健身球检验分类机课程设计

《机械原理》课程设计说明书健身球检验分类机

院部：机电工程学院

班级：12机械卓越班

姓名：王晨一

学号：21206072541

指导教师：钱外声

目录

一、设计任务书 (3)

1.1设计题目及数据

1.2设计方案

1.3设计任务

1.4工作原理以及工艺动作流程图(a)与功能逻辑图(b)

二、执行构件及其运动设计 (5)

2.1进料与送料机构

2.2检验分类与按类存放机构

2.3执行构件的运动循环图（运动协调性）设计2.4机构选型及组合

2.4.1根据工艺过程确定执行构件的运动形式

2.4.2根据执行构件的运动形式选择机构2.5方案评价及优选

2.6方案结果分析

2.7减速装置的尺寸设计

2.7.1齿轮系传动

2.7.2皮带传送

2.7.3直齿锥齿轮

三、机械系统的运动简图及相关性能分析和方案评价 (16)

3.1运动方案简图

3.2健身球分类机优、缺点

3.3健身球分类机的改进

3.4方案整体评价

四、参考文献 (18)

一、设计任务书

1.1设计题目及数据

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：第一类：40≤ф≤42 ；第二类：42<ф≤44；第三类：44<ф≤46。其他技术要求见下表：

健身球分类机设计数据表

1.2设计方案

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。

1.3设计任务

1.健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构在内的三种机构；

2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图；

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.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.编写设计计算说明书；

1.4工作原理以及工艺动作流程图(a)与功能逻辑图(b)

(a)

(b)

二、执行构件及其运动设计

2.1进料与送料机构

（1）进料机构

如上图所示为漏斗形状的进料机构，槽体上安装有一个振荡器,槽体高度h，可根据待测球数量适度调整。槽壁的倾斜角度为α，其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，︒45

<

30α。我们取α=35°

<

︒

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~

2

mm

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，设置了如下图所示的振荡器装置：

为了防止料槽中，健身球堵塞，本装置使用了如上图所示的解卡振荡器。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。把解卡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。

（2）送料机构

方案一、四连杆机构

方案二、对心凸轮滑块机构

以上两种方案都同样能完成工作任务，但前者有急回特性，有冲击，而后者若采用摆线或五次多项式运动规律，则可避免冲击，并且结构更为简单，便于设计，杆件少，功能损失更少。所以我们选用后者，即对心凸轮滑块机构。

2.2检验分类与按类存放机构

（1）检验分类机构

方案一：

方案二：

理论上，两种方案都可以实现健身球自动检验分类的功能，但实际上方案一在料道1处，直径在φ42及以上的健身球会卡住，而无法实现分类，故选方案二。

在方案二的检料箱体中，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依次设置，小球先检测，接着检测中球，大球直接滚出，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：β=10°料道相应尺寸大小如下表：

料道1 料道2 料道3 料道直径（mm ） 42

44

46

设置滑块轨道有关尺寸为：

其中，1h 是滑块１的行程， mm

h h h 60321===

444=h mm 425=h mm

另外，在滑块2的前端，留有在mm 5的距离，考虑到健身球的形状以及其重力作用的因素，其能够按照预想的路程进行检料。

（2）按类存放装置 如下图所示：

2.3执行构件的运动循环图（运动协调性）设计

2.4机构选型及组合

2.4.1根据工艺过程确定执行构件的运动形式

送料功能的执行构件是滑块1，它作间歇往复直线运动；

检验分类功能的执行构件是滑块2和滑块3，它们都作间歇往复直线运动。

2.4.2根据执行构件的运动形式选择机构

（1）送料滑块1的间歇往复移动，可选凸轮机构，连杆机构，凸轮+连杆机构等。

（2）分类滑块2的间歇往复运动，可选凸轮机构，连杆机构，凸轮+连杆机构等。

（3）分类滑块3的间歇往复运动，可选凸轮机构，连杆机构，凸轮+连杆机构等。

2.5方案评价及优选