南京农业大学——健身球检验分类机

1、南京农业大学工学院机械原理课程设计说明书 课程名称：健身球检验分类机 系：机械系 专 业：机械设计制造及其自动化 姓 名：钱巍 学 号：33109429 年 级：机制94 任课老师：冯祯民 2011年6月7日6月17日目录任务书1 0.1设计题目及原始数据.1 0.2设计方案提示.1 0.3设计任务.1 第一章设计要求2 1.1功能要求2 1.2工作原理以及工艺动作流程图2第二章主要执行结构方案设计3 2.1方案的选择3 2.2健身球检验分类机的工作原理. 4.第三章机器基本组成应用与尺寸设计6 3.1电动机. 6 3.2减速机.6 3.3凸轮推杆滑块.10 3.4检料装置于接料装置.13 3

2、.5进料机构设计.13第四章 偏置曲柄滑块的运动分析14 4.1构件的基本尺14 4.2进料四杆机构与检料推杆机构15第五章 方案分析与评价16 5.1优点16 5.2缺点16 5.3改进.16第六章 总结16参考文献.17任务书 0.1、设计题目及原始数据设计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。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。健身球直径范围为4046mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类：第一类： 4042 ； 第二类：4244；第三类：4446。其他技术要求见下表：（本设计采用的是B方案）表1 健身球分类机设计数

3、据表方案号电动机转速（r/min）生产率（检球速度）（个/min）A144020B96010C720150.2、设计方案提示健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目，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，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个接料口，直径大于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、槽轮机

4、构等实现。0.3、设计任务1.健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构在内的三种机构；2.设计传动系统并确定其传动比分配；3.绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图；4.绘制凸轮机构设计图（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，确定凸轮廓线。盘状凸轮用电算法设计，圆柱凸轮用图解法设计； 5.设计计算其中一对齿轮机构； 6.编写5000字左右的设计计算说明书；第一章 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

5、直径分类。健身球直径范围为4046mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。1. 40 mm第一类42 mm2. 42 mm 第二类44 mm3. 44 mm 第三类46 mm健身球检验分类机由进料机构、送料机构、检验机构、接球机构以及电动机组成。送料机构在往复运动过程中，当送料机构在回行程中末端通过漏斗左边，漏斗中的球将落下一颗占据进料机构在漏斗下的位置，在去行程中机构将球推入检验斜槽中，检验斜槽由上往下直径分别为42mm、44mm、47mm，根据小球能通过而大球不能通过的原理，直径为42mm的将通过第一个孔，而直径为42-44mm的将停留在第一个孔处，通过第二个孔，直径为4446mm的

6、球停留在第二个孔，而通过第三个孔。用检验机构来完成对所有球的检验和分离.1.2工作原理以及工艺动作流程图 持定量健身球，以直线、间歇的进球。定量进球直线往复的运动。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。健身球检验分类机的工作系统定量送球健身球间歇得掉下来，尺寸最小的直接掉进第一个孔，稍大得都卡在那里。精确检验健身球运用推杆下降，把健身球送到第2个孔，然后再把最大的送到最大的孔。运用接球通道将分类掉下来球通过，然后再用接球装置将球接住。接球装置第二章 主要执行结构方案设计2.1 方案的选择方案一 在进行健身球的分类时，主要是通过不同的直径要求来约束小球的

7、运动，首先我们想到了如下的方案 图2-1 方案一此方案中直径最小的球从第一个口中落下，大于此直径的会被推进入下一个轨道，以此类推，从而完成对小球的分类但在对这一机构整体分析时，由于需要两个推杆和凸轮机构，对运动的协调和要求较高，并且检球的效率低，球容易卡在槽中，故最终舍弃此方案。方案二图2-2 方案二 首先通过对下落槽的尺寸的控制，先将最大的球检出。1号2号球落入槽中再通过2，3槽的不同尺寸检出。在整个运动过程中要保证滑块1和推杆的同步，当滑块通过最右端是，推杆刚刚到达略低于顶部的，以防止3号球卡在洞口，并借助后面的球，使三号球进入接球槽，如图所示。图2-32.2健身球检验分类机的工作原理一、

8、健身球检验分类机的基本组成(1)电动机 (2)减速器 （3)曲柄滑块(4)料槽 (5)检料箱体 (6)收集箱(7)皮带轮 (8)直齿锥 （9）凸轮二、机械系统运动方案简图1,2皮带轮 3,4,5,6直齿轮 7凸轮 8,9,10,11锥齿轮 12连杆 13推杆 14滑轮 15料槽图2-4 运动方案简图将待测健身球放入料槽中三、健身球检验分类机工作流程通过导管将料槽中的小球引入带凹槽的导轨中电机通过变速器带动滑块1推动健身球健身球在滑块1推动的作用下由导轨进入检料装置口健身球由滑块2引入检料装置，并跟随滑块2缓慢向下移动，进入各自的合适的轨道中不同类型的健身球沿各自的轨道进入不同的收集箱中 图2-

9、5 健身球检验分类机工作流程 第三章 机器基本组成应用与尺寸设计3.1电动机本健身球检验分类机原动件采用转速为的交流电动机。3.2减速机图3-1 减速装置本分类装置采用图3-1所示的减速器，由传送带和齿轮系构成的减速装置。其中一对齿轮的传动比是有限的，由于本装置需要较大的传动比，固采用轮系来实现。1、 皮带传送：图3-2皮带减速机构如图3-2所示为皮带减速机构，根据传动比的需要，本机构采用平带传动，够使机械的效率保持在在0.98-0.98之间，且寿命比V带长。其基本原理是带轮1连接原动件转速为的交流电动机，皮带2连接齿轮系中的齿轮3，皮带1的半径为，皮带2的半径为，根据皮带传动原理有：= (1

10、)皮带1与皮带2的转速与半径成反比：= (2)二、齿轮系传动：如图2-3所示，带轮2与齿轮3同轴传动，齿轮3与齿轮4啮合传动，齿轮4与齿轮5同轴传动，齿轮5与齿轮6啮合传动，根据齿轮系传动原理有： (3)由上式可得：= (4)三、直齿锥齿轮：图3-3 锥齿轮啮合简图如图4-3所示，直齿轮6与直齿锥齿轮8、凸轮7（见图2-3）同轴传动，直齿锥齿轮8与直齿锥齿轮9垂直啮合，直齿锥齿轮10与11垂直啮合，根据齿轮传动原理有：= (5)= (6) = （7）由凸轮7与直齿锥齿轮同轴传动有：= (8)根据提供的原动件转速为的交流电动机与课程设计要求，在的前提下，设计机器的生产率为10个/min,设计的凸

11、轮滑块结构实现凸轮转动一圈完成一个健身球的检测，可以得到凸轮7的转速为：同时，齿轮6与齿轮7是同轴传动，故则根据公式(4)可以得出：因此由上两式可以得出:根据1比96的比例关系，我们选取适当的皮带轮半径和齿轮齿数故我们得出:,考虑到齿轮大小与传动的合理性，经过比较设计皮带传动结构与齿轮系传动结构的相应参数如表2、表3：表1 皮带轮参数带轮1带轮2皮带轮直径（mm）100200表2各齿轮参数模数(mm)压力角()齿数(个)直径(mm)分锥角()齿轮32202040/齿轮4220160320/齿轮52202040/齿轮6220120240/直齿锥8,9,10,112208016090一对齿轮与一对

12、直齿锥齿轮啮合如图3-4所示： 图3-4直齿轮、锥齿轮啮合简图3.3 凸轮推杆滑块一、凸轮推杆滑块 (一)凸轮推杆滑块如图3-5所示，齿轮6与凸轮7同轴传动，凸轮7与杆13、滑块2形成凸轮滑块传动机构。凸轮尺寸的设计基于该机构从动件的运动规律，由于凸轮7与锥齿轮11的转速相同，设计滑块1将待测球推入检测装置的同时，滑块2在低于最高点处接待测球进入相应尺寸料道，建立滑块1与滑块2的同步运动机制，当滑块2位于最低点时，滑块1位于最左端。检料装置的尺寸设计（见表4）。图3-5 检料装置运动图 表4 检料装置料道尺寸料道1料道2竖直槽宽料道直径（mm）424444设置滑块轨道有关尺寸为：H1为46.7

13、mm,H2为49.7mm, 杆长为（二）凸轮的设计凸轮基圆半径，偏心距e，角速度，设计该凸轮轮廓曲线。由齿轮6与凸轮7同轴传动有： =设计该凸轮的基圆半径，偏心距e： e=30mm 凸轮的各参数如下：r 100mm 0 = t1 0.75s = t2 1.5s = t 5.25s 3 = t4 6凸轮的理论轮廓线设计如下： 凸轮的运动分段图如下：3.4 检料装置与接料装置图3-8 检料装置图在检料箱体中，滑块2的轨道中设有待测球出口料道1、料道2、料道3，料道顺序为尺寸从小到大往下设置，大球先检测，接着检测小球，中球最后检测，料道尺寸设计为44mm，为了使球能够快速稳定地经过料道尺寸检测，设计

14、轨道与水平夹角为：=3.5 进料机构设计：1、 偏置曲柄滑块图3-9 进料机构简图如图3-9所示，曲柄与直齿锥齿轮11同一构件，直齿11与凸轮7具有相同的转速。滑块的行程为240mm，偏距为150mm，行程速比系数为1.4，极位夹角为30度，料槽左端距料道右端 为120mm,滑块长为125mm，以防滑块滑到右端时小球往下掉。二、料槽装置 图3-10 料槽装置简图如图3-10所示为料槽结构，其中槽体的高度可根据待测球数量适度调整。其中槽壁的倾斜角度对槽体和健身球的受力情况有较大的影响。如果角度过大，则健身球整体向下的压力不足，影响了传递的连续性；如果角度过小，则球之间互相压力增大，健身球流动性下

15、降。所以，。第四章 偏置曲柄滑块的运动分析4.1 构件的基本尺寸图4-1图4-2建立如图所示的坐标系，将图4-1的四杆机构分解为原动件和一个二级杆组，如图4-2所示。已知L1=0.09786m,L2=0.2862m,曲柄的转向如图所示，=1.046669r/s，4.2 进料四杆机构与检料推杆机构的协调 为了能保证进料机构再将健身球送入的同时，检料机构刚好到洞口接应小球，我们将推杆与滑块协调起来，如下示意图所示。要保证进程s1与s2相等，另外在滑块的前端要多出1到2毫米，以避免小球卡在洞口。第五章 方案分析与评价5.1 优点(1)设计结构简单，能耗低；(2)设计制造简单；(3)减小了健身球之间的

16、相互碰撞；(4)传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小。5.2 缺点(1)由于机械机构简单，故精确度不高；(2)不适合用于高速分类，工作效率低。 （3）进料装置上可能产生互卡。 （4）44毫米的大球可能会卡在洞口，影响装置的整体运行。5.3改进(1)可使用振荡器，减小进料装置的互卡，但要通过精确的调整解卡振荡器的频率，从而减小噪音；(2)使用摩擦系数较小的导轨，提高选择精度。(3)尽量在44mm的槽口做一个圆弧，并借用滑块的推力。第六章 总结经过十几天的时间，我觉得能做这样的课程设计是十分有意义。在这次实践的过程中学到了一些除技能以外的其他东西,领略到了别人在处理专业技能问题时显示出

17、的优秀品质,更深切的体会到人与人之间的那种相互协调合作的机制,团结合作的重要性，最重要的还是自己对一些问题的看法产生了良性的变化. 在社会这样一个大群体里面,沟通自然是为人处世的基本,如何协调彼此的关系值得我们去深思和体会.在设计的过程中，虽然我们会产生不同的意见，发生一些争执，但我们不会因此而抱怨，而是把我们小组的意见综合分析，最后得出最好的方案。这次设计，我们小组都很努力，每个人都尽到了自己的最大努力，不理解的地方就相互讨论，都不能理解的我们就向老师请教。在这次设计中。我们也要非常的感谢老师的帮助，虽然天气炎热，但还是还是坚持每天来给我们辅导，给我们讲解问你不理解的地方。 作为一名专业学生

18、掌握一门或几门制图软件同样是必不可少的，虽然本次课程设计没有要求用 auto CAD制图，但我却在整个设计过程中都用到了它。用CAD制图方便简洁，易修改，速度快，我们的设计，大部分尺寸都是在CAD上设计出来的。总之，这次设计对我们来说是非常有意义的，对我们今后的学习也是有帮助的。整个设计我们基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。 参考文献【1】孙恒，陈作模，葛文杰 . 机械原理【M】. 7版，高等教育出版社，2009. 【2】牛呤岐，王保民，王振甫 . 机械原理课程设计手册，重庆大学出版社2006.With an external intelligent video an

19、alysis equipment such as SAVIA, can reach the border detection, intrusion, retrograde, count, spraying, intelligent video analysis functions such as occlusion alarm with the video camera. Network video codec technology of the system in accordance with the national standard of SVAC technology require

20、d to implement data collection and Exchange. Video bit rate can be adjusted according to the image quality between 2Mbps-16M bps, to meet the application requirements monitoring process to transfer images. This reservation and municipal public security system, City Emergency Office of network interf

21、aces. Rehabilitation centres for monitoring system monitored by the following areas: key management areas of operating room nursing unit area; Health care corridor areas; crowded public places, toll, pharmacy Windows, medical equipment, warehouse and important protected areas; building access entrance key areas; Office area, important se