1、機械原理課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：墊圈內(nèi)徑檢測裝置機電建工學院機械設(shè)計制造及其自動化091班設(shè)計者：同組者：指導老師：2011年6月3日目錄一、 設(shè)計題目及其要求 .3二、題目分析.4三、 運動方案簡介 .4墊圈檢測裝置功能原理方案 .5擬定機構(gòu)的運動形式和運動循環(huán)圖 7執(zhí)行機構(gòu)的具體說明 8四、機械傳動系統(tǒng)方案的擬定.9、推料機構(gòu)設(shè)計 .9壓桿運動機構(gòu)設(shè)計11止動銷運動機構(gòu)設(shè)計 .13重要零件圖和三視圖.14五、機械運動方案自評.17六、設(shè)計小結(jié) .17七、個人小結(jié) .18八、參考書目 .19一、設(shè)計題目及其要求設(shè)計墊圈內(nèi)徑檢測裝置，檢測鋼制墊圈內(nèi)徑是否在公差允許范圍內(nèi)。被檢測的工件由推料機構(gòu)

2、送入后沿一條傾斜的進給滑道連續(xù)進給，直到 最前邊的工件被止動機構(gòu)控制的止動銷擋住而停止。然后，升降機構(gòu)使 裝有微動開關(guān)的壓桿探頭下落，檢測探頭進入工件的內(nèi)孔。此時，止動 銷離開進給滑道，以便讓工件浮動。檢測的工作過程如圖所示。當所測工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時（圖a）,微動開關(guān)的觸頭進入壓桿的環(huán)形梢，微動開關(guān)斷開，發(fā)出信號 給控制系統(tǒng)（圖中未給出），在壓桿離開工件后，把工件送入合格品梢。 如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直徑時（圖 b）,壓桿的探頭進入內(nèi)孔深 度不夠，微動開關(guān)閉合，發(fā)出信號給控制系統(tǒng)，使工件進入廢品梢。如 工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時（圖 c）,微動開關(guān)仍閉合，控制系 統(tǒng)將工件

3、送入另一廢品梢。1 工件2帶探頭的壓桿 3微動開關(guān)a）內(nèi)徑尺寸合格b）內(nèi)徑尺寸太小 c）內(nèi)徑尺寸太大二、題目分析墊圈內(nèi)徑檢測裝置，主要的運動步驟為：推料機構(gòu)將工件送到檢測 臺。到達檢測臺后，通過控制止動銷的止動機構(gòu)使工件被止動銷擋在壓桿 的檢測位置處，然后壓桿下來檢測內(nèi)徑是否符合要求。在壓桿下來檢測的 時間里，微動開關(guān)向右移動檢測墊圈內(nèi)徑是否符合要求。微動開關(guān)檢測完 后向左移動，回到其原來所在的。接下來，壓桿和止動銷一起上升回到其 原來的地方。傳動機構(gòu)將已檢測的工件送走，并將下一個將被檢測的工件 送到檢測處。三、運動方案簡介墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下3個機構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動機構(gòu)設(shè)計, 止動銷運

4、動機構(gòu)設(shè)計，壓桿運動機構(gòu)設(shè)計。題目所給的設(shè)計數(shù)據(jù)： 平墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)：方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機轉(zhuǎn)速r/min每次檢測時間s公稱尺寸mm內(nèi)徑mm外徑mm厚度mmA1020214405B12132414406C202137314408D30315649608E363766596010經(jīng)過小組討論，我們決定采用方案 A來進行課程設(shè)計.A1020214405周期 T=5s,角速度 co =2 ；t/T=s.墊圈檢測裝置功能原理方案的確定方案原理圖用傳送帶來作為傳動構(gòu)件，將工件傳送到檢測臺，到達檢測臺后，通過外槽輪機構(gòu)，使止動銷立起擋住工件，凸輪機構(gòu)作為升降機構(gòu)，通過連桿使其下降和上升，

5、以實現(xiàn)檢測。優(yōu)點：推料機構(gòu)、止推銷傳動機構(gòu)、壓桿探頭傳動機構(gòu)都采用了比較好的方案，使用帶輪繞中心的聯(lián)系，傳動可以實現(xiàn)待測墊圈的連續(xù)輸入，以實現(xiàn)檢測的批量化進行提高經(jīng)濟效益。用外槽輪作為止推銷間歇運動的傳動機構(gòu)，機構(gòu)簡單，間歇運動精確且是往復間歇運動，壓桿探頭傳動機構(gòu)運用杠桿放大原理，將凸輪推程減小，減小了凸輪的制造尺寸。便于制造。能保證墊圈內(nèi)徑檢測儀有條不紊的完成批量化檢測的要求，而且檢測的精確性和耐用性也得到了保障。缺點：皮帶和皮帶輪之間會存在打滑問題，外槽輪機構(gòu)摩擦較大，制造起來比較復雜，機構(gòu)比較復雜，制造成本較高。方案原理圖用四桿機構(gòu)的連桿曲線來實現(xiàn)運料的間歇運動，凸輪機構(gòu)實現(xiàn)止動銷的止

6、動控制，曲柄滑塊機構(gòu)實現(xiàn)壓桿探頭升降功能。優(yōu)點：送料機構(gòu)調(diào)節(jié)曲柄的回轉(zhuǎn)中心的高度可以調(diào)節(jié)步長。利用凸輪的連續(xù)回轉(zhuǎn)來實現(xiàn)止動銷的往復運動，凸輪近休止時止動銷停在最低點，遠休止時止動銷被推至最高點。壓桿探頭的升降使用曲柄滑塊機構(gòu)，機構(gòu)簡單容易制造易于理解接受。缺點：桿件過多，運動時易產(chǎn)生沖擊，且需加物料位置固定裝置。凸輪機構(gòu)由于行程較大，很大程度上加大了凸輪尺寸，不利于制造，切凸輪磨損較大。升降機構(gòu)的 彈簧的選取比較困難。無法滿足壓桿探頭需要的高精度的操作要求，傳動平穩(wěn)性不夠 Mi。考慮到檢測的準確性，檢測機構(gòu)的耐用性，以及批量化檢測等要 求，我們采用了方案原理圖作為最終方案。擬定機構(gòu)的運動形式和

7、運動循環(huán)圖本墊圈內(nèi)徑檢測裝置中采用了三個執(zhí)行構(gòu)件：推料機構(gòu)、控制止推 銷的止動機構(gòu)，壓桿升降機構(gòu)。推料機構(gòu)采用的是帶輪傳動，以實現(xiàn)檢 測的批量化進行，提高效益；壓桿升降機構(gòu)的傳動機構(gòu)采用的是凸輪， 經(jīng)過計算可精確計算出近休止和遠休止的角度以及相應半徑；控制止推 銷的止動機構(gòu)采用的外梢輪結(jié)合齒輪，這樣能很好的實現(xiàn)止推銷的間歇 運動以及和送料機構(gòu)和壓桿升降機構(gòu)的配合，以保證檢測能有條不紊、 高效快速、精度較高的進行。在一個周期（5s）內(nèi)，為滿足要求，各個機構(gòu)的運動情況:送料機構(gòu)工作行程間歇停止時間止動機構(gòu)止動銷上升止動銷停止止動銷下降壓桿升降機構(gòu)壓桿停止壓桿卜降壓桿上升壓桿停止上圖為表格式運動循環(huán)

8、圖即在一個周期5s內(nèi)，近休止占用時間為2s,近休止的前1s用于推桿推出檢測完成后的墊圈去相應的梢內(nèi)（合格梢、廢品梢、返工梢），后 1s 用于穩(wěn)定帶輪運來的待測墊圈；推程、遠休止及回程用于墊圈的檢測。執(zhí)行機構(gòu)的具體說明系圈檢高 聯(lián)墊現(xiàn)提 和測實， 出啾鳳行 中班,進 播實入化 輪以粒B然 帶U續(xù)批數(shù) 點用動連的濟 優(yōu)使他的測建缺點：.皮帶和皮帶物之間會存 在打滑的同翅表3.3.1推料機構(gòu)3.3.2止推銷傳動機構(gòu)選型四、機械傳動系統(tǒng)方案的擬定推料機構(gòu)墊圈內(nèi)徑檢測裝置止推銷傳動機構(gòu)壓桿升降機構(gòu)、推料機構(gòu)設(shè)計推料機構(gòu)是整個裝置中負責將待檢測的工件傳送到檢測位置的機 構(gòu)。它需要在運動規(guī)律上和控制止動銷的

9、止動機構(gòu)和壓桿升降機構(gòu)相互 配合才能完成此裝置的工作要求。為了使工作周期易于控制，我們決定由皮帶輪傳動來達到運送工件 的目的，且其可以循環(huán)往復無間斷的來進給墊圈。機構(gòu)由齒輪來傳動， 因為其功率范圍大、傳動效率高的特點正好符合我們的需要。從所給的設(shè)計數(shù)據(jù)中我們得知：原動件的轉(zhuǎn)動周期為 1/24s ,而檢測 周期為5s,因此推料機構(gòu)的齒輪系的傳動比需為 120: 1,這要由多級齒 輪傳動來實現(xiàn)。下為推料機構(gòu)齒輪系簡圖其中：Zi=Z2' =z 18及二54Z3=72z4=90Z4，=34Z5=68傳動比 ii5=Z2Z3Z4Z5/Z億2 3Z4'=54*72*90*68/18*18*

10、18*34=120/1、壓桿升降機構(gòu)設(shè)計壓桿升降機構(gòu)運動方案示意圖控制壓感探頭的凸輪設(shè)計：采用 5 次多項式運動規(guī)律的凸輪,以防止產(chǎn)生剛性沖擊和柔性沖擊。以下是推桿回程的計算過程：周期：T=5s ；基圓半徑 =50mm ；推程：44.4mm推程運動角：8 0=4兀/15 ;回程運動角：8 "=4兀/15 ;遠修止角=兀2/3 ;近修止角=兀4/5 ;計算公式：s=C o+C i 82+C 3 83+C 4 84+C 5 S5;v=C iw+2 C 2W+3 C 3W S2+4 C 4W 83+5 C 5W S4;a=2 C 2W2+6 C 3w2 S+12 C 4w2 52+20 C

11、 5w2 S3;在始點處：S=0, s=0,v=0,a=0 ;在終點處：8= S0,s=h,v=0,a=0 ;分別代入方程得到：C0=Ci=C2=0 C3=10h/ S。3C4=-15h/ %4 C5=6h/ %5位移：s=10h 83/ S30-15h 84/ S40+6h S5/ S50；速度：v=12 兀h 序/ 530-24 兀h 例 S40+12 兀h S4/ S50；加速度：a=48 兀2h S/5 830-144 兀2h S2/5 540+96 兀2h 53/5 8%;SolidWorks設(shè)計的凸輪:Z3=72、止推銷運動機構(gòu)設(shè)計發(fā)動機帶動齒輪傳動，再借助帶 輪傳動外梢輪，外梢輪

12、再經(jīng)由齒輪傳 動止推銷，最終實現(xiàn)止推銷的間歇運 動。止推銷傳動比計算如下：如上圖：Zi=Z2' =z 18Z2=54Z4=90Z5=36Z6=18帶輪主被動傳動比是1:2,外梢輪主被動傳動比是1:4傳動比 ii6=(Z2Z3Z4Z6/ZiZ2 3 5)*2/1*4/1=240/1止動銷機構(gòu)，由外梢輪控制其運動規(guī)律。外梢輪的間歇運動特性很 好的實現(xiàn)了止推銷的間歇運動特性，在外梢輪主動件梢輪桿的帶動下， 被動梢輪進行間歇運動，再在傳動齒輪的作用下，將其運動特性傳遞給 了止推銷。通過這三個機構(gòu)的組合，最終完成了墊圈內(nèi)徑的檢測。、重要零件圖和三視圖上圖：外槽輪機構(gòu)上圖：槽輪三視圖上圖：缺口圓盤

13、三視圖上圖：凸輪三視圖上圖：齒輪三視圖五、機械運動方案自評經(jīng)過小組的一起努力，向老師請教疑難解答，我們從一開始提出的各種想法，再一步步完善，構(gòu)思，最終確定了機械運動方案，并計算參數(shù)、建模、裝配。每一步過程中不免有疑惑、坎坷，我們也參考了很多書目，綜合評價該檢測裝置，該裝置止動銷、壓桿、推料機構(gòu)精確地配合運動，符合每5 秒檢測一個墊圈的技術(shù)要求，檢測的探頭對工件的沖擊較小，總的來說該設(shè)計符合技術(shù)要求。但我們知道我們做的還遠遠不夠，許多運動方式，還拘泥于自己的想象中，希望老師能提出批評建議。六、設(shè)計小結(jié)這次的課程設(shè)計完成了，經(jīng)過了一個星期的分析、計算和繪制，經(jīng)過了團隊合作和各自的思考，經(jīng)過了無從下

14、手和有所領(lǐng)悟，課程設(shè)計總算完成了。這是分工協(xié)作的的成果：錢奔騰負責傳動機構(gòu)運動和配合，韓海靜負責零件的建模，周漢強負責說明書的制作。然而我們并不是等到各個部分的設(shè)計完成之后再將其合并匯總，而是交流和討論貫穿了設(shè)計的整個過程。在這次課程設(shè)計中找到的問題和經(jīng)驗，使我們認識到，課本只是獲取知識的途徑，但不是全部，我們要通過自己的思考與生活才能更好的將知識為我所用。這次的課程設(shè)計，對我們今后的學習，有很大的幫助。七、 個人總結(jié)經(jīng)過這么多天的努力，我們終于完成了機械原理課程設(shè)計的墊圈內(nèi)徑檢測裝置。不知不覺已經(jīng)6 月 3 日，到了完善說明書，提交方案的時候。可以說，這一個星期真的是煎熬，時時有就這樣放棄的

15、想法，可我們都知道，這是不行的，不經(jīng)歷失敗，不知道成功來之不易。即使困難再大，我們風雨兼程。我們遇到問題時，即使有過分歧，我們也會提出自己的觀點，并且細心聆聽隊員的觀點，發(fā)現(xiàn)自己的不足，已經(jīng)大家觀點的可取出。最終我們堅持了下來，并完成了課程設(shè)計。體會有很多1 . 我明白了團隊合作的重要性。如果沒有大家的互相合作，互相鼓勵，根本不可能很好的完成課程設(shè)計，時間很緊迫，當一個方案出來后，分析了半天，才發(fā)現(xiàn)它的不合理性，時間就是這么一分一秒的過去的。直到最后的方案的確定下來，在合理的分工后，我們還有很多協(xié)作，遇到問題大家一起商量，當想出一個解決方法時，心情真的很喜悅。2 .實踐才是檢驗真理的唯一標準。雖然我們已經(jīng)學過了機械原理，可是由于學的都是理論知識，沒有實踐，所以缺乏理解，許多東西都還只停留在想象的層面上。而通過課程設(shè)計，我們才能將概念付諸實踐，明白很多理念性的東西在現(xiàn)在的科技發(fā)展水平上還是行不通的。如何運用現(xiàn)在的技術(shù)，讓我們自己來造出一個具有一定功能的機器來，這對我們來說是一個機遇和挑戰(zhàn)，更是一個溫故知新，運用知識的途徑。經(jīng)過這次課程設(shè)計，加深了我對機械原理的理解，熟練了上學期的件的運用。為我之后的機械設(shè)計的課程設(shè)計打下了堅實的基礎(chǔ)。CAD 制圖軟我知道，這次的課程設(shè)計是為以后的畢業(yè)設(shè)計做準備的，只有好好 去做，