墊圈內(nèi)徑檢測裝置機械原理課程設(shè)計(共23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 設(shè)計題目 墊圈內(nèi)徑檢測裝置 學 院_汽車與交通學院_專業(yè)班級_車輛_ 姓 名_學 號_指導教師_ _青島理工大學二零一六年七月二日 目錄一、 設(shè)計題目及其要求.3二、 題目分析.3三、 運動方案簡介.4四、 總體立體結(jié)構(gòu)圖.6五、 結(jié)構(gòu)設(shè)計、尺寸設(shè)計及其計算65.1傳動機構(gòu)設(shè)計.75.2壓桿運動機構(gòu)設(shè)計.95.3止動銷運動機構(gòu)設(shè)計.145.4微動開關(guān)運動機構(gòu)設(shè)計.18六、系統(tǒng)評價.19七、總結(jié)19八、參考書目19一、 設(shè)計題目及其要求 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

2、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。檢測的工作過程如圖所示。當所測工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時（圖a），微動開關(guān)的觸頭進入壓桿的環(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（圖b），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)徑尺寸大于允許的最大直徑時（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

3、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、 運動方案簡介 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

4、構(gòu)設(shè)計。題目所給的設(shè)計數(shù)據(jù)：平墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)：方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機轉(zhuǎn)速r/min每次檢測時間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mmA88.4161.614405B121320214406C202130314408D20213739608E30315649608經(jīng)小組討論，為使機構(gòu)的使用性能符合要求，適合本設(shè)計，我們采用方案DD20213739608周期T=8s，角速度=2/T=0.785 rad/s.在一個周期內(nèi)，滿足要求，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)02s01s傳送工件停在最高點停在最高點停在最左邊11.5s下降1.52s停在最低

5、點23.5s停下降停在最低點停在最左邊3.56.5s3.54.5s停檢測停在最低點右移4.55.5s檢測5.56.5s左移6.58s停上升上升停為使各個機構(gòu)滿足上述要求，傳動機構(gòu)的控制采用間歇機構(gòu)，壓桿運動機構(gòu)和止動銷的運動匹配要求嚴格，則兩者用凸輪軸連接。微動開關(guān)機構(gòu)的控制采用凸輪機構(gòu)。四、 立體結(jié)構(gòu)圖五、 結(jié)構(gòu)設(shè)計1、傳動機構(gòu)設(shè)計傳動機構(gòu)是整個裝置中負責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。機構(gòu)由齒輪來傳動，因為其功率范圍大、傳動效率高的特

6、點正好符合我們的需要。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，這要由多級齒輪傳動來實現(xiàn)。如圖為推料機構(gòu)的齒輪系簡圖。其中：z1=z2=z3=20,z2=z3=80,z4=160傳動比i14=z2z3z4/z1z2z3=80*80*160/203=128/1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)來達到間歇式運動的目的。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，初定模數(shù)m=2d1=d2=d3=40mmd2=d3=160mmd4=320m

7、m皮帶輪直徑D=127.4mm，皮帶傳送速度v=50mm/s 4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。2、壓桿運動機構(gòu)設(shè)計控制壓感探頭的凸輪設(shè)計：方案一：用齒輪、連桿和彈簧來控制壓桿的運動；方案二：用凸輪和連桿機構(gòu)，為了設(shè)計加工方便把凸輪設(shè)計成3次多項式運動規(guī)律；方案三：用凸輪和連桿機構(gòu)，凸輪設(shè)計成5次多項式運動規(guī)律；綜合分析以上三種方案，方案一中彈簧用久后會變形，影響測量精度，考慮到探頭測量時沖擊力要小，故不能用三次多項式的凸輪，經(jīng)綜合考慮采用方案三采用5次多項式運動規(guī)

8、律的凸輪。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+15h4

9、/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；經(jīng)計算得到以下結(jié)果：03/806/809/8012/8015/8018/8021/8024/8027/8030/80s6.0005.9495.6525.0224.0953.0001.9050.9780.3480.0510.000v0.0000.9723.0725.2926.9127.5006.9125.2923.0720.9720.00003/1606/1609/16012/16015/16018/16021/16024/16027/

10、16030/160a0.0006.84011.52014.28015.36015.00013.44010.9207.6803.9600.00033/16036/16039/16042/16045/16048/16051/16054/16057/16060/160a-3.960-7.680-10.920-13.440-15.000-15.360-14.280-11.520-6.8400.00008/3位移和角度的曲線圖：08/3速度和角度關(guān)系的曲線圖：08/3加速度和角度關(guān)系的曲線圖：02一個周期內(nèi)推桿運動循環(huán)圖：SolidWorks設(shè)計的凸輪： 安裝凸輪時應注意凸輪開始轉(zhuǎn)動時應先遠休2秒，然后

11、再回程來測量墊圈的內(nèi)徑，故應把凸輪應安裝如上圖所示的位置；推程時推桿的運動規(guī)律和回程時的運動規(guī)律完全一致，各種參數(shù)均相同。3、止動銷運動機構(gòu)設(shè)計止動銷機構(gòu)，由凸輪控制其運動規(guī)律。凸輪類型：對心直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)。凸輪機構(gòu)在在周期為8s的一個周期內(nèi)的運動規(guī)律為：（0s時在最高處） 01s1s1.5s1.5s6.5s 6.5s8s停下降停上升凸輪機構(gòu)分析：為保證凸輪機構(gòu)不受過大地沖擊力，采用二次多項式運動規(guī)律。s=c0+c1+c22 v=ds/dt=c1+2c2a=dv/dt=2c22（1）在01s，凸輪在遠休過程，遠休止角01=/4 （0/4）。（2）在1s1.5s，凸輪為回程過程，回程運

12、動角0=/8 （/43/8）在等加速回程段：（/45/16）S=h-2h2/20=6-2*62/(/8)2=6-77.892V=-4h/20=-4*6*0.785/(/8)2=-122.29a=-4h2/20=-4*6*(0.785)2/(/8)2=-96(=00/2)等減速回程：（5/163/8）S=2h(0-)2/20=2*6(/8-)2/(/8)2=77.89 (/8-)2V=-4h(0-)/ 20=-4*6*0.785(/8-)/( /8)2=-122.29 (/8-)a=4h2/20=4*6*(2/T)/( /8)2=96(=/2-)（3）1.5s6.5s凸輪為近休過程，近休止角02

13、=5/4 （3/813/8）（4）6.5s8s凸輪為回程過程，回程角0=3/8（13/82）等加速推程：（13/829/16）S=2h2/20=2*62/(3/8)2=8.662V=4h/20=4*6*0.785/( 3/8)2=13.59a=4h2/20=4*6*(0.785)2/(3/8)2=10.67（=00/2）等減速推程：（29/162）S=h-2h（0-）2/20=6-2*6（3/16-）2/(3/16)2=6-8.66（3/16-）V=4h(0-)/ 20=4*6*0.785(3/16-)/( 3/16)2=13.59 (3/16-)a=-4h2/20=-10.67（=0/20）

14、在一個周期內(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：一個周期內(nèi)，止動銷的加速度與凸輪轉(zhuǎn)過角速度的關(guān)系：4、微動開關(guān)機構(gòu)設(shè)計微動開關(guān)機構(gòu)：由凸輪控制其運動；凸輪類型：幾何封閉的凸輪機構(gòu)；該機構(gòu)在一個周期的運動規(guī)律：03.5s3.5s4.5s4.5s5.5s 5.5s6.5s 6.5s8s靜止過來檢測回去 靜止結(jié)構(gòu)圖：凸輪機構(gòu)的分析與計算;為了保證凸輪機構(gòu)收到極小的 沖擊，采用二次多項式運動規(guī)律其表達式：s=c0+c1+c22 v=ds/dt=c1+2c2a=dv/dt=2c22有圖可得：推程運動角0=/4遠休止角 ：01=/4回程運動角：0=/4近

15、休止角：02=5/4 推程加速過程的運動方程;S=2h2/20=12.9822v=4h/20=20.382a=4h2/20=16推程減速過程的運動方程;S=h-2h2/20=4-12.982（/4-）2V=4h/20=20.382（/4-）a=-4h2/20=-16s，v，a分析圖：回程時的運動規(guī)律過程回程加速過程的運動方程;S=h-2h2/20=4-12.9822V=-4h/20=-20.382a=-4h2/20=-16回程減速過程的運動方程；S=2h(0-)2/20=12.982（/4-）V=-4h(0-)/ 20=-20.382（/4-）a=4h2/20=16s，v，a分析圖： 六、系統(tǒng)評價綜合評價該