大学垫圈内径检测装置课程设计

机械原理课程设计说明书

设计题目：垫圈内径检测装置

机电建工学院机械设计制造及其自动化091班

设计者：

同组者：

指导老师：

2011年6月3日

目录

一、设计题目及其要求 (3)

二、题目分析 (4)

三、运动方案简介 (4)

3.1垫圈检测装置功能原理方案 (5)

3.2拟定机构的运动形式和运动循环图 (7)

3.3执行机构的具体说明 (8)

四、机械传动系统方案的拟定 (9)

4.1、推料机构设计 (9)

4.2压杆运动机构设计 (11)

4.3止动销运动机构设计 (13)

4.4重要零件图和三视图 (14)

五、机械运动方案自评 (17)

六、设计小结 (17)

七、个人小结 (18)

八、参考书目 (19)

一、设计题目及其要求

设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动开关的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。

检测的工作过程如图所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时（图a），微动开关的触头进入压杆的环形槽，微动开关断开，发出信号给控制系统（图中未给出），在压杆离开工件后，把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时（图b），压杆的探头进入内孔深度不够，微动开关闭合，发出信号给控制系统，使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时（图c），微动开关仍闭合，控制系统将工件送入另一废品槽。

1—工件 2—带探头的压杆 3—微动开关

a)内径尺寸合格 b)内径尺寸太小 c)内径尺寸太大

二、题目分析

垫圈内径检测装置，主要的运动步骤为：推料机构将工件送到检测台。到达检测台后，通过控制止动销的止动机构使工件被止动销挡在压杆的检测位置处，然后压杆下来检测内径是否符合要求。在压杆下来检测的时间里，微动开关向右移动检测垫圈内径是否符合要求。微动开关检测完后向左移动，回到其

原来所在的。接下来，压杆和止动销一起上升回到其原来的地方。传动机构将已检测的工件送走，并将下一个将被检测的工件送到检测处。

三、运动方案简介

垫圈内径检测装置，用以下3个机构结合搭配组成：传动机构设计，止动销运动机构设计，压杆运动机构设计。题目所给的设计数据：

平垫圈内径检测装置设计数据：

经过小组讨论，我们决定采用方案A来进行课程设计.

周期T=5s，角速度ω=2π/T=1.2566 rad/s.

3.1垫圈检测装置功能原理方案的确定

方案原理图①

用传送带来作为传动构件，将工件传送到检测台，到达检测台后，通过外槽轮机构，使止动销立起挡住工件，凸轮机构作为升降机构，通过连杆使其下降和上升，以实现检测。

优点：推料机构、止推销传动机构、压杆探头传动机构都采用了比较好的方案，使用带轮绕中心的联系，传动可以实现待测垫圈的连续输入，以实现检测的批量化进行提高经济效益。用外槽轮作为止推销间歇运动的传动机构，机构简单，间歇运动精确且是往复间歇运动，压杆探头传动机构运用杠杆放大原理，将凸轮推程减小，减小了凸轮的制造尺寸。便于制造。能保证垫圈内径检测仪有条不紊的完成批量化检测的要求，而且检测的精确性和耐用性也得到了保障。

缺点：皮带和皮带轮之间会存在打滑问题，外槽轮机构摩擦较大，制造起来比较复杂，机构比较复杂，制造成本较高。

方案原理图②

用四杆机构的连杆曲线来实现运料的间歇运动，凸轮机构实现止动销的止动控制，曲柄滑块机构实现压杆探头升降功能。

优点：送料机构调节曲柄的回转中心的高度可以调节步长。利用凸轮的连续回转来实现止动销的往复运动，凸轮近休止时止动销停在最低点，远休止时止动销被推至最高点。压杆探头的升降使用曲柄滑块机构，机构简单容易制造易于理解接受。

缺点：杆件过多，运动时易产生冲击，且需加物料位置固定装置。凸轮机构由于行程较大，很大程度上加大了凸轮尺寸，不利于制造，切凸轮磨损较大。升降机构的弹簧的选取比较困难。无法满足压杆探头需要的高精度的操作要求，传动平稳性不够高。

考虑到检测的准确性，检测机构的耐用性，以及批量化检测等要求，我们采用了方案原理图①作为最终方案。

3.2拟定机构的运动形式和运动循环图

本垫圈内径检测装置中采用了三个执行构件：推料机构、控制止推销的止动机构，压杆升降机构。推料机构采用的是带轮传动，以实现检测的批量化进行，提高效益；压杆升降机构的传动机构采用的是凸轮，经过计算可精

确计算出近休止和远休止的角度以及相应半径；控制止推销的止动机构采用的外槽轮结合齿轮，这样能很好的实现止推销的间歇运动以及和送料机构和压杆升降机构的配合，以保证检测能有条不紊、高效快速、精度较高的进行。

在一个周期（5s）内，为满足要求，各个机构的运动情况：

送料机构工作行程间歇停止时间

止动机构止动销上升止动销停止止动销下降

压杆升降机构压杆停止压杆下降压杆上升压杆停止

上图为表格式运动循环图

即在一个周期5s内，近休止占用时间为2s，近休止的前1s用于推杆推出检测完成后的垫圈去相应的槽内（合格槽、废品槽、返工槽），后1s用于稳定带轮运来的待测垫圈；推程、远休止及回程用于垫圈的检测。

3.3执行机构的具体说明

表3.3.1推料机构

3.3.2

止推销传动机构选型

四、 机械传动系统方案的拟定

4.1、推料机构设计 推料机构是整个装置中负责将待检测的工件传送到检测位置的机构。它需要在运动规律上和控制止动销的止动机构和压杆升降机构相互配合才能完成此装置的工作要求。

为了使工作周期易于控制，我们决定由皮带轮传动来达到运送工件的目的，且其可以循环往复无间断的来进给垫圈。机构由齿轮来传动，因为其功率范围大、传动效率高的特点正好符合我们的需要。

垫圈内径检测装置 推料机构 止推销传动机构

压杆升降机构