機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)---健身球檢驗(yàn)分類機(jī)

1、<p>　　《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　計(jì)算說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：健身球檢驗(yàn)分類機(jī)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書······

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

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

4、#183;··········</p><p>　　一、設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)···························&

9、#183;··············</p><p>　　五、機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)················

10、3;·····················</p><p>　　六、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)··········&

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

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

13、方案評(píng)價(jià)····································

14、······</p><p>　　參考文獻(xiàn)··························&

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

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

17、><p><b>　　方案設(shè)計(jì)說明</b></p><p><b>　　一.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)健身球自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的健身球按直徑分類。檢測(cè)后送入各自指定位置，整個(gè)工作過程（包括進(jìn)料、送料、檢測(cè)、接料）自動(dòng)完成。</p><p>　　健身球直徑范圍為ф40～ф46m

18、m，要求分類機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速：720r/min，生產(chǎn)率（檢球速度）20個(gè)/min。</p><p><b&

19、gt;　　二.方案確定</b></p><p>　　初選了三種設(shè)計(jì)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，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(dòng)平穩(wěn)，而且可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，但是工作時(shí)間長(zhǎng)，接料機(jī)構(gòu)不易控制，功率損失大，很不經(jīng)濟(jì)。方案二布局比較小，但傳動(dòng)效率低，傳動(dòng)不精確，所以一般不采用。方案三布局一般，但只需用一臺(tái)電機(jī)和一臺(tái)減速器，傳動(dòng)效率好，較平穩(wěn)，加工比較方便，且

21、適合長(zhǎng)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(jī)構(gòu)：健身球通過一細(xì)長(zhǎng)管道逐個(gè)落到與滑道固連的平臺(tái)上。同時(shí)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的一系列齒輪經(jīng)過變速后帶動(dòng)左側(cè)的平底直動(dòng)從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu)，使得與平底固連的推桿每隔一段時(shí)間就可將健身球推向滑道。由滑道傳送。</p><p>　　分料機(jī)構(gòu)：該裝置由

22、一根傳動(dòng)軸將三個(gè)固連在一起互為120°的轉(zhuǎn)頁(yè)和一個(gè)直齒錐齒輪連接在一起，轉(zhuǎn)頁(yè)與錐齒輪的次序?yàn)閺纳系较?。分料槽由護(hù)沿圍著，以防止健身球隨著轉(zhuǎn)頁(yè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候滾落。將護(hù)沿形成的寬度為50mm的滾道分成三個(gè)互為120°的區(qū)域。各區(qū)域內(nèi)分料槽寬度設(shè)計(jì)為42mm，44mm，46mm。入料口開在寬度為42mm分料槽護(hù)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(yè)轉(zhuǎn)速ω= rad/s。</p&g

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

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

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

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

27、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及凸輪基本尺寸，用解析法設(shè)計(jì)直動(dòng)平底推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線，并用計(jì)算機(jī)校核凸輪運(yùn)動(dòng)的位移，速度，加速度。推桿進(jìn)程電機(jī)驅(qū)動(dòng)，回程用彈簧驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　凸輪轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間3s，角速度ω= rad/s,推程運(yùn)動(dòng)角=150°，遠(yuǎn)休止角=30°，回程運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：</p><p><b>　　推程時(shí)運(yùn)動(dòng)方程：</b></p><p><b>　　回程時(shí)運(yùn)動(dòng)方程：</b></p><p>　　凸輪相應(yīng)位移，速度，加速度計(jì)算：</p><p>　　在O～360°的范圍內(nèi)每隔30°給一個(gè)角度值δ進(jìn)行計(jì)

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(biāo)值。</p><p>　　位移、速度、加速度與角度的關(guān)系如下：</p><p><b>　　六.運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　七.直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)（在此僅計(jì)算第二級(jí)齒輪，所用公式及圖表均出自《機(jī)械設(shè)計(jì)》）</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(hào)鋼，鍛選項(xiàng)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(jí)，輪齒表面精糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為占蝕，考慮傳動(dòng)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(jì)計(jì)算。</b></p&

31、gt;<p>　?。?）設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。</p><p>　　（2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，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(jì)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(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=2mm</p><p>　　(3) 計(jì)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(qiáng)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(qiáng)度.</p><p><b>　　八．方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)精確性:由于齒輪設(shè)計(jì)和凸輪設(shè)計(jì)都是按照檢球速度20個(gè)/分來設(shè)計(jì),因此凸輪和錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度都是20轉(zhuǎn)/分。</p><p>　　運(yùn)

39、動(dòng)平穩(wěn)性:由于從電機(jī)到減速器采用帶傳動(dòng)，齒輪的尺寸適中且工作速度適中,因此傳動(dòng)比較平穩(wěn)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊性：通過一個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)、變速機(jī)構(gòu)、分料機(jī)構(gòu)的工藝動(dòng)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(xiàn)</b></p><p>　　1.《機(jī)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(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》主編：裘建新 高等教育出版社 2005</p><p>　　3.《《機(jī)械設(shè)計(jì)》 主編： 徐錦康 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　4.《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 主編：王三民 機(jī)械工業(yè)出版社 2004</p><p>

41、　　5.《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》主編：鄒慧君 高等教育出版社 1998</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　機(jī)械原理設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)活動(dòng)中不可或缺的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過了課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。</p><p

42、>　　此次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目很有意義考察的知識(shí)點(diǎn)也很全面，有凸輪設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析，還有援助齒輪，圓錐齒輪的設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)的選擇等，還有CAD制圖，以及各種設(shè)計(jì)方案的比較，這不僅培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用大學(xué)四年里所學(xué)的理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神。全體組員共同探討，解決了許多個(gè)人無法解決的問題。同時(shí)，我深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足。由于這次設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，有很多地方還有不足，有