節(jié)能玻璃生產(chǎn)線自動取板機構的設計畢業(yè)設計

1、北京信息科技大學畢業(yè)設計（論文）題 目： 節(jié)能玻璃生產(chǎn)線自動取板機構的設計 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 班級學號： 指導教師督導老師： 起止時間： 2011年 月 日 至 2011年 月 日 畢業(yè)設計(論文)任務書學院 ： 機電工程學院 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班級：機0703學生情況指導教師情況題目類型姓 名學 號姓 名職 稱單 位理工專業(yè)文、管、經(jīng)專業(yè)理論研究 理論研究 副研究員機電學院機制教研室科研開發(fā) 應用研究 工程設計 調(diào)查研究 題目節(jié)能玻璃生產(chǎn)線自動取板機構的設計主要內(nèi)容以及目標設計太陽能玻璃生產(chǎn)線自動取板工序，確定該工序的取板方法

2、，設計機械結構，如傳動系統(tǒng)、定位系統(tǒng)；板面自動翻轉機構，實現(xiàn)在線自動輸送和取板。成果形式1. 結構總裝配圖3張：0 #；2. 論文：1.52萬字； 3. 英文翻譯：5000字；4. 開題報告：2000字；5. 調(diào)研報告：2000字；（其中包括中文摘要400字，英文摘要250300單詞）基本要求1.取板機構的運動合理，靈活；2.自動化程度好；3.翻轉機構占用空間小，簡潔。實習調(diào)研要求 實習調(diào)研場所：學校圖書館、國家圖書館及相關廠家等；實習目的和要求：初步了解國內(nèi)外節(jié)能玻璃生產(chǎn)線的現(xiàn)狀及發(fā)展狀況，補充必要的理論知識，更深入地認識設計題目。主要參考文獻1 沈興全.液壓傳動與控制m. 北京：國防工業(yè)出

3、版社，20102 機械設計手冊編委會，機械設計手冊（第2卷）.北京：機械工業(yè)出版社，20043 王愛玲 主編.現(xiàn)代數(shù)控機床結構與設計.北京：兵器工業(yè)出版社，1999,94 唐一平 主編 機械工程專業(yè)英語m.北京：電子工業(yè)出版社，20095 孫萬龍 主編 caxa制造工程師2008機械制造m.北京：人民郵電出版社，20096 謝進，萬朝燕，杜立杰.機械原理m.北京：高等教育出版社，2004.7 邱宣懷. 機械設計m. 北京：高等教育出版社，2004.主要儀器設備或開發(fā)環(huán)境 計算機auto cad 2008畢業(yè)設計（論文）開始日期2011.2.21畢業(yè)設計（論文）完成日期2011.6.1畢業(yè)設計（

4、論文）進度計劃（起止時間、工作內(nèi)容）1 3周：調(diào)研，熟悉該課題的研究方向、查閱有關中英文資料，完成英文翻譯；確定初步方案，寫出開題報告；第 4 周：完成開題；5 7 周：學習相關軟件的操作，auto cad等；8 10 周：完成草圖繪制和相關計算、校核，并完成總課題一半的任務；1114 周：完成正式圖紙設計工作，以及最后的軟件仿真工作，教師審查修改；1516周：答辯前的準備工作。畢業(yè)論文打印裝訂，完成上交，指導老師和評閱老師完成評閱，學生準備答辯；第 17 周： 畢設論文答辯。指導教師（簽字）： 年 月 日督導教師（簽字）： 年 月 日學院畢業(yè)設計（論文）領導小組審查意見：組長（簽字）： 年

5、月 日摘 要本文對節(jié)能玻璃自動取板結構進行了功能原理設計，方案比較及選擇，對傳動系統(tǒng)及制動系統(tǒng)進行了設計及計算，并對關鍵零部件進行了強度校核，結果滿足設計要求。最后繪制了節(jié)能玻璃自動取板機構的裝配圖及零件圖等。機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的精確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力。在國民經(jīng)濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)控加工中心，它在減輕工人的勞動強度的同時，大大提高了勞動生產(chǎn)率。但數(shù)控加工中

6、常見的上下料工序，通常仍采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。前者費時費工、效率低；后者因設計復雜。需較多繼電器，接線繁雜，易受車體振動干擾，而存在的可靠性差、故障多、維修困難的問題。可編程序控制器plc控制的上下料機械手控制系統(tǒng)動作簡便、線路設計合理、具有較強的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)運行的可靠性，降低了維修率，提高了工作效率。關鍵詞：自動化生產(chǎn)設備 精確性 簡便 提高工作效率abstractthis article focuses on the automatical picking-up and turning device of the energy-saving glass pr

7、oduction line was carried on the function design, scheme comparison and selection, on the transmission and brake system design and calculation. and the strength of the key components were checked, the results met the design requirements. finally assembly drawing and part drawings of the automatical

8、picking-up and turning device of the energy-saving glass production line were drawn.robot developed in recent decades as high-tech automated production equipment. industrial robot is an important branch of industrial robots. its features can be programmed to perform tasks in a variety of expectation

9、s, in both structure and performance advantages of their own people and machines, in particular, reflect the peoples intelligence and adaptability. the accuracy of robot operations and a variety of environments the ability to complete the work in the field of national economy and there are broad pro

10、spects for development. with the development of industrial automation, there has been cnc machining centers, it is in reducing labor intensity, while greatly improved labor productivity. however, the upper and lower common in cnc machining processes material, usually still use manual or traditional

11、relay-controlled semi-automatic device. the former time-consuming and labor intensive, inefficient; the latter due to design complexity, require more relays, wiring complexity, vulnerability to body vibration interference, while the existence of poor reliability, fault and more maintenance problems

12、and other issues. programmable logic controller plc-controlled robot control system, for materials and down movement is simple, circuit design is reasonable, with a strong anti-jamming capability, ensuring the systems reliability, reduced maintenance rate, and improve work efficiency. keywords: auto

13、mated production equipment ,accuracy ,simple ,improve work efficiency.目錄摘要（中文）（英文）第一章 綜述11.1 課題研究的背景和意義、前景11.1.1 節(jié)能玻璃概念的提出11.1.2 節(jié)能玻璃生產(chǎn)過程中的節(jié)能方法21.1.3 節(jié)能玻璃的分類31.1.4 節(jié)能玻璃的發(fā)展前景412 相關研究技術和國內(nèi)外發(fā)展狀況41. 3 市場調(diào)研情況5第二章 動力、傳動有關計算72.1 電機的選擇72.2 輥道分析72.2 .1 軸承的選擇72.2 .2 膠皮輪布局方案82.3傳動計算92.3.1 帶輪傳動設計計算92.3.2 齒型帶輪設計

14、計算122.3.3 翻轉機構的設計計算132.3.4 機械手的設計132.4軸的設計計算142.5鍵的設計計算152.5.1 主動帶輪鍵連接設計計算152.5.2 從動帶輪鍵連接設計計算152.6軸承的選擇計算15第三章 整體結構設計173.1 設計方案的比較和選擇173.11 方案比較173.11 最終方案選擇183.2傳送機構設計193.3翻轉機構的設計20第四章 三維圖214.1 整體結構三維圖214.2 翻轉機構三維圖214.3 傳動機構傳送輥道三維圖22第五章 總結235.1 主要零部件235.2. 總裝配圖26結束語28參考文獻29致謝3026第一章 綜 述玻璃是一種歷史悠久而又具

15、有廣闊發(fā)展前途的無機材料，是一種透明、強度及硬度頗高，不透氣的物料。玻璃在日常環(huán)境中呈化學惰性，亦不會與生物起作用，故此用途非常廣泛。玻璃簡單分類主要分為平板玻璃和特種玻璃，按照目前技術發(fā)展狀況和市場占有情況，特種玻璃又主要分為耐高溫玻璃、耐高壓玻璃和節(jié)能型玻璃三類，其中節(jié)能型玻璃代表著今后玻璃行業(yè)的發(fā)展方向，它可以細分為low-e低輻射鍍膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃、吸熱玻璃等：平板玻璃耐高溫玻璃玻璃low-e低輻射鍍膜玻璃耐高壓玻璃等特種玻璃中空玻璃節(jié)能型玻璃真空玻璃吸熱玻璃等玻璃化學特性穩(wěn)定，使用、裝飾性能都很優(yōu)越，是非常重要的建筑材料。隨著對建筑物裝飾性要求的不斷提高，玻璃在建筑行業(yè)中的

16、使用量也在不斷增大。在現(xiàn)今節(jié)約型社會的框架下，人們在選擇建筑物的玻璃門窗時，除了考慮其美學、外觀特征、熱量控制、制冷成本和內(nèi)部陽光投射舒適平衡等問題之外，也越來越注重能源的節(jié)約問題，這就使得玻璃家族中的新貴節(jié)能玻璃脫穎而出，成為人們關注的焦點。隨著節(jié)能玻璃行業(yè)的迅速發(fā)展和廣泛應用，提高玻璃生產(chǎn)的效率、減少生產(chǎn)中損耗，也成為如今玻璃行業(yè)備受大家關注的重要研究課題。11 課題研究的背景和意義，前景1.1.1 節(jié)能玻璃概念的提出：現(xiàn)代生活中，玻璃的應用已無處不在，包括汽車、電子、航空、建筑等領域。2007年3月，北京的兩會期間，有代表提出了節(jié)能降耗要先從建筑節(jié)能做起”的提議，引起了廣泛的討論和媒體的

17、關注。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國現(xiàn)有玻璃幕墻（非節(jié)能玻璃）面積已超過900多萬平方米，而且呈持續(xù)發(fā)展趨勢。在帶來所謂美觀、的同時，能耗卻成倍的增長。大量建造玻璃幕墻僅是我國建筑浪費的一個縮影。新建住宅中，窗戶越多越好、水景越多越好、面積越大越好；公共建筑甚至一些政府大樓，都采取超高層大廳、透光屋頂，看起來十分氣派。這種新潮豪華的建筑，往往要比一般建筑浪費能源。有數(shù)據(jù)顯示，通過玻璃門窗造成的能耗占建筑總能耗的40。所以有房地產(chǎn)商提出了：建筑節(jié)能要從玻璃節(jié)能開始。節(jié)能玻璃要具備兩個節(jié)能特性：保溫性和隔熱性。玻璃的保溫性（k值）要達到與當?shù)貕w相匹配的水平。對于我國大部分地區(qū),按現(xiàn)行規(guī)定,建筑物墻體的k值應

18、小于1,因此,玻璃窗的k值也要小于1才能“堵住”建筑物“開口部”的能耗漏洞。在窗戶的節(jié)能上,玻璃的k值起主要作用。而對于玻璃的隔熱性（遮陽系數(shù)s）要與建筑物所在地陽光輻照特點相適應。不同用途的建筑物對玻璃隔熱的要求是不同的。對于人們居住和工作的住宅及公共建筑物,理想的玻璃應該使可見光大部分透過,如在北京,最好冬天紅外線多透入室內(nèi),而夏天則少透入室內(nèi),這樣就可以達到節(jié)能的目的。1.1.2 節(jié)能玻璃生產(chǎn)過程中的節(jié)能方法：玻璃行業(yè)是一個高能耗行業(yè)，玻璃熔窯是玻璃生產(chǎn)線能耗最多的設備，在玻璃成本中燃料成本約占35%50%。我國自行設計的大部分浮法玻璃熔窯玻璃液單耗可以達到6500kj/kg7500kj

19、/kg玻璃液，國外大的浮法玻璃企業(yè)只有5800kj/kg玻璃液，我們與國際先進水平有一定差距。 發(fā)達國家玻璃熔窯的熱效率一般在30%40%，我國玻璃熔窯的熱效率平均只有25%35%。熔窯結構設計和保溫措施不合理，使用的耐火材料質(zhì)量檔次低是存在這種差距的重要原因之一。其次，國內(nèi)浮法玻璃工藝操作技術落后、管理不夠完善等也是造成能耗高、熔化質(zhì)量差、窯爐壽命短的原因。到目前我國已擁有浮法玻璃生產(chǎn)線140余條，玻璃產(chǎn)能增加較快，市場競爭逐步白熱化。做為玻璃主要燃料的重油，價格持續(xù)走高，在玻璃成本中所占比例越來越大。因此，降低玻璃能耗，對降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場競爭力，減少環(huán)境污染，緩解能源短缺等都具

20、有巨大意義。 玻璃企業(yè)的節(jié)能是一個長期任務，國內(nèi)外技術人員積極進行研究，如優(yōu)化窯爐結構設計、富氧燃燒、全氧燃燒電助熔、重油乳化技術等。目前很多企業(yè)已開始在生產(chǎn)過程中實施節(jié)能措施，并對玻璃生產(chǎn)過程控制等方面的節(jié)能措施進行探索。 配合料水分、溫度與油耗眾所周知，水分在配合料中的狀態(tài)與配合料的溫度密切相關。配合料溫度大于35時，絕大多數(shù)水分以游離態(tài)附著在難熔的砂粒表面，從而可以粘附較多的純堿加強助熔效果。當配合料溫度小于35時，配合料中的水分會與純堿形成na2co3。10h2o或na2co3。7h2o，與芒硝形成na2so4。10h2o結晶水化合物，使砂粒表面失去水分顯得干燥，使助熔作用減弱。 北方

21、地區(qū)在冬季由于氣溫較低，配合料溫度一般低于35，有些地區(qū)甚至僅有20左右。為了保持配合料外觀濕潤，通常采取增加配合料水分的辦法，雖然起到一定作用，但也會帶來較多弊端，如料倉壁結塊現(xiàn)象加重、油耗增加等。有人通過計算，得出進入窯內(nèi)的水需要消耗的油量為0。085kg油/kg水。1.1.3 節(jié)能玻璃的分類：節(jié)能玻璃是特種玻璃的一種，可以細分為low-e低輻射鍍膜玻璃、中空玻璃、真空玻璃、吸熱玻璃等：1. low-e低輻射鍍膜玻璃low-e玻璃又稱低輻射玻璃，是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產(chǎn)品。其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性，使其與普通玻璃及傳統(tǒng)的建筑用鍍膜玻璃相比

22、，具有優(yōu)異的隔熱效果和良好的透光性。2. 中空玻璃中空玻璃由美國人于1865年發(fā)明，是一種良好的隔熱、隔音、美觀適用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料，它是用兩片（或三片）玻璃，使用高強度高氣密性復合粘結劑，將玻璃片與內(nèi)含干燥劑的鋁合金框架粘結，制成的高效能隔音隔熱玻璃。中空玻璃多種性能優(yōu)越于普通雙層玻璃，因此得到了世界各國的認可，中空玻璃是將兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘結密封，使玻璃層間形成有干燥氣體空間的玻璃制品。其主要材料是玻璃、鋁間隔條、彎角栓、丁基橡膠、聚硫膠、干燥劑。3. 真空玻璃真空玻璃是新型玻璃深加工產(chǎn)品，是我國玻璃工業(yè)中為數(shù)不多的具有自主知識產(chǎn)權的前沿產(chǎn)品，它的研

23、發(fā)推廣符合我國鼓勵自主創(chuàng)新的政策，也符合國家大力提倡的節(jié)能政策，具有良好的發(fā)展?jié)摿颓熬?。從原理上看真空玻璃可比喻為平板形保溫瓶，二者相同點是兩層玻璃的夾層均為氣壓低于10-1pa的真空，使氣體傳熱可忽略不計；二者內(nèi)壁都鍍有低輻射膜，使輻射傳熱盡可能小。二者不同點：一是真空玻璃用于門窗必須透明或透光，不能像保溫瓶一樣鍍不透明銀膜，鍍的是不同種類的透明低輻射膜；二是從可均衡抗壓的圓筒型或球型保溫瓶變成平板，必須在兩層玻璃之間設置“支撐物”方陣來承受每平方米約10噸的大氣壓，使玻璃之間保持間隔，形成真空層?！爸挝铩狈疥囬g距根據(jù)玻璃板的厚度及力學參數(shù)設計，在20mm-40mm之間。為了減小支撐物“

24、熱橋”形成的傳熱并使人眼難以分辨，支撐物直徑很小，目前的產(chǎn)品中的支撐物直徑在0.3mm-0.5之mm間，高度在0.1mm-0.2mm之間。4. 吸熱玻璃吸熱玻璃是能吸收大量紅外線輻射能、并保持較高可見光透過率的平板玻璃。生產(chǎn)吸熱玻璃的方法有兩種：一是在普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的原料中加入一定量的有吸熱性能的著色劑；另一種是在平板玻璃表面噴鍍一層或多層金屬或金屬氧化物薄膜而制成。 吸熱玻璃有灰色、茶色、藍色、綠色、古銅色、青銅色、粉紅色和金黃色等。我國目前主要生產(chǎn)前三種顏色的吸熱玻璃。厚度有2、3、5、6mm四種。吸熱玻璃還可以進一步加工制成磨光、鋼化、夾層成中空玻璃。吸熱玻璃還可以阻擋陽光和冷氣,使

25、房間冬暖夏涼.1.1.4 節(jié)能玻璃的發(fā)展前景：我國是世界上平板玻璃產(chǎn)量最大的國家，產(chǎn)量已連續(xù)10多年居世界第一位。但與國外玻璃工業(yè)相比，生產(chǎn)的集中度很低。截止到2006年12月，我國共有玻璃生產(chǎn)企業(yè)1885家，其中大型企業(yè)為99家，中型151家，小型1635家。其中技術和產(chǎn)品落后的中小企業(yè)仍占絕大多數(shù)。同時，各大型企業(yè)的產(chǎn)品都集中在平板玻璃等市場供給能力嚴重過剩的玻璃種類上，技術先進的環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品寥寥無幾。在2010年我國已成為世界上規(guī)模最大的平板玻璃生產(chǎn)國。加工玻璃發(fā)展迅速，基本滿足了建筑業(yè)、汽車業(yè)和其他新興產(chǎn)業(yè)的需要。平板玻璃及加工玻璃產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟發(fā)展和提高人民生活水平所不可或缺的

26、重要材料工業(yè)。中國玻璃工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構、技術結構、規(guī)模結構和產(chǎn)品結構都發(fā)生了質(zhì)的飛躍；生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種質(zhì)量等方面都獲得了突飛猛進的發(fā)展，未來發(fā)展前景廣闊。居民消費結構升級、鼓勵企業(yè)自主創(chuàng)新、新農(nóng)村建設和城鎮(zhèn)化進程等都將保證國內(nèi)市場對玻璃產(chǎn)品的中長期需求增長趨勢不變。隨著建筑、汽車、裝飾裝修、家具、信息產(chǎn)業(yè)技術等行業(yè)的發(fā)展和人們對生活空間環(huán)境要求的提高，安全玻璃、節(jié)能中空玻璃等功能性加工產(chǎn)品得到廣泛應用，平板玻璃的供求格局和消費結構正在發(fā)生變化。 玻璃行業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟的許多行業(yè)都存在著聯(lián)系，玻璃行業(yè)對推動整個國民經(jīng)濟的發(fā)展都起著積極作用。因此“十一五”規(guī)劃中也對玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出了具體要求，

27、并頒布了各項法律法規(guī)來規(guī)范玻璃行業(yè)的健康發(fā)展。在新的形勢下，玻璃工業(yè)必須按照科學發(fā)展觀的要求，轉變增長方式，有效調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，才能促進行業(yè)健康發(fā)展。12 相關研究技術和國內(nèi)外發(fā)展狀況目前在我國，盡管以中空玻璃、鍍膜玻璃、low-e玻璃等為代表的節(jié)能玻璃在近幾年發(fā)展迅速，但在很多國內(nèi)玻璃行業(yè)，引進國外生產(chǎn)技術與設備的現(xiàn)象仍有愈演愈烈的跡象。由于害怕承擔風險，一些企業(yè)寧愿引進國外技術，也不愿出資自主研發(fā)，致使缺乏自主知識產(chǎn)權的國內(nèi)玻璃產(chǎn)業(yè)，對國外技術的依存度高達50%。國內(nèi)浮法平板玻璃生產(chǎn)線，生產(chǎn)的都是中低檔玻璃（219mm），而液晶顯示玻璃（1mm以下玻璃）、超超薄玻璃0.75mm以下玻璃、超厚

28、玻璃12mm以上玻璃都不能生產(chǎn)或不能量產(chǎn)，除了生產(chǎn)工藝方面原因以外，就是生產(chǎn)線自動化程度達不到要求。因此國內(nèi)液晶顯示、電子基片玻璃行業(yè)都受制于國外企業(yè)。在國外先進浮法平板玻璃線，都實現(xiàn)了完全自動化生產(chǎn)。因此，要想真正從根本上解決我們的“建筑節(jié)能”即“玻璃節(jié)能”的問題，我們必須擁有自己先進的技術和設備，在改進玻璃生產(chǎn)技術的同時，也加強改進節(jié)能玻璃的生產(chǎn)線，優(yōu)化生產(chǎn)線的工序流程，通過快捷安全的自動化生產(chǎn)提高生產(chǎn)效率，增強生產(chǎn)安全穩(wěn)定性，減少擦傷及人工污染，通過有限的資源消耗創(chuàng)造出更大的利潤。13 市場調(diào)研情況在開始設計工作之前，我首先在市場上進行了一系列有針對性的調(diào)查研究。通過一段時間針對玻璃生產(chǎn)

29、線自動取板機構所進行的調(diào)查研究，我發(fā)現(xiàn)市場上目前存在著以下幾種玻璃生產(chǎn)線自動取板機構：機構1 圖1-1 圖1-2圖1-3該種方案的自動取板機構基本滿足了提高傳送效率的要求，但是由于取板翻轉機構的運輸行程較短，且受力較為集中（完全由一根軸承受載荷），增加了操作難度，同時對軸的材料要求更高，且易造成軸的疲勞磨損，因此該方案不夠完善。機構2 圖1-4 圖1-5圖1-6該種方案的自動取板機構通過雙向交錯的取板方式，大大提高了生產(chǎn)效率，但是這種設計使設備結構更加復雜，同時雙向翻轉的設計也提高了對控制系統(tǒng)的要求，要求控制系統(tǒng)更加復雜精密，這樣的設計會大大提高生產(chǎn)和使用成本，不夠經(jīng)濟劃算，因此也不夠理想。第

30、二章 動力、傳動有關計算2.1 電機的選擇電機的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應定律和電磁力定律。因此，其構造的一般原則是：用適當?shù)膶Т藕蛯щ姴牧蠘嫵苫ハ噙M行電磁感應的磁路和電路，以產(chǎn)生電磁功率，達到能量轉換的目的。 三相異步電機是感應電機，定子通入電流以后，部分磁通穿過短路環(huán)，并在其中產(chǎn)生感應電流。短路環(huán)中的電流阻礙磁通的變化，致使有短路環(huán)部分和沒有短路環(huán)部分產(chǎn)生的磁通有了相位差，從而形成旋轉磁場。通電啟動后，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，即旋轉磁場與轉子存在相對轉速，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉矩，使轉子轉起來，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電機結構簡

31、單，制造方便，運行性能好，并可節(jié)省各種材料，價格便宜選擇主電機y90s-4 三相異步交流電機額定功率 w=1.1kw額定轉速 n=1400r/min2.2 輥道分析傳送輥道是由軸、軸承、軸承座和膠皮輪組成。2.2 .1 軸承的選擇由于是玻璃生產(chǎn)線的傳送輥道，而玻璃產(chǎn)品是易碎物品，表面易被劃傷，因此選擇膠皮輪進行輸送。由于玻璃產(chǎn)品質(zhì)量較輕，因此對軸和軸承座的承載能力要求并不是很高，但是因為要進行大量旋轉運動，而滾動軸承比軸頸軸承的轉動摩擦阻力小，在相同轉速下由摩擦產(chǎn)生的溫度會比較低，因此選用滾動軸承。滾動軸承是機械中廣泛應用的支撐件，工作時依靠主要元件間的滾動摩擦來支撐轉動零件，有專門的軸承廠家

32、大量生產(chǎn)，多數(shù)的滾動軸承已經(jīng)標準化。滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架幾部分組成。通常軸承內(nèi)圈裝配在軸上并且與軸一起旋轉；外圈和軸承座孔裝配在一起，起支撐作用；也有一些滾動軸承是軸承外圈旋轉、內(nèi)圈固定的；少數(shù)情況下，還有外圈和內(nèi)圈分別按不同的轉速旋轉使用的情況。圖2-1 滾子軸承滾動體是滾動軸承的核心元件，它是相對運動表面間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦。保持架將滾動體等間距的排列隔開，以避免滾動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損。滾動軸承的材料和其特點：滾動軸承德內(nèi)圈和外圈、滾動體都用強度高，耐磨性好的軸承鋼（鉻錳合金鋼）制造，常用牌號ggr15、 ggr15simn等。淬火后硬度達到60-65hrc

33、，工作表面要求磨削拋光。保持架的材料要求應該具有良好的減摩性，多用低碳鋼板沖壓，鉚接或者焊接而成，也有使用銅合金、鋁合金或者是工程塑料切制而成的實體保持架。滾動軸承和滑動軸承相比，其特點如下：摩擦阻力小，啟動以及運轉力矩小，啟動靈敏，功率損耗小且軸承單位寬度的承載能力較大，潤滑、安裝維修方便等。與滑動軸承相比，滾動軸承的缺點是徑向輪擴尺寸大，接觸應力高，高速重載下軸承壽命較低且噪聲較大，抗沖擊能力差。滾動軸承類型的選擇：選擇滾動軸承需要考慮多種因素，但是應以以下選用原則作為參考：1）載荷條件 軸承工作時，載荷的大小、方向、性質(zhì)是選擇軸承的主要依據(jù)。載荷比較大時，一般選用線接觸的滾子軸承，反之則

34、選擇點接觸的球軸承；軸承受純徑向載荷，通常選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或者滾針軸承；受到的是純軸向力的時候應該選用的是角接觸軸承或者圓錐棍子軸承。當軸向載荷較大時，通常選用四點角接觸球軸承或者推力球軸承與深溝球軸承的組合結構。2）軸承的轉速 通常軸承的轉速要低于其極限轉速，否則會降低使用壽命。在一般轉速較高、載荷較小、要求旋轉精度較高時，適宜選用極限轉速較高的球軸承。轉速低、載荷大或者沖擊載荷時應選用滾子軸承。3）調(diào)心性能 各種軸承在使用時允許的偏斜角應該在控制的允許的范圍之內(nèi)，否則會引起軸承的附加載荷從而降低軸承的壽命。通常加工和安裝的誤差以及軸的撓度都會使軸承增加附加載荷。4）安裝和拆卸的

35、要求 為了便于軸承的安裝、拆卸和調(diào)整間隙，選用內(nèi)、外圈可以分離的軸承。若軸承裝在長軸上，為了便于裝拆和緊固可以選用帶內(nèi)錐孔或者緊固套的軸承。綜上所述，圓柱滾子與滾道為線接觸軸承，負荷能力大，主要承受徑向負荷。其滾動體與套圈擋邊摩擦小，適于高速旋轉。因此選擇圓柱滾子軸承就可以滿足輥道的使用。 圖2-2 圓柱滾子軸承2.2 .2 膠皮輪布局方案 膠皮輪系統(tǒng)的布局不僅影響鋼架的剛度，而且對動力傳送方式有所依賴。 該膠皮輪系統(tǒng)的整體動力來源于電機，通過帶輪和帶傳遞動力。該膠皮輪系統(tǒng)采用膠皮輪兩兩成對的方式進行布局，膠皮輪固定在輥道軸上。成對膠皮輪之間距離較近，輥道軸之間采用帶輪加輪帶傳遞的方式傳遞動力

36、；不同對的膠皮輪之間距離相對較遠，留出一定空間供翻轉機構的吸盤架在水平位置上時占用，不同對膠皮輪所在輥道軸之間同樣也采用帶輪加輪帶的方式傳遞動力。 圖2-3 膠皮輪布局2.3 傳動計算本設計涉及到兩組傳動：一組為電機與滾筒之間的傳動；二組為電機與曲柄搖桿機構之間的傳動。這里選用相同的電機。2.3.1 帶輪傳動設計計算由于此組傳動的作用是傳遞物件，這里只采用帶輪的以及降速設計：圖2-4 帶輪嚙合圖傳動比設定為i=0.5.設定工作情況系數(shù)計算功率 （2-1）選擇普通v帶型號根據(jù)， n=1400r/min選擇b型v帶。確定帶輪基準直徑大帶輪基準直徑 （2-2）實際傳動比 （2-3）驗算帶速v （2-

37、4）帶速在5-25m/s范圍內(nèi)。確定帶的基準長度和實際中心距按結構初定中心距 （2-5）查表取基準長度則實際中心距a為 （2-6）中心距a的變化范圍 （2-7，2.7）檢驗小帶輪包角 （2-8）確定v帶根數(shù)z （2-9）根據(jù)，用內(nèi)插法得得功率增量為 （2-10）查得根據(jù)傳動比i=2，查得，則查的帶長度修正系數(shù)，包角系數(shù)得普通v帶根數(shù)z=0.4根圓整的z=1根。滾筒的實際轉速 n=1400*0.5=700n/min滾筒的想速度，也是傳送玻璃的速度 =5.2m/s （2-11）2.3.2 齒型帶輪設計計算前面提到，齒形帶和輥道軸上齒輪需要配合起來協(xié)調(diào)所有膠皮輪之間的同步轉動，實現(xiàn)運送的玻璃和膠皮輪

38、之間無滑動。既然要求實現(xiàn)同步轉動，那么所有輥道軸上就要求采用相同的齒輪。傳動比i=1，選定齒輪模數(shù)m=2,齒數(shù)z取71.齒輪組主要參數(shù)計算：分度圓直徑d， d=m*z=142mm （2-12）齒寬，這里設定齒寬系數(shù)=0.2 （2-13）則有b=28.4mm齒頂高、齒根高 （2-14,2-15）齒距 （2-16）齒厚 （2-17）齒槽寬 （2-18）由于只是簡單輕便的動力傳動，齒輪就不必校核了。2.3.3 翻轉機構的設計計算翻轉機構是一復雜的曲柄搖桿機構，用來完成到位玻璃的翻轉與轉移。在玻璃到位之前翻轉機構停留在水平位置，待玻璃到位后通過真空吸盤拾取玻璃，并進行翻轉，到達指定裝箱位置后真空吸盤失

39、去真空，將玻璃卸下裝箱，翻轉機構回位等待下一次取板。翻轉機構結構如圖2-5圖2-5 曲柄搖桿機構+吸盤圖中曲柄的動力來源于電機的v帶傳遞，電機與固定在機架臺上的一桿連接，將電機的旋轉運動轉變?yōu)闂U的周期性擺動，完成機構周期性的不間斷取板、翻轉功能。由于電機的速度很快，這里必須要配有減速器。取傳動比i=7則降速后的轉速 n=1400/7=200n/min各桿的具體結構、尺寸見圖紙。2.3.4 機械手的設計 由于這里翻轉的物件是節(jié)能玻璃，十分容易破裂，普通的機械手主要部件都是金屬，發(fā)力的控制也比較困難，所以這里選取橡膠吸盤。結構如圖2-5：圖2-5 曲柄搖桿機構+吸盤當玻璃經(jīng)傳送輥道到達取板工位，真

40、空吸盤拾取玻璃進行取板動作，繼而擺臂進行翻轉動作，擺動到達裝箱工位時，真空吸盤送氣，失去真空，將玻璃平穩(wěn)準確地卸在指定工位，取板動作平穩(wěn)可靠。2.4軸的設計計算滾筒軸的作用在于裝帶輪，滑輪。其兩端制有軸承，支持玻璃運轉。已知電機的額定功率p=1.1kw，額定轉速n=1400r/min,取帶輪的傳動效率，所有齒輪的傳動效率，所有軸的材料選用45鋼，材料的。根據(jù)公式 （2-19） （2-20） ， 2.5鍵的設計計算2.5.1 主動帶輪鍵連接設計計算電機輸出的轉速n=1400r/min ,傳動的功率為1.1kw則其傳遞的扭矩 （2-21）設帶輪的內(nèi)徑d=12mm,寬度b=18mm,選擇鍵寬b=4m

41、m,鍵高h=4mm,鍵長l=16mm,許用擠壓應力的方頭(b型)鍵由公式 （2-22）求的擠壓應力 =117mpa 合適2.5.2 從動帶輪鍵連接設計計算從動帶輪的n=700n/min,傳遞的功率 =0.88nm,取從動帶輪的內(nèi)徑d=20mm,寬度b=20mm。選擇鍵寬b=6mm,鍵高h=6mm,鍵長l=18mm,許用擠壓應力的方頭(b型)鍵由公式（2-21） 求的 t=12nm則 =83.9mpa 合適2.6軸承的選擇與計算軸承裝在滾筒軸的兩端，承接玻璃的重力。應為滾軸的個數(shù)較多，這里假設平均分配，設每個軸承收到的重力f =98n選用深溝球軸承6004已知d=20mm,d=42mm,b=12

42、mm,基本額定動載荷c=9.38/kn有滾動軸承壽命計算公式： （2-23）取溫度系數(shù)=0.90,壽命指數(shù)=3.=129420790小時軸承的潤滑為油脂潤滑，定期加油脂。第三章 整體結構設計3.1 設計方案的比較和選擇3.11 方案比較方案一：1、 方案一草圖：圖1-7 方案一整體結構布局2、 設計原理及特點：原理：方案一中，加工好的節(jié)能玻璃經(jīng)過傳送裝置被送至傳送臺上，取板機構垂直下降至傳送臺上方，通過真空吸盤抓取玻璃，再上升回原處，通過上方橫梁移動至左側翻轉工位上方，下降至合適位置后，吸盤失去真空，將玻璃放置在翻轉工位，翻轉機構發(fā)生翻轉，將玻璃放入左側箱中。方案一采用電機驅動。優(yōu)點：方案一機

43、構結構較為簡單，設計和生產(chǎn)成本較低，方案容易實現(xiàn)。缺點：1） 該方案中取板機構采用橫梁作為傳送軌道，行程太長，占用空間過大，不利于在實際生產(chǎn)中節(jié)約空間成本。2） 該方案多次重復使用取板機構，無形中增加了該道工序所用的時間，延長了生產(chǎn)周期，造成不必要的重復勞動和浪費。方案二：1、 方案二草圖：圖1-82、 設計原理及特點：原理：本方案包括機架、八桿機構、玻璃板輸送輥道、電機、皮帶輪和履帶輪。在輥道一側設置有翻轉架，與翻轉架相配合在輸送輥道的下面設置有電機驅動系統(tǒng)和連接驅動系統(tǒng)與翻轉架的曲柄連桿機構，在翻轉架的外側配置有用于取板及將玻璃板送至裝箱工位的真空吸盤。優(yōu)點：1）由于是玻璃產(chǎn)品，不宜用堅硬

44、的物體傳送，因此輥道的傳動輪采用橡皮輪，并且在取板定位時采用橡皮吸盤，從而避免玻璃表面受損，另外，輥道的傳送軸采用同步帶和同步帶輪傳送。2）翻轉機構采用多根機械連桿相配合運動的方式，采用電機驅動，自動化程度高，體積小、重量輕，構件簡單，加工方便。除此之外，平面連桿機構中的運動副都是低副，組成運動的兩構件之間為面接觸，因而承受的壓強小，便宜潤滑，磨損較輕，可以承受較大的載荷。3）翻轉機構與底座結合部分采用機械連桿方式聯(lián)接，避免了單根軸連接所產(chǎn)生的疲勞磨損等問題，同時加大了運輸行程，很好地降低了操作難度。4）翻轉機構的翻轉角度設為105，方便將節(jié)能玻璃安全順利地裝箱。5）本方案結構簡單，制造成本低

45、，通用性能好，易于操作和維護，工作安全可靠性高。3.11 最終方案選擇通過比較，方案二取板機構的運動比方案1更為靈活、合理，操縱控制更為簡便，機構自動化程度更好，其翻轉機構所占用的空間也更小，設計更為簡潔。因此，選擇方案2作為最終方案。3.2傳送機構設計傳送機構的作用是將玻璃從上一道工序處運送到下一道工位，這里是取板翻轉工位。傳送機構由輸送輥道、膠皮輪、皮帶輪等組成，采用電機驅動，各輥道之間通過皮帶輪傳遞動力。傳送機構具體結構如下圖3-1 圖3-1 傳送機構傳送機構的整體功能是由成排的膠皮輪來實現(xiàn)的。該機構整體的動力來源于上圖中最上端的電機，通過一個皮帶輪機構向輥道傳送動力。膠皮輪兩兩成對安裝

46、在鄰近的兩根輥道上，輥道的最右側都裝有齒形皮帶輪，用以傳動旋轉動力；其中每對膠皮輪的動力都來源于相鄰的一對輥道，同樣它們之間也用齒形帶輪機構來完成動力傳送。為了減輕機構的體積與質(zhì)量，減輕輥道承受的載荷，故采用在細桿上安裝膠皮輪的方式，輥道兩端都設置了滾珠軸承。3.3翻轉機構的設計翻轉機構是用來完成到位玻璃的翻轉與轉移的。具體結構如圖2-2 翻轉機構圖3-2 翻轉機構 此翻轉機構為一個八桿機構組成。最上端的一桿（吸盤架）上設置有吸盤，完成玻璃傳送到位后的拾取與翻轉到位后裝卸，同時也保證玻璃在翻轉時的固定，實現(xiàn)本機構的取板功能；八桿的上部四桿保證翻轉臺的在接玻璃時是保持水平的，下面幾桿則是配合以上

47、幾桿完成翻轉臺的翻轉，實現(xiàn)本機構的翻轉功能；圖中曲柄的動力來源于電機的v帶傳遞，電機與固定在機架臺上的一桿連接，將電機的旋轉運動轉變?yōu)闂U的周期性擺動，完成機構周期性的不間斷取板、翻轉功能。第四章 三維圖4.1 整體結構三維圖圖4-1 整體結構三維圖4.2 翻轉機構三維圖圖4-2 翻轉機構三維圖4.3 傳送輥道三維圖圖4-3 傳送輥道三維圖第五章 總結本次自動取板機構的設計說明書是對于玻璃傳送輥道系統(tǒng)、玻璃取板翻轉機構進行的整體方案設計。設計內(nèi)容主要包括：取板機構和自動翻轉機構總體方案的確定，采用了電機驅動系統(tǒng)、膠皮輪傳送輥道和八桿取板翻轉機構，相應的涉及到電機和軸承的選擇計算、膠皮輪布局方案以及各類傳動部件的受力分析和強度校核計算。該畢業(yè)設計題目的綜合訓練比較強，涉及知識面廣，重點在于培養(yǎng)工程思想及意識，理論聯(lián)系實際，提高初步設計能