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1、吉林大学机械原理课程设计说 明书一一健身球作者：日期:吉林大学设计计算说明书设计题目 健身球自动检验分类机设计汽车工程学院车辆工程专业4 21201 班设计者 张思涛学号指导教师_2 014 年 12 月 2Q_ 日设计计算说明书#im主要结果1、设计过程1. 1工作原理及已知条件该机的功能是将直径大小不等的健身球(40 46mm),经过送球机构间歇地把球送至尺寸检测工位，由检测机构将三种尺寸的球一个不漏地分别检测出来，最后经分类接球机构将三种尺寸的球分别装入各自的存放处，完成一个自动检测运动循环。健身球自动检验分类机应有以下几个工艺动作：送料检测接料健身球自动检验分类机的电动机转速为1400
2、r/ min,捡球速度为每分钟52个，分检健身球的三种尺寸为： 小球40mm 42mm 中球 42mm 44mm 大球 44mm 46mm要求送料滑块的行程H5 0mli，此分检机应为纯机械式的1.2设计任务按工艺动作要求拟定总体机械运动方案简图和直线式运动循环图按三种工艺动作要求对送料结构、检测机构、接料机构进行选型、并排出功能、工艺动作及执行机构框图按给定的电动机转速和执行机构的运动参数算出总的传动比，然后拟定机械传动系统方案在A2图纸上画出机械运动方案简图和直线运动循环图对送料机构进行尺寸设计计算设计计算说明书主 要设 计计 算 过程主要结果编写设计说明书一份2、机械系统的选择2. 1原
3、动机的选择健身球自动检验分类机的原动机应使用220V交流电动机，并且其转速可调节并设定在1400r/ m in2. 2传动机构的选择根据要求，该传动机构的减速器装置中第一级减速用皮带，第二、三级减速用齿轮，通过该装置将电动机转速降下来。由于该装 置需要较大的传动比，故采用轮系来实现减速。在传递运动中，因 检测机构和送料机构的两传动轴互相垂直 ，又因在检测过程中需要 送料与检测同步，故在此采用一堆传动比为1的直齿圆锥齿轮。传 动机构简图如下：2. 3执行机构的选择送料机构：曲柄滑块机构该送料机构仅采用了曲柄滑块机构，较凸轮机构省去了弹簧，并 且具有急回特性，故选用此机构简单方便也可达到推送小球目
4、的。 检测机构：设计计算说明书机械运动方案简图1-电动机2, 15-皮带轮 3、12、13、14-直齿齿轮4 -直齿圆锯齿轮5曲柄6用块（送料）T书测滑块8一放大用的导轨滑块9一回位弹簧 10-獴子从动件11-凸轮设计计算说明书主 要 设 计 计算 过 程转角0 40 100140 200 240360检测机构休止升程休止升程休止回程送料机构回程推程机械系统的运动循环图:3、各主要机构的运动、动力分析与设计3.1检测机构一一凸轮机构的设计为了达到题目要求，凸轮机构的转速为5 2r/min,斜通道与水平面夹角为3 0 ,为使滑块每次运动到休止经历的位移相等，设计三个斜通道壁厚从上至下分别为8mm
5、、6mm 4mm则滑块每次位移均为50mmt块在竖直轨道内的总升程为：h (8 42 6 44 4 46) cos30 173.205mm放大机构的比例为1 : 4,故滚子从动件的升程为：h h / 4 43.3mm取偏心距e=10mn，许用压力角%=30 o从动件运动规律可选用余弦加速度运动规律，取推程角0 60，共两段；回程角共一段；休止角s=40 ,共三段。h1 cos() 40ds dh sin()4 0, 0 (0ds h ., sin(d2 00)(022.d s h ,、2 / 2 cos()d 4 00d 2sd 22h2 cos()2 000设计计算说明书主要 设计计算过程主
6、要结果设计计算说明书主 要 设 计计算 过 程主要结果dsdS设计计算说明书主 要 设 计计 算过程主要结果1）对于推程，代入数据得:ds 32.475sin310.825(1 cos3 )所以由压力角公式：tands/d e.22s0 e经试验，当0 50mm时,tan32.475sin31059.81510.825cos3令tan0彳#：27.59360故，当 27.593时,max 20.8130满足题目要求2）对于回程，带入数据得：ds d2.332.475sin 221.65(1 cos3 ) 2所以由压力角公式：tands/d e22s 0 e经试验，当0 50mm时,tan”.3
7、32.475sin210 370.65 21.65cos2令tan 0得:51.75120故，当 27.593时,满足题目要求综上，凸轮基圆半径可以取0 50mmmax29 30设计计算说明书设计计算说明书主要设计 计 算过 程主要结果3.2送料机构一一曲柄滑块机构的设计(1 )确定滑块行程 H 50mm ,偏心距e 20mm ,极位夹角18020 ,行程比系数K 1.25 1.3,许用压力角55口创曲柄 铝为连杆 B为滑块最大压力角在B处在 OBB 中，COS20LOBLOb LBb , LbbH2Lob Lob sin 20 2LOBLOB二 LBB2解得：LOA 23mmLAB 59mm
8、最大压力角:max arcsin-LOA arcsin20 23 46.79 LAB59满足条件：max 55设计计算说明书主要设计 计 算 过 程主要结果(2)由速度瞬心法可以得出滑块速度VP13P14故只需量取 _距离即可得出速度大小由Ad a ms 仿真得到速度一一转角图像如下设计计算说明书设计计算说明书主要设计计 算过 程主要结果齿顶圆直径：da d 2ha齿根圆直径：df d 2hf基圆直径：db d cos分度圆齿厚：s 2xmtan分度圆齿梢宽：e 2xmtan2齿距：p m节圆直径：d db / cosrb齿顶圆压力角：a9cos一ra，一人一，、1由重合度计算公式：一zi(t
9、an ai tan ) Z2(tan a2 tan )2tan 0.42故满足 1.2的设计要求da1 86.84mmda2 254.82mmdf173.68mmdf2 241.67mmdb1 73.30mmdb2 231.16mmSi5.87mms2 5.87mme 3.55mmq 3.56mmp1 9.42mmp2 9.42mmd1 79.45mmd2 250.55mmtan a1 0.64tan a2 0.46a21.43设计计算说明书主要 设 计计算过 程主要结果4.设计感想通过本次机械原理课程设计，我综合运用了机械原理课程所 学知识，在健身球自动检验分类机设计中综合使用了曲柄滑块机 构、凸轮机构、齿轮机构，对这些机构的设计有了更加深刻的印 象，同时也弥补了机械原理课程中知识离散的缺陷，形成了作为一 个设计者应有的设计思路，基本掌握了设计方法。止匕外，由于能力有限，未能完全制作出所设计机构A da ms仿 真，只做出了凸轮机构、曲柄滑块机构仿真。这使我更加认识到虚 拟仿真技术在机械设计中的重要地位和作用， 以后应该多加学习。