健身球检验分类机构课程设计资料讲解

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<ф≤42mm

○2第二类：42<ф≤44mm

○3第三类：44<ф≤46mm

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。

○5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

带轮1

带轮2

6

45

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，所以采用齿轮。

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

4.3.1、凸轮推杆滑块

检料装置运动图

基圆半径r0，角速度ω，ω=n z4π/30=π/6 rad/s

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

ω=π/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r0

所以设计r0=100mm

校核最大压力角α=tan(1/((1+2b/l)sinψ2))- ψ1

αmax≤α=300

满足条件

按对心平板直动从动件盘型凸轮作出轮廓线——理论轮廓线

凸轮轮廓线设计图4.3.2、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：α=300

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 1=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，ω=π/6 rad/s，所以凸轮的速度为ω=π/6 rad/s

5.2凸轮运动规律

h1

h2

t1t2t3t4

设计该凸轮的基圆半径r0与t1到t4

r0=50mm，t1=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1440r/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：