陳偉 陳丹

【摘要】本設(shè)計(jì)的健身球大小分類機(jī)的功能是將大小不一的健身球區(qū)別出來的一種裝置，它具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝拆卸容易、操作簡便等特點(diǎn)。本文分析比較了立式、臥式以及階梯型分類機(jī)構(gòu)，最后確定采用立式分類機(jī)構(gòu);分析比較了筒式與階梯筒式接料機(jī)構(gòu)，效果更優(yōu)的階梯筒式被采用。

【關(guān)鍵詞】健身球;分類機(jī);分類機(jī)構(gòu);接料機(jī)構(gòu)

引言

過去市場上對于健身球的分類還處于比較原始的階段，主要還是通過人工檢測健身球的直徑進(jìn)行分類。人工分類健身球的速度慢，分類的準(zhǔn)確度低，效率低下，如果需要分類的健身球很多，將會浪費(fèi)很大的勞動(dòng)力。另外，工作人員在長時(shí)間的單一的分類工程中，也容易產(chǎn)生疲勞，使得工作的效率進(jìn)一步降低，分類的效果之差顯而易見。因此，人工分類健身球的方法還是有一定的局限性，健身球的分類應(yīng)該可以通過更好的方法得到實(shí)現(xiàn)。

1.分類功能的比較與選擇

方案一：采用臥式分類機(jī)構(gòu)

圖1 臥式分類機(jī)構(gòu) ? ? ? ? ? 圖2立式分類機(jī)構(gòu)

如圖1所示，分類機(jī)構(gòu)的主體為一個(gè)略微傾斜的軌道（為了防止健身球通過的時(shí)候速度太快，軌道傾斜的角度不宜太大），在軌道的中間分別有兩個(gè)出槽口，出槽口的大小不一樣。第一個(gè)出槽口設(shè)置成42mm，第二個(gè)出槽口設(shè)置成44mm。另外，在兩個(gè)出槽口的下方，分別有兩個(gè)凸輪推桿機(jī)構(gòu)。

其工作原理為：當(dāng)健身球通過送料機(jī)構(gòu)進(jìn)入分類機(jī)構(gòu)時(shí)，當(dāng)健身球進(jìn)入第一個(gè)出槽口時(shí)，凸輪推桿正好出于最低點(diǎn)，根據(jù)大球能通過，小球不能通過的原理。如果進(jìn)入的健身球?yàn)樾∏颍瑒t球通過出槽口進(jìn)入接料機(jī)構(gòu);如果進(jìn)入的健身球?yàn)榇笄?，由于大小球的直徑相差不大，球?qū)诔霾劭?，這時(shí)候出槽口下方的凸輪推桿在上下運(yùn)動(dòng)工程中，就會將球推入下一級進(jìn)行分類。以此類推，完成健身球的分類工作。

其優(yōu)點(diǎn)：占地面積比較小、檢驗(yàn)速度快。

其缺點(diǎn)：減料出口磨損比較大，檢驗(yàn)比較不準(zhǔn)確。

方案二：采用立式分類機(jī)構(gòu)

如圖2所示，分類裝置的主體為三個(gè)分類槽出口，大小由上往下逐漸增大，球的傳送通過凸輪機(jī)構(gòu)的反復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

其工作原理為：在健身球進(jìn)入分類機(jī)構(gòu)時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)處于最高位置，這時(shí)候凸輪推桿慢慢往下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)小球能通過，大球不能通過的原理。如果小球不能通過第一個(gè)槽口，則球隨著凸輪推桿機(jī)構(gòu)繼續(xù)往下運(yùn)動(dòng)，以此類推，直至完成健身球的分類。

其優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，檢驗(yàn)精確，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)容易。其缺點(diǎn)：分類時(shí)間比較長，分類速度相對較慢。

綜上所述，根據(jù)本設(shè)計(jì)的分類功能的實(shí)現(xiàn)需要分類機(jī)構(gòu)檢測精度準(zhǔn)確，檢測速度盡量快，占地面積小等特點(diǎn)。又結(jié)合上面機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)可知立式分類機(jī)則能基本滿足設(shè)計(jì)的各個(gè)要求。因此，分類功能的實(shí)現(xiàn)采用立式分類機(jī)構(gòu)，選擇方案二，其三維圖如圖3所示。

圖3立式分類機(jī)構(gòu)三維圖

2.接料功能

方案一：采用筒式接料裝置

圖4 圓柱筒式接料裝置 ?圖5梯形筒式接料裝置

如圖4所示，接料機(jī)構(gòu)由三個(gè)相同的圓柱筒組成，三個(gè)槽可以將通過分類機(jī)構(gòu)的健身球接住，從而完成健身球的分類工作。

其優(yōu)點(diǎn)：可以容納的健身球個(gè)數(shù)多，制造方便。

其缺點(diǎn)：由于健身球材料為石料，進(jìn)入接球裝置里的健身球由于沒有緩沖裝置容易產(chǎn)生磨損。

方案二：采用梯形筒式接料緩沖裝置

如圖5所示，接料機(jī)構(gòu)由三個(gè)相同的圓柱筒組成，由于健身球的材料為石料，為了減小掉下時(shí)所造成的磨損，在圓柱筒的底部安裝有由彈簧組成的減振裝置。三個(gè)槽可以將通過檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的健身球接住，從而完成健身球的檢驗(yàn)分類。

其優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，經(jīng)過檢驗(yàn)后的健身球能穩(wěn)穩(wěn)得收集起來，同時(shí)不造成破損，并且健身球不會彈出接料槽。

其缺點(diǎn)：可以收集的健身球數(shù)量較少。

綜上所述，根據(jù)本文的設(shè)計(jì)要求，考慮要使收集起來的健身球所受到的磨損盡量少，圓柱筒式接球裝置雖然收集的球可以比較多，但是造成的磨損將比較嚴(yán)重，此方案不可取。而方案二的接球裝置可以盡量減少健身球的磨損，符合設(shè)計(jì)要求。

所以，接料裝置選用梯形筒式接料裝置，選擇方案二。

結(jié)語

本文分析和設(shè)計(jì)了健身球大小分類機(jī)的分類和接料功能，通過綜合優(yōu)缺點(diǎn)，確定采用檢測精度準(zhǔn)確，檢測速度更快的立式分類機(jī)與能減少健身球磨損的梯形筒式接料裝置，滿足了設(shè)備的功能要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2008：11-180.

[2] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006：143-419.

[3] 張春林.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：34-56.