1、機械原理課程設計說明書題目：墊圈內徑檢測裝置指導老師：彭曉君組員： 謝克成 08機械2班（200824123234） 陳遠強 08機械2班（200824123235） 陸世杰 08機械2班（200824123238）學院：電子信息與機電工程學院2010年12月 目錄一、 設計題目及其要求.3二、 題目分析.4三、 運動方案簡介.43.1墊圈檢測裝置功能原理方案 .53.2擬定機構的運動形式和運動循環圖83.3執行機構選型93.4機械運動方案的選擇14四、 機械傳動系統方案的擬定 . 16五、 三大機構的設計 . 16 5.1、推料機構設計 .16 5.2壓桿運動機構設計 .17 5.3止動銷運

2、動機構設計 .19六、總機械運動方案評價.20七、設計小結.21八、團隊小結.21九、參考書目.24一、 設計題目及其要求 設計墊圈內徑檢測裝置，檢測鋼制墊圈內徑是否在公差允許范圍內。被檢測的工件由推料機構送入后沿一條傾斜的進給滑道連續進給，直到最前邊的工件被止動機構控制的止動銷擋住而停止。然后，升降機構使裝有微動開關的壓桿探頭下落，檢測探頭進入工件的內孔。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。當所測工件的內徑尺寸符合公差要求時（圖a），微動開關的觸頭進入壓桿的環形槽，微動開關斷開，發出信號給控制系統（圖中未給出），在壓桿離開工件后，把工件送入合格品槽。如工件內徑尺

3、寸小于合格的最小直徑時（圖b），壓桿的探頭進入內孔深度不夠，微動開關閉合，發出信號給控制系統，使工件進入廢品槽。如工件內徑尺寸大于允許的最大直徑時（圖c），微動開關仍閉合，控制系統將工件送入另一廢品槽。1工件 2帶探頭的壓桿 3微動開關a)內徑尺寸合格 b)內徑尺寸太小 c)內徑尺寸太大二、 題目分析墊圈內徑檢測裝置，主要的運動過程為：傳動機構間歇的將工件送到檢測的位置。在傳送的過程中將被止動銷擋住剛好到所需檢測的內徑圓孔到壓桿將要下來的地方，然后壓桿下來檢測內徑是否符合要求。在壓桿下來檢測的時間里，微動開關向右移動檢測墊圈內徑是否符合要求。微動開關檢測完后向左移動，回到其原來所在的。接下來，

4、壓桿和止動銷一起上升回到其原來的地方。傳動機構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 墊圈內徑檢測裝置，用以下3個機構結合搭配組成：傳動機構設計，壓桿運動機構設計，止動銷運動機構設計。題目所給的設計數據：平墊圈內徑檢測裝置設計數據： 方案號被測鋼制平墊圈尺寸電動機轉速r/min每次檢測時間s公稱尺寸mm內徑mm外徑mm厚度mmA1010.520214405B1213242.514406C202137314408D30315649608E363766596010經小組三人討論，結合我們設計的理念與思路(挑戰高難度、高精密性)，為使機構的使用性能符合要求，適合本

5、設計，我們采用方案A.A1010.520214405周期T=5s，角速度=2/T=1.257 rad/s.3.1墊圈檢測裝置功能原理方案的確定序號方案原理圖評價1用桿件機構來作為傳動構件，以實現檢測。優點：機器的結構比較簡單，操作方便缺點：摩擦損耗太大，檢測的精確程度會使用時間的增加而減小，且不能實現大批量化的檢測。2用凸輪和步進送料機構作為壓桿傳動和推料機構的傳動件。優點：能很好的完成檢測的相關要求，且能實現批量化的檢測，精度也比較高。缺點：機構比較復雜，特別是凸輪，而且同樣也存在摩擦。3利用杠桿放大原理來作為壓桿傳動機構的傳動件。優點：效率比較高，能實現檢測要求，結構比方案2要稍微簡單些。

6、缺點：沒有解決止推銷的問題。4結合以上三個方案，我們定出最終方案如左圖所示。推料機構、止推銷傳動機構、壓桿探頭傳動機構都采用了比較好的方案，能保證墊圈內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。缺點是，制造起來比較復雜?？紤]到檢測的準確性，檢測機構的耐用性，以及批量化檢測等要求，我們采用了方案4作為最終方案。3.2擬定機構的運動形式和運動循環圖本墊圈內徑檢測裝置中采用了三個執行構件：推料機構、控制止推銷的止動機構，壓桿升降機構。推料機構采用的是帶輪傳動，以實現檢測的批量化進行，提高效益；壓桿升降機構的傳動機構采用的是凸輪，經過計算可精確計算出近休止和遠休止的

7、角度以及相應半徑；控制止推銷的止動機構采用的外槽輪結合齒輪，這樣能很好的實現止推銷的間歇運動以及和送料機構和壓桿升降機構的配合，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，為滿足要求，各個機構的運動情況：即在一個周期5s內，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槽內（合格槽、廢品槽、返工槽），后1s用于穩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。3.3執行機構選型三個執行機構按照其使用要求我們也各提出了一些方案，下面按照相應的工藝進行執行機構選型。表推料機構選型序號運動方案及評價123表止推銷傳動機構選型序號運動方案及評

8、價123表壓桿升降機構（檢測臺機構）選型序號運動方案及評價1233.4機械運動方案的選擇以上三個機構各有三種方案，本可以組織成為27種機械運動方案。從這27種方案中本著符合設計條件，各機構之間的相容性以及機構盡可能簡單的原則，擇優選用推料機構方案2、止推銷傳動機構方案1、壓桿升降機構方案2組成墊圈內徑檢測裝置的機械運動方案，如表3.4所示。表3.4墊圈內徑檢測裝置運動方案推料機構止推銷傳動機構壓桿升降機構四、 機械傳動系統方案的擬定推料機構墊圈內徑檢測裝置止推銷傳動機構壓桿升降機構五、三大機構的設計5.1、推料機構設計推料機構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。它需要在運動規律

9、上和控制止動銷的止動機構和壓桿升降機構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，且其可以循環往復無間斷的來進給墊圈。機構由齒輪來傳動，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。從所給的設計數據中我們得知：原動件的轉動周期為1/24s，而檢測周期為5s，因此推料機構的齒輪系的傳動比需為120：1，這要由多級齒輪傳動來實現。下為推料機構齒輪系簡圖其中：z1=z2=z3=18; z2=54; z3=72; z4=90; z4=34; z5=68傳動比i15=z2z3z4 z5/z1z2z3 z4=54*72*90*68/18*18

10、*18*34=120/15.2、壓桿升降機構設計壓桿升降（檢測臺）機構運動方案示意圖控制壓感探頭的凸輪設計：采用5次多項式運動規律的凸輪,以防止產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：0=4/15；回程運動角：0=4/15；遠修止角=2/3；近修止角=4/5；計算公式：s=C0+ C12+ C33+ C44+ C55； v= C1w+2 C2w+3 C3w2+4 C4w3+5 C5w4； a=2 C2w2+6 C3 w2+12 C4 w22+20 C5 w23；在始點處：=0，s=0,v=0,a=0；在終點處：=0 ,

11、s=h,v=0,a=0；分別代入方程得到：C0=C1=C2=0 C3= 10h/03 C4= -15h/04 C5=6h/05位移：s=10h3/30-15h4/40+6h5/50 ；速度：v=12h2/30-24h3/40+12h4/50；加速度：a=482h/530-1442h2/540+962h3/550；5.3、止推銷運動機構設計如上圖所示，發動機帶動齒輪傳動，再借助帶輪傳動外槽輪，外槽輪再經由齒輪傳動止推銷，最終實現止推銷的間歇運動。止推銷運動機構簡圖:止推銷傳動比計算如下：如上圖： z1=z2=z3=18 ; z2=54; z3=72; z4=90; z5=36; z6=18帶輪主

12、被動傳動比是1:2，外槽輪主被動傳動比是1:4傳動比i16=(z2z3z4 z6/z1z2z3 z5)*2/1*4/1=240/1止動銷機構，由外槽輪控制其運動規律。外槽輪的間歇運動特性很好的實現了止推銷的間歇運動特性，在外槽輪主動件槽輪桿的帶動下，被動槽輪進行間歇運動，再在傳動齒輪的作用下，將其運動特性傳遞給了止推銷。經SOLIDWORKS運動算例分析可得出外槽輪的角位移時間曲線圖。六、總機械運動方案評價經小組的一起努力，機械運動方案最終敲定，并建模、裝配、試運行。過程中不免有疑惑、坎坷，綜合評價該檢測裝置，該裝置止動銷、壓桿、推料機構精確地配合運動，符合每5秒檢測一個墊圈的技術要求，檢測的

13、探頭對工件的沖擊較小，總的來說該設計符合技術要求。可能我們想的還不夠仔細，或許會有更好的方案，希望老師能斧正。七、設計小結作為大學生以來第一次的課程設計終于完成了，經過了幾天的分析、計算和繪制，經過了團隊合作和各自的思考，經過了之前的無從下手和有所領悟，課程設計總算完成了。這是分工協作的的成果：陸世杰負責傳動機構的配合，陳遠強負責零件的建模，謝克成負責說明書的制作。當然我們并不是等到各個部分的設計完成之后再將其合并匯總，交流和討論貫穿了設計的整個過程。在這次課程設計中，我們遇到的問題和經驗，成為了我們走向外門世界的路上的首次嘗試，使原本崎嶇不平的道路變得饒有興致。在未來的學習當中，我們仍需要保

14、持住現在這份熱情，將困難熔進身體，使之成為自己與外界抗衡的資本。八、 團隊小結其實從一開始，我們根本無從下手，面對突如其來的首次課程設計，我們都像無頭蒼蠅似地亂撞，可經過這么多天的不懈努力探索，我們機械原理課程設計的墊圈內徑檢測裝置終于完成了。單靠一個人來搞一個設計真的是很難，不是說一個人搞不定，而是有時候考慮很欠缺全面，針對不同的問題，我們每一次激烈的爭執都很受益匪淺。總之，我們一路走來，歷盡千辛萬苦，克服重重難題，有過分歧，有過佩服，可最終我們堅持了下來，取得了成功！體會有很多，主要有以下幾點：1.讓我們充分地認識到了團隊合作的重要性。原本我們盡可呆在宿舍里面埋頭做設計，可是如此浩瀚的工作量在短時間內由一個人完成幾乎是不可能的。在合理的分工后，我們又有很多協作，遇到問題大家一起商量，當想出一個好方案后那種喜悅的心情我們一起分享！2.是一次可以說是逼人不得不學習的一個好方法。雖然我們都已經學過了機械原理，機械制圖等等的有關這方面的科目?？墒俏覀儯繉W完一個科目，我們往往都會把