压片机加压机构
1、设计题目及要求
1.1设计题目
设计自动压片成形机,将具有一定湿度的粉状原料(如陶瓷干粉、药粉)定量送入压形位置，经压制成型后脱离位置。机器的整个工作过程（送料、压形、脱离）均自动完成。该机器可以压制陶瓷圆形片坯、药剂（片）等。设计数据见下表。
方案号
电动机
转速
/（r/min ） 生产率 /（片
/min ）
成品尺
寸（φ×b ） /（mm ，mm ） 冲头压力/N
机器运不均匀系数/δ kg
m /冲
kg
m /杆
B
1450
10
80×5
150 000 0.10
12 5
表1：设计参数
压片成形机的工艺动作流程：
⑴ 干粉料均匀筛入圆筒形型腔（图1.A ）；
⑵ 下冲头下沉3 mm ，预防上冲头进入型腔时把粉料扑出(图1.B)；
⑶ 上、下冲头同时加压(图1.C ，并保压一段时间，保压时间0.4s 左右； ⑷ 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯（图1.D ）； ⑸ 筛料推出片坯(图1.A)。
图1：压片机工作流程
1.2设计要求 1.
2.1工艺参数：
(1) 要求将干粉压制成直径为80 mm，厚度为5 mm的圆形片坯；
(2) 冲头压力：15吨（150000 N）；
(3) 生产率：10片/分钟；
(4) 机器运转不均匀系数：10%。
1.2.2压片过程的执行机构：
1)压片成形机一般至少包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构在内的三种机构。
2)画出机器的运动方案简图与运动循环图。拟定运动循环图时，执行机构的动作起止位置可
根据具体情况重叠安排，但必须满足工艺上各个动作的配合，在时间和空间上不能出现干涉。
3)设计凸轮机构，自行确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，计
算凸轮轮廓线。
4)设计计算齿轮机构。
5)对连杆机构进行运动设计。并进行连杆机构的运动分析，绘出运动线图。如果是采用连杆
机构作为下冲压机构，还应进行连杆机构的动态静力分析，计算飞轮转动惯量。
6)编写设计计算说明书，可进一步完成机械的计算机演示实验和凸轮的数控加工等。
2、运动方案
2.1功能分解
2.1.1干粉料均匀筛入圆筒形型腔；
2.1.2 下冲头下沉3 mm，预防上冲头进入型腔时把粉料扑出；
2.1.3 上、下冲头同时加压，并保压一段时间；
2.1.4 上冲头退出，下冲头随后顶出压好的片坯；
2.1.5 筛料推出片坯。
2.2原动机的选择
动机的运动形式主要是回转运动、往复摆动和往复直线运动等。当采用电动机、液压马达和气动马达等原动机时，原动件作连续回转运动，后两者也可作往复摆动；当采用往复式油缸、气缸或直线电动机等原动机时，原动件作往复直线运动。
原动件选择是否恰当，对整个机械的性能、对机械传动系统的组成极其繁简程度将有直接影响。如在一般机械中用得最多的交流异步电动机，其同步转速有3000、1500、1000、750、600r/min等五种。在输出同样的功率时，电动机的转速越高，其尺寸重量也就越小，价格也越低。但当机械执行构件的速度很低时，若选用高速电动机，势必需要大减速比的减速装置，可能会造成机械传动系统的过分庞大和制造成本的显著增加。
选择原动机的类型影响原动机类型选择的因素较多，首先应考虑能源供应及环境要求，选择确定原动机的种类，再根据驱动效率、运动精度、负载大小、过载能力、调速要求、外形尺寸等因素，综合考虑工作机的工况和原动机的特点，具体分析，以选得合适的类型。需要指出的是，电动机有较高的驱动效率和运动精度，其类型和型号繁多，能满足不同类型工作机的要求且还具有良好的调速、启动和反向功能。
现代的机电工业提供了大量的原动机供我们选择，就拿电动机来说，除了常用的交流异步电动机外，还有直流电动机、带变速装置的电动机、多速电动机、交流变频变速电动机、伺服电动机、步进电动机、直线电动机、力矩马达等等。除此之外，弹簧、重锤等也常用来作原动机。
各种原动机具有各自的特性和适用场合。选择与机械性能要求想适应的原动机的类型及其参数，是机械设计中的重要一环，必须给以足够的重视。总合各种因素我们选择电动机型号为:Y160L-6
作为原动机。
2.3机构选用
2.3.1运动形式
根据工艺过程，机构应具有一个模具 (圆筒形型腔) 和三个执行构件 (一个上冲头，一个下冲头和一个料筛)。三个执行构件的运动形式为：
(1) 上冲头完成往复(铅垂上下)直移运动，下移至终点后有短时间的停歇，起保压作用，因冲头上升后要留有料筛进入的空间、故冲头行程约为90~100 mm。若机构主动件一转 (2p)完成一个运动循环，则上冲头位移线图的形状大致如下图2.a所示。
(2) 下冲头先下沉3 mm，然后上升8 mm (加压) 后停歇保压，继而上升16 mm，将成形片坯顶到与台面平齐后停歇，待料筛将片坯推离冲头后再下移21 mm到待装料位置。上右移约45~50 mm。其位移线图大致如下图2.b所示
图2：三执行构件运动线
(3) 料筛在模具型腔上方往复振动筛料，然后向左退回，待坯料成形并被推出型腔后，料筛复在台面上右移约45~50 mm推卸成形片坯，其位移线图大致如下图2.c所示。
上冲头、下冲头与送料筛的动作关系见下表：
表2：上冲头、下冲头与送料筛的动作关系表
上冲头进退
送料筛退近休进远
休
下冲头退近休进远
休
机械系统转换功能图
图
3：机械系统转换功能图
机械系统方案的形态学矩阵
表3：机械系统方案的形态学矩阵
我们经综合分析上面的材料选择了涡轮蜗杆机构、齿轮机构、连杆机构和凸轮机构，也考虑到它们有如下的特点：
2.3.2蜗轮蜗杆机构
在本次设计中我们用蜗轮蜗杆机构与齿轮连接来传递运动，但在实际中涡轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力，蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。蜗轮及蜗杆机构常被用於两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合。蜗轮与蜗杆在使用中具有一定的方式和原理，在使用中具有一定的特点和性能：可以得到很大的传动比，比
交错轴斜齿轮机构紧凑；蜗杆传动相当於螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小；两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高於交错轴斜齿轮机构；具有自锁性。当蜗杆的导程角小於啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在其重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用。涡轮与蜗杆在使用中能够显示一定的重要优势，传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高蜗杆轴向力较大。
2.3.3齿轮机构
齿轮传动装置利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。齿轮传动的优点：
1）瞬时传动比恒定，工作平稳性较高。
2）采用非圆齿轮，瞬时传动比可按所需变化规律设计。
3）传动比变化范围大，特别是采用行星传动时，传动比可到100~200（单级），适用于减速或增速传动。
4）速度范围大，齿轮的圆周速度可从V<0.1M/S达到200m/s，或更高；转速可从n<1 r/min到20000r/min以上。
5）传递功率范围大，承载能力高。
6）传动效率高，特别是精度较高的圆柱齿轮副，其效率可达η=0.99以上；
7）结构紧凑，如使用少齿差传动，可使部件更为缩小，成为同轴线传动。
8）维护简便。
2.3.4连杆机构
我们选择连杆机构考虑到它具有以下一些传动特点：
1) 运动副一般均为低副。低副两运动副元素为面接触，压强较小，故的载荷；且有利于润滑，磨损较小；此外，运动副元素的几何形状较简单，便于加工制造。
2) 构件多呈现为杆的形状（故常简称构件为杆）。因而可以很方便地用来达到增力、扩大行程和实现远距离传动等目的。此外，构件的几何形状也较简单，便于加工制造。
3)可实现多种形式的运动变换和运动规律。在连杆机构中，当原动件的运动规律不变，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。
4) 具有丰富的连杆曲线形状。在连杆机构中，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线(称为连杆曲线)，其形状还随着各构件相对长度的改变而改变，从而可以得到形式众多的连杆曲线，可满足不同轨迹的设计要求。
2.3.4凸轮机构
凸轮机构运动规律：凸轮机构可以将主动件凸轮的等速连续转动变换为从动件的往复直线运动或绕某定点的摆动，并依靠凸轮轮廓曲线准确地实现所要求的运动规律。特点和优点是：只要正确地设计凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意给定的运动规律，且结构简单、紧凑、工作可靠。缺点是：凸轮与从动件之间为点或线接触，不易润滑，容易磨损。因此，凸轮机构多用于传力不大的控制机构和调节机构凸轮机构的优点在于组成凸轮机构的构件数较少，结构比较简单，可实现多种形式的运动变换和运动规律，只要合理地设计凸轮的轮廓曲线就可以使从动件获得各种预期的运动规律，而且设计比较容易。与凸轮轮廓接触，并传递动力和实现预定的运动规律的构件，一般做往复直线运动或摆动，称为从动件。凸轮机构在应用中的基本特点在于能使从动件获得较复杂的运动规律。因为从动件的运动规律取决于凸轮轮廓曲线，所以在应用时只要根据从动件的运动规律来设计凸轮的轮廓曲线就可以了。从动件与凸轮作点接触或线接触，有滚子从动件、平底从动件和尖端从动件等。尖端从动件能与任意复杂的凸轮轮廓保持接触，可实现任意运动，但尖端容易磨损，适用于传力较小的低速机构中。为了使从动件与凸轮始终保持。凸轮机构广泛应用于各种自动机械、仪器和操纵控制装置。凸轮机构之所以得到如此广泛的应用，主要是由于凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单、紧凑。为确动凸轮的一种。一般情况下凸轮是主动的，但也有从动或固定的凸轮。多数凸轮是单自由度的，但也有双自由度的劈锥凸轮。凸轮机构结构紧凑，最适用于要求从动件作间歇运动的场
合。
2.4机构运动简图
图4 ：运动机构简图设计
2.5传动系统的选择、总传动比及其分配
2.5.1传动系统的选择
我们选择了蜗杆传动和带传动。蜗杆传动的优点在于：结构紧凑，单级传动能得到很大的传动比;传动平稳，无噪声；蜗杆还可以起到自锁的作用。中、高速传动时需要用昂贵的减摩材料（如青铜）。带传动的优点在于:轴间的范围大，工作平稳，噪声小，可吸振缓冲;摩擦型带传动有过载保护的作用，结构简单；成本低，安装要求不高。但是在选择带传动时还需注意的是摩擦型带有滑动，不能用于分度链。
2.5.2确定总传动比
原动机选定后，根据原动机的额定转速n1和工作轴的转速n2，即可确定传动装置的总传动比：
i=n1/n2
并将总传动比按各级传动比进行分配：
i=i1i2i3…i n
式中：i1,i2,i3,…i n为各级传动的传动比。
经分析得，该设计方案的总传动比可以如此计算：总传动比=电动机转速/生产率
i=1450/10=145
2.5.3传动比的分配原则
传动比的合理分配直接影响到传动装置的外形尺寸、重量、润滑条件、拆装性能和整个机械的工作能力，是远动计算的重要组成部分。
传动比分配大的主要要求：
1)各级传动比应在推荐范围内选取（《机械原理课程设计指导书》附录2 机械的传动的特点和
性能）。
2)使各级窗洞的承载能力得到充分发挥，并使其结构尺寸协调匀称。
3)使各级传动具有最小的外形尺寸最小的重量和中心距。
4)使用不可约分的传动比，一避免某几个此轮的磨损过分集中，降低噪声和振动。
工程实际中不可能使分配传动比的方案同时满足上述所有原则。因此设计师应拟定不同的分配方案，对比各种指标，最后确定一个合理方案。比如说：对于要求体积小、重量轻的传动系统可用最轻重量原则；对于要求运动平稳、起停频繁和动态性能好的传动系统，可按最小等效转动惯量和最小输出轴转角误差的原则;对于增速的传动系统，由于增速时容易破坏此轮工作平稳性，应在传动链开始就增速，且每级增速比大于1 ：3，以增加传动系统刚度，减少传动误差。总之，需要充分考虑实际选择一个合理的最好的传动方案。
充分考虑综上所述所有的原则，我们选择了蜗杆传动和带传动，并且把传动分成三个级，第一级从电动机传动到涡轮涡杆，设此时的传动比为1；第二级从涡轮蜗杆传动到齿轮，设此时的传动比为5；第三级为带传动，设此时的传动比为29。
2.6各执行机构的运动协调
拟定运动循环图的目的是确定各机构执行构件动作的先后顺序、相位，以利于设计、装配和调试。
上冲头加压机构主动件每转完成1个运动循环，所以拟订运动循环图时，以该主动件的转角作为横坐标 (0°~360°)，以各机构执行构件的位移为纵坐标画出位移曲线。运动循环图上的位移曲线主要着眼于运动的起止位置，而不必准确表示出运动规律。
例如，料筛退出加料位置 (图中线段①) 后停歇。料筛刚退出，下冲头即开始下沉3 mm (图中②)。下冲头下沉完毕，上冲头可下移到型腔入口处 (图中③)，待上冲头到达台面下3 mm处时，下冲头开始上升，对粉料两面加压，这时，上、下冲头各移8 mm (图中④)，然后两冲头停歇保压(图中⑤)，保压时间约0.4秒，即相当于主动件转60°左右。以后，上冲头先开始退出，下冲头稍后并稍慢地向上移动到和台面平齐，顶出成形片坯 (图中⑥)。下冲头停歇待卸片坯时，料筛推进到型腔上方推卸片坯 (图中⑦)。下冲头下移21 mm的同时，料筛振动粉料 (图中⑧) 而进入下一个循环。
图5：机构运动循环图线
拟定运动循环图 (图2-9) 时，还要注意一个问题，即各机构执行构件的动作起止位置可视具体情况重叠安排。例如上冲头还未退到上顶点，料筛即可开始移动送进；而料筛尚未完全退回，上冲头已开始下行，只要料筛和上冲头不发生碰撞 (阻挡) 即行。这样安排，可增长执行构件的运动时间，减小加速度，从而改善机构的运动和动力性能。
确定运动循环图后，即可据此拟订合适的运动规律曲线，进行机构设计。必要时，再对设计的机构进行运动分析，用分析得到的位移规律到运动循环图上观察机构运动是否协调。若有不当之处，应将运动循环图作适当修正。
3、机构的设计
3.1上冲头加压机构设计
设计提示：由于压片成型机的工作压力较大，行程较短，一般采用肘杆式增力冲压机构作为主体机构。它是由曲柄摇杆机构和要干滑块机构传接而成。先设计摇杆滑块机构，为了保压，要求摇杆在铅垂位置的±2度范围内滑块位移≤ 0.4mm。据此可得摇杆长度式中λ=L/r——摇杆滑块机构中连杆和摇杆之比一般取1～2。
根据上冲头的行程长度，可得摇杆的另一极限位置，摇杆的摆角以小于60度为宜。设计曲柄摇杆机构时，为了“増力”，曲柄回转中心可在过摇杆活动铰链、垂直于摇杆铅垂位置的直线上适当选取，以改善机构在下冲头极限位置附近的传力性能。根据摇杆的三个极限位置（±2度和另一极限位置）。设定与之对应的曲柄的三个位置，其中两个对应于摇杆的两个极限位置，曲柄应在与连杆共线的位置，曲柄另一个位置可根据保压时间来设定，因此可根据两连杆的三组对应位置来设计此机构。设计完成后，应检查曲柄存在条件，若不满足要求，则从新选择曲柄回转中心，也可以在选择曲柄回转中心以后，根据摇杆两位置时和连杆共线的条件，确定连杆和曲柄长度，在检查摇杆在铅垂位置±2度时，注意曲柄对应转角是否满足保压时间要求。曲柄回转中心距摇杆铅垂位置愈远，机构行程速比系数愈小，冲头在下极限位置附近的位移变化愈小，但机构尺寸大。
由上述分析可知，压片机机构有三个分支：一为实现上冲头运动的主加压机构；二为实现下冲头运动的辅助加压机构；三是实现料筛运动的上、下料机构。此外，当各机构按运动循环图确定的相位关系安装以后，应能作适当的调整，故在机构之间还需设置能调整相位的环节 (也可能是机构)。要完成上述几种机构的设计，对课程设计来说，工作量太大，因此，这里也只就其中的一个机构——主加压机构叙述其设计过程。
实现上冲头运动的主加压机构应有下述几种基本运动功能：
①上冲头要完成每分钟10次往复移动运动，所以机构的主动构件转速应为10 r¤min，若以电动机作为原动力，则主加压机构应有运动缩小的功能；
②因上冲头是往复运动，故机构要有运动交替的功能；
③原动机的输出运动是转动，上冲头是直移运动，所以机构要有运动转换的功能；
④因有保压阶段，所以机构上冲头在下移行程末端有较长的停歇或近似停歇的功能；
⑤因冲头压力较大，所以希望机构具有增力的功能，以增大有效作用力，减小原动机的功率。
图6：上冲头
极位夹角β=
15
，κ=
15
18015
180
-+=1.18，
L 1=L 2=L 4,θ=45
,2×L 1-2×L 1
×cos 45
=100 L 1
=170.7
L 3=2×L 1
=241.42
R 1=L 3÷cos 25
-L 1
=95.67
R 1
+L 3
≤L 2+L 4
，满足周转副条件
3.2下冲头加压机构设计
下冲头机构和料筛机构，也可照上述方法选定方案，由于上冲头在下移行程的末端还有停歇和增力的附加要求，所以对方案要再作增改。
要使机构从动件(执行构件)在行程末端停歇，即运动速度为零，大致有下述几种方法： ① 使机构的运动副或运动链暂时脱离，这可采用基本机构的变异机构，如槽轮机构(图2-13 b)。也可采用换向机构或离合器（图2-13 c ），当换向轮处于中间位置时，从动件A 、B — 螺杆停歇。
② 如图2-12中方案一、三用转动凸轮推动从动件，则与从动件行程末端相应的凸轮廓线用同心圆弧廓线时，从动件在行程末端停歇。曲线导杆机构 (图2-13 a) 也有同样的作用。
③ 在机构串联组合时，使两机构的从动件均在速度零位时串接。因为速度零位附近的速度一般也较小，这就使得串联组合机构输出构件的速度在较长一段时间内接近为零。如图7方案四所示。
④ 用其它方式组合机构。如用轨迹点串联时，当轨迹点在直线段或圆弧段上运动时，从动件停歇。并联组合时，将两个输入构件的运动规律相加，可使输出构件的速度在预定区域接近于零。
下冲头机构和料筛机构，也可照上述方法选定方案，不再详述。前者因位移不大，运动规律复杂，可考虑用凸轮机构；后者因要完成振动动作，所以可用凸轮机构完成小振动动作，用串联的连杆机构实现运动转换和放大。 3.3 凸轮设计
机构循环要求
表3：机构运动循环要求
凸轮轴转角 名称
10 20 30 45 60 75 90 105-270 300 360
送料 快进
休止 快退 休止
定位 休止 快进 休止
快退 休止
进刀 休止 快退 慢进 快退 休止
①当推杆2推程时，凸轮2为高速轻载，查表有，应该选用正弦加速运动规律，
===Φ
π2sin Φωπ2)Φ
π2cos 1(ΦωΦπ
2sin π21Φ2
2
h a h v h s ））
（（ （0＜φ＜150）
②当推杆2远休时：
S2=192.2mm （150＜φ＜180）
③当推杆2回程时，凸轮2为低速重载，查表9-1，应该选用余弦加速运动规律，
==+=‘’
’
‘
’‘’
‘）
（）Φπc o s Φ2ωπΦ/πs in Φ2/ωπ())
Φ/πcos(1(2/2
22h a h v h s （180＜φ＜330）
④当推杆2近休时：
S4=0 （330＜φ＜360）
正余弦加速运动规律如下图所示：
凸轮设计图如下所示：
3.4料筛构件的设计
图10：料筛
L 5
+L 6
-L 5
cos θ1
-L 6cos θ2
=50 tan θ1=L L 5
6 θ1=60 、θ2
=30
联立可解得：L 5=49.63、L 6
=85.97
图11
R
1
=60cos 4080240408080
??-?+?=69.28 R 2
=30cos 4080240408080
??-?+?=49.57
其中407
=L ，80
8
=L ，以上单位均是毫米（mm)。
3.5方案整体尺寸设计
方案是由曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构串联而成的组合机构，属构件固接式串联组合。今将第一个机构的输出构件 (在速度为零的位置) 和第二个机构的输入构件 (在其输出构件速度接近为零时的位置) 固接起来，即机构串联起来，那么，在这个位置附近（一段较长时间）组合机构的输出构件将近似停歇。其原理说明如下：
假设已知曲柄滑块机构的运动规律s-j2， b所示为该机构正处于滑块速度接近于零的位置；曲柄摇杆机构的运动规律y1-j1如图c实线所示，而图d所示为该机构摇杆OA￠A￠正处于速度为零的位置。若将图b、d所示的两个机构就在图示位置串联，则串联以后构件OAA和OA￠A￠成为一个构件 (图e)，因此，第一个机构中的j l和第二个机构中的j2有如下关系
式中j0为一常数，所以若将图c的坐标j1用j2表示，则相当于曲线平移了一个距离j0 (如虚线所示)。当s-j2和y1-j2如图a、c所示安排时，则沿图中箭头所示定向从得，由得s￠，而从、得到y1-s曲线上的一点，依此可得出一条y1-s曲线。从图a、c的局部放大图f中可知，在y1由b-c-0-a的区域内(转角约70°)，滑块的位移s约在接近零的一个很小的范围 (约0.37 mm) 内运动，依靠运动副的间隙，可近似认为这时滑块是停歇的。
由此看来，若使s-j2曲线上s为零的附近的一段曲线变化比较平缓，y1-j1曲线在y1的最小值附近的曲线也比较平缓的话，滑块近似停歇所占的y1角就比较大；又为了使构件A￠B￠受的力小些，同时也使机构能得到比较合理的布置，可将曲柄摇杆机构OA￠A￠B￠OB￠整个绕逆时针向转一个角度j0，如图g所示，这并不影响机构的运动性能，反而改善了构件的受力条件。
根据上述分析，该机构可按如下步骤设计：
(1) 确定曲柄滑块机构尺寸。根据曲柄滑块机构特性(图a)，l＝l／r愈小，在s ＝ 0处的位移变化愈大，所以应选较大的l；但 l 愈大，从s = 0到90~100 mm的位移所需曲柄的转角q也愈大；又因为曲柄是与曲柄摇杆机构中的摇杆串联的，而摇杆的转角应小于180°，且希望取小一些为好。所以，应取一个合适的曲柄长度和 l 值，满足滑块有90~l00 mm的行程而曲柄转角则在60°左右，同时在j2 ＝178°~182°的范围内滑块位移不大于0.4 mm或更小 (可近似看作滑块停歇)。如图所示。
(2) 确定曲柄摇杆机构尺寸。在压片位置，机构应有较好的传动角。所以，当摇杆在OAA位置时，曲柄摇杆机构的连杆AB￠与OAA的夹角应接近90°。此时，OB￠若选在AB￠的延长线上，则AB￠受力最小。故在此线上选一适当位置作OB￠。具体选定OB￠的位置时，可再考虑急回特性的要求，或摇杆速度接近零的区域中位移变化比较平缓的要求。它与机构尺寸的大致关系是：行程速度变化系数K或q1愈大，在位置A时的位移变化较大 (图b )，所以OB￠距点A远一些好，但又受到机构尺寸和急回特性的限制，不能取得太远。选定OB￠以后，可定出与OAA两个位移j3、j4（或I、II、III三个位置）对应的OB￠B￠的两个位移y3、y4（或I、II、III三个位置）。按上述命题设计出曲柄摇杆机构的尺度，角j0为两机构串联的相位角。设计结果如图11所示。其后，再对设计结果进行运动分析，可得到机构正确的运动规律。最后，再回到运动循环图上，检查它与其它执行构件的运动有否干涉的情况出现。必要时可修正运动循环图。
图8：设计尺寸尺寸图
4、小结
此设计将曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构串联，则可得到比较好的运动规律，尺寸也不致过大。又因为它是全低副机构，宜用于低速、重载的场合。方案的结构简洁，所以是比较适宜的。
至于下冲头机构和料筛机构，也可照上述方法选定方案，不再详述。前者因位移不大，运动规律复杂，可考虑用凸轮机构；后者因要完成振动动作，所以可用凸轮机构完成小振动动作，用串联的连杆机构实现运动转换和放大。
同时可以对机构的有关尺寸进行改进，这便于节省成本，尤其是各个杆件以及凸轮的设计尺寸都相对较大，也可以将带传动改为齿轮传动提高传动效率和强度。
5、致谢
在这次课程设计的撰写过程中，我从中学习到很多东西，对于以往所学的知识进行了一次综合运用，让我对以往的知识进行了巩固。在此也十分感谢张老师之前对我们仔细指导。同时我还要感谢在我设计期间给我极大关心和支持的同学和朋友。老师一丝不苟的指导，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。这次设计是一次再系统学习的过程，也是自己开拓创新的好机会
《机械原理》课程设计 计算说明书 设计题目：健身球检验分类机 院系: 工学院 专业：机制 班级： 1301班 设计者：揭宗浩 学号： 20131168 指导老师：林金龙 日期： 2015年6月16日
目录 第1章设计任务 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2设计任务 (1) 第2章机械运动方案的设计及分析决策 (2) 2.1方案设计及分析 (2) 2.2工作原理 (3) 2.3工作流程 (4) 第3章机构尺度综合 (5) 3.1机构尺寸设计 (5) 3.2进料机构设计 (11) 设计小结 (14) 参考书目 (15)
第1章设计任务 1.1 设计题目 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。 1. ф40≤第一类≤ф42 2. ф42<第二类≤ф44 3. ф44<第三类≤ф46 其他技术要求见表1： 表1 健身球分类机设计数据 1.2 设计任务 1.健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构在内的三种机构。 2.设计传动系统并确定其传动比分配。 3.图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图。 4.图纸上画凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮廓线和从动件的初始位置）；要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓线。盘状凸轮用电算法设计，圆柱凸轮用图解法设计。 5.设计计算其中一对齿轮机构。 6.编写设计计算说明书。 7.学生可进一步完成：凸轮的数控加工，健身球检验分类机的计算机演示验证等。 表2为设计任务分配表。 表2
机械原理课程设计 说明书 设计题目健身球检验分类机 2009年1月4日 目录 一、题目 (2) 二、设计题目及任务 (2) 2.1 设计题目 (2) 2.2 设计任务 (2) 2.3设计提示 (2) 三、健身球检验分类机方案设计 (3) 3.1方案设想 (3) 3.2健身球检验分类机工作原理 (4) 3.2.1 运动方案简图 (4) 3.2.2健身球检验分类机的基本组成 (5) 3.2.3健身球检验分类机工作流程 (5)
3.3机器基本组成应用与尺寸设计 (5) 3.3.1电动机 (6) 3.3.2减速器 (6) 3.3.3凸轮滑块与料槽、检料装置 (9) 3.3.4进料推杆滑块与检料推杆滑块的协调 (14) 四、方案分析与评价 (14) 4.1优点 (14) 4.2缺点 (15) 4.3改进 (15) 五、参考文献 (15) 六、健身球检验分类机装配简图 (16) 一、题目：健身球检验分类机 二、设计题目及任务 2.1设计题目 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置。整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为mm 46~40φ，要求分类机将健身球按直径大小分为三类。 直径范围为mm 42~40φ的为第一类，直径范围在mm 44~42φ的为第二类，直径范围在mm 46~44φ的为第三类。 技术要求见下表 表1 技术要求参数 方案号 电动机转速/min)/(r 生产率（检球速度）/(个/min ) 9 720 10
2.2设计任务 (1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在类的三种机构。 (2)设计传动系统并确定其传动比分配。 (3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图。 (4)绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置）。要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓线。盘状凸轮解析法设计，圆柱凸轮用图解法设计。 (5)设计计算其中一对齿轮机构。 (6)编写设计计算说明书。 (7)学生可进一步完成：凸轮的数控加工、健身球检验分类机的计算机演示验证等。 2.3设计提示 健身球检测分类机是创造性较强的题目，可以有多种运动方案实现。一般的思路在于： (1)球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口的之间直径为mm 42，中间接料口的直径为mm 44，而第三个接料口的直径稍大于mm 42的球46。使直径小于mm 42的球直接落入第一个接料口，直径大于mm 先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口，依此类推。 (2)球的尺寸控制还可以用凸轮机构实现。 (3)此外，需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等，可由曲柄滑块机构、槽轮机构等实现。 三、健身球检验分类机方案设计 3.1方案设想 方案一 我们认为此检验分类机的主要用途就是将不同直径大小的健身球分成三类，同时我们还得考虑到健身球是石料所做，故我们在检验分类的同时应注意到避免健身球损坏。我们提出了如下图的装置运动。
课程设计说明书 课程名称： 设计题目：健身球自动检验分类机的设计专业：班级： 学生: 学号: 指导教师: 日期：
目录 一、设计任务书 (3) 1.1功能要求及工艺动作分解提示 (3) 1.2 设计方案提示 (3) 二、健身球自动检验分类机方案设计 (3) 2.1功能分解 (4) 2.2功能逻辑图 (4) 2.3方案设想 (4) 2.4原动机及传动机构的选择 (6) 2.4.1原动机的选择 (6) 2.4.2传动机构的选择 (6) 2.5执行机构的选择与比较 (7) 2.5.1进料与送料 (8) 2.5.2检验分类与按类存放 (10) 三、机械系统运动方案的拟定与比较 (12) 3.1根据工艺过程确定执行构件的运动形式 (12) 3.2绘制机械系统运动转换功能图 (12) 3.3根据执行构件的运动形式选择机构 (12) 3.4用形态学矩阵法创建机械系统的运动方案 (13) 四、机械系统工作运动循环图 (14) 4.1根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 (14) 五、机构的尺寸设计及运动分析 (15) 5.1凸轮机构的设计 (15)
5.2结果分析 (20) 5.3减速装置的尺寸设计 (20) 六、机构运动总体方案图 (24) 6.1运动方案简图 (24) 6.2健身球检验分类机工作原理 (25) 6.2.1健身球检验分类机工作流程 (25) 6.3健身球检测分类机分析与评价 (26) 七、总结 (26) 八、主要参考资料 (27)
一、设计任务书 （1）功能要求及工艺动作分解提示 1)总功能要求 将不同直径的健身球按直径分类存放。 2)工作原理及工艺动作分解提示 健身球自动分类机的功能是将不同直径的健身球（石料）按直径分类，并送到各指定位置。整个工作过程（包括进料、送料、分类、按类存放）自动完成。 （2）原始数据和设计要求 健身球直径围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类：第一类：40≤ф≤42 ；第二类：42<ф≤44；第三类：44<ф≤46。 生产率（分类速度）20个/min。 （3）运动方案构思提示 健身球自动分类机可以有多种运动方案实现。一般的思路在于： 1)球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个接料口，直径大于42mm的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。以此类推。 2)送料机构、接料机构、间歇机构可由曲柄滑块机构、槽轮机构、凸轮机构等实现。 （4）建议完成的设计工作量 1)本题设计时间为两周。 2)根据功能要求，确定工作原理和绘制系统功能图。 3)按工艺动作过程拟定运动循环图。 4)构思系统运动方案(至少二个以上)，进行方案评价，选出较优方案。 5)对传动机构和执行机构进行运动尺寸设计。 6)绘制系统机械运动方案简图。 7)编写设计说明书。 二、健身球自动检验分类机方案设计
目录
参考文 献............................................................. ......................................................29
第一章
功能与设计要求
功能要求
具体设计要求如下： 健身球检验分类机能够实现进球、送球、检测球、接球的一体化功能。 健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。 健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为 三类。 1.ф40 mm≤第一类≤ф42 mm 2.ф42 mm<第二类≤ф44 mm 3.ф44 mm<第三类≤ф46 mm
工作原理 健身球检验分类机是由进料机构、送料机构、接料机构以及电动机组 成。进料机构是持定量的健身球，以直线、间歇的运动过程进球；送料 机构是在往复直线运动过程中，运用曲柄滑块或者凸轮推杆使健身球能 持续定量的进入工作台相对应的小槽内，根据效率要求，让健身球每 6 秒钟进入一个，使工作持续稳定进行；检验机构是由上往下直径分别为 42mm、44mm、46mm 的小槽，根据小球能通过而打球不能通过的原理， 使健身球直径为 40mm 至 42mm 的可以通过第一个孔，使健身球直径为 42mm 至 44mm 的可以通过第二个孔，使健身球直径为 44mm 至 46mm 的可 以通过第三个孔，从而通过孔的大小实现对健身球的检验以及分类；接 料装置是在运用接球通道将掉下来的球通过滚槽进入指定的装置，把球
目录 第1章设计任务 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2设计要求 (1) 第2章机械运动方案的设计及分析决策 (2) 2.1方案设计及分析 (2) 2.2工作原理 (3) 2.3工作流程 (4) 第3章机构尺度综合 (5) 3.1机构尺寸设计 (5) 3.2进料机构设计 (11) 设计小结 (14) 参考书目 (15)
第1章设计任务 1.1 设计题目 1）设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 （2）健身球直径围为φ40~46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。 （3）直径围在φ40～42mm的为第一类，直径围在φ42～44mm的为第二类，直径围在φ44～46mm的为第三类。 （4）使用寿命10年，每年300工作日，每日工作16个小时； （5）在满足行程的条件下，要求推送机的效率高（推程最大压力角小于35度），结构紧凑，震动噪音小。 电动机转速720min) (r，生产率10(个/min)。 / 1.2 设计要求 (1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在的两种机构。 (2)设计传动系统并确定其传动比分配。 (3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图。 (4)绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置）。 要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定 凸轮廓线。 (5)设计计算其中一对齿轮机构。 (6)编写设计计算说明书。
第2章机械运动方案的设计与分析决策 2.1方案设计 方案一: 我们认为此检验分类机的主要用途就是将不同直径大小的健身球分成三类，同时我们还得考虑到健身球是石料所做，故我们在检验分类的同时应注意到避免健身球损坏。我们提出了如下图的装置运动。 图1运动简图 1、2、3——检验槽4——轨迹凹槽 方案a所采用的健身球检验机构如图1所示。球将落入检验槽一上面,而1.2.3分别是3个直径逐步增大的3个检验槽,当球在1处无法进入时, 凸轮或曲柄机构自动会把球推到槽2,无法进入槽2的球最终被推到槽3.同时设计了轨迹凹槽,将更有利与凸轮或曲柄机构推球以及控制球的运动方向来进入进料槽 设计要求：每个进料槽口宽的大小不一样，依次从小到大。每个槽口都将设计一个类似倒体型的工作台面,以使球更快的速度进入槽.
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目录
第一章 功能与设计要求 .........................................2
1.1 功能要求 ........................................................2 1.2 工作原理 ........................................................2 1.3 功能分解 ........................................................2 1.4 功能原理的工艺过程分解 ..........................................3
第二章 机械系统的选择与比较 ..................................5
2.1 电动机的选取 ....................................................5 2.2 传动机构的选取与比较 ............................................5 2.3 执行机构的选取与比较 ............................................7 2.4 构件的运动形式 ..................................................9 2.5 机械系统运动转换功能图 ..........................................9 2.6 用形态学矩阵法创建机械系统运动方案 .............................10
第三章 尺寸设计 ................................................11
3.1 电动机 .........................................................11 3.2 减速装置 .......................................................11 3.3 皮带传动 .......................................................12 3.4 齿轮系传动 .....................................................13 3.5 直齿锥齿轮 .....................................................13 3.6 检料机构 .......................................................15 3.7 送料机构 .......................................................16 3.8 凸轮机构 .......................................................18
第四章 方案分析与评价 ........................................20
4.1 优点 ...........................................................20 4.2 缺点 ...........................................................20 4.3 改进 ...........................................................21
附录 .............................................................. 22
总结 .............................................................. 28
参考文
献..................................................................
专业 知识分享
健身球检验分类机设计说明参考 机械原理课程设计 说明书 目录一、设计要求 1.1 设计题目 1.2 设计任务 1.3 设计提示 二、功能分解 三、机构选用 3.1 进料及送料机构 3.2 检验及接料机构 3.3 方案的选择 四、机构的组合 4.1 机构运动方案简图 4.2 健身球检验分类机工作流五、机器基本组成应用与尺寸设计 5.1 电动机 5.2传动装置 5.3 凸轮推杆滑块 5.4 检料装置 5.5凸轮推杆滑块装置 六、健身球检测分类机分析与评价 6.1优点 6.2缺点
七、参考资料 一、设计要求 1.1设计题目 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球(石料)按直径分类。检测后送入各自指定位置。整个工作过程(包括进料、送料、检测、接料)自动完成。 健身球直径范围为,40~46mm，要求分类机将健身球按直径大小分为三类。 直径范围为,40~42mm,42~44mm的为第一类，直径范围在的为第二类，直径范围在,44~46mm的为第三类。 技术要求见下表 表1 技术要求参数 方案号电机转速/(r/min) 生产率(检球速度)/(个/min) A 1440 20 B 960 10 C 720 15 1.2设计任务 (1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在类的三种机构。 (2)设计传动系统并确定其传动比分配。 (3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图。 (4)绘制凸轮机构设计图(包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置)。要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓线。盘状凸轮解析法设计，圆柱凸轮用图解法设计。 (5)设计计算其中一对齿轮机构。 (6)编写设计计算说明书。 (7)学生可进一步完成:凸轮的数控加工、健身球检验分类机的计算机演示验证等。
目录 一、设计题目及任务 1.1设计题目及原始数据 1.2设计方案提示 1.3设计任务 二、设计要求 (4) 2.1功能要求 (4) 2.2工作原理 (4) 2.3工艺流程图 (4) 三、机械系统的选择及比较 (5) 3.1电动机的选择及比较 (5) 3.2传动机构的选择及比较 (5) 3.3执行机构的选择及比较 (7) 四、健身球检验分类工作原理及工艺动作流程图 (12) 4.1健身球检验分类机工作流程 (12) 4.2机械系统运动方案简图 (13) 4.3健身球检验分类机的基本组成 (13) 五、机器基本组成应用及尺寸设计 (13) 5.1电动机 (13) 5.2减速器 (13) 5.3传动装置 (14)
5.4凸轮推杆滑块 (17) 5.5检验装置与接料装置 (19) 5.6进料机构设计 (20) 5.7各机构的运动循环图 (21) 六、偏置曲柄滑块的运动分析 (22) 6.1构件的基本尺寸 (22) 6.2连杆机构的运动分析流程图 (23) 6.3编写程序 (24) 七、方案分析与评价 (29) 7.1优点 (29) 7.2缺点 (29) 7.3改进 (29) 八、总结 (30) 九、参考文献 (31) 附录一 (32) 附录二 (33) 附录三 (36) 附录
四 (37) 一、设计题目及任务 1.1设计题目及原始数据 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类：第一类：40≤ф≤42 ；第二类：42<ф≤44；第三类：44<ф≤46。 技术要求见下表： 表1 技术要求参数 1.2设计方案提示 健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目，可以有多种运动方案实现。一般的思路在于： 1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个
江西农业大学 工学院 《机械原理课程设计》课程题目：健身球检测分类机专业：机械制造及自动化姓名： 学号： 班级： 指导老师：康丽春
目录 1.设计要求................................................... 错误!未定义书签。 2:各机构方案比较、选择....................................... 错误!未定义书签。 进料机构................................................... 错误!未定义书签。:送料机构.................................................. 错误!未定义书签。 方案1：曲柄滑块机构................................... 错误!未定义书签。 方案2：凸轮滑块机构................................... 错误!未定义书签。 方案3：四杆机构....................................... 错误!未定义书签。 :送料机构方案分析、比较.................................. 错误!未定义书签。 ：送料机构方案确定....................................... 错误!未定义书签。检测机构：................................................. 错误!未定义书签。 方案1：凸轮+滑道机构.................................. 错误!未定义书签。 方案2：槽轮+转盘机构+半圆形环状管道................... 错误!未定义书签。 ：检测机构方案分析、比较................................. 错误!未定义书签。 ：检测机构方案确定....................................... 错误!未定义书签。：接料机构：............................................... 错误!未定义书签。 方案1：四分之一圆管................................... 错误!未定义书签。 方案2：机械手....................................... 错误!未定义书签。 ：接料机构方案分析、比较................................. 错误!未定义书签。 ：检测机构方案确定....................................... 错误!未定义书签。：最终机构方案的组合：..................................... 错误!未定义书签。 3.机构运动循环图............................................. 错误!未定义书签。 4.工作原理................................................... 错误!未定义书签。 5.传动系统的设计计算......................................... 错误!未定义书签。 减速装置的设计计算：....................................... 错误!未定义书签。槽轮机构的设计计算：....................................... 错误!未定义书签。凸轮机构的设计计算：....................................... 错误!未定义书签。：曲柄滑块机构的设计计算................................... 错误!未定义书签。 6.机构运动简图............................................... 错误!未定义书签。 7.致谢：..................................................... 错误!未定义书签。 8.参考文献：................................................. 错误!未定义书签。
《机械原理》课程设计说明书健身球检验分类机 院部：机电工程学院 班级：12机械卓越班 姓名：王晨一 学号：21206072541 指导教师：钱外声
目录 一、设计任务书 (3) 1.1设计题目及数据 1.2设计方案 1.3设计任务 1.4工作原理以及工艺动作流程图(a)与功能逻辑图(b) 二、执行构件及其运动设计 (5)
2.1进料与送料机构 2.2检验分类与按类存放机构 2.3执行构件的运动循环图（运动协调性）设计2.4机构选型及组合 2.4.1根据工艺过程确定执行构件的运动形式 2.4.2根据执行构件的运动形式选择机构2.5方案评价及优选 2.6方案结果分析 2.7减速装置的尺寸设计 2.7.1齿轮系传动 2.7.2皮带传送 2.7.3直齿锥齿轮
三、机械系统的运动简图及相关性能分析和方案评价 (16) 3.1运动方案简图 3.2健身球分类机优、缺点 3.3健身球分类机的改进 3.4方案整体评价 四、参考文献 (18) 一、设计任务书
1.1设计题目及数据 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类：第一类：40≤ф≤42 ；第二类：42<ф≤44；第三类：44<ф≤46。其他技术要求见下表： 健身球分类机设计数据表 1.2设计方案 1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个接料口，直径大于42mm的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。以此类推。 2.球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。 3.此外，需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。可由曲柄滑块机构、槽轮机构等实现。 1.3设计任务 1.健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构，齿轮机构在内的三种机构； 2.设计传动系统并确定其传动比分配，并在图纸上画出传动系统图； 3.图纸上画出健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图；
《机械原理》课程设计 说明书 设计题目：健身球检验分类机 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 2014年月号
目录 一、设计要求 1.1 设计题目 1.2 设计任务 1.3 设计提示 二、功能分解 三、机构选用 3.1 进料及送料机构 3.2 检验及接料机构 3.3 方案的选择 四、机构的组合 4.1 机构运动方案简图 4.2 健身球检验分类机工作流 五、机器基本组成应用与尺寸设计 5.1 电动机 5.2传动装置 5.3 凸轮推杆滑块 5.4 检料装置 5.5凸轮推杆滑块装置 六、健身球检测分类机分析与评价 6.1优点 6.2缺点 七、参考资料
一、设计要求 1.1设计题目 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置。整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为mm 46~40φ，要求分类机将健身球按直径大小分为三类。 直径范围为mm 42~40φ的为第一类，直径范围在mm 44~42φ的为第二类，直径范围在mm 46~44φ的为第三类。 技术要求见下表 表1 技术要求参数 1.2设计任务 (1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在类的三种机构。 (2)设计传动系统并确定其传动比分配。 (3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图和运动循环图。 (4)绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置）。要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓线。盘状凸轮解析法设计，圆柱凸轮用图解法设计。 (5)设计计算其中一对齿轮机构。 (6)编写设计计算说明书。 (7)学生可进一步完成：凸轮的数控加工、健身球检验分类机的 计算机演示验证等。
目录
第一章 功能与设计要求 ...................................................................................2
1.1 功能要求..................................................................................................................2 1.2 工作原理..................................................................................................................2 1.3 功能分解..................................................................................................................2 1.4 功能原理的工艺过程分解......................................................................................3
第二章 机械系统的选择与比较 ....................................................................5
2.1 电动机的选取..........................................................................................................5 2.2 传动机构的选取与比较..........................................................................................5 2.3 执行机构的选取与比较..........................................................................................7 2.4 构件的运动形式......................................................................................................9 2.5 机械系统运动转换功能图......................................................................................9 2.6 用形态学矩阵法创建机械系统运动方案............................................................10
第三章 尺寸设计 ................................................................................................ 11
3.1 电动机.................................................................................................................... 11 3.2 减速装置................................................................................................................ 11 3.3 皮带传动................................................................................................................12 3.4 齿轮系传动............................................................................................................13 3.5 直齿锥齿轮............................................................................................................13 3.6 检料机构................................................................................................................15 3.7 送料机构................................................................................................................16 3.8 凸轮机构................................................................................................................18
第四章 方案分析与评价 .................................................................................20
4.1 优点........................................................................................................................20 4.2 缺点........................................................................................................................20 4.3 改进........................................................................................................................21
附录 ............................................................................................................................22
总结 ............................................................................................................................28
参考文献...................................................................................................................29
目录 绪论机械原理课程设计任务书 (2) 0.1 设计题目及原始数据 (2) 0.2 设计方案提示 (2) 一、设计要求 (3) 1.1功能要求 (3) 1.2工作原理 (3) 1.3工艺流程图 (4) 二、机械系统的选择及比较 (4) 2.1电动机的选择及比较 (5) 2.2传动比的分配 (5) 2.3传动机构的选择及比较 (6) 2.4执行机构的选择及比较 (8) 三、机械系统方案的拟定于比较 (11) 3.1根据工艺过程确定执行构件的运动形式 (11) 3.2功能转换图 (11) 3.3根据执行构件的运动形式选择机构 (12) 3.4形态学矩阵 (12) 四、健身球检验分类工作原理及工艺动作流程图 (13) 4.1健身球检验分类机工作流程 (13) 4.2机械系统运动方案简图 (14) 4.3健身球检验分类机的基本组成 (14) 五、机器基本组成应用及尺寸设计 (15) 5.1电动机 (15) 5.2减速器 (15) 5.3传动装置 (15) 5.4凸轮推杆滑块 (18) 5.5检验装置与接料装置 (20) 5.6进料机构设计 (20) 5.7各机构的运动循环图 (22) 六、偏置曲柄滑块的运动分析 (22) 6.1构件的基本尺寸 (22) 6.2连杆机构的运动分析流程图 (23) 七、方案分析与评价 (24) 7.1优点 (24) 7.2缺点 (24) 7.3改进 (24) 八、参考文献 (25) 九、总结 (26)
机械原理课程设计任务书 0.1设计题目及原始数据 设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 健身球直径范围为ф40～ф46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类：第一类： 40≤ф≤42 ；第二类：42<ф≤44；第三类：44<ф≤46。 其他技术要求见下表： 健身球分类机设计数据表 方案号电动机转速（r/min）生产率（检球速度）（个/min） B 960 10 0.2设计方案提示 健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目，可以有多种运动方案实现。一般的思路在于： 1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个接料口，直径大于42mm的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。以此类推。 2.球的尺寸控制还可由凸轮机构实现。 3.此外，需要设计送料机构、接料机构、间歇机构等。可由曲柄滑块机构、槽轮机构等实现。
目录 前言 (3) 第一章、设计题目与要求 (4) 第二章、机构方案设计简图 (5) 第三章、原动机的选择 (5) 第四章、传动比的分配 (7) 第五章、传动机构的选择与比较 (8) 第六章、执行机构的选择与比较 (10) 6.1 进料机构 (10) 6.2 检验机构 (13) 第七章、机械系统运动方案的拟定与比较 (16) 第八章、机械系统运动循环图 (17) 第九章、凸轮运动分析与设计 (18) 结束语 (20) 附录：（图纸）
前言 【摘要】随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善，消费者的价值观念变化很快，市场需求才出现多样化的特征，机械产品的种类日益增多，例如，各种金属切削机床、仪器仪表、重型机械、轻工机械、纺织机械、石油化工机械、交通运输机械、海洋作业机械、钢铁成套设备、办公设备、家用电器以及儿童玩具等等。同时，这些机械产品的寿命周期也相应缩短。企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素。机械产品的设计是对产品的功能、工作原理、系统运动方案、机构的运动与动力设计、机构的结构尺寸、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算，并将其转化为具体的描述以作为制造的工作过程。当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，综合国力的竞争日趋激烈。国力的竞争，归根结底是科技与人才的竞争。而机械原理课程设计是机械原理课程的一个重要实践性教学环节，同时，又是机械类专业人才培养计划中一个相对独立的设计实践，在培养学生的机械综合设计能力及创新意识与能力方面，起着重要的作用。在课程设计中，它培养了学生创新设计的能力。 本次设计的是健身球分类机系统设计，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要同学们理性的思维和丰富的空间想象能力。
广西科技大学 机械原理课程设计说明书 设计题目：健身球检验分类机 学院：汽车与交通学院 专业：车辆工程 班级：车辆111 设计者：*****
学号：***** 指导老师：***** 2013年7月5日 目录 第一章设计要求 1.1设计题目 (2) 1.2 设计任务 (2) 1.3 设计提示 (3) 第二章方案的选定 2.1 解题思路 (3) 2.2 不同方案的对比 (3) 第三章传动方案 3.1传动方案的拟定及电动的选择 (6) 第四章主要执行结构方案设计
4.1 进料机构 (12) 4.2 测健身球直径 (13) 4.3 送料机构 (13) 4.4 接料机构 (13) 4.5 工作原理以及工艺动作流程图 (14) 课程设计的感受 (14) 参考文献： (15) 第1章设计要求 1.1 设计题目 （1）设计健身球自动检验分类机，将不同直径尺寸的健身球（石料）按直径分类。检测后送入各自指定位置，整个工作过程（包括进料、送料、检测、接料）自动完成。 （2）健身球直径范围为φ40~46mm，要求分类机将健身球按直径的大小分为三类。 （3）直径范围在φ40~42mm的为第一类，直径范围在φ42~44mm的为第二类，直径范围在φ44~46mm的为第三类。其他技术要求见表1：
表1 健身球分类机设计数据 1.2 设计任务 (1)健身球检验分类机一般至少包括凸轮机构、齿轮机构在内的两种机构。 (2)设计传动系统并确定其传动比分配。 (3)绘制健身球检验分类机的机构运动方案简图。 (4)绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线、凸轮轮廓线和从动件的初始位置）。要求确定运动规律，选择基圆半径，校核最大压力角与最小曲率半径，确定凸轮廓线。 (5)设计计算其中一对齿轮机构。 (6)编写设计计算说明书。 (7)学生可进一步完成：凸轮的数控加工、健身球检验分类机的计算机演示验证等。 表2为设计任务分配表。 表2 设计任务分配表 1.3 设计提示 健身球自动检验分类机是创造性较强的一个题目，可以有多种运动方案实现。一般的思路在于： 1.球的尺寸控制可以靠三个不同直径的接料口实现。例如：第一个接料口直径为42mm，中间接料口直径为44mm，而第三个接料口直径稍大于46mm。使直径小于（等于）42mm的球直接落入第一个接料口，直径大于42mm的球先卡在第一个接料口，然后由送料机构将其推出滚向中间接料口。以此类推。