大學(xué)墊圈內(nèi)徑檢測裝置課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：墊圈內(nèi)徑檢測裝置機(jī)電建工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化091班設(shè)計(jì)者:同組者:指導(dǎo)老師:2011年6月3日目錄一、設(shè)計(jì)題目及其要求.3二、題目分析.4三、運(yùn)動方案簡介-4墊圈檢測裝置功能原理方案.5擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和運(yùn)動循環(huán)圖7執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體說明8四、機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的擬定.9、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).13重要零件圖和三視圖.14五、機(jī)械運(yùn)動方案自評.17六、設(shè)計(jì)小結(jié).17七、個人小結(jié).18八、參考書目.19,設(shè)計(jì)題目及其要求設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)送入后沿一條傾斜的進(jìn)給滑道連

2、續(xù)進(jìn)給，直到最前邊的工件被止動機(jī)構(gòu)控制的止動銷擋住而停止。然后，升降機(jī)構(gòu)使裝有微動開關(guān)的壓桿探頭下落，檢測探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔。此時(shí)，止動銷離開進(jìn)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(shí)（圖a）,微動開關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形梢，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，把工件送入合格品梢。如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直徑時(shí)（圖b）,壓桿的探頭進(jìn)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(jìn)入廢品梢。如工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時(shí)（圖c）,微動開關(guān)仍閉合，控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品梢。a)b)c)1工件2帶探頭的壓桿

3、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(yùn)動步驟為：推料機(jī)構(gòu)將工件送到檢測臺。到達(dá)檢測臺后，通過控制止動銷的止動機(jī)構(gòu)使工件被止動銷擋在壓桿的檢測位置處，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(shí)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(jī)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(yùn)動方案簡介墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下3個機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。題目所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：平墊圈

4、內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min每次檢測時(shí)間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mmA1020214405B12132414406C202137314408D30315649608E363766596010經(jīng)過小組討論，我們決定采用方案A來進(jìn)行課程設(shè)計(jì).A1020214405周期T=5s,角速度=2兀/T=rad/s.墊圈檢測裝置功能原理方案的確定方案原理圖用傳送帶來作為傳動構(gòu)件，將工件傳送到檢測臺，到達(dá)檢測臺后，通過外槽輪機(jī)構(gòu)，使止動銷立起擋住工件，凸輪機(jī)構(gòu)作為升降機(jī)構(gòu)，通過連桿使其下降和上升，以實(shí)現(xiàn)檢測。優(yōu)點(diǎn)：推料機(jī)構(gòu)、止推銷傳動機(jī)構(gòu)、壓桿探頭傳動機(jī)構(gòu)都采用

5、了比較好的方案，使用帶輪繞中心的聯(lián)系，傳動可以實(shí)現(xiàn)待測墊圈的連續(xù)輸入，以實(shí)現(xiàn)檢測的批量化進(jìn)行提高經(jīng)濟(jì)效益。用外槽輪作為止推銷間歇運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單，間歇運(yùn)動精確且是往復(fù)間歇運(yùn)動，壓桿探頭傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)用杠桿放大原理，將凸輪推程減小，減小了凸輪的制造尺寸。便于制造。能保證墊圈內(nèi)徑檢測儀有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(diǎn)：皮帶和皮帶輪之間會存在打滑問題，外槽輪機(jī)構(gòu)摩擦較大，制造起來比較復(fù)雜，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。方案原理圖用四桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線來實(shí)現(xiàn)運(yùn)料的間歇運(yùn)動，凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)止動銷的止動控制，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓桿探頭升降功能。優(yōu)點(diǎn)：送料機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)曲柄的

6、回轉(zhuǎn)中心的高度可以調(diào)節(jié)步長。利用凸輪的連續(xù)回轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)止動銷的往復(fù)運(yùn)動，凸輪近休止時(shí)止動銷停在最低點(diǎn)，遠(yuǎn)休止時(shí)止動銷被推至最高點(diǎn)。壓桿探頭的升降使用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單容易制造易于理解接受。缺點(diǎn)：桿件過多，運(yùn)動時(shí)易產(chǎn)生沖擊，且需加物料位置固定裝置。凸輪機(jī)構(gòu)由于行程較大，很大程度上加大了凸輪尺寸，不利于制造，切凸輪磨損較大。升機(jī)機(jī)構(gòu)的彈簧的選取比較困難。無法滿足壓桿探頭需要的高精度的操作要求，傳動平穩(wěn)性不夠高?？紤]到檢測的準(zhǔn)確性，檢測機(jī)構(gòu)的耐用性，以及批量化檢測等要求，我們采用了方案原理圖作為最終方案。擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和運(yùn)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(jī)構(gòu)、控制止推銷的止

7、動機(jī)構(gòu)，壓桿升降機(jī)構(gòu)。推料機(jī)構(gòu)采用的是帶輪傳動，以實(shí)現(xiàn)檢測的批量化進(jìn)行，提高效益；壓桿升降機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)采用的是凸輪，經(jīng)過計(jì)算可精確計(jì)算出近休止和遠(yuǎn)休止的角度以及相應(yīng)半徑；控制止推銷的止動機(jī)構(gòu)采用的外梢輪結(jié)合齒輪，這樣能很好的實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動以及和送料機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)構(gòu)的配合，以保證檢測能有條不紊、高效快速、精度較高的進(jìn)行。在一個周期（5s）內(nèi)，為滿足要求，各個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況：送料機(jī)構(gòu)工作行程間歇停止時(shí)間止動機(jī)構(gòu)止動銷上升止動銷停止止動銷下降壓桿升降機(jī)構(gòu)壓桿停止壓桿卜降壓桿上升壓桿停止上圖為表格式運(yùn)動循環(huán)圖即在一個周期5s內(nèi)，近休止占用時(shí)間為2s,近休止的前1s用于推桿推出檢測完成后的墊圈

8、去相應(yīng)的梢內(nèi)（合格梢、廢品梢、返工梢），后1s用于穩(wěn)定帶輪運(yùn)來的待測墊圈；推程、遠(yuǎn)休止及回程用于墊圈的檢測。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體說明表3.3.1推料機(jī)構(gòu)M|B3.3.2止推銷傳動機(jī)構(gòu)選型連接止推銷的傳動物1Lfe01wj優(yōu)點(diǎn):、JJ使用帶輪辨中心的聯(lián)系、傳動可以實(shí)現(xiàn)待測墊圈的連蹴輸入，以實(shí)現(xiàn)檢、帶匏冽的批艮化進(jìn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益缺點(diǎn)；皮帶和皮帶輪之闡會存在打滑的問超評論：用外槽輪作為止推銷間劇運(yùn)動的傳動構(gòu)件O優(yōu)點(diǎn)；機(jī)構(gòu)簡單,制造工藝簡單，間歇運(yùn)動精確,且是往復(fù)間歇運(yùn)動。缺點(diǎn)：座爆較大一待胡熱度四、機(jī)械傳動系統(tǒng)方案的擬定推料機(jī)構(gòu)墊圈內(nèi)徑檢測裝置一止推銷傳動機(jī)構(gòu)壓桿升降機(jī)構(gòu)、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推料機(jī)構(gòu)是整個裝置

9、中負(fù)責(zé)將待檢測的工件傳送到檢測位置的機(jī)構(gòu)。它需要在運(yùn)動規(guī)律上和控制止動銷的止動機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)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(dá)到運(yùn)送工件的目的，且其可以循環(huán)往復(fù)無間斷的來進(jìn)給墊圈。機(jī)構(gòu)由齒輪來傳動，因?yàn)槠涔β史秶?、傳動效率高的特點(diǎn)正好符合我們的需要。從所給的設(shè)計(jì)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(jī)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(shí)現(xiàn)。下為推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡圖雯IrljiJf.»Tiy推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡圖1I 什LH：-b-=7其中:zi=Z2'=Z3'=18Z

10、2=54Z3=72Z4=90Z4'=34Z5/Z 1Z2' Z3Z5=68傳動比i15=Z2Z3Z4Z4'=54*72*90*68/18*18*18*34=120/1、壓桿升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壓桿升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案示意圖控制壓感探頭的凸輪設(shè)計(jì)：采用5次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律的凸輪，以防止產(chǎn)生剛性沖擊和柔性沖擊。以下是推桿回程的計(jì)算過程：周期：T=5s;基圓半徑=50mm;推程：44.4mm推程運(yùn)動角：80=4兀/15;回程運(yùn)動角：5'0=4兀/15;遠(yuǎn)修止角=兀2/3;近修止角=兀4/5;計(jì)算公式：s=Co+Ci82+C3S3+C4S4+C585;v=Ciw+2C2W+3C3W8

11、2+4C4W83+5C5WS4;a=2C2W2+6C3w2S+12C4w252+20C5w2S3;在始點(diǎn)處：S=0,s=0,v=0,a=0;在終點(diǎn)處：8=50,s=h,v=0,a=0;分別代入方程得到：Co=Ci=C2=0C3=10h/%3C4=-15h/%4C5=6h/%5位移：s=10hS3/830-15h84/540+6hS5/85。；速度：v=12兀h洲S30-24兀h83/540+12兀h54/8%;加速度：a=48兀2hS/5530-144兀2hS2/5540+96兀2h83/5550；SolidWorks設(shè)計(jì)的凸輪：止推銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)帶動齒輪傳動，再借助帶輪傳動外梢輪，外梢

12、輪再經(jīng)由齒輪傳動止推銷，最終實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動止推銷傳動比計(jì)算如下:止推銷傳動方案如上圖：zi=Z2'=Z3'=18z2=54Z3=72z4=90z5=36z6=18帶輪主被動傳動比是1:2,外梢輪主被動傳動比是1:4止動銷機(jī)構(gòu)，由外梢輪控制其運(yùn)動規(guī)律。外梢輪的間歇運(yùn)動特性很好的實(shí)現(xiàn)了止推銷的間歇運(yùn)動特性，在外槽輪主動件槽輪桿的帶動下，被動槽輪進(jìn)行間歇運(yùn)動，再在傳動齒輪的作用下，將其運(yùn)動特性傳遞給了止推銷。通過這三個機(jī)構(gòu)的組合，最終完成了墊圈內(nèi)徑的檢測。、重要零件圖和三視圖上圖：外槽輪機(jī)構(gòu)上圖：缺口圓盤三視圖,上圖：齒輪三視圖五、機(jī)械運(yùn)動方案自評經(jīng)過小組的一起努力，向老師請教

13、疑難解答，我們從一開始提出的各種想法，再一步步完善，構(gòu)思，最終確定了機(jī)械運(yùn)動方案，并計(jì)算參數(shù)、建模、裝配。每一步過程中不免有疑惑、坎坷，我們也參考了很多書目，綜合評價(jià)該檢測裝置，該裝置止動銷、壓桿、推料機(jī)構(gòu)精確地配合運(yùn)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(jì)符合技術(shù)要求。但我們知道我們做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，許多運(yùn)動方式，還拘泥于自己的想象中，希望老師能提出批評建議。六、設(shè)計(jì)小結(jié)這次的課程設(shè)計(jì)完成了，經(jīng)過了一個星期的分析、計(jì)算和繪制，經(jīng)過了團(tuán)隊(duì)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(shè)計(jì)總算完成了。這是分工協(xié)作的的成果：錢奔騰負(fù)責(zé)傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)動和配合，韓海

14、靜負(fù)責(zé)零件的建模，周漢強(qiáng)負(fù)責(zé)說明書的制作。然而我們并不是等到各個部分的設(shè)計(jì)完成之后再將其合并匯總，而是交流和討論貫穿了設(shè)計(jì)的整個過程。在這次課程設(shè)計(jì)中找到的問題和經(jīng)驗(yàn)，使我們認(rèn)識到，課本只是獲取知識的途徑，但不是全部，我們要通過自己的思考與生活才能更好的將知識為我所用。這次的課程設(shè)計(jì)，對我們今后的學(xué)習(xí)，有很大的幫助。七、個人總結(jié)經(jīng)過這么多天的努力，我們終于完成了機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的墊圈內(nèi)徑檢測裝置。不知不覺已經(jīng)6月3日，到了完善說明書，提交方案的時(shí)候?？梢哉f，這一個星期真的是煎熬，時(shí)時(shí)有就這樣放棄的想法，可我們都知道，這是不行的，不經(jīng)歷失敗，不知道成功來之不易。即使困難再大，我們風(fēng)雨兼程。我們遇

15、到問題時(shí)，即使有過分歧，我們也會提出自己的觀點(diǎn)，并且細(xì)心聆聽隊(duì)員的觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自己的不足，已經(jīng)大家觀點(diǎn)的可取出。最終我們堅(jiān)持了下來，并完成了課程設(shè)計(jì)。體會有很多1. 我明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。如果沒有大家的互相合作，互相鼓勵，根本不可能很好的完成課程設(shè)計(jì)，時(shí)間很緊迫，當(dāng)一個方案出來后，分析了半天，才發(fā)現(xiàn)它的不合理性，時(shí)間就是這么一分一秒的過去的。直到最后的方案的確定下來，在合理的分工后，我們還有很多協(xié)作，遇到問題大家一起商量，當(dāng)想出一個解決方法時(shí)，心情真的很喜悅。2. 實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。雖然我們已經(jīng)學(xué)過了機(jī)械原理，可是由于學(xué)的都是理論知識，沒有實(shí)踐，所以缺乏理解，許多東西都還只停留在想象的層面上。而通過課程設(shè)計(jì)，我們才能將概念付諸實(shí)踐，明白很多理念性的東西在現(xiàn)在的科技發(fā)展水平上還是行不通的。如何運(yùn)用現(xiàn)在的技術(shù)，讓我們自己來造出一個具有一定功能的機(jī)器來，這對我們來說是一個機(jī)遇和挑戰(zhàn)，更是一個溫故知新，運(yùn)用知識的途徑。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，加深了我對機(jī)械原理的理解，熟練了上學(xué)期的CAD制圖軟件的運(yùn)用。為我之后的機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我知道，這次的課程設(shè)計(jì)是為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備的，只有好好去做，