课题名称

盘类零件轮廓检测装置设计

课题类型

□ 毕业设计　 　　　　□ 毕业论文

起止时间

开题报告

（毕业设计：含课题来源及现状、设计要求、工作内容、设计方案、技术路线、预期目标、时间安排及参考文献等。字数为3000以上。）

一、课题来源及现状

随着现代工业技术的飞速发展和智能制造的不断推进，盘类零件作为机械装备中的核心部件，其轮廓精度和质量对产品的整体性能和使用寿命具有至关重要的影响。在航空航天、汽车制造、精密仪器等领域，对盘类零件轮廓的精度要求越来越高，传统的检测方法和设备已经难以满足现代制造业的需求。

此外，随着工业4.0和智能制造的兴起，制造业对自动化、智能化、高效化的检测设备和系统提出了更高的要求。因此，开发一种高效、准确、智能的盘类零件轮廓检测装置，不仅有助于提高产品质量和生产效率，也是适应现代制造业发展趋势的必然要求。

基于以上背景，本选题旨在设计一种新型的盘类零件轮廓检测装置，以满足现代制造业对高精度、高效率、智能化检测设备的迫切需求，为提升我国制造业的整体竞争力和实现产业升级做出贡献。盘类零件轮廓检测装置设计的课题主要来源于现代制造业对高精度、高效率检测设备的需求。随着工业技术的发展，对盘类零件（如齿轮、轴承、凸轮等）的加工精度和质量要求日益提高，因此，开发一种能够准确、快速地检测盘类零件轮廓的装置，对于提高产品质量、降低生产成本、提升生产效率具有重要意义。

目前，盘类零件轮廓检测装置的设计和研究已经取得了一定的进展。传统的检测方法如卡尺、游标卡尺等手动测量工具，虽然操作简单，但测量精度低、效率低下，且受人为因素影响较大。随着计算机技术和光电技术的快速发展，一些基于机器视觉、激光测量等先进技术的轮廓检测装置逐渐应用于工业生产中。这些新型检测装置具有测量精度高、速度快、自动化程度高等优点，但同时也存在设备成本高、维护困难等问题。

因此，设计一种既具有高精度、高效率，又成本适中、易于维护的盘类零件轮廓检测装置，是当前该领域的研究热点和难点。这也是本课题的主要研究目标和方向。

二、设计要求

盘类零件轮廓检测装置，用以下3个机构结合搭配组成：传动机构设计，压杆运动机构设计，检测销运动机构设计。题目所给的设计数据：

平盘类零件轮廓检测装置设计数据：

经讨论，结合我们设计的理念与思路(挑战高难度、高精密性)，为使机构的使用性能符合要求，适合本设计，我们采用方案A.

周期T=5s，角速度ω=2π/T=1.257 rad/s.

三、工作内容

需求分析与市场调研：对盘类零件的生产和检测需求进行深入分析，了解用户的具体要求。

进行市场调研，了解现有轮廓检测装置的性能、价格、应用情况等，为设计提供参考。

方案设计：根据需求分析和市场调研结果，提出多种轮廓检测装置的设计方案。方案应涵盖机械结构、控制系统、测量原理等多个方面。对各种方案进行初步评估和比较，选择最优方案。

机械结构设计：设计装置的整体结构，包括固定装置、测量头、传动机构等。考虑零件的装夹、定位和测量过程中的稳定性。使用CAD等设计软件绘制图纸，并进行结构分析。

四、设计方案

盘类零件轮廓检测装置，主要的运动过程为：传动机构间歇的将工件送到检测的位置。在传送的过程中将被检测销挡住刚好到所需检测的内径圆孔到压杆将要下来的地方，然后压杆下来检测内径是否符合要求。在压杆下来检测的时间里，微动开关向右移动检测盘类零件轮廓是否符合要求。微动开关检测完后向左移动，回到其原来所在的位置。接下来，压杆和检测销一起上升回到其原来的地方。传动机构将已检测的工件送走，并将下一个将被检测的工件送到检测处。

五、技术路线

本盘类零件轮廓检测装置中采用了三个执行构件：推料机构、控制止推销的检测机构，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；控制止推销的检测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盘类零件轮廓去相应的槽内（合格槽、废品槽、返工槽），后1s用于稳定带轮运来的待测盘类零件轮廓；推程、远休止及回程用于盘类零件轮廓的检测。

六、预期目标

要求设计该检测装置的推料机构，控制止动销的制动机构，压杆升降机构和垫圈的分选机构。一般应包括凸轮机构，平面连杆机构以及齿轮机构等常用机构。该机构的微动开关以及控制部分的设计不做要求。设计盘类零件轮廓检测装置的传动系统并确定其传动比分配。绘制机器的机构运动方案简图和运动循环图。设计带轮机构，并对带轮机构进行运动分析，绘制运动线图。

七、时间安排

2023年6月27日- 2023年9月10日前，完成开题报告；

2023年9月10日-2023年9月15日前，前期检查；

2023年9月15日-2023年11月20日前，完成初稿；

2023年11月20日-2023年11月25日前，中期检查；

2023年11月26日-2024年3月06日前，补正、完善毕业论文；

2024年 3月06日-2024年3月10日前，做好接受学校后期检查的准备工作；

2024年 3月10日-2024年4月15日前，进行答辩资格审查；

2024年 4月16日-2024年4月20日，接受评审及准备答辩阶段。

八、参考文献

[1] 彭琛,张颖利.异形盘类零件磨削加工定位夹紧装置的设计[J].金属加工:冷加工, 2023(11):43-45.

[2] 王跃军.空间三维圆形相关尺寸测量方法的研究[C]//第十七届中国航空测控技术年会.2020.

[3] 孙允璞.纯电动转运车及车箱电动翻转装置设计[D].陕西理工大学,2019.

[4] 李学鋆,梁爽,章菊.一种盘形凸轮轮廓曲线绘制装置的设计[J].制造技术与机床, 2020(10):5.DOI:10.19287/j.cnki.1005-2402.2020.10.011.

[5] 闫笑颜,林群煦,倪费杰,等.基于机器视觉盘纸直径和宽度尺寸检测研究[J].机械工程师, 2020(5):3.DOI:CNKI:SUN:JXGU.0.2020-05-011.

[6] 张琰.轴类零件的圆跳动检测装置设计[J].内燃机与配件, 2021, 000(024):100-102.

[7] 严杰文,魏纯,谢嘉亮,等.一种车轮踏面轮廓检测仪校准测量方法,系统及装置[J].中国计量, 2021(8):2.

[8] 涂小华,张正.盘状凸轮机械加工工艺设计[J].江西化工, 2019(1):5.DOI:10.3969/j.issn.1008-3103.2019.01.035.

[9] 韩玉林,白鹤,王核心.偏置直动从动件盘形凸轮轮廓设计与加工自动化[J].制造业自动化, 2020, 42(2):4.DOI:CNKI:SUN:JXGY.0.2020-02-010.

[10] 吴亚北.矿用罐笼超速检测及辅助制动装置的设计与研究[J].安徽理工大学, 2019.

[11] 刘甜甜,刘国全.静电喷涂检测使用装置改进的设计[C]//2018年军工装备技术交流会.0[2024-02-06].

[12] 李积才.钢球表面缺陷检测装置的设计及仿真[D].哈尔滨理工大学[2024-02-06].DOI:CNKI:CDMD:2.1016.056358.

[13] 宋新伟,尚延伟,朱人杰,等.一种应用于某零件自动化生产单元的柔性检测装置[J].机械工程与技术, 2020.

[14] 刘旭,伏梦杰,万长东,等.缸盖斜油孔位置度检测装置设计与实现[J].机械工程与自动化, 2019(3):3.DOI:CNKI:SUN:SXJX.0.2019-03-042.

[15] 程二九,CHENG,Er-jiu,等.新型同轴度专用检测装置的设计与研究[J].西安文理学院学报：自然科学版, 2018, 21(2):4.DOI:CNKI:SUN:XAJY.0.2018-02-013.

[16] 李龙姣,马逸杰,付学琳,等.数控铣床工件倾倒检测装置设计[J].  2020.

[17]  Wang H , Dutkiewicz E , Jayawickrama B ,et al.Detection of contour boundary for sublicensing in spectrum access systems[J].IEEE, 2018.DOI:10.1109/ISCIT.2017.8261190.

[18]  Dadsetani R , Salimpour M R , Tavakoli M R ,et al.Thermal and mechanical design of reverting microchannels for cooling disk-shaped electronic parts using constructal theory[J].International Journal of Numerical Methods for Heat and Fluid Flow, 2019, ahead-of-print(ahead-of-print).DOI:10.1108/HFF-06-2019-0453.

[19]  Yan J , Shaojun L .Design of Automatic Feeding and Discharging Mechanism for Disk Parts[J].Machine Tool & Hydraulics, 2018.

[20] Yang,Ruiqing,Wei,et al.Design of Intelligent Detection Robot for Land and Air[C]//2018.

[21]  Lerchen M , Schinn J , Hausotte T .Referencing of powder bed for in situ detection of lateral layer displacements in additive manufacturing[J].Copernicus GmbH, 2021.DOI:10.5194/jsss-10-247-2021.

意识形态审查（包括课题来源、工作内容、设计方案、预期目标等方面）：

指导教师：　      　　　　年    月    日

指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见，设计的结果预测或论文的可行性评价）：

指导教师：　　　　　　　　年    月    日

系部意见：

系主任：                  年    月    日