大學(xué)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置課程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、機(jī)械電子與建眾工程學(xué)院SCHOOL OF MACHINERY ELECTRONICS & ARCHrTECTURAL第10頁(yè)共20頁(yè)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝機(jī)電建工學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(dòng)方案簡(jiǎn)介43.1墊圈檢測(cè)裝置功能原理方案 .53.2擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖73.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體說(shuō)明 8四、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 .94.1、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 94.2壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 114.3止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 134.4重要零件圖和三視圖 .14五、機(jī)械運(yùn)

2、動(dòng)方案自評(píng) .17六、設(shè)計(jì)小結(jié) .17七、個(gè)人小結(jié) .18八、參考書(shū)目 .19設(shè)計(jì)題目及其要求設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，檢測(cè)鋼制墊圈內(nèi)徑是否在公差允許范 圍內(nèi)。被檢測(cè)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(dòng)機(jī)構(gòu)控制的止動(dòng)銷擋住而停止。然后， 升降機(jī)構(gòu)使裝有微動(dòng)開(kāi)關(guān)的壓桿探頭下落，檢測(cè)探頭進(jìn)入工件的內(nèi) 孔。此時(shí)，止動(dòng)銷離開(kāi)進(jìn)給滑道，以便讓工件浮動(dòng)。檢測(cè)的工作過(guò)程如圖所示。當(dāng)所測(cè)工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要 求時(shí)（圖a），微動(dòng)開(kāi)關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形槽，微動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)， 發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)（圖中未給出），在壓桿離開(kāi)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

3、直徑時(shí)（圖b），壓桿的探頭進(jìn)入內(nèi)孔深度不夠，微動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)出信號(hào)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(dòng)開(kāi)關(guān)仍閉合，控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品槽。(nRhJi么 么 P12L1竊 窗1I1a)b)1工件2帶探頭的壓桿3a）內(nèi)徑尺寸合格b）內(nèi)徑尺寸太小c）3c）微動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)徑尺寸太大題目分析墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，主要的運(yùn)動(dòng)步驟為：推料機(jī)構(gòu)將工件送到檢 測(cè)臺(tái)。到達(dá)檢測(cè)臺(tái)后，通過(guò)控制止動(dòng)銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)使工件被止動(dòng)銷擋 在壓桿的檢測(cè)位置處，然后壓桿下來(lái)檢測(cè)內(nèi)徑是否符合要求。在壓桿 下來(lái)檢測(cè)的時(shí)間里，微動(dòng)開(kāi)關(guān)向右移動(dòng)檢測(cè)墊圈內(nèi)徑是否符合要求。 微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)完后向左移動(dòng)，

4、回到其原來(lái)所在的。接下來(lái)，壓桿和止 動(dòng)銷一起上升回到其原來(lái)的地方。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將已檢測(cè)的工件送走，并 將下一個(gè)將被檢測(cè)的工件送到檢測(cè)處。三、運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)介墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，用以下3個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì)，止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，壓桿運(yùn)動(dòng)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(cè)裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù):方案號(hào)被測(cè)鋼制平墊圈尺寸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速r/min每次檢測(cè)時(shí)間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E363766596010經(jīng)過(guò)小組討論，我們決定采用方案 A來(lái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì).A1010.520

5、214405周期 T=5s，角速度 3 =2 MT=1.2566 rad/s.3.1墊圈檢測(cè)裝置功能原理方案的確定方案原理圖 輪機(jī)構(gòu)，使止動(dòng)銷立起擋住工件，凸輪機(jī)構(gòu)作為升降機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿使其下降和 上升，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。用傳送帶來(lái)作為傳動(dòng)構(gòu)件，將工件傳送到檢測(cè)臺(tái),到達(dá)檢測(cè)臺(tái)后，通過(guò)外槽優(yōu)點(diǎn)：推料機(jī)構(gòu)、止推銷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓桿探頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都采用了比較好的方 案，使用帶輪繞中心的聯(lián)系，傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)墊圈的連續(xù)輸入， 以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)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(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單， 間歇運(yùn)動(dòng)精確且是往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)， 壓桿探頭傳動(dòng)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

6、造尺寸。便于制造。能保證墊圈內(nèi)徑檢測(cè)儀有條不紊 的完成批量化檢測(cè)的要求，而且檢測(cè)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(huì)存在打滑問(wèn)題， 外槽輪機(jī)構(gòu)摩擦較大，制造起來(lái) 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(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)料的間歇運(yùn)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)止動(dòng)銷的止動(dòng) 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)曲柄的回轉(zhuǎn)中心的高度可以調(diào)節(jié)步長(zhǎng)。 利用凸輪的連續(xù) 回轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)止動(dòng)銷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，凸輪近休止時(shí)止動(dòng)銷停在最低點(diǎn)， 遠(yuǎn)休止時(shí)止動(dòng) 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(jiǎn)單容易制造易于理 解接受。缺點(diǎn)：桿件過(guò)多，運(yùn)動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生沖擊，且需加

7、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 降機(jī)構(gòu)的彈簧的選取比較困難。無(wú)法滿足壓桿探頭需要的高精度的操作要求， 傳 動(dòng)平穩(wěn)性不夠高?？紤]到檢測(cè)的準(zhǔn)確性，檢測(cè)機(jī)構(gòu)的耐用性，以及批量化檢測(cè)等要 求，我們采用了方案原理圖作為最終方案。3.2擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖本墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置中采用了三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件：推料機(jī)構(gòu)、控制止推銷的止動(dòng)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(dòng)，以實(shí) 現(xiàn)檢測(cè)的批量化進(jìn)行，提高效益；壓桿升降機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是 凸輪，經(jīng)過(guò)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(dòng)機(jī)構(gòu)采用的外槽輪結(jié)合

8、齒輪， 這樣能很好的實(shí)現(xiàn)止 推銷的間歇運(yùn)動(dòng)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(cè)能有條不紊、高效快速、精度較高的進(jìn)行。在一個(gè)周期（5s）內(nèi)，為滿足要求，各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況：送料機(jī)構(gòu)工作行程間歇停止時(shí)間止動(dòng)機(jī)構(gòu)止動(dòng)銷上升止動(dòng)銷停止止動(dòng)銷下降壓桿升降機(jī)構(gòu)壓桿停止壓桿下降壓桿上升壓桿停止上圖為表格式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖即在一個(gè)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(cè)完成后的墊圈去相應(yīng)的槽內(nèi)（合格槽、廢品槽、返工 槽），后1s用于穩(wěn)定帶輪運(yùn)來(lái)的待測(cè)墊圈；推程、遠(yuǎn)休止及回程用于 墊圈的檢測(cè)。3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體說(shuō)明表3.3.1推料機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn):便用帶輪耀中心的聯(lián)系 櫃動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)墊

9、圈 的連縝輸入,以實(shí)規(guī)檢 測(cè)的批晝化進(jìn)行提高 經(jīng)濟(jì)翹益缺點(diǎn):皮帶和皮帶輪之間會(huì)存 在打眉的問(wèn)題3.3.2止推銷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選型評(píng)論；屈外槽輪作為止推銷間歇運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)構(gòu)件憂點(diǎn)機(jī)福簡(jiǎn)單制逢工藝簡(jiǎn)單，間籬運(yùn)動(dòng)精確 ,且是往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)：摩擦較大四、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定4.1、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推料機(jī)構(gòu)是整個(gè)裝置中負(fù)責(zé)將待檢測(cè)的工件傳送到檢測(cè)位置的機(jī)構(gòu)。它需要在運(yùn)動(dòng)規(guī)律上和控制止動(dòng)銷的止動(dòng)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(dòng)來(lái)達(dá)到運(yùn)送工 件的目的，且其可以循環(huán)往復(fù)無(wú)間斷的來(lái)進(jìn)給墊圈。機(jī)構(gòu)由齒輪來(lái)傳動(dòng)，因?yàn)槠涔β史秶?、傳?dòng)效率高的特點(diǎn)正好符合我

10、們的需要。從所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中我們得知：原動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為 1/24S，而 檢測(cè)周期為5s，因此推料機(jī)構(gòu)的齒輪系的傳動(dòng)比需為 120 : 1，這要 由多級(jí)齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。下為推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡(jiǎn)圖推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡(jiǎn)圖其中：zi =Z2' =z 18Z3=72Z4=90Z4 '34Z5=68傳動(dòng)比 ii5=Z2Z3Z4 Z5/Z1Z2' :Zz4=54*72*90*68/18*18*18*34=120/14.2、壓桿升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)壓桿升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(guò)程：周期：T=5s

11、；基圓半徑=50mm ；第13頁(yè)共20頁(yè)推程：44.4mm推程運(yùn)動(dòng)角：3 o=4兀/15 ;回程運(yùn)動(dòng)角：3 o=4 ni5 ；遠(yuǎn)修止角二兀2/3 ;近修止角二兀4/5 ;計(jì)算公式：s=Co+ C1 S2+ C3 淨(jìng)+ C4 M+ C5 S5；v= Ciw+2 C2W+3 C3W 字+4 C4W §3+5 C5W S4; a=2 C 2W2+6 C 3 w2 S+12 C 4 w2 S2+20 C 5 w2 S3;在始點(diǎn)處:S=0 , s=0,v=0,a=0 ;在終點(diǎn)處:S = S ,s=h,v=0,a=0 ;分別代入方程得到：C0=Ci=C2=0 C3= 10h/ S03C4= -1

12、5h/ S4 C5=6h/ S5位移：s=10h S/S0-15h S4/ S°+6h S5/ S50 ;速度：v=12 兀h S/S0-24 兀h S3/ S0 + I2 兀h S4/ S50;加速度：a=48 n2h S/5 So-144 n2h S/5 So+96 n2h S3/5 So;SolidWorks設(shè)計(jì)的凸輪：4.3、止推銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，再借助帶輪傳動(dòng)外槽輪，外槽輪再經(jīng)由齒 輪傳動(dòng)止推銷，最終實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動(dòng)。止推銷傳動(dòng)比計(jì)算如下:止推銷傳動(dòng)方案如上圖：Zi=Z2' =z =z2=54Z3=72Z4=90Z6=18帶輪主被動(dòng)傳動(dòng)比是1:2

13、,外槽輪主被動(dòng)傳動(dòng)比是1:4傳動(dòng)比 i 16=(Z2Z3Z4 Z6/Z1Z2' 3 Z5)*2/1*4/1=240/1止動(dòng)銷機(jī)構(gòu)，由外槽輪控制其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。外槽輪的間歇運(yùn)動(dòng)特性 很好的實(shí)現(xiàn)了止推銷的間歇運(yùn)動(dòng)特性，在外槽輪主動(dòng)件槽輪桿的帶動(dòng) 下，被動(dòng)槽輪進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，再在傳動(dòng)齒輪的作用下，將其運(yùn)動(dòng)特性 傳遞給了止推銷。通過(guò)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的組合，最終完成了墊圈內(nèi)徑的檢 測(cè)。4.4、重要零件圖和三視圖上圖：外槽輪機(jī)構(gòu)第21頁(yè)共20頁(yè),-_ -U上圖：槽輪三視圖1上圖：缺口圓盤(pán)三視圖五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案自評(píng)經(jīng)過(guò)小組的一起努力，向老師請(qǐng)教疑難解答，我們從一開(kāi)始提出 的各種想法，再一步步完善，構(gòu)思，最終確定

14、了機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，并計(jì) 算參數(shù)、建模、裝配。每一步過(guò)程中不免有疑惑、坎坷，我們也參考 了很多書(shū)目，綜合評(píng)價(jià)該檢測(cè)裝置，該裝置止動(dòng)銷、壓桿、推料機(jī)構(gòu) 精確地配合運(yùn)動(dòng)，符合每5秒檢測(cè)一個(gè)墊圈的技術(shù)要求，檢測(cè)的探頭 對(duì)工件的沖擊較小，總的來(lái)說(shuō)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(dòng)方式，還拘泥于自己的想象中，希望老師 能提出批評(píng)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(guò)了一個(gè)星期的分析、計(jì)算和繪制， 經(jīng)過(guò)了團(tuán)隊(duì)合作和各自的思考，經(jīng)過(guò)了無(wú)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(qián)奔騰負(fù)責(zé)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和 配合，韓海靜負(fù)責(zé)零件的建模，周漢強(qiáng)負(fù)責(zé)說(shuō)明書(shū)的制作。然而

15、我們 并不是等到各個(gè)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(gè)過(guò)程。在這次課程設(shè)計(jì)中找到的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)，使 我們認(rèn)識(shí)到，課本只是獲取知識(shí)的途徑，但不是全部，我們要通過(guò)自 己的思考與生活才能更好的將知識(shí)為我所用。 這次的課程設(shè)計(jì)，對(duì)我 們今后的學(xué)習(xí)，有很大的幫助。七、個(gè)人總結(jié)經(jīng)過(guò)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(cè)裝置。不知不覺(jué)已經(jīng)6月3日，到了完善說(shuō)明書(shū)，提交方案 的時(shí)候?？梢哉f(shuō)，這一個(gè)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(lái)之不易。即使 困難再大，我們風(fēng)雨兼程。我們遇到問(wèn)題時(shí)，即使有過(guò)分歧，我

16、們也 會(huì)提出自己的觀點(diǎn)，并且細(xì)心聆聽(tīng)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(lái)，并完成了課程設(shè)計(jì)。體 會(huì)有很多1. 我明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。如果沒(méi)有大家的互相合作，互相 鼓勵(lì)，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(gè)方案出 來(lái)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(guò)去的。直到最后的方案的確定下來(lái)，在合理的分工后，我們還有很 多協(xié)作，遇到問(wèn)題大家一起商量，當(dāng)想出一個(gè)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(guò)了機(jī)械原 理，可是由于學(xué)的都是理論知識(shí)，沒(méi)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(guò)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(lái)造出一個(gè)具有一定功能的機(jī) 器來(lái)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，更是一個(gè)溫故知新，運(yùn)用知識(shí)的途徑。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)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