健身球分类机课程设计-精选.

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 (3)

2:各机构方案比较、选择 (4)

2.1进料机构 (4)

2.2:送料机构 (4)

方案1：曲柄滑块机构 (4)

方案2：凸轮滑块机构 (4)

方案3：四杆机构 (5)

2.21:送料机构方案分析、比较 (5)

2.22：送料机构方案确定 (5)

2.3检测机构： (6)

方案1：凸轮+滑道机构 (6)

方案2：槽轮+转盘机构+半圆形环状管道 (6)

2.31：检测机构方案分析、比较 (6)

2.32：检测机构方案确定 (7)

2.4：接料机构： (7)

方案1：四分之一圆管 (7)

方案2：机械手 (8)

2.41：接料机构方案分析、比较 (8)

2.42：检测机构方案确定 (8)

2.5：最终机构方案的组合： (8)

3.机构运动循环图 (9)

4.工作原理 (9)

5.传动系统的设计计算 (10)

5.1减速装置的设计计算： (10)

5.2槽轮机构的设计计算： (12)

5.3凸轮机构的设计计算： (13)

5.4：曲柄滑块机构的设计计算 (17)

6.机构运动简图 (18)

7.致谢： (19)

8.参考文献： (21)

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≤ф42

2. ф42<第二类≤ф44

3. 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。

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2.22：送料机构方案确定

综合各方因素考量后，确定为方案1

2.3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。

方案2：用槽轮机构带动拨料转盘，球在拨料转盘停歇的时间里实

现找正位置、检测、下落等过程，但是当直径较大的球在直径较小的空上方时，因为球的直径相差不大，球会卡在孔里，使得拨片无法推动小球到下一个孔进行检测，则需要推出机构将卡在空中的小球推出。

2.32：检测机构方案确定

综合考虑，选择方案2，在半圆形环状滑道的下方用凸轮驱动一顶出机构，以实现任务要求。因为球只可能卡在直径为Φ42或Φ44的孔，故只需要在Φ42和Φ44孔下方加入球的顶出机构即可，考虑到凸轮的设计制造比较复杂，同时两顶出机构要求的动作完全同步，所以将两个顶出机构连在一个机架上，用一个凸轮驱动。

顶出装置机构简图

2.4：接料机构：

方案1：四分之一圆管

方案2：机械手

2.41：接料机构方案分析、比较

方案1：机构简单，能实现将小球的垂直方向的运动转换成水平方向的运动，减少了小球接料时的冲击，能与分检机构实现较好的衔接，不需要动力的输入，减少了原动机的负荷。

方案2：虽然能实现任务要求，但是机构复杂，中间实现机械手开合的凸轮设计制造复杂。

2.42：检测机构方案确定

综合各方因素考量后，确定为方案2

2.5：最终机构方案的组合：

3.机构运动循环图

4.工作原理

工作初始状态时，送料机构的曲柄滑块位移大小为0，等待送料，顶出装置的凸轮在近休程的初始位置，检测机构的槽轮机构的拨盘置于空行程的开始位置。当启动电源时，送料机构在一秒钟后将球推出，然后经过2s空回程到原初始位置，小球经过大概0.5s的时间，进入拨料转盘，因拨料转盘和槽轮机构是固连的，所以在启动电源后的2.25s时间内都是禁止的，能够保证小球准确进入拨料转盘，在接通电源1.25s后，顶出装置开始动作，并在1s钟之内将顶块推置检测装置的直径为42，和直径为44的检测小孔下，将非对应检测小孔直径的小球顶出，并保持此位置0.125s，以保证下一步，拨料转盘能顺利推动小球。小球刚被顶出时，槽轮机构的拨盘经过2.25s空行程后开始进入槽轮啮合，带动拨料转盘转动90度，并且经过0.125s顺利将小球拨离未成功检测的小孔，此时顶出机构经过0.625s空回程回到初始位置，拨料转盘再经0.625s将小球送入下一个检测孔进行检测，经