机械原理课程设计健身球自动检验分类机范本

1、机械原理课程设计健身球自动检验分类机目录 TOC o 1-5 h z 第1章设计任务11.1设计题目11.2设计要求1第2章机械运动方案的设计及分析决策22.1方案设计及分析22.2工作原理32.3工作流程4第3章机构尺度综合53.1机构尺寸设计53.2进料机构设计11设计小结14参考书目15第1章设计任务1.1设计题目1）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。（2）健身球直径范围为64046mm，要求分类机将健身球按 直径的大小分为三类。（3）直径范围在6 4042mm的为第一类，直径范

2、围在6 4244mm的为第二类，直径范围在64446mm的为第三类。（4）使用寿命，每年300工作日，每日工作16个小时；（5）在满足行程的条件下，要求推送机的效率高（推程最大 压力角小于35度），结构紧凑，震动噪音小。电动机转速720 （r/min）， 生产率10（个/min ）。1.2设计要求（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 的两种机构。（2 ）设计传动系统并确定其传动比分配。绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图。（4）绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动 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。

3、设计计算其中一对齿轮机构。编写设计计算说明书。第2章机械运动方案的设计与分析决策2.1方案设计方案一：我们认为此检验分类机的主要用途就是将不同直径大小的健 身球分成三类，同时我们还得考虑到健身球是石料所做，故我们 在检验分类的同时应注意到避免健身球损坏。我们提出了如下图 的装置运动。图1运动简图经分析，认为此方案接料装置的速度不易于控制，故放弃此 方案，寻找便于控制的检料装置。方案二：图2运动简图经分析，认为此方案接料装置过于繁琐，故放弃此方案，寻找结构简单的检料装置。方案三图3运动简图该方案的正好弥补了方案一、二的不足，在上滑块将球抵出 的同时下滑块上边缘也正好抵达料道1的口缘处，向下运动时

4、对 球进行检测分类。2.1 工作原理健身球检验分类机工作原理：图4运动方案简图物甘图4运动方案简图物甘3771,2,3,4直齿轮5, 6锥齿轮7, 8 凸轮9弹簧10振荡器11料槽12，13带轮14，15推杆1、优点:(1)设计结构简单，能耗低;设计制造简单;使用解卡振荡器，很大程度上减小健身球互卡的几率;传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小。2、缺点:(1)由于机械机构简单，故精确度不高;(2)振荡器的时候加剧了健身球之间的相互碰撞，同时使机械 运转的噪音加大；3、改进(1)可经过精确的调整振荡器的频率，从而减小噪音;使用摩擦系数较小的导轨，提高选择精度。2.2工作流程第3章机构

5、尺度综合3.1机构尺寸设计（1）电动机：健身球检验分类机原动件采用转速为720r/min的交流电动机。（2）减速器：I IJ2减速机构I_I一卞 款电动机吐II II图5减速机构此分类机采用如图所示的减速器，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。（2.1）皮带传送：带轮图6皮带加速机构如图所示为皮带减速机构，带轮1连接原动件转速为n =720r /min 的交流电动机，皮带2连接齿轮系中的齿轮1， 0皮带1的半径为r1，皮带2的半径为r2，根据皮带传动原理有： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l book

6、mark25 o Current Document n = n 0皮带1与皮带2的转速与半径成反比：n -rrfnrr 21（2.2）齿轮系传动:如图5所示，带轮2与齿轮1同轴传动，齿轮1与齿轮2啮合传动，齿轮2与齿轮3同轴传动，齿轮3与齿轮4啮合传动，齿轮4与直齿锥同轴连接，根据齿轮系传动原理有： TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark28 o Current Document nzn 1z2n = nz 3z 2n-z4nV z 3由上式可得:n rzz nz由上式可得:n rzz nz 4 一 0 113（2.3）直齿锥齿轮:图7直尺锥齿轮传动如图7所示，直

7、齿轮4与直齿锥齿轮5、凸轮7 （见图4）同轴传动，直齿锥齿轮5与直齿锥齿轮6垂直啮合，直齿锥齿轮6与凸轮8同轴连接（见图4），根据齿轮传动原理有：nz 5一七(6)(7)由凸轮8与直齿锥齿轮同轴传动有:(7)n - n 根据提供的原动件转速为n0 720r/min的交流电动机与课程 设计要求，在n0的前提下，设计机器的生产率为10 个/min,设计的 凸轮滑块结构实现凸轮转动一圈完成一个健身球的检测，能够得到凸轮8的转速为:J n7 = 10r/min =噩=:/ S同时，齿轮4与齿轮7是同轴传动，故n n = 720r /min =720兀=24nrad / s30根据公式（4）能够得出:r

8、zzrz zn = 113 n = 24 i i 3 nrad / s z 4 r z z 0 r z z TOC o 1-5 h z 2 2 42 2 4因此由上两式能够得出：rzz_ 1rz 2 z 472根据1比72的比例关系，我们选取适当的皮带轮半径和齿轮齿数d =1 X 1 X 1 = -1rz 2 z 48 3 372故我们得出：r = 8r, z = 3z，z = 3z212143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1、表2：表1皮带轮参数带轮1带轮2皮带轮半径（mm）100800表2各齿轮参数模数（mm）压力角（） 齿数（个） 直

9、径（mm） 分锥角（）齿轮152020100/齿轮252060300/齿轮352020100/齿轮452060300/直齿轮5,65204020090(3)凸轮推杆滑块与料槽、检料装置凸轮推杆滑块图8检料装置运动图如图8所示，齿轮4与凸轮7同轴传动，凸轮7与杆1、滑块 1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与凸轮8的转速相同，设计滑块2将待测 球推入检测装置的同时，滑块1在*的高度接入待测球进入相应 尺寸料道，建立滑块1与滑块2的同步运动机制，根据检料装置的尺寸设计（见表3）,可建立滑块1与滑块2的运动规律图:滑块1、2的运动规律如图9所示：图9推杆运动

10、规律图基圆半径,。，角速度3,从动件的运动规律如图11，设计该凸 轮轮廓曲线。由齿轮4与凸轮7同轴传动有：3 = 0 = n rad / s设计该凸轮的基圆半径,。与到,4 :r = 100 mm t = 0.75s t = 1.5s t = 5.25s t = 6s则凸轮进程运动图如图10所示：按对心平板直动从动件盘形凸轮作出廓线一理论廓线。图11凸轮廓线设计图凸轮7与杆1、滑块1构成凸轮滑块传动机构，在凸轮7的 带动下，滑块1由于杆1的约束做图9所示的运动，设计滑块1 为金属滑块，在重力的作用下，保证凸轮回程的同时滑块与杆 同下降，回到起点。（4）检料装置与收集箱图12检料装置图在检料箱体

11、中，滑块1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，小球先检测， 接着检测中球，大球最后检测，料道尺寸设计稍大于46mm，为了 使球能够快速稳定地经过料道尺寸检测，设计轨道与水平夹角 为：a= 30根据课题设计要求可设置相应尺寸大小如表4：表3检料装置料道尺寸料道1料道2料道3料道直径（mm）424447设置滑块轨道有关尺寸为:h = 125mm h = 64.3mm h = 10mm h = 20mm3.2进料机构设计：进料机构为使送料机构能够顺利而方便的送料，进料口每次只能下一 个原料球，而且在进料机构外壁加装了振荡装置，使小球能顺利 落下。图13进料

12、装置图14进料装置送料凸轮（2）料槽装置料槽- 振满器图15料槽装置简图如图15所示为料槽结构，其中槽体的高度h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a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a角度过小，则球之间互相压力 增大，健身球流动性下降。因此，30V a V45。对于导管直径，为了保证良好的流动性d应该大于最大球的 直径，并保证12mm的盈余空间；但也不宜过大，过大尺寸的直 径d容易造成球体之间的相互摩擦力增加，造成导管的堵塞。考虑到待测球在漏口堵塞情况，设置了如图16的振荡器装置图16振荡器简图为了防止料槽中

13、，健身球堵塞，本装置使用了如图16所示的 振荡器。本振荡器使用电动机2来带动偏心轮1转动，由于偏心 轮质心偏离转动中心，因此产生振动的效果。把振荡器安装于料 槽壁上带动料槽振动，使料槽中健身球的流动性得到加强，很大 程度的减小了健身球被卡住的几率。（4）进料推杆滑块与检料推杆滑块的协调为了能够保证进料机构在将健身球送出的同时，检料正好接 住健身球，我们就将进料推杆滑块与检料推杆滑块的进程协调统 一起来，如下示意图所示：11图17进料推杆滑块与检料推杆滑块协调进程示意图 如图中所示意，进程七与进程要求相等，即：S S另外，在滑块2的前端，我们认为能够留有在010mm范围内的距 离差距，因为考虑到

14、健身球的形状以及其重力作用，其能够按照 预想的路程进行检料。为了避免因运动而逐渐产生更大的误差，我们预先设计两各 凸轮滑块的初始位置分别在料道1下口缘和右平面最左端，即 A、B两处。设计小结机械原理课程设计马上就要结束了，虽然只有两个星期的时 间，可是在这次课程设计过程中我们学到了不少东西，得到了很 好的锻炼。它不但使我们平时所学的一些理论知识运用到了实 际，培养了我们运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决 工程实际问题的能力，而且，还使我们加深了对各类机械机构的 认识，学会了利用程序分析设计各类凸轮机构，真正做到了学以 致用，而且提高了我们对CAD画图，Word文档排版编辑的能力 以及诸

15、多方面的能力，这次设计是个综合性设计。在这次课程设 计的过程中，我们真正体会到了设计工作的严谨性和自己很多方 面知识的不足。刚开始，我们根本无从下手，好在有老师的耐心 讲解和指导，我们才结合自己平时的理论基础，一步一步地完成 了这次课程设计。同时，这次设计更好地锻炼了我们在处理问题 时的团队协调合作能力，培养了我们的团队精神，对具体任务的 分工协作精神。总之，在这次课程设计过程中，我们受益匪浅。 我们相信经过越来越多的实践体验，我们一定能更好地掌握机械 专业各方面的知识。参考书目孙桓，陈作模，葛文杰编著，机械原理，北京高等教育出 版社，.5。牛鸣岐，王保民，王振甫编著，机械原理课程设计手册， 重庆大学出版社，.11。王三民主编.机械原理与设计课程设计.北京：机械工业出版 社， 邹慧君主编.机械原理课程设计手册.北京：高等教育出版社，1998陆