墊圈內(nèi)徑檢測裝置-機(jī)械原理課程設(shè)計

1、機(jī)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(xué) 院_專業(yè)班級_姓 名_學(xué) 號_指導(dǎo)教師_青島理工大學(xué)二零一六年七月二日17目錄一設(shè)計題目及其要求 -3二運(yùn)動方案分析-32.1題目分析-32.2運(yùn)動方案簡介-32.3裝置功能原理方案的確定-42.4機(jī)構(gòu)運(yùn)動形式和運(yùn)動循環(huán)圖-5三機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)方案設(shè)計-53.1推料機(jī)構(gòu)設(shè)計-53.2止推銷傳動機(jī)構(gòu)-63.3壓桿升降機(jī)構(gòu)-73.4重要零件圖-9四設(shè)計小結(jié)-12五個人總結(jié)-12六參考書目-12一、 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(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

2、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，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（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（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（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

3、格 b)內(nèi)徑尺寸太小 c)內(nèi)徑尺寸太大二運(yùn)動方案分析2.1題目分析墊圈內(nèi)徑檢測裝置，主要的運(yùn)動步驟為：推料機(jī)構(gòu)將工件送到檢測臺。到達(dá)檢測臺后，通過控制止動銷的止動機(jī)構(gòu)使工件被止動銷擋在壓桿的檢測位置處，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(jī)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。2.2運(yùn)動方案簡介墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下3個機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計，止動銷運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計，壓桿運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計。題目所給的設(shè)計數(shù)據(jù)：墊圈內(nèi)徑

4、檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)方案號被測鋼制墊圈尺寸電動機(jī)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/mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E363766596010經(jīng)過小組討論，我們決定采用方案A來進(jìn)行課程設(shè)計. A1010.520214405周期T=5s，角速度=2/T=1.2566 rad/s.2.3裝置功能原理方案的確定用傳送帶來作為傳動構(gòu)件，將工件傳送到檢測臺，到達(dá)檢測臺后，通過外槽輪機(jī)構(gòu)，使止動銷立起擋住工件，凸輪機(jī)構(gòu)作為升降機(jī)構(gòu)，通過連桿使其下降和上升，以實(shí)現(xiàn)檢測。 優(yōu)點(diǎn)：推料機(jī)構(gòu)、止推

5、銷傳動機(jī)構(gòu)、壓桿探頭傳動機(jī)構(gòu)都采用了比較好的方案，使用帶輪繞中心的聯(lián)系，傳動可以實(shí)現(xiàn)待測墊圈的連續(xù)輸入，以實(shí)現(xiàn)檢測的批量化進(jìn)行提高經(jīng)濟(jì)效益。用外槽輪作為止推銷間歇運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單，間歇運(yùn)動精確且是往復(fù)間歇運(yùn)動，壓桿探頭傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)用杠桿放大原理，將凸輪推程減小，減小了凸輪的制造尺寸。便于制造。能保證墊圈內(nèi)徑檢測儀有條不紊的完成批量化檢測的要求，而且檢測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存在打滑問題，外槽輪機(jī)構(gòu)摩擦較大，制造起來比較復(fù)雜，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。 2.4機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和運(yùn)動循環(huán)圖本墊圈內(nèi)徑檢測裝置中采用了三個執(zhí)行構(gòu)件：推料機(jī)構(gòu)、控制止推銷的止動機(jī)構(gòu)

6、，壓桿升降機(jī)構(gòu)。推料機(jī)構(gòu)采用的是帶輪傳動，以實(shí)現(xiàn)檢測的批量化進(jìn)行，提高效益；壓桿升降機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)采用的是凸輪，經(jīng)過計算可精確計算出近休止和遠(yuǎn)休止的角度以及相應(yīng)半徑；控制止推銷的止動機(jī)構(gòu)采用的外槽輪結(jié)合齒輪，這樣能很好的實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動以及和送料機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)構(gòu)的配合，以保證檢測能有條不紊、高效快速、精度較高的進(jìn)行。 在一個周期（5s）內(nèi)，為滿足要求，各個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動情況：推料機(jī)構(gòu)工作行程間歇停止時間止動機(jī)構(gòu)止動銷上升止動銷停止止動銷下降壓桿升降機(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)動循環(huán)圖即在一個周期5s內(nèi)，近休止占用時間為2s，近休止的前1s用于推桿推出檢測完成后的墊圈去相

7、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)來的待測墊圈；推程、遠(yuǎn)休止及回程用于墊圈的檢測。 3 機(jī)構(gòu)傳動系統(tǒng)方案設(shè)計3.1推料機(jī)構(gòu)設(shè)計推料機(jī)構(gòu)是整個裝置中負(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。 為了使工作周期易于控制，我們決定由皮帶輪傳動來達(dá)到運(yùn)送工件的目的，且其可以循環(huán)往復(fù)無間斷的來進(jìn)給墊圈。機(jī)構(gòu)由齒輪來傳動，因?yàn)槠涔β史秶?、傳動效率高的特點(diǎn)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1/24s，而檢測周期為5s，因此推料機(jī)構(gòu)的齒輪系的傳動比需為120：1，這要由

8、多級齒輪傳動來實(shí)現(xiàn)。推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡圖其中： z1=z2=z3=18 z2=54 z3=72 z4=90 z4=34 z5=68 傳動比3.2壓桿升降機(jī)構(gòu)壓桿升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動方案示意圖控制壓感探頭的凸輪設(shè)計： 采用5次多項(xiàng)式運(yùn)動規(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算過程： 周期：T=5s； 基圓半徑=50mm； 推程：44.4mm 推程運(yùn)動角：0=4/15； 回程運(yùn)動角：0=4/15；遠(yuǎn)修止角=2/3； 近修止角=4/5； 計算公式：位移： s=C0+ C12+ C33+ C44+ C55； 速度： v= C1w+2 C2w+3 C3w2+4 C4w3+5 C5w4； 加

9、速度：a=2C2w2+6 C3 w2+12 C4 w22+20 C5 w23；在始點(diǎn)處：=0，s=0,v=0,a=0； 在終點(diǎn)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=10h3/30-15h4/40+6h5/50 ； 速度： v=12h2/30-24h3/40+12h4/50； 加速度：a=482h/530-1442h2/540+962h3/550； SolidWorks設(shè)計的凸輪：3.3止推銷傳動機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)帶動齒輪傳動，再借助帶輪傳動外槽輪，外槽輪再經(jīng)由齒輪傳動止推銷，最終實(shí)現(xiàn)止

10、推銷的間歇運(yùn)動。止推銷傳動比計算如下：如上圖： z1=z2=z3=18 z2=54 z3=72 z4=90 z5=36 z6=18 帶輪主被動傳動比是1:2，外槽輪主被動傳動比是1:4 傳動比止動銷機(jī)構(gòu)，由外槽輪控制其運(yùn)動規(guī)律。外槽輪的間歇運(yùn)動特性很好的實(shí)現(xiàn)了止推銷的間歇運(yùn)動特性，在外槽輪主動件槽輪桿的帶動下，被動槽輪進(jìn)行間歇運(yùn)動，再在傳動齒輪的作用下，將其運(yùn)動特性傳遞給了止推銷。通過這三個機(jī)構(gòu)的組合，最終完成了墊圈內(nèi)徑的檢測。3.4重要零件圖4 設(shè)計小結(jié)這次的課程設(shè)計完成了，經(jīng)過了一個星期的分析、設(shè)計、計算和繪制，經(jīng)過了團(tuán)隊(duì)合作和各自的思考，經(jīng)過了無從下手和有所領(lǐng)悟，課程設(shè)計總算完成了。這是

11、分工協(xié)作的的成果：傳動機(jī)構(gòu)運(yùn)動和配合，零件的建模，說明書的制作。然而我們并不是等到各個部分的設(shè)計完成之后再將其合并匯總，而是交流和討論貫穿了設(shè)計的整個過程。在這次課程設(shè)計中找到的問題和經(jīng)驗(yàn)，使我們認(rèn)識到，課本只是獲取知識的途徑，但不是全部，我們要通過自己的思考與生活才能更好的將知識為我所用。這次的課程設(shè)計，對我們今后的學(xué)習(xí)，有很大的幫助。5 個人總結(jié)經(jīng)過這么多天的努力，我們終于完成了機(jī)械原理課程設(shè)計的墊圈內(nèi)徑檢測裝置。不知不覺已經(jīng)到了完善說明書，提交方案的時候。 可以說，這一個星期真的是煎熬，時時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，不知道成功來之不易。即使困難再大，我們風(fēng)

12、雨兼程。我們遇到問題時，即使有過分歧，我們也會提出自己的觀點(diǎn)，并且細(xì)心聆聽隊(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。最終我們堅持了下來，并完成了課程設(shè)計。體會有很多 1.我明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。如果沒有大家的互相合作，互相鼓勵，根本不可能很好的完成課程設(shè)計，時間很緊迫，當(dāng)一個方案出來后，分析了半天，才發(fā)現(xiàn)它的不合理性，時間就是這么一分一秒的過去的。直到最后的方案的確定下來，在合理的分工后，我們還有很多協(xié)作，遇到問題大家一起商量，當(dāng)想出一個解決方法時，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)過了機(jī)械原理，可是由于學(xué)的都是理論知識，沒有實(shí)踐，所以缺乏理解，許多東西都還只停留在想象的層面上。而通過課程設(shè)計，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)，讓我們自己來造出一個具有一定功能的機(jī)器來，這對我們來說是一個機(jī)遇和挑戰(zhàn)，更是一個溫故知新，運(yùn)用知識的途徑。經(jīng)過這次課程設(shè)計，加深了我對機(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)計的課程設(shè)計打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 我知道，這次的課程設(shè)計是為以后的畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備的，只有好好去做，才能從中學(xué)得更多，才能不