玻璃切割机设计

1、 机械运动方案与创新设计机械运动方案与创新设计设计者设计者: 吴吴 超超 袁袁 宏宏 炎炎 徐徐 波波 日日 期期: 2006.1.12 -1.22正文玻璃切割机设计1.工作原理及工艺动作过程 具有一定厚度的玻璃毛坯要经过切割成与要厚度的玻璃片后进行磨边和磨光才能投入使用,在切割过程中的工艺动作有: A 进料 B 刀具切割 C 下料2.工艺数据及要求 A 假设玻璃毛坯尺寸为1m1m1m; B 要切制的玻璃厚度为0.05mm C 玻璃为易碎品,横向尺寸较大,需要采用柔性为刀具进行切割 D 刀具既有水平方向往复切割运动,又有垂直方向进刀运动. E 切好一片后,玻璃毛坯要实现进料运动,刀具有恢复到起

2、始位置.3.设计任务 1)执行机构选型与设计:构思至少3种运动方案,并在说明书中画出运动方案草图,经对所有 运动方案进行分析比较后,选择其中你认为比较好的方案进行详细设计,该机构最好具有急回运动特性. 2)传动系统的设计,齿轮机构,凸轮机构,连杆机构的设计,包括尺寸设计 3)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动仿真 4)用ADAMS或SOLIDWORKS软件对机构进行运动学分析,并画出输出机构的位移,速度,和加速度线图.4.画出最终方案的机构运动简图.5.撰写设计说明书 局部方案选择1.对升降机构的选择 1.1.运用凸轮机构的近休和远休特性带动升降机上下移动. 1.2.运用曲柄

3、滑块的急回运动特性. 1.3.运用螺旋上升机构的自锁特性.2.对切割工具的选择 2.1. 选用钢丝轮带传动切割. 2.2. 选用牛头刨床切割. 2.3. 选用四连杆曲柄摇杆机构进行线切割.3. 挡板设计. 3.1.采用曲柄滑块机构和弹簧反作用.4. 工作台设计.4.1. 采用轮带传动5.进料机构设计 5.1.选用摩擦轮带动工作台的前进. 5.2.选用棘轮机构间隙运动带动工作台前进.6.下料机构 6.1.选用带轮传动. 最终组合方案最终组合方案一运用凸轮机构的近休和远休特性带动升降机上下移动,选用牛头刨床切割,采用曲柄滑块机构和弹簧反作用做挡板机构,采用带轮传动完成工作台的运动,选用棘轮机构间隙

4、运动带动工作台前进,选用带轮做传动机构.二. 运用曲柄滑块的急回运动特性来完成升降台的移动,选用钢丝轮带传动切割,采用曲柄滑块机构和弹簧反作用做挡板机构,选用摩擦轮带动工作台的前进,选用带轮传动做下料传动机构.分析方案的优缺点 1. 对方案一的分析.a.如果选用凸轮机构来带动升降台的运动.优点:它有比较好的传动特性,从原理上可以分析到,它有急回 运动特性,有远休近休停顿间隙,这个几个特性基本上可以满足我们所设计机构的工作要求 .缺点:因为凸轮的压力交大,传动效率不好,而且它的传动是点线接触,摩擦厉害,很容易磨损,所以它只能满足对小功率的传动,对受力交小的传动,但我们所题目所要求的是对1mx1m

5、x1m玻璃的切割,显然其受力不能满足要求,同时还考虑到因升降台要升高1m,这样就要求我们所设计的凸轮会很大,很显然用这个机构是不符合实际的.结论：不采用b.选用牛头刨床做切割机构.优点: 它较好的稳定性,有很好急回运动特性.缺点: 它笨重体积大,受冲击大.结论：不选择牛头刨床.c.采用滑块机构和弹簧反作用做挡板机构.采用这个机构原理,弹簧的作用是让挡板一直处于打开状态,而滑块作用是起缓冲作用.这个很合理的满足要求,在第二方案也采用该方案.d. 采用带轮传动完成工作台的运动.优点:轮带传动有受力均匀,线速度相等,占用空间小.缺点:如果受力过大可能产生打滑现象.e. 选用棘轮机构间隙运动带动工作台

6、前进优点:结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。工作时有较大的冲击和噪音，运动精度较差。适用于速度较低和载荷不大的场合。f. 选用带轮做传动机构.优点:轮带传动有受力均匀,线速度相等,占用空间小.缺点:如果受力过大可能产生打滑现象.2022-5-251.对方案二的分析.a.选用曲柄滑块来完成升降台的上升. 优点:具有急回运动特性,有自锁现象,受力较大.缺点:无间隙运动,速度不稳定.因其满足受力较大,有急回特性,自锁现象,虽然无间隙运动,但我们通过半齿来完成要求b.选用四连杆机构带动钢丝轮带传动切割.优点:简单,轻便,效率高,有急回特性,冲击小,稳定性好.缺点:钢丝切割接触面积小,很容易因受热

7、集中而钢丝产生变形,缩松,断裂.c.采用滑块机构和弹簧反作用做挡板机构.采用这个机构原理,弹簧的作用是让挡板一直处于打开状态,而滑块作用是起缓冲作用.这个比较合理的满足要求. d. 采用带轮传动完成工作台的运动.优点:轮带传动有受力均匀,线速度相等,占用空间小.缺点:如果受力过大可能产生打滑现象.解决办法:可以增大摩擦系数.e. 选用摩擦轮带动工作台的前进.优点:受冲击小,可以承载较大载荷.缺点:易产生打滑,摩擦较厉害.解决办法:合适选用材料,增大摩擦系数.f. 选用带轮做传动机构.优点:轮带传动有受力均匀,线速度相等,占用空间小.缺点:如果受力过大可能产生打滑现象.解决办法:增大摩擦系数.

8、最终选择方案 最终选择方案为2电动机不完全齿轮全齿工工作作台台上上升升下下料料快快速速返返回回进进料料222.85351.42180动动 力力 传传 递递 图图v 工作循环图电动机电动机齿齿轮轮机机构构四四连连杆杆机机构构曲曲柄柄滑滑块块机机构构切割机构切割机构升降机构升降机构推程推程回程回程匀速上升匀速上升快速下降快速下降匀速切割匀速切割进进料料摩擦轮摩擦轮进料进料下料机构下料机构挡板挡板自动关闭自动关闭打开下料打开下料工工作作台台自锁自锁 停顿停顿进料进料停顿停顿下料下料v最终运动过程最终运动过程: 电电动动机机齿齿轮轮传传动动升升降降台台工工作作上升上升停顿停顿下料下料打开打开关关闭闭快

9、 速快 速返返 回回停顿停顿进料进料所选方案具体设计所选方案具体设计1.尺寸计算:曲柄滑块计算: K=（180）（180-);我们设计的行程速比 k=2; 经过计算得:=30设计图如下:AC=a-b=65.99cm;AC=a+b=151.55cm;e=50cm;算出a=108.77cm;b=41.78cm;曲柄滑块机构下图是通过ADAMS仿真出曲柄滑块的位移和速度曲线;v下图是滑块位移和速度曲线v下面为加速曲线v由于升降台的上升高度较高,我们采用齿轮机构带动四连杆的曲柄工作,工作过程中有需要间隙时间,虽然四连杆机构有自锁特性,但是它的自锁是建立在曲柄不是连续工作的时候,如果我们用电动机带动曲柄

10、工作的话,显然不能完成该要求,因此我们采用不完全齿轮带动与曲柄组成同一构件的全齿轮进行黏合,要求在工作台上升到最高点,停顿时间为 t=5s,当到最低点时,停顿时间为 t=0.5s;v全齿轮分度圆半径 R1=mz1=（1.536）2=27 cm;v极位夹角 =30;确定全齿轮推程要走过角度=210;回程=150;完成在最高点停顿 5s左右;最低点为0.5s左右; 这个间隙比可以通过不完全齿轮来完成;根据齿轮转速传动比我们确定下了其齿数为 z2=42;要求马达转动速度为85.7r/min;当马达带动不完全齿轮转动时;由两齿轮传动比为i12=z2z1=18:21;则全齿转过210时,不完全齿轮转过的

11、1=i12210=180;全齿回程转过150则不完全齿轮转过1=i12150=128.57; 按间隙比的要求;最高点停顿的时间大约为5s;对不完全齿轮来计算;每个齿轮分布 情为=360/42=8.57;说明每个齿轮约占8.57; 要满足在最高点停顿时间大约时间为5s的话;需要去齿的齿数为n1=585.7360/3600/8.57=5;最低点的停顿的时间为1s;经过计算的到需要去齿数为n2=185.7360/3600/8.57=1; 齿轮配合计算齿轮配合计算四连杆机构带动钢丝轮带传动切割计算v已知a-b=200cm;1=30.40;a+b=300;2=25.45;a=50;b=250;v摇杆半径R1=13cm;曲柄的半径为R