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1、墊圈內(nèi)徑檢測裝置目錄一、設(shè)計(jì)題目及其要求3二、題目分析 4三、運(yùn)動方案簡介"43 - 1墊圈檢測裝置功能原理方案 53 - 2擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和運(yùn)動循環(huán)圖 833執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型 934機(jī)械運(yùn)動方案的選擇 14四、 機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的擬定16五、三大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)165.1、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)-.165.2壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).175.3止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19六、總機(jī)械運(yùn)動方案評價(jià) .20七、設(shè)計(jì)小結(jié) .21八、團(tuán)隊(duì)小結(jié) .21九、參考書目 .24設(shè)計(jì)題目及其要求設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測裝置,檢測鋼制墊圈內(nèi)徑是否在公差允許范圍內(nèi)。被檢測 的工件由推料機(jī)構(gòu)送入后沿一條傾斜的進(jìn)給滑道連續(xù)進(jìn)給,直到最前邊的工件被
2、止動 機(jī)構(gòu)控制的止動銷擋住而停止。然后,升降機(jī)構(gòu)使裝有微動開矢的壓桿探頭下落,檢 測探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔。此時(shí),止動銷離開進(jìn)給滑道,以便讓工件浮動。檢測的工作過程如圖所示。當(dāng)所測工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時(shí)(圖a),微動 開尖的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形槽,微動開矢斷開,發(fā)出信號給控制系統(tǒng)(圖中未給 出),在壓桿離開工件后,把工件送入合格品槽。如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直 徑時(shí)(圖b),壓桿的探頭進(jìn)入內(nèi)孔深度不夠,微動開矢閉合,發(fā)出信號給控制系統(tǒng),使工件進(jìn)入廢品槽。 如工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時(shí)(圖c),微動開矢仍閉合,控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品槽。b)c)1 工件2帶探頭的壓桿3微動開矢a)內(nèi)
3、徑尺寸合格b)內(nèi)徑尺寸太小c)內(nèi)徑尺寸太大二、題目分析墊圈內(nèi)徑檢測裝置,主要的運(yùn)動過程為:傳動機(jī)構(gòu)間歇的將工件 送到檢測的位置。在傳送的過程中將被止動銷擋住剛好到所需檢測的內(nèi)徑圓孔到壓桿將要下來的地 方,然后壓桿下來檢測內(nèi)徑是否符合要求。在壓桿下來檢測的時(shí)間里,微動開矢向右 移動檢測墊圈內(nèi)徑是否符合要求。微動開矢檢測完后向左移動,回到其原來所在的。接下來,壓桿和止動銷一起上升回到其原來的地方。傳動機(jī)構(gòu)將已檢測的工件 送走, 并將下一個(gè)將被檢測的工件送到檢測處。三、運(yùn)動方案簡介墊圈內(nèi)徑檢測裝置,用以下3個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成:傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。題目所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):平
4、墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/mi n每次檢測時(shí)間S公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E363766596010經(jīng)小組三人討論,結(jié)合我們設(shè)計(jì)的理念與思路(挑戰(zhàn)高難度、高精 密性),為使機(jī)構(gòu)的使用性能符合要求,適合本設(shè)計(jì),我們采用方 案A.A1010.520214405周期 T=5s,角速度 3 =2n /T=1.257 rad/s.3.1墊圈檢測裝置功能原理方案的確定3方案原理圖評價(jià)椎料機(jī)構(gòu)的傾斜滑殖<«/Z- >1yz : i
5、斥卄椅測探頭用桿件機(jī)構(gòu)來作為傳動構(gòu)件,以實(shí)現(xiàn)檢測。優(yōu)點(diǎn):機(jī)器的結(jié)構(gòu) 比較簡單,操作方 便缺點(diǎn):摩擦損耗太 大,檢測的精確程 度會使用時(shí)間的增 加而減小,且不能 實(shí)現(xiàn)大批量化的檢 測。1 .芳械E匸進(jìn)桂測商盯節(jié):;用凸輪和步進(jìn)送料 機(jī)構(gòu)作為壓桿傳動 和推料機(jī)構(gòu)的傳動 件。優(yōu)點(diǎn):能很好的完 成檢測的相尖要 求,且能實(shí)現(xiàn)批量 化的檢測,精度也 比較高。缺點(diǎn):機(jī)構(gòu)比較復(fù) 雜,特別是凸輪, 而且同樣也存在摩 擦。利用杠桿放大原理 來作為壓桿傳動機(jī) 構(gòu)的傳動件。優(yōu)點(diǎn):效率比較高, 能實(shí)現(xiàn)檢測要求, 結(jié)構(gòu)比方案2要稍 微簡單些缺點(diǎn):沒 有解決止推銷的問 題和傳構(gòu)結(jié)合以上三個(gè)方 案,我們定出最終 方案如左圖所
6、不。 推料機(jī)構(gòu)、止推銷 傳動機(jī)構(gòu)、壓桿探 頭傳動機(jī)構(gòu)都采用 了比較好的方案, 能保證墊圈內(nèi)徑檢 測儀有條不紊的完 成批量化檢測的要 求,而且檢測的精 確性和耐用性也得 到了保障。缺點(diǎn)是, 制造起來比較復(fù) 雜°£桿惜丸考慮到檢測的準(zhǔn)確性,檢測機(jī)構(gòu)的耐用性,以及批量化檢測等要求,我們采用了方案4作為最終方案。3.2擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和運(yùn)動循環(huán)圖本墊圈內(nèi)徑檢測裝置中采用了三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件:推料機(jī)構(gòu)、控制止 推銷的止動機(jī)構(gòu),壓桿升降機(jī)構(gòu)。推料機(jī)構(gòu)采用的是帶輪傳動,以實(shí) 現(xiàn)檢測的批量化進(jìn)行,提高效益;壓桿升降機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)采用的是凸輪,經(jīng)過計(jì)算可精確計(jì)算出近休止和遠(yuǎn)休止的角度以及相應(yīng)半徑
7、;控制止推銷的止動機(jī)構(gòu)采用的外槽輪結(jié)合齒輪,這樣能很好的實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動以及和送料機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)構(gòu)的配合,以保證檢測能有條不紊、高效快速、精度較高的進(jìn)行。在一個(gè)周期(5s )內(nèi),為滿足要求,各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況:墊圈內(nèi)徑檢測機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖時(shí)間帀點(diǎn)(“凸輪運(yùn)0.h餡I 咳rtBt1. 0 isw煒性n具二右忖送匸111此時(shí)土社目爍袪宜短曲止 稈詐證羽咅卜出盔聞導(dǎo)寶上囲 壹巧邀2聲2嗓刈上觸拿開九紙坯h凸壯夷在班事止羋何h換甘卜 好啄礎(chǔ)劃好的1-K加坨夏三三電序止花曲自二 戦常劈觀悍耙甘汗站h 0.近炕止1. 250卜66廠2. 50029173. 3333. 750 yr 4.5835. 0
8、0090201AQito210270300360315-凸繪運(yùn)動撥月止功月下片垂總運(yùn)莎墊圏(衽右偉 送帯上)墊圈(在左傳 送芾上)0? 0000,4170. B33034)60基囲善止上片即在一個(gè)周期5s內(nèi),近休止占用時(shí)間為2s,近休止的前1s用于推桿推出檢測完成后的墊圈去相應(yīng)的槽內(nèi)(合格槽、廢品槽、返工槽),后1s用于穩(wěn)定帶輪運(yùn)來的待測墊圈;推程、遠(yuǎn)休止及回程用于墊圈的檢測。3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型三個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照其使用要求我們也各提出了一些方案,照相應(yīng)的工藝進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型表3.3 - 1推料機(jī)構(gòu)選型運(yùn)動方案及評價(jià)送料機(jī)構(gòu)方案A由匹稈機(jī)構(gòu)的些哥白找奈實(shí)貶料的 同做運(yùn)副r黏黯卽的22咱勺W薄:鶴歸
9、和器噩歳13疋料機(jī)構(gòu)方率L優(yōu)點(diǎn):價(jià)月帶輪錢中右齣聯(lián)慕 錯(cuò)總可以實(shí)班寺貝基圈 的匹瘻軻入,以取現(xiàn)證 劃的扭足亞蛙行,理藥 輕決誡益儀氏:皮特環(huán)反帶輪之角藝曹 在打?qū)訒A間題送料機(jī)構(gòu)方案匚相帶甲亜潔二卡剖岸墟節(jié)也片規(guī)彥土 H詢&蛭駅表3-3-2止推銷傳動機(jī)構(gòu)選型序運(yùn)動方案及評價(jià)止推銷間歇運(yùn)動方案A評論:冃外ler+rr上侄銷耳費(fèi)詬盂茁詩動內(nèi)洋代曲:止推錯(cuò)傳動機(jī)構(gòu)方案B復(fù)節(jié)推 曲 詁止社動須還 E來丄一用當(dāng)運(yùn) 性缺點(diǎn):鞭輪的SUJSTZLESj, E摩號竿不是很崗時(shí)間止較難體逗+1表333壓桿升降機(jī)構(gòu)(檢測臺機(jī)構(gòu))選型序 號運(yùn)動方案及評價(jià)1I平你利長凸絶的連綻回轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)檯測臺的上卜往筑運(yùn)砥 凸
10、輪近怵止時(shí)拎利育仔用在示低卓;遠(yuǎn)休止時(shí)檢捌 會祓畔到冒鬲it °伉點(diǎn):絲構(gòu)簡單缺民擊干疔稈絞犬,怎犬薦怎加大了凸縊況J不利 十制造切凸謹(jǐn)啟描較去3.4機(jī)械運(yùn)動方案的選擇以上三個(gè)機(jī)構(gòu)各有三種方案,本可以組織成為27種機(jī)械運(yùn)動方案。從這27種方案中本著符合設(shè)計(jì)條件,各機(jī)構(gòu)之間的相容性以及機(jī)構(gòu)盡可能 簡單的原則,擇優(yōu)選用推料機(jī)構(gòu)方案2、止推銷傳動機(jī)構(gòu)方案1、壓桿升降機(jī)構(gòu)方案2組成墊圈內(nèi)徑檢測裝置的機(jī)械運(yùn)動方案,如表3.4 所示。表3.4墊圈內(nèi)徑檢測裝置運(yùn)動方案推料機(jī)構(gòu)送料機(jī)構(gòu)方案B皿1W優(yōu)點(diǎn);使月帶輕疥沖亦的聯(lián)系傳 石可以實(shí)鞏待刪墊圈醬崔 屢輸入亠以實(shí)珊檢測的抽 豊;盛行,as缺戌:皮帶耳
11、底帶報(bào)之閘會存在 扌1涓的問覺止推銷間歇運(yùn)動方案A帶輪止推銷傳動機(jī)構(gòu)評進(jìn):用外褚槍帶為Lb推銷風(fēng)駭運(yùn)動的樓請構(gòu)件優(yōu)點(diǎn):機(jī)構(gòu)勺並洌惜工豈即F此肚迄於霸加且足苛廈閭霆運(yùn)就些第較入檢測臺往復(fù)運(yùn)動方案R1評價(jià):利住了杠桿放大塚理親:機(jī)松好雜,咸本四、機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的擬定推料機(jī)構(gòu)墊圈內(nèi)徑檢測裝置-丿止推銷傳動機(jī)構(gòu)五、三大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壓桿升降機(jī)構(gòu)推料機(jī)構(gòu)是整個(gè)裝置中負(fù)責(zé)將待檢測的工件傳送到檢測位置的機(jī)構(gòu)。它需要在運(yùn)動規(guī)律上和控制止動銷的止動機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)構(gòu)相互配合才能完成此裝 置的工作要求。為了使工作周期易于控制,我們決定由皮帶輪傳動來達(dá)到運(yùn)送工件的目的,且其可以循環(huán)往復(fù)無間斷的來進(jìn)
12、給墊圈。機(jī)構(gòu)由齒輪來傳動,因?yàn)槠涔β?范圍大、傳動效率高的特點(diǎn)正好符合我們的需要。從所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中我們得知:原動件的轉(zhuǎn)動周期為1/24S,而檢測周期為5s,因此推料機(jī)構(gòu)的齒輪系的傳動比需為120 : 1,這要由多級齒輪傳動來 實(shí)現(xiàn)。下為推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡圖推料機(jī)構(gòu)齒輪系筒圖y畑§迄其中:乙=乙2 =18;Z2=54;Z3=72;乙二 90;Zg=34;Zs=68傳動比 ii5=Z2Z3Z4Z5/ZiZ2 3 4Z 54*72*90*68/18*18*18*34=120/15.2、壓桿升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壓桿升降(檢測臺)機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案示意圖杠桿推程位移放大機(jī)構(gòu)檢測臺機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案簡圖電動機(jī)14O
13、r/min .一.控制壓感探頭的凸輪設(shè)計(jì):采用5次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律的凸輪,以防止產(chǎn)生剛性沖 擊和柔性沖擊。以下是推桿回程的計(jì)算過程:周期:T=5s;基圓半徑=50mm推程:44.4mm推程運(yùn)動角:3 O=4n/15 ;回程運(yùn)動角:3 0=4 n /15 ;遠(yuǎn)修止角二n 2/3 ;近修止角4/5 ;計(jì)算公式:s=G+ Ci8 2+ Ca3 ' + C48 4+ Cs8 5;234v= C 1W+2 C2W+3 Csw8 2+4 C4w8 3+5 C5w8 s222223a=2 C 2W+6 C3w 8+12 C4w 8 +20 C5w 8 ;在始點(diǎn)處:8 =0,s=0,v=0,a=0 ;在
14、終點(diǎn)處:8 =8 o ,s=h,v=0,a=0 ;分別代入方程得到:Co=Ci=C2=O C3= 10h/ 8 o3C 4= -15h/ 8 o4C s=6h/8 05位移:s=10h8 3/ 8 3o-15h8 78 4o+6h8 V 8 5o ;速度:v=12n h 8 2/ 8 3o-24 n h 8 3/ 8 “+1211 h 8 7 8 5o;加速度:a=48 n 8 /5 844 n 8 75 8 s+96 nh 8 3/5 8 5。5.3、止推銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如上圖所示,發(fā)動機(jī)帶動齒輪傳動,再借助帶輪傳動外槽輪,夕卜槽輪再經(jīng)由齒輪傳動止推銷,最終實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動。止推銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)
15、簡圖:止推銷傳動方案止推銷傳動比計(jì)算如下:如上圖:Zi=Z» =z = ; Z2=54; Z3=72; Z4=90; Zs=36; Z6=18帶輪主被動傳動比是1 :2,外槽輪主被動傳動比是1 :4傳動比 i 1 g=(Z2Z3Z4 Z6/Z1Z2' 35) *2/1 *4/1 =240/1止動銷機(jī)構(gòu),由外槽輪控制其運(yùn)動規(guī)律。外槽輪的間歇運(yùn)動特性 很好的實(shí)現(xiàn)了止推銷的間歇運(yùn)動特性,在外槽輪主動件槽輪桿的帶動下,被動槽輪進(jìn)行間 歇運(yùn)動,再在傳動齒輪的作用下,將其運(yùn)動特性傳遞給了止推銷。經(jīng) SOLIDWORKS運(yùn)動算例分析可得出外槽輪的角位移一一時(shí)間曲線圖。六、總機(jī)械運(yùn)動方案評價(jià)
16、經(jīng)小組的一起努力,機(jī)械運(yùn)動方案最終敲定,并建模、裝配、試運(yùn)行。過程中不免有疑惑、坎坷,綜合評價(jià)該檢測裝置,該裝置止動銷、壓桿、推料機(jī)構(gòu) 精確地配合運(yùn)動,符合每5秒檢測一個(gè)墊圈的技術(shù)要求,檢測的探頭對工件的 沖擊較小,總的來說該設(shè)計(jì)符合技術(shù)要求??赡芪覀兿氲倪€不夠仔細(xì),或許會有 更好的方案,希望老師能斧正。七、設(shè)計(jì)小結(jié)作為大學(xué)生以來第一次的課程設(shè)計(jì)終于完成了,經(jīng)過了幾天的分析、計(jì)算 和繪制,經(jīng)過了團(tuán)隊(duì)合作和各自的思考,經(jīng)過了之前的無從下手和有所領(lǐng)悟,課 程設(shè)計(jì)總算完成了。這是分工協(xié)作的的成果:陸世杰負(fù)責(zé)傳動機(jī)構(gòu)的配合,陳 遠(yuǎn)強(qiáng)負(fù)責(zé)零件的建模,謝克成負(fù)責(zé)說明書的制作。當(dāng)然我們并不是等到各個(gè)部 分的
17、設(shè)計(jì)完成之后再將其合并匯總,交流和討論貫穿了設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。在這次 課程設(shè)計(jì)中,我們遇到的問題和經(jīng)驗(yàn),成為了我們走向外門世界的路上的首次嘗 試,使原本崎嶇不平的道路變得饒有興致。在未來的學(xué)習(xí)當(dāng)中,我們?nèi)孕枰3肿‖F(xiàn)在這份熱情,將困難熔進(jìn)身體,使之成為自己與外界抗衡的資本。八、團(tuán)隊(duì)小結(jié)其實(shí)從一開始,我們根本無從下手,面對突如其來的首次課程設(shè)計(jì),我 們都像無頭蒼蠅似地亂撞,可經(jīng)過這么多天的不懈努力探索,我們機(jī)械原理課程 設(shè)計(jì)的墊圈內(nèi)徑檢測裝置終于完成了。單靠一個(gè)人來搞一個(gè)設(shè)計(jì)真的是很難,不是說一個(gè)人搞不定,而是有時(shí) 候考慮很欠缺全面,針對不同的問題,我們每一次激烈的爭執(zhí)都很受益匪淺。 總之,我們一路走來,歷盡千辛萬苦,克服重重難題,有過分歧,有過佩服, 可最終我們堅(jiān)持了下來,取得了成功!體會有很多,主要有以下幾點(diǎn):1. 讓我們充分地認(rèn)識到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。原本我們盡可呆在宿舍里 面埋頭做設(shè)計(jì),可是如此浩瀚的工作量在短時(shí)間內(nèi)由一個(gè)人完成幾乎是不可能 的。在合理的分工后,我們又有很多協(xié)作,遇到問題 大家一起商量,當(dāng)想出一個(gè) 好方案后那種喜悅的心情我們一起分享!2. 是一次可以說是逼人不得不學(xué)習(xí)的一個(gè)好方法。
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