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第1页第1页目录第一章功能与设计要求...................................................................................21.1功能要求..................................................................................................................21.2工作原理..................................................................................................................21.3功能分解..................................................................................................................21.4功能原理的工艺过程分解......................................................................................3第二章机械系统的选择与比较....................................................................52.1电动机的选取..........................................................................................................52.2传动机构的选取与比较..........................................................................................52.3执行机构的选取与比较..........................................................................................72.4构件的运动形式......................................................................................................92.5机械系统运动转换功能图......................................................................................92.6用形态学矩阵法创建机械系统运动方案............................................................10第三章尺寸设计................................................................................................113.1电动机....................................................................................................................113.2减速装置................................................................................................................113.3皮带传动................................................................................................................123.4齿轮系传动............................................................................................................133.5直齿锥齿轮............................................................................................................133.6检料机构................................................................................................................153.7送料机构................................................................................................................163.8凸轮机构................................................................................................................18第四章方案分析与评价.................................................................................204.1优点........................................................................................................................204.2缺点........................................................................................................................204.3改进........................................................................................................................21附录............................................................................................................................22总结............................................................................................................................28参考文献...................................................................................................................29第2页第2页第一章功能与设计要求1.1功能要求具体设计要求如下：健身球检验分类机能够实现进球、送球、检测球、接球的一体化功能。健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。1.ф40mm≤第一类≤ф42mm2.ф42mm第二类≤ф44mm3.ф44mm第三类≤ф46mm1.2工作原理健身球检验分类机是由进料机构、送料机构、接料机构以及电动机组成。进料机构是持定量的健身球，以直线、间歇的运动过程进球；送料机构是在往复直线运动过程中，运用曲柄滑块或者凸轮推杆使健身球能持续定量的进入工作台相对应的小槽内，根据效率要求，让健身球每6秒钟进入一个，使工作持续稳定进行；检验机构是由上往下直径分别为42mm、44mm、46mm的小槽，根据小球能通过而打球不能通过的原理，使健身球直径为40mm至42mm的可以通过第一个孔，使健身球直径为42mm至44mm的可以通过第二个孔，使健身球直径为44mm至46mm的可以通过第三个孔，从而通过孔的大小实现对健身球的检验以及分类；接料装置是在运用接球通道将掉下来的球通过滚槽进入指定的装置，把球按分类装好。1.3功能分解为了实现将健身球自动分类的总功能，可将总功能分解为如第3页第3页下分功能：1.健身球定量进球功能；2.健身球定量送球及定位功能；3.健身球大小检验功能；4.接球功能。其功能逻辑图如下：1.4功能原理的工艺过程分解1.定量进球功能：用曲柄滑块机构实现有规律的往复运动，控制进球速度，当滑块往回运动到进料口时，健身球自动进球，然后滑块定量进球持定量健身球，以直线、间歇的进球。精确检验健身球健身球间歇得掉下来，尺寸最的直接掉进第一个孔，稍大得都卡在那里。运用滑块或偏心轮，把健身球推到第2个孔，然后再把最大的推到最大的孔。接球装置运用接球通道将分类掉下来球通过，然后再用接球仪器将球接住。健身球检验分类机的工作系统定量送球直线往复的运动。运用曲柄滑块机构使健身球能持续的进入工作台相对应的小槽内，使工作能持续稳定进行。第4页第4页向右运动时进料口停止进球，从而使健身球按规律定量进球。其原理如图1.4a所示。图1.4a2.定量送球功能：用曲柄滑块机构实现有规律的往复运动，当滑块向右运动时，将球推入推入送料口，使球进入规定的位置，实现定量送球。其原理图如图1.4a所示。3.检验健身球大小功能：通过孔径的大小，控制进球类型，40mm至42mm的球从第一个孔通过，42mm至44mm的球从第二个孔通过从而达到健身球分类的目的。其原理图如图1.4b所示。4.接料功能：健身球通过不同大小的孔分类后，通过规定的通道，将球送入到指定的接料装置内，从而把分类好的健身球按规定装好。其原理图如图1.4b所示。第5页第5页图1.4b第二章机械系统的选择与比较2.1电动机的选取发动机是是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、汽油机、液压机、气动马达等。电机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易。而健身球检验分类机属于工业批量生产中的应用，考虑实际场景，一般工厂用电220V以上，原动机易选用220v交流电动机，为减少噪音一般不用气动机，从整个设计方案考虑，要达到高产率且减少减速过程机构，宜采用转速较低的电动机。根据要求，我们这里采用的是转速为720r/min的电机。2.2传动机构的选择与比较机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。它们的特点如下表所示：第6页第6页特点寿命应用齿轮传动承载能力和速度范围大；传动比恒定，可获得较大传动比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安装精度要求高，精度低时，运转有噪音；无过载保护作用取决于齿轮材料的接触和弯曲疲劳强度以及抗胶合与抗磨损能力金属切削机床、汽车、起重运输机械、冶金矿山机械以及仪器等蜗杆传动结构紧凑，单级传动能得到很大的传动比；传动平稳，无噪音；可制成自锁机构；传动比大、滑动速度低时效率低；中、高速传动需用昂贵的减磨材料；制造精度要求高，刀具费用贵。制造精确，润滑良好，寿命较长；低速传动，磨损显著金属切削机床（特别是分度机构）、起重机、冶金矿山机械、焊接转胎等带传动轴间距范围大，工作平稳，