第1页目录第一章 功能与设计要求 .........................................21.1 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 ..................................52.1 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 ................................................113.1 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 ........................................204.1 优点 ...........................................................20 4.2 缺点 ...........................................................20 4.3 改进 ...........................................................21附录 .............................................................. 22总结 .............................................................. 28参考文献..................................................................第1页第2页.................................................29第一章功能与设计要求1.1 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 mm1.2 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，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，把球按分 类装好。
第2页第3页1.3 功能分解 为了实现将健身球自动分类的总功能，可将总功能分解为如 下分功能： 1. 健身球定量进球功能； 2. 健身球定量送球及定位功能； 3. 健身球大小检验功能； 4. 接球功能。
其功能逻辑图如下：定量进球持定量健身球，以直线、间歇 的进球。
直线往复的运动。
运用曲柄滑定量送球块机构使健身球能持续的进健入工作台相对应的小槽内，使身 球工作能持续稳定进行。
检验分健身球间歇得掉下来，尺寸最类的直接掉进第一个孔，稍大得机 的都卡在那里。
工精确检验健身球作系统运用滑块或偏心轮，把健身球推到第 2 个孔，然后再把最大的推到最大的孔。
接球装置运用接球通道将分类掉下 来球通过，然后再用接球仪 器将球接住。
1.4 功能原理的工艺过程分解第3页第4页1.定量进球功能：用曲柄滑块机构实现有规律的往复运动，控制 进球速度，当滑块往回运动到进料口时，健身球自动进球，然后滑块 向右运动时进料口停止进球，从而使健身球按规律定量进球。
其原理 如图 1.4a 所示。
图 1.4a 2.定量送球功能：用曲柄滑块机构实现有规律的往复运动，当滑 块向右运动时，将球推入推入送料口，使球进入规定的位置，实现定 量送球。
其原理图如图 1.4a 所示。
3.检验健身球大小功能：通过孔径的大小，控制进球类型，40mm 至 42mm 的球从第一个孔通过，42mm 至 44mm 的球从第二个孔通过从 而达到健身球分类的目的。
其原理图如图 1.4b 所示。
4.接料功能：健身球通过不同大小的孔分类后，通过规定的通道， 将球送入到指定的接料装置，从而把分类好的健身球按规定装好。
其 原理图如图 1.4b 所示。
第4页第5页图 1.4b第二章机械系统的选择与比较2.1 电动机的选取发动机是是机器中运动和动力的来源，其种类很多，有电动机、 汽油机、液压机、气动马达等。
电机结构简单、工作可靠、控制方便、 维护容易。
而健身球检验分类机属于工业批量生产中的应用，考虑实 际场景，一般工厂用电 220V 以上，原动机易选用 220v 交流电动机， 为减少噪音一般不用气动机，从整个设计方案考虑，要达到高产率且 减少减速过程机构，宜采用转速较低的电动机。
根据要求，我们这里 采用的是转速为 720r/min 的电机。
2.2 传动机构的选择与比较机械系统中的传动机构是把原动机输出的机械能传递给执行机 构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。
传 动机构最常见的有齿轮传动、带传动、蜗杆传动等。
它们的特点如下 表所示：第5页第6页特点寿命应用承载能力和速度围大；传动比恒定，可 取决于齿轮材 金 属 切 削 机齿轮传 动获得较大传动比，外廓尺寸小，工作可 料的接触和弯 床、汽车、起 靠，效率高。
制造和安装精度要求高， 曲疲劳强度以 重运输机械、 精度低时，运转有噪音；无过载保护作 及抗胶合与抗 冶金矿山机械用磨损能力以及仪器等结构紧凑，单级传动能得到很大的传动 制造精确，润 金属切削机床比；传动平稳，无噪音；可制成自锁机 滑良好，寿命 （特别是分度蜗杆传 构；传动比大、滑动速度低时效率低； 较长；低速传 机 构 ）、 起 重动 中、高速传动需用昂贵的减磨材料；制 动，磨损显著 机、冶金矿山造精度要求高，刀具费用贵。
机械、焊接转胎等轴间距围大，工作平稳，噪音小，能缓 带轮直径大， 金 属 切 削 机和冲击，吸收振动；摩擦型带传动有过 带的寿命长。
床、锻压机床、载保护作用；结构简单，成本低，安装 普 通 V 带 输送机、通风带传动 要求不高；外廓尺寸较大；摩擦型带有 3500-5000h 机、农业机械滑动，不能用于分度链；由于带的摩擦和纺织机械起电，不宜用于易燃易爆的地方；轴和轴承上的作用力很大，带的寿命较短轴间距围大；传动比恒定；链条组成件 与制造质量有 农业机械、石间形成油膜能吸振，工作可靠；作用在 关油机械、矿山轴上的荷载小；运转的瞬时速度不均 5000-15000h 机械、运输机链传动匀，高速时不如带传动平稳；链条工作械和起重机械时，特别是因磨损产生伸长以后，容易等引起共振，因而需增设紧和减振装置图 2.1由上述几种主要的传动装置相互比较可知，齿轮传动、带传动用于减第6页第7页速，故选用带传动和齿轮传动,齿轮传动效率高，工作可靠、传动精 确。
2.3 执行机构的选取与比较 1.送料机构⑴对心凸轮机构⑵曲柄滑块机构图 2.3a图 2.3b 以上两种传动机构各有特色，两者都同样能完成工作任务，但 前者若采用摆线或五次多项式运动规律，则可避免冲击，并且结构简第7页第8页单，便于设计，杆件少，功能损失少，但不便于加工。
后者有急回特 性，可实现快进慢退，有利于实现运动的配合，其易于加工，容易设 计，综合考虑决定选用后者，即曲柄滑块机构。
2 检料机构 ⑴方案一：采用不同孔径大小的通道使球分类图 2.3c ⑵方案二：采用凸轮的运动控制孔径的大小从而使球分类图 2.3d第8页第9页上诉两种检验机构都能完成我们要达到的功能任务。