机械原理
课程设计
说明书
设计题目 健身球检验分类机
机械系机械设计制造动化专业机班
设计者 XXXXX
指导教师 XXXXX
2009年 X月X日
目录
前言……………………………………………………………………3
第章设计题目求…………………………………………… 4
第二章机构方案设计简图…………………………………………5
第三章原动机选择………………………………………………5
第四章传动分配………………………………………………7
第五章传动机构选择较……………………8
第六章执行机构选择较……………………10
61 进料机构 …………………………………………………10
62 检验机构 …………………………………………………13
第七章机械系统运动方案拟定较………………………… 16
第八章机械系统运动循环图………………………17
第九章凸轮运动分析设计……………………18
结束语 …………………………………………………………………20
附录：（图纸）
前言
摘 着科学技术工业生产水断发展生活条件断改善消费者价值观念变化快市场需求出现样化特征机械产品种类日益增例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电器童玩具等等时机械产品寿命周期相应缩短企业赢市场必须断开发符合市场需求产品新产品设计制造中设计产品开发第步决定产品性质量水市场竞争力济效益素机械产品设计产品功工作原理系统运动方案机构运动动力设计机构结构尺寸力量传递方式零件材料形状尺寸润滑方法等进行构思分析计算转化具体描述作制造工作程 世界科学技术突飞猛进知识济已见端倪综合国力竞争日趋激烈国力竞争根结底科技竞争机械原理课程设计机械原理课程重实践性教学环节时机械类专业培养计划中相独立设计实践培养学生机械综合设计力创新意识力方面起着重作课程设计中培养学生 创新设计力
次设计健身球分类机系统设计见设计门简单课程需学理性思维丰富空间想象力
第章 设计求
1 设计健身球动检验分类机直径健身球（石料）直径分类检测送入制定位置整工作程（包括进料送料检测接料）动完成健身球直径范围φ40‐46mm求分类机健身球直径分三类
（1）Φ40 mm≤第类≤φ42 mm
（2） Φ42 mm <第二类≤φ44 mm
（3） Φ44 mm <第三类≤φ46 mm
2．设计务
(1)健身球检验分类机构般少包括凸轮机构
齿轮机构三种机构
(2)设计传动系统确定传动分配
(3)绘制健身球检验分类机构运动方案简图运动循环图
(4)绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线凸轮廓线动件初始位置）求确定运动规律选择基圆半径校核压力角曲率半径确定凸轮廓线
(5)设计计算期中齿轮机构
第二章 设计机构简图
第三章 原动机选择
1 原始数
方案号
电动机转速(rmin)
生产球（min）
A
1440
20
B
960
10
C
720
15
2 原动机选择参考条件：
（1）现场源供应条件
（2）工作机载荷特性工作制度
（3）工作机启动稳性载力调速
控制力等方面求
（4）原动机否工作操作维修简便
否需防尘防爆防腐等
（5） 原动机初始成运行维护费
3 原动机性较参考机械原理课程设计指导书表32
4 健身球减员分类机属工业批量生产中应 考虑实际场景般工厂电220V原动机易选220v交流电动机减少噪音般气动机整设计方案考虑达高产率减少减速程机构宜采转速较低电动机
5 原动机选定
综考虑易采220V交流电压工作电动机转速720rmin预计生产率20min
第四章 传动分配
1 确定总传动
原动机转速 n原720
凸轮转速 nⅠ20
工作轴转速 nⅡ5
总传动
iⅠ n原 nⅠ7202036
iⅡ n原 nⅡ7205144
2．传动分配
总传动i级传动进行分配
ii1i2i3…in
式中i1i2i3…in级传动传动
传动分配求：
a) 级传动应推荐范围选取（参见机械原理课程设计指导书附录2）
b) 级传动承载力充分发挥结构尺寸协调匀称
c) 级传动具较外形尺寸较重量中心距
d) 建议约分传动避免某齿轮磨损分集中降低噪声震动
3．级传动分配表
传动
分配
级
i1
i2
i3
i4
i5
机构
12
2’3
3’4
45
56
iⅠ
95
1
20
1
4
iⅡ
95
1
20
1
第五章 传动机构选择较
1 传动机构选择
根机械传动程中传动效率传递量稳定性性合理选择传动机构
2 传动机构工作原理分类：机械传动流体传动电力传动三类具体参机械原理课程设计指导书表33工作原理传动分类特点
3 种传动机构特点特性参考机械原理课程设计指导书附录2
4 种传动机构传动效率较参考机械原理课程设计指导书附录3
5 设计方案中级传动机构选择
机构
1
2
2’
3
3’
4
5
5’
6
6’
Ⅰ
带轮
带轮
锥齿轮
锥齿轮
蜗杆
蜗轮
直齿轮
拨盘
槽轮
直齿轮
Ⅱ
带轮
带轮
锥齿轮
锥齿轮
蜗杆
蜗轮
直齿轮
凸轮
推杆
滑块
6 传动机构说明
实现较减速考虑时3’4机构处采蜗轮蜗杆机构组合送料接料检验保持步检料处采槽轮机构检料时接料盘转14圈送进球
第六章 执行机构选择较
1 送料机构（简图）
（1） 送料求送球时求球料斗中送出检验达生产率20分钟分钟料斗里送出20健身球检验机构中
（2） 凸轮选择：分钟送出20球均3秒推出球球推出间歇循环考虑选凸轮机构曲柄滑块机构组合实现通凸轮旋转推动推杆做周期性复运动起带动送料滑块次回送出球分钟送出20达预期生产率
（3） 料斗设计：料斗设计考虑落料否畅健身球材质石料设计料斗采锥形漏斗形料斗料斗唯会造成堵塞现象两三球面图：
石料球身重力机器微震动加出现种绝面概率甚微设计料斗斜度会产生堵塞状况料斗斜度设计根球直径重量计算计算：
fuFN+Tcosθ
FNmgcosθ+Tsinθ
Fmgsinθ
F>f
mgsinθ>umgcosθ+uTsinθ+Tcosθ
T >mg
Sinθ>u(cosθ+sinθ)+cosθ
(sinθcosθ)(cosθ+sinθ)>u
θ>45∘
中 m球质量
u石料铁摩擦系数
T球球间挤压力
料斗斜度设计 45度时保证球落
堵塞概率然保证100畅
2 检验分类机构设计
（1） 检验原理
根球直径分三类设置三直径圆孔分Φ42Φ44Φ46转盘接料完成间歇运动间歇运动进程转盘14间歇停顿时间完成两次检测检验完成合适面撑板转动撑起球料接料转盘转动送检验口中检测机构原理图见图纸
（2） 间歇机构选择
根题目求选择三类球球三孔中检测便分类次检验时作间歇运动行程角度900考虑采槽轮机构（图）检验撑板转动连续槽轮转动周期保证转动14圆周步带动撑板齿轮带动槽轮齿轮轴转速
（3） 槽轮机构设计参考机械原理课程设计指导书表4445
式（428）图49求中心距C转臂半径r（转臂滚子中心A转轴O1间距离）槽轮名义外圆半径R间关系
（428）
防止高速运转时击常槽轮名义外圆半径R予修正图49示
RS(R2+ρ2)12
式中：ρ—滚子半径般取r6
图49知槽轮槽底半径Rd RH槽轮外圆半径R选取RHKHR系数K H选取查表45
表45系数KH选取
槽轮槽数
3
4
5
6
8
KH
14
07
048
034
02
（4） 槽轮相关参数
槽轮槽数：4
转臂滚子数j：1
特性系数k：13
运动系数i：14
第七章 机械系统运动方案拟定较
1方案拟定
1）行槽分类机构方案
2）板门机构方案
3）间歇转盘机构方案
2方案较选择
方案（1）：料球尺寸差距2mm球滚动程中微惯性击造成检验准确
方案（2）：球尺寸差距面中挡板位移难控制板利开该方案中样存惯性击
方案（3）：该方案合理解决球运动中惯性击检验时检验卡口处进行两次检验整程保持定点定位步进行
七．机械运动简图进步验运动方案布置图
第八章 机械系统运动循环图
推 杆
送料
空回
送料
空回
送料
空回
送料
空回
接
料
转
盘
第接口
接料
检验口
二检验口
三检验口
第二接口
三检验口
接料
检验口
二检验口
第三接口
二检验口
三检验口
接料
检验口
第四接口
检验口
二检验口
三检验口
接料
支撑转盘
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
槽轮轮角 0° 90° 180° 270° 360°
第九章 凸轮运动分析设计
（1）推杆位移线图
( 2 ) 图解法凸轮设计
机械原理教材92页根工程实践验推荐推程许压力角：移动推杆［α］＝３０°～３８°求凸轮尺寸时取［α］＝４５°．选定推杆压力角［α］＝３０°．
r0
e20mm
s45sinδ
rr10mm
( 2 ) 凸轮绘制（计算机AutoCAD完成）
结束语
周奋战课程设计终完成没做课程设计前觉课程设计年学知识单纯总结通次做课程设计发现法点太片面课程设计仅前面学知识种检验力种提高通次课程设计明白原知识较欠缺学东西太前老觉什东西会什东西懂点眼高手低通次课程设计明白学长期积累程工作生活中应该断学努力提高知识综合素质
次课程设计题目设计健身球检验分类机理知识足加时没什设计验开始时候手忙脚乱知入手老师谆谆教导学热情帮助找信心现想想实课程设计中天累尤两天更忙开交甚学选择整天学画图找资料连饭顾吃实正老师说样设计需东西书时老想找什捷径完成次务机械设计课程设计没简单想copy者想胡乱蒙两数骗骗老师行数机械设计书者机械设计手册找出处相关计算程吃少亏设计健身球分类机装配草图时没太注意相关尺寸致设计整体图出现较结构错误间接导致装配图步履维艰然种种困难已克服难免疏忽遗漏方完美总求方跌倒两次重抱着心理步步走终完成务
设计程中培养综合运机械设计课程课程理知识利生产时间知识解决实际问题力真正做学致期间学间互相帮助面机械设计课程设计中遇困难培养团队精神程中充分认识知识理解接受应方面足特系统学力欠缺进步加强学更加努力次课程设计仅仅学知识次系统总结应力次检验次课程设计中天气热许学顾热天认真设计精神嘉次课程设计中学关系更进步学间互相帮助什懂家起商量听听法更理解知识里非常感谢帮助学非常感谢指导老师天辞辛劳指导
参考文献
机械原理课程设计指导书裘建新编高等教育出版社20054
机械原理刘会英杨志强张明勤机械工业出版社20075
凸轮机构设计应创新石永刚吴央芳机械工业出版社20078
机械设计手册机械设计手册编员会机械工业出版社20073
机械设计实机构装置图册(美）斯克莱特（SclaterN）（美）奇罗尼斯（Chironis）NP)编邹译机械工业出版社20072
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课程设计
说明书
设计题目 健身球检验分类机
机械系机械设计制造动化专业机班
设计者 XXXXX
指导教师 XXXXX
2009年 X月X日
目录
前言……………………………………………………………………3
第章设计题目求…………………………………………… 4
第二章机构方案设计简图…………………………………………5
第三章原动机选择………………………………………………5
第四章传动分配………………………………………………7
第五章传动机构选择较……………………8
第六章执行机构选择较……………………10
61 进料机构 …………………………………………………10
62 检验机构 …………………………………………………13
第七章机械系统运动方案拟定较………………………… 16
第八章机械系统运动循环图………………………17
第九章凸轮运动分析设计……………………18
结束语 …………………………………………………………………20
附录：（图纸）
前言
摘 着科学技术工业生产水断发展生活条件断改善消费者价值观念变化快市场需求出现样化特征机械产品种类日益增例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电器童玩具等等时机械产品寿命周期相应缩短企业赢市场必须断开发符合市场需求产品新产品设计制造中设计产品开发第步决定产品性质量水市场竞争力济效益素机械产品设计产品功工作原理系统运动方案机构运动动力设计机构结构尺寸力量传递方式零件材料形状尺寸润滑方法等进行构思分析计算转化具体描述作制造工作程 世界科学技术突飞猛进知识济已见端倪综合国力竞争日趋激烈国力竞争根结底科技竞争机械原理课程设计机械原理课程重实践性教学环节时机械类专业培养计划中相独立设计实践培养学生机械综合设计力创新意识力方面起着重作课程设计中培养学生 创新设计力
次设计健身球分类机系统设计见设计门简单课程需学理性思维丰富空间想象力
第章 设计求
1 设计健身球动检验分类机直径健身球（石料）直径分类检测送入制定位置整工作程（包括进料送料检测接料）动完成健身球直径范围φ40‐46mm求分类机健身球直径分三类
（1）Φ40 mm≤第类≤φ42 mm
（2） Φ42 mm <第二类≤φ44 mm
（3） Φ44 mm <第三类≤φ46 mm
2．设计务
(1)健身球检验分类机构般少包括凸轮机构
齿轮机构三种机构
(2)设计传动系统确定传动分配
(3)绘制健身球检验分类机构运动方案简图运动循环图
(4)绘制凸轮机构设计图（包括位移曲线凸轮廓线动件初始位置）求确定运动规律选择基圆半径校核压力角曲率半径确定凸轮廓线
(5)设计计算期中齿轮机构
第二章 设计机构简图
第三章 原动机选择
1 原始数
方案号
电动机转速(rmin)
生产球（min）
A
1440
20
B
960
10
C
720
15
2 原动机选择参考条件：
（1）现场源供应条件
（2）工作机载荷特性工作制度
（3）工作机启动稳性载力调速
控制力等方面求
（4）原动机否工作操作维修简便
否需防尘防爆防腐等
（5） 原动机初始成运行维护费
3 原动机性较参考机械原理课程设计指导书表32
4 健身球减员分类机属工业批量生产中应 考虑实际场景般工厂电220V原动机易选220v交流电动机减少噪音般气动机整设计方案考虑达高产率减少减速程机构宜采转速较低电动机
5 原动机选定
综考虑易采220V交流电压工作电动机转速720rmin预计生产率20min
第四章 传动分配
1 确定总传动
原动机转速 n原720
凸轮转速 nⅠ20
工作轴转速 nⅡ5
总传动
iⅠ n原 nⅠ7202036
iⅡ n原 nⅡ7205144
2．传动分配
总传动i级传动进行分配
ii1i2i3…in
式中i1i2i3…in级传动传动
传动分配求：
a) 级传动应推荐范围选取（参见机械原理课程设计指导书附录2）
b) 级传动承载力充分发挥结构尺寸协调匀称
c) 级传动具较外形尺寸较重量中心距
d) 建议约分传动避免某齿轮磨损分集中降低噪声震动
3．级传动分配表
传动
分配
级
i1
i2
i3
i4
i5
机构
12
2’3
3’4
45
56
iⅠ
95
1
20
1
4
iⅡ
95
1
20
1
第五章 传动机构选择较
1 传动机构选择
根机械传动程中传动效率传递量稳定性性合理选择传动机构
2 传动机构工作原理分类：机械传动流体传动电力传动三类具体参机械原理课程设计指导书表33工作原理传动分类特点
3 种传动机构特点特性参考机械原理课程设计指导书附录2
4 种传动机构传动效率较参考机械原理课程设计指导书附录3
5 设计方案中级传动机构选择
机构
1
2
2’
3
3’
4
5
5’
6
6’
Ⅰ
带轮
带轮
锥齿轮
锥齿轮
蜗杆
蜗轮
直齿轮
拨盘
槽轮
直齿轮
Ⅱ
带轮
带轮
锥齿轮
锥齿轮
蜗杆
蜗轮
直齿轮
凸轮
推杆
滑块
6 传动机构说明
实现较减速考虑时3’4机构处采蜗轮蜗杆机构组合送料接料检验保持步检料处采槽轮机构检料时接料盘转14圈送进球
第六章 执行机构选择较
1 送料机构（简图）
（1） 送料求送球时求球料斗中送出检验达生产率20分钟分钟料斗里送出20健身球检验机构中
（2） 凸轮选择：分钟送出20球均3秒推出球球推出间歇循环考虑选凸轮机构曲柄滑块机构组合实现通凸轮旋转推动推杆做周期性复运动起带动送料滑块次回送出球分钟送出20达预期生产率
（3） 料斗设计：料斗设计考虑落料否畅健身球材质石料设计料斗采锥形漏斗形料斗料斗唯会造成堵塞现象两三球面图：
石料球身重力机器微震动加出现种绝面概率甚微设计料斗斜度会产生堵塞状况料斗斜度设计根球直径重量计算计算：
fuFN+Tcosθ
FNmgcosθ+Tsinθ
Fmgsinθ
F>f
mgsinθ>umgcosθ+uTsinθ+Tcosθ
T >mg
Sinθ>u(cosθ+sinθ)+cosθ
(sinθcosθ)(cosθ+sinθ)>u
θ>45∘
中 m球质量
u石料铁摩擦系数
T球球间挤压力
料斗斜度设计 45度时保证球落
堵塞概率然保证100畅
2 检验分类机构设计
（1） 检验原理
根球直径分三类设置三直径圆孔分Φ42Φ44Φ46转盘接料完成间歇运动间歇运动进程转盘14间歇停顿时间完成两次检测检验完成合适面撑板转动撑起球料接料转盘转动送检验口中检测机构原理图见图纸
（2） 间歇机构选择
根题目求选择三类球球三孔中检测便分类次检验时作间歇运动行程角度900考虑采槽轮机构（图）检验撑板转动连续槽轮转动周期保证转动14圆周步带动撑板齿轮带动槽轮齿轮轴转速
（3） 槽轮机构设计参考机械原理课程设计指导书表4445
式（428）图49求中心距C转臂半径r（转臂滚子中心A转轴O1间距离）槽轮名义外圆半径R间关系
（428）
防止高速运转时击常槽轮名义外圆半径R予修正图49示
RS(R2+ρ2)12
式中：ρ—滚子半径般取r6
图49知槽轮槽底半径Rd
表45系数KH选取
槽轮槽数
3
4
5
6
8
KH
14
07
048
034
02
（4） 槽轮相关参数
槽轮槽数：4
转臂滚子数j：1
特性系数k：13
运动系数i：14
第七章 机械系统运动方案拟定较
1方案拟定
1）行槽分类机构方案
2）板门机构方案
3）间歇转盘机构方案
2方案较选择
方案（1）：料球尺寸差距2mm球滚动程中微惯性击造成检验准确
方案（2）：球尺寸差距面中挡板位移难控制板利开该方案中样存惯性击
方案（3）：该方案合理解决球运动中惯性击检验时检验卡口处进行两次检验整程保持定点定位步进行
七．机械运动简图进步验运动方案布置图
第八章 机械系统运动循环图
推 杆
送料
空回
送料
空回
送料
空回
送料
空回
接
料
转
盘
第接口
接料
检验口
二检验口
三检验口
第二接口
三检验口
接料
检验口
二检验口
第三接口
二检验口
三检验口
接料
检验口
第四接口
检验口
二检验口
三检验口
接料
支撑转盘
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
空
推
槽轮轮角 0° 90° 180° 270° 360°
第九章 凸轮运动分析设计
（1）推杆位移线图
( 2 ) 图解法凸轮设计
机械原理教材92页根工程实践验推荐推程许压力角：移动推杆［α］＝３０°～３８°求凸轮尺寸时取［α］＝４５°．选定推杆压力角［α］＝３０°．
r0
e20mm
s45sinδ
rr10mm
( 2 ) 凸轮绘制（计算机AutoCAD完成）
结束语
周奋战课程设计终完成没做课程设计前觉课程设计年学知识单纯总结通次做课程设计发现法点太片面课程设计仅前面学知识种检验力种提高通次课程设计明白原知识较欠缺学东西太前老觉什东西会什东西懂点眼高手低通次课程设计明白学长期积累程工作生活中应该断学努力提高知识综合素质
次课程设计题目设计健身球检验分类机理知识足加时没什设计验开始时候手忙脚乱知入手老师谆谆教导学热情帮助找信心现想想实课程设计中天累尤两天更忙开交甚学选择整天学画图找资料连饭顾吃实正老师说样设计需东西书时老想找什捷径完成次务机械设计课程设计没简单想copy者想胡乱蒙两数骗骗老师行数机械设计书者机械设计手册找出处相关计算程吃少亏设计健身球分类机装配草图时没太注意相关尺寸致设计整体图出现较结构错误间接导致装配图步履维艰然种种困难已克服难免疏忽遗漏方完美总求方跌倒两次重抱着心理步步走终完成务
设计程中培养综合运机械设计课程课程理知识利生产时间知识解决实际问题力真正做学致期间学间互相帮助面机械设计课程设计中遇困难培养团队精神程中充分认识知识理解接受应方面足特系统学力欠缺进步加强学更加努力次课程设计仅仅学知识次系统总结应力次检验次课程设计中天气热许学顾热天认真设计精神嘉次课程设计中学关系更进步学间互相帮助什懂家起商量听听法更理解知识里非常感谢帮助学非常感谢指导老师天辞辛劳指导
参考文献
机械原理课程设计指导书裘建新编高等教育出版社20054
机械原理刘会英杨志强张明勤机械工业出版社20075
凸轮机构设计应创新石永刚吴央芳机械工业出版社20078
机械设计手册机械设计手册编员会机械工业出版社20073
机械设计实机构装置图册(美）斯克莱特（SclaterN）（美）奇罗尼斯（Chironis）NP)编邹译机械工业出版社20072
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