墊圈內(nèi)徑檢測裝置

1、機械原理課程設(shè)計說明書題目：墊圈內(nèi)徑檢測裝置指導(dǎo)老師：學(xué)院：電子信息與機電工程學(xué)院2010年12月 目錄一、 設(shè)計題目及其要求.3二、 題目分析.4三、 運動方案簡介.43.1墊圈檢測裝置功能原理方案 .53.2擬定機構(gòu)的運動形式和運動循環(huán)圖83.3執(zhí)行機構(gòu)選型93.4機械運動方案的選擇14四、 機械傳動系統(tǒng)方案的擬定 . 16五、 三大機構(gòu)的設(shè)計 . 16 5.1、推料機構(gòu)設(shè)計 .16 5.2壓桿運動機構(gòu)設(shè)計 .17 5.3止動銷運動機構(gòu)設(shè)計 .19六、總機械運動方案評價.20七、設(shè)計小結(jié).21八、團隊小結(jié).21九、參考書目.24一、 設(shè)計題目及其要求 設(shè)計墊圈內(nèi)徑檢測裝置，檢測鋼制墊圈內(nèi)徑

2、是否在公差允許范圍內(nèi)。被檢測的工件由推料機構(gòu)送入后沿一條傾斜的進給滑道連續(xù)進給，直到最前邊的工件被止動機構(gòu)控制的止動銷擋住而停止。然后，升降機構(gòu)使裝有微動開關(guān)的壓桿探頭下落，檢測探頭進入工件的內(nèi)孔。此時，止動銷離開進給滑道，以便讓工件浮動。檢測的工作過程如圖所示。當(dāng)所測工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時（圖a），微動開關(guān)的觸頭進入壓桿的環(huán)形槽，微動開關(guān)斷開，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)（圖中未給出），在壓桿離開工件后，把工件送入合格品槽。如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直徑時（圖b），壓桿的探頭進入內(nèi)孔深度不夠，微動開關(guān)閉合，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)，使工件進入廢品槽。如工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時（圖c），微動開

3、關(guān)仍閉合，控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品槽。1工件 2帶探頭的壓桿 3微動開關(guān)a)內(nèi)徑尺寸合格 b)內(nèi)徑尺寸太小 c)內(nèi)徑尺寸太大二、 題目分析墊圈內(nèi)徑檢測裝置，主要的運動過程為：傳動機構(gòu)間歇的將工件送到檢測的位置。在傳送的過程中將被止動銷擋住剛好到所需檢測的內(nèi)徑圓孔到壓桿將要下來的地方，然后壓桿下來檢測內(nèi)徑是否符合要求。在壓桿下來檢測的時間里，微動開關(guān)向右移動檢測墊圈內(nèi)徑是否符合要求。微動開關(guān)檢測完后向左移動，回到其原來所在的。接下來，壓桿和止動銷一起上升回到其原來的地方。傳動機構(gòu)將已檢測的工件送走，并將下一個將被檢測的工件送到檢測處。三、 運動方案簡介 墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下3個機構(gòu)結(jié)合搭配

4、組成：傳動機構(gòu)設(shè)計，壓桿運動機構(gòu)設(shè)計，止動銷運動機構(gòu)設(shè)計。題目所給的設(shè)計數(shù)據(jù)：平墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)： 方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機轉(zhuǎn)速r/min每次檢測時間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mma1010.520214405b1213242.514406c202137314408d30315649608e363766596010經(jīng)小組三人討論，結(jié)合我們設(shè)計的理念與思路(挑戰(zhàn)高難度、高精密性)，為使機構(gòu)的使用性能符合要求，適合本設(shè)計，我們采用方案a.a1010.520214405周期t=5s，角速度=2/t=1.257 rad/s.3.1墊圈檢測裝置功能原理方案的確定序號方案原理圖評價1

5、用桿件機構(gòu)來作為傳動構(gòu)件，以實現(xiàn)檢測。優(yōu)點：機器的結(jié)構(gòu)比較簡單，操作方便缺點：摩擦損耗太大，檢測的精確程度會使用時間的增加而減小，且不能實現(xiàn)大批量化的檢測。2用凸輪和步進送料機構(gòu)作為壓桿傳動和推料機構(gòu)的傳動件。優(yōu)點：能很好的完成檢測的相關(guān)要求，且能實現(xiàn)批量化的檢測，精度也比較高。缺點：機構(gòu)比較復(fù)雜，特別是凸輪，而且同樣也存在摩擦。3利用杠桿放大原理來作為壓桿傳動機構(gòu)的傳動件。優(yōu)點：效率比較高，能實現(xiàn)檢測要求，結(jié)構(gòu)比方案2要稍微簡單些。缺點：沒有解決止推銷的問題。4結(jié)合以上三個方案，我們定出最終方案如左圖所示。推料機構(gòu)、止推銷傳動機構(gòu)、壓桿探頭傳動機構(gòu)都采用了比較好的方案，能保證墊圈內(nèi)徑檢測儀有

6、條不紊的完成批量化檢測的要求，而且檢測的精確性和耐用性也得到了保障。缺點是，制造起來比較復(fù)雜。考慮到檢測的準確性，檢測機構(gòu)的耐用性，以及批量化檢測等要求，我們采用了方案4作為最終方案。3.2擬定機構(gòu)的運動形式和運動循環(huán)圖本墊圈內(nèi)徑檢測裝置中采用了三個執(zhí)行構(gòu)件：推料機構(gòu)、控制止推銷的止動機構(gòu)，壓桿升降機構(gòu)。推料機構(gòu)采用的是帶輪傳動，以實現(xiàn)檢測的批量化進行，提高效益；壓桿升降機構(gòu)的傳動機構(gòu)采用的是凸輪，經(jīng)過計算可精確計算出近休止和遠休止的角度以及相應(yīng)半徑；控制止推銷的止動機構(gòu)采用的外槽輪結(jié)合齒輪，這樣能很好的實現(xiàn)止推銷的間歇運動以及和送料機構(gòu)和壓桿升降機構(gòu)的配合，以保證檢測能有條不紊、高效快速、精

7、度較高的進行。在一個周期（5s）內(nèi)，為滿足要求，各個機構(gòu)的運動情況：即在一個周期5s內(nèi)，近休止占用時間為2s，近休止的前1s用于推桿推出檢測完成后的墊圈去相應(yīng)的槽內(nèi)（合格槽、廢品槽、返工槽），后1s用于穩(wěn)定帶輪運來的待測墊圈；推程、遠休止及回程用于墊圈的檢測。3.3執(zhí)行機構(gòu)選型三個執(zhí)行機構(gòu)按照其使用要求我們也各提出了一些方案，下面按照相應(yīng)的工藝進行執(zhí)行機構(gòu)選型。表3.3.1推料機構(gòu)選型序號運動方案及評價123表3.3.2止推銷傳動機構(gòu)選型序號運動方案及評價123表3.3.3壓桿升降機構(gòu)（檢測臺機構(gòu)）選型序號運動方案及評價1233.4機械運動方案的選擇以上三個機構(gòu)各有三種方案，本可以組織成為27

8、種機械運動方案。從這27種方案中本著符合設(shè)計條件，各機構(gòu)之間的相容性以及機構(gòu)盡可能簡單的原則，擇優(yōu)選用推料機構(gòu)方案2、止推銷傳動機構(gòu)方案1、壓桿升降機構(gòu)方案2組成墊圈內(nèi)徑檢測裝置的機械運動方案，如表3.4所示。表3.4墊圈內(nèi)徑檢測裝置運動方案推料機構(gòu)止推銷傳動機構(gòu)壓桿升降機構(gòu)四、 機械傳動系統(tǒng)方案的擬定推料機構(gòu)墊圈內(nèi)徑檢測裝置止推銷傳動機構(gòu)壓桿升降機構(gòu)五、三大機構(gòu)的設(shè)計5.1、推料機構(gòu)設(shè)計推料機構(gòu)是整個裝置中負責(zé)將待檢測的工件傳送到檢測位置的機構(gòu)。它需要在運動規(guī)律上和控制止動銷的止動機構(gòu)和壓桿升降機構(gòu)相互配合才能完成此裝置的工作要求。為了使工作周期易于控制，我們決定由皮帶輪傳動來達到運送工件的

9、目的，且其可以循環(huán)往復(fù)無間斷的來進給墊圈。機構(gòu)由齒輪來傳動，因為其功率范圍大、傳動效率高的特點正好符合我們的需要。從所給的設(shè)計數(shù)據(jù)中我們得知：原動件的轉(zhuǎn)動周期為1/24s，而檢測周期為5s，因此推料機構(gòu)的齒輪系的傳動比需為120：1，這要由多級齒輪傳動來實現(xiàn)。 下為推料機構(gòu)齒輪系簡圖其中：z1=z2=z3=18; z2=54; z3=72; z4=90; z4=34; z5=68傳動比i15=z2z3z4 z5/z1z2z3 z4=54*72*90*68/18*18*18*34=120/15.2、壓桿升降機構(gòu)設(shè)計壓桿升降（檢測臺）機構(gòu)運動方案示意圖控制壓感探頭的凸輪設(shè)計：采用5次多項式運動規(guī)律

10、的凸輪,以防止產(chǎn)生剛性沖擊和柔性沖擊。以下是推桿回程的計算過程：周期：t=5s；基圓半徑=50mm；推程：44.4mm推程運動角：0=4/15；回程運動角：0=4/15；遠修止角=2/3；近修止角=4/5；計算公式：s=c0+ c12+ c33+ c44+ c55； v= c1w+2 c2w+3 c3w2+4 c4w3+5 c5w4； a=2 c2w2+6 c3 w2+12 c4 w22+20 c5 w23；在始點處：=0，s=0,v=0,a=0；在終點處：=0 ,s=h,v=0,a=0；分別代入方程得到：c0=c1=c2=0 c3= 10h/03 c4= -15h/04 c5=6h/05位移

11、：s=10h3/30-15h4/40+6h5/50 ；速度：v=12h2/30-24h3/40+12h4/50；加速度：a=482h/530-1442h2/540+962h3/550；5.3、止推銷運動機構(gòu)設(shè)計如上圖所示，發(fā)動機帶動齒輪傳動，再借助帶輪傳動外槽輪，外槽輪再經(jīng)由齒輪傳動止推銷，最終實現(xiàn)止推銷的間歇運動。止推銷運動機構(gòu)簡圖:止推銷傳動比計算如下：如上圖： z1=z2=z3=18 ; z2=54; z3=72; z4=90; z5=36; z6=18帶輪主被動傳動比是1:2，外槽輪主被動傳動比是1:4傳動比i16=(z2z3z4 z6/z1z2z3 z5)*2/1*4/1=240/1

12、止動銷機構(gòu)，由外槽輪控制其運動規(guī)律。外槽輪的間歇運動特性很好的實現(xiàn)了止推銷的間歇運動特性，在外槽輪主動件槽輪桿的帶動下，被動槽輪進行間歇運動，再在傳動齒輪的作用下，將其運動特性傳遞給了止推銷。經(jīng)solidworks運動算例分析可得出外槽輪的角位移時間曲線圖。六、總機械運動方案評價經(jīng)小組的一起努力，機械運動方案最終敲定，并建模、裝配、試運行。過程中不免有疑惑、坎坷，綜合評價該檢測裝置，該裝置止動銷、壓桿、推料機構(gòu)精確地配合運動，符合每5秒檢測一個墊圈的技術(shù)要求，檢測的探頭對工件的沖擊較小，總的來說該設(shè)計符合技術(shù)要求?？赡芪覀兿氲倪€不夠仔細，或許會有更好的方案，希望老師能斧正。七、設(shè)計小結(jié)作為大學(xué)

13、生以來第一次的課程設(shè)計終于完成了，經(jīng)過了幾天的分析、計算和繪制，經(jīng)過了團隊合作和各自的思考，經(jīng)過了之前的無從下手和有所領(lǐng)悟，課程設(shè)計總算完成了。這是分工協(xié)作的的成果：陸世杰負責(zé)傳動機構(gòu)的配合，陳遠強負責(zé)零件的建模，謝克成負責(zé)說明書的制作。當(dāng)然我們并不是等到各個部分的設(shè)計完成之后再將其合并匯總，交流和討論貫穿了設(shè)計的整個過程。在這次課程設(shè)計中，我們遇到的問題和經(jīng)驗，成為了我們走向外門世界的路上的首次嘗試，使原本崎嶇不平的道路變得饒有興致。在未來的學(xué)習(xí)當(dāng)中，我們?nèi)孕枰３肿‖F(xiàn)在這份熱情，將困難熔進身體，使之成為自己與外界抗衡的資本。八、 團隊小結(jié)其實從一開始，我們根本無從下手，面對突如其來的首次課

14、程設(shè)計，我們都像無頭蒼蠅似地亂撞，可經(jīng)過這么多天的不懈努力探索，我們機械原理課程設(shè)計的墊圈內(nèi)徑檢測裝置終于完成了。單靠一個人來搞一個設(shè)計真的是很難，不是說一個人搞不定，而是有時候考慮很欠缺全面，針對不同的問題，我們每一次激烈的爭執(zhí)都很受益匪淺。總之，我們一路走來，歷盡千辛萬苦，克服重重難題，有過分歧，有過佩服，可最終我們堅持了下來，取得了成功！體會有很多，主要有以下幾點：1.讓我們充分地認識到了團隊合作的重要性。原本我們盡可呆在宿舍里面埋頭做設(shè)計，可是如此浩瀚的工作量在短時間內(nèi)由一個人完成幾乎是不可能的。在合理的分工后，我們又有很多協(xié)作，遇到問題大家一起商量，當(dāng)想出一個好方案后那種喜悅的心情我們一起分享！2.是一次可以說是逼人不得不學(xué)習(xí)的一個好方法。雖然我們都已經(jīng)學(xué)過了機械原理，機械制圖等等的有關(guān)這方面的科目?？墒俏覀儯繉W(xué)完一個科目，我們往往都會把它拋