墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計說明書課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1. 設(shè)計任務(wù)2</p><p>　　2. 工作原理分析4</p><p><b>　　3．原動機(jī)選擇4</b></p><p>　　4.主運動機(jī)構(gòu)選型與分析比較4</p><p>　　4.1推料機(jī)構(gòu)選

2、擇4</p><p>　　4.2.止動方案設(shè)計6</p><p>　　4.3 壓桿升降機(jī)構(gòu)8</p><p>　　5.機(jī)器傳動方案的擬定和比較9</p><p>　　6 .主運動機(jī)構(gòu)尺度綜合14</p><p>　　7 .主運動機(jī)構(gòu)的運動分析16</p><p>　　8. 主運動機(jī)構(gòu)

3、的動力分析16</p><p>　　9.機(jī)械系統(tǒng)運動循環(huán)圖17</p><p>　　10.課程設(shè)計小結(jié)17</p><p>　　11.參考資料19</p><p>　　墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計</p><p><b>　　1. 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　一

4、、設(shè)計題目：墊圈內(nèi)徑檢測裝置</p><p>　　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(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機(jī)構(gòu)控制的止動銷擋住而停止。然后，升降機(jī)構(gòu)使裝有微動開關(guān)的壓桿探頭下落，檢測探頭進(jìn)入工件的內(nèi)孔。此時，止動銷離開進(jìn)給滑道，以便讓工件浮動。</p><p>　　檢測的工作過程如圖所示。當(dāng)所測工件的內(nèi)徑尺

5、寸符合公差要求時（圖a），微動開關(guān)的觸頭進(jìn)入壓桿的環(huán)形槽，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，把工件送入合格品槽。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(jìn)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(jìn)入廢品槽。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)將工件送入另一廢品槽。 </p><p><b>　　二、設(shè)計條件&l

6、t;/b></p><p>　　表1 平墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)</p><p><b>　　三、設(shè)計提示</b></p><p>　　1. 由于止動銷的動作與壓桿升降動作有嚴(yán)格的時間匹配與順序關(guān)系，建議考慮使用凸輪軸解決這個問題。</p><p>　　2. 推料動作與上述兩個動作的時間匹配不特別嚴(yán)格，可以采用平面

7、連桿機(jī)構(gòu)，也可以采用間歇機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　四、運動方案簡介</b></p><p>　　墊圈內(nèi)徑檢測裝置，用以下3個機(jī)構(gòu)結(jié)合搭配組成：傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計，止動銷運動機(jī)構(gòu)設(shè)計，壓桿運動機(jī)構(gòu)設(shè)計。題目所給的設(shè)計數(shù)據(jù)：</p><p>　　平墊圈內(nèi)徑檢測裝置設(shè)計數(shù)據(jù)： </p><p>　　經(jīng)過小組討論，我們決定采

8、用方案A來進(jìn)行課程設(shè)計.</p><p>　　周期T=10s，角速度ω=2π/T=0.6283rad/s.</p><p><b>　　2. 工作原理分析</b></p><p>　　為實現(xiàn)墊圈內(nèi)徑的檢測工藝過程，其運動過程可分解為三種工藝動作：</p><p>　　1推料墊圈經(jīng)槽輪推動，送往檢測處，為此，需要設(shè)計傳動機(jī)

9、構(gòu)。</p><p>　　2止動 墊圈被止動機(jī)構(gòu)擋住，待檢測，為此，需要設(shè)計控制止動銷的止動機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.檢測墊圈被止動銷擋住后，止動銷離開軌道，壓桿升降機(jī)構(gòu)探頭下落，開始檢測內(nèi)徑。</p><p><b>　　3．原動機(jī)選擇</b></p><p>　　3.1電動機(jī)類型的選擇 </p>

10、<p>　　按工作要求和條件，選用三相籠型電動機(jī)，電壓380V,Y型.轉(zhuǎn)速960r/min</p><p>　　4.主運動機(jī)構(gòu)選型與分析比較</p><p><b>　　4.1推料機(jī)構(gòu)選擇</b></p><p>　　方案一：采用皮帶輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　輪每轉(zhuǎn)動一周，將待測工件送到檢測位置，等檢測完畢后

11、將工件送走，并把新的工件送來。</p><p>　　給方案結(jié)構(gòu)合理，方便安裝，滿足運動要去，選用本方案。</p><p>　　方案二：采用凸輪滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　此機(jī)構(gòu)通過桿的往復(fù)左右運動，雖然能夠滿足運動的要求，但由于該機(jī)構(gòu)有凸輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)的運動路線的計算時非常復(fù)雜，而且凸輪機(jī)構(gòu)易磨損，機(jī)構(gòu)的平衡性不好，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)運動時，產(chǎn)生很大的噪聲，而且構(gòu)件會

12、損壞的非?？?，所以舍棄這個方案。</p><p>　　方案三：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)</p><p>　　該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，安裝方便，但機(jī)構(gòu)間沖擊較大，故舍去該方案。</p><p>　　4.2.止動方案設(shè)計</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　該方案結(jié)構(gòu)簡單，易于加工

13、，但難以滿足與檢測裝置的時間配合要求，故舍棄。</p><p><b>　　方案二</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)由曲柄的轉(zhuǎn)動帶動桿上下擺動，從而帶動止動銷的運動，雖然滿足機(jī)構(gòu)運動要求，但對位置隨時間變化規(guī)律確定較為困難，難以實現(xiàn)精確控制的要求，故舍棄該方案。</p><p><b>　　方案三</b></p&g

14、t;<p>　　該方案通過凸輪的轉(zhuǎn)動使止動銷上下移動，且結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，采用該方案。</p><p>　　4.3 壓桿升降機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　此機(jī)構(gòu)通過曲柄的轉(zhuǎn)動帶動擺桿的擺動，再通過滑塊帶動壓桿的運動，但該機(jī)構(gòu)難以實現(xiàn)對壓桿動作的精確控制，故舍去。</p>&l

15、t;p><b>　　方案二</b></p><p>　　本機(jī)構(gòu)通過凸輪轉(zhuǎn)動式載物臺上下移動，從而實現(xiàn)對墊圈的檢測。結(jié)構(gòu)簡單，但對凸輪磨損較大，用一段時間后會影響測試精度，故舍去。</p><p><b>　　方案三</b></p><p>　　該方案通過凸輪轉(zhuǎn)動時壓桿上下運動，已達(dá)到對墊圈檢測的目的，結(jié)構(gòu)較為簡單，且

16、容易控制行程，故采用它。</p><p>　　5.機(jī)器傳動方案的擬定和比較</p><p><b>　　方案1</b></p><p>　　機(jī)構(gòu)的送料機(jī)構(gòu)采用的是凸輪帶動滑塊，此機(jī)構(gòu)通過桿的往復(fù)左右運動，雖然能夠滿足運動的要求，但由于該機(jī)構(gòu)有凸輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)的運動路線的計算時非常復(fù)雜，而且凸輪機(jī)構(gòu)易磨損，機(jī)構(gòu)的平衡性不好，導(dǎo)致在機(jī)構(gòu)運動時，

17、產(chǎn)生很大的噪聲，而且構(gòu)件會損壞的非?？臁?lt;/p><p>　　機(jī)構(gòu)的止動機(jī)構(gòu)采用的是凸輪與曲柄滑塊的組合，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，但難以滿足與檢測裝置的時間配合要求，而且對桿的強(qiáng)度要求較高，且傳動角隨著凸輪的轉(zhuǎn)動而變化，傳動效率低。</p><p><b>　　方案2</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)的送料機(jī)構(gòu)采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單

18、，制造容易，安裝方便，但機(jī)構(gòu)間沖擊較大，穩(wěn)定性小，有震動。不是很經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　機(jī)構(gòu)的止動機(jī)構(gòu)采用的是曲柄帶動，該機(jī)構(gòu)由曲柄的轉(zhuǎn)動帶動桿上下擺動，從而帶動止動銷的運動，雖然滿足機(jī)構(gòu)運動要求，但對位置隨時間變化規(guī)律確定較為困難，難以實現(xiàn)精確控制的要求。</p><p>　　該機(jī)構(gòu)的壓桿機(jī)構(gòu)采用的是凸輪本機(jī)構(gòu)通過凸輪轉(zhuǎn)動式載物臺上下移動，從而實現(xiàn)對墊圈的檢測。結(jié)構(gòu)簡單，但對凸輪磨損

19、較大，用一段時間后會影響測試精度，故舍去。</p><p><b>　　方案3</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)的送料機(jī)構(gòu)采用的是皮帶輪機(jī)構(gòu)輪每轉(zhuǎn)動一周，將待測工件送到檢測位置，等檢測完畢后將工件送走，并把新的工件送來。該方案結(jié)構(gòu)合理，方便安裝，滿足運動要去，而且傳動平穩(wěn)，沖擊較小，選用本方案</p><p>　　機(jī)構(gòu)的止動機(jī)構(gòu)采用的是凸輪機(jī)

20、構(gòu)，通過凸輪的轉(zhuǎn)動使止動銷上下移動，且結(jié)構(gòu)簡單，便于設(shè)計，采用該方案。</p><p>　　該機(jī)構(gòu)的壓桿機(jī)構(gòu)采用的是凸輪機(jī)構(gòu)，具有急回作用，只要正確選擇參數(shù)，就可滿足行程速比系數(shù)k和滑塊行程的要求。通過凸輪轉(zhuǎn)動時壓桿上下運動，已達(dá)到對墊圈檢測的目的，結(jié)構(gòu)較為簡單，且容易控制行程，傳動效率高，設(shè)計經(jīng)濟(jì)簡便。</p><p>　　方案一：選用行星輪系（如下圖所示）</p><

21、;p>　　選用行星輪系，其輸出運動具有確定性，且傳動效率高，結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，精度高，便于裝配。</p><p><b>　　選用行星輪系 </b></p><p>　　方案二：選用帶傳動與齒輪傳動</p><p><b>　　帶傳動與齒輪傳動 </b></p><p>　　該方案優(yōu)點是皮帶輪

22、制造簡單，成本低，安裝方便，但在此使用有嚴(yán)重的缺點，例如，傳動比小，不能為整套設(shè)備提供優(yōu)良的減速方案，若采用皮帶輪傳動，那么在調(diào)速方面，比例懸殊，制造成本高，有打滑現(xiàn)象，軸上受力較大。故舍去此方案。</p><p>　　方案三：渦輪蝸桿傳動</p><p>　　由于蝸桿蝸輪嚙合齒輪間的相對滑動速度較大,摩擦磨損大,傳動效率較低,易出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,常需要用較貴的減磨耐磨材料來制造蝸輪,制造精度

23、要求高，刀具費用昂貴，成本高。故不采用該方案。</p><p>　　6 .主運動機(jī)構(gòu)尺度綜合</p><p><b>　　凸輪設(shè)計</b></p><p><b>　　壓桿機(jī)構(gòu)凸輪</b></p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點是只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運動規(guī)律，而

24、且響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)簡單緊湊。正因如此，凸輪機(jī)構(gòu)不可能被數(shù)控、電控等裝置完全代替。</p><p>　　現(xiàn)代機(jī)械日益向高速發(fā)展，凸輪機(jī)構(gòu)的運動速度也越來越高，因此，高速凸輪的設(shè)計，及其動力學(xué)問題的研究已引起普遍重視，并以提出了許多適于在高速條件下采用的推桿運動規(guī)律以及一些新型的凸輪機(jī)構(gòu)。另一方面隨著計算機(jī)的發(fā)展，凸輪機(jī)構(gòu)的計算機(jī)輔助技術(shù)和制造已普遍的被應(yīng)用，從而調(diào)高了設(shè)計和加工的速度及質(zhì)量，這也為凸輪機(jī)構(gòu)的更廣泛應(yīng)用

25、創(chuàng)造了條件。</p><p>　　如圖，按機(jī)構(gòu)運動循環(huán)圖設(shè)計壓桿機(jī)構(gòu)凸輪</p><p><b>　　位移時間曲線</b></p><p><b>　　止動銷凸輪</b></p><p><b>　　位移時間曲線 </b></p><p><b

26、>　　齒輪設(shè)計</b></p><p>　　1）按照設(shè)計要求，原動件的轉(zhuǎn)動周期是1/16s，而檢測周期是10s，因此推料機(jī)構(gòu)的傳動比是160：1，這由多級齒輪傳動來實現(xiàn)。</p><p>　　2) 傳動比分配，選用差動輪系傳動，根據(jù)傳動比的分配原則，為使傳動構(gòu)件獲得較小的尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，采用傳動比先小后大原則，因此確定齒輪齒數(shù)分別如下，</p><p&

27、gt;<b>　　Z1=40</b></p><p><b>　　Z2=50</b></p><p><b>　　Z3=18</b></p><p><b>　　Z2’=24</b></p><p>　　（nH-n3）/nH=1-n3/nH=（z2*z3）

28、/(z1*z2’)</p><p>　　n3/nH=1-（z2*z3）/（z1*z2’）=1/160</p><p>　　(z2*z3)/(z1*z2’)=(53*18)/(40*24)=159/160</p><p><b>　　取模數(shù)為M=2</b></p><p>　　7 .主運動機(jī)構(gòu)的運動分析</p>

29、<p>　　電機(jī)輸出一定的轉(zhuǎn)矩，由差動輪系減速后，帶動帶輪和凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪轉(zhuǎn)一周，墊圈被送入滑道后帶輪停止動作，壓桿始終處于最高點，止動銷開始下降，當(dāng)止動銷擋住墊圈后壓桿下降，直至壓桿頂端通規(guī)開始檢測，止動銷上升，最后壓桿返回，一次檢測結(jié)束。</p><p>　　8. 主運動機(jī)構(gòu)的動力分析</p><p>　　墊圈內(nèi)徑檢測裝置是由帶傳動的推料機(jī)構(gòu)及止動銷構(gòu)與壓桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成的，兩

30、者都屬于輕載低速運動，因而他們對各構(gòu)件之間力的相互作用要求并不太高。在止動機(jī)構(gòu)和壓桿機(jī)構(gòu)中最大影響受力的因素是壓力角的大小，這與設(shè)計時尺寸設(shè)計有密切關(guān)系，在低速運動中，盡可能減小壓力角，增大傳動角，保證各構(gòu)件受力合理，運動平穩(wěn)，從而提高運動效率。在機(jī)構(gòu)選擇及尺寸設(shè)計時，要充分考慮力的平穩(wěn)性，從而在保證整體機(jī)構(gòu)在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的同時，節(jié)省原材料，減少占用空間，提高機(jī)構(gòu)整體壽命。最終達(dá)到機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)實用耐用的真正目的。</p><

31、p>　　9.機(jī)械系統(tǒng)運動循環(huán)圖</p><p>　　0 2.5 5.0 7.5 </p><p><b>　　10.課程設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　話說經(jīng)過九天的奮戰(zhàn)我們的課程設(shè)計終于完成了。所謂養(yǎng)兵千日，用在一時。在沒有做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對

32、這課堂上所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步

33、了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。通過學(xué)習(xí)，也讓我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了機(jī)械設(shè)計的相關(guān)知識，同時也明白了要將理論知識和實踐相結(jié)合，這樣才能真正的掌握知識，提高自己的學(xué)習(xí)與實踐的能力。也通過一步一步的設(shè)計，明白了整個過程連接性，需要有個整體的規(guī)劃才能作好每步的分析，否則一步的脫節(jié)或者錯誤就直接導(dǎo)致走彎路，所作的無用功增加，耗時也隨之增加不少。從制定傳動方案，合理選擇

34、標(biāo)準(zhǔn)部件的 我</p><p>　　經(jīng)過這么多天的努力，我們終于完成了機(jī)械原理課程設(shè)計的墊圈內(nèi)徑檢測裝置。到了完善說明書，提交方案的時候。</p><p>　　可以說，這一個星期真的是煎熬，時時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，不知道成功來之不易。即使困難再大，我們風(fēng)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(xì)心聆聽隊員的觀點，發(fā)現(xiàn)自己的不足

35、，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。我明白了團(tuán)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(dāng)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(dāng)想出一個解決方法時，你會很有成就感的。</p><p><b>　

36、　11.參考資料</b></p><p>　　[1]彭文生，李志明，黃華梁.機(jī)械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2008年。</p><p>　　[2]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006年。</p><p>　　[3]陳國華.機(jī)械機(jī)構(gòu)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008年。</p><p>　　[4]成大