健身球检验分类机

机械原理课程设计说明书
设计题目：健身球检验分类机
专业：机械设计制造和其自动化班级：XXXXXXX
设计者：XXXXXXX
指导老师：XXXXXXXXXXX
设计任务书
学生姓名：XXXXX
专业：机械设计制造和其自动化
班级：XXXXXXX
课程设计题目：健身球检验分类机
课程设计题目来源：实际生产
指导教师：XXXXXXX 职称：副教授
任务下达日期：2008年 6月18 日
课程设计开始日期：2008年6月18 日
课程设计完成日期：2008年 6月30日
目录
设计任务书 (2)
第一章总论和设计要求 (4)
1.1功能要求 (4)
1.2工作原理以和工艺动作流程图 (5)
第二章传动方案 (6)
2.1传动方案的拟定和电动选择 (6)
第三章主要执行结构方案设计 (8)
3.1进料机构 (8)
3.2送料机构.......................... 错误!未定义书签。

3.3检验机构 (12)
3.4接料机构 (13)
3.5形态学矩阵 (14)
第四章机械运动系统设计方案的拟定 (15)
第五章方案的评价 (17)
5.1方案评价表 (17)
第六章系统设计数据处理 (20)
6.1方案b的数据处理 (20)
6.2传动机构的尺寸设计和数据处理 (21)
结束语 (22)
摘要：随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求才出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、办公设备、家用电器以和儿童玩具等等。

同时，这些机械产品的寿命周期也相应缩短。

企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。

新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。

机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造的工作过程。

其中机械产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式等内容是机械原理课程的教学内容。

当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，综合国力的竞争日趋激烈。

国力的竞争，归根结底是科技与人才的竞争。

而机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节，同时，又是机械类专业人才培养计划中一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力和创新意识与能力方面，起着重要的作用。

在课程设计中，它培养了学生创新设计的能力。

本次设计的是平台印刷机主传动系统设计，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要同学们理性的思维和丰富的空间想象能力。

关键字:
棘轮机构曲柄摇杆机构减速器
第一章总论和设计要求
1.1功能要求
具体设计要求如下：
健身球检验分类机能够实现进球、送球、检测球、接球的一体化功能。

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 mm≤第一类≤ф42 mm
2. ф42 mm <第二类≤ф44 mm
3. ф44 mm <第三类≤ф46 mm
健身球检验分类机由进料机构、送料机构、检验机构、接球机构以和电动机组成。

由
于考虑到健身球一直落下来，所以它要间歇，直线的送进。

健身球不断的不间断输入特定的小槽内，滑块或偏心轮的间歇运动和健身球的检验分离功能。

1.2工作原理以和工艺动作流程图
第二章传动方案
2.1传动方案的拟定和电动选择：
１. 机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成如图２－１：
图（2—1）
1—减速器 2—联轴器 3—电动机
２.１.1初步选择电机和分配各级传动比
（一）电动机的选择
选择电机类型：发动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、汽油机、菜油机、液压机、汽动马达等。

电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。

电动机已经是系列化了，通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。

机械设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求和尺寸、重量有无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速，确定具体的型号。

择电动机的类型和结构型式。

选定电动机的容量：
电动机的容量选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。

当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常的工作，或使用电动机因长期的过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且常常不在满载下运行，其效率和功率的因数都较低，造成浪费。

电机的容量的主要由电动机的运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况决定。

P，应由机器工作阻力和运动参数计算得来的，可按下式计算：
工作机所需工作功率
w
Kw Tn
P w 9550
=
其中：T ——工作机的阻力矩，mm N ⋅；
n ——工作机的转速，min /r ；
根据以上的分析比较，再结合要求的工作条件可以得到，在此采用带传动。

第三章主要执行结构方案设计
3.1进料机构
方案a:凸轮机构
图3-1
1——进料槽 2——凸轮机构
方案a所采用的进料机构如图3—1所示。

其主要有进料槽、凸轮机构组成。

当小球不断的从进料槽中进入时，运用凸轮机构，用滑块间歇的让球进入，以不至于无法控制球的进入，最终球顺着右边的壁做自由落体运动,落在指定位置。

设计要求：凸轮顶端处应稍微有点凹朝,以免最下面的球在上面的球的压力下直接冲出工作台,造成球进入速度不受限制。

方案b：输送机构
图3-2
1——进料槽 2——输送机构
方案b所采用的进料机构由图3-2所示。

它主要由进料槽1和输送机构2组成。

当球从进料槽中不断的落下来时，进料槽的口宽大小要稍大于46 mm。

通过运用输送装置，利用它的逆时针转动，把球有序的输送进去，这样也不会卡在那里。

设计要求：进入槽的口宽大小应与小球的直径差不多，这既能使小球逐一的通过槽口，又防止小球相互挤造成卡住。

3.2送料机构
方案a: 凸轮机构
图3-3
1——凸轮 2——弹簧 3——滑块
所采用送料机构是如图3-3所示的凸轮机构。

其主要由凸轮、弹簧、滑块组成。

当凸轮由传动机构而作等速逆时针连续转动时，使弹簧一下伸长，一下收缩。

推动构件3，使之往下运动进而推动健身球，由于弹簧比较长，所以完成了推动小球的功能。

当主动凸轮转到回程时，构件3没有推力，受到弹簧2的弹力回到原处，那就完成了间歇得推动小球。

使用滑块的好处是可以更好的推动小球，使小球顺利过去。

方案b:曲柄摇杆机构
图3-4
1——铰链 2——曲柄 3——摇杆 4——滑块
方案b所采用的检验机构如图3—4所示。

它主要由铰链、曲柄、摇杆、滑块组成。

当主动曲柄由传动机构作逆时针等速转动时，带动滑块进行来回摇摆，从而带动连杆滑块也来回运动，进而实现推动健身球得功能。

它的运动使直线的、定长的、间歇的。

3.3健身球检验机构
方案a:进料检验槽1
图3-5
1、2、3——检验槽 4——轨迹凹槽
方案a所采用的健身球检验机构如图3—5所示。

球将落入检验槽一上面,而1.2.3分别是3个直径逐步增大的3个检验槽,当球在1处无法进入时, 凸轮或曲柄机构自动会把球推到槽2,无法进入槽2的球最终被推到槽3.同时设计了轨迹凹槽,将更有利与凸轮或曲柄机构推球以和控制球的运动方向来进入进料槽
设计要求：每个进料槽口宽的大小不一样，依次从小到大。

每个槽口都将设计一个类似倒体型的工作台面,以使球更快的速度进入槽内.
方案b:进料检验槽2
图3-6
1——凸轮 2——从动轮 3、4、5——检验槽 6——摇杆机构 7——曲柄 8——进球通道
方案b 所采用的健身球检验机构如图3—6所示。

它主要有凸轮、从动轮、检验槽、摇杆机构、曲柄机构、进球通道组成。

当小球从进球通道进入时，根据每个小球得直径的不同，直径最小的碰到挡板，直接进入检验槽3，直径稍大的，进不了槽3就落下去了，碰到挡板就进入槽4，直径最大的只好再落下去，进入槽5中。

设计要求：每个进料槽口宽的大小不一样，依次从小到大。

挡板不管怎么运动，都要挡住落下来的健身球，使它们能间歇的进入检验槽内。

3.4接料机构
方案:
图3-7
方案所采用的接料机构如图3—7所示。

它由三个相同的槽组成。

它们可以把检验好的球接住，各自接自己的检验好的健身球。

设计要求：它们能稳稳的接着球，不要把球给弹到外面去。

3.5形态学矩阵
Ｆ＝５*４*２*３*２*３*１＝720
其中较为理想的是F=A1*B3*C2*D2*E2*F1
第四章机械运动系统设计方案的拟定
在第三章中，我已经分析了a,b两个方案的各构件的功能特点。

根据形态学矩阵的分析和原理。

现在对它们进行最佳组合。

如图
方案a
图中蓝色方框内为同一机构
方案
b
2——输送机构
3、8——摇杆
4，7——曲柄
5——挡板
6——检验通道
9——凸轮机构
10——接料槽
第五章方案的评价5.1方案评价表
评价方案(1)
方案评价（2）
“＋＋”：“很好”，“＋”：“好”，“－”：“不好”。

由以上两表的方案评价得分可以看出方案，在机械的设计中方案的选择显得至关重要，由表中可以看出方案的功能目标完成情况，系统的复杂程度都还比较成功。

但是在个个部分的安装、配合方面还存在一定的问题。

综上所评方案B为最佳方案。

第六章系统设计数据处理
6.1方案b的数据处理
图6—1
1——进料槽 2——输送机构 3、8——摇杆 4，7——曲柄 5——挡板6——检验通道 9——签杆 10——接料槽
设计数据如下：
健身球分类机的生产率（检球速度）：15个/分钟
电动机的转速:720(r/min)
其他主动构件的转动或是滑动速度:1(转/s)
由此可得传动比i=720/15=48
零件尺寸设计：
ф40 mm≤第一类健身球的直径≤ф42mm
ф42 mm <第二类健身球的直径≤ф44mm
ф44 mm <第三类健身球的直径≤ф46mm
进料槽、检验通道的口宽大小为稍大于46mm
6.2传动机构的尺寸设计和数据处理
图6—2
图6—2所示是图2—1的俯视图。

（二）计算传动装置的总传动比和分配各级传动比
在前面的方案设计中已确定此次设计的减速器为齿轮传动，并且采用展开式传动。

分配原则：
1、使各级的传动的承载能力大致相同（齿面的接触强度大致相等）。

2、使减速器能获得最小的外形尺寸和重量。

3、使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等，润滑方便。

选用减速器为三级传动，先经过三级减速后，再经过分流得到轧辊所需要的转速和方向，经过综合考虑选得：i1=28.25 i2=4 i3=π
传动齿轮设计：
结束语
经过了一个星期的课程设计使我深刻地体会了首次设计的艰辛。

课程设计始的第一天，我一点也不知道改干什么，对于自己所按排到的课题一点思路也没有。

而且在设计过程中所遇到的一系列的问题都要通过自己的积极思考和查找资料去解决，由于目前所学的知识还十分的有限所以显的特别的困难，有的时候其实自己已经作出了错误的设计却不知道。

在老师指导下才能把错误改正过来。

通过本次机械原理课程设计，对机械刚刚有些概念的我来说是受益非浅。

不仅运用了机械原理的一些基础知识外，还加深了对专业知识的理解和掌握.让我真真体会到了说和动手做是存在很到的距离的。

在以后的工作中，要动手做才会有更大的收获。

在设计的过程中，由于没有学过画图软件，使我更加难上加难。

在设计的同时还要边学画图，所以花的时间就更多，而且有些图不能准确的表示出来。

这是我此次设计中存在的最大问题。

不过经过这些天的努力，工作算是成功完成。

机械学作为一门传统的基础学科，内容丰富，涉和面广。

在新的历史条件下，机械学与电子电气、液压等多种学科，联系更为紧密，它的综合性更强。

所以我们要学的还有很多，在日后要多关注这些方面的知识。

通过这次的设计，使我欲望最强的就是要先学好画图。

最后真诚得感谢胡老师、章老师！
参考文献：
[1]牛鸣岐,王保民,王振甫.编著的《机械原理课程设计手册》.重庆:重庆大学出版社,2001
[2]王知行,刘延荣主编的《机械原理》.北京:高等教育出版社,2000参考文献：
[3 ]哈尔滨工业大学理论力学教研组编.理论力学（第五版）. 北京：高等教育出版社. 1993
[4]陈秀宁.机械设计课程设计.浙江：浙江大学出版社.1995。