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

2009年1月4日

目录

一、题目 (2)

二、设计题目及任务 (2)

2.1 设计题目 (2)

2.2 设计任务 (2)

2.3设计提示 (2)

三、健身球检验分类机方案设计 (3)

3.1方案设想 (3)

3.2健身球检验分类机工作原理 (4)

3.2.1 运动方案简图 (4)

3.2.2健身球检验分类机的基本组成 (5)

3.2.3健身球检验分类机工作流程 (5)

3.3机器基本组成应用与尺寸设计 (5)

3.3.1电动机 (6)

3.3.2减速器 (6)

3.3.3凸轮滑块与料槽、检料装置 (9)

3.3.4进料推杆滑块与检料推杆滑块的协调 (14)

四、方案分析与评价 (14)

4.1优点 (14)

4.2缺点 (15)

4.3改进 (15)

五、参考文献 (15)

六、健身球检验分类机装配简图 (16)

一、题目：健身球检验分类机

二、设计题目及任务

2.1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mm 46~40φ，要求分类机将健身球按直径大小分为三类。 直径范围为mm 42~40φ的为第一类，直径范围在mm 44~42φ的为第二类，直径范围在mm 46~44φ的为第三类。

技术要求见下表

表1 技术要求参数

方案号 电动机转速/min)/(r 生产率（检球速度）/(个/min )

9 720 10

2.2设计任务

(1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在类的三种机构。

(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和运动循环图。

(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。盘状凸轮解析法设计，圆柱凸轮用图解法设计。

(5)设计计算其中一对齿轮机构。

(6)编写设计计算说明书。

(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。

2.3设计提示

健身球检测分类机是创造性较强的题目，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：第一个接料口的之间直径为mm 42，中间接料口的直径为mm 44，而第三个接料口的直径稍大于mm 46。使直径小于mm 42的球直接落入第一个接料口，直径大于mm 42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，依此类推。

(2)球的尺寸控制还可以用凸轮机构实现。

(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。

三、健身球检验分类机方案设计

3.1方案设想

方案一

我们认为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 方案一运动简图

经分析，我们认为此方案接料装置的速度不易于控制，故我们放弃此方案，寻找便于控制的检料装置，如方案二。

方案二

我们将检料机构进行了改进，设计成可变动的检测机构，初步设想装置如下图：

图2方案二运动简图

我们认为该方案的正好弥补了方案一的不足，方便而简单地对健身球进行检测，同时也能够将送料机构里的滑块与检测机构里的滑块统一起来运动。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。

3.2健身球检验分类机工作原理

3.2.1运动方案简图

图3 健身球检验分类机运动方案简图

1,2,3,4—直齿轮 5，6—锥齿轮 7，8—凸轮 9—弹簧 10—振荡器11—料槽 12，13—带轮 14，15—推杆

3.2.2健身球检验分类机的基本组成(详见附图)

(1)电动机

(2)减速器

(3)凸轮滑块

(4)料槽

(5)振荡器

(6)检料箱体

(7)收集箱

(8)皮带轮

(9)直齿锥

3.2.3健身球检验分类机工作流程

图4 检验分类机工作流程图

3.3机器基本组成应用与尺寸设计

3.3.1电动机

本健身球检验分类机原动件采用转速为min

720r的交流电动机。

/

3.3.2减速器

图5 减速装置

本分类装置采用图5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。

(一)皮带传送：

图6 皮带减速机构

如图6所示为皮带减速机构，带轮1连接原动件转速为m in /7200r n 的交流电动机，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 =1

2r r (2) (二)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：

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====4

33423

21

1221z 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：

4z n =4

223110z z r z z r n (4) (三)直齿锥齿轮：

图7 锥齿轮啮合简图

如图7所示，直齿轮4与直齿锥齿轮5、凸轮7（见图7）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（见附图），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)