機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)設(shè)計(jì)

1、目 錄緒論 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書.2 0.1 設(shè)計(jì)題目及原始數(shù)據(jù).30.2 設(shè)計(jì)方案提示.30.3 設(shè)計(jì)任務(wù).31、 設(shè)計(jì)要求.4 1.1功能要求.41.2工作原理.41.3工藝流程圖.4二、機(jī)械系統(tǒng)的選擇及比較.52.1電動(dòng)機(jī)的選擇及比較.52.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇及比較. 6 2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及比較.7三、繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換圖和形態(tài)學(xué)距陣.11 3.1功能轉(zhuǎn)換圖.11 3.2.形態(tài)學(xué)矩陣.12四、健身球檢驗(yàn)分類工作原理及工藝動(dòng)作流程圖.12 4.1健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作流程.12 4.2機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案簡圖.13 4.3健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的基本組成.13五、機(jī)器基本組成應(yīng)用及尺寸設(shè)計(jì).13

2、5.1電動(dòng)機(jī).135.2減速器.135.3傳動(dòng)裝置.145.4凸輪推桿滑塊.175.5檢驗(yàn)裝置與接料裝置.195.6進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).195.7各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖.21六、偏置曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)分析.216.1構(gòu)件的基本尺寸.216.2連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析流程圖.226.3編寫程序.237、 方案分析與評(píng)價(jià).277.1優(yōu)點(diǎn).277.2缺點(diǎn).277.3改進(jìn).27八、參考文獻(xiàn).28九、總結(jié).29附錄一.30附錄二.31附錄三.32附錄四.33機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1設(shè)計(jì)題目及原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。檢測(cè)后送入各自指定位置，整個(gè)工作過程（包括進(jìn)料、送料、

3、檢測(cè)、接料）自動(dòng)完成。健身球直徑范圍為4046mm，要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類：第一類： 4042 ； 第二類：4244；第三類：4446。其他技術(shù)要求見下表：健身球分類機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）生產(chǎn)率（檢球速度）（個(gè)/min）b96010 1.2設(shè)計(jì)方案提示健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)是創(chuàng)造性較強(qiáng)的一個(gè)題目，可以有多種運(yùn)動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)。一般的思路在于：1.球的尺寸控制可以靠三個(gè)不同直徑的接料口實(shí)現(xiàn)。例如：第一個(gè)接料口直徑為42mm，中間接料口直徑為44mm，而第三個(gè)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(gè)接料口，直徑大于42mm的球先卡在第一個(gè)接

4、料口，然后由送料機(jī)構(gòu)將其推出滾向中間接料口。以此類推。2.球的尺寸控制還可由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。3.此外，需要設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等。可由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)1.健身球檢驗(yàn)分類機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)；2.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配，并在圖紙上畫出傳動(dòng)系統(tǒng)圖；3.圖紙上畫出健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖；4.圖紙上畫凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（包括位移曲線、凸輪廓線和從動(dòng)件的初始位置）；要求確定運(yùn)動(dòng)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。盤狀凸輪用電算法設(shè)計(jì)，圓柱凸輪用圖解法設(shè)計(jì)；5.設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)；

5、6.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書；7.可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工，健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。1、 設(shè)計(jì)要求1.1功能要求具體設(shè)計(jì)要求如下：健身球檢驗(yàn)分類機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)球、送球、檢測(cè)球、接球的一體化功能。健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。健身球直徑范圍為4046mm，要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類。 1. 40 mm第一類42 mm 2. 42 mm 第二類44 mm 3. 44 mm 第三類46 mm1.2工作原理健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的工作原理是由進(jìn)料機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)以及電動(dòng)機(jī)組成。進(jìn)料機(jī)構(gòu)是持定量的健身球，以直線、間歇的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)球；送料機(jī)

6、構(gòu)是在往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)用曲柄滑塊或者凸輪推桿是健身球能持續(xù)定量的進(jìn)入工作臺(tái)相對(duì)應(yīng)的小槽內(nèi)，讓健身球每6秒鐘進(jìn)入一個(gè)，使工作持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行；檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)是由上往下直徑分別為42mm、44mm、47mm小槽，根據(jù)小球能通過而大球不能通過的原理，健身球先通過直徑為40-42mm的第一個(gè)孔，如果不能滾入，則通過直徑為42-44mm的第二個(gè)孔和直徑為4446mm的第三個(gè)孔，依次類推，直至用檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)來完成對(duì)所有球的檢驗(yàn)和分離；接料機(jī)構(gòu)是在運(yùn)用接球通道將分類掉下來球通過滾槽進(jìn)入指定的裝置，然后再用接球儀器將球接住。1.3工藝流程圖 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的工作系統(tǒng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)持定量健身球，以直線、間歇的進(jìn)球運(yùn)用曲柄滑

7、塊或者凸輪推桿是健身球能持續(xù)定量的進(jìn)入工作臺(tái)相對(duì)應(yīng)的小槽內(nèi)，讓健身球每6秒鐘進(jìn)入一個(gè)，使工作持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行接料機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)健身球間歇得掉下來，尺寸不同球?qū)⑼ㄟ^不同的小槽精確檢驗(yàn)，直至完成檢驗(yàn)送料機(jī)構(gòu)運(yùn)用接球通道將分類掉下來球通過滾槽進(jìn)入指定的裝置二、機(jī)械系統(tǒng)的選擇 機(jī)械系統(tǒng)通常由一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)（有時(shí)又稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）三部分組成如圖： 圖211減速器 2聯(lián)軸器 3電動(dòng)機(jī) 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的來源，其種類很多，有電動(dòng)機(jī)、汽油機(jī)、菜油機(jī)、液壓機(jī)、汽動(dòng)馬達(dá)等。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制方便、維護(hù)容易，一般機(jī)械上大多數(shù)是均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。

8、電動(dòng)機(jī)已經(jīng)是系列化了，通常由專門的工廠按標(biāo)準(zhǔn)系列成批或大量生產(chǎn)。機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)工作的載荷、工作的要求、工作的環(huán)境、安裝的要求及尺寸、重量有無特殊限制等條件，從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，確定具體的型號(hào)。 2.1.2選定電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)的容量選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常的工作，或使用電動(dòng)機(jī)因長期的過載而過早損壞；容量過大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且常常不在滿載下運(yùn)行，其效率和功率的因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。電機(jī)的容量的主要由電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況決定。 工作機(jī)所需工作

9、功率，應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算得來的，可按下式計(jì)算： 其中：t工作機(jī)的阻力矩，； n工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，；傳動(dòng)裝置的總效率組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之積，即 其中： 分別為軸承、齒輪、斜齒輪的傳動(dòng)效率。經(jīng)過綜合考慮決定選用y132m26型號(hào)電動(dòng)機(jī)，它傳動(dòng)平穩(wěn)，操作方便，效率高。 2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇及比較 機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是把原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變及運(yùn)動(dòng)形式的改變的中間裝置。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)最常見的有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等。他們的特點(diǎn)如表1特點(diǎn)壽命應(yīng)用齒輪傳動(dòng)承載能力和速度范圍大；傳動(dòng)比恒定，采用衛(wèi)星傳動(dòng)可獲得很大傳動(dòng)比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高

10、。制造和安裝精度要求高，精度低時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)有噪音；無過載保護(hù)作用取決于齒輪材料的接觸和彎曲疲勞強(qiáng)度以及抗膠合與抗磨損能力金屬切削機(jī)床、汽車、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金礦山機(jī)械以及儀器等蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，單級(jí)傳動(dòng)能得到很大的傳動(dòng)比；傳動(dòng)平穩(wěn)，無噪音；可制成自鎖機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)比大、滑動(dòng)速度低時(shí)效率低；中、高速傳動(dòng)需用昂貴的減磨材料；制造精度要求高，刀具費(fèi)用貴。制造精確，潤滑良好，壽命較長；低速傳動(dòng)，磨損顯著金屬切削機(jī)床（特別是分度機(jī)構(gòu)）、起重機(jī)、冶金礦山機(jī)械、焊接轉(zhuǎn)胎等帶傳動(dòng)軸間距范圍大，工作平穩(wěn)，噪音小，能緩和沖擊，吸收振動(dòng)；摩擦型帶傳動(dòng)有過載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安裝要求不高；外廓尺寸較大；摩擦型帶有滑

11、動(dòng)，不能用于分度鏈；由于帶的摩擦起電，不宜用于易燃易爆的地方；軸和軸承上的作用力很大，帶的壽命較短帶輪直徑大，帶的壽命長。普通v帶 3500-5000h金屬切削機(jī)床、鍛壓機(jī)床、輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和紡織機(jī)械鏈傳動(dòng)軸間距范圍大；傳動(dòng)比恒定；鏈條組成件間形成油膜能吸振，對(duì)惡劣環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，工作可靠；作用在軸上的荷載小；運(yùn)轉(zhuǎn)的瞬時(shí)速度不均勻，高速時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；鏈條工作時(shí)，特別是因磨損產(chǎn)生伸長以后，容易引起共振，因而需增設(shè)張緊和減振裝置與制造質(zhì)量有關(guān)5000-15000h農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油機(jī)械、礦山機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械和起重機(jī)械等 當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)輪時(shí)，由于帶與帶輪間的摩擦（或嚙合），便拖動(dòng)從動(dòng)

12、輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞一定動(dòng)力。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、選價(jià)低廉以及緩沖吸振等特點(diǎn)，在近代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。 圖-帶傳動(dòng) 圖-鏈傳動(dòng)但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。 蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，承載能力較齒輪低，常布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸；同時(shí)，摩擦力大，發(fā)熱大。同時(shí)蝸桿傳動(dòng)在嚙合處有相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)滑動(dòng)速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化，因而摩擦損失較大，效率低。 根據(jù)以上的分析比較，考慮減小噪聲、振動(dòng)等方面的要求的工作條件可以得到，在此采用帶傳動(dòng)。 2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及比較 2.3

13、.1送料機(jī)構(gòu) 方案一：凸輪機(jī)構(gòu) 方案一：所采用的進(jìn)料機(jī)構(gòu)如圖31所示。其主要有進(jìn)料槽、凸輪機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)小球不斷的從進(jìn)料槽中進(jìn)入時(shí)，運(yùn)用凸輪機(jī)構(gòu)，用滑塊間歇的讓球進(jìn)入，以不至于無法控制球的進(jìn)入，最終球順著右邊的壁做自由落體運(yùn)動(dòng),落在指定位置。設(shè)計(jì)要求：凸輪頂端處應(yīng)稍微有點(diǎn)凹朝,以免最下面的球在上面的球的壓力下直接沖出工作臺(tái),造成球進(jìn)入速度不受限制。1進(jìn)料槽 2凸輪機(jī)構(gòu) 圖3-1 方案一運(yùn)動(dòng)簡圖 方案二：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案二：所采用的進(jìn)料機(jī)構(gòu)如圖32所示。功能和方案一一樣，只是送料機(jī)構(gòu)改變，將凸輪換成偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)要求：有急回特性，球的正下方有一個(gè)微小的凹槽，使球下落在槽內(nèi)不會(huì)自行滑動(dòng)，

14、且滑塊將球推出后，滑塊的后半部分能夠堵住進(jìn)料口，不會(huì)使球往下落。1進(jìn)料槽 2對(duì)心滑塊機(jī)構(gòu)圖3-2方案二運(yùn)動(dòng)簡圖 方案的選擇兩種方案都能很好的完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，對(duì)于凸輪機(jī)構(gòu)，它可以是推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且相應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊，但是易磨損，制造較困難。對(duì)于連桿機(jī)構(gòu)，它壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造容易，對(duì)保證工作的可靠性有利。經(jīng)綜合考慮，我們選擇了方案二作為送料機(jī)構(gòu)。 2.3.2 檢料和接料機(jī)構(gòu)方案一 我們認(rèn)為此檢驗(yàn)分類機(jī)的主要用途就是將不同直徑大小的健身球分成三類，同時(shí)我們還得考慮到健身球是石料所做，故我們提出了如下的方案。 圖3-3 方案一運(yùn)動(dòng)簡圖 1檢料機(jī)構(gòu) 2接

15、料機(jī)構(gòu)經(jīng)分析，我們認(rèn)為此方案接料機(jī)構(gòu)的速度不易于控制，而且球從工作臺(tái)掉下容易碰撞、損壞。故我們放棄此方案，尋找便于控制的檢料機(jī)構(gòu)。 方案二 圖3-4方案二運(yùn)動(dòng)簡圖1檢料機(jī)構(gòu) 2接料機(jī)構(gòu)此方案是直徑為42毫米的球落入第一個(gè)洞中，當(dāng)大于此直徑的球來時(shí)，凸輪1將其推入第二個(gè)洞中，如果還不能落入第二個(gè)洞中，則凸輪2將其推入第三個(gè)洞中。經(jīng)分析，此方案會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，因?yàn)榍虻闹睆綉沂獠皇呛艿剑?dāng)球在第一個(gè)洞中時(shí)，推桿無法推動(dòng)球，出現(xiàn)卡死。經(jīng)過綜合考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)出方案三。方案三我們認(rèn)為該方案的正好彌補(bǔ)了以上方案的不足，方便而簡單地對(duì)健身球進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)也能夠?qū)⑺土蠙C(jī)構(gòu)里的滑塊與檢測(cè)機(jī)構(gòu)里的滑塊統(tǒng)一起來運(yùn)動(dòng)。

16、在上滑塊將球抵出的同時(shí)下滑塊上邊緣也正好抵達(dá)料道1的口緣處，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)球進(jìn)行檢測(cè)分類。圖3-5方案三運(yùn)動(dòng)簡圖1檢料機(jī)構(gòu) 2接料機(jī)構(gòu) 綜上考慮，我們選擇了方案三作為檢料和接料機(jī)構(gòu)。三、繪制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖和形態(tài)學(xué)矩陣 3.1功能轉(zhuǎn)換圖 根據(jù)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式，繪制機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如圖3-7所示圖3-7 功能轉(zhuǎn)換圖3.2形態(tài)學(xué)矩陣圖根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖可構(gòu)成形態(tài)學(xué)矩陣，由下表所示的形態(tài)學(xué)矩陣可求出檢驗(yàn)分類機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案數(shù)為： n = 33333= 243圖3-8 形態(tài)學(xué)矩陣圖可由給定的條件，各機(jī)構(gòu)的相容性，各機(jī)構(gòu)的空間布置，類似產(chǎn)品的借鑒和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)等，從中選出若干個(gè)較為實(shí)

17、際可行的方案，然后從選出的若干個(gè)方案中用評(píng)價(jià)方法選出最優(yōu)方案。4、 健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作原理及工藝動(dòng)作流程圖 將待測(cè)健身球放入料槽中4.1健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作流程通過導(dǎo)管將料槽中的小球引入帶凹槽的導(dǎo)軌中電機(jī)通過變速器帶動(dòng)滑塊1推動(dòng)健身球健身球在滑塊1推動(dòng)的作用下由導(dǎo)軌進(jìn)入檢料裝置口健身球由滑塊2引入檢料裝置，并跟隨滑塊2緩慢向下移動(dòng)，進(jìn)入各自的合適的軌道中不同類型的健身球沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中 圖4-1 檢驗(yàn)分類機(jī)工作流程圖 4.2機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案簡圖（大圖見附錄四）圖42健身球檢驗(yàn)分類機(jī)運(yùn)動(dòng)方案簡圖1,2皮帶輪 3,4,5,6直齒輪 7凸輪 8,9,10,11錐齒輪 12連桿 13推

18、桿 14滑輪 15料槽 4.3健身球檢驗(yàn)分類機(jī)的基本組成(1)電動(dòng)機(jī) (2)減速器 （3)曲柄滑塊(4)料槽 (5)檢料箱體 (6)收集箱(7)皮帶輪 (8)直齒錐 （9）凸輪五、機(jī)器基本組成應(yīng)用與尺寸設(shè)計(jì) 5.1電動(dòng)機(jī) 本健身球檢驗(yàn)分類機(jī)原動(dòng)件采用轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)。 5.2減速器圖5-1 減速裝置本分類裝置采用圖5-1所示的減速器，由傳送帶和齒輪系構(gòu)成的減速裝置。其中一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比是有限的，由于本裝置需要較大的傳動(dòng)比，固采用輪系來實(shí)現(xiàn)。5.3傳動(dòng)裝置皮帶傳送 圖5-2皮帶減速機(jī)構(gòu)如圖5-2所示為皮帶減速機(jī)構(gòu)，根據(jù)傳動(dòng)比的需要，本機(jī)構(gòu)采用平帶傳動(dòng)，夠使機(jī)械的效率保持在在0.98-0.98之

19、間，且壽命比v帶長。其基本原理是帶輪1連接原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)，皮帶2連接齒輪系中的齒輪3，皮帶1的半徑為，皮帶2的半徑為，根據(jù)皮帶傳動(dòng)原理有：= (1)皮帶1與皮帶2的轉(zhuǎn)速與半徑成反比：= (2) 齒輪系傳動(dòng)：如圖5-3所示，帶輪2與齒輪3同軸傳動(dòng)，齒輪3與齒輪4嚙合傳動(dòng)，齒輪4與齒輪5同軸傳動(dòng)，齒輪5與齒輪6嚙合傳動(dòng)，齒輪6與直齒錐同軸連接，根據(jù)齒輪系傳動(dòng)原理有： (3)由上式可得：= (4) 直齒錐齒輪：圖5-4 錐齒輪嚙合簡圖如圖5-4所示，直齒輪6與直齒錐齒輪8、凸輪7（見圖3-9）同軸傳動(dòng)，直齒錐齒輪8與直齒錐齒輪9垂直嚙合，直齒錐齒輪10與凸輪11同軸連接（見附圖），根據(jù)齒輪

20、傳動(dòng)原理有：= (5)= (6) = （7）由凸輪7與直齒錐齒輪同軸傳動(dòng)有：= (8)根據(jù)提供的原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)與課程設(shè)計(jì)要求，在的前提下，設(shè)計(jì)機(jī)器的生產(chǎn)率為10個(gè)/min,設(shè)計(jì)的凸輪滑塊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一個(gè)健身球的檢測(cè)（3.3.3），可以得到凸輪7的轉(zhuǎn)速為：同時(shí)，齒輪4與齒輪7是同軸傳動(dòng)，故則根據(jù)公式(4)可以得出：因此由上兩式可以得出:根據(jù)1比96的比例關(guān)系，我們選取適當(dāng)?shù)钠л啺霃胶妄X輪齒數(shù)故我們得出:,考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過比較設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)如表2、表3：表2 皮帶輪參數(shù)帶輪1帶輪2皮帶輪直徑（mm）100200表3 各齒輪參數(shù)模

21、數(shù)(mm)壓力角()齒數(shù)(個(gè))直徑(mm)分錐角()齒輪32202040/齒輪4220160320/齒輪52202040/齒輪6220120240/直齒錐8,9,10,112208016090一對(duì)齒輪與一對(duì)直齒錐齒輪嚙合如圖5-5所示： 圖5-5直齒輪、錐齒輪嚙合簡圖 5.4 凸輪推桿滑塊 5.4.1凸輪推桿滑塊如圖5-6所示，齒輪6與凸輪7同軸傳動(dòng)，凸輪7與桿13、滑塊2形成凸輪滑塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。凸輪尺寸的設(shè)計(jì)基于該機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由于凸輪7與凸輪11的轉(zhuǎn)速相同，設(shè)計(jì)滑塊1將待測(cè)球推入檢測(cè)裝置的同時(shí)，滑塊2在的高度接入待測(cè)球進(jìn)入相應(yīng)尺寸料道，建立滑塊1與滑塊2的同步運(yùn)動(dòng)機(jī)制，檢料裝置的尺寸

22、設(shè)計(jì)（見表4）。圖5-6 檢料裝置運(yùn)動(dòng)圖 表4 檢料裝置料道尺寸料道1料道2料道3料道直徑（mm）424447設(shè)置滑塊軌道有關(guān)尺寸為： 桿長為 5.4.2凸輪的設(shè)計(jì)凸輪基圓半徑，角速度，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。由齒輪4與凸輪7同軸傳動(dòng)有： =設(shè)計(jì)該凸輪的基圓半徑，偏距e： e=30mm 滾子半徑 rt=10mm凸輪的各參數(shù)如圖5-7所示(見附表一)其動(dòng)畫演示如圖5-9所示（見附錄二）根據(jù)凸輪的各參數(shù)以及運(yùn)動(dòng)循環(huán)和推程、回程規(guī)律，可得凸輪的運(yùn)動(dòng)分段如圖5-10（見附表二） 5.5檢驗(yàn)裝置與接料裝置圖5-11 檢料裝置圖在檢料箱體中，滑塊2的軌道中設(shè)有待測(cè)球出口料道1、料道2、料道3，料道順序?yàn)槌叽鐝?/p>

23、小到大往下設(shè)置，小球先檢測(cè)，接著檢測(cè)中球，大球最后檢測(cè)，料道尺寸設(shè)計(jì)稍大于，為了使球能夠快速穩(wěn)定地經(jīng)過料道尺寸檢測(cè)，設(shè)計(jì)軌道與水平夾角為：= 5.6進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.6.1偏置曲柄滑塊圖5-12 進(jìn)料機(jī)構(gòu)簡圖如圖5-12所示，曲柄與直齒錐齒輪11同軸傳動(dòng)，直齒11與凸輪7具有相同的轉(zhuǎn)速。a到c的垂直距離為150mm，滑塊的行程為c1c2=240mm，a點(diǎn)鉸鏈固定后，ac1=188mm,ac2=384,根據(jù)公式得 ab=(ac2-ac1)/2=97.86mm bc=(ac2+ac1)/2=286.2mm行程速比系數(shù)為k=1.4，根據(jù)公式得 極位夾角為=180度x（k-1）/(k+1)=30度。5

24、.6.2料槽裝置 圖5-13 料槽裝置簡圖如圖513所示為料槽結(jié)構(gòu)，其中槽體的高度可根據(jù)待測(cè)球數(shù)量適度調(diào)整。其中槽壁的傾斜角度對(duì)槽體和健身球的受力情況有較大的影響。如果角度過大，則健身球整體向下的壓力不足，影響了傳遞的連續(xù)性；如果角度過小，則球之間互相壓力增大，健身球流動(dòng)性下降。所以，。5.7各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖5-14運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖六、偏置曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)分析 6.1 構(gòu)件的基本尺寸圖6-1圖6-2建立如圖所示的坐標(biāo)系，將圖6-1的四桿機(jī)構(gòu)分解為原動(dòng)件和一個(gè)二級(jí)桿組（rrp），如圖6-2所示。已知l1=0.09786m,l2=0.2862m,曲柄的轉(zhuǎn)向如圖所示，=1.046669r/s。 6.2連

25、桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析流程圖開始輸入已知數(shù)據(jù)j1=0j1=j1+dj調(diào)用單桿運(yùn)動(dòng)分析子程序,計(jì)算b點(diǎn)的位置、速度、加速度調(diào)用rrp桿組運(yùn)動(dòng)分析子程序,計(jì)算e點(diǎn)的位置、速度、加速度及桿4的角速度、角加速度否j1360?是停輸出計(jì)算結(jié)果圖6-3 6.3 編寫程序private sub command1_click()dim b(6), c(6), d(3), t as string pai = atn(1#) * 4 / 180 for fi = 0 to 360 step 10 fi1 = fi * pai call 單桿運(yùn)動(dòng)分析子程序(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.09786, 0, fi

26、1, 1.046669, 0, _ xb, yb, vbx, vby, abx, aby) call rrp運(yùn)動(dòng)分析子程序(1, xb, yb, vbx, vby, abx, aby, 0, 0.15, 0, 0, 0, 0, _ 0.2862, 0, 0, 0, xc, yc, vcx, vcy, acx, acy, fi4, omega4, epsilon4, sr, vsr, asr) t = t + fi1= + str(fi) + vbcrlf t = t + xc(m)= + str(xc) + vbcrlf t = t + vc(m/s)= + str(vcx) + vbcrlf

27、 t = t + ac(m/s2)= + str(acx) + vbcrlf t = t + omega4(rad/s)= + str(omega4) + vbcrlf t = t + epsilon4(rad/s)= + str(epsilon4) + vbcrlf t = t + vbcrlf next fi text1.text = t end sub sub 單桿運(yùn)動(dòng)分析子程序(xa, ya, vax, vay, aax, aay, s, theta, fi, omega, epsilon, _ xm, ym, vmx, vmy, amx, amy) xm = xa + s * cos

28、(fi + theta) ym = ya + s * sin(fi + theta) vmx = vax - s * omega * sin(fi + theta) vmy = vay + s * omega * cos(fi + theta) amx = aax - s * epsilon * sin(fi + theta) - s * omega 2 * cos(fi + theta) amy = aay + s * epsilon * cos(fi + theta) - s * omega 2 * sin(fi + theta) end sub sub rrp運(yùn)動(dòng)分析子程序(m, xb,

29、 yb, vbx, vby, abx, aby, xp, yp, vpx, vpy, apx, apy, _ l2, fi3, omega3, epsilon3, xc, yc, vcx, vcy, _ acx, acy, fi2, omega2, epsilon2, sr, vsr, asr) dim pi, d2, e, f, ycb, xcb, e1, f1, q, e2, f2 pi = atn(1#) * 4 d2 = (xb - xp) 2 + (yb - yp) 2) e = 2 * (xp - xb) * cos(fi3) + 2 * (yp - yb) * sin(fi3)

30、f = d2 - l2 2 if e 2 l2 + l3 or d 0 thengam = atn(sa / ca)else: gam = atn(sa / ca) + piend ifif m = 1 thenfi2 = delta + gamelse: fi2 = delta - gamend ifxc = xb + l2 * cos(fi2)yc = yb + l2 * sin(fi2)ycd = yc - ydxcd = xc - xdif xcd 0 thenfi3 = atn(ycd / xcd)elseif ycd = 0 thenfi3 = atn(ycd / xcd) + p

31、ielse: fi3 = atn(ycd / xcd) - piend ife = (vdx - vbx) * xcd + (vdy - vby) * ycdf = (vdx - vbx) * (xc - xb) + (vdy - vby) * (yc - yb)q = ycd * (xc - xb) - (yc - yb) * xcdomega2 = e / qomega3 = f / qvcx = vbx - omega2 * (yc - yb)vcy = vby + omega2 * (xc - xb)ea = adx - abx + omega2 2 * (xc - xb) - ome

32、ga3 2 * xcdfa = ady - aby + omega2 2 * (yc - yb) - omega3 2 * ycdepsilon2 = (ea * xcd + fa * ycd) / qepsilon3 = (ea * (xc - xb) + fa * (yc - yb) / qacx = abx - omega2 2 * (xc - xb) - epsilon2 * (yc - yb)acy = aby - omega2 2 * (yc - yb) + epsilon2 * (xc - xb)n1: end sub sub atn1(x1, y1, x2, y2, fi) d

33、im pi, y21, x21pi = atn(1#) * 4y21 = y2 - y1x21 = x2 - x1if x21 = 0 then 判斷bd線段與x軸的夾角 if y21 0 then fi = pi / 2 elseif y21 = 0 then msgbox b、d兩點(diǎn)重合，不能確定 else: fi = 3 * pi / 2 end if else if x21 = 0 then fi = atn(y21 / x21) else: fi = atn(y21 / x21) + 2 * pi end ifend ifend subprivate sub command2_cli

34、ck()dim b(6), c(6), d(3), xc1(360), vcx1(360), acx1(360) pai = atn(1#) * 4 / 180 picture1.print 紅色線條表位移 藍(lán)色線條表速度 綠色線條表加速度 picture1.print 機(jī)制081 鄭強(qiáng) for fi = 0 to 360 step 10 fi1 = fi * pai call 單桿運(yùn)動(dòng)分析子程序(0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.09786, 0, fi1, 1.046669, 0, _ xb, yb, vbx, vby, abx, aby) call rrp運(yùn)動(dòng)分析子程序(1, xb

35、, yb, vbx, vby, abx, aby, 0, 0.15, 0, 0, 0, 0, _ 0.2862, 0, 0, 0, xc, yc, vcx, vcy, acx, acy, fi4, omega4, epsilon4, sr, vsr, asr) xc1(fi) = xc vcx1(fi) = vcx acx1(fi) = acx next fi forecolor = qbcolor(0) picture1.scale (-10, 100)-(370, -100) picture1.line (0, 0)-(360, 0), forecolor picture1.line (0, -100)-(0, 100), forecolor forecolor = qbcolor(4) picture1.pset (0, xc1(0) * 10) for fi =