課程設計論文健身球自動檢驗分類機

1、學號06120721成績課程設計說明書設計名稱 健身球自動檢驗分類機設計時間 2014年9月-11月系 別 機械與汽車工程系專 業(yè) 機械設計制造及其自動化班 級 姓 名 指導教師 2014 年 11 月 20 日目錄第一章 設計題目31.1設計題目31.2背景及意義3第二章 機械系統(tǒng)的方案擬定32.1工作原理確定32.1.1功能分解32.1.2功能邏輯圖32.2執(zhí)行構件及其運動設計42.2.1進料與送料42.2.2檢驗分類與按類存放62.3原動機的選擇72.4執(zhí)行構件的運動協(xié)調性（運動循環(huán)圖）設計82.5機構選型及組合82.5.1根據工藝過程確定執(zhí)行構件的運動形式82.5.2根據執(zhí)行構件的運動

2、形式選擇機構82.6方案評價及優(yōu)選9第三章 相關機構的尺度綜合93.1凸輪機構的設計93.1.1送料凸輪和分類凸輪的設計93.2減速裝置的尺寸設計113.2.1皮帶傳送123.2.2齒輪系傳動12第四章 機械系統(tǒng)的運動簡圖繪制及相關性能分析或說明134.1運動方案簡圖134.2健身球檢驗分類機工作原理144.2.1健身球檢驗分類機工作流程144.3健身球檢測分類機分析與評價154.3.1健身球分類機優(yōu)點154.3.2健身球分類機缺點154.3.3健身球分類機的改進15第五章 課程設計體會及建議15參考文獻16附圖.17第一章 設計題目1.1設計題目1、健身球自動分類機總功能要求將不同直徑的健身

3、球按直徑分類存放。2、工作原理及工藝動作分解提示健身球自動分類機的功能是將不同直徑的健身球按直徑分類，并送到各指定位置，整個工作過程（包括進料、送料、分類、按類存放）自動完成。3、原始數據和設計要求健身球直徑范圍為4046mm，要求分類機將健身球按直徑的大小分為三類：第一類： 4042 ； 第二類：42<44；第三類：44<46。生產率（分類速度）20個/min。1.2背景及意義 由于人工分類不同直徑的健身球比較麻煩，考慮到工作人員測量直徑十分不方便，為了將不同直徑的健身球按直徑分類存放，我們設計這個健身球自動分類機，能夠自動將不同直徑的球分類存放，很大程度上提高了工作人員的效率。

4、 第二章 機械系統(tǒng)的方案擬定2.1工作原理確定2.1.1功能分解1.進料功能2.送料功能3.自動分類功能4.按類存放功能2.1.2功能邏輯圖 健身球自動檢驗分類1.進料功能2.送料功能3.自動分類功能4.按類存放功能2.2執(zhí)行構件及其運動設計2.2.1進料與送料（1）進料機構料斗的設計要考慮落料是否順暢，由于健身球的材質是石料，所以我們設計的料斗采用了錐形漏斗形料斗。此料斗唯一會造成的堵塞的現象是兩、三個球在同一平面內。如圖：但由于石料球自身重力與機器的微小震動，加上出現這種絕對同平面的概率甚微，因此只要設計好料斗的斜度就不會產生堵塞狀況。料斗斜度的設計要根據球的直徑和重量來計算。計算如下：

5、f=ufn+tcos fn=mgcos+tsin f=mgsin f>f mgsin>umgcos+utsin+tcos t >mg sin>u(cos+sin)+cos 即 (sin-cos)/(cos+sin)>u >45其中 m為球的質量 u為石料與鐵的摩擦系數 t是球與球之間的擠壓力所以將料斗的斜度設計為 45度時即可保證球下落，堵塞的概率很小很小。當然不能保證100%的順暢，如下圖所示（2）送料機構方案一、四連桿機構 方案二、對心凸輪滑塊機構 以上兩種方案都同樣能完成工作任務，但前者有急回特性，有沖擊，而后者若采用擺線或五次多項式運動規(guī)律，則可避免

6、沖擊，并且結構更為簡單，便于設計，桿件少，功能損失更少。所以我們選用后者，即對心凸輪滑塊機構。2.2.2檢驗分類與按類存放（1）檢驗分類機構 方案一： 方案二： 理論上，兩種方案都可以實現健身球自動檢驗分類的功能，但實際上方案一在料道1處，直徑在44及以上的健身球會卡住，而無法實現分類，故選方案二。在方案二的撥片在轉動中，依次將小球推入料道1、料道2、料道3，料道順序為尺寸從小到大依次設置，小球先檢測，接著檢測中球，最后檢測大球。 料道相應尺寸大小如下表：料道1料道2料道3料道直徑（mm）424446另外，接料盤的直徑為150mm，放置孔的直徑是40mm。 2.3原動機的選擇 型號額定功率滿載

7、轉速電壓y132s-63kw960r/min380v2.4執(zhí)行構件的運動協(xié)調性（運動循環(huán)圖）設計電機減速1減速2減速3運動分支分類撥片的轉動送料滑塊的間隙往復運動機構流程圖 運動循環(huán)圖2.5機構選型及組合2.5.1根據工藝過程確定執(zhí)行構件的運動形式送料功能的執(zhí)行構件是滑塊，它作間歇往復直線運動；檢驗分類功能的執(zhí)行構件是撥片分類，直接用齒輪進行控制。2.5.2根據執(zhí)行構件的運動形式選擇機構（1）送料滑塊1的間歇往復移動，可選凸輪機構，連桿機構，凸輪+連桿機構等。（2）分類撥片是勻速轉動，直接利用齒輪傳動控制即可2.6方案評價及優(yōu)選 功能元功能分解（匹配的機構）123減速1帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動減

8、速2帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動減速3帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動送料滑塊1的間隙往復運動凸輪機構連桿機構凸輪+連桿機構分類撥片的勻速運動帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動如上表格所示的粗黑體的功能綜合，即為設計的最佳方案。第三章 相關機構的尺度綜合3.1凸輪機構的設計3.1.1送料凸輪的設計計算結果：推程角回程角遠休止角近休止角行程基圓180108363610090機械原理教材92頁，根據工程實踐的經驗，推薦推程的許用壓力角為：移動推桿°°；當要求凸輪尺寸盡可能小時，可取°所以選定推桿壓力角° r0 e=0mm s=h 滾子半徑為9mm( 2 ) 凸輪的繪制3.2減速裝置的尺

9、寸設計 本分類裝置采用上圖所示的減速器，由傳送帶和齒輪系構成的減速裝置。其中一對齒輪的傳動比是有限的，由于本裝置需要較大的傳動比，固采用輪系來實現。3.2.1皮帶傳送如圖所示為皮帶減速機構，帶輪1連接原動件轉速為=960r/min的交流電動機，皮帶2連接齒輪系中的齒輪1，皮帶1的半徑為，皮帶2的半徑為，根據皮帶傳動原理有：= (1)皮帶1與皮帶2的轉速與半徑成反比：= (2)（同理帶輪3與帶輪4之比等于半徑的反比）3.2.2齒輪系傳動帶輪2與齒輪1同軸傳動，齒輪1與齒輪2嚙合傳動，齒輪2與齒輪3同軸傳動，齒輪3與齒輪4嚙合傳動，齒輪4與帶輪3同軸傳動，考慮到齒輪大小與傳動的合理性，經過比較設計

10、皮帶傳動結構與齒輪系傳動結構的相應參數如下： 表：皮帶輪參數帶輪1帶輪2皮帶輪1直徑（mm）75224皮帶輪2直徑（mm）125250表： 各齒輪參數模數(mm)壓力角(°)齒數(個)直徑(mm)分錐角(°)齒輪13202575/齒輪232050150/齒輪33202060/齒輪432080240/齒輪53203090/齒輪63203090/第四章 機械系統(tǒng)的運動簡圖繪制及相關性能分析或說明4.1運動方案簡圖4.2健身球檢驗分類機工作原理4.2.1健身球檢驗分類機工作流程 直徑大于42mm的健身球會在撥片的撥動下進入第下一個軌道孔健身球在滑塊推動的作用下由導軌進入分料盤電機

11、通過變速器帶動凸輪推動健身球料槽中的小球在重力的作用下滾入帶凹槽的導軌中將待測健身球放入料槽中直徑大于44mm的健身球會在撥片的撥動下進入第下一個軌道孔，直至健身球進入最后一個軌道孔不同類型的健身球沿各自的軌道進入不同的收集箱中4.3健身球檢測分類機分析與評價4.3.1健身球分類機優(yōu)點（1）設計結構簡單，能耗低；（2）設計制造簡單；（3）調整送料口的角度，很大程度上減小健身球互相卡住的機率；（4）傳送帶靠摩擦力工作，傳動平穩(wěn)，噪聲小。4.3.2健身球分類機缺點（1）由于機構簡單，故精確度不高；（2）不適用于高速分類。4.3.3健身球分類機的改進（1）可通過增加震動器使得球在送料口不會卡??；（2

12、）使用摩擦系數較小的導軌，提高選擇精度。第五章 課程設計體會及建議機械原理課程設計就快結束了，雖然只有在課后才抽出時間來，但是在這次課程設計過程中，我們學到了不少知識，得到了很好的鍛煉和實踐。它不僅使我們平時所學的一些理論知識運用到了實際中，更好的培養(yǎng)了我們運用所學的基本理論和方法去發(fā)現、分析和解決工程實際問題的能力，而且，還使我們加深了對各類機械機構的認識和了解，學會了利用程序分析設計各類凸輪機構，用ug軟件對機構桿件進行建模，并且通過各種計算，word文檔編輯的能力以及其他方面的能力。另外，通過多次在軟件上畫圖建模及仿真，讓我對ug的使用越來越順手，很大程度上提高了我的設計效率。這次機械原理課程設計是一個綜合性的設計，在這次課程設計的過程中，我們深刻的體會到設計工作的嚴謹性和緊密性，以及我們自己在很多知識方面存在很大的不足。最初開始，我們無從下手，結合自己平時的理論基礎，以及在網上查找和參考各種有用的資料和文獻資源，一步一步地完成了這次課程設計?？偠灾?，在這次課程設計的過程中，我們受益匪淺。我相信