1、.PAGE . 目錄 TOC o 1-2 h z HYPERLINK l _Toc108517677 第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)1 HYPERLINK l _Toc108517678 1.1設(shè)計(jì)題目11. HYPERLINK l _Toc108517679 2設(shè)計(jì)要求1 HYPERLINK l _Toc108517680 第2章 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)及分析決策22. HYPERLINK l _Toc108517681 1方案設(shè)計(jì)及分析22. HYPERLINK l _Toc108517682 2工作原理32. HYPERLINK l _Toc108517683 3工作流程4 HYPERLINK l _To

2、c108517685 第3章 機(jī)構(gòu)尺度綜合53. HYPERLINK l _Toc108517686 1機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)53. HYPERLINK l _Toc108517687 2進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11 HYPERLINK l _Toc108517688 設(shè)計(jì)小結(jié)14 HYPERLINK l _Toc108517689 參考書(shū)目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(lèi)機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球石料按直徑分類(lèi)。檢測(cè)后送入各自指定位置，整個(gè)工作過(guò)程包括進(jìn)料、送料、檢測(cè)、接料自動(dòng)完成。2健身球直徑圍為4046mm，要求分類(lèi)機(jī)將健身球按直徑的大小分為三類(lèi)。3直徑圍在4042mm的為第一

3、類(lèi)，直徑圍在4244mm的為第二類(lèi)，直徑圍在4446mm的為第三類(lèi)。4使用壽命10年，每年300工作日，每日工作16個(gè)小時(shí)；5在滿足行程的條件下，要求推送機(jī)的效率高推程最大壓力角小于35度，構(gòu)造緊湊，震動(dòng)噪音小。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速720，生產(chǎn)率10(個(gè)/)。1.2 設(shè)計(jì)要求(1)健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在的兩種機(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)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)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，校核最大壓力角與最小曲率半徑，確定凸輪廓線。(5)設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。(6)編

4、寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。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)方案一:我們認(rèn)為此檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)的主要用途就是將不同直徑大小的健身球分成三類(lèi)，同時(shí)我們還得考慮到健身球是石料所做，故我們?cè)跈z驗(yàn)分類(lèi)的同時(shí)應(yīng)注意到防止健身球損壞。我們提出了如下列圖的裝置運(yùn)動(dòng)。圖1運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1、2、3檢驗(yàn)槽 4軌跡凹槽 方案a所采用的健身球檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)如圖1所示。球?qū)⒙淙霗z驗(yàn)槽一上面,而1.2.3分別是3個(gè)直徑逐步增大的3個(gè)檢驗(yàn)槽,當(dāng)球在1處無(wú)法進(jìn)入時(shí), 凸輪或曲柄機(jī)構(gòu)自動(dòng)會(huì)把球推到槽2,無(wú)法進(jìn)入槽2的球最終被推到槽3.同時(shí)設(shè)計(jì)了軌跡凹槽,將更有利與凸輪或曲柄機(jī)構(gòu)推球以及控制球的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)進(jìn)入進(jìn)料槽設(shè)計(jì)要求：每個(gè)進(jìn)料槽口寬

5、的大小不一樣，依次從小到大。每個(gè)槽口都將設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)似倒體型的工作臺(tái)面,以使球更快的速度進(jìn)入槽.方案二: 圖2 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 1凸輪 2從動(dòng)輪 3、4、5檢驗(yàn)槽 6搖桿機(jī)構(gòu) 7曲柄 8進(jìn)球通道 方案二所采用的健身球檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)如圖2所示。它主要有凸輪、從動(dòng)輪、檢驗(yàn)槽、搖桿機(jī)構(gòu)、曲柄機(jī)構(gòu)、進(jìn)球通道組成。當(dāng)小球從進(jìn)球通道進(jìn)入時(shí)，根據(jù)每個(gè)小球得直徑的不同，直徑最小的碰到擋板，直接進(jìn)入檢驗(yàn)槽3，直徑稍大的，進(jìn)不了槽3就落下去了，碰到擋板就進(jìn)入槽4，直徑最大的只好再落下去，進(jìn)入槽5中。設(shè)計(jì)要求：每個(gè)進(jìn)料槽口寬的大小不一樣，依次從小到大。擋板不管怎么運(yùn)動(dòng)，都要擋住落下來(lái)的健身球，使它們能間歇的進(jìn)入檢驗(yàn)槽。方案三圖3

6、 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖該方案的正好彌補(bǔ)了方案一、二的缺乏，在上滑塊將球抵出的同時(shí)下滑塊上邊緣也正好抵達(dá)料道1的口緣處，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)球進(jìn)展檢測(cè)分類(lèi)。工作原理健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)工作原理：圖4 運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 1,2,3,4直齒輪 5，6錐齒輪 7，8凸輪 9彈簧 10振蕩器11料槽 12，13帶輪 14，15推桿1 、優(yōu)點(diǎn)：(1)設(shè)計(jì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，能耗低；(2)設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單；(3)使用解卡振蕩器，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)：(1)由于機(jī)械機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，故準(zhǔn)確度不高；(2)振蕩器的時(shí)候加劇了健身球之間的相互碰撞，同時(shí)使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的噪音加大；3 、改良(1

7、)可通過(guò)準(zhǔn)確的調(diào)整振蕩器的頻率，從而減小噪音； (2)使用摩擦系數(shù)較小的導(dǎo)軌，提高選擇精度。2.2工作流程 不同類(lèi)型的健身球沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中將待測(cè)健身球放入料槽中通過(guò)導(dǎo)管將料槽中的小球在震蕩器的作用下引入帶凹槽的導(dǎo)軌中 電機(jī)通過(guò)變速器帶動(dòng)凸輪滑塊2推動(dòng)健身球健身球在滑塊2推動(dòng)的作用下由導(dǎo)軌進(jìn)入檢料裝置口健身球由滑塊1引入檢料裝置，并跟隨滑塊1緩慢向下移動(dòng)，進(jìn)入各自的適宜的軌道中不同類(lèi)型的健身球沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中第3章 機(jī)構(gòu)尺度綜合3.1機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)：健身球檢驗(yàn)分類(lèi)機(jī)原動(dòng)件采用轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)。減速器： 圖5 減速機(jī)構(gòu)此分類(lèi)機(jī)采用如下圖的減速器，由傳送帶和齒輪系

8、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(lái)實(shí)現(xiàn)。2.1皮帶傳送： 圖6皮帶加速機(jī)構(gòu) 如下圖為皮帶減速機(jī)構(gòu)，帶輪1連接原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)，皮帶2連接齒輪系中的齒輪1，皮帶1的半徑為，皮帶2的半徑為，根據(jù)皮帶傳動(dòng)原理有：= (1)皮帶1與皮帶2的轉(zhuǎn)速與半徑成反比：= (2)齒輪系傳動(dòng)：如圖5所示，帶輪2與齒輪1同軸傳動(dòng)，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： (3)由上式可得：= (4)直齒錐齒輪： 圖7 直尺錐齒輪傳動(dòng) 如圖7所示，直齒輪4與直齒錐齒輪5、凸輪7見(jiàn)圖4

9、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8同軸連接見(jiàn)圖4，根據(jù)齒輪傳動(dòng)原理有：= (5)= (6)由凸輪8與直齒錐齒輪同軸傳動(dòng)有：= (7) 根據(jù)提供的原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為的交流電動(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)的凸輪滑塊構(gòu)造實(shí)現(xiàn)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈完成一個(gè)健身球的檢測(cè)，可以得到凸輪8的轉(zhuǎn)速為：同時(shí)，齒輪4與齒輪7是同軸傳動(dòng)，故則根據(jù)公式(4)可以得出：因此由上兩式可以得出:根據(jù)1比72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(guò)比擬設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)構(gòu)造與齒輪系傳動(dòng)構(gòu)造的相應(yīng)參數(shù)如表1、表2：表1 皮帶

10、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1 5 20 20 100 / 齒輪2 5 20 60 300 / 齒輪3 5 20 20 100 / 齒輪4 5 20 60 300 /直齒輪5,6 5 20 40 200 90凸輪推桿滑塊與料槽、檢料裝置凸輪推桿滑塊 圖8檢料裝置運(yùn)動(dòng)圖 如圖8所示，齒輪4與凸輪7同軸傳動(dòng)，凸輪7與桿1、滑塊1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，由于凸輪7與凸輪8的轉(zhuǎn)速一樣，設(shè)計(jì)滑塊2將待測(cè)球推入檢測(cè)裝置的同時(shí)，滑塊1在的高度接入待測(cè)球進(jìn)入相應(yīng)尺寸料道，建立滑塊1與滑

11、塊2的同步運(yùn)動(dòng)機(jī)制，根據(jù)檢料裝置的尺寸設(shè)計(jì)見(jiàn)表3，可建立滑塊1與滑塊2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖：滑塊1、2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖9所示： 圖9 推桿運(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11，設(shè)計(jì)該凸輪輪廓曲線。由齒輪4與凸輪7同軸傳動(dòng)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10所示： 圖10 凸輪進(jìn)程運(yùn)動(dòng)圖按對(duì)心平板直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪作出廓線理論廓線。圖11 凸輪廓線設(shè)計(jì)圖凸輪7與桿1、滑塊1構(gòu)成凸輪滑塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在凸輪7的帶動(dòng)下，滑塊1由于桿1的約束做圖9所示的運(yùn)動(dòng)，設(shè)計(jì)滑塊1為金屬滑塊，在重力的作用下，保證凸輪回程的同時(shí)滑塊與桿一同下降，回到起點(diǎn)。4檢料裝置與收集箱圖12 檢料裝置圖在

12、檢料箱體中，滑塊1的軌道中設(shè)有待測(cè)球出口料道1、料道2、料道3，料道順序?yàn)槌叽鐝男〉酱笸略O(shè)置，小球先檢測(cè)，接著檢測(cè)中球，大球最后檢測(cè)，料道尺寸設(shè)計(jì)稍大于，為了使球能夠快速穩(wěn)定地經(jīng)過(guò)料道尺寸檢測(cè)，設(shè)計(jì)軌道與水平夾角為：=30根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求可設(shè)置相應(yīng)尺寸大小如表4： 表3 檢料裝置料道尺寸料道1料道2料道3料道直徑mm424447 設(shè)置滑塊軌道有關(guān)尺寸為：3.2 進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：(1)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)外壁加裝了振蕩裝置，使小球能順利落下。圖13 進(jìn)料裝置圖14 進(jìn)料裝置送料凸輪2)料槽裝置圖15 料槽裝置簡(jiǎn)圖如圖15所示為料槽構(gòu)

13、造，其中槽體的高度可根據(jù)待測(cè)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(guò)大，則健身球整體向下的壓力缺乏，影響了傳遞的連續(xù)性；如果角度過(guò)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(guò)大，過(guò)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?？紤]到待測(cè)球在漏口堵塞情況，設(shè)置了如圖16的振蕩器裝置圖16 振蕩器簡(jiǎn)圖為了防止料槽中，健身球堵塞，本裝置使用了如圖16所示的振蕩器。本振蕩器使用電動(dòng)機(jī)2來(lái)帶動(dòng)偏心輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，由于偏心輪質(zhì)心偏離轉(zhuǎn)動(dòng)中心，因此產(chǎn)生振動(dòng)的

14、效果。把振蕩器安裝于料槽壁上帶動(dòng)料槽振動(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。4進(jìn)料推桿滑塊與檢料推桿滑塊的協(xié)調(diào)為了能夠保證進(jìn)料機(jī)構(gòu)在將健身球送出的同時(shí)，檢料正好接住健身球，我們就將進(jìn)料推桿滑塊與檢料推桿滑塊的進(jìn)程協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來(lái)，如下示意圖所示：圖17 進(jìn)料推桿滑塊與檢料推桿滑塊協(xié)調(diào)進(jìn)程示意圖如圖中所示意，進(jìn)程與進(jìn)程要求相等，即：另外，在滑塊2的前端，我們認(rèn)為可以留有在圍的距離差距，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)展檢料。為了防止因運(yùn)動(dòng)而逐漸產(chǎn)生更大的誤差，我們預(yù)先設(shè)計(jì)兩各凸輪滑塊的初始位置分別在料道1下口緣和右平面最左端，即A、B兩處

15、。設(shè)計(jì)小結(jié)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)馬上就要完畢了，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(guò)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)的根本理論和方法去發(fā)現(xiàn)、分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，而且，還使我們加深了對(duì)各類(lèi)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(lèi)凸輪機(jī)構(gòu)，真正做到了學(xué)以致用，并且提高了我們對(duì)CAD畫(huà)圖，Word文檔排版編輯的能力以及諸多方面的能力，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(guò)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)的缺乏。剛開(kāi)場(chǎng)，我們根本無(wú)從下手，好在有教師的耐心講解和指導(dǎo)，我們才結(jié)合自己平時(shí)的理論根底，一步一步地完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)，這次設(shè)計(jì)更好地鍛煉了我們?cè)谔幚韱?wèn)題時(shí)的團(tuán)隊(duì)協(xié)調(diào)合作能力，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)精神，對(duì)具體任務(wù)的分工協(xié)作精神。總之，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們受益匪淺。我們相信通過(guò)越來(lái)越多的實(shí)踐體驗(yàn)，我們一定能更好地掌握機(jī)械專(zhuān)業(yè)各方面的知識(shí)。參考書(shū)目1桓，作模，文杰編著，機(jī)械原理，高等教育，2006.5。2牛鳴岐，王保民，王振甫編著，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，大學(xué)，2001.11。3 王三編機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)：