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1、学号06120721成绩课程设计说明书设计名称 健身球自动检验分类机设计时间 2014年9月-11月系 别 机械与汽车工程系专 业 机械设计制造及其自动化班 级 1207姓 名 张培嘉指导教师 王丽老师2014 年 11 月 20 日目录第一章 设计题目31.1设计题目31.2背景及意义3第二章 机械系统的方案拟定32.1工作原理确定32.1.1功能分解32.1.2功能逻辑图32.2执行构件及其运动设计42.2.1进料与送料42.2.2检验分类与按类存放62.3原动机的选择72.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计82.5机构选型及组合82.5.1根据工艺过程确定执行构件的运动形式82.5
2、.2根据执行构件的运动形式选择机构82.6方案评价及优选9第三章 相关机构的尺度综合93.1凸轮机构的设计93.1.1送料凸轮和分类凸轮的设计93.2减速装置的尺寸设计113.2.1皮带传送123.2.2齿轮系传动12第四章 机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明134.1运动方案简图134.2健身球检验分类机工作原理144.2.1健身球检验分类机工作流程144.3健身球检测分类机分析与评价154.3.1健身球分类机优点154.3.2健身球分类机缺点154.3.3健身球分类机的改进15第五章 课程设计体会及建议15参考文献16附图.17第一章 设计题目1.1设计题目1、健身球自动分类机总功
3、能要求将不同直径的健身球按直径分类存放。2、工作原理及工艺动作分解提示健身球自动分类机的功能是将不同直径的健身球按直径分类，并送到各指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、分类、按类存放）自动完成。3、原始数据和设计要求健身球直径范围为4046mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类：第一类： 4042 ； 第二类：4244；第三类：44f mgsinumgcos+uTsin+Tcos T mg Sinu(cos+sin)+cos 即 (sin-cos)/(cos+sin)u 45其中 m为球的质量 u为石料与铁的摩擦系数 T是球与球之间的挤压力所以将料斗的斜度设计为 45度时即可保证球下
4、落，堵塞的概率很小很小。当然不能保证100%的顺畅，如下图所示（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。2.2.2检验分类与按类存放（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44及以上的健身球会卡住，而无法实现分类，故选方案二。在方案二的拨片在转动中，依次将小球推入料道1、料道2、料道3，料道顺序为
5、尺寸从小到大依次设置，小球先检测，接着检测中球，最后检测大球。 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）424446另外，接料盘的直径为150mm，放置孔的直径是40mm。 2.3原动机的选择 型号额定功率满载转速电压Y132S-63KW960r/min380v2.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计电机减速1减速2减速3运动分支分类拨片的转动送料滑块的间隙往复运动机构流程图 运动循环图2.5机构选型及组合2.5.1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，它作间歇往复直线运动；检验分类功能的执行构件是拨片分类，直接用齿轮进行控制。2.5.2根据执行构件
6、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）分类拨片是匀速转动，直接利用齿轮传动控制即可2.6方案评价及优选 功能元功能分解（匹配的机构）123减速1带传动齿轮传动蜗杆传动减速2带传动齿轮传动蜗杆传动减速3带传动齿轮传动蜗杆传动送料滑块1的间隙往复运动凸轮机构连杆机构凸轮+连杆机构分类拨片的匀速运动带传动齿轮传动蜗杆传动如上表格所示的粗黑体的功能综合，即为设计的最佳方案。第三章 相关机构的尺度综合3.1凸轮机构的设计3.1.1送料凸轮的设计计算结果：推程角回程角远休止角近休止角行程基圆180108363610090机械原理教材92页，根据工
7、程实践的经验，推荐推程的许用压力角为：移动推杆；当要求凸轮尺寸尽可能小时，可取所以选定推杆压力角 r0 e=0mm s=h 滚子半径为9mm( 2 ) 凸轮的绘制3.2减速装置的尺寸设计 本分类装置采用上图所示的减速器，由传送带和齿轮系构成的减速装置。其中一对齿轮的传动比是有限的，由于本装置需要较大的传动比，固采用轮系来实现。3.2.1皮带传送如图所示为皮带减速机构，带轮1连接原动件转速为=960r/min的交流电动机，皮带2连接齿轮系中的齿轮1，皮带1的半径为，皮带2的半径为，根据皮带传动原理有：= (1)皮带1与皮带2的转速与半径成反比：= (2)（同理带轮3与带轮4之比等于半径的反比）3
8、.2.2齿轮系传动带轮2与齿轮1同轴传动，齿轮1与齿轮2啮合传动，齿轮2与齿轮3同轴传动，齿轮3与齿轮4啮合传动，齿轮4与带轮3同轴传动，考虑到齿轮大小与传动的合理性，经过比较设计皮带传动结构与齿轮系传动结构的相应参数如下： 表：皮带轮参数带轮1带轮2皮带轮1直径（mm）75224皮带轮2直径（mm）125250表： 各齿轮参数模数(mm)压力角()齿数(个)直径(mm)分锥角()齿轮13202575/齿轮232050150/齿轮33202060/齿轮432080240/齿轮53203090/齿轮63203090/第四章 机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明4.1运动方案简图4.2健身球
9、检验分类机工作原理4.2.1健身球检验分类机工作流程 直径大于42mm的健身球会在拨片的拨动下进入第下一个轨道孔健身球在滑块推动的作用下由导轨进入分料盘电机通过变速器带动凸轮推动健身球料槽中的小球在重力的作用下滚入带凹槽的导轨中将待测健身球放入料槽中直径大于44mm的健身球会在拨片的拨动下进入第下一个轨道孔，直至健身球进入最后一个轨道孔不同类型的健身球沿各自的轨道进入不同的收集箱中4.3健身球检测分类机分析与评价4.3.1健身球分类机优点（1）设计结构简单，能耗低；（2）设计制造简单；（3）调整送料口的角度，很大程度上减小健身球互相卡住的机率；（4）传送带靠摩擦力工作，传动平稳，噪声小。4.3
10、.2健身球分类机缺点（1）由于机构简单，故精确度不高；（2）不适用于高速分类。4.3.3健身球分类机的改进（1）可通过增加震动器使得球在送料口不会卡住；（2）使用摩擦系数较小的导轨，提高选择精度。第五章 课程设计体会及建议机械原理课程设计就快结束了，虽然只有在课后才抽出时间来，但是在这次课程设计过程中，我们学到了不少知识，得到了很好的锻炼和实践。它不仅使我们平时所学的一些理论知识运用到了实际中，更好的培养了我们运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力，而且，还使我们加深了对各类机械机构的认识和了解，学会了利用程序分析设计各类凸轮机构，用UG软件对机构杆件进行建模，并且通过各种计算，Word文档编辑的能力以及其他方面的能力。另外，通过多次在软件上画图建模及仿真，让我对UG的使用越来越顺手，很大程度上提高了我的设计效率。这次机械原理课程设计是一个综合性的设计，在这次课程设计的过程中，我们深刻的体会到设计工作的严谨性和紧密性，以及我们自己在
