健身球检验分类机构课程设计

健身球检验分类机机构设计

一、综述

1.1工作原理

健身球自动检验分类机是将不同直径尺寸的健身球（石料）按直

径分类的机器。它将健身球检测后送入各自指定位置，整个工作过程

（包括进球、送球、检测、接球）自动完成。

1.2原始数据及设计要求

健身球直径范围为40~60mm,要求分类机将健身球按直径大小分为三类。

①第一类：40＜巾w 42mm

②第二类：42＜巾w 44mm

③第三类：44＜巾w 46mm

表1

1.3设计任务

①一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

③画出机构运动方案简图

④画出凸轮机构设计图（包括位移曲线、轮廓线和从动件的初始位置）。要

求有确定运动规律，选择基圆半径，检核最大压力角和最小曲率半径，确定轮廓线。盘状凸轮用电算法设计，圆柱凸轮用图解法设计。

@设计其中一对齿轮机构

⑥编写设计计算说明书

1.4 设计提示健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目，可以有多种运动方案实现。

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,中间接料口的直径44mm，第三个接料口的直径稍大于46mm 。这样就使直径小于42mm 的球直接落入第一个接料口,直径大于42mm 的球先卡在第一个口, 然后由送料机构将其退出滚向中间接料口,以此类推。

②球的尺寸控制还可以由凸轮机构实现

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

二、方案选用

选择以下方案为设计方案：

方案一：此机构用凸轮和连杆机构为送料机构, 平顶盘形凸轮为检球机构,其中一个齿轮和凸轮双联,其他齿轮起到减速的作用。健身球在滑块的推动下被送入检球机构, 在凸轮滑块的缓慢移动下, 根据健身球的直径大小不同进入不同的轨道,即进入接料机构。

方案二，此机构以槽轮为送料机构，平顶盘型凸轮为检球机构，其中一个齿轮与凸轮双联，其他齿轮起到减速的作用。健身球在滑块的推动下被送入减料机构中，在凸轮推杆的滑块的缓慢移动下，根据健身球的直径不同进入不同轨道，即进入接料口。槽轮机构本身是一种有周期的间歇运动，很好的控制了小球进入减料机构，而且送入的过程不会使小球产生过大的向前的速度，这一速度可使小球进入各自的减料机构。

从总体看，方案二弥补了方案一的不足，所以最终选择方案二作为执行机构。

三、实现减速装置的运动方案

方案一：皮带传动，结构简单，适用于两中心距较远的场合，能实现较大的传动比，噪声小，结构简单

方案二：传动平稳精确，传动比恒定，再本装置中需要比较精确的传动比来控制时间，所以米用齿轮。

此设计中，电机转速1440r/min，而检球速度只需要20个/min , 所以传动比72/1 ,如果只采用齿轮传动，那么需要多对齿轮传动才能完成，经过计算，同时采用带传动和齿轮传动可以有效的节约材料，节省空间。

四、主要机构设计：

4.1机构运动简图（见附件）

4.2进料机构和送料机构

下图为进料机构，进料口直径48mm，每次最多只能允许一个健身球落下，送料采用槽轮机构，如图所示

健身球介于左侧槽轮和右侧挡板之间，当槽轮转动时，健身球随着槽轮向下运动，当槽轮间歇时，下一个健身球被卡在槽轮和挡板之间，当槽轮再次转动时，第二个健身球则被送进检测机构中。如此往复，则完成送料。

4.3检料机构设计

431、凸轮推杆滑块

检料装置运动图

基圆半径r0，角速度3 ,宀=n z4 n /30= n /6 rad/s

则凸轮进程运动图如图所示：基圆直径d,角速度3,从动件运动规律如下图所示，设计该凸轮轮廓线。

3 = n /6 rad/s

根据需要，设计推杆与回转中心偏距e=0mm设计基圆直径r o d > ylliih / f)/ Uti[ a | ^7|2+e?

所以设计r0=100mm

校核最大压力角a =tan(1/((1+2b/l)sin ® 2))- ® 1

a max W a =300

满足条件按对心平板直动从动件盘型凸轮作出轮廓线一一理论轮廓线

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凸轮轮廓线设计图

432、检料装置与收集箱

检料装置图

在检料箱体中，滑块1的轨道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往下，小球先检测，接着检测中球，最后检测大球，

料道尺寸设计稍大于46mm，为了使球快速稳定的向下滑经过检料尺寸检测，设计轨道与水平夹角为： a =30°

根据课程设计要求，设计检料口大小如下表：

表2

设置滑块轨道有关尺寸为：

h 仁116mm, h2=60mm, h3=5.5mm, h4=20mm

五、机构运动分析

5.1槽轮机构

k=t d/t=1/2 -1/Z

Z=4

所以k=1/4

检验速度为20个/min，所以轮盘的转速为5r/min，转一周时间为12s,

3 = n /6 rad/s ,所以凸轮的速度为①=n /6 rad/s

5.2凸轮运动规律

——13

设计该凸轮的基圆半径r°与t1到t4

r o=5Omm, t i=0.75s, t2=1.5, t3=5.25, t4=6s

六、原动机的选择

选择Y160M-6三相异步电机，额定功率380V,额定频率50Hz,转速l440r/min。

七、传动机构的选择与比较

如图所示，根据齿轮传动原理有: