机械原理课程设计修改.doc

机械原理课程设计说明书设计题目：健身球分类检验机院校：江西农业大学工学院 专业：机械设计制造及其自动化班级：2008级（2）班设计者：学号：指导老师：林金龙日期：2010年12月21日目 录一、摘要 3二、健身球检验分类机方案设计42. 1 方案设想 422 健身球分类机工作原理62. 21运动方案简图62. 2. 2健身球检验分类机的基本组成622. 3健身球检验分类机的工作流程72. 3机器的基本组成与尺寸设计 82. 31电动机82. 3. 2减速器823. 3凸轮滑块与料槽、检料装置 1123. 4进料推杆滑块与检料推杆滑块的协调16三、方案分析与评价173. 1 优点173. 2缺点173. 3改进17四、参考文献18摘要：随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观也随之改变，市场需求出现多元化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、重型机械、石油化工机械、海洋作业机械、家用电器等等。同时这些机械产品的寿命周期也相应缩短。企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的设计与制造，其中设计师产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。机械产品是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造的工作过程。二、健身球检验分类机方案设计2.1方案设想 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，同时还得考虑到健身球是石料所做，故在检验分类的同时应注意到避免健身球损坏，于是提出了如下图的装置运动设想。将检料机构进行了改进，设计成可变动的检测机构，初步设想装置如下图：图1方案运动简图该方案的正好弥补了方案一的不足，方便而简单地对健身球进行检测，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。在上滑块将球抵出的同时下滑块上边缘也正好抵达料道1的口缘处，向下运动时对球进行检测分类。2.2健身球检验分类机工作原理2.21运动方案简图图2健身球检验分类机运动方案简图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2.2.2健身球检验分类机的基本组成(1)电动机(2)减速器(3)凸轮滑块(4)料槽(5)振荡器(6)检料箱体(7)收集箱(8)皮带轮(9)直齿锥2.2.3健身球检验分类机工作流程图3 检验分类机工作流程图2.3机器基本组成应用与尺寸设计2.3.1电动机本健身球检验分类机原动件采用转速为的交流电动机。2.3.2减速器图5 减速装置本分类装置采用图5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。(一)皮带传送：图6 皮带减速机构如图6所示为皮带减速机构，带轮1连接原动件转速为的交流电动机，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)(二)齿轮系传动：如图5所示，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与直齿锥同轴连接，根据齿轮系传动原理有： (3)由上式可得：= (4)(三)直齿锥齿轮：图7 锥齿轮啮合简图如图7所示，直齿轮4与直齿锥齿轮5、凸轮7（见图7）同轴传动，直齿锥齿轮5与直齿锥齿轮6垂直啮合，直齿锥齿轮6与凸轮8同轴连接（见附图），根据齿轮传动原理有：= (5)= (6)由凸轮8与直齿锥齿轮同轴传动有：= (7)根据提供的原动件转速为的交流电动机与课程设计要求，在的前提下，设计机器的生产率为10个/min,设计的凸轮滑块结构实现凸轮转动一圈完成一个健身球的检测（3.3.3），可以得到凸轮8的转速为：同时，齿轮4与齿轮7是同轴传动，故则根据公式(4)可以得出：因此由上两式可以得出:根据1比72的比例关系，我们选取适当的皮带轮半径和齿轮齿数r1z1z3/r2z2z4=1/4*1/3*1/3=1/36故我们得出:r2=4r1,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表2、表3：表2 皮带轮参数带轮1带轮2皮带轮半径（mm）200800表3 各齿轮参数模数(mm)压力角()齿数(个)直径(mm)齿轮1102020100齿轮2102060300齿轮3102020100齿轮4102060300直齿锥5，61020402002.3.3凸轮推杆滑块与料槽、检料装置(一)凸轮推杆滑块与检料装置、收集箱：(1)凸轮推杆滑块图8 检料装置运动图健身球凸轮数据表转角60120180240300360位移s691800200010000001000速度v04025000055000055加速度a001002003000003000运动协调表凸轮轴转角10457590150160180200300300360送料快进休止 快退 休止分料单向步进旋转如图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4），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10所示：图9 从动件运动规律图基圆半径，角速度，从动件的运动规律如图10，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11所示：图10 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11 图轮廓线设计图凸轮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9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。(2)检料装置与收集箱图12 检料装置图在检料箱体中，滑块1的轨道中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设置，小球先检测，接着检测中球，大球最后检测，料道尺寸设计稍大于，为了使球能够快速稳定地经过料道尺寸检测，设计轨道与水平夹角为：=根据课题设计要求可设置相应尺寸大小如表4：表4 检料装置料道尺寸料道1料道2料道3料道直径（mm）424446设置滑块轨道有关尺寸为： h2=64mm (二)进料机构设计：(1)凸轮推杆滑块图13 进料机构简图如图14所示，凸轮8与直齿锥齿轮6同轴传动，凸轮8与凸轮7具有相同的转速，由于设计滑块1与滑块2同步进程机制，所以凸轮8与凸轮7尺寸相同，滑块1与滑块2的运动规律也相同，运动规律如图10所示。所以 l2=h2=64mm为了防止滑块与料槽底部产生摩擦，设置其上平面与料槽底部的距离。凸轮8与滑块2、杆2构成凸轮滑块机构，由于滑块水平滑动，设置如图12所示的弹簧回程机制。(2)料槽装置图14 料槽装置简图如图16所示为料槽结构，其中槽体的高度可根据待测球数量适度调整。其中槽壁的倾斜角度对槽体和健身球的受力情况有较大的影响。如果角度过大，则健身球整体向下的压力不足，影响了传递的连续性；如果角度过小，则球之间互相压力增大，健身球流动性下降。所以，。对于导管直径，为了保证良好的流动性应该大于最大球的直径，并保证的盈余空间；但也不宜过大，过大尺寸的直径容易造成球体之间的相互摩擦力增加，造成导管的堵塞。三、方案分析与评价3.1 优点(1)设计结构简单，能耗低；(2)设计制造简单；(3)使用解卡振荡器，很大程度上减小健身球互卡的几率；(4)传送带靠摩擦力工作，传动平稳，能缓冲吸震，噪声小。3.2 缺点(1)由于机械机构简单，故精确度不高；(2)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；(3)不适合用于高速分类。3.3改进(1)可通过精确的调整解卡振荡器的频率，从而减小噪音；(2)使用摩擦系数较小的导轨，提高选择精度。参考文献【1】郑文玮 吴克坚.机械原理第七版 高等教育出版社， 2007【2】孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理课程设计第六版.北京：高等教育出版社，2008.【3】吴建蓉.工程力学与机械设计设计基础.北京：电子工业出版社，2007.16