健身球检验分类机

学号：课程设计题目健身球检验分类机学院机电工程学院专业机械工程及自动化班级姓名指导教师2011年12月5日武汉理工大学机械原理课程设计说明书第1页共20页目录1设计任务书......................................................................................................................01.1设计题目..................................................................................................................01.2初始条件..................................................................................................................01.3设计任务.................................................................................................................01.4设计提示.................................................................................................................12主运动机构的选择与比较..............................................................................................12.1进料机构..................................................................................................................12.2送料机构.................................................................................................................32.3检验机构..................................................................................................................42.4接料机构..................................................................................................................53主运动机构的尺度综合..................................................................................................74机械系统运动方案的拟定..............................................................................................94.1进料机构方案拟定..................................................................................................94.2检测送料机构方案拟定........................................................................................104.3接料机构方案拟定................................................................................................105.机构的运动力分析与部件设计........................................................................................115.1滑块速度分析........................................................................................................115.2滑块加速度分析...................................................................................................125.3接料速度分析.......................................................................................................135.4接料加速度分析...................................................................................................146机械系统运动循环图....................................................................................................147运动方案布置图及机械运动简图................................................................................158参考资料........................................................................................................................159课程设计小结................................................................................................................16第1页共15页1设计任务书1.1设计题目：健身球检验分类机所设计健身球自动检验分类机，是将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。1.2初始条件健身球直径范围为40~46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。1.40第一类422.42第二类443.44第三类46其他技术要求见表1：表1健身球分类机设计数据方案号电动机转速r/min生产率（检球速度）个/minA144020B96010C720151.3设计任务（1）健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构和连杆机构在内的三种机构。至少设计出三种能现该分类机运动形式要求的机构，绘制所选机构的机构示意图（绘制在说明书上），比较其优缺点并最终选出一个自己认为最合适的机构进行机构综合设计，绘制出其机构运动简图。（2）设计传动系统并确定其传动比分配。（3）图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图。（4）图纸上画凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮廓线和从动件的初始位置）；要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓线。（5）设计计算其中一对齿轮机构。（6）同一小组内，每人至少有一种与别人不一样的机构设计方案。（7）以上所要求绘制的图形均绘制在一张一号图纸上。武汉理工大学机械原理课程设计说明书第1页共20页（8）编写设计计算说明书（15页以上）。1.4设计提示健身球自动检验分类机是创造性比较强的一个题目，可以有多种运动方案实现。一般的思路在于：（1）球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于等于42mm的求直接落入第一个接料口，直接大于42mm的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。以此类推。（2）球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。（3）此外，需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。可由曲柄滑块机构、草轮机构等实现。2主运动机构的选择与比较2.1进料机构序号方案原理图评价1用圆柱凸轮机构来作为传动构件，以实现进料。优点：传动平稳，更好的控制小球的初速度。缺点：制造加工难度较大。武汉理工大学机械原理课程设计说明书第2页共20页2用曲柄滑块机构来作为传动构件，以实现进料。优点：可以更好的推动小球，使小球顺利过去。机构简单，加工难度较低。缺点：速度不稳定且难以控制。3每个检验槽出口大小不一样，依次从小到大。优点：机构简单。缺点：健身球易卡在检验槽里。往复运动较平凡。武汉理工大学机械原理课程设计说明书第3页共20页2.2送料机构序号方案原理图评价1采用凸轮平底从动件作为送料机构。优点：能较好的完成了间歇推动小球。缺点：凸轮设计较为麻烦。2槽轮实现接料的间歇运动。优点：可以更好地控制接料盘的速度缺点：加工比较困难武汉理工大学机械原理课程设计说明书第4页共20页2.3检验机构序号方案原理图评价1立式：每个检验槽出口大小不一样，依次从大到小。凸轮机构从动件不管怎么运动，都要挡住落下来的健身球，使它们能间歇的进入接料槽内。优点：占地面积较小。缺点：检料出口磨损较大看，送料形成过大。2卧式：每个检验槽出口大小不一样，依次从小到大。优点：占地面积较小。缺点：检料出口磨损较大。武汉理工大学机械原理课程设计说明书第5页共20页3卡门式：采用凸轮机构，通过凸轮运动控制孔的大小。优点：此方案健身球和装着磨损均较小。缺点：凸轮设计较为麻烦。2.4接料机构序号方案原理图评价1健身球通过接料机构,平稳进入各自对应的收集容器。武汉理工大学机械原理课程设计说明书第6页共20页2通过螺旋状排列，让健身球平稳的经过接料机构。优点：运动平稳，防止健身球在接料过程中卡死。缺点：制造加工难度较大，机构所需空间较大。综上所述，一共有五种方案。选取其中最好的方案：流程所选机构进料方案2送料方案2检测方案3接料方案1武汉理工大学机械原理课程设计说明书第7页共20页3主运动机构的尺度综合电机的转速为1440r/min,而分类机要求的测量效率为20个/每分钟，求的电机到接料盘的传动比为：72min/201440ri,取模数为2.5，武汉理工大学机械原理课程设计说明书第8页共20页查资料可知蜗轮蜗杆的传动比设计范围为0——80，取Z1=2,Z2=48,再取Z3=20，Z4=60，如此设计符合要求的传动比。槽轮运动角：120度转臂运动角：60度转臂圆销数：1槽底高：0.8槽顶高：40圆销的回转半径：70武汉理工大学机械原理课程设计说明书第9页共20页4机械系统运动方案的拟定4.1进料机构方案拟定进料送料机构是整个装置中负责将待检测的工件传送到检测位置的机构。在运动规律上，它需要和检验机构、接料机构相互配合才能完成此装置的工作要求，机构由齿轮来传动，因为其功率范围大、传动效率高的特点正好符合我们的需要。为了使工作周期易于控制，并且便于将健身球平稳送至检测结构，我们决定用曲柄滑块来达到运送工件的目的，且其可以循环往复的运送健身球。武汉理工大学机械原理课程设计说明书第10页共20页4.2检测送料机构方案拟定