3.1垫圈检测装置功能原理方案的确定。
考虑到检测的准确性,检测机构的耐用性,以及批量化检测等要求,我们采用了方案4作为最终方案。
3.2拟定机构的运动形式和运动循环图。
本垫圈内径检测装置中采用了三个执行构件:推料机构、控制止推销的止动机构,压杆升降机构。推料机构采用的是带轮传动,以实现检测的批量化进行,提高效益;压杆升降机构的传动机构采用的是凸轮,经过计算可精确计算出近休止和远休止的角度以及相应半径;控制止推销的止动机构采用的外槽轮结合齿轮,这样能很好的实现止推销的间歇运动以及和送料机构和压杆升降机构的配合,以保证检测能有条不紊、高效快速、精度较高的进行。
在一个周期(5s)内,为满足要求,各个机构的运动情况:
即在一个周期5s内,近休止占用时间为2s,近休止的前1s用于推杆推出检测完成后的垫圈去相应的槽内(合格槽、废品槽、返工槽),后1s用于稳定带轮运来的待测垫圈;推程、远休止及回程用于垫圈的检测。
3.3执行机构选型。
三个执行机构按照其使用要求我们也各提出了一些方案,下面按照相应的工艺进行执行机构选型。
表3.3.1推料机构选型。
表3.3.2止推销传动机构选型。
表3.3.3压杆升降机构(检测台机构)选型。
3.4机械运动方案的选择。
以上三个机构各有三种方案,本可以组织成为27种机械运动方案。从这27种方案中本着符合设计条件,各机构之间的相容性以及机构尽可能简单的原则,择优选用推料机构方案2、止推销传动机构方案1、压杆升降机构方案2组成垫圈内径检测装置的机械运动方案,如表3.4所示。
表3.4垫圈内径检测装置运动方案。
下为推料机构齿轮系简图。
其中:z1=z2’=z3’=18
z2=54z3=72
z4=90z4’=34
z5=68传动比i15=z2z3z4 z5/z1z2’z3’ z4’=54*72*90*68/18*18*18*34=120/1
压杆升降(检测台)机构运动方案示意图。
控制压感探头的凸轮设计:
采用5次多项式运动规律的凸轮,以防止产生刚性冲击和柔性冲击。
以下是推杆回程的计算过程:
周期:t=5s;
基圆半径=50mm;
推程:44.4mm
推程运动角:δ0=4π/15;
回程运动角:δ‘0=4π/15;
远修止角=π2/3;
近修止角=π4/5;
计算公式:s=c0+ c1δ2+ c3δ3+ c4δ4+ c5δ5;
v= c1w+2 c2w+3 c3wδ2+4 c4wδ3+5 c5wδ4;
a=2 c2w2+6 c3 w2δ+12 c4 w2δ2+20 c5 w2δ3;
在始点处:δ=0,s=0,v=0,a=0;
在终点处:δ=0 ,s=h,v=0,a=0;
分别代入方程得到:
c0=c1=c2=0 c3= 10h/δ03 c4= -15h/δ04 c5=6h/δ05
位移:s=10hδ3/δ30-15hδ4/δ40+6hδ5/δ50 ;
速度:v=12πhδ2/δ30-24πhδ3/δ40+12πhδ4/δ50;
加速度:a=48π2hδ/5δ30-144π2hδ2/5δ40+96π2hδ3/5δ50;
如上图:z1=z2’=z3’=18
z2=54z3=72
z4=90z5=36
z6=18带轮主被动传动比是1:2,外槽轮主被动传动比是1:4
传动比i16=(z2z3z4 z6/z1z2’z3’ z5)*2/1*4/1=240/1
止动销机构,由外槽轮控制其运动规律。外槽轮的间歇运动特性很好的实现了止推销的间歇运动特性,在外槽轮主动件槽轮杆的带动下,被动槽轮进行间歇运动,再在传动齿轮的作用下,将其运动特性传递给了止推销。经solidworks运动算例分析可得出外槽轮的角位移——时间曲线图。
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