健身球分类机毕业设计.doc

西京学院本科毕业设计（论文） 目录1 绪 论11.1健身球分类机的概述及国内外简述11.1.1 健身球分类机的概述11.1.2 国内外研究情况12 设计的主要内容32.1设计要求32.2 设计提示32.3工作原理以及工艺流程图32.3.1工作原理32.3.2工艺流程图43 机械系统的选择53.1机械系统的组成53.2原动机的选择53.3电动机的型号选择63.4传动机构的选择及比较74 健身球检验分类机方案设计94.1方案设想94.1.1方案一94.1.2方案二104.2运动方案的工作原理图104.3机器基本组成应用与尺寸设计114.3.1健身球检验分类机的基本组成114.3.2健身球分类机的工作流程124.3.3机构尺寸设计124.4进料机构164.4.1凸轮机构的设计164.4.2料槽装置184.4.3轨道高度设计195 齿轮的设计215.1直齿圆柱齿轮的设计215.1.1齿轮1的设计225.1.2齿轮2的设计235.1.3校核齿根弯曲疲劳强度256 轴的设计266.1转速计算266.2各轴输入的功率266.3各轴输入的转矩276.4轴I的设计286.4.1轴径计算286.4.2长度确定286.4.3轴I受力分析296.5轴II的结构设计326.5.1轴三设计分析326.5.2相关计算336.5.3轴2的受力分析336.6轴III设计376.6.1轴III的结构设计376.6.2轴III的受力分析387 健身球检测分类机分析与评价417.1优点417.2 缺点417.3 改进41设计总结42致谢43参考文献441 绪 论1.1健身球分类机的概述及国内外简述1.1.1 健身球分类机的概述题目背景：分类机是将不同的石料按直径分类，检测后送入各个指定的位置的一种设备。它在工业基础加工中占有重要的地位。据估计，利用分类机作为工艺装备，可提高效率5070倍。研究意义：随着科技的发展，大小测量的判别已成为分类机的研究热点。在市场经济状态下，自动检测要求也越来越高，不仅要检测速度快、正确率高、适用范围宽，因此对分类机的设计有着非常重要的意义。目前，产品加工机械的发展已不是单纯机械这一个行业所能完成的。国外的研究表明，要使产品加工机械行业发展，必须把涉及到本行业的机械、电子、物理、生物、生物化学等行业学科的人才汇聚在一起，研究开发新一代的产品。 随着科学技术和工业生产的发展，产品加工的技术和机械装备水平也会不断提高，由此小型分类机的研究也是今后发展的重要方向。1.1.2 国内外研究情况60年代西方发生了产业革命，对金属原料的需求量日渐增加。同时蒸气机的出现又为机械化生产提供了动力，于是分选机作为一个产业部门而出现. 在60年代以后随着人们对生态平衡的重视和70年代中期能源危机的出现，加上富矿日益减少贫矿增加，重选的优越性又重新得到肯定，出现了新的发展趋势突出地表现在对粗粒矿石的预选应用和微细矿泥的分选上。近年出现的多种动态重介质分选机和流膜选矿设备是这种发展的标志。新的重选设备正在向着大型化、多层化和离心力的应用方向发展。20世纪8090年代，在我国使用的是重介质分类机。20世纪90年代末，首次从美国引进了重介质刮板分类机，用于分选15013mm级。由于该设备具有易操作、易维护、低投资和高效率等特点，替代了重介斜轮、立轮分类机的趋势。目前我国分类机工艺多采用重介浅槽。重介浅槽分类机在价格和分选精度上有优势，也具有分选精度高的优势。国内目前使用较多的是美国彼德斯公司生产的重介分选槽。国产重介浅槽分类机目前应用数量较少，但各种技术参数与国外设备差别不大。90年代，我国具备先进分选设备的企业很少，有大型生产线的企业也仅仅是对质量和大小进行分选，装备比较落后。因此，市场上销售的大多数依靠机械配合人工的方式实现分级。人工分级的主要缺点是：劳动量大、生产率低而且分选精度不稳定；分选难以实现快速、准确和无损伤化。截止到目前为止，国内外已有不少学者及科研人员在在此领域取得了重大进展。根据检测指标的不同，分类机大致可分为大小分类机、重量分类机、外观分类机和内部品质分类机。近年来，大小和重量分类机应用较多。而且目前常用的大多数是机械式大小和重量分类机。基于计算机视觉的分类机虽已用于实际生产，但是由于价格昂贵，还未能推广使用。外部品质分选机和内部品质分选机还在进一步研究中，研究过程还存在着一些难题：外部品质检测方面，尺寸检测技术已比较成熟，内部品质检测方面，多是就一种产品某一单项项目进行检测，对质量综合检测方面研究较少。同时，由于质量检测的方法比较复杂，所需设备成本较高，故用于实际检测中的还很少。综合发展现状，机械式分选法中，大小分选法是最优的一种。另外，随着电子技术和计算机图像技术的发展，采用光电传感器或CCD摄像机对大小进行测量判别已成为此类分类机的研究热点。2 设计的主要内容2.1设计要求设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类，检测后送入各自指定位置。整个工作过程（包括进料、送料、接料）自动完成。健身球直径范围为4046mm，要求分类机将健身球按直径大小分成三类。直径范围在4042mm的为第一类，直径范围在4244mm的为第二类，直径范围在4446的为第三类。技术要求如下表1.1表 1.1 健身球检验分类机设计数据电动机转速/（r/min）生产率（检球速度）/（个/min）1440202.2 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。一般的思路在于： 首先，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 42 mm ，中间接料口直径为 44mm ，而第三个接料口直径稍大于 46mm 。使直径小于等于 42 mm 的球会接落入第一个接料口，直径大于 42mm 的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口，依此类批。 其次，球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。 最后，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。2.3工作原理以及工艺流程图2.3.1工作原理健身球分类机的工作原理是由进料机构、送料机构、检验机构、接料机构以及电动机组成。进料机构是持定量的健身球，以直线、间歇的运动过程进球；送料机构是在往复直线运动过程中，运用曲柄滑块或者凸轮推杆使健身球能持续定量的进入工作台相对应的小槽内，让健身球每3秒钟进入一个，使工作持续稳定进行；检验机构是由上往下直径分别为42mm、44mm、47mm小槽，根据小球能通过而大球不能通过的原理，健身球先通过直径40-42mm的第一个孔，如果不能滚入，则通过直径为42-44mm的第二个孔和直径为44-46mm的第三个孔，以此类推，直至用检验机构来完成对所有球的检验和分离；接料机构是在运用接球通道将分类掉下来的球通过滚槽进入指定的装置，然后再用接球仪器将球接住。2.3.2工艺流程图 健身球分类机的工作系统接料机构检验机构送料机构进料机构持定量的健身球以直线间歇的运动进球运用曲柄滑块或者凸轮推杆使健身球能持续定量的进入工作台相对应的小槽内，让健身球每3秒钟进入一个，使工作持续稳定进行健身球间歇的掉下来，尺寸不同球将经过不同的小槽精确检验，直至完成检验运用接球通道将分类掉下来的球通过滚槽进入指定的装置图2.1 健身球分类机的工艺流程图3 机械系统的选择3.1机械系统的组成机械系统通常由原动机、传动装置及工作机（有时也称执行机构）三部分组成如下图3.1所示：1减速器 2联轴器 3电动机（这一部分应在图和图名之间）图3.1 机械系统3.2原动机的选择选择电机类型：发动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、汽油机、菜油机、液压机、气动马达等。电动机结构简单、工作可靠、控制方便、维护容易，一般机械上大多数是均采用电动机驱动。电动机已经是系列化了，通常由专门的工厂按标准系列成批或大量生产。机械设计中应根据工作的载荷、工作的要求、工作的环境、安装的要求及尺寸、重量有无特殊限制等条件，从产品目录中选择电动机的类型和结构形式、容量和转速，确定具体的型号。原动机有许多不同的种类，按照不同的角度分类，有着不同的形式。原动机按其输入能量的不同可以分为两类：第一类：一次原动机 此类原动机是把自然界的能源直接转变为机械能。属于此类的原动机的有柴油机、汽油机、汽轮机和燃气轮机等。第二类：二次原动机 此类原动机是将发电能所产生的各种形态的能量转变为机械能。属于此类原动机的有电动机、液压马达、气动马达、汽缸和液压缸等。原动机的输出形式有三种：第一种为转动。具有这种输出形式的原动机有电动机、液压马达、气动马达、柴油机、汽油机、气轮机和燃气轮机等。第二种为往复移动。具有这种输出形式的有直线电动机、汽缸、液压缸等。第三种为往复摆动。具有这种输出运动形式的原动机的有摆动油缸、摆动气缸等。机械设计中应根据现场能源供应的情况、工作的载荷、工作的要求、工作的环境、经济成本等条件，还要考虑工作可靠，操作简便，维修方便这发面的因数，来选择原动机的类型和结构形式。在自动打印机中，不可能选择一次原动机，因为自动打印机体积本身不会很大，如果选用一次原动机，将大大增大其体积，而且需要经常购买燃料或自己制造动力，这样就会增加成本。根据总功能的要求，选择转动原动机。自动打印机打印的一般是纸制产品，不宜选择油类和气类电动机，否则会污染产品，而且电动机工作可靠、操作简便、维修方便。3.3电动机的型号选择电动机型号的选择需考虑到电动机的机械特性和工作制度与工作相匹配，考虑到工作机对电动机提出的起动、过载、运转平稳性、调速和控制等方面的要求。电动机型号的选择主要是容量、功率和转速的选择。电动机的容量选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常的工作。或使用电动机因长期的过载而过早损失；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且常常不在满载下运行，其效率和功率的因数都较低，造成浪费。电动机的容量主要由电动机的运行时的发热情况决定，而发热时又由其工作情况决定。电动机的工作情况一般分为两类：第一类：用于长期连续运转、载荷不变的或很少变化的、在常温下工作的电动机（如用于连续输送机械电动机），选择这类电动机的容量，只需要使电动机的负载不超过其额定的值，电动机便不会过热。第二类：用于变载荷下长期运行的电动机、短时运行的电动机（工作时间短、停歇时间长）和重复短时运行的电动机（工作时间和停歇时间都不长）。其中容量选择按等效率法计算，并校核过载能力和启动转速。额定功率相同的同类型电动机有若干种转速可供设计选用。电动机转速越高，则磁极越少，尺寸及重量越少，一般说价格也越低，但上由于所选用的电动机转速越高，当工作机械低速时，减速传动所需传动装置的总传动比必然增大，传动级数增多，尺寸及重量增大，从而使传动装置的成本增加。因此确定电动机转速时应同时兼顾电动机及传动装置两者加以综合分析比较确定。所以经过分析得：电机的容量主要由电动机的运行时的发热情况决定，而发热又与其工作情况决定。工作机所需工作功率,应由机器工作阻力和运动参数计算得来的，可按下式计算： 其中：T工作机的阻力矩，N.mm ； 工作机的转速，r/min ； 传动装置的总效率组成传动装置的各部分运动副效率之积，即 其中 分别为轴承、齿轮、斜齿轮的传动效率。经过综合考虑，决定选用Y132M4型号电动机，其P额=7.5KW，n满 =1440 r/min的电机。所以选择电机型号为Y132M4。满载时它传动平稳，操作方便，效率高。3.4传动机构的选择及比较机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。传动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。他们的特点如下表3.1所示：表3.1 传动机构的比较特点寿命应用齿轮传动承载能力和速度范围大；传动比恒定，采用卫星传动可以获得很大传动比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安装精度要求高，精度低时，运转有噪音；无过载保护作用取决于齿轮材料的接触和弯曲疲劳强度以及抗胶合与抗磨损能力金属切削机床、汽车、起重运输机械、冶金矿山机械以及仪器等蜗杆传动结构紧凑，单级传动能得到很大的传动比；传动平稳，无噪音；可制成自锁机构；传动比大、滑动速度低时效率低；中、高速传动需用昂贵的减速材料；制造精度要求高，刀具费用贵。制造精确，润滑良好，寿命较长；低速传动，磨损显著金属切削机床、起重机、冶金矿山机械、焊接转胎等带传动轴间范围大，工作平稳，噪音小，能缓和冲击，吸收振动；摩擦型带传动有过载保护作用；结构简单，成本低，安装要求不高；外廓尺寸较大；摩擦型带有滑动，不能用于分度链；由于带的摩擦起电，不宜用于易燃易爆的地方；轴和轴承上的作用力很大，带的寿命较短带轮直径大，带的寿命长。普通V带3500-5000h金属切削机床、锻压机床、输送机、通风机、农业机械和纺织机械链传动轴间距范围大；传动比恒定；链条组成件间形成油膜能吸振，对恶劣环境有一定的适应能力，工作可靠；作用在轴上的荷载小；运转的瞬时速度不均匀，高速时不如带传动平稳；链条工作时，特别是因磨损产生伸长以后，容易引起共振，因而需增设张紧和减振装置与制造质量有关5000-15000h农业机械、石油机械、矿山机械、运输机械和起重机械等由上诉几种主要的传动装置相互比较可知，齿轮传动、带传动用于减速，故选用带传动和齿轮传动，齿轮传动效率高，工作可靠、传动精确。4 健身球检验分类机方案设计4.1方案设想4.1.1方案一我们认为此检验分类机的主要用途就是将不同直径大小的健身球分成三类，同时我们还得考虑到健身球是石料所做，故我们在检验分类的同时应注意到避免健身球损坏。我们提出了如下图的装置运动。图4.1 方案一运动简图经分析，我们没认为此方案接料装置的速度不易于控制，故我们放弃此方案，寻找方便控制的检料装置，如方案二。4.1.2方案二我们认为该方案正好弥补了方案一的不足，方便而简单地对健身球进行检验，同时也能够将送料机构里的滑块与检测机构里的滑块统一起来运动，所以我们简化并且优化后得到方案二。如下图4.2图4.2 方案二运动简图4.2运动方案的工作原理图图4.3 运动简图 1,2,3,4-直齿轮 5，6-锥齿轮 7，8-凸轮 9-弹簧 10-振荡器11-料槽 12，13-带轮 14，15-推杆（这一部分应在图名上方）4.3机器基本组成应用与尺寸设计4.3.1健身球检验分类机的基本组成a电动机 b减速机 c凸轮滑块 d料槽 e振荡器 f检料箱体 g收集箱 h皮带轮 i直齿锥4.3.2健身球分类机的工作流程将待测健身球放入料槽中 通过导管将料槽中的小球在振荡器的作用下引入带凹槽的导轨中电机通过变速器带动凸轮滑块2推动健身球健身球在滑块2推动的作用下由导轨进入检料装置口健身球由滑块1引入检料装置，并跟随滑块1缓慢向下移动，进入各自的合适的轨道中不同类型的健身球沿各自的轨道进入不同的收集箱中图4.4健身球分类机的工作流程 4.4进料机构4.4.1凸轮机构的设计 图4.9 检料装置运动图如图4.9所示，齿轮4与凸轮7同轴传动，凸轮7与杆1、滑块1形成凸轮滑块传动机构。凸轮尺寸的设计基于该机构从动件的运动规律，由于凸轮7与凸轮8的转速相同，设计滑块2将待测球推入检测装置的同时，滑块1在的高度接入待测球进入相应尺寸料道，建立滑块1与滑块2的同步运动机制，根据检料装置的尺寸设计（见表3），可建立滑块1与滑块2的运动规律图：滑块1、2的运动规律如图4.10所示： 图4.10 推杆运动规律图基圆半径，角速度，从动件的运动规律如图11，设计该凸轮轮廓曲线。由齿轮4与凸轮7同轴传动有：=设计该凸轮的基圆半径与到： 则凸轮进程运动图如图4.11所示： 图4.11 凸轮进程运动图按对心平板直动从动件盘形凸轮作出廓线理论廓线。 图4.12 凸轮廓线设计图凸轮7与杆1、滑块1构成凸轮滑块传动机构，在凸轮7的带动下，滑块1由于杆1的约束做图4.10所示的运动，设计滑块1为金属滑块，在重力的作用下，保证凸轮回程的同时滑块与杆一同下降，回到起点。4.4.2料槽装置图4.13 料槽装置如图4.13所示为料槽结构，其中槽体的高度h可根据待测球数量适度调整。其中槽壁的倾斜角度a对槽体和健身球的受力情况有较大的影响。如果a角度过大，则健身球整体向下的压力不足，影响了传递性；如果a角度过小，则球之间相互压力增大，健身球流动性下降。所以，30a45。对于导管直径d，为了保证良好的流动性d应该大于最大球的直径，并保证12mm的盈余空间：但也不宜过大，过大尺寸的直径d容易造成球体之间的相互摩擦力增加，造成导管的堵塞。考虑到待测球在漏口堵塞情况，设置了如下图4.14的振荡器装置：图4.14 振荡器装置为了防止料槽中，健身球堵塞，本装置使用了如图4.14所示的解卡振荡器。4.4.3轨道高度设计为了能够保证进料机构在将健身球送出的同时，检料正好接住健身球，我们就将进料推杆滑块与检料推杆滑块的进程协调统一起来，如下示意图所示：图4.15进料推杆滑块与检料推杆滑块协调进程示意图如图中所示意，进程与进程要求相等，即：另外，在滑块2的前端，我们认为可以留有在范围内的距离差距，因为考虑到健身球的形状以及其重力作用，其能够按照预想的路程进行检料。为了避免因运动而逐渐产生更大的误差，我们预先设计两各凸轮滑块的初始位置分别在料道1下口缘和右平面最左端，即A、B两处。5 齿轮的设计5.1直齿圆柱齿轮的设计此减速器的齿轮为一般机械零件，没有特殊要求，从降低成本，减小结构和易于取材，使用寿命长原则出发决定选用：小齿轮 40Cr，调质，齿面硬度241286 HBS 取260HBS 大齿轮 45， 正火，齿面硬度169217 HBS 取210HBS a计算许用接触应力查教材，小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限分别为：小齿轮 （241286HBS） =700 MPa大齿轮 （169217HBS） =550 MPa循环次数 N1=60n1jLn=601440103608=2.0 (5.1) N2 =6.19 (5.2)由教材查得 ZN1=1.0 ZN2=1.05 SH=1.0齿面接触应力为=700 Mpa (5.3)=577 Mpa (5.4)取小值=577 MPab 计算许用弯曲应力由得小齿轮和大齿轮的弯曲疲劳极限分别为：小齿轮 =378 MPa大齿轮 =294MPaYN1= YN2=1 SF=1.4齿轮弯曲应力为： = =270 Mpa (5.5)=210 Mpa (5.6) 5.1.1齿轮1的设计a初选参数小齿轮齿数=27b按接触强度结算 (5.7)所以 载荷系数K=KAKVKK=1*1.2*1.1*1.1=1.45 弹性系数=189.8 节点区域系数=2.464 =0.87 螺旋角系数=2 取=0.8 所以 67.77mm （5.8）c主要尺寸计算 模数 mm (5.9) 取整数 mm中心距 mm (5.10)小轮分度圆直径dd1=mz1=3*27=81 根圆直径df=d1-2hf=73.5mm顶圆直径 da=d1+2ha=87mm (5.11) 齿宽b (5.12) 小轮齿宽 +560 (5.13)经校核计算，齿根弯曲强度足够使用。5.1.2齿轮2的设计a齿轮的材料、精度和齿数选择因传递功率不大，转速不高，都采用45号钢，锻选项毛坯，大齿轮、正火处理，小齿轮调质, 大齿轮齿数=273.23=87.21b设计计算大齿轮齿宽 b2=b大齿分度圆直径 d2=mz2=3*87=261mm (5.14)根圆直径df=d2-2hf=253.5mm (5.15)顶圆直径 da=d2+2ha=267mm (5.16) 5.1.3校核齿根弯曲疲劳强度查表得， =2.57， =2.21 =1.60， =1.776 取Y=1.73由公式 校核大小齿轮的弯曲强度. 经校核计算，大小齿根弯曲强度均足够使用。6 轴的设计6.1转速计算如下图6.1所示为轴的结构图： 图6.1 轴的示意图传动装置各轴的转速：轴转速：n1=1440 （r/min） 轴转速为:n2=475.24 （r/min） （6.1）轴转速为：n3=128.44（r/min） （6.2）轴转速为：n4=49.40（r/min ） （6.3）6.2各轴输入的功率轴功率：P1=P入=1.206 （kw）轴功率公式：P2=P入带=1.2060.96=1.158 (kw) （6.4）轴功率公式：P3=P2齿1轴承=1.1580.980.99=1.123（kw） （6.5）轴功率公式：P4=P3齿2轴承=1.1230.980.99=1.090（kw） （6.6）联轴器输入功率：P5=P4轴承=1.0900.99=1.079（kw） （6.7）6.3各轴输入的转矩电动机轴的输出转矩Td为：Td=9.5510=9.5510=7998.125 （Nmm） （6.8） 轴转矩：T1=Td=7998.125 Nmm （6.9）轴转矩：T2=T1i1=7998.1250.963.03=23264.946（Nmm） （6.10）轴转矩： T3=T2齿1轴承i2=23264.9460.980.993.7=83515.1（Nmm） （6.11）轴转矩： T4=T3齿2轴承i3=83515.10.980.992.6=210668.5(Nmm)（6.12）6.4轴I的设计 6.4.1轴径计算轴的最小直径dd=A0=112=15.07（mm） （6.13）圆整以及查询机械设计手册可取d=20mm，即连接V带轮的直径=20mm；查询手册可知，轴径=25mm，毛毡外圈D=39 mm，毡圈内径=24mm；=+2（0.070.1）=28.5mm30 mm； （6.14）查询查询轴承系列数可知da=36 mm，即=36 mm；轴承的标准，取=30 mm，即选用深沟球轴承6206。 6.4.2长度确定a.查询带轮槽数据可知，f=7，e=12，有4根带轮，即L=3e+2f=50mm，取 L=48mm （6.15）b.轴承端盖的总宽度为20mm，取端盖的外端面与V带轮右端的距离l=30mm，故取L=50mm （6.16）c.查询数据得，轴承的宽度B=16mm，挡油板取12mm，所以 （6.17）l=16+12+2+8=38（mm）d.从右端往左端确定，L情况与L一样，故取长度L =L=38mm （6.18）e.根据齿轮计算可知，L取47mm （6.19）f.根据轴长度确定L长度为61.5mm （6.20）综上所述可知，轴箱体内的长度为124.5mm。6.4.3轴I受力分析 F由带轮设计结果知为F=427.55N 如图6.2所示： 图6.2受力分析假设受力方向如图所示,则竖直方向受力如图6.3所示：82115 53.5FFFF图6.3竖直受力分析则 （6.21） 即 427.55 （6.22） （6.23） 107101.275168.5+53.5=0。由上式可得： 水平方向受力如图6.4所示： 图6.4水平受力分析则 （6.24） 由上式可得： 弯曲合成如图6.5所示 ： a.竖直弯曲b.水平弯曲c.弯曲合成图6.5弯曲合成 校核轴的强度：强度条件为=8.05=60 （6.25）6.5轴II的结构设计 6.5.1轴三设计分析根据轴三的设计，轴二可以选用深沟球轴承6207，其内径为35mm， 即 因为2段为齿轮轴，da=45mm，即；第三段是退刀槽，取直径为=34mm；第六段是装轴承的，根据对称设计，使用统一型号的轴承6207，直径一 样为35mm。 （6.26） 故 （mm） （6.27） 故 （mm） （6.28）6.5.2相关计算， 轴承宽B =17mm,故 L（mm） （6.29） L等于齿轮宽度 故 L=53 mm L为退刀槽取5 故 L=5 mm L为轴环宽度 故 L=1.4=5.6 mm6 mm （6.30） L为安装齿轮处 故 L=B2=422=40（mm） （6.31） L从右端开始确定 故 L= B+8+2+2.5=17+12+8+2.5+2+2=43.5（mm） （6.32） 6.5.3轴2的受力分析受力分析如图6.6所示a.受力分析b.受力分析c.受力分析图6.6受力分析根据图可知F=FTan=Tan20=Tan20=414.7（N）（6.33） F= FTan=Tan20=Tan20=1302.7（N）（6.34） 由F= F+ F+ F （6.35）= Fl- Fl+ Fl即 414.7= F+1302.7+ F （6.36）1320.755-414.7122.5+ 165.5F=0 由上式可得， F=-1039.0N F=151.0N 根据图可知 F=197.48（N） （6.37）F=178.28（N） （6.38）则 F+F=F+F （6.39)=Fl+Fl-Fl即 F+F=4718.7 (6.40)3579.255+1139.5112.5-165.5 F=0由上式可得， F =2754.8N F=1963.9N 得到弯矩分析如图6.7：a.弯矩b.弯矩合成c.弯矩d.弯矩图e.弯矩合成图6.7弯矩分析校核轴的强度：根据弯扭合成图,分析出B、C点为危险截面则强度条件为=31.33=60 （6.41）=2.57=60 （6.42）6.6轴III设计6.6.1轴III的结构设计从轴的左边开始往右边确定该轴选用45钢，故取。可计算轴的最小直径为： 圆整，取=32mm。 （6.43）下一个台肩直径为：（6.44） 取，试选深沟球轴承6209 ， 取 （6.45），根据优先数系可选取 取 （6.46） 现从右边往左边确定： ，取 （6.47） ，此处为轴承台肩，故需要选用优先数系取根据联轴器长度确定第一段台肩的长度，由: （6.48） 查课程设计指导书p140表13.6取滑块联轴器KL5取M16 根据指导书P26 表4.2 根据选取的轴承型号，可查的B=19，挡油板总长20mm， （6.49） 右端轴承上长度需增长2mm，故 （6.50） （6.51）所以 轴套B=10.5mm该台阶用来放置齿轮，需要留一段距离用下一段的轴套来卡住齿轮， 轴环的长度： 取 （6.52） 根据第一根轴确认的箱体内长度，可得 = （6.53）6.6.2轴III的受力分析轴三的受力分析如图6.8所示：a.受力分析b.受力分析c.受力分析图6.8受力分析根据图可知 F= F=1302.7N F= F+ F （6.54） = Fl- F l=0 即 1302.7= F+ F 1302.764-183.5 F=0 由上式可得， F=848.4N F=454.3N 根据图可知 F= F=3579.2N F= F+ F （6.55） = Fl- Fl=0即3579.2= F+ F 3579.264-183.5 F=0 （6.56）由上式可得， F=2330.9N F=1248.3N弯矩分析及扭矩图如图6.9所示：a.弯矩图b.弯矩图c.弯矩合成图 d.扭矩合成图图6.9弯矩分析及扭矩图校核轴的强度：根据弯扭合成图，分析出B点为危险截面强度条件为=11.68=60 （6.57）7 健身球检测分类机分析与评价7.1优点a设计结构简单，能耗低；b设计制造简单；c使用解卡振荡器，很大程度上减小健身球互卡的几率；d传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小。7.2 缺点a由于机械机构简单，故精确度不高；b振荡器的时候加剧了健身球之间的相互碰撞，同时使机械运转的噪音加大。7.3 改进 a可通过精确的调整振荡器的频率从而减小噪音； b使用摩擦系数较小的导轨，提高选择精度。设计总结这次毕业设计我设计的题目是健身球分类机的零部件设计。设计的这个题目很有意义，考察的知识也很全面。首先，要根据题目的要求来完成各执行机构的选择和原动机的选择。其次，通过各种设计方案的比较，来确定最优的运动方案。最后，来完成各个机构的尺寸设计，其中有凸轮的设计及结构分析、齿轮的设计及校核、轴的设计和受力分析等等。在整个的设计过程中，应该注重每一个数据都要从机械设计书上或者机械设计手册上找到出处及相关的计算过程。其次，用CAD制作健身球分类机装配草图时还应注意相关的尺寸。此次的设计，是根据凸轮机构、齿轮机构等机构实现的分类检验，它