機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目 健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī) 機(jī)械系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)機(jī)自071班 設(shè)計(jì)者 XXXXX 指導(dǎo)教師 XXXXX 2009年 6月15日 目錄前言3第一章、設(shè)計(jì)題目與要求 4第二章、機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖5第三章、原動(dòng)機(jī)的選擇5第四章、傳動(dòng)比的分配7第五章、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較8第六章、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較106.1 進(jìn)料機(jī)構(gòu) 106.2 檢驗(yàn)機(jī)構(gòu) 13第七章、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定與比較 16第八章、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖17第九章、凸輪運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)18結(jié)束語(yǔ) 20附錄：（圖紙）前言【摘要】 隨著科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展和人們生活條件的不斷改善，消費(fèi)者的價(jià)值觀(guān)念變化很

2、快，市場(chǎng)需求才出現(xiàn)多樣化的特征，機(jī)械產(chǎn)品的種類(lèi)日益增多，例如，各種金屬切削機(jī)床、儀器儀表、重型機(jī)械、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、石油化工機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、海洋作業(yè)機(jī)械、鋼鐵成套設(shè)備、辦公設(shè)備、家用電器以及兒童玩具等等。同時(shí)，這些機(jī)械產(chǎn)品的壽命周期也相應(yīng)縮短。企業(yè)為了贏得市場(chǎng)，必須不斷開(kāi)發(fā)符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，其中設(shè)計(jì)是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的第一步，是決定產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、水平、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益的最主要因素。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品的功能、工作原理、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算，并將其轉(zhuǎn)化為具體

3、的描述以作為制造的工作過(guò)程。 當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，知識(shí)經(jīng)濟(jì)已見(jiàn)端倪，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是科技與人才的競(jìng)爭(zhēng)。而機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)是機(jī)械原理課程的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，同時(shí)，又是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)實(shí)踐，在培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械綜合設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新意識(shí)與能力方面，起著重要的作用。在課程設(shè)計(jì)中，它培養(yǎng)了學(xué)生 創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。本次設(shè)計(jì)的是健身球分類(lèi)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以小見(jiàn)大，設(shè)計(jì)并不是門(mén)簡(jiǎn)單的課程，它需要同學(xué)們理性的思維和豐富的空間想象能力。第一章 設(shè)計(jì)要求1. 設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)，將不同直徑的健身球（石料）按直徑分類(lèi)。檢測(cè)后送入各自制定的位置，整個(gè)工作過(guò)

4、程（包括進(jìn)料、送料、檢測(cè)、接料）自動(dòng)完成。健身球直徑范圍4046mm，要求分類(lèi)機(jī)將健身球按直徑大小分為三類(lèi)（1）40 mm第一類(lèi)42 mm（2） 42 mm <第二類(lèi)44 mm（3） 44 mm <第三類(lèi)46 mm2設(shè)計(jì)任務(wù)(1)健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)構(gòu)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在內(nèi)的三種機(jī)構(gòu)(2)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。(3)繪制健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖(4)繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（包括位移曲線(xiàn)、凸輪廓線(xiàn)和從動(dòng)件的初始位置）。要求確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，確定凸輪廓線(xiàn)。(5)設(shè)計(jì)計(jì)算期中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。第二章 設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖第三章

5、 原動(dòng)機(jī)的選擇1. 原始數(shù)據(jù)方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)生產(chǎn)球（個(gè)/min）A144020B96010C720152. 原動(dòng)機(jī)選擇主要參考條件：（1）現(xiàn)場(chǎng)能源供應(yīng)條件（2）工作機(jī)載荷特性及工作制度（3）工作機(jī)對(duì)啟動(dòng)、平穩(wěn)性、過(guò)載能力、調(diào)速和控制能力等方面的要求。（4）原動(dòng)機(jī)是否工作可靠、操作與維修簡(jiǎn)便，是否需要防塵、防爆、防腐等（5） 原動(dòng)機(jī)的初始成本與運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用3. 原動(dòng)機(jī)的性能比較。參考機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表3.24. 健身球減員分類(lèi)機(jī)屬于工業(yè)批量生產(chǎn)中的應(yīng)用， 考慮實(shí)際場(chǎng)景，一般工廠(chǎng)用電220V以上，原動(dòng)機(jī)易選用220v交流電動(dòng)機(jī)，為減少噪音一般不用氣動(dòng)機(jī)，從整個(gè)設(shè)計(jì)方案考慮，要達(dá)

6、到高產(chǎn)率且減少減速過(guò)程機(jī)構(gòu)，宜采用轉(zhuǎn)速較低的電動(dòng)機(jī)。5. 原動(dòng)機(jī)的選定 綜上考慮，易采用在220V交流電壓下工作電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速720r/min，預(yù)計(jì)生產(chǎn)率為20個(gè)/min。第四章 傳動(dòng)比的分配1. 確定總傳動(dòng)比原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n原=720凸輪轉(zhuǎn)速 n=20工作軸轉(zhuǎn)速 n=5所以總傳動(dòng)比 i= n原/ n=720/20=36i= n原/ n=720/5=1442傳動(dòng)比的分配 將總傳動(dòng)比i按各級(jí)傳動(dòng)進(jìn)行分配 i=i1i2i3in 式中i1,i2,i3in為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 傳動(dòng)比分配的主要要求：a) 各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選取（參見(jiàn)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)附錄2）b) 使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力得到充分發(fā)揮

7、，并使其結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)勻稱(chēng)c) 使各級(jí)傳動(dòng)具有較小的外形尺寸，較小的重量和中心距d) 建議使用不可約分的傳動(dòng)比，以避免某幾個(gè)齒輪的磨損過(guò)分集中，降低噪聲和震動(dòng)3各級(jí)傳動(dòng)比的分配表傳動(dòng)比分配各級(jí)i1i2i3i4i5機(jī)構(gòu)1，22，33，44，55，6i9/512014i9/51201/第五章 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較1. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇。根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中，傳動(dòng)效率與傳遞能量的穩(wěn)定性與可靠性來(lái)合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2. 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)按工作原理分類(lèi)：有機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)和電力傳動(dòng)三類(lèi)。具體可參看機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表3.3按工作原理的傳動(dòng)分類(lèi)及特點(diǎn)。3. 各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和特性參考機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)附錄24

8、. 各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率的比較參考機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)附錄35. 設(shè)計(jì)方案中各級(jí)傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)選擇機(jī)構(gòu)1223345566帶輪帶輪錐齒輪錐齒輪蝸桿蝸輪直齒輪撥盤(pán)槽輪直齒輪帶輪帶輪錐齒輪錐齒輪蝸桿蝸輪直齒輪凸輪推桿滑塊6. 個(gè)別傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的說(shuō)明為了實(shí)現(xiàn)較大的減速比，故在考慮時(shí)在3，4機(jī)構(gòu)處采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)組合。而要使送料、接料和檢驗(yàn)保持同步，所以在檢料處采用槽輪機(jī)構(gòu)，使得檢料時(shí)接料盤(pán)每轉(zhuǎn)1/4圈送進(jìn)一個(gè)球。第六章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較1. 送料機(jī)構(gòu)（簡(jiǎn)圖）（1） 送料要求:送球時(shí)要求一個(gè)一個(gè)地將球從料斗中送出檢驗(yàn)。要達(dá)到生產(chǎn)率為20個(gè)/每分鐘，所以一分鐘內(nèi)要從料斗里送出20個(gè)健身球到檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)中。（2

9、） 凸輪選擇：每分鐘要送出20個(gè)球，平均每3秒推出一個(gè)球，每個(gè)球的推出是間歇循環(huán)的，經(jīng)過(guò)考慮，我們選用了凸輪機(jī)構(gòu)與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)凸輪的旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)推桿做周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而一起帶動(dòng)送料滑塊每次來(lái)回送出一個(gè)球，每分鐘送出20個(gè)，達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)率。（3） 料斗的設(shè)計(jì)：料斗的設(shè)計(jì)要考慮落料是否順暢，由于健身球的材質(zhì)是石料，所以我們?cè)O(shè)計(jì)的料斗采用了錐形漏斗形料斗。此料斗唯一會(huì)造成的堵塞的現(xiàn)象是兩、三個(gè)球在同一平面內(nèi)。如圖： 但由于石料球自身重力與機(jī)器的微小震動(dòng)，加上出現(xiàn)這種絕對(duì)同平面的概率甚微，因此只要設(shè)計(jì)好料斗的斜度就不會(huì)產(chǎn)生堵塞狀況。料斗斜度的設(shè)計(jì)要根據(jù)球的直徑和重量來(lái)計(jì)算。計(jì)算如下

10、： f=uFN+Tcos FN=mgcos+Tsin F=mgsin F>f mgsin>umgcos+uTsin+Tcos T >mg Sin>u(cos+sin)+cos 即 (sin-cos)/(cos+sin)>u >45 其中 m為球的質(zhì)量 u為石料與鐵的摩擦系數(shù) T是球與球之間的擠壓力所以將料斗的斜度設(shè)計(jì)為 45度時(shí)即可保證球下落堵塞的概率很小很小。當(dāng)然不能保證100%的順暢2. 檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（1） 檢驗(yàn)原理 根據(jù)球的的不同直徑分為三類(lèi)，所以設(shè)置三個(gè)不同直徑的圓孔，分別為42、44、46。用一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)接料，并完成一個(gè)間歇運(yùn)動(dòng)，每個(gè)間歇運(yùn)動(dòng)進(jìn)

11、程為轉(zhuǎn)盤(pán)的1/4,在每一個(gè)間歇停頓時(shí)間內(nèi)完成兩次檢測(cè)，當(dāng)檢驗(yàn)完成后不合適的則由下面的撐板轉(zhuǎn)動(dòng)撐起球料再由接料轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)送到下一個(gè)檢驗(yàn)口中檢測(cè)，機(jī)構(gòu)原理圖見(jiàn)圖紙。（2） 間歇機(jī)構(gòu)的選擇根據(jù)題目要求選擇三類(lèi)球，每個(gè)球只在三個(gè)孔中檢測(cè)后便可分類(lèi)，每次檢驗(yàn)時(shí)所作間歇運(yùn)動(dòng)行程角度為900，所以考慮采用槽輪機(jī)構(gòu)（如圖）。而檢驗(yàn)撐板的轉(zhuǎn)動(dòng)為連續(xù)的，但要和槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)同周期，保證每轉(zhuǎn)動(dòng)1/4圓周是同步的。因而帶動(dòng)撐板的齒輪與帶動(dòng)槽輪的齒輪同軸同轉(zhuǎn)速。（3） 槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參考機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表4.4、4.5 。由式（4-28）和圖4.9可求得中心距C，轉(zhuǎn)臂半徑r（即轉(zhuǎn)臂滾子中心A到轉(zhuǎn)軸O1間的距離）和槽輪名義

12、外圓半徑R之間的關(guān)系為 （4-28）為防止高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的沖擊，常對(duì)槽輪的名義外圓半徑R給予修正，如圖4.9所示 RS=(R2+2)1/2 式中：滾子半徑，一般取r/6。 由圖4.9可知，槽輪的槽底半徑Rd<C-(r+)。而在選取撥盤(pán)上鎖止弧半徑RH時(shí)，必須保證槽輪的外圓上有足夠的槽頂厚度h，一般取h為（0.60.8），但不得小于3mm。 RH可按槽輪的外圓半徑R選用，取RH=KHR,系數(shù)KH的選取可查表4.5。 表4.5系數(shù)KH的選取槽輪槽數(shù)34568KH1.40.70.480.340.2（4） 槽輪相關(guān)參數(shù) 槽輪槽數(shù)：4 轉(zhuǎn)臂滾子數(shù)j：1 特性系數(shù)k：1/3 運(yùn)動(dòng)系數(shù)i：1/4第七章 機(jī)

13、械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案的擬定與比較1.方案擬定 1）.不平行槽分類(lèi)機(jī)構(gòu)方案 2）板門(mén)機(jī)構(gòu)方案 3）間歇轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)方案2.方案的比較與選擇 方案（1）：由于每一個(gè)料球的尺寸差距小于2mm，可能由于球在滾動(dòng)過(guò)程中的微小慣性沖擊而造成檢驗(yàn)不準(zhǔn)確 方案（2）：每個(gè)球的尺寸差距過(guò)小，上面中擋板的位移很小，很難控制小板順利打開(kāi)，且該方案中同樣存在慣性沖擊。 方案（3）：該方案合理解決了球運(yùn)動(dòng)中的慣性沖擊，并在檢驗(yàn)時(shí)，每一個(gè)檢驗(yàn)卡口處都進(jìn)行兩次檢驗(yàn)。整個(gè)過(guò)程保持定點(diǎn)定位同步進(jìn)行七機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖或進(jìn)一步驗(yàn)到的運(yùn)動(dòng)方案布置圖第八章 機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖推 桿送料空回送料空回送料空回送料空回接料轉(zhuǎn)盤(pán)第一接口接料一檢驗(yàn)口二檢驗(yàn)口

14、三檢驗(yàn)口第二接口三檢驗(yàn)口接料一檢驗(yàn)口二檢驗(yàn)口第三接口二檢驗(yàn)口三檢驗(yàn)口接料一檢驗(yàn)口第四接口一檢驗(yàn)口二檢驗(yàn)口三檢驗(yàn)口接料支撐轉(zhuǎn)盤(pán)空推空推空推空推空推空推空推空推槽輪輪角 0° 90° 180° 270° 360°第九章 凸輪運(yùn)動(dòng)分析與設(shè)計(jì)（1）推桿位移線(xiàn)圖( 2 )圖解法凸輪設(shè)計(jì)機(jī)械原理教材92頁(yè)，根據(jù)工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，推薦推程的許用壓力角為：移動(dòng)推桿°°；當(dāng)要求凸輪尺寸盡可能小時(shí)，可取°所以選定推桿壓力角° r0 e=20mm s=45sin rr=10mm( 2 ) 凸輪的繪制（由計(jì)算機(jī)AutoCAD完成）

15、結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)一周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 這次課程設(shè)計(jì)我得到的題目是設(shè)計(jì)一個(gè)健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)，由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開(kāi)始的時(shí)候有些手忙

16、腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，使我找到了信心?，F(xiàn)在想想其實(shí)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中的每一天都是很累的，尤其是最后兩天，更是忙的不可開(kāi)交。甚至有的同學(xué)選擇了一整天的學(xué)習(xí)畫(huà)圖找資料連飯都顧不得吃。其實(shí)正向老師說(shuō)得一樣，設(shè)計(jì)所需要的東西都在書(shū)上了，當(dāng)時(shí)自己老是想找到什么捷徑來(lái)完成這次任務(wù)。但是機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)沒(méi)有那么簡(jiǎn)單，你想copy或者你想自己胡亂蒙兩個(gè)數(shù)據(jù)上去來(lái)騙騙老師都不行，因?yàn)槟愕拿恳粋€(gè)數(shù)據(jù)都要從機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)上或者機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上找到出處或有相關(guān)的計(jì)算過(guò)程。我因?yàn)檫@個(gè)就吃了不少的虧，比如在我設(shè)計(jì)健身球分類(lèi)機(jī)裝配草圖時(shí)我沒(méi)有太注意相關(guān)尺寸，致使我設(shè)計(jì)的整體圖出現(xiàn)了較大的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤

17、，間接導(dǎo)致了我以后的裝配圖的步履維艱。雖然種種困難我都已經(jīng)克服，但是還是難免有些疏忽和遺漏的地方。完美總是可望而不可求的，不在同一個(gè)地方跌倒兩次才是最重要的。抱著這個(gè)心理我一步步走了過(guò)來(lái)，最終完成了我的任務(wù)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程理論知識(shí)和利用生產(chǎn)時(shí)間知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神。在這些過(guò)程當(dāng)中我充分的認(rèn)識(shí)到自己在知識(shí)理解和接受應(yīng)用方面的不足，特別是自己的系統(tǒng)的自我學(xué)習(xí)能力的欠缺，將來(lái)要進(jìn)一步加強(qiáng)，今后的學(xué)習(xí)還要更加的努力。本次課程設(shè)計(jì)不僅僅是對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)的一次系統(tǒng)總結(jié)與應(yīng)用，還是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)。在本次課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，天氣很熱，許多同學(xué)都不顧這么熱的天認(rèn)真設(shè)計(jì)，精神可嘉。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一