机械原理课程设计 健身球自动检验分类机
机械原理课程设计---健身球分类检验机

压片机加压机构1、设计题目及要求1.1设计题目设计自动压片成形机,将具有一定湿度的粉状原料(如陶瓷干粉、药粉)定量送入压形位置,经压制成型后脱离位置。
机器的整个工作过程(送料、压形、脱离)均自动完成。
该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂(片)等。
设计数据见下表。
方案号 电动机转速 /(r/min ) 生产率 /(片/min ) 成品尺寸(φ×b ) /(mm ,mm )冲头压力/N 机器运不均匀系数/δ kg m /冲 kg m /杆 B 1450 10 80×5150 000 0.10 12 5表1:设计参数 压片成形机的工艺动作流程:⑴ 干粉料均匀筛入圆筒形型腔(图1.A );⑵ 下冲头下沉3 mm ,预防上冲头进入型腔时把粉料扑出(图1.B);⑶ 上、下冲头同时加压(图1.C ,并保压一段时间,保压时间0.4s 左右;⑷ 上冲头退出,下冲头随后顶出压好的片坯(图1.D );⑸ 筛料推出片坯(图1.A)。
图1:压片机工作流程 1.2设计要求1.2.1工艺参数:(1) 要求将干粉压制成直径为80 mm,厚度为5 mm的圆形片坯;(2) 冲头压力:15吨(150000 N);(3) 生产率:10片/分钟;(4) 机器运转不均匀系数:10%。
1.2.2压片过程的执行机构:1)压片成形机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。
2)画出机器的运动方案简图与运动循环图。
拟定运动循环图时,执行机构的动作起止位置可根据具体情况重叠安排,但必须满足工艺上各个动作的配合,在时间和空间上不能出现干涉。
3)设计凸轮机构,自行确定运动规律,选择基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径,计算凸轮轮廓线。
4)设计计算齿轮机构。
5)对连杆机构进行运动设计。
并进行连杆机构的运动分析,绘出运动线图。
如果是采用连杆机构作为下冲压机构,还应进行连杆机构的动态静力分析,计算飞轮转动惯量。
6)编写设计计算说明书,可进一步完成机械的计算机演示实验和凸轮的数控加工等。
机设机原课程设计

机械原理课程设计题目题目1 健身球检验分类机1.1设计题目设计健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
健身球直径范围为ф40~ф46mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф46其他技术要求见表1:表1 健身球分类机设计数据1.2设计任务1.健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构,齿轮机构在内的三种机构。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3. 在A2图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图。
4.在A2图纸上画凸轮机构设计图(包括位移曲线、凸轮廓线和从动件的初始位置);要求确定运动规律,选择基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径,确定凸轮廓线。
凸轮用图解法设计。
5.设计计算其中一对齿轮机构。
6.编写设计计算说明书。
表2为设计任务分配表。
表2 设计任务分配表1.3设计提示健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目,可以有多种运动方案实现。
一般的思路在于:1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。
例如:第一个接料口直径为42mm,中间接料口直径为44mm,而第三个接料口直径稍大于46mm。
使直径小于(等于)42mm的球直接落入第一个接料口,直径大于42mm的球先卡在第一个接料口,然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。
以此类推。
2.球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。
3.此外,需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。
可由曲柄滑块机构、槽轮机构等实现。
题目2 半自动钻床2.1设计题目设计加工图1所示工件ф12mm孔的半自动钻床。
进刀机构负责动力头的升降,送料机构将被加工工件推入加工位置,并由定位机构使被加工工件可靠固定。
图1 加工工件半自动钻床设计数据参看表3。
表3 半自动钻床凸轮设计数据2.2设计任务1.半自动钻床至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。
吉林大学机械原理课程设计说明书——健身球

吉林大学
设计计算说明书
设计题目健身球自动检验分类机设计
汽车工程学院车辆工程专业
421201班
设计者张思涛
学号 42120126
指导教师______________
2014 年 12 月 20 日
设计计算说明书
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主要设计计算过程主要结果(2)由速度瞬心法可以得出滑块速度
故只需量取距离即可得出速度大小
由Adams仿真得到速度—-转角图像如下
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设计计算说明书。
健身球分类机课程设计

江西农业大学工学院《机械原理课程设计》课程题目:健身球检测分类机专业:机械制造及自动化姓名:学号:班级:指导老师:康丽春目录1.设计要求健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
健身球直径范围为ф40~ф46mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф46方案选择:电动机转速(r/min):960 生产率/检球速度(个/min):20工作情况分析2:各机构方案比较、选择2.1进料机构2.2:送料机构方案1:曲柄滑块机构方案2:凸轮滑块机构方案3:四杆机构2.21:送料机构方案分析、比较方案1: 机构为低副面接触使得接触面单位面积所受压力较小,接触面便于润滑,制造方便且精度高。
能实现小球的逐个进料,滑块在运动的过程中,料斗里的球对滑块有正向的压力,故滑块的速度不宜过快,否则滑块的磨损较严重。
方案2:凸轮机构可使从动件得到精确的预期运动,且结构简单、紧凑、设计方便,能实现小球精确的进料,但凸轮的加工制造困难,成本高,行程不宜过大,而且为高副接触易磨损。
方案3:能满足工作要求,要实现小球的精确进料需要严格的数学计算,杆件的形状复杂,设计难度大。
.2.22:送料机构方案确定综合各方因素考量后,确定为方案12.3检测机构:方案1:凸轮+滑道机构方案2:槽轮+转盘机构+半圆形环状管道2.31:检测机构方案分析、比较方案1:该机构比较简洁,但是并不能满足任务要求,因为健身球的直径相差不大,机器运转过程中会产生震动,容易使直径稍大的球容易卡入小直径的滑道,当凸轮在推程工作的时候需要较大的推力,并且会使得小球和滑道的接触表面严重受损,使得工作不可靠,最终会丧失分球机构的精度。
并且此机构要求凸轮的从动件行程较大,使得凸轮的外形尺寸变大,笨重,不紧凑。
健身球自动检验分类机

第一章总论及设计要求1.1设计要求 (1)1.2功能分解 (1)1.3工作原理 (1)1.4 工艺动作流程图 (2)第二章传动方案2、1 机构的选用 (2)第三章主要执行机构方案设计3、1 进料机构 (3)3、2 检验机构 (3)3、3分离机构 (4)3、4 传动方案的拟定 (5)第四章机构运动方案简图4、1机构运动方案简图 (6)4.2同组方案简图 (8)第五章方案的评价5、1方案的讨论 (10)5、2心得体会 (11)5、3最终确定方案 (11)第六章参考资料6、1参考资料 (14)第一章总论及设计要求1、1 设计要求(1)计健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
健身球直径范围为ф40~ф46mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为ф40≤第一类≤ф42、ф42<第二类≤ф44、ф44<第三类≤ф46三类。
其他技术要求见表1:(2)设计任务1.健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构,齿轮机构在内的三种机构。
2.设计传动系统并确定其传动比分配。
3.图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图。
4.编写设计计算说明书。
表2为设计任务分配表。
表2 设计任务分配表(3)设计提示健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目,可以有多种运动方案实现。
一般的思路在于:1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。
例如:第一个接料口直径为42mm,中间接料口直径为44mm,而第三个接料口直径稍大于46mm。
使直径小于(等于)42mm的球直接落入第一个接料口,直径大于42mm的球先卡在第一个接料口,然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。
以此类推。
2.球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。
3.此外,需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。
可由曲柄滑块机构、槽轮机构等实现。
1、2功能分解为完成健身球分类过程,需实现下列运动功能要求(1)进料是一个往复运动过程,因此需要设计相应的进料机构。
本科毕业设计-机械原理—课程设计说明书—健身球自动检验分类机设计

设计题目 健身球自动检验分类机设计主 要 设 计 计 算 过 程 主要结果1、设计过程 1.1工作原理及已知条件该机的功能是将直径大小不等的健身球(mm 46~40=φ),经过送球机构间歇地把球送至尺寸检测工位,由检测机构将三种尺寸的球一个不漏地分别检测出来,最后经分类接球机构将三种尺寸的球分别装入各自的存放处,完成一个自动检测运动循环。
健身球自动检验分类机应有以下几个工艺动作:①送料②检测③接料健身球自动检验分类机的电动机转速为1400r/min ,捡球速度为每分钟52个,分检健身球的三种尺寸为:①小球mm mm 4240≤<φ②中球mm mm 4442≤<φ③大球mm mm 4644≤<φ要求送料滑块的行程H>50mm ,此分检机应为纯机械式的1.2设计任务①按工艺动作要求拟定总体机械运动方案简图和直线式运动循环图②按三种工艺动作要求对送料结构、检测机构、接料机构进行选型、并排出功能、工艺动作及执行机构框图③按给定的电动机转速和执行机构的运动参数算出总的传动比,然后拟定机械传动系统方案④在A2图纸上画出机械运动方案简图和直线运动循环图⑤对送料机构进行尺寸设计计算设计计算说明书主要设计计算过程主要结果⑥编写设计说明书一份2、机械系统的选择2.1原动机的选择健身球自动检验分类机的原动机应使用220V交流电动机,并且其转速可调节并设定在1400r/min2.2传动机构的选择根据要求,该传动机构的减速器装置中第一级减速用皮带,第二、三级减速用齿轮,通过该装置将电动机转速降下来。
由于该装置需要较大的传动比,故采用轮系来实现减速。
在传递运动中,因检测机构和送料机构的两传动轴互相垂直,又因在检测过程中需要送料与检测同步,故在此采用一堆传动比为1的直齿圆锥齿轮。
传动机构简图如下:设计计算说明书2.3执行机构的选择送料机构:曲柄滑块机构该送料机构仅采用了曲柄滑块机构,较凸轮机构省去了弹簧,并且具有急回特性,故选用此机构简单方便也可达到推送小球目的。
健身球自动检验分类机《机械原理课程设计》

广西科技大学机械原理课程设计说明书设计题目:健身球检验分类机学院:汽车与交通学院专业:车辆工程班级:车辆111设计者:*****学号:*****指导老师:*****2013年7月5日目录第一章设计要求1。
1设计题目 (2)1。
2 设计任务 (2)1。
3 设计提示 (3)第二章方案的选定2.1 解题思路 (3)2.2 不同方案的对比 (3)第三章传动方案3.1传动方案的拟定及电动的选择 (6)第四章主要执行结构方案设计4.1 进料机构 (12)4。
2 测健身球直径 (13)4。
3 送料机构 (13)4。
4 接料机构 (13)4.5 工作原理以及工艺动作流程图 (14)课程设计的感受 (14)参考文献: (15)第1章设计要求1。
1 设计题目(1)设计健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
(2)健身球直径范围为φ40~46mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
(3)直径范围在φ40~42mm的为第一类,直径范围在φ42~44mm 的为第二类,直径范围在φ44~46mm的为第三类。
其他技术要求见表1:1.2 设计任务(1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的两种机构.(2)设计传动系统并确定其传动比分配。
(3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图。
(4)绘制凸轮机构设计图(包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置).要求确定运动规律,选择基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径,确定凸轮廓线。
(5)设计计算其中一对齿轮机构.(6)编写设计计算说明书.(7)学生可进一步完成:凸轮的数控加工、健身球检验分类机的计算机演示验证等。
表2为设计任务分配表。
表2 设计任务分配表1.3 设计提示健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目,可以有多种运动方案实现。
一般的思路在于:1。
球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现.例如:第一个接料口直径为42mm,中间接料口直径为44mm,而第三个接料口直径稍大于46mm.使直径小于(等于)42mm的球直接落入第一个接料口,直径大于42mm的球先卡在第一个接料口,然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。
健身球检验分类机

《机械原理》课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:机电工程学院一、设计题目:健身球检验分类机所设计健身球自动检验分类机,是将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
二、初始条件健身球直径范围为ф40~ф46mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42 < 第二类≤ф443. ф44 < 第三类≤ф46其它技术要求见表1:三、设计任务1. 健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构,齿轮机构和连杆机构在内的三种机构。
至少设计出三种能实现该分类机运动形式要求的机构,绘制所选机构的机构示意图(绘制在说明书上),比较其优缺点,并最终选出一个自己认为最合适的机构进行机构综合设计,绘制出其机构运动简图。
2. 设计传动系统并确定其传动比分配。
3. 图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图。
4. 图纸上画凸轮机构设计图(包括位移曲线、凸轮廓线和从动件的初始位置);要求确定运动规律,选择基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径,确定凸轮廓线。
5. 设计计算其中一对齿轮机构。
6. 同一小组内,每人至少有一种与别人不一样的机构设计方案。
7. 以上所要求绘制的图形均绘制在一张一号图纸上。
8. 编写设计计算说明书(15page以上)。
四、设计提示健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目,可以有多种运动方案实现。
一般的思路在于:1. 球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。
例如:第一个接料口直径为42mm,中间接料口直径为44mm,而第三个接料口直径稍大于46mm。
使直径小于(等于)42mm的球直接落入第一个接料口,直径大于42mm的球先卡在第一个接料口,然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。
以此类推。
2. 球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。
3. 此外,需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。
健身球自动检验分类机机械原理课程设计

健身球自动检验分类机安全防护系统设计
07
Part One
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Part Two
健身球自动检验分类机概述
健身球自动检验分类机的定义
健身球自动检验分类机是一种用于检验和分类健身球的自动化设备。
它通过传感器、摄像头等设备,对健身球进行尺寸、重量、颜色等方面的检测。
根据检测结果,自动将健身球分类为合格品和不合格品。
Part Six
健身球自动检验分类机分类系统设计
分类系统设计的原则和目标
易用性:提高分类系统的易用性,降低操作难度和门槛
安全性:确保分类系统的安全性,防止数据泄露和攻击
可扩展性:支持分类系统的扩展和升级,适应不同需求
稳定性:保证分类系统的稳定性,避免故障和异常
准确性:确保分类结果的准确性,避免误判
分类系统工作流程
分类系统优化设计
优化效果:提高分类速度、降低分类错误率
优化案例:某健身球自动检验分类机分类系统优化设计案例分析
优化目标:提高分类准确率、降低误判率
优化方法:采用深度学习算法进行分类
Part Seven
健身球自动检验分类机安全防护系统设计
安全防护系统设计的原则和目标
安全第一:确保设备运行和人员操作的安全
机械传动系统:包括电机、减速器、传动轴、皮带轮等,负责将动力传递给各个执行机构。
控制系统:包括PLC、传感器、执行机构等,负责控制机械系统的运行。
检测系统:包括传感器、检测装置等,负责检测健身球的尺寸、重量、颜色等参数。
分类系统:包括分类装置、输送带等,负责将检测合格的健身球分类输送到指定位置。
机械系统工作流程
控制系统设计原则:可靠性、稳定性、准确性
《机械原理课程设计》健身球分类检验机

健身球分类检验机摘要:本文研究了健身球检验分类机这台机器的主要用途是将不同类型的健身球分为不同的类别,包括不同的大小和重量。
这个机器将能够比人类检查员更加准确地检测健身球的大小和重量,因为它使用的是高精度的传感器和计算机视觉技术,可以对球的大小和形状进行高度精确的测量。
检验机构的上部一端设有曲柄滑块进料机构,检验机构的上部自进料端至另一端依次设有多个不同直径的筛分口,每一个筛分口下面的位置设有出球口,至少一个出球口的下部设有防堵塞推杆,防堵塞推杆的下部设有凸轮。
检验机构的上部靠近曲柄滑块进料机构设有一个凹槽。
检验机构内部自筛分口至出球口之间设有滑道,防堵塞推杆的上部对应第一个筛分口及第二个筛分口下面的滑道的位置设有斜面双顶头顶子。
设计简便、清分准确、使用可靠、维护简便、价格低廉。
关键词:曲柄滑块机构;机械臂;齿轮;轮系引言市面上的健身球自动机非常昂贵,而对于健身球自动检验分类机,我想为它设计的功能是将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
健身球直径范围为ф40~ф46 mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
1. ф40≤第一类≤ф422. ф42<第二类≤ф443. ф44<第三类≤ф461曲柄滑块机构:图一:曲柄滑块机构曲柄摇杆是一种常见的机械传动装置,通常由曲柄、摇杆和连接杆组成。
其设计结构主要包括以下几个部分:曲柄:曲柄是一个呈曲线形状的杆状零件,通常固定在旋转轴上。
曲柄的设计使得在旋转时可以产生往复运动,将旋转运动转化为直线运动。
曲柄的长度和曲线形状会影响到摇杆的运动速度和幅度。
摇杆:摇杆是曲柄摇杆机构的主要运动部件,通常由一根杆状零件组成,一端连接曲柄,另一端连接需要进行运动的部件。
摇杆的长度和位置可以影响到输出运动的速度和幅度。
连接杆:连接杆将摇杆与需要进行运动的部件连接起来,使得摇杆的运动可以传递到其他部件上。
健身球检验分类机

目录设计方案说明一、设计要求 (1)二、机构运动方案 (2)三、主要机构设计 (3)3.1送料机构·························3.2筛选机构··························3.3传动方案···························四、尺寸设计··········································4.1齿轮··········································4.2凸轮··········································五、方案评价······································六、设计总结·····································参考文献···············································设计小结···············································方案设计说明一、设计要求(一)计健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
健身球检验分类机

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 机械原理课程设计题目 :健身球检验分类机学院:工学院姓名:学号:专业:机械设计制造及其自动化年级:指导教师:林金龙二 0一二年六月目录1 设计任务书 . ............................................................. .................................................................. ........ - 2 - 1.1 设计题目:健身球检验分类机 . ............................................................. ............................ - 2 - 1.2 初始条件 . ............................................................. ................................................................... - 2 - 1.3 设计任务 . ............................................................. ................................................................... - 2 -1.4 设计提示 . ............................................................. ................................................................... - 3 -2 主运动机构的初步设计与选择 . ............................................................. .......................................... - 3 - 2.1 传动机构 . ............................................................. ................................................................... - 3 - 2.1.1 原动机的选择 . ............................................................. ................................................ - 3 - 2.1.2 一级传动的选择 . ............................................................. ............................................ - 3 - 2.1.3 减速器的设计 . ............................................................. ................................................ - 4 - 2.2 执行机构 . ............................................................. ................................................................... - 5 - 2.2.1 进料机构的设计 . ............................................................. ............................................ - 5 - 2.2.2 送料机构的设计 . ............................................................. ............................................ - 7 - 2.2.3 检测机构的设计 . ....................................................................................................... - 10 - 2.2.4 接料机构的设计 . ............................................................. .......................................... - 13 -2.3 总体方案的综合拟定 . ............................................................. ............................................. - 13 -3 系统设计与数据处理 . ............................................................. ........................................................ - 15 - 3.1 各机构配合关系 . ............................................................. ..................................................... - 15 - 3.2 重要机构参数计算 . ............................................................. ................................................. - 15 - 3.2.1 凸轮机构的计算 . ............................................................. .......................................... - 15 - 3.2.2 凸轮压力角的校核 . ............................................................. ...................................... - 16 -3.2.2 曲柄滑块机构的计算 . ............................................................. .................................. - 18 -4 最终系统运动方案 . ............................................................. ............................................................ - 19 -5 参考文献 ............................................................... .................................................................. ......... - 20 -6 心得体会 ............................................................... .................................................................. ......... - 20 -1 设计任务书1.1设计题目:健身球检验分类机所设计健身球自动检验分类机; 是将不同直径尺寸的健身球石料按直径分类.. 检测后送入各自指定位置;整个工作过程包括进料、送料、检测、接料自动完成..1.2 初始条件健身球直径范围为Φ40~Φ46mm ;要求分类机将健身球按直径的大小分为三类..1. Φ40≤第一类≤Φ422. Φ42≤第二类≤Φ443. Φ44≤第三类≤Φ46其他技术要求见表 1:表 1 健身球分类机设计数据1.3 设计任务1 健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构;齿轮机构和连杆机构在内的三种机构.. 至少设计出三种能现该分类机运动形式要求的机构; 绘制所选机构的机构示意图绘制在说明书上 ; 比较其优缺点并最终选出一个自己认为最合适的机构进行机构综合设计;绘制出其机构运动简图..2 设计传动系统并确定其传动比分配..3 图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图..4 图纸上画凸轮机构设计图包括位移曲线、凸轮廓线和从动件的初始位置 ; 要求确定运动规律;选择基圆半径;校核最大压力角与最小曲率半径;确定凸轮廓线..5 设计计算其中一对齿轮机构..6 同一小组内;每人至少有一种与别人不一样的机构设计方案..7 以上所要求绘制的图形均绘制在一张一号图纸上..8 编写设计计算说明书3页以上 ..1.4 设计提示健身球自动检验分类机是创造性比较强的一个题目;可以有多种运动方案实现.. 一般的思路在于:1 球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现.. 例如:第一个接料口直径为 42mm ;中间接料口直径为 44mm ;第三个接料口直径稍大于46mm ..使直径小于等于 42mm 的求直接落入第一个接料口;直接大于 42mm 的球先卡在第一个接料口;然后由送料机构将其推出滚向中间接料口..以此类推..2球的尺寸控制还可由凸轮机构实现..3此外;需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等..可由曲柄滑块机构、草轮机构等实现..2 主运动机构的初步设计与选择2.1 传动机构2.1.1 原动机的选择设计一台机器首先要根据机器的工作要求设计出合理的传动机构..依据本题的要求对健身球进行检验分类;其执行机构大多是工作在轻载低速场合;所以选择功率适中转速较低的电动机比较适合;对于本题提供的电动机数据我选择了 C 组电机;其转速较低生产率适中;由上表可知;其转速为720r/min ;生产率为 15个 /min..由此可以确定机器的执行机构的周期为T=60/15=4s/个;即其转速为 15r/min;进而传动机构减速器的传动比为i=720/15=48..2.1.2 一级传动的选择根据机械原理所学内容及查阅资料;我了解到三种适合作为一级传动构件的性能及特点如下..齿轮传动的制造及安装精度要求高; 价格较贵; 且不宜用于传动距离过大的场合.. 蜗杆传动的传动比大;承载能力较齿轮低;常布置在传动系统的高速级;以获得较小的结构尺寸;同时;摩擦力大;发热大..同时蜗杆传动在啮合处有相对滑动..当滑动速度很大; 工作条件不够良好时; 会产生较严重的摩擦与磨损; 从而引起过分发热;使润滑情况恶化; 因而摩擦损失较大;效率低..带传动具有结构简单、传动平稳、传动距离远;选价低廉以及缓冲吸振等特点; 在近代机械中被广泛应用; 当原动机驱动主动轮时; 由于带与带轮间的摩擦或啮合 ; 便拖动从动轮一起转动; 并传递一定动力;考虑到传动比偏大 ; 考虑减小噪声、振动等方面的要求时;最好选用带传动..根据以上的分析比较;再结合本机器的工作条件可以得到;在此宜采用带传动.. 带传动机构的运动简图如下:图 2-1 带传动查阅资料得知 V 带传动比推荐值取2~4; 这里取 V 带轮传动比为 3..2.1.3 减速器的设计传动机构的主要部分即为减速器..由于带传动几经具有 i=3的传动比;而减速器的输出连接的是执行机构的主轴;此主轴的后续传动部分仍可安置一定传动比;因此设计减速器的传动比为 8.. 如是减速器的输出轴的转速为 n=720/38=30r/min.. 而根- 5 -据资料说明一般减速箱中传动比的分配公式:设;推出; ;这里取;;; ..根据以上齿数验算 i=8.018;符合..减速器齿轮连接简图如下:图 2-2 齿轮连接2.2 执行机构2.2.1 进料机构的设计要对健身球进行检验首先要接收送来的健身球;这就需要一个进料机构..依据健身球的形体特征我首先设计两种进料机构..方案 A1 如下图所示:图 2-3 振动式管状进料机构由于从外部送来的健身球有时会比较多;所以设计漏斗式接料斗以便在球较多时暂时存储..另一方面的球在进料的过程中还很可能会出现卡在接料斗下端的情况;因此设计振动式的进球管;它可以有效的拨动料斗里的小球以便不间断的进球..由于进球管的作用还防止了小球在出球口处自动滚走的情况..除此之外此种机构还具有对球的磨损小;方便与其他机构配合等优点..对于此机构的震动规律的控制机构;除图中所示的凸轮机构外;还可以选择曲柄滑块机构..方案 A2 如下图所示:- 6 -图 2-4 槽式斜面进球机构由槽轮控制推槽时动时停的间歇运动; 可以有效得间隔每个球;并控制球下落的速度为 15个 /min.. 同时由于下段为斜面; 即可省略送料机构.. 但是此机构没有防止球卡在管口的功能;推槽对球的磨损也会比较大;且斜面对每个球下落的时间并不能精确控制;会对选择机构的配合造成不好的影响..2.2.2 送料机构的设计健身球由进料机构送入后;需要一个往复移动的送料机构推动健身球落入将健身球分类的机构之中..方案 B1 如下图所示:- 7 -图 2-5 送料 B1利用几何锁合的凸轮机构推动推杆规律性的送球..凸轮机构可以准确控制推杆的运动规律;但凸轮机构的制造难度大..方案 B2 如下图所示:图 2-6 送料 B2利用对心曲柄滑块推球送料; 结构简单; 制造成本低; 但运动规律相对难以掌握.. 方案 B3 如下图所示:- 8 -图 2-7 送料 B3利用带有弧形推板的带传动机构实现推球进料; 该结构简单; 制造安装都很简单; 但运动规律单一;无法通过机构的构形来实现对运动规律的控制..方案 B4 如下图所示:图 2-8 送料 B3利用两个不完全齿轮来推动齿条作往复移动实现推球送料; 该机构同方案 B3有类之处;无法根据需要灵活控制齿条的推球的动作规律..- 9 -2.2.3 检测机构的设计方案 C1 如图所示:图 2-9 检测 C1设计一个断面为梯形的倾斜轨道;在轨道的底部从上往下连续的开出宽度为 42mm 、 44mm 、 46mm 的出球口;当球从轨道上滑下时;由于直径的不同它们会分布在不同的高度上并自动在不同的出球口滑落进入接球机构..例如; 直径 43mm 的球由于直径大于宽度 42会顺利滚过第一层球口; 进入第二层球口时由于重力作用会自动从出球口落下进入接球机构;如此便进行了分类..此机构的优点是利用了球的重力作用合理选用斜轨道无需对小球进行控制便能自动分类..缺点是小球有可能会卡在轨道里.. 方案 C2 如图所示:图 2-10检测机构 C2 俯视图设计一个圆盘式检测机构; 将一个圆盘分为四部分; 分别作为进球机构; 42mm 检测通道; 44mm 检测通道; 46mm 检测通道;且每个通达都有一个推球板;共四个推球板;一起固结在中心轴上;中心轴有由圆盘下面安装的棘轮机构驱动..当小球进入后推板在棘轮的带动下转动;将小球推进第一个检测通道;若小球的直径小于检测通道的宽度则小球将从通道掉进接球机构;进行完分类;若小球直径大于通道宽度则推板将再次推动小球进入下一个通道.. 此机构与方案 C1有相似之处; 但由于有动力驱动;可以防止球卡在通道的情况..推板的驱动机构棘轮如下图所示..图2-11 检测机构 C2 棘轮方案C3图 2-12 检测机构 C3通过图书馆资料的搜集和查阅;特别是受到机械原理创新设计 2008年6月华中科技大学第三章机构运动功能的启示;设计出一种碰撞式的检测机构如上图所示..小球通过料斗的过渡以一定速度进入通道;若小球的直径比滚道口的口高小;则该小球将顺利通过滚道口;进入右侧的接料筒..若小球的直径比滚道的口高大;在该速度下小球撞击滚道口碰撞装置..碰撞装置的偏移使得隔档片弹开;让小球由下方的通道滚入接料筒..为了表示方便;这里的装置图只画出了分两类健身球的情况..将健身球分为三类的情况;也可相似得出;只需将左侧的接料筒得到的健身再滑出经过一次类似的装置即可..此机构也没有动力驱动; 所以要求从一定的高度滑下;因此机构占用空间较大;且随机性较大;无法保证装置能够持续稳定准确的完成健身球的分类工作..另外机构需要较高的精密度; 制造安装相对麻烦..2.2.4 接料机构的设计对于接料机构;主要是要平稳的接住小球;减小对小球的损伤..根据这方面的要求;设计方案如下..方案 D1 如图所示:图 2-13 接料 D1设计如上图的接料机构;让小球从一个倾斜的滑道上平稳滑下;以防止小球下落时因冲击而受到损伤..然后进入一个底部装有减震弹簧的接料箱;由于弹簧的作用将箱底托起;可以减小小球的下落高度并且有缓冲作用;也是为避免撞击对小球的损伤;当小球数量增多时;由于重量增加弹簧收缩量增大箱底自然下沉; 又可以增大箱子的容量..2.3 总体方案的综合拟定在以上传动机构和执行机构所提出的各种方案中;它们有各自的优缺点;要设计出一台性能优良的机器;需要对以上各种方案进行评价最后综合出一个最优的系统总方案..针对每个方案在:功能目标完成情况;系统方案的可靠性 ;系统方案的实用性 ; 系统的工作效率 ; 系统机械传动的精度 ; 系统方案的经济成本; 系统的复杂程度 ;工作原理的先进性等方面的综合考虑..最终提出系统总方案如下:表 1 系统方案的选择综合之后的系统总图如下:图 2-14 系统总图图中从减速器到进球和送球机构都采用传动比 i=2齿轮传动..从减速器到连接棘轮的曲柄摇杆机构的距离较远且转动平面互相垂直;因此先用带传动;而后采用轴角为 90圆锥齿轮啮合传动;传动比为 1..在接料机构中由于三个接球机构分布较集中全部画出比较混乱;因此图中只画出了其中一个..3 系统设计与数据处理3.1 各机构配合关系根据体统总图整个机器系统四个动作的自动完成所需的协调配合关系如下:表 2 动作关系3.2 重要机构参数计算3.2.1 凸轮机构的计算系统中凸轮机构设计的一个重要目的是推动进球口上下运动; 防止小球卡在料斗里..因此凸轮的运动规律需要有一定的柔性冲击比较好;同时考虑到要与对心曲柄滑块机构配合;因此选择推程和回程皆为简谐运动规律且无近休程..综合考虑运动关系与配合关系确定凸轮从动件位移曲线图如下:如上图所示;设计出凸轮的行程为 50mm ;推程角和回程角均为 100; 远休止角为 160;无近休程..推程和回程均为简谐运动规律..结合与凸轮相连接的其它构件尺寸并从凸轮传动性能考虑;拟定凸轮基圆半径为 60mm ..由从动件位移曲线图及基圆半径做出凸轮轮廓图如下:图 3-1 凸轮轮廓3.2.2 凸轮压力角的校核根据以上凸轮的轮廓曲线;及载重场合..确定凸轮宜采用尖底从动件.. 通过查阅资料了解到尖底从动件凸轮机构的压力角许用值 =30. 如下图所示..s e r e t s ss e OP +-=+=2200d /d tan m m α 由以上公式可以计算出凸轮的最小压力角; 但过程复杂; 在通过对以上公式的变形以后用图解法校核.. 有上面的公式及凸轮运动规律的由此作出图形如下:由图可知;基圆恰好已经包围 L1;L2;L3三条直线所夹得阴影部分;说明最大压力角符合要求..且基圆半径接近最小的基圆半径..3.2.2 曲柄滑块机构的计算图 3-2 滑块位移图像设计滑块的位移量为 150mm ;所以曲柄的长度为 75mm ..3.2.3 齿轮的计算在系统中所有齿轮包括圆锥齿轮的模数取为 2.5..由于每对啮合此轮的传动比及齿数在上文中均以确定出来了; 此处我选择系统总图中 Z3齿轮的尺寸计算 ; 并计算 Z3和 Z4的啮合尺寸;其他齿轮不一一计算..齿数 Z3=19由 d=mz得分度圆直径 d=47.5mm由=m 得齿顶高 =2.5mm由=+m 得齿根高 =3.125mm齿顶圆直径 =52.5mm齿根圆直径 =41.25mm齿距p=∏ m 7.854mmZ3和 Z4啮合的尺寸计算;设两齿轮均为标准齿轮并为标准安装;啮合角等于压力角为 20;所以啮合中心距 a=+=+=854 最终系统运动方案通过以上计算; 对个构件的外形尺寸进行了确定之后; 会发现个别地方需要根据构件的尺寸进行相应的改进..比如在确定凸轮的轮廓曲线后;需要对从动件的构形进行改进;对于本系统的凸轮机构由于外形的特殊性适合采用尖底或滚子从动件凸轮机构..构件尺寸的确定之后对于运动机构的配合协调也更明了准确..所以;最终系统运动方案简图如下:图 3-3 最终系统总图系统有配合关系的机构的直角坐标式的运动循环图如下:图 4-1 与运动循环图 5 参考文献 1 彭文生、李智明等主编.机械设计.北京:高等教育出版社;2002 年 8 月 2 机械原理创新设计. 华中科技大学出版社; 2008 年 6 月 3 郑文纬、吴克坚等主编.机械原理.北京:高等教育出版社;1997 年 7 月 6 心得体会这次的课程设计对于我来说真是受益匪浅.. 我体会到做设计最需要的是耐心和实干;我学会了如何利用我们所学知识去解决实际问题;这正是我们学习的最终目的;我们要用我们的智慧去创造更多美好的生活..在做设计说 - 20 -明书的过程中我基本上学会和温习了一些电脑软件;例如编辑文档的office 和 CAD 软件;我觉得为了解决问题去学习的过程让我知道如何活用自己在课堂上的所学知识..同时在设计过程遇到的困难;让我深刻体会到自己知识的匮乏;能力的不足;所以在今后的学习过程中一定要刻苦认真;脚踏实地; 一点一滴的都要理解的清清楚楚;决不能好高骛远;只做表面功夫.. - 21 -。
机械原理课程设计--健身球自动检验分类机

目录第 1 章 设计任务 ........................................................................ 1 ....1.1 设计题目 ....................................................................... 1 ....1.2 设计要求 ....................................................................... 1 .... 第 2 章 机械运动方案的设计及分析决策 .................................................... 2 ....2.3工作流程第 3 章 机构尺度综合 3.1 机构尺寸设计 .................................................................. 5..3.2 进料机构设计 .................................................................. 1..1.. 设计小结 ............................................................................... 1..4.. 参考书目 ............................................................................... 1..5..2.1方案设计及分析 ...................................................................................................................... 2 ............2.2工作原理 ..................................................................................................................................3 ............. 4.. .5..第 1 章设计任务1.1 设计题目1)设计健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
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《机械原理》课程设计计算说明书设计题目:健身球检验分类机院系: 汽车与交通学院专业:车辆工程班级:设计者:学号:指导老师:日期: 2013年7月1日目录第1章设计任务 (1)1.1设计题目 (1)1.2设计要求 (1)第2章机械运动方案的设计及分析决策 (2)2.1方案设计及分析 (2)2.2工作原理 (3)2.3工作流程 (4)第3章机构尺度综合 (5)3.1机构尺寸设计 (5)3.2进料机构设计 (11)设计小结 (14)参考书目 (15)第1章设计任务1.1 设计题目《机械原理课程设计》裘建新主编高等教育出版社第八章 8.1 健身球分类机方案(A,A)1)设计健身球自动检验分类机,将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。
检测后送入各自指定位置,整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。
(2)健身球直径范围为φ40~46mm,要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。
(3)直径范围在φ40~42mm的为第一类,直径范围在φ42~44mm的为第二类,直径范围在φ44~46mm的为第三类。
(4)电动机转速1440min)(r,生产率20(个/min)。
/1.2 设计要求(1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的两种机构。
(2)设计传动系统并确定其传动比分配。
(3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图。
(4)绘制凸轮机构设计图(包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置)。
要求确定运动规律,选择基圆半径,校核最大压力角与最小曲率半径,确定凸轮廓线。
(5)设计计算其中一对齿轮机构。
(6)编写设计计算说明书。
第2章机械运动方案的设计与分析决策2.1方案设计方案一:此检验分类机的主要用途就是将不同直径大小的健身球分成三类,同时我们还得考虑到健身球是石料所做,故我们在检验分类的同时应注意到避免健身球损坏。
我们提出了如下图的装置运动。
图1运动简图经分析,认为此方案接料装置的速度不易于控制,故放弃此方案,寻找便于控制的检料装置。
方案二:图2 运动简图经分析,认为此方案接料装置过于繁琐,故放弃此方案,寻找结构简单的检料装置。
方案三图3 运动简图该方案的正好弥补了方案一、二的不足,在上滑块将球抵出的同时下滑块上边缘也正好抵达料道1的口缘处,向下运动时对球进行检测分类。
2.1工作原理健身球检验分类机工作原理:图4 运动方案简图1,2,3,4—直齿轮 5,6—锥齿轮 7,8—凸轮 9—弹簧 10—震荡器 11—料槽 12,13—带轮 14,15—推杆1 、优点:(1)设计结构简单,能耗低;(2)设计制造简单;(3)使用解卡振荡器,很大程度上减小健身球互卡的几率;(4)传送带靠摩擦力工作,传动平稳,能缓冲吸震,噪声小。
2 、缺点:(1)由于机械机构简单,故精确度不高;(2)振荡器的时候加剧了健身球之间的相互碰撞,同时使机械运转的噪音加大;3 、改进(1)可通过精确的调整振荡器的频率,从而减小噪音;(2)使用摩擦系数较小的导轨,提高选择精度。
2.2工作流程不同类型的健身球沿各自的轨道进入不同的收集箱中 将待测健身球放入料槽中 通过导管将料槽中的小球在震荡器的作用下引入带凹槽的导轨中电机通过变速器带动凸轮滑块2推动健身球 健身球在滑块2推动的作用下 由导轨进入检料装置口 健身球由滑块1引入检料装置,并跟随滑块1缓慢向下移动,进入各自的合适的轨道中 不同类型的健身球沿各自的轨道进入不同的收集箱中第3章 机构尺度综合3.1机构尺寸设计(1) 电动机:健身球检验分类机原动件采用转速为m in /1440r 的电动机。
(2) 减速器: 减速机构电动机图5 减速机构此分类机采用如图所示的减速器,由传送带和齿轮系构成的减速装置。
其中一对齿轮的传动比是有限的,由于本装置需要较大的传动比,固采用轮系来实现。
(2.1)皮带传送:图6皮带加速机构如图所示为皮带减速机构,带轮1连接原动件转速为min /14400r n 的电动机,皮带2连接齿轮系中的齿轮1,皮带1的半径为1r ,皮带2的半径为2r ,根据皮带传动原理有:1r n =0n (1)皮带1与皮带2的转速与半径成反比:21r r n n =12r r (2) (2.2)齿轮系传动:如图5所示,带轮2与齿轮1同轴传动,齿轮1与齿轮2啮合传动,齿轮2与齿轮3同轴传动,齿轮3与齿轮4啮合传动,齿轮4与直齿锥同轴连接,根据齿轮系传动原理有:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====433423211221z z n n n n z z n n n n z z z z z z r z (3) 由上式可得:4nz =4223110z z r z z r n (4) (2.3) 直齿锥齿轮: 654图7 直尺锥齿轮传动如图7所示,直齿轮4与直齿锥齿轮5、凸轮7(见图4)同轴传动,直齿锥齿轮5与直齿锥齿轮6垂直啮合,直齿锥齿轮6与凸轮8同轴连接(见图4),根据齿轮传动原理有:5z n =4z n (5)6z n =5z n (6)由凸轮8与直齿锥齿轮同轴传动有:8n =6z n (7)根据提供的原动件转速为min /14400r n =的电动机与课程设计要求,在0n 的前提下,设计机器的生产率为20个/min,设计的凸轮滑块结构实现凸轮转动一圈完成一个健身球的检测,可以得到凸轮8的转速为:s rad r n n /3π230π20min /2078==== 同时,齿轮4与齿轮7是同轴传动,故s rad n n z /3π274== 则s rad r n /π4830π1440min /14400=== 根据公式(4)可以得出:s rad z z r z z r n z z r z z r n z /π4842231104223114== 因此由上两式可以得出:721422311=z z r z z r 根据1比72的比例关系,我们选取适当的皮带轮半径和齿轮齿数721313181422311=⨯⨯=z z r z z r 故我们得出:128r r =,123z z =,343z z =考虑到齿轮大小与传动的合理性,经过比较设计皮带传动结构与齿轮系传动结构的相应参数如表1、表2:表1 皮带轮参数带轮1 带轮2皮带轮半径(mm) 100 800表2 各齿轮参数——模数(mm)压力角(°)齿数(个)直径(mm)分锥角(°)齿轮1 5 20 20 100 /齿轮2 5 20 60 300 /齿轮3 5 20 20 100 /齿轮4 5 20 60 300 / 锥齿轮5,6 5 20 40 200 90齿轮1,2的几何尺寸计算基本参数Z1=20,Z2=60,m=5,a=20°,名称符号计算公式分度圆直径 d d1=100,d2=300齿顶高ha 5齿根高hf 6.25齿顶高直径da da1=110,da2=310齿根高直径df df1=87.5,df2=287.5基圆半径db db1=93.9,db2=281.7齿距p 15.7齿厚s 7.85中心距 a 200基圆齿距pb 1.25(3)凸轮推杆滑块与料槽、检料装置凸轮推杆滑块图8检料装置运动图如图8所示,齿轮4与凸轮7同轴传动,凸轮7与杆1、滑块1形成凸轮滑块传动机构。
凸轮尺寸的设计基于该机构从动件的运动规律,由于凸轮7与凸轮8的转速相同,设计滑块2将待测球推入检测装置的同时,滑块1在1h 的高度接入待测球进入相应尺寸料道,建立滑块1与滑块2的同步运动机制,为了使符合尺寸的球更好地进入料道2,滑块1在料道2下端作短暂停歇。
根据检料装置的尺寸设计(见表3),可建立滑块1与滑块2的运动规律图:滑块1、2的运动规律如图9所示:h/mm h 3h 2t/st 4t 3t 2t 10图9 滑块1运动规律图h/mm h 3h 2t/st 4t 3t 2t 10滑块2运动规律图基圆半径0r ,角速度ω,从动件的运动规律如图11,设计该凸轮轮廓曲线。
由齿轮4与凸轮7同轴传动有:ω=30π4z n =3π2s rad / 设计该凸轮的基圆半径0r 与1t 到4t :mm r 1000= s t 0.3751= s t 0.752= s t 1.1253= s t 1.54= s t 2.6255=s t 36=则凸轮1和凸轮2进程运动图如图10所示:87654321s/mm s 3s 23603159045图10 凸轮1进程运动图87654321s/mm s 3s 236031590450凸轮2进程运动图按对心平板直动从动件盘形凸轮作出廓线—理论廓线。
按对心平板直动从动件盘形凸轮作出廓线—理论廓线。
87654321图11 凸轮1廓线设计图87654321凸轮2廓线设计图凸轮7与杆1、滑块1构成凸轮滑块传动机构,在凸轮7的带动下,滑块1由于杆1的约束做图9所示的运动,设计滑块1为金属滑块,在重力的作用下,保证凸轮回程的同时滑块与杆一同下降,回到起点。
(4)检料装置与收集箱图12 检料装置图在检料箱体中,滑块1的轨道中设有待测球出口料道1、料道2、料道3,料道顺序为尺寸从小到大往下设置,小球先检测,接着检测中球,大球最后检测,料道尺寸设计稍大于mm 46,为了使球能够快速稳定地经过料道尺寸检测,设计轨道与水平夹角为:α=30°根据课题设计要求可设置相应尺寸大小如表4:表3 检料装置料道尺寸料道1 料道2 料道3 料道直径(mm )424447设置滑块轨道有关尺寸为:mm h 1251= mm h 3.642= mm h 103= mm h 204=3.2 进料机构设计:(1)进料机构为使送料机构能够顺利而方便的送料,进料口每次只能下一个原料球,并且在进料机构外壁加装了振荡装置,使小球能顺利落下。
震荡器图13 进料装置图14 进料装置送料凸轮(2)料槽装置图15 料槽装置简图如图15所示为料槽结构,其中槽体的高度h可根据待测球数量适度调整。
其中槽壁的倾斜角度α对槽体和健身球的受力情况有较大的影响。
如果α角度过大,则健身球整体向下的压力不足,影响了传递的连续性;如果α角度过小,则球之间互相压力增大,健身球流动性下降。
所以,30°<α<45°。
对于导管直径d,为了保证良好的流动性d应该大于最大球的直径,并保证1的盈余空间;但也不宜过大,过大尺寸的直径d容易造成球体之间的相~mm2互摩擦力增加,造成导管的堵塞。
考虑到待测球在漏口堵塞情况,设置了如图16的振荡器装置图16 振荡器简图为了防止料槽中,健身球堵塞,本装置使用了如图16所示的振荡器。
本振荡器使用电动机2来带动偏心轮1转动,由于偏心轮质心偏离转动中心,因此产生振动的效果。
把振荡器安装于料槽壁上带动料槽振动,使料槽中健身球的流动性得到加强,很大程度的减小了健身球被卡住的几率。