墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目：墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目及其要求…………………………………….……….3</p><p>　　題目分析………………………………………………...……...4</p>&

2、lt;p>　　運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)介………………………………………………..…4</p><p>　　3.1墊圈檢測(cè)裝置功能原理方案 ………………………………..5</p><p>　　3.2擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖…………………………7</p><p>　　3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體說(shuō)明…………………………………………8</p><p>　　機(jī)

3、械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定 …………………………………. 9</p><p>　　4.1、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………….……9</p><p>　　4.2壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………11</p><p>　　4.3止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………..….……13</p><p>　　4.4重要零

4、件圖和三視圖………………………………..….……14</p><p>　　五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案自評(píng)……………………………………………….17</p><p>　　六、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………….17</p><p>　　七、個(gè)人小結(jié)………………………………………………………….18</p><p>　　八、參考書目………

5、………………………………………………….19</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目及其要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，檢測(cè)鋼制墊圈內(nèi)徑是否在公差允許范圍內(nèi)。被檢測(cè)的工件由推料機(jī)構(gòu)送入后沿一條傾斜的進(jìn)給滑道連續(xù)進(jìn)給，直到最前邊的工件被止動(dòng)機(jī)構(gòu)控制的止動(dòng)銷擋住而停止。然后，升降機(jī)構(gòu)使裝有微動(dòng)開關(guān)的壓桿探頭下落，檢測(cè)探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔。此時(shí)，止動(dòng)銷離

6、開進(jìn)給滑道，以便讓工件浮動(dòng)。</p><p>　　檢測(cè)的工作過(guò)程如圖所示。當(dāng)所測(cè)工件的內(nèi)徑尺寸符合公差要求時(shí)（圖a），微動(dòng)開關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形槽，微動(dòng)開關(guān)斷開，發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)（圖中未給出），在壓桿離開工件后，把工件送入合格品槽。如工件內(nèi)徑尺寸小于合格的最小直徑時(shí)（圖b），壓桿的探頭進(jìn)入內(nèi)孔深度不夠，微動(dòng)開關(guān)閉合，發(fā)出信號(hào)給控制系統(tǒng)，使工件進(jìn)入廢品槽。如工件內(nèi)徑尺寸大于允許的最大直徑時(shí)（圖c），微動(dòng)開關(guān)仍閉

7、合，控制系統(tǒng)將工件送入另一廢品槽。</p><p>　　1—工件 2—帶探頭的壓桿 3—微動(dòng)開關(guān)</p><p>　　a)內(nèi)徑尺寸合格 b)內(nèi)徑尺寸太小 c)內(nèi)徑尺寸太大</p><p><b>　　題目分析</b></p><p>　　墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，主要的運(yùn)動(dòng)步

8、驟為：推料機(jī)構(gòu)將工件送到檢測(cè)臺(tái)。到達(dá)檢測(cè)臺(tái)后，通過(guò)控制止動(dòng)銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)使工件被止動(dòng)銷擋在壓桿的檢測(cè)位置處，然后壓桿下來(lái)檢測(cè)內(nèi)徑是否符合要求。在壓桿下來(lái)檢測(cè)的時(shí)間里，微動(dòng)開關(guān)向右移動(dòng)檢測(cè)墊圈內(nèi)徑是否符合要求。微動(dòng)開關(guān)檢測(cè)完后向左移動(dòng)，回到其原來(lái)所在的。接下來(lái)，壓桿和止動(dòng)銷一起上升回到其原來(lái)的地方。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將已檢測(cè)的工件送走，并將下一個(gè)將被檢測(cè)的工件送到檢測(cè)處。</p><p><b>　　運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)介&l

9、t;/b></p><p>　　墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置，用以下3個(gè)機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，止動(dòng)銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，壓桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。題目所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：</p><p>　　平墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)： </p><p>　　經(jīng)過(guò)小組討論，我們決定采用方案A來(lái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì).</p><p>　　周期T=5s，角速度ω=2π/T=1.256

10、6 rad/s.</p><p>　　3.1墊圈檢測(cè)裝置功能原理方案的確定</p><p><b>　　方案原理圖①</b></p><p>　　用傳送帶來(lái)作為傳動(dòng)構(gòu)件，將工件傳送到檢測(cè)臺(tái)，到達(dá)檢測(cè)臺(tái)后，通過(guò)外槽輪機(jī)構(gòu)，使止動(dòng)銷立起擋住工件，凸輪機(jī)構(gòu)作為升降機(jī)構(gòu)，通過(guò)連桿使其下降和上升，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。</p><p>　　

11、優(yōu)點(diǎn)：推料機(jī)構(gòu)、止推銷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、壓桿探頭傳動(dòng)機(jī)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(dòng)可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)墊圈的連續(xù)輸入，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的批量化進(jìn)行提高經(jīng)濟(jì)效益。用外槽輪作為止推銷間歇運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，間歇運(yùn)動(dòng)精確且是往復(fù)間歇運(yùn)動(dòng)，壓桿探頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)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(cè)儀有條不紊的完成批量化檢測(cè)的要求，而且檢測(cè)的精確性和耐用性也得到了保障。</p><

12、;p>　　缺點(diǎn)：皮帶和皮帶輪之間會(huì)存在打滑問(wèn)題，外槽輪機(jī)構(gòu)摩擦較大，制造起來(lái)比較復(fù)雜，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高。</p><p><b>　　方案原理圖②</b></p><p>　　用四桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)料的間歇運(yùn)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)止動(dòng)銷的止動(dòng)控制，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)壓桿探頭升降功能。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：送料機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)曲柄的回

13、轉(zhuǎn)中心的高度可以調(diào)節(jié)步長(zhǎng)。利用凸輪的連續(xù)回轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)止動(dòng)銷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，凸輪近休止時(shí)止動(dòng)銷停在最低點(diǎn)，遠(yuǎn)休止時(shí)止動(dòng)銷被推至最高點(diǎn)。壓桿探頭的升降使用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單容易制造易于理解接受。</p><p>　　缺點(diǎn)：桿件過(guò)多，運(yùn)動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生沖擊，且需加物料位置固定裝置。凸輪機(jī)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(jī)構(gòu)的彈簧的選取比較困難。無(wú)法滿足壓桿探頭需要的高精度的操作要求，傳

14、動(dòng)平穩(wěn)性不夠高。</p><p>　　考慮到檢測(cè)的準(zhǔn)確性，檢測(cè)機(jī)構(gòu)的耐用性，以及批量化檢測(cè)等要求，我們采用了方案原理圖①作為最終方案。</p><p>　　3.2擬定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　本墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置中采用了三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件：推料機(jī)構(gòu)、控制止推銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)，壓桿升降機(jī)構(gòu)。推料機(jī)構(gòu)采用的是帶輪傳動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的批量化進(jìn)行，提高效益；壓桿升降

15、機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的是凸輪，經(jīng)過(guò)計(jì)算可精確計(jì)算出近休止和遠(yuǎn)休止的角度以及相應(yīng)半徑；控制止推銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)采用的外槽輪結(jié)合齒輪，這樣能很好的實(shí)現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動(dòng)以及和送料機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)構(gòu)的配合，以保證檢測(cè)能有條不紊、高效快速、精度較高的進(jìn)行。</p><p>　　在一個(gè)周期（5s）內(nèi)，為滿足要求，各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況：</p><p>　　上圖為表格式運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><

16、p>　　即在一個(gè)周期5s內(nèi)，近休止占用時(shí)間為2s，近休止的前1s用于推桿推出檢測(cè)完成后的墊圈去相應(yīng)的槽內(nèi)（合格槽、廢品槽、返工槽），后1s用于穩(wěn)定帶輪運(yùn)來(lái)的待測(cè)墊圈；推程、遠(yuǎn)休止及回程用于墊圈的檢測(cè)。</p><p>　　3.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體說(shuō)明</p><p>　　表3.3.1推料機(jī)構(gòu)</p><p>　　3.3.2止推銷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選型</p>

17、<p>　　機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定</p><p>　　4.1、推料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　推料機(jī)構(gòu)是整個(gè)裝置中負(fù)責(zé)將待檢測(cè)的工件傳送到檢測(cè)位置的機(jī)構(gòu)。它需要在運(yùn)動(dòng)規(guī)律上和控制止動(dòng)銷的止動(dòng)機(jī)構(gòu)和壓桿升降機(jī)構(gòu)相互配合才能完成此裝置的工作要求。</p><p>　　為了使工作周期易于控制，我們決定由皮帶輪傳動(dòng)來(lái)達(dá)到運(yùn)送工件的目的，且其可以循環(huán)往復(fù)無(wú)間斷的

18、來(lái)進(jìn)給墊圈。機(jī)構(gòu)由齒輪來(lái)傳動(dòng)，因?yàn)槠涔β史秶蟆鲃?dòng)效率高的特點(diǎn)正好符合我們的需要。</p><p>　　從所給的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中我們得知：原動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為1/24s，而檢測(cè)周期為5s，因此推料機(jī)構(gòu)的齒輪系的傳動(dòng)比需為120：1，這要由多級(jí)齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　下為推料機(jī)構(gòu)齒輪系簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　其中：</b><

19、;/p><p>　　z1=z2’=z3’=18</p><p><b>　　z2=54</b></p><p><b>　　z3=72</b></p><p><b>　　z4=90</b></p><p><b>　　z4’=34</b&

20、gt;</p><p><b>　　z5=68</b></p><p>　　傳動(dòng)比i15=z2z3z4 z5/z1z2’z3’ z4’=54*72*90*68/18*18*18*34=120/1</p><p>　　4.2、壓桿升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　壓桿升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案示意圖</p><p

21、>　　控制壓感探頭的凸輪設(shè)計(jì)：</p><p>　　采用5次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)規(guī)律的凸輪,以防止產(chǎn)生剛性沖擊和柔性沖擊。</p><p>　　以下是推桿回程的計(jì)算過(guò)程：</p><p><b>　　周期：T=5s；</b></p><p>　　基圓半徑=50mm；</p><p><b>

22、　　推程：44.4mm</b></p><p>　　推程運(yùn)動(dòng)角：δ0=4π/15；</p><p>　　回程運(yùn)動(dòng)角：δ‘0=4π/15；</p><p>　　遠(yuǎn)修止角=π2/3；</p><p>　　近修止角=π4/5；</p><p>　　計(jì)算公式：s=C0+ C1δ2+ C3δ3+ C4δ4+ C5δ5

23、；</p><p>　　v= C1w+2 C2w+3 C3wδ2+4 C4wδ3+5 C5wδ4；</p><p>　　a=2 C2w2+6 C3 w2δ+12 C4 w2δ2+20 C5 w2δ3；</p><p>　　在始點(diǎn)處：δ=0，s=0,v=0,a=0；</p><p>　　在終點(diǎn)處：δ=δ0 ,s=h,v=0,a=0；</p

24、><p><b>　　分別代入方程得到：</b></p><p>　　C0=C1=C2=0 C3= 10h/δ03 C4= -15h/δ04 C5=6h/δ05</p><p>　　位移：s=10hδ3/δ30-15hδ4/δ40+6hδ5/δ50 ；</p><p>　　速度：v=12πhδ2/δ30-24πhδ3

25、/δ40+12πhδ4/δ50；</p><p>　　加速度：a=48π2hδ/5δ30-144π2hδ2/5δ40+96π2hδ3/5δ50；</p><p>　　SolidWorks設(shè)計(jì)的凸輪：</p><p>　　4.3、止推銷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，再借助帶輪傳動(dòng)外槽輪，外槽輪再經(jīng)由齒輪傳動(dòng)止推銷，最終實(shí)

26、現(xiàn)止推銷的間歇運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　止推銷傳動(dòng)比計(jì)算如下：</p><p><b>　　如上圖：</b></p><p>　　z1=z2’=z3’=18</p><p><b>　　z2=54</b></p><p><b>　　z3=72</b>

27、;</p><p><b>　　z4=90</b></p><p><b>　　z5=36</b></p><p><b>　　z6=18</b></p><p>　　帶輪主被動(dòng)傳動(dòng)比是1:2，外槽輪主被動(dòng)傳動(dòng)比是1:4</p><p>　　傳動(dòng)比i16

28、=(z2z3z4 z6/z1z2’z3’ z5)*2/1*4/1=240/1</p><p>　　止動(dòng)銷機(jī)構(gòu)，由外槽輪控制其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。外槽輪的間歇運(yùn)動(dòng)特性很好的實(shí)現(xiàn)了止推銷的間歇運(yùn)動(dòng)特性，在外槽輪主動(dòng)件槽輪桿的帶動(dòng)下，被動(dòng)槽輪進(jìn)行間歇運(yùn)動(dòng)，再在傳動(dòng)齒輪的作用下，將其運(yùn)動(dòng)特性傳遞給了止推銷。通過(guò)這三個(gè)機(jī)構(gòu)的組合，最終完成了墊圈內(nèi)徑的檢測(cè)。</p><p>　　4.4、重要零件圖和三視圖<

29、;/p><p><b>　　上圖：外槽輪機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　上圖：槽輪三視圖</b></p><p>　　上圖：缺口圓盤三視圖·</p><p><b>　　上圖：凸輪三視圖</b></p><p><b>　　上圖

30、：齒輪三視圖</b></p><p>　　五、機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案自評(píng)</p><p>　　經(jīng)過(guò)小組的一起努力，向老師請(qǐng)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(jī)械運(yùn)動(dòng)方案，并計(jì)算參數(shù)、建模、裝配。每一步過(guò)程中不免有疑惑、坎坷，我們也參考了很多書目，綜合評(píng)價(jià)該檢測(cè)裝置，該裝置止動(dòng)銷、壓桿、推料機(jī)構(gòu)精確地配合運(yùn)動(dòng)，符合每5秒檢測(cè)一個(gè)墊圈的技術(shù)要求，檢測(cè)的探頭

31、對(duì)工件的沖擊較小，總的來(lái)說(shuō)該設(shè)計(jì)符合技術(shù)要求。但我們知道我們做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，許多運(yùn)動(dòng)方式，還拘泥于自己的想象中，希望老師能提出批評(píng)建議。</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)完成了，經(jīng)過(guò)了一個(gè)星期的分析、計(jì)算和繪制，經(jīng)過(guò)了團(tuán)隊(duì)合作和各自的思考，經(jīng)過(guò)了無(wú)從下手和有所領(lǐng)悟，課程設(shè)計(jì)總算完成了。這是分工協(xié)作的的成果：錢奔騰負(fù)責(zé)

32、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)和配合，韓海靜負(fù)責(zé)零件的建模，周漢強(qiáng)負(fù)責(zé)說(shuō)明書的制作。然而我們并不是等到各個(gè)部分的設(shè)計(jì)完成之后再將其合并匯總，而是交流和討論貫穿了設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。在這次課程設(shè)計(jì)中找到的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)，使我們認(rèn)識(shí)到，課本只是獲取知識(shí)的途徑，但不是全部，我們要通過(guò)自己的思考與生活才能更好的將知識(shí)為我所用。這次的課程設(shè)計(jì)，對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)，有很大的幫助。 </p><p><b>　　個(gè)人總結(jié)</b>&l

33、t;/p><p>　　經(jīng)過(guò)這么多天的努力，我們終于完成了機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)的墊圈內(nèi)徑檢測(cè)裝置。不知不覺(jué)已經(jīng)6月3日，到了完善說(shuō)明書，提交方案的時(shí)候。</p><p>　　可以說(shuō)，這一個(gè)星期真的是煎熬，時(shí)時(shí)有就這樣放棄的想法，可我們都知道，這是不行的，不經(jīng)歷失敗，不知道成功來(lái)之不易。即使困難再大，我們風(fēng)雨兼程。我們遇到問(wèn)題時(shí)，即使有過(guò)分歧，我們也會(huì)提出自己的觀點(diǎn)，并且細(xì)心聆聽隊(duì)員的觀點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)自己的

34、不足，已經(jīng)大家觀點(diǎn)的可取出。最終我們堅(jiān)持了下來(lái)，并完成了課程設(shè)計(jì)。體會(huì)有很多</p><p>　　1.我明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。如果沒(méi)有大家的互相合作，互相鼓勵(lì)，根本不可能很好的完成課程設(shè)計(jì)，時(shí)間很緊迫，當(dāng)一個(gè)方案出來(lái)后，分析了半天，才發(fā)現(xiàn)它的不合理性，時(shí)間就是這么一分一秒的過(guò)去的。直到最后的方案的確定下來(lái)，在合理的分工后，我們還有很多協(xié)作，遇到問(wèn)題大家一起商量，當(dāng)想出一個(gè)解決方法時(shí)，心情真的很喜悅。</p

35、><p>　　2.實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。雖然我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了機(jī)械原理，可是由于學(xué)的都是理論知識(shí)，沒(méi)有實(shí)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(guò)課程設(shè)計(jì)，我們才能將概念付諸實(shí)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(yùn)用現(xiàn)在的技術(shù)，讓我們自己來(lái)造出一個(gè)具有一定功能的機(jī)器來(lái)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，更是一個(gè)溫故知新，運(yùn)用知識(shí)的途徑。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)機(jī)械原理的理

36、解，熟練了上學(xué)期的CAD制圖軟件的運(yùn)用。為我之后的機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　我知道，這次的課程設(shè)計(jì)是為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備的，只有好好去做，才能從中學(xué)得更多，才能不枉費(fèi)學(xué)校特意為我們大二就安排的這次見習(xí)，這次的課程設(shè)計(jì)，無(wú)論是對(duì)以后的學(xué)習(xí)，還對(duì)對(duì)將來(lái)的走出校園，走向社會(huì)，對(duì)我們來(lái)說(shuō)，都是受益匪淺的。還要感謝我們的指導(dǎo)老師，在您的幫助下，才讓我們更好的完成了課程設(shè)計(jì)。</p&g

37、t;<p><b>　　八、參考書目</b></p><p>　　1.《機(jī)械原理》（第六版） 孫桓 陳作模 主編 高等教育出版社</p><p>　　2.《機(jī)械原理》（第七版） 孫桓 陳作模 葛文杰 主編 </p><p><b>　　高等教育出版社</b></p><p>