玻璃上片切割堆垛装置机械原理课程设计.docx

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玻璃上片切割堆垛装置机械原理课程设计

机械原理课程设计

说明书

设计题目：

玻璃上片、切割、堆垛装置

机械工程学院车辆工程专业121班

设计者：

王徐进

韩波

曹可星

张跃跃

指导老师：

陈丰

2014年5月25日

一设计题目

二设计要求

三动作循环图

四功能分解

五机构的选用

六方案设计及评价

七方案选择

八设计体会

一、设计题目

玻璃上片、切割、堆垛机构，使在整个进程中能够完成玻璃从货车上的卸载、上片，传送带运输，玻璃切割，和玻璃的堆垛各个动作。

二、设计要求

1.玻璃上片、切割、堆垛机构的运作至少需要连杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等机构。

2.画出机构的运动方案简图与运动循环图。

拟定运动循环图时，执行构件的运作起止位置可按照具体情形重叠安排，但必需知足工艺上各个动作的配合，在时刻和空间上不能出现干与。

3.设计连杆机构，自行肯定运动规律，选择连杆机构类型，校核最大压力角，是不是有死点位置。

4.设计计算凸轮机构

5.编写设计计算说明书。

6.能够在机构运作中加入运算机的智能控制。

三、运动循环图

四、功能分解

玻璃上片、切割、堆垛机构：

（1）玻璃卸载、上片：

1.吸盘：

吸取玻璃，释放玻璃。

2.曲柄摇杆机构：

通过调整角度，改变杆件高度。

3.转动机构：

改变转向。

（2）运输带传送：

1.运输带转动，将玻璃输送到切割台。

（3）玻璃切割：

1.吸盘：

固定玻璃，避免抖动。

2.曲柄滑块机构：

利用曲柄滑块机构控制高压水刀，往复运动，切割玻璃。

（4）玻璃堆垛：

1.凸轮机构：

利用凸轮的不规则性，将已切割好的玻璃毛坯与平板分离。

2.吸盘：

吸取玻璃，释放玻璃

3.曲柄摇杆机构：

通过调整角度，改变杆件高度

五、机构的选用

1.依照机械原理课程设计要求和机械原理所学简单机构，可总结出可选机构有以下几种，即齿轮机构，包括渐开线齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆机构，凸轮机构，连杆机构，其他类型机构，包括棘轮机构，槽轮机构等。

2.对于玻璃上片、切割、堆垛机构，上片进程可选用四杆机构，和以齿轮为原动力的转动机构；切割进程可选用曲柄摇杆机构；堆垛进程可选用凸轮机构和四杆机构。

六方案设计及评价

方案

（一）

工作原理：

开始通过摇杆机构，将玻璃毛坯放置在滑腻导轨上，再用齿轮滑块机构将玻璃毛坯输送到平板上，然后用四杆机构推动玻璃毛坯在纵面上推向固定的水切刀进行切割，正好将切好的玻璃毛坯放在另一平板上，现在通过凸轮结构将切好的玻璃毛坯倾斜置必然的角度，与两块吸盘正好接触，然后再通过圆柱凸轮结构将吸起的玻璃毛坯放在指定的位置，如此一整套的玻璃上料、切割、堆垛就完成了。

长处：

能实现玻璃切割复杂的流程，采用了多元化的设计，运用了高精度的电子设备，能够专门好地控制系统的运作。

缺点：

原动件太多，不易控制。

而且过量运用电子设备，不太符合这次机械原理课程设计的主题。

玻璃切割的不稳固也会造成玻璃切割的损坏。

关联的杆件太多，效率低。

方案

（二）

工作原理:

当给四杆机构的主动件一个动力时，四杆机构的从动件会带着吸盘去吸斜靠在槽边的玻璃。

当吸盘吸住玻璃时，四杆机构会反还回来。

当吸盘上的玻璃与传送带接触时，让吸盘放气。

这时玻璃就放在传送带上了。

然后，传送带就带着玻璃移动。

把玻璃移动到有水刀的平面上，玻璃一边被切割，一边移动，当玻璃切好时，玻璃已经移动到工作台上了。

这时，先让连杆机构的低端的吸盘吸住玻璃，然后给连杆机构的原动件一个动力使其移动。

主动件就会带着两个从动件移动，从动件就会带着玻璃向斜上方移动。

最后就可以够把玻璃放在底下有弹簧的工作台上了.

长处：

能实现玻璃切割复杂的流程，同时也运用了各类不同的构件，大体符合了这次设计的主要思想。

缺点:

进料时，四杆机构移动的角度过大，会致使死角的情形，用水刀切割时，会出现不稳固的情形，下料时平台的高度太高，有些不太好实现。

方案（三）

工作原理：

第一通过曲柄滑块机构调整角度和高度，用吸盘将玻璃吸起，再通过以齿轮为原动力，带动轮盘运动转向，把玻璃放到已调整好角度的毛毡传送带上，完成玻璃上片动作。

利用传送带运动将玻璃输送到切割台上。

切割台边缘有挡板，底部有吸盘，能够将需要切割的玻璃固定住，避免抖动。

然后利用曲柄滑块机构控制高压水刀做往复运动，完成切割玻璃的动作。

再用两个曲柄滑块机构把已切好的玻璃推送到毛毡质地的平台上。

最后利用曲柄滑块机构调整角度和高度，用吸盘将玻璃吸起，再通过以齿轮为原动力的轮盘转动，调整方向，再放下玻璃，完成堆垛动作。

长处：

大体上能完成玻璃的上片、切割、和堆垛功能；对于高压水刀的水，有回收装置，可循环利用。

缺点：

机构繁多，无益于进程中的协调运作；对于玻璃的安全性，没有过量的保障；效率不是很高。

方案（四）

工作原理：

通过曲柄摇杆机构上安装的吸盘将玻璃从小车搬送到低速的传送带上，随着传送带的运动玻璃被传送到切割台上，通过曲柄滑块机构控制高压水刀做往复运动，完成切割玻璃的动作。

再由齿轮为原动力的轮盘转动，调整方向，再放下玻璃，完成堆垛动作。

长处：

方案四相对于其他三种，其能够完成所要求的玻璃的上片，切割，堆垛进程，且进程相对简单，实用性比较强。

缺点：

所占空间较大。

七、方案选择

综合以上优缺点，所以选方案四

玻璃上片机构

比例尺u=1：

20AD为机架

Φ=90°θ=120°k=（180+θ）/（180-θ）=5

AC1=b-a=10AC2=b+a=50a=20b=30c=40d=50

在机构运动运动进程中，由于曲柄摇杆机构是以曲柄为原动件时，不会出现死点位置，如此完全消除死点带来的影响。

上片机利用了曲柄摇杆机构，结构简单，加工制造比较方便，而且容易实现，符合对经济性的要求，而且能够避开死点带来的影响。

机构具有的急回特性在知足玻璃传送安全稳固的同时又能保证以较高速度完成回程动作，大大节省了时刻。

玻璃切割机构

图中比例尺为1:

20。

其中传送带长8cm，宽2cm，两条传送带之间相隔1cm，与水平面夹角为15度。

切割的两块板第一块长3cm，第二块长2cm，宽都为5cm，且厚度为，中间相隔1cm。

板中间都有一个半径为厚度为的中心吸盘。

第二块板后又一个挡板，长度为，宽也为5cm。

在两块板的上方有两个连接凸轮的位置，其中所用凸轮最长与最短距离。

在两块板的下方还有一块用于接切好的玻璃毛坯的平板，此平板长5cm，宽为，与水平方向夹角也为15度。

在此平板下方会有一个海绵挡板，长5cm，宽。

具体数据见图上。

此机构在设计上正好衔接了上片结构与堆垛结构，组成一体化机构。

在设计时也考虑到玻璃的易损坏性质，在切割时不会造成其他方面的损坏。

玻璃堆垛机构

a=a1=m

b=b1=m

c=c1=m

d=d1=m

r=m

r1=m

比例尺μ=1:

20

d为机架，a为最短杆，a+c

θ=30°，K=180°+θ/180°-θ=

以曲柄为原动件，在两个极限位置不会出现死点，如此完全消除死点问题。

此机构结构简单，组装方便，专门是齿轮为原动力带动轮盘运动，改变转向，有较强的实用性。

八、设计体会

1.这次课程设计，是第一次将本学期《机械原理》这门课程中所学的知识综合运用到实际中某一具体实例中，另外对于机械设计也有了初步的熟悉和实践经验。

这次课程设计，从最初的毫无头绪到逐渐做出雏形，然后进一步改良。

虽然总共仅用了五天的时刻，但在这整个设计进程中，自己在实践中试探成长，在理论中分析探讨，加倍清楚地熟悉到只有灵活地掌握好理论知识，在实际应用中才能够驾轻就熟，才能真正将理论用于实践，从中学到更多的知识和技术。

2.一个人的力量是有限的，想像力、创新力也如此。

小组成员通过度析试探、查找资料、再分析试探、小组讨论、肯定初步方案、分工协作、组织成型、改良和肯定最终方案。

“书上得来终觉浅，需知事事要躬行”。

书本的知识不可能面面具到，而又由于在学习进程中的不慎不断遗失，使咱们的知识结构十分不完整。

于是系统地进行实践操作对咱们完善知识体系有莫大的帮忙。

3.与此同时，在具体实践时，往往会碰到很多事前没预测到的困惑，这成为咱们完成设计的一大障碍，但最终仍是通过求教和自己试探中解决了。

从这些进程中咱们又锻炼了自己碰到问题，分析问题，解决问题的能力。

“三人行则必有我师焉。

”