健身球大小分类机的分类与接料功能的选择与设计

陈伟 陈丹

【摘要】本设计的健身球大小分类机的功能是将大小不一的健身球区别出来的一种装置，它具有结构简单、安装拆卸容易、操作简便等特点。本文分析比较了立式、卧式以及阶梯型分类机构，最后确定采用立式分类机构;分析比较了筒式与阶梯筒式接料机构，效果更优的阶梯筒式被采用。

【关键词】健身球;分类机;分类机构;接料机构

引言

过去市场上对于健身球的分类还处于比较原始的阶段，主要还是通过人工检测健身球的直径进行分类。人工分类健身球的速度慢，分类的准确度低，效率低下，如果需要分类的健身球很多，将会浪费很大的劳动力。另外，工作人员在长时间的单一的分类工程中，也容易产生疲劳，使得工作的效率进一步降低，分类的效果之差显而易见。因此，人工分类健身球的方法还是有一定的局限性，健身球的分类应该可以通过更好的方法得到实现。

1.分类功能的比较与选择

方案一：采用卧式分类机构

图1 卧式分类机构           图2立式分类机构

如图1所示，分类机构的主体为一个略微倾斜的轨道（为了防止健身球通过的时候速度太快，轨道倾斜的角度不宜太大），在轨道的中间分别有两个出槽口，出槽口的大小不一样。第一个出槽口设置成42mm，第二个出槽口设置成44mm。另外，在两个出槽口的下方，分别有两个凸轮推杆机构。

其工作原理为：当健身球通过送料机构进入分类机构时，当健身球进入第一个出槽口时，凸轮推杆正好出于最低点，根据大球能通过，小球不能通过的原理。如果进入的健身球为小球，则球通过出槽口进入接料机构;如果进入的健身球为大球，由于大小球的直径相差不大，球将会塞在出槽口，这时候出槽口下方的凸轮推杆在上下运动工程中，就会将球推入下一级进行分类。以此类推，完成健身球的分类工作。

其优点：占地面积比较小、检验速度快。

其缺点：减料出口磨损比较大，检验比较不准确。

方案二：采用立式分类机构

如图2所示，分类装置的主体为三个分类槽出口，大小由上往下逐渐增大，球的传送通过凸轮机构的反复运动实现。

其工作原理为：在健身球进入分类机构时，凸轮机构处于最高位置，这时候凸轮推杆慢慢往下运动，根据小球能通过，大球不能通过的原理。如果小球不能通过第一个槽口，则球随着凸轮推杆机构继续往下运动，以此类推，直至完成健身球的分类。

其优点：占地面积小，检验精确，结构简单，设计容易。其缺点：分类时间比较长，分类速度相对较慢。

综上所述，根据本设计的分类功能的实现需要分类机构检测精度准确，检测速度尽量快，占地面积小等特点。又结合上面机构的优缺点可知立式分类机则能基本满足设计的各个要求。因此，分类功能的实现采用立式分类机构，选择方案二，其三维图如图3所示。

图3立式分类机构三维图

2.接料功能

方案一：采用筒式接料裝置

图4 圆柱筒式接料装置  图5梯形筒式接料装置

如图4所示，接料机构由三个相同的圆柱筒组成，三个槽可以将通过分类机构的健身球接住，从而完成健身球的分类工作。

其优点：可以容纳的健身球个数多，制造方便。

其缺点：由于健身球材料为石料，进入接球装置里的健身球由于没有缓冲装置容易产生磨损。

方案二：采用梯形筒式接料缓冲装置

如图5所示，接料机构由三个相同的圆柱筒组成，由于健身球的材料为石料，为了减小掉下时所造成的磨损，在圆柱筒的底部安装有由弹簧组成的减振装置。三个槽可以将通过检验机构的健身球接住，从而完成健身球的检验分类。

其优点：占地面积小，经过检验后的健身球能稳稳得收集起来，同时不造成破损，并且健身球不会弹出接料槽。

其缺点：可以收集的健身球数量较少。

综上所述，根据本文的设计要求，考虑要使收集起来的健身球所受到的磨损尽量少，圆柱筒式接球装置虽然收集的球可以比较多，但是造成的磨损将比较严重，此方案不可取。而方案二的接球装置可以尽量减少健身球的磨损，符合设计要求。

所以，接料装置选用梯形筒式接料装置，选择方案二。

结语

本文分析和设计了健身球大小分类机的分类和接料功能，通过综合优缺点，确定采用检测精度准确，检测速度更快的立式分类机与能减少健身球磨损的梯形筒式接料装置，满足了设备的功能要求。

参考文献：

[1] 李育锡.机械设计课程设计[M].北京：高等教育出版社，2008：11-180.

[2] 濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006：143-419.

[3] 张春林.机械创新设计（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2007：34-56.