機械原理設(shè)計說明書-墊圈的(共16頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 機械原理課程設(shè)計說明書題目：墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計人：學(xué)號： 班級： 目錄一、設(shè)計題目及設(shè)計要求3二、題目分析4三、機構(gòu)設(shè)計、尺寸設(shè)計及其計算53.1 推料機構(gòu)（其中有平面連桿機構(gòu)和齒輪系的設(shè)計）63.2控制止動銷的止動機構(gòu)（其中有平面連桿機構(gòu)，凸輪機構(gòu)，齒輪系的設(shè)計）73.3壓桿升降機構(gòu)的設(shè)計(其中有平面連桿機構(gòu)，凸輪機構(gòu)，齒輪系的設(shè)計)9四、運動方案簡介134.1 墊圈內(nèi)徑檢測裝置的傳動系統(tǒng)及其傳動比分配的確定134.2 機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖144.3 從動件運動規(guī)律線圖及凸輪輪廓線圖14五、系統(tǒng)評價14六、設(shè)計小結(jié)15七、參考書目16一、設(shè)計題目及設(shè)計要

2、求 設(shè)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)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。 檢測的工件過程如圖1所示。當所測工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時（圖1a），微動開關(guān)的觸頭進入壓桿的環(huán)行槽，微動開關(guān)斷開，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)，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1b），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

3、大于允許的最大直徑時（圖1c），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) a)內(nèi)徑尺寸合格 b）內(nèi)徑尺寸太小 c）內(nèi)徑尺寸太大 圖1 墊圈內(nèi)徑檢測過程設(shè)計要求1、要求設(shè)計該檢測裝置的推料機構(gòu)、控制止動銷的止動機構(gòu)、壓桿升降機構(gòu)。一般應(yīng)包括凸輪機構(gòu)、平面連桿機構(gòu)以及齒輪機構(gòu)等常用機構(gòu)。2、設(shè)計墊圈內(nèi)徑檢測裝置的傳動系統(tǒng)并確定其傳動分配3、在A2紙上畫機器的機構(gòu)運動方案圖和運動循環(huán)圖。4、設(shè)計平面連桿機構(gòu)。并對平面連桿機構(gòu)進行運動分析，繪制運動線圖。5、設(shè)計凸輪機構(gòu)。確定運動規(guī)律，選擇基圓半徑，計算凸輪輪廓線，校核最大壓力角與最小曲率半徑。在A2的圖紙上畫

4、出從動件運動規(guī)律圖及凸輪輪廓線圖。6、設(shè)計計算齒輪機構(gòu)。7、編寫設(shè)計計算說明書。 設(shè)計提示1.由于止動銷的動作與升降動作有嚴格的時間匹配與順序關(guān)系，建議考慮使用凸輪軸解決這個問題。2.推料動作與上述兩個動作的時間匹配不特別嚴格，可以采用平面連桿機構(gòu)，也可以采用間歇機構(gòu)。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

5、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、機構(gòu)設(shè)計、尺寸設(shè)計及其計算墊圈內(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(shè)計、壓桿運動機構(gòu)設(shè)計、止動銷運動機構(gòu)設(shè)計，微動開關(guān)運動機構(gòu)設(shè)計。這里只設(shè)計前三個，數(shù)據(jù)如下：周期T=8，角速度w=2/T=0.785rad/s. 機械傳動系統(tǒng)方案的擬定如下圖所示。墊圈內(nèi)徑檢測裝置推料機構(gòu)止推銷傳動機構(gòu)壓桿升降機構(gòu)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

6、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、精度較高的進行。三、機構(gòu)設(shè)計、尺寸設(shè)計及其計算3.1推料機構(gòu)（其中有平面連桿機構(gòu)和齒輪系的設(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。推料

7、機構(gòu)設(shè)計簡圖從所給的設(shè)計數(shù)據(jù)中我們得知：原動件的轉(zhuǎn)動周期為1/16s，而檢測周期為8s，因此推料機構(gòu)的齒輪系的傳動比需為128：1，這要由多級齒輪來實現(xiàn)。如圖為推料機構(gòu)的齒輪系初略圖和簡圖。其中：z1=z2=z3=20,z2=z3=80,z4=160，m=2傳動比i14=z2z3z4/z1z2z3=80*80*160/203=128/1還有兩皮帶輪，一個用與傳送動力一個用于運輸墊圈，兩帶輪間由一根連桿連接。如下圖：平面連桿機構(gòu)及齒輪系簡圖3.2控制止動銷的止動機構(gòu)（其中有平面連桿機構(gòu)，凸輪機構(gòu)，齒輪系的設(shè)計）止動銷機構(gòu)，考慮到推料機構(gòu)具有送料停止送料的運動規(guī)律特征，我們決定使用槽輪機構(gòu)來達到間

8、歇式運動的目的。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?？刂浦箘愉N的止動機構(gòu)簡圖電動機輸出齒輪皮帶輪檢測周期周期1/16s8s32s8s由于是檢測機構(gòu)，所以傳動齒輪模數(shù)不宜過大,其中，z1=z2=z3=20,z2=z3=80, z4=160，z5=40, z6=10，m=2傳動比i16=(z2z3z4z6/z1z5z2z3)=(80*80*160/203*8)*4/1=128/14號齒輪每轉(zhuǎn)動一周，槽輪轉(zhuǎn)動1/4周，皮帶在這2s的時間內(nèi)將待測工件傳送到檢測

9、位置，然后停留6s，等待檢測完畢后將已檢測的工件送走，并把新的工件傳送過來，如此重復(fù)。如下圖：外糟輪及齒輪系簡圖3.3壓桿升降機構(gòu)的設(shè)計(其中有平面連桿機構(gòu)和凸輪機構(gòu)設(shè)計) 壓桿升降機構(gòu)簡圖由于凸輪在機構(gòu)中有在壓桿升降機構(gòu)中起作用，那我們就分析下一個周期內(nèi)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)02s停上升下降停在最左邊23.5s停檢測停在最低點停在最左邊3.56.5s3.54.5s停下降停在最低點右移4.55.5s檢測5.56.5s左移6.58s傳送工件停在最低點上升停采用5次多項式運動規(guī)律的凸輪,以防止產(chǎn)生剛性沖擊和柔性沖擊。用凸輪和連桿機構(gòu)，凸輪設(shè)計成5次多

10、項式運動規(guī)律，以下是推桿回程的計算過程：周期：T=8s；基圓半徑=15mm；推程：h=6mm；推程運動角：0=3/8；回程運動角：0=3/8；遠修止角=/2；近修止角=3/4；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：s=h-10h3/30+15

11、h4/40-6h5/50 ；速度：v=7.5h2/30-15h3/40+7.5h4/50；加速度：a=3.752h/30-11.252h2/40+7.52h3/50；用C語言計算位移，速度，加速度；計算位移的C語言程序：#include<stdio.h>#include<math.h>void main() float x,s;int a,b;scanf("%d %d",&a,&b);x=(float)a/b;s=6-60*x*x*x+90*x*x*x*x-36*x*x*x*x*x;printf("%fn",s);

12、計算速度的C語言程序：#include<stdio.h>#include<math.h>void main() float x,v;int a,b;scanf("%d %d",&a,&b);x=(float)a/b;v=120*x*x-240*x*x*x+120*x*x*x*x;printf("%fn",v);計算加速度的C語言程序：#include<stdio.h>#include<math.h>void main() float x,a;int b,c;scanf("%d %d

13、",&b,&c);x=(float)b/c;a=160*x-480*x*x+320*x*x*x;printf("%fn",a);經(jīng)計算得到以下結(jié)果：03/806/809/8012/8015/8018/8021/8024/8027/8030/80s6.005.9495.6525.0224.0953.0001.9050.9780.3480.0510.000凸輪的輪廓線圖將在A2的圖紙上畫出。四、運動方案簡介4.1 墊圈內(nèi)徑檢測裝置的傳動系統(tǒng)及其傳動比分配的確定推料機構(gòu)中的傳動系統(tǒng)及其傳動比分配其中：z1=z2=z3=20,z2=z3=80,z4=160

14、，m=2傳動比i14=z2z3z4/z1z2z3=80*80*160/203=128/1壓桿升降機構(gòu)傳動系統(tǒng)及其傳動比分配其中，z1=z2=z3=20,z2=z3=80, z4=160，z5=40, z6=10，m=2傳動比i16=(z2z3z4z6/z1z5z2z3)=(80*80*160/203*8)*4/1=128/14.2 機構(gòu)運動方案簡圖和運動循環(huán)圖（將在A2圖紙上給出）.4.3 從動件運動規(guī)律線圖及凸輪輪廓線圖（將在A2圖紙上給出）.五、系統(tǒng)評價經(jīng)倆周的努力，機械運動方案最終敲定，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、微動開關(guān)精確地配合運動，符合每8秒檢測

15、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。六、設(shè)計小結(jié)這次課程設(shè)計是我第一次對一個機械進行設(shè)計。當我看到課程設(shè)計任務(wù)書的第一眼時，還以為蠻簡單的，然而，在經(jīng)過花費了一整個下午對課題進行了一番研究之后，我才預(yù)感到這不是一件簡單的事，我的課題是對墊圈內(nèi)徑檢測裝置的設(shè)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(shè)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，出現(xiàn)在設(shè)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

16、，如何保證我們設(shè)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(shè)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（壓桿的長度如果變化的話，測量結(jié)果就不準）。為了解決這個問題，最后決定在凸輪的設(shè)計中（壓桿由凸輪傳動），預(yù)留一段允許凸輪空轉(zhuǎn)的時間，在傳動過程中，我把壓桿“放”入了待測件的內(nèi)，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，