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1、廣西科技大學 機械原理課程設計說明書 設計題目：健身球檢驗分類機 學 院：汽車與交通學院 專 業(yè)：車輛工程 班 級：車輛111 設 計 者：***** 學 號：***** 指導老師：***** 2013年7月5日 目錄 第一章 設計要求 1.1設計題目……………………………………………………2 1.2 設計任務……………………………………………………2 1.3 設計提示……………………………………………………3 第二章 方案的選定 2.1 解題思路……………………………………

2、………………3 2.2 不同方案的對比……………………………………………3 第三章 傳動方案 3.1傳動方案的擬定及電動的選擇……………………………6 第四章 主要執(zhí)行結構方案設計 4.1 進料機構……………………………………………………12 4.2 測健身球直徑………………………………………………13 4.3 送料機構……………………………………………………13 4.4 接料機構……………………………………………………13 4.5 工作原理以及工藝動作流程圖……………………………14 課程設計的感受…………………………………………… 14 參考文獻：

3、……………………………………………………………15 第1章 設計要求 1.1 設計題目 （1）設計健身球自動檢驗分類機，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。檢測后送入各自指定位置，整個工作過程（包括進料、送料、檢測、接料）自動完成。 （2）健身球直徑范圍為φ40~46mm，要求分類機將健身球按直徑的大小分為三類。 （3）直徑范圍在φ40~42mm的為第一類，直徑范圍在φ42~44mm的為第二類，直徑范圍在φ44~46mm的為第三類。 其他技術要求見表1： 方案號 電動機轉速 r/min 生產率（檢球速度） 個/min A 1440 20 B 96

4、0 10 C 720 15 表1 健身球分類機設計數據 1.2 設計任務 (1)健身球檢驗分類機一般至少包括凸輪機構、齒輪機構在內的兩種機構。 (2)設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配。 (3)繪制健身球檢驗分類機的機構運動方案簡圖。 (4)繪制凸輪機構設計圖（包括位移曲線、凸輪輪廓線和從動件的初始位置）。要求確定運動規(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)設計計算其中一對齒輪機構。 (6)編寫設計計算說明書。 (7)學生可進一步完成：凸輪的數控加工、健身球檢驗分類機的計算機演示驗證等。 表2為設計任務分配表。 表2 設計任務分配表

5、 學生編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 電動機轉速 A B C A B C A B C 生產率 A B C B C A C A B 1.3 設計提示 健身球自動檢驗分類機是創(chuàng)造性較強的一個題目，可以有多種運動方案實現。一般的思路在于： 1.球的尺寸控制可以靠三個不同直徑的接料口實現。例如：第一個接料口直徑為42mm，中間接料口直徑為44mm，而第三個接料口直徑稍大于46mm。使直徑小于（等于）42mm的球直接落入第一個接料口，直徑大于42mm的球先卡在第一個接料口，然后由送料機構將其推出滾向中間接料口。以此類推。

6、2.球的尺寸控制還可由凸輪機構實現。 3.此外，需要設計送料機構、接料機構、間歇機構等?？捎汕瑝K機構、槽輪機構等實現。 第二章 方案的選定 2.1 解題思路 （1）進料是一個間歇往復運動過程，因此用凸輪機構、四桿機構和圓柱凸輪機構可以設計出相應的進料機構。 （2）題目要求根據球的直徑不同分類，那就捉住直徑的不同設計分類機構進行分類。 （3）根據測出的直徑，設計一個分離機構，從而進行分類。 2.2 不同方案的對比 方案一 方案一：此方案是通過圓柱凸輪機構把健身球從進料口送入到檢驗機構，當健身球直徑為小于42mm時，就掉入1號滑道，再由滑道送入到接球裝置；當球

7、直徑大于42mm時，凸輪帶動推桿將球向上頂，以免卡在槽口，然后再由旋轉葉片將球推到2號驗料槽口，當球符合尺寸要求（42~44mm）時，將進入2號滑道送進接球裝置；當球直徑大于44mm時，凸輪帶動推桿將球上頂，再通過旋轉葉片將球推到3號槽口，然后從3號滑道進入接球裝置。 方案二 方案二：此方案是通過圓柱凸輪機構把健身球從進料口送入到檢驗機構，當健身球被送入驗球口道后，凸輪推動微型開關與健身球相接觸，通過測壓測量健身球直徑，然后感應器做出一些列分析，當健身球的直徑符合第一類（小于42mm），感應器控制1號滑道開關，1號滑道倉門向上打開，健身球通過推桿向下傳送，使健身球通過變道進入1號滑

8、道，從1號滑道送入到接球裝置；當健身球的直徑符合第二類（42~44mm），感應器控制2號滑道開關，2號滑道倉門向上打開，健身球通過推桿向下傳送，使健身球通過變道進入2號滑道，從2號滑道送入到接球裝置；當健身球的直徑符合第三類（大于44mm），健身球沿原軌道進入3號滑道，送入到接球裝置。 對比結果：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，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小球，但是靠重力吃飯總有失效的時候，而且裝置構造復雜，制造比較繁瑣。相對方案一而言，方案二采取了比較智能的方法，是結構簡單化，通過電子檢測直徑進行智能分類，符合現在化的要

9、求，簡化了設備，從而制造容易，成本低。所以方案二比較可行，比較有優(yōu)勢。 第三章 傳動方案 3.1傳動方案的擬定及電動的選擇 （1）皮帶輪 如圖所示為皮帶減速機構，帶輪1連接原動機的轉速為n0=720r/min的交流電電動機，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，根據皮帶傳動原理有： n1 = n0 皮帶1與皮帶2的轉速與半徑成反比： n1/n2 = R2/R1 總圖中所示，皮-1的傳動比為： N1/N2 =3 所以 n2=240r/min 皮-2，皮-3的傳動比均為1 （2）減速箱 如

10、上圖所示，帶輪2與齒輪1同軸傳動，齒輪1與齒輪2嚙合傳動，齒輪2與齒輪3同軸傳動，齒輪3與齒輪4嚙合傳動，根據齒輪系傳動原理有： (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，直齒錐齒輪5與皮-3同軸傳動，直齒錐5與直齒錐6嚙合傳動，根據齒輪系傳動原理有： 根據提供的原動件轉速為n0=720r/min的交流電動機與課程設計要求，在n0的前提下，設計機器的生產率為10個/min,設計的凸輪滑塊結構實現凸輪轉動一圈完成一個健身球的檢測，可以得到凸輪2的轉速為： 同時，齒輪4與皮-3是同軸傳動，故 變速箱根據1比16的比例關系，我們選取適

11、當的皮帶輪半徑和齒輪齒數 故我們得出: 《如上圖》 考慮到齒輪大小與傳動的合理性，經過比較設計皮帶傳動結構與齒輪系傳動結構的相應參數如表1、表2： 表1 皮帶輪參數 帶輪1 帶輪2 帶輪3 帶輪4 帶輪5 帶輪6 帶輪半徑（mm） 100 300 200 200 200 200 表2 各齒輪參數 —— 模數 （mm） 壓力角（） 齒數（個） 分度圓直徑 （mm） 分錐角 （） 齒輪1 5 20 20

12、 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

13、 40 200 90 （4）凸輪設計： 凸輪運動方式如下圖 第四章 主要執(zhí)行結構方案設計 4.1 進料機構 其主要有進料槽、凸輪機構組成。當健身球不斷的從進料槽中進入時，運用凸輪機構，用滑塊間歇的讓球進入，以不至于無法控制球的進入，最終球順著右邊的壁做自由落體運動,落在指定位置。 4.2 測健身球直徑 當健身球進入預定檢測位置后，剛好凸輪將微動開關推向球，測出球的直徑后通過感應器進行分析歸類，控制借料機構變道倉門的開關。此

14、微懂開關設有雙重彈簧，防止凸輪卡住不能運動造成機器的損壞。 4.3 送料機構 當微動開關檢測完健身球直徑后，凸輪控制推桿下降，使健身球下降進入接料機構。 4.4 接料機構 健身球進入接料軌道，在感應器控制下，按照開關開合進行變道進入接收滑道，通過接收減速帶滑入包裝盒進行包裝。 4.5 工作原理以及工藝動作流程圖 持定量健身球，以直線、間歇的進球。 定量進球 直線往復的運動。運用圓柱凸輪機構使健身球能持續(xù)的進入工作臺相對應的小槽內，使工作能持續(xù)穩(wěn)定進行。

15、 定量送球 健身球檢驗分類機的工作系統(tǒng) 健身球間歇得掉下來，凸輪推動微型開關與球接觸進行測量，發(fā)出信號給控制系統(tǒng) 精確檢驗健身球 控制系統(tǒng)進行分類，控制1,2號分球倉門的開關。升降滑塊將球送入滑道，小球進入收貸滑道。 運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。 接球裝置 課程設計的感受 經過了兩個星期的課程設計使我深刻地體會了首次設計的艱辛。課程設計始的第一天，我一點也不知道改干什么，對于自己所按排到的課題一點思路也沒有。而且在設計過程中所遇到的一系列的問題都要通過自己

16、的積極思考和查找資料去解決，由于目前所學的知識還十分的有限所以顯的特別的困難，有的時候其實自己已經作出了錯誤的設計卻不知道。在老師指導下才能把錯誤改正過來。通過本次機械原理課程設計，對機械剛剛有些概念的我來說是受益非淺。不僅運用了機械原理的一些基礎知識外，還加深了對專業(yè)知識的理解和掌握.讓我真真體會到了說和動手做是存在很到的距離的。在以后的工作中，要動手做才會有更大的收獲。在設計的過程中，由于沒有學過畫圖軟件，使我更加難上加難。在設計的同時還要邊學畫圖，所以花的時間就更多，而且有些圖不能準確的表示出來。這是我此次設計中存在的最大問題。不過經過這些天的努力，工作算是成功完成。 機械原理作為機械類專業(yè)的最基本的基礎課程，是一門傳統(tǒng)的基礎學科，內容豐富，涉及面廣，是一切機械制造的基礎，對于機械類專業(yè)的我們必須學好這門課程才能在機械領域生存。 參考文獻： [1]裘建新主編的《機械原理課程設計》.北京:高等教育出版社，2010 [2]孫桓 陳作模 葛文杰 主編的《機械原理》北京：高等教育出版社，2006 20