健身球检验分类机构课程设计资料讲解.docx
《健身球检验分类机构课程设计资料讲解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《健身球检验分类机构课程设计资料讲解.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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。
第一类:
40<ф≤42mm
第二类:
42<ф≤44mm
第三类:
44<ф≤46mm
表1
方案号
电机转速/(r/min)
生产率(检球速度)/(个/min)
A
1440
20
B
960
10
C
720
15
1.3设计任务
一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构
设计传动系统并确定其传动比分配
画出机构运动方案简图
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
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。
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。
球的尺寸控制还可以由凸轮机构实现
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=nz4π/30=π/6rad/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/6rad/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
料道1
料道2
料道3
料道直径(mm)
42
44
47
设置滑块轨道有关尺寸为:
h1=116mm,h2=60mm,h3=5.5mm,h4=20mm
五、机构运动分析
5.1槽轮机构
k=td/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/6rad/s,所以凸轮的速度为ω=π/6rad/s
5.2凸轮运动规律
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:
1,2-带轮3,4,5,6-齿轮7-涡轮8-蜗杆
原动机转速1440r/min的电动机,在n0的前提下,机器的生产效率为20个/min,得到凸轮和蜗杆的转速为π/6rad/s
根据要求得出:
i011=ω0/ω11=1440r/min/20r/min=72
设计蜗杆传动i=ω9/ω10=6
需要i18=r2z4z6z8/r1z3z5z7=12
设计r2/r1=8
z4z6z8/z3z5z7=12/8=3/1×1/2×1/1
所以得出:
8r1=r2,3z3=z4,2z5=z6,z7=z8
考虑到齿轮的大小与传动的合理性,经过比较设计皮带传动机构与齿轮传动结构的相应参数如下表:
表3.各齿轮参数
模数mm
压力角(°)
齿数(个)
分度圆直径(mm)
齿轮3
4
20
20
80
齿轮4
4
20
60
240
齿轮5
4
20
20
80
齿轮6
4
20
40
160
表4.皮带轮参数
带轮1
带轮2
皮带轮半径(mm)
50
400
其中,设计齿轮3、4:
已经计算到z4/z3=3,查表取z3=18,z4=54,再查表选择标准模数,在第一系列中选择m=4,压力角采用标准值20°。
经计算得:
d3=mz3=72mmd4=mz4=216mm
da3=(z3+2ha*)m=80mmda4=(z4+2hz*)m=224mm
df3=(z3-2ha*-2c)m=62mmdf4=(z4-2ha*-2c*)m=198mm
h3=h4=(2ha*+c*)m=9mmp=πm=12.56mm
得到传动系统图如下:
传动比分配:
i34=54/18=3i56=40/20=2
i79=40/40=1i78=40/40=1
i810=40/40=1
八、设计体会
为期两周的机械原理课程设计就这样完了,两周虽短,但是感觉很漫长,发现这是一条并不好走的道路。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验,也是对自己能力的一种提升。
通过这次设计,我才明白自己的知识还很欠缺,实践能力还远远不够,自己要学习的东西还很多。
虽然这是第一次做设计,缺乏经验,但是这不应该是自己为自己的失误找的借口,如果认真看书,仔细一点那么自己会少走很多弯路,会减少很多麻烦。
这次的成功,不应该属于自己,应该归功于老师和各位同学。
如果不是老师的耐心指导,同学的热心帮助,那么自己不知道要做到什么时候才能完成。
以前老是觉得自己什么都懂,什么都会,但是实际上自己太自负,眼高手低。
学习是一个长期积累的过程,在以后的学习生活中都应该虚心求教,努力提高自己的知识和综合素养。
九、参考文献
《机械原理课程设计指导书》,王强主编,重庆大学出版社
《机械原理(
《机械设计(第九版)》,濮良贵,陈国定主编,高等教育出版社