健身球自动分类机说明书-张培嘉

1、学号06120721成绩吉林交学珠海学嗓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3212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 72.5 机构选型及组合92.5.1 根据工艺过程确定执行构件的运动形式925

2、2根据执行构件的运动形式选择机构92.6 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H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13第四章机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明 144.1 运动方案简图144.2 健身球检验分类机工作原理154.2.1 健身球检验分类机工作流程154.3 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164.3.3 健身球分类机的改进16第五章课程设计体会及建议16参考文献16附图17第一章设计题目1、健身球自动分

3、类机总功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巾40巾46mm要求分类机将健身球按直径的大小分为 三类： 第一类：40 w巾w 42 ；第二类：42巾w 44；第三类：44巾w 46。生产率（分 类速度）20个/min。1.2背景及意义由于人工分类不同直径的健身球比较麻烦，考虑到工作人员测量直径十分不方便， 为了将不同直径的健身球按直径分类存放，我们设计这个健身球自动分类机，能够自动 将不同直径的球

4、分类存放，很大程度上提高了工作人员的效率。第二章 机械系统的方案拟定2.1 工作原理确定2.1.1 功能分解1 .进料功能2 .送料功能3 .自动分类功能4 .按类存放功能2J.2功能逻辑图健身球自动检验分类心自动分类功、能c i进料功能2.送料功能厂4.按) 类存放J )2.2 执行构件及其运动设计2.2.1 进料与送料(1)进料机构料斗的设计要考虑落料是否顺畅，由于健身球的材质是石料，所以我们设计的料斗采用 了锥形漏斗形料斗。此料斗唯一会造成的堵塞的现象是两、三个球在同一平面内。如 图：但由于石料球自身重力与机器的微小震动，加上出现这种绝对同平面的概率甚 微，因 此只要设计好料斗的斜度就不

5、会产生堵塞状况。料斗斜度的设计要根据球的直径和重量 来计算。计算如下：f=uFN+Tcos 0FN=mgcos 0 +Tsin 0F=mgs in 0Ffmgsin 0 umgcosB +uTsin 0 +TcosBT mgSin 0 u(cos 0 +sin 0 )+cos 0即(sin 0 -cos 0 )/(cos 0 +sin 0 )u045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当然不能保p4l 6证100%勺顺畅，如下图所示LO辿i；方案二、对心凸轮滑块机构所以将料斗的斜度设计为45度时即可保证球下落，堵塞的概率很小很小。7C以上两种方案都同样能完成工作任务，

6、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 方案一：万案一: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（mm424446另外，接料盘的直径

7、为150mm放置孔的直径是40mm2.3 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）设计机构流程图分类机构运动循环图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

8、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，根据工程实践的经验，推荐推程的许用压力角为：移动推杆a=30。 38。;当要求凸轮尺寸尽可能小时，可取a =45。.所以选定推杆压力角a=30。./dsI d t an Iro V I.e=0mms=h滚子半径为

9、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-96Or/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2，根据皮带传动原理有:no皮带1与皮带2的转速与半径成反比：（同理带轮3与带轮4之比等于半径的反比）Ilr2 = ri3.2.2 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

10、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：皮带轮参数皮带轮1直径（mr） i皮带轮2直径（mr） i 75125带轮1224250带轮2表：各齿轮参数模数压力角直径分锥角(mm)(0 )（个）(mm)(0 )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 健身球检验分类机工作原理4.2.1 健身球检验分类机工作流程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(

11、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。4.3.2 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

12、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，以及我们自己在很多知识方面存在很大的不足。最初开始，我们无从下手，结合自己平时的理论基础，以及在网上查 找和参考各种有用的资料和文献资源，一步一步地完成了这次课程设计。总而言之，在这次课程设计的过程中，我们受益匪浅。我相信：通过越来越多的实践 体验，一定能更好地掌握机械类专业各方面的