墊圈內(nèi)徑檢測裝置課程設(shè)計(jì)

機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)

說明書設(shè)計(jì)題目墊圈內(nèi)經(jīng)檢測設(shè)計(jì)學(xué)院___汽車與交通學(xué)院專業(yè)班級___車輛142班姓名___郭彭輝學(xué)號__201424232扌旨導(dǎo)教師趙健青島理工大學(xué)、設(shè)計(jì)題目及其要求3、設(shè)計(jì)題目及其要求3二、功能分解3三、運(yùn)動方案簡介4四、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………5壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………8止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………11五、機(jī)構(gòu)組合立體圖15TOC\o"1-5"\h\z六、運(yùn)動過程解析16七、方案評價(jià)17八、方案評定及選擇18九、系統(tǒng)評價(jià)及總結(jié)19十、參考書目19一、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(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)入廢品槽。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)徑尺寸太大二、功能分解（1）傳送零件傳動機(jī)構(gòu)間歇的將工件送到檢測的位置。（2）使零件停止運(yùn)動在傳送零件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。3）檢測內(nèi)徑壓桿下來檢測內(nèi)徑是否符合要求。在內(nèi)徑檢測結(jié)束之后，傳動機(jī)構(gòu)將已檢測的工件送走，并將下一個(gè)將被檢測的工件送到檢測處，如此一直反復(fù)進(jìn)行。三、運(yùn)動方案簡介墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下4個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動構(gòu)設(shè)計(jì)，壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，微動開關(guān)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mmA88.4161.614405B121320214406C202130314408D20213739608E303156496010決定米用方案CC202137314408周期T=8s，角速度3=2n/T=0.785rad/s.在一個(gè)周期內(nèi)，滿足要求，各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況傳動機(jī)構(gòu)壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)微動開關(guān)運(yùn)動機(jī)構(gòu)0~2s0~1s傳送工件停在最高停在最高停在最左占占邊1~1.5s下降1.5~2s停在最低占2~3.5s停下降停在最低占停在最左邊3.5~6.5s3.5~4.5s停檢測停在最低占右移4.5~5.5s檢測5.5~6.5s左移6.5~8s停上升上升停四結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動機(jī)構(gòu)是整個(gè)裝置中負(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。在設(shè)計(jì)傳動機(jī)構(gòu)的時(shí)候我們考慮了兩種方法，一種是平面連桿機(jī)構(gòu)，一種是帶輪傳動，但是平面連桿機(jī)構(gòu)連續(xù)性不好，加料位置必須固定，而且用的桿件較多，容易產(chǎn)生沖擊。而帶輪傳動具有功率范圍大、傳動效率高而且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)話的批量生產(chǎn)，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。所以傳動機(jī)構(gòu)我們選用帶輪傳動。即為從所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中我們得知：原動件的轉(zhuǎn)動周期為l/24s,而檢測周期為8s,因此推料機(jī)構(gòu)的齒輪系的傳動比需為192：1,這要由多級齒輪傳動來實(shí)現(xiàn)上圖為推料機(jī)構(gòu)的齒輪系簡圖。為使達(dá)到傳動比i192/1。14=應(yīng)有：z=z'=z'=10,123z=z=40,23z=120；4傳動比i=zzz/zz'z'=40*40*120/103=192/114234123考慮到推料機(jī)構(gòu)具有的運(yùn)動規(guī)律特征是送料——停止——送料，我們決定使用槽輪機(jī)構(gòu)來達(dá)到間歇式運(yùn)動的目的。電動機(jī)輸出齒輪皮帶輪檢測周期周期l/24s8s32s8s由于是檢測機(jī)構(gòu)，所以傳動齒輪模數(shù)不宜過大，初定模數(shù)m=3d=d'=d'=30mm123d=d=120mm23d=360mm4右邊的齒輪每轉(zhuǎn)動一周，槽輪轉(zhuǎn)動1/4周，皮帶在這2秒的時(shí)間內(nèi)將待測工件傳送到檢測位置，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)。4.2壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)壓桿機(jī)構(gòu)的時(shí)候，通過對壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)用凸輪連桿機(jī)構(gòu)比較簡潔。在凸輪用什么運(yùn)動機(jī)構(gòu)的問題上，考慮到此裝置是進(jìn)行檢測的裝置，所以對零件的沖擊要盡量小，所以決定采用5次多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律的凸輪。推桿運(yùn)動規(guī)律的計(jì)算過程：周期：T=8s；基圓半徑=15mm；推程：h=6mm；推程運(yùn)動角：5=3n/8；0回程運(yùn)動角：5‘=3n/8；0遠(yuǎn)修止角二n/2；近修止角=3n/4；計(jì)算公式：s=C+C52+C53+C54+C55；TOC\o"1-5"\h\z01345v=Cw+2Cw+3Cw52+4Cw53+5Cw54；12345a=2Cw2+6Cw25+12Cw252+20Cw253；2345在始點(diǎn)處：5=0，s=0,v=0,a=0；在終點(diǎn)處：5=5,s=h,v=0,a=0；0分別代入方程得到：C=C=C=0，C=10h/53，C=-15h/54，C=6h/55012304050位移：s=h-10h53/53+15h54/54-6h55/55；000速度：v=7.5nh52/53-15nh53/54+7.5nh54/55；000加速度：a=3.75n2h5/53-11.25n2h52/54+7.5n2h53/55；000通過計(jì)算得到下表結(jié)果：503n/806n/809n/8012n/8015n/8018n/8021n/8024n/8027n/8030n/80s6.005.95.6525.0224.0953.0001.9050.9780.3480.0510.000

049v0.000.93.0725.2926.9127.5006.9125.2923.0720.9720.000072603n/1606n/1609n/16012n15n18n21n24n27n30n/160/160/160/160/160/160/160a0.0006.84011.5214.2815.3615.0013.4410.927.6803.9600.000000000633n36n39n42n45n48n51n54n57n60n/160/160/160/160/160/160/160/160/160/160a-3.96-7.68-10.9-13.4-15.0-15.3-14.2-11.5-6.840.0000020400060802000~2n位移和角度的曲線圖：0~3n/8速度和角度關(guān)系的曲線圖：0~3n/8加速度和角度關(guān)系圖：凸輪簡圖：止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，我們也有兩種方法，第一種是通過杠桿和凸輪的集合，來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動規(guī)律，還有一種是和上面壓桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路一樣，采用對心直動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)?？紤]到機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡潔性和經(jīng)濟(jì)性，決定采用方案二，即對心直動滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪在周期為8秒的一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動規(guī)律為0?Is1s~1.5s1.5s~6.5s6.5s~8s停下降停上升在凸輪選擇什么樣的運(yùn)動規(guī)律上，止動銷對機(jī)構(gòu)的沖擊力不用像壓桿機(jī)構(gòu)那樣高的要求，但是也要避免承受過大的沖擊路，所以我們決定采用二項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律；s=c+c6+c62012v=ds/dt=cw+2cw612a=dv/dt=2cw22在0~1s,凸輪在遠(yuǎn)休過程，遠(yuǎn)休止角o=n/4(0~n/4)。01在ls~1.5s,凸輪為回程過程，回程運(yùn)動角o‘=n/80(n/4~3n/8)在等加速回程段：(n/4~5n/16)S=h-2h62/6'2=6-2*662/(n/8)2=6—77.89620V=-4hw6/6'2=-4*6*0.7856/(n/8)2二-122.2960a=-4hw2/6'2=-4*6*(0.785)2/(n/8)2=-960(6=0~6'/2)0等減速回程：(5n/16~3n/8)S=2h(6'-6)2/6'2=2*6(n/8-6)2/(n/8)2=77.89(n/8-6)200V=-4hw(6'-6)/6'2=-4*6*0.785(n/8-6)/(n/8)200=-122.29(n/8-6)a=4hw2/6'2=4*6*(2n/T)/(n/8)2=960(o=o'/2-o')3)1.5s~6.5s凸輪為近休過程，近休止角o=5n/402(3n/8~13n/8)(4)6.5s~8s凸輪為推程過程，推程角o‘=3n/80(13n/8~2n)等加速推程：(13n/8~29n/16)S=2h62/62=2*662/(3n/8)2=8.66620V=4h36/62=4*6*0.7856/(3n/8)2二13.5960a=4hw2/62=4*6*(0.785)2/(3n/8)2=10.670(6=0~6/2)0等減速推程：(29n/16~2n)S=h-2h(6-6)2/62=6-2*6(3n/16-6)2/(3n/16)200=6-8.66(3n/16-6)V=4h3(6-6)/62=4*6*0.785(3n/16-6)/(3n/16)200=13.59(3n/16-6)a=-4hw2/62=-10.670(6=6/2~6)00在一個(gè)周期內(nèi)，止動銷上升高度與凸輪轉(zhuǎn)過角速度的關(guān)系：一個(gè)周期內(nèi)，止動銷的速度與凸輪轉(zhuǎn)過角速度的關(guān)系：一個(gè)周期內(nèi)，止動銷的加速度與凸輪轉(zhuǎn)過角速度的關(guān)系：凸輪簡圖五立體結(jié)構(gòu)圖六、運(yùn)動過程解析首先被檢測墊圈由皮帶組成的送料機(jī)構(gòu)送入軌道1，然后在送到軌道末端的時(shí)候，沿傾斜軌道下滑，當(dāng)達(dá)到位置3時(shí)，由于擋板的阻擋作用，使墊圈停止運(yùn)動，在3處，其在正中間沿軌道方向有一部分是空的，在其正下方有一個(gè)“十字架”的機(jī)構(gòu)，因?yàn)椤笆旨堋睓C(jī)構(gòu)的軸與槽輪機(jī)構(gòu)的軸連接在了一起，所以運(yùn)動周期也是8秒，因此可以使零件在一個(gè)周期8秒中的前2秒被“十字架”撥到斜道4然后下滑，然后落到傳送帶5上面，當(dāng)墊圈滑到傳送帶5時(shí)候，被止動銷裝置6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)形槽，微動開關(guān)斷開，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)（圖中未給出），控制系統(tǒng)控制I桿向左II桿向右，然后工件便進(jìn)入“合格品”軌道，然后落到相應(yīng)的槽內(nèi)；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)，控制系統(tǒng)控制I桿向右II桿向右，然后工件進(jìn)入“內(nèi)徑小”的軌道，然后落到相應(yīng)的槽內(nèi)。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)將控制I桿向左II桿向左，然后工件進(jìn)入“內(nèi)徑大”軌道，最后落入了相應(yīng)的槽內(nèi)。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)徑尺寸太大七、方案評價(jià)經(jīng)過方案的修改及完善，使系統(tǒng)更好的實(shí)現(xiàn)了其功能?，F(xiàn)在簡述方案中的機(jī)構(gòu)選用。首先從電動機(jī)出來以后，連接倆個(gè)減速箱子，右側(cè)的先經(jīng)過送料機(jī)構(gòu)的主動輪子，為送料機(jī)構(gòu)提供動力。然后為把動力傳送到與其垂直的軸上（即與凸輪相連的軸），利用了倆組圓錐齒輪傳動，然后倆個(gè)凸輪便開始連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過其輪廓線的不同從而實(shí)現(xiàn)了止動銷和壓桿機(jī)構(gòu)的精準(zhǔn)的配合，而且此處作為本機(jī)構(gòu)的核心，壓桿檢測機(jī)構(gòu)在檢測墊圈的時(shí)候是放進(jìn)去的，而不是從下面壓進(jìn)去的，這樣就可以提高檢測精度。從電動機(jī)出來以后，左側(cè)的減速箱與槽輪機(jī)構(gòu)連接在了一起，然后通過槽輪機(jī)構(gòu)的另一端軸輸出，后經(jīng)過一個(gè)“十字架”機(jī)構(gòu)之后與一個(gè)皮帶傳動的主動輪連接在一起，以此實(shí)現(xiàn)間歇傳動，然后傳送帶把已測零件送到斜滑道8。在位置3處有一個(gè)十字架的機(jī)構(gòu)，此裝置起的主要作用是為了精準(zhǔn)的為每個(gè)周期提供一個(gè)零件，在一個(gè)周期槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過的前2秒鐘內(nèi)，按照一般設(shè)定墊圈應(yīng)該被放在間歇傳動裝置上，由其實(shí)現(xiàn)運(yùn)送，但是通過“十字架”機(jī)構(gòu)可以使在位置3處的墊片被撥到4位置的滑道上面，然后滑下（可以預(yù)先設(shè)定其滑下的位置跟止動銷下來的地方相差不是太大），從本機(jī)構(gòu)中可以知道，“十字架”機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動90度就是2秒鐘的時(shí)間，因此必須在2秒的時(shí)間內(nèi)保證墊圈內(nèi)夠到達(dá)間歇傳動帶上5上，在十字架撥的過程中，其轉(zhuǎn)動小于90度的時(shí)候墊圈已經(jīng)與“十字架”脫離了接觸，即將沿傾斜滑道下落，設(shè)此過程的時(shí)間是tl,要使在2秒的時(shí)候待測墊圈已經(jīng)到達(dá)間歇傳送帶上，所以在傾斜滑道上的時(shí)間要稍微小于（2-t1）秒，在傾斜滑道上的時(shí)間控制可以通過調(diào)節(jié)滑道的摩擦系數(shù)，傾斜角度等來調(diào)節(jié)。而且在設(shè)計(jì)過程中我們盡量本著節(jié)約空間，減少機(jī)構(gòu)數(shù)量，經(jīng)濟(jì)等原則，使一軸多用，通過設(shè)計(jì)傾斜滑道來減少能耗，使用“十字架”機(jī)構(gòu)來減少機(jī)構(gòu)的使用量，通過一個(gè)星期的修改，終于使機(jī)構(gòu)更加完善。八、方案評定及選擇方案一（參見15頁）方案二方案三終方案評定及選擇（詳見七）九、系統(tǒng)評價(jià)及總結(jié)綜合評價(jià)該檢測裝置，