課程設(shè)計(jì)球分類

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求1、 設(shè)計(jì)題目為：甌柑的自動(dòng)分類機(jī)方案設(shè)計(jì)2、 功能要求和工藝要求（a）總功能要求：將不同直徑的甌柑按最大直徑分類存放（b）工藝原理及工藝動(dòng)作分解提示甌柑自動(dòng)分類機(jī)的功能是將不同直徑的甌柑按直徑分類，并送到各指定位置。整個(gè)工作過程包括進(jìn)料、送料、分類、按類存放的自動(dòng)完成。3、 原始數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求：要求分類機(jī)將甌柑按直徑的大小分為四類：第一類：甌柑直徑范圍為100mm。生產(chǎn)率（分類速度）30個(gè)/min4、 運(yùn)動(dòng)方案構(gòu)思提示甌柑自動(dòng)分類機(jī)可以有多種運(yùn)動(dòng)方案，一般的思路：（a）甌柑的尺寸控制可以靠三個(gè)不同直徑的接料口實(shí)現(xiàn)。如：第一個(gè)接料口直徑為70mm，中間接料口直徑為1

2、00mm，而第三個(gè)接料口直徑稍大于200mm。這樣，使直徑小于70mm的甌柑直接落入第一個(gè)接料口，直徑大于70mm的甌柑先卡在第一個(gè)接料口，然后由送料機(jī)構(gòu)將其推出滾向中間接料口，以此類推。（b）送料機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)可由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。5、 建議完成的設(shè)計(jì)工作量（a）本課題設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周。（b）根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制系統(tǒng)功能圖。（c）按工藝動(dòng)作過程擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。（d）構(gòu)思系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案（至少兩個(gè)以上），進(jìn)行方案評(píng)價(jià)，選出較優(yōu)方案。（e）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)尺寸設(shè)計(jì)。（f）繪制系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡圖。（g）編寫設(shè)計(jì)說明書。1.1設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)

3、甌柑自動(dòng)檢驗(yàn)分類機(jī)，將不同直徑尺寸的甌柑按直徑分類。檢測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、接料）自動(dòng)完成。甌柑直徑范圍為70100mm，要求分類機(jī)將甌柑按直徑大小分為三類。直徑范圍為70-80的為第一類，直徑范圍在80-90的為第二類，直徑范圍在90-100的為第三類。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)(1)甌柑檢驗(yàn)分類機(jī)一般至少包括凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)在類的三種機(jī)構(gòu)。(2)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。(3)繪制甌柑檢驗(yàn)分類機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。(4)繪制凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（包括位移曲線、凸輪輪廓線和從動(dòng)件的初始位置）。要求確定運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選擇基圓半徑，校核最大壓力角與最小曲率半徑，

4、確定凸輪廓線。盤狀凸輪解析法設(shè)計(jì)，圓柱凸輪用圖解法設(shè)計(jì)。(5)設(shè)計(jì)計(jì)算其中一對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)。(6)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。(7)學(xué)生可進(jìn)一步完成：凸輪的數(shù)控加工、甌柑檢驗(yàn)分類機(jī)的 計(jì)算機(jī)演示驗(yàn)證等。1.3設(shè)計(jì)提示甌柑檢測分類機(jī)是創(chuàng)造性較強(qiáng)的題目，可以有多種運(yùn)動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)。一般的思路在于：(1)甌柑的尺寸控制可以靠三個(gè)不同直徑的接料口實(shí)現(xiàn)。例如：第一個(gè)接料口的之間直徑為80，中間接料口的直徑為90，而第三個(gè)接料口的直徑稍大于100。使直徑小于80的球直接落入第一個(gè)接料口，直徑大于80的球先卡在第一個(gè)接料口，然后由送料機(jī)構(gòu)將其推出滾向中間接料口，依此類推。(2)甌柑的尺寸控制還可以用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。(3)此外

5、，需要設(shè)計(jì)送料機(jī)構(gòu)、接料機(jī)構(gòu)、間歇機(jī)構(gòu)等，可由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)。二、功能分解 按照甌柑分類機(jī)的工作要求，我們將甌柑分類機(jī)三個(gè)組件進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1） 進(jìn)料及送料機(jī)構(gòu)：執(zhí)行進(jìn)料、送料功能（2） 檢驗(yàn)及接料機(jī)構(gòu)：執(zhí)行檢驗(yàn)功能以及將甌柑送出機(jī)器三、機(jī)構(gòu)選用我們認(rèn)為機(jī)構(gòu)的主要用途就是將不同直徑大小的甌柑分成三類，參考網(wǎng)上已有的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)檢驗(yàn)間隙時(shí)間也較易控制我們?cè)O(shè)計(jì)了如下圖所示裝置： 3.1 進(jìn)料及送料機(jī)構(gòu)方案1：該方案能夠?qū)⑺土蠙C(jī)構(gòu)里的滑塊與檢測機(jī)構(gòu)里的滑塊統(tǒng)一起來運(yùn)動(dòng)。在上滑塊將甌柑抵出的同時(shí)下滑塊上邊緣也正好抵達(dá)料道1的口緣處，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)甌柑進(jìn)行檢測分類。但是，考慮到甌柑過在檢料機(jī)

6、通道時(shí)，可能會(huì)卡在料道口而無法進(jìn)行正常分類。 方案2：該種機(jī)構(gòu)通過擋板選擇甌柑，當(dāng)甌柑直徑小于擋板寬時(shí)甌柑便可隨著滑塊1繼續(xù)下落，直到其半徑大于擋板寬度為止，甌柑便會(huì)隨著擋板滾入料道，這樣能夠很好的補(bǔ)充方案1的不足，避免了卡死的現(xiàn)象。另外為了避免甌柑過早的滾入料道，擋板的傾斜度不能太大，10度左右即可。3.2檢驗(yàn)及接料機(jī)構(gòu)方案1：四連桿機(jī)構(gòu)方案2：凸輪機(jī)構(gòu)兩種方案都能很好的完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)，但是相對(duì)于凸輪機(jī)構(gòu)，四連桿機(jī)構(gòu)有急回特性，會(huì)產(chǎn)生沖擊，而對(duì)于凸輪機(jī)構(gòu)，它便于設(shè)計(jì)，桿件少，同時(shí)能耗也少，能更好的完成任務(wù)。3.3 方案的選擇根據(jù)以上所述對(duì)于分類機(jī)的進(jìn)料及送料機(jī)構(gòu)和檢驗(yàn)及接料機(jī)構(gòu)的分析，對(duì)于進(jìn)

7、料及送料機(jī)構(gòu)我們選擇了方案2，對(duì)于檢驗(yàn)及接料機(jī)構(gòu)我們選擇了方案2。四、機(jī)構(gòu)的組合4.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案簡圖4.2甌柑檢驗(yàn)分類機(jī)工作流電機(jī)通過變速器帶動(dòng)凸輪滑塊2推動(dòng)甌柑通過導(dǎo)管將料槽中的甌柑在引入帶凹槽的導(dǎo)軌中將待測甌柑放入料槽中甌柑在滑塊2推動(dòng)的作用下由導(dǎo)軌進(jìn)入檢料裝置口甌柑由滑塊1引入檢料裝置，并跟隨滑塊1緩慢向下移動(dòng)，進(jìn)入各自的合適的槽孔不同類型的甌柑沿各自的軌道進(jìn)入不同的收集箱中五、機(jī)器基本組成應(yīng)用與尺寸設(shè)計(jì) 5.1 電動(dòng)機(jī)本甌柑檢驗(yàn)分類機(jī)原動(dòng)件采用轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)。5.2傳動(dòng)裝置由于本裝置需要較大的傳動(dòng)比，固采用輪系來實(shí)現(xiàn)。皮帶1與皮帶2的轉(zhuǎn)速與半徑成反比：= （1）帶輪2與齒輪1同

8、軸傳動(dòng)，齒輪1與齒輪2嚙合傳動(dòng)，齒輪2與齒輪3同軸傳動(dòng)，齒輪3與齒輪4嚙合傳動(dòng)，齒輪4與直齒錐同軸連接，根據(jù)齒輪系傳動(dòng)原理有： = （2）直齒輪4與直齒錐齒輪5、凸輪7（見圖7）同軸傳動(dòng)，直齒錐齒輪5與直齒錐齒輪6垂直嚙合，直齒錐齒輪6與凸輪8同軸連接（見附圖），根據(jù)齒輪傳動(dòng)原理有：= (3) 根據(jù)提供的原動(dòng)件轉(zhuǎn)速為的交流電動(dòng)機(jī)與課程設(shè)計(jì)要求，在的前提下，設(shè)計(jì)機(jī)器的生產(chǎn)率為30個(gè)/min.由上訴所得的比例關(guān)系我們可得出：,考慮到齒輪大小與傳動(dòng)的合理性，經(jīng)過比較設(shè)計(jì)皮帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)與齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)如下：皮帶輪參數(shù)帶輪1帶輪2皮帶輪半徑（mm）60480各齒輪參數(shù)模數(shù)(mm)壓力角()齒數(shù)(

9、個(gè))直徑(mm)分錐角()齒輪15202050/齒輪252060150/齒輪35202050/齒輪452060150/齒輪5、652040100905.3 凸輪推桿滑塊 齒輪4與凸輪7同軸傳動(dòng)，凸輪7與桿1、滑塊1形成凸輪滑塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。凸輪尺寸的設(shè)計(jì)基于該機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，由于凸輪7與凸輪8的轉(zhuǎn)速相同，設(shè)計(jì)滑塊2將待測甌柑推入檢測裝置的同時(shí)，滑塊1在的高度接入待測甌柑進(jìn)入相應(yīng)尺寸料道，建立滑塊1與滑塊2的同步運(yùn)動(dòng)機(jī)制，根據(jù)檢料裝置的尺寸設(shè)計(jì)，可建立滑塊1與滑塊2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律圖：其中 對(duì)于滑塊，應(yīng)該選擇材料為鐵，這樣才能保證其在重力的作用下隨凸輪回程。5.4 檢料裝置擋板寬度應(yīng)按從大到小設(shè)置，

10、分別為擋板1：44、擋板2：42、擋板3：40 另外對(duì)于 5.5凸輪推桿滑塊裝置凸輪8與直齒錐齒輪6同軸傳動(dòng)，凸輪8與凸輪7具有相同的轉(zhuǎn)速，由于設(shè)計(jì)滑塊1與滑塊2同步進(jìn)程機(jī)制，所以凸輪8與凸輪7尺寸相同，滑塊1與滑塊2的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也相同。5.6進(jìn)料推桿滑塊與檢料推桿滑塊的協(xié)調(diào)為了能夠保證進(jìn)料機(jī)構(gòu)在將甌柑送出的同時(shí)，檢料正好接住甌柑，我們就將進(jìn)料推桿滑塊與檢料推桿滑塊的進(jìn)程協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來，如下示意圖所示：進(jìn)料推桿滑塊與檢料推桿滑塊協(xié)調(diào)進(jìn)程示意圖如圖中所示意，進(jìn)程與進(jìn)程要求相等，即：另外，在滑塊2的前端，我們認(rèn)為可以留有在范圍內(nèi)的距離差距，因?yàn)榭紤]到甌柑的形狀以及其重力作用，其能夠按照預(yù)想的路程進(jìn)行檢

11、料。 為了避免因運(yùn)動(dòng)而逐漸產(chǎn)生更大的誤差，我們預(yù)先設(shè)計(jì)兩各凸輪滑塊的初始位置分別在料道1下口緣和右平面最左端，即a、b兩處。六、甌柑檢測分類機(jī)分析與評(píng)價(jià)6.1優(yōu)點(diǎn)(1)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，能耗低；(2)設(shè)計(jì)制造簡單；(3)避免了卡死現(xiàn)象，使運(yùn)動(dòng)更為流暢；6.2缺點(diǎn)（1）由于機(jī)械機(jī)構(gòu)簡單，故精確度不高；（2）送料裝置上可能產(chǎn)生互卡；（3）不適合用于高速分類。七心得體會(huì) 完成了這次的設(shè)計(jì)后，感覺實(shí)習(xí)和學(xué)習(xí)還是非常不同的，學(xué)習(xí)當(dāng)中有老師的手把手教，老師做過一遍我就會(huì)了，這次的實(shí)訓(xùn)是讓我們自己測自己畫自己用電腦繪圖，全部過程都由自己完成，就好像上面發(fā)了一個(gè)很大的工程給自己，雖然說畫的比較慢，但是每一個(gè)步驟都是由自己的仔