1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)-目錄第一章：設(shè)計(jì)任務(wù)2 1.1設(shè)計(jì)題目2 1.2設(shè)計(jì)要求2 第二章：機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與分析決策3 2.1方案設(shè)計(jì)與選擇3 （1）進(jìn)料機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)3 （2）篩選機(jī)構(gòu)4 （3）接料機(jī)構(gòu)5 2.2機(jī)構(gòu)工作原理6 2.3整體工作流程設(shè)計(jì)7第三章：機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)及計(jì)算8 3.1機(jī)構(gòu)減速裝置設(shè)計(jì)8 3.2槽輪機(jī)構(gòu)及檢測裝置11 3.3凸輪機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11 3.4齒輪設(shè)計(jì)14 3.5整體運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)15第四章：設(shè)計(jì)小結(jié)15第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)題目（1）設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球（石料）按直徑分類。檢測后送入各自指定位置，整個(gè)工作過程（包括進(jìn)料、送料、檢測、

2、接料）自動(dòng)完成。（2）健身球直徑范圍為4046mm，要求分類機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類。（3）直徑范圍在4042mm的為第一類，直徑范圍在4244mm的為第二類，直徑范圍在4446mm的為第三類。技術(shù)要求：方案號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）生產(chǎn)率/(個(gè)/min)A144020B96010C720151.2 設(shè)計(jì)要求(1)健身球檢驗(yàn)分類機(jī)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)分類機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和運(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、凸輪輪廓線和從動(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

3、最小曲率半徑，確定凸輪廓線。盤狀凸輪用解析法設(shè)計(jì)，圓柱凸輪用圖解法設(shè)計(jì)。(5)設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。(6)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)960生產(chǎn)率(個(gè)/min)10第2章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)與分析決策2.1方案設(shè)計(jì)我們認(rèn)為此檢驗(yàn)分類機(jī)的主要用途就是將不同直徑大小的健身球分成三類，同時(shí)我們還得考慮到健身球是石料所做，故我們在檢驗(yàn)分類的同時(shí)應(yīng)注意到避免健身球損壞。我們將整個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行功能分解，分為進(jìn)料和送料機(jī)構(gòu)、篩選機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)1、進(jìn)料和送料機(jī)構(gòu): 方案A 方案A中健身球受到的沖擊力較?。蝗秉c(diǎn)是在漏斗出口出可能出現(xiàn)健身球相互卡死的情況，而且健身球還有可能提前到達(dá)篩選

4、機(jī)構(gòu)位置，影響整個(gè)流程。同時(shí)制造和安裝比較麻煩。 方案B 方案B中采用凸輪滑塊機(jī)構(gòu)，組裝較簡便，且在漏斗出口下方有小凹洞，在軌道兩側(cè)有護(hù)欄，確保了小球的運(yùn)動(dòng)軌跡和時(shí)間的準(zhǔn)確，同時(shí)，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的存在有效的降低了漏斗中健身球相互卡死的幾率。綜上所述，選擇方案B作為進(jìn)料和送料機(jī)構(gòu)2、篩選機(jī)構(gòu): 方案(1)：方案1中是通過健身球的直徑限制來實(shí)現(xiàn)分類，但是在該機(jī)構(gòu)中，直徑最小的健身球?qū)?huì)直接從高處落至接收裝置中，可能會(huì)造成健身球的損壞。方案(2)： 方案2中采用的是凸輪滑塊機(jī)構(gòu)推動(dòng)桿1進(jìn)行檢測，經(jīng)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)其對(duì)凸輪的推程設(shè)計(jì)要求高，使得凸輪基圓半徑和整體機(jī)構(gòu)體積變得較大，而且易磨損。同時(shí)還有可能出現(xiàn)較

5、大直徑健身球卡死在小孔入口的情況，且精確還不高。方案(3)：方案3則是利用槽輪機(jī)構(gòu)與不同寬度的槽形的配合實(shí)現(xiàn)分類，健身球進(jìn)入進(jìn)料口后，隨著推板進(jìn)入第一個(gè)選擇區(qū)，若小球直徑小于42mm則掉入該區(qū)下的通道，反之則停留在I區(qū)上，之后在推板的作用下進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域，以此類推即可。由于有槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的推板作用，避免了槽型方案中會(huì)出現(xiàn)的健身球被卡死的問題，而且精確度較高。缺點(diǎn)就是對(duì)于推板的轉(zhuǎn)向有要求，需要先進(jìn)行小球的篩選，再到大球的篩選。綜合以上考慮，選擇方案(3)作為篩選機(jī)構(gòu)3、接料機(jī)構(gòu)：彈簧的安裝有效的減小了健身球落入時(shí)的沖擊力，降低了小球損壞的幾率，同時(shí)這個(gè)對(duì)于裝置的容積影響也很小。2.2 工作原理

6、健身球檢驗(yàn)分類機(jī)工作原理： 1 、優(yōu)點(diǎn)：(1)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，能耗低；(2)設(shè)計(jì)制造簡單；(3)使用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，很大程度上減小健身球互卡的幾率；(4)傳送帶靠摩擦力工作，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸震，噪聲小。2 、缺點(diǎn)：需要控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向以控制槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向 2.3 工作流程 不同類型的健身球沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中 將待測健身球放入料槽中 通過導(dǎo)管將料槽中的小球在送料器的作用下引入帶凹坑的導(dǎo)軌中 電機(jī)通過變速器帶動(dòng)凸輪滑塊推動(dòng)健身球健身球在滑塊推動(dòng)的作用下由導(dǎo)軌進(jìn)入檢料裝置進(jìn)料口健身球由推板引入檢料裝置，并跟隨推板緩慢移動(dòng)，進(jìn)入各自的合適的軌道中不同類型的健身球沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中

7、第3章 機(jī)構(gòu)尺度設(shè)計(jì)3.1機(jī)構(gòu)減速裝置設(shè)計(jì)（1） 電動(dòng)機(jī)：健身球檢驗(yàn)分類機(jī)原動(dòng)件采用轉(zhuǎn)速為960r/min的交流電動(dòng)機(jī)。（2） 減速器： 圖2 減速機(jī)構(gòu)此分類機(jī)采用如圖所示的減速器，由傳送帶和齒輪系構(gòu)成的減速裝置。其中一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比是有限的，由于本裝置需要較大的傳動(dòng)比，固采用輪系來實(shí)現(xiàn)。（2.1）皮帶傳送： 圖3 皮帶輪減速機(jī)構(gòu) 如圖所示為皮帶減速機(jī)構(gòu)，帶輪1連接原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為N=960r/min的交流電動(dòng)機(jī)，皮帶2連接齒輪系中的齒輪1，皮帶1的半徑為R1，皮帶2的半徑為R2，根據(jù)皮帶傳動(dòng)原理有： 皮帶1與皮帶2的轉(zhuǎn)速與半徑成反比： （2.2） 齒輪系傳動(dòng)：如圖1所示，帶輪2與齒輪1同軸傳動(dòng)，

8、齒輪1與齒輪2嚙合傳動(dòng)，齒輪2與齒輪3同軸傳動(dòng)，齒輪3與齒輪4嚙合傳動(dòng)，齒輪4與直齒錐同軸連接，根據(jù)齒輪系傳動(dòng)原理有： 由上式可得： （2.3） 直齒錐齒輪：直齒輪4與直齒錐齒輪5、直齒錐齒輪7（見圖1）同軸傳動(dòng)，直齒錐齒輪5與直齒錐齒輪6垂直嚙合，直齒錐齒輪6與凸輪軸蝸桿連接（見圖1），直齒錐齒輪7和直齒錐齒輪8垂直嚙合，直齒錐齒輪8與槽輪機(jī)構(gòu)中的曲柄同軸連接（見圖1）根據(jù)齒輪傳動(dòng)原理有： 由凸輪與直齒錐齒輪軸蝸桿傳動(dòng)有： 由槽輪曲柄與直齒錐齒輪同軸傳動(dòng)有：根據(jù)提供的原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為N=960r/min的交流電動(dòng)機(jī)與課程設(shè)計(jì)要求，在的前提下，設(shè)計(jì)機(jī)器的生產(chǎn)率為10個(gè)/min,設(shè)計(jì)的凸輪滑塊結(jié)構(gòu)實(shí)

9、現(xiàn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一個(gè)健身球的檢測，可以得到凸輪的轉(zhuǎn)速為：設(shè)計(jì)的槽輪推板結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)槽輪曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一個(gè)健身球的檢測，可以得到槽輪曲柄的轉(zhuǎn)速為：則同時(shí)，齒輪4、齒輪5與齒輪7是同軸傳動(dòng)，故可以只選其中一個(gè)進(jìn)行計(jì)算則根據(jù)公式 可以得出：因此由上兩式可以得出:根據(jù)1比96的比例關(guān)系，我們選取適當(dāng)?shù)钠л啺霃胶妄X輪齒數(shù)故我們得出:考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過比較設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)如表1、表2：表1 皮帶輪參數(shù)帶輪1帶輪2皮帶輪半徑（mm） 100800表2 各齒輪參數(shù)模數(shù) （mm）壓力角（）齒數(shù)（個(gè)）直徑 （mm）分錐角 （）齒輪152020100齒輪252080400

10、齒輪352020100齒輪452060300直齒輪5,6,7,852040200903.2 槽輪機(jī)構(gòu)及檢測裝置 圖4 槽輪機(jī)構(gòu)簡圖圖5 推板 圖6 檢測機(jī)構(gòu)簡圖3.3 凸輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)料機(jī)構(gòu)及曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：1、凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示，齒輪4與凸輪9同軸傳動(dòng)，凸輪9與桿、滑塊形成凸輪滑塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。凸輪尺寸的設(shè)計(jì)基于該機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，根據(jù)進(jìn)料裝置的尺寸設(shè)計(jì)（見圖10），可建立滑塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖?；瑝K的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖7所示：圖7 滑塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖基圓半徑，角速度，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。由齒輪4與凸輪9的傳動(dòng)規(guī)律有：=設(shè)計(jì)該凸輪的基圓半徑與到： 則凸輪進(jìn)程運(yùn)動(dòng)圖如圖8所示： 圖8 凸輪進(jìn)

11、程運(yùn)動(dòng)圖按對(duì)心平板直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪作出廓線理論廓線。 圖9 凸輪廓線設(shè)計(jì)圖凸輪9與桿、滑塊構(gòu)成凸輪滑塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在凸輪9的帶動(dòng)下，滑塊由于桿的約束做圖7所示的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)滑塊為長型滑塊，在遠(yuǎn)休止時(shí)，也能保證料槽中的小球不會(huì)落下。2、進(jìn)料機(jī)構(gòu)為使送料機(jī)構(gòu)能夠順利而方便的送料，進(jìn)料口每次只能下一個(gè)原料球，并且在進(jìn)料機(jī)構(gòu)一側(cè)加裝了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，使小球能順利落下。 圖10 進(jìn)料裝置圖11 進(jìn)料裝置送料凸輪（2)料槽裝置圖12 料槽裝置簡圖如圖15所示為料槽結(jié)構(gòu)，其中槽體的高度可根據(jù)待測球數(shù)量適度調(diào)整。其中槽壁的傾斜角度對(duì)槽體和健身球的受力情況有較大的影響。如果角度過大，則健身球整體向下的壓力不足，影響

12、了傳遞的連續(xù)性；如果角度過小，則球之間互相壓力增大，健身球流動(dòng)性下降。所以，3045。對(duì)于導(dǎo)管直徑，為了保證良好的流動(dòng)性應(yīng)該大于最大球的直徑，并保證的盈余空間；但也不宜過大，過大尺寸的直徑容易造成球體之間的相互摩擦力增加，造成導(dǎo)管的堵塞。3、曲柄搖桿設(shè)計(jì)圖13 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為了防止料槽中，健身球堵塞，本裝置使用了如圖13所示的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。其利用凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得料槽一側(cè)的擋板左右搖動(dòng)，使料槽中健身球的流動(dòng)性得到加強(qiáng)，很大程度的減小了健身球被卡住的幾率。3.4 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：3.4 整體運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)：圖14 進(jìn)料推桿滑塊與檢料槽輪機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)進(jìn)程示意圖即當(dāng)凸輪滑塊機(jī)構(gòu)到達(dá)遠(yuǎn)休止位置時(shí)，槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)位

13、置如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，推板方向就為逆時(shí)針方向。另外，在滑塊的前端，我們認(rèn)為可以留有在05mm范圍內(nèi)的距離差距，因?yàn)榭紤]到健身球的形狀以及其重力作用，其能夠按照預(yù)想的路程進(jìn)行檢料。 第四章 設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，雖然只有兩個(gè)星期的時(shí)間，但是在這次課程設(shè)計(jì)過程中我們學(xué)到了不少東西，得到了很好的鍛煉。它不僅使我們平時(shí)所學(xué)的一些理論知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)際，培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)的基本理論和方法去發(fā)現(xiàn)、分析和解決工程實(shí)際問題的能力，而且，還使我們加深了對(duì)各類機(jī)械機(jī)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)了利用程序分析設(shè)計(jì)各類凸輪機(jī)構(gòu)，真正做到了學(xué)以致用。這次設(shè)計(jì)是個(gè)綜合性設(shè)計(jì)。在這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我們真正體會(huì)到了設(shè)計(jì)工作的嚴(yán)謹(jǐn)性和自己很多方面知識(shí)的不足。剛開始，我們根本無從下手，好在有老師的耐心講解和指導(dǎo)，我們才結(jié)合自己平時(shí)