機械原理課程設計——墊圈內(nèi)徑檢測裝置

1、梧州學院電子信息工程系機械原理課程設計任務書任務起止日期： 2013 年 12 月 9 日至 2013 年 12 月 21 日止起止時間班 級： 11機械3班 指導老師： 劉兆紅 日 期： 2013 年 12月1 日學生姓名： 學 號： 201301901305 分 數(shù)： 目 錄1設計題目及其要求32、運動方案簡介33、功能分解54選定機構(gòu)方案55. 設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配86. 繪制機構(gòu)的運動簡圖及運動循環(huán)圖107、設計小結(jié)138、總結(jié)14參考書目14141設計題目及其要求設計墊圈內(nèi)徑檢測裝置，檢測鋼制墊圈內(nèi)徑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)

2、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)

3、a)內(nèi)徑尺寸合格 b)內(nèi)徑尺寸太小 c)內(nèi)徑尺寸太大 2、運動方案簡介 墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下4個機構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動機構(gòu)設計，壓桿運動機構(gòu)設計，止動銷運動機構(gòu)設計，微動開關(guān)運動機構(gòu)設計。題目所給的設計數(shù)據(jù)：表1 內(nèi)徑檢測裝置設計數(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公稱直徑/mm內(nèi)徑/mm外徑/mm厚度/mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E363766596010經(jīng)小組討論，為使機構(gòu)的使用性能符合要求，適合本設計，我們采用方案D，如下：C202137314408在一個周期內(nèi)，滿

4、足要求，各個機構(gòu)的運動情況：傳動機構(gòu)壓桿運動機構(gòu)止動銷運動機構(gòu)微動開關(guān)運動機構(gòu)02s01s傳送工件停在最高點停在最高點停在最左邊11.5s下降1.52s停在最低點23.5s停下降停在最低點停在最左邊3.56.5s3.54.5s停檢測停在最低點右移4.55.5s檢測5.56.5s左移6.58s停上升上升停為使各個機構(gòu)滿足上述要求，傳動機構(gòu)的控制采用間歇機構(gòu)，壓桿運動機構(gòu)和止動銷的運動匹配要求嚴格，則兩者用凸輪軸連接。微動開關(guān)機構(gòu)的控制采用凸輪機構(gòu)。3、功能分解4選定機構(gòu)方案推料機構(gòu)止動銷傳動機構(gòu)壓桿升降機構(gòu)5. 設計傳動系統(tǒng)并確定其傳動比分配推料機構(gòu)的傳動比分配止動銷的傳動比分配6. 繪制機構(gòu)的

5、運動簡圖及運動循環(huán)圖運動循環(huán)圖機構(gòu)的運動簡圖6.1設計的凸輪：安裝凸輪時應注意凸輪開始轉(zhuǎn)動時應先遠休2秒，然后再回程來測量墊圈的內(nèi)徑，故應把凸輪應安裝如上圖所示的位置；推程時推桿的運動規(guī)律和回程時的運動規(guī)律完全一致，各種參數(shù)均相同。止動銷機構(gòu)，由凸輪控制其運動規(guī)律。凸輪類型：對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)。凸輪機構(gòu)在在周期為8s的一個周期內(nèi)的運動規(guī)律為：（0s時在最高處） 01s1s1.5s1.5s6.5s 6.5s8s停下降停上升凸輪機構(gòu)分析：6.2、微動開關(guān)機構(gòu)設計微動開關(guān)機構(gòu)：由凸輪控制其運動；凸輪類型：幾何封閉的凸輪機構(gòu)；該機構(gòu)在一個周期的運動規(guī)律：03.5s3.5s4.5s4.5s5.

6、5s 5.5s6.5s 6.5s8s靜止過來檢測回去 靜止7、設計小結(jié)這次課程設計是我們第一次獨立地對一個完整的機械進行設計。當我們看到課程設計任務書的第一眼時，還以為這次的作業(yè)和以往經(jīng)歷過的無數(shù)次的考試一樣：老師給你一份寫滿了題目的試卷，而你只需要對這些題目一一分析，再寫下自己的思考就算完成了。然而，在我們花費了一整個下午對課題進行了一番研究之后，我們才預感到這不是一件簡單的事：老師給我們的是一張白紙，連題目都還需要我們自己去寫。我們選擇的課題是對墊圈內(nèi)徑檢測裝置的設計，這是一個檢測儀，它的工作機理理解起來并不難，難的是在設計過程中對于機器實際運作時可能發(fā)生的一系列問題的解決。第一個問題，出

7、現(xiàn)在設計各部件運動方式時。要知道我們以往解題的時候，機械的運動都是一定的，然而在檢測儀中，因被檢測工件的外形參數(shù)不同，在每個檢測周期中壓桿的垂直位移以及微動開關(guān)的水平位移都不一樣，如何保證我們設計的這些機構(gòu)在檢測不同的工件時即能圓滿完成工作要求，又不會對機器本身和工件造成損壞，成了擺在我們面前的第一道坎。首先我們想到的是通過添加彈簧來滿足構(gòu)件的位移浮動，在構(gòu)件的長度允許變化的時候，這看上去是一個好方法，于是在設計微動開關(guān)時，我們就在其中加上卡一個彈簧。但是彈簧不是在任何情況下都適用，若我們在帶探頭的壓桿中也使用了彈簧，那么機器在檢測工件時就無法區(qū)別出內(nèi)徑正常的工件與內(nèi)徑過小的工件了（壓桿的長度

8、如果變化的話，測量結(jié)果就不準）。為了解決這個問題，我們最后決定在凸輪的設計中（壓桿由凸輪傳動），預留一段允許凸輪空轉(zhuǎn)的時間，其實際結(jié)果就是，在傳動過程中，我們把壓桿“放”入了待測件的內(nèi)，而非將其“壓”進去，這樣就達到了在不改變壓桿長度的前提下測量不同工件內(nèi)徑的目的。另一個問題是機器各部件的協(xié)調(diào)性問題。什么時候止動銷升起，什么時候下壓桿，什么時候微動開關(guān)工作，最后這些部件又怎么回到初始位置，這些問題困擾了我們很久，為此我們修改了方案數(shù)次。雖然這個問題花費了我們不少時間，但是在解決問題的過程中我們確實對設計過程中的細節(jié)有了更全面的了解。從細節(jié)到整體，隨著設計進度的推進，我們仿佛親眼見證了一個個細小的零件在我們眼前組合成了一個完整的機器，如今它就在那邊轟隆隆地轉(zhuǎn)動著。8、總結(jié)這次的課程設計完成了，經(jīng)過了兩個星期的分析、計算和繪制，經(jīng)過了團隊合作和各自的思考，經(jīng)過了無從下手和有所領(lǐng)悟，課程設計總算完成了。這是分工協(xié)作的的成果：然而我們并不是等到各個部分的設計完成之后再將其合并匯總，交流和討論貫穿了設計的整個過程。在這次課程設計中找到的問題和經(jīng)驗，成為