機械原理課程設(shè)計---健身球檢驗分類機

1、<p>　　《機械原理》課程設(shè)計</p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目：健身球檢驗分類機</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計任務(wù)書······

2、3;····································&#

3、183;</p><p>　　設(shè)計方案說明·······························&

4、#183;··········</p><p>　　一、設(shè)計要求·····················

5、·····················</p><p>　　二、方案確定···········

6、;·······························</p><p>　　三、功能分解

7、3;····································&#

8、183;····</p><p>　　四、選用機構(gòu)···························&

9、#183;··············</p><p>　　五、機構(gòu)組合設(shè)計················

10、3;·····················</p><p>　　六、運動協(xié)調(diào)設(shè)計··········&

11、#183;···························</p><p>　　七、圓柱直齒輪設(shè)計···

12、83;································</p><p>　　八、

13、方案評價····································

14、······</p><p>　　參考文獻··························&

15、#183;····················</p><p>　　設(shè)計小結(jié)···········&#

16、183;···································</p

17、><p><b>　　方案設(shè)計說明</b></p><p><b>　　一.設(shè)計要求</b></p><p>　　設(shè)計健身球自動檢驗分類機，將不同直徑尺寸的健身球按直徑分類。檢測后送入各自指定位置，整個工作過程（包括進料、送料、檢測、接料）自動完成。</p><p>　　健身球直徑范圍為ф40～ф46m

18、m，要求分類機將健身球按直徑的大小分為三類。</p><p>　　1. ф40≤第一類≤ф42</p><p>　　2. ф42<第二類≤ф44</p><p>　　3. ф44<第三類≤ф46</p><p>　　電機轉(zhuǎn)速：720r/min，生產(chǎn)率（檢球速度）20個/min。</p><p><b&

19、gt;　　二.方案確定</b></p><p>　　初選了三種設(shè)計方案，如下：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p><b>　　方案二：</b></p><p><b>　　方案三：</b></p><p><

20、b>　　方案三：</b></p><p>　　(方案評分標準，由好到差依次為3，2，1分)</p><p>　　比較：方案一為整體布局最小，傳動平穩(wěn)，而且可以實現(xiàn)較大的傳動比，但是工作時間長，接料機構(gòu)不易控制，功率損失大，很不經(jīng)濟。方案二布局比較小，但傳動效率低，傳動不精確，所以一般不采用。方案三布局一般，但只需用一臺電機和一臺減速器，傳動效率好，較平穩(wěn)，加工比較方便，且

21、適合長期的工作環(huán)境。最終確定方案三。</p><p><b>　　三.功能分解</b></p><p>　　送料機構(gòu)：健身球通過一細長管道逐個落到與滑道固連的平臺上。同時，由電動機帶動的一系列齒輪經(jīng)過變速后帶動左側(cè)的平底直動從動件凸輪機構(gòu)，使得與平底固連的推桿每隔一段時間就可將健身球推向滑道。由滑道傳送。</p><p>　　分料機構(gòu)：該裝置由

22、一根傳動軸將三個固連在一起互為120°的轉(zhuǎn)頁和一個直齒錐齒輪連接在一起，轉(zhuǎn)頁與錐齒輪的次序為從上到下。分料槽由護沿圍著，以防止健身球隨著轉(zhuǎn)頁轉(zhuǎn)動時候滾落。將護沿形成的寬度為50mm的滾道分成三個互為120°的區(qū)域。各區(qū)域內(nèi)分料槽寬度設(shè)計為42mm，44mm，46mm。入料口開在寬度為42mm分料槽護沿處。分別各分料槽下設(shè)收容器，分別接直徑小于42mm，44mm和46mm的球。轉(zhuǎn)頁轉(zhuǎn)速ω= rad/s。</p&g

23、t;<p><b>　　四.選用機構(gòu)</b></p><p>　　送料機構(gòu)：根據(jù)動作要求，由于機構(gòu)要具有停歇功能，且要進行運動變換，固選擇對心平底推桿盤形凸輪機構(gòu)。</p><p>　　分料機構(gòu)：由工藝動作可得，該機構(gòu)選用齒輪機構(gòu)。</p><p><b>　　五.機構(gòu)組合設(shè)計</b></p>

24、<p><b>　　1. 組合方式</b></p><p>　　為使機構(gòu)能夠順利工作，采用串聯(lián)的結(jié)構(gòu)組合。</p><p>　　2. 機構(gòu)傳動比計算</p><p><b>　　1）送料機構(gòu)</b></p><p>　　第一級：皮帶傳動 i0=2</p>

25、;<p>　　第二級：直齒圓柱齒輪傳動 i1=3</p><p>　　第三級：直齒圓柱齒輪傳動 i2=3</p><p>　　第四級：直齒圓錐齒輪傳動 i3=2</p><p><b>　　2）分料機構(gòu)</b></p><p>　　第四級：直齒圓錐齒輪傳動 i3=2&

26、lt;/p><p><b>　　3）齒輪設(shè)計</b></p><p><b>　　直齒輪設(shè)計：</b></p><p><b>　　錐齒輪設(shè)計：</b></p><p><b>　　4) 凸輪設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)已知的

27、運動規(guī)律及凸輪基本尺寸，用解析法設(shè)計直動平底推桿盤形凸輪機構(gòu)的凸輪輪廓曲線，并用計算機校核凸輪運動的位移，速度，加速度。推桿進程電機驅(qū)動，回程用彈簧驅(qū)動。</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)一周所需時間3s，角速度ω= rad/s,推程運動角=150°，遠休止角=30°，回程運動角=120°，近休止角=60°，推桿行程h=40mm，基圓半徑取=80mm。</p>&l

28、t;p>　　凸輪的運動規(guī)律為簡諧運動：</p><p><b>　　推程時運動方程：</b></p><p><b>　　回程時運動方程：</b></p><p>　　凸輪相應(yīng)位移，速度，加速度計算：</p><p>　　在O～360°的范圍內(nèi)每隔30°給一個角度值δ進行計

29、算。下表中為相應(yīng)位移，速度，加速度，及凸輪輪廓線的坐標值。</p><p>　　位移、速度、加速度與角度的關(guān)系如下：</p><p><b>　　六.運動協(xié)調(diào)設(shè)計</b></p><p>　　七.直齒圓柱齒輪設(shè)計（在此僅計算第二級齒輪，所用公式及圖表均出自《機械設(shè)計》）</p><p>　　1.齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇

30、</p><p>　　因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，材料按表7-1選取，都采用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪、正火處理，小齒輪調(diào)質(zhì)，均用軟齒面。齒輪精度用8級，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕，考慮傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取Z1=34 則Z2= i Z1=3×34=108</p><p><b>　　2.設(shè)計計算。</b></p&

31、gt;<p>　　（1）設(shè)計準則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。</p><p>　?。?）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計，由式（7-9）</p><p>　　T1=9.55×106×P/n=9.55×106×5.42/384=134794 N·mm</p><p>　　由圖7-6選取材料的

32、接觸疲勞，極限應(yīng)力為</p><p>　　бHILim=580MPa бHILin=560MPa</p><p>　　由圖 7-7選取材料彎曲疲勞極陰應(yīng)力</p><p>　　бHILim=230MPa бHILin=210MPa</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式（7-3）計算</p><p&

33、gt;　　N1=60n, at=60×(8×360×10)=6.64×109</p><p>　　N2= N1/u=6.64×109/2.62=2.53×109</p><p>　　由圖7-8查得接觸疲勞壽命系數(shù)； ZN1=1.1 ZN2=1.04 </p><p>　　由圖7-9查得彎曲；

34、 YN1=1 YN2=1</p><p>　　由圖7-2查得接觸疲勞安全系數(shù)： SFmin=1.4 又YST=2.0 試選Kt=1.3</p><p>　　由式(7-1)(7-2)求許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力</p><p>　　將有關(guān)值代入式(7-9)得</p><p>　　則V1=(πd1tn1/60×

35、;1000)=1.3m/s</p><p>　　(V1Z1 /100)=1.3×(34/100)m/s=0.44m/s</p><p>　　查圖7-10得Kv=1.05 由表7-3查和得KA=1.25.由表7-4查得</p><p>　　Kβ=1.08.取Kα=1.05.則KH=KAKvKβKα=1.42 ,修正

36、 </p><p>　　則 m=d1/Z1=1.96mm</p><p>　　由表7-6取標準模數(shù)：m=2mm</p><p>　　(3) 計算幾何尺寸</p><p>　　D1=mZ1=2×34=68mm </p><p>　　D2=mZ1=2×1

37、08=216mm </p><p>　　a=m(Z1＋Z2)/2=142mm </p><p>　　b=φddt=1×68=68mm</p><p>　　取 B2=65mm 則 B1=B2+5=70mm</p><p>　　3.校核齒根彎曲疲勞強度</p><p>　　由圖7-18查得， Y

38、FS1=4.1， YFS2=4.0 取Yε=0.7</p><p>　　由式(7-12)校核大小齒輪的彎曲強度.</p><p><b>　　八．方案評價</b></p><p>　　運動精確性:由于齒輪設(shè)計和凸輪設(shè)計都是按照檢球速度20個/分來設(shè)計,因此凸輪和錐齒輪的轉(zhuǎn)動速度都是20轉(zhuǎn)/分。</p><p>　　運

39、動平穩(wěn)性:由于從電機到減速器采用帶傳動，齒輪的尺寸適中且工作速度適中,因此傳動比較平穩(wěn)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊性：通過一個電動機實現(xiàn)送料機構(gòu)、變速機構(gòu)、分料機構(gòu)的工藝動作，且外形尺寸比較合理，結(jié)構(gòu)較緊湊。但健身球也可能發(fā)生被卡而不能滾下斜坡。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.《機械原理》第七版 主

40、編：孫恒 陳作模 高等教育出版社 2006</p><p>　　2.《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》主編：裘建新 高等教育出版社 2005</p><p>　　3.《《機械設(shè)計》 主編： 徐錦康 機械工業(yè)出版社</p><p>　　4.《機械原理與設(shè)計課程設(shè)計》 主編：王三民 機械工業(yè)出版社 2004</p><p>

41、　　5.《機械原理課程設(shè)計手冊》主編：鄒慧君 高等教育出版社 1998</p><p><b>　　設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　機械原理設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學活動中不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。通過了課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓(xùn)練，對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認識。</p><p

42、>　　此次機械原理課程設(shè)計題目很有意義考察的知識點也很全面，有凸輪設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析，還有援助齒輪，圓錐齒輪的設(shè)計及電動機的選擇等，還有CAD制圖，以及各種設(shè)計方案的比較，這不僅培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用大學四年里所學的理論知識和生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，還培養(yǎng)出了我們的團隊合作精神。全體組員共同探討，解決了許多個人無法解決的問題。同時，我深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足。由于這次設(shè)計時間緊迫，有很多地方還有不足，有