電壓y132s-63kw960r/min380v2.4執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性（運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖）設(shè)計(jì)電機(jī)減速1減速2減速3運(yùn)動(dòng)分支分類撥片的轉(zhuǎn)動(dòng)送料滑塊的間隙往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)流程圖 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖2.5機(jī)構(gòu)選型及組合2.5.1根據(jù)工藝過程確定執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式送料功能的執(zhí)行構(gòu)件是滑塊，它作間歇往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；檢驗(yàn)分類功能的執(zhí)行構(gòu)件是撥片分類，直接用齒輪進(jìn)行控制。2.5.2根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式選擇機(jī)構(gòu)（1）送料滑塊1的間歇往復(fù)移動(dòng)，可選凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，凸輪+連桿機(jī)構(gòu)等。（2）分類撥片是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，直接利用齒輪傳動(dòng)控制即可2.6方案評(píng)價(jià)及優(yōu)選 功能元功能分解（匹配的機(jī)構(gòu)）123減速1帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)減

8、速2帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)減速3帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)送料滑塊1的間隙往復(fù)運(yùn)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)凸輪+連桿機(jī)構(gòu)分類撥片的勻速運(yùn)動(dòng)帶傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)如上表格所示的粗黑體的功能綜合，即為設(shè)計(jì)的最佳方案。第三章 相關(guān)機(jī)構(gòu)的尺度綜合3.1凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1.1送料凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果：推程角回程角遠(yuǎn)休止角近休止角行程基圓180108363610090機(jī)械原理教材92頁(yè)，根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，推薦推程的許用壓力角為：移動(dòng)推桿°°；當(dāng)要求凸輪尺寸盡可能小時(shí)，可取°所以選定推桿壓力角° r0 e=0mm s=h 滾子半徑為9mm( 2 ) 凸輪的繪制3.2減速裝置的尺

9、寸設(shè)計(jì) 本分類裝置采用上圖所示的減速器，由傳送帶和齒輪系構(gòu)成的減速裝置。其中一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比是有限的，由于本裝置需要較大的傳動(dòng)比，固采用輪系來實(shí)現(xiàn)。3.2.1皮帶傳送如圖所示為皮帶減速機(jī)構(gòu)，帶輪1連接原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為=960r/min的交流電動(dòng)機(jī)，皮帶2連接齒輪系中的齒輪1，皮帶1的半徑為，皮帶2的半徑為，根據(jù)皮帶傳動(dòng)原理有：= (1)皮帶1與皮帶2的轉(zhuǎn)速與半徑成反比：= (2)（同理帶輪3與帶輪4之比等于半徑的反比）3.2.2齒輪系傳動(dòng)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)，齒輪4與帶輪3同軸傳動(dòng)，考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過比較設(shè)計(jì)

10、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)如下： 表：皮帶輪參數(shù)帶輪1帶輪2皮帶輪1直徑（mm）75224皮帶輪2直徑（mm）125250表： 各齒輪參數(shù)模數(shù)(mm)壓力角(°)齒數(shù)(個(gè))直徑(mm)分錐角(°)齒輪13202575/齒輪232050150/齒輪33202060/齒輪432080240/齒輪53203090/齒輪63203090/第四章 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制及相關(guān)性能分析或說明4.1運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖4.2健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作原理4.2.1健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作流程 直徑大于42mm的健身球會(huì)在撥片的撥動(dòng)下進(jìn)入第下一個(gè)軌道孔健身球在滑塊推動(dòng)的作用下由導(dǎo)軌進(jìn)入分料盤電機(jī)

11、通過變速器帶動(dòng)凸輪推動(dòng)健身球料槽中的小球在重力的作用下滾入帶凹槽的導(dǎo)軌中將待測(cè)健身球放入料槽中直徑大于44mm的健身球會(huì)在撥片的撥動(dòng)下進(jìn)入第下一個(gè)軌道孔，直至健身球進(jìn)入最后一個(gè)軌道孔不同類型的健身球沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中4.3健身球檢測(cè)分類機(jī)分析與評(píng)價(jià)4.3.1健身球分類機(jī)優(yōu)點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低；（2）設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單；（3）調(diào)整送料口的角度，很大程度上減小健身球互相卡住的機(jī)率；（4）傳送帶靠摩擦力工作，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小。4.3.2健身球分類機(jī)缺點(diǎn)（1）由于機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，故精確度不高；（2）不適用于高速分類。4.3.3健身球分類機(jī)的改進(jìn)（1）可通過增加震動(dòng)器使得球在送料口不會(huì)卡??；（2

12、）使用摩擦系數(shù)較小的導(dǎo)軌，提高選擇精度。第五章 課程設(shè)計(jì)體會(huì)及建議機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)就快結(jié)束了，雖然只有在課后才抽出時(shí)間來，但是在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我們學(xué)到了不少知識(shí)，得到了很好的鍛煉和實(shí)踐。它不僅使我們平時(shí)所學(xué)的一些理論知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)際中，更好的培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)的基本理論和方法去發(fā)現(xiàn)、分析和解決工程實(shí)際問題的能力，而且，還使我們加深了對(duì)各類機(jī)械機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)和了解，學(xué)會(huì)了利用程序分析設(shè)計(jì)各類凸輪機(jī)構(gòu)，用ug軟件對(duì)機(jī)構(gòu)桿件進(jìn)行建模，并且通過各種計(jì)算，word文檔編輯的能力以及其他方面的能力。另外，通過多次在軟件上畫圖建模及仿真，讓我對(duì)ug的使用越來越順手，很大程度上提高了我的設(shè)計(jì)效率。這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)，在這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我們深刻的體會(huì)到設(shè)計(jì)工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和緊密性，以及我們自己在很多知識(shí)方面存在很大的不足。最初開始，我們無(wú)從下手，結(jié)合自己平時(shí)的理論基礎(chǔ)，以及在網(wǎng)上查找和參考各種有用的資料和文獻(xiàn)資源，一步一步地完成了這次課程設(shè)計(jì)?？偠灾谶@次課程設(shè)計(jì)的過程中，我們受益匪淺。我相信