玻璃切割機設(shè)計

1、 機械運動方案與創(chuàng)新設(shè)計機械運動方案與創(chuàng)新設(shè)計設(shè)計者設(shè)計者: 吳吳 超超 袁袁 宏宏 炎炎 徐徐 波波 日日 期期: 2006.1.12 -1.22正文玻璃切割機設(shè)計1.工作原理及工藝動作過程 具有一定厚度的玻璃毛坯要經(jīng)過切割成與要厚度的玻璃片后進行磨邊和磨光才能投入使用,在切割過程中的工藝動作有: A 進料 B 刀具切割 C 下料2.工藝數(shù)據(jù)及要求 A 假設(shè)玻璃毛坯尺寸為1m1m1m; B 要切制的玻璃厚度為0.05mm C 玻璃為易碎品,橫向尺寸較大,需要采用柔性為刀具進行切割 D 刀具既有水平方向往復(fù)切割運動,又有垂直方向進刀運動. E 切好一片后,玻璃毛坯要實現(xiàn)進料運動,刀具有恢復(fù)到起

2、始位置.3.設(shè)計任務(wù) 1)執(zhí)行機構(gòu)選型與設(shè)計:構(gòu)思至少3種運動方案,并在說明書中畫出運動方案草圖,經(jīng)對所有 運動方案進行分析比較后,選擇其中你認為比較好的方案進行詳細設(shè)計,該機構(gòu)最好具有急回運動特性. 2)傳動系統(tǒng)的設(shè)計,齒輪機構(gòu),凸輪機構(gòu),連桿機構(gòu)的設(shè)計,包括尺寸設(shè)計 3)用ADAMS或SOLIDWORKS軟件對機構(gòu)進行運動仿真 4)用ADAMS或SOLIDWORKS軟件對機構(gòu)進行運動學(xué)分析,并畫出輸出機構(gòu)的位移,速度,和加速度線圖.4.畫出最終方案的機構(gòu)運動簡圖.5.撰寫設(shè)計說明書 局部方案選擇1.對升降機構(gòu)的選擇 1.1.運用凸輪機構(gòu)的近休和遠休特性帶動升降機上下移動. 1.2.運用曲柄

3、滑塊的急回運動特性. 1.3.運用螺旋上升機構(gòu)的自鎖特性.2.對切割工具的選擇 2.1. 選用鋼絲輪帶傳動切割. 2.2. 選用牛頭刨床切割. 2.3. 選用四連桿曲柄搖桿機構(gòu)進行線切割.3. 擋板設(shè)計. 3.1.采用曲柄滑塊機構(gòu)和彈簧反作用.4. 工作臺設(shè)計.4.1. 采用輪帶傳動5.進料機構(gòu)設(shè)計 5.1.選用摩擦輪帶動工作臺的前進. 5.2.選用棘輪機構(gòu)間隙運動帶動工作臺前進.6.下料機構(gòu) 6.1.選用帶輪傳動. 最終組合方案最終組合方案一運用凸輪機構(gòu)的近休和遠休特性帶動升降機上下移動,選用牛頭刨床切割,采用曲柄滑塊機構(gòu)和彈簧反作用做擋板機構(gòu),采用帶輪傳動完成工作臺的運動,選用棘輪機構(gòu)間隙

4、運動帶動工作臺前進,選用帶輪做傳動機構(gòu).二. 運用曲柄滑塊的急回運動特性來完成升降臺的移動,選用鋼絲輪帶傳動切割,采用曲柄滑塊機構(gòu)和彈簧反作用做擋板機構(gòu),選用摩擦輪帶動工作臺的前進,選用帶輪傳動做下料傳動機構(gòu).分析方案的優(yōu)缺點 1. 對方案一的分析.a.如果選用凸輪機構(gòu)來帶動升降臺的運動.優(yōu)點:它有比較好的傳動特性,從原理上可以分析到,它有急回 運動特性,有遠休近休停頓間隙,這個幾個特性基本上可以滿足我們所設(shè)計機構(gòu)的工作要求 .缺點:因為凸輪的壓力交大,傳動效率不好,而且它的傳動是點線接觸,摩擦厲害,很容易磨損,所以它只能滿足對小功率的傳動,對受力交小的傳動,但我們所題目所要求的是對1mx1m

5、x1m玻璃的切割,顯然其受力不能滿足要求,同時還考慮到因升降臺要升高1m,這樣就要求我們所設(shè)計的凸輪會很大,很顯然用這個機構(gòu)是不符合實際的.結(jié)論：不采用b.選用牛頭刨床做切割機構(gòu).優(yōu)點: 它較好的穩(wěn)定性,有很好急回運動特性.缺點: 它笨重體積大,受沖擊大.結(jié)論：不選擇牛頭刨床.c.采用滑塊機構(gòu)和彈簧反作用做擋板機構(gòu).采用這個機構(gòu)原理,彈簧的作用是讓擋板一直處于打開狀態(tài),而滑塊作用是起緩沖作用.這個很合理的滿足要求,在第二方案也采用該方案.d. 采用帶輪傳動完成工作臺的運動.優(yōu)點:輪帶傳動有受力均勻,線速度相等,占用空間小.缺點:如果受力過大可能產(chǎn)生打滑現(xiàn)象.e. 選用棘輪機構(gòu)間隙運動帶動工作臺

6、前進優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、運動可靠、轉(zhuǎn)角可調(diào)。工作時有較大的沖擊和噪音，運動精度較差。適用于速度較低和載荷不大的場合。f. 選用帶輪做傳動機構(gòu).優(yōu)點:輪帶傳動有受力均勻,線速度相等,占用空間小.缺點:如果受力過大可能產(chǎn)生打滑現(xiàn)象.2022-5-251.對方案二的分析.a.選用曲柄滑塊來完成升降臺的上升. 優(yōu)點:具有急回運動特性,有自鎖現(xiàn)象,受力較大.缺點:無間隙運動,速度不穩(wěn)定.因其滿足受力較大,有急回特性,自鎖現(xiàn)象,雖然無間隙運動,但我們通過半齒來完成要求b.選用四連桿機構(gòu)帶動鋼絲輪帶傳動切割.優(yōu)點:簡單,輕便,效率高,有急回特性,沖擊小,穩(wěn)定性好.缺點:鋼絲切割接觸面積小,很容易因受熱

7、集中而鋼絲產(chǎn)生變形,縮松,斷裂.c.采用滑塊機構(gòu)和彈簧反作用做擋板機構(gòu).采用這個機構(gòu)原理,彈簧的作用是讓擋板一直處于打開狀態(tài),而滑塊作用是起緩沖作用.這個比較合理的滿足要求. d. 采用帶輪傳動完成工作臺的運動.優(yōu)點:輪帶傳動有受力均勻,線速度相等,占用空間小.缺點:如果受力過大可能產(chǎn)生打滑現(xiàn)象.解決辦法:可以增大摩擦系數(shù).e. 選用摩擦輪帶動工作臺的前進.優(yōu)點:受沖擊小,可以承載較大載荷.缺點:易產(chǎn)生打滑,摩擦較厲害.解決辦法:合適選用材料,增大摩擦系數(shù).f. 選用帶輪做傳動機構(gòu).優(yōu)點:輪帶傳動有受力均勻,線速度相等,占用空間小.缺點:如果受力過大可能產(chǎn)生打滑現(xiàn)象.解決辦法:增大摩擦系數(shù).

8、最終選擇方案 最終選擇方案為2電動機不完全齒輪全齒工工作作臺臺上上升升下下料料快快速速返返回回進進料料222.85351.42180動動 力力 傳傳 遞遞 圖圖v 工作循環(huán)圖電動機電動機齒齒輪輪機機構(gòu)構(gòu)四四連連桿桿機機構(gòu)構(gòu)曲曲柄柄滑滑塊塊機機構(gòu)構(gòu)切割機構(gòu)切割機構(gòu)升降機構(gòu)升降機構(gòu)推程推程回程回程勻速上升勻速上升快速下降快速下降勻速切割勻速切割進進料料摩擦輪摩擦輪進料進料下料機構(gòu)下料機構(gòu)擋板擋板自動關(guān)閉自動關(guān)閉打開下料打開下料工工作作臺臺自鎖自鎖 停頓停頓進料進料停頓停頓下料下料v最終運動過程最終運動過程: 電電動動機機齒齒輪輪傳傳動動升升降降臺臺工工作作上升上升停頓停頓下料下料打開打開關(guān)關(guān)閉閉快

9、 速快 速返返 回回停頓停頓進料進料所選方案具體設(shè)計所選方案具體設(shè)計1.尺寸計算:曲柄滑塊計算: K=（180）（180-);我們設(shè)計的行程速比 k=2; 經(jīng)過計算得:=30設(shè)計圖如下:AC=a-b=65.99cm;AC=a+b=151.55cm;e=50cm;算出a=108.77cm;b=41.78cm;曲柄滑塊機構(gòu)下圖是通過ADAMS仿真出曲柄滑塊的位移和速度曲線;v下圖是滑塊位移和速度曲線v下面為加速曲線v由于升降臺的上升高度較高,我們采用齒輪機構(gòu)帶動四連桿的曲柄工作,工作過程中有需要間隙時間,雖然四連桿機構(gòu)有自鎖特性,但是它的自鎖是建立在曲柄不是連續(xù)工作的時候,如果我們用電動機帶動曲柄

10、工作的話,顯然不能完成該要求,因此我們采用不完全齒輪帶動與曲柄組成同一構(gòu)件的全齒輪進行黏合,要求在工作臺上升到最高點,停頓時間為 t=5s,當?shù)阶畹忘c時,停頓時間為 t=0.5s;v全齒輪分度圓半徑 R1=mz1=（1.536）2=27 cm;v極位夾角 =30;確定全齒輪推程要走過角度=210;回程=150;完成在最高點停頓 5s左右;最低點為0.5s左右; 這個間隙比可以通過不完全齒輪來完成;根據(jù)齒輪轉(zhuǎn)速傳動比我們確定下了其齒數(shù)為 z2=42;要求馬達轉(zhuǎn)動速度為85.7r/min;當馬達帶動不完全齒輪轉(zhuǎn)動時;由兩齒輪傳動比為i12=z2z1=18:21;則全齒轉(zhuǎn)過210時,不完全齒輪轉(zhuǎn)過的

11、1=i12210=180;全齒回程轉(zhuǎn)過150則不完全齒輪轉(zhuǎn)過1=i12150=128.57; 按間隙比的要求;最高點停頓的時間大約為5s;對不完全齒輪來計算;每個齒輪分布 情為=360/42=8.57;說明每個齒輪約占8.57; 要滿足在最高點停頓時間大約時間為5s的話;需要去齒的齒數(shù)為n1=585.7360/3600/8.57=5;最低點的停頓的時間為1s;經(jīng)過計算的到需要去齒數(shù)為n2=185.7360/3600/8.57=1; 齒輪配合計算齒輪配合計算四連桿機構(gòu)帶動鋼絲輪帶傳動切割計算v已知a-b=200cm;1=30.40;a+b=300;2=25.45;a=50;b=250;v搖桿半徑R1=13cm;曲柄的半徑為R