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)

2.1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

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）直径围在φ40～42mm的为第一类，直径围在φ42～44mm的为第二类，直径围在φ44～46mm的为第三类。

（4）使用寿命10年，每年300工作日，每日工作16个小时；

（5）在满足行程的条件下，要求推送机的效率高（推程最大压力角小于35度），结构紧凑，震动噪音小。

电动机转速720min)

(r，生产率10(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:

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运动简图

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1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及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.

方案二:

图2 运动简图

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

方案二所采用的健身球检验机构如图2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。

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—振荡器

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

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min /720r 的交流电动机。

（2） 减速器：

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)

（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：

⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧====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：

4nz =

4

223110z z r z z r n (4) （2.3） 直齿锥齿轮： 6

5

4

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)