小型玻璃磨邊機的結構設計【含10張CAD圖帶外文翻譯】

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玻璃磨邊機的設計I小型玻璃磨邊機的結構設計摘要玻璃磨邊機顧名思義是對玻璃的邊緣進行打磨，可以根據自己的需要通過玻璃磨邊機把玻璃磨削成自己想要的樣子。目前玻璃產品的用途越來越多，朝著功能型，實用性，裝飾型發(fā)展，市場需求越來越多。但是我國玻璃行業(yè)起步晚，玻璃磨邊機主要還是依靠進口，這樣是有著明顯的缺點的，不僅僅消耗了大量的外匯，而且只要設備出了故障，只能依靠國外的專家對設備進行維修，大大的增加了使用維護成本，而且相當的影響生產效率。除此之外，由于軟件部分國外了為了保護自己的技術成果，我們很難攻克，拓展性受到限制，大大影響生產力。所以盡快研發(fā)出屬于我們自己的高性能自動化玻璃磨邊機，為推動我國工業(yè)化快速發(fā)展具有總要意義。本文就玻璃磨邊機的結構設計展開論述，玻璃磨邊機的機械結構，一是磨削進給系統(tǒng)，也就是磨削玻璃的部分，二是加工工作臺，兩者分別由普通電機和伺服電機進行驅動，通過控制磨削砂輪的運動軌跡進而將玻璃的邊緣磨削成不同自己需要的樣子，最后為了使玻璃磨邊機向著小型化便攜化發(fā)展對其結構進行改進。關鍵詞： 玻璃磨邊機 小型化 便攜化 設計結構玻璃磨邊機的設計IIABSTRACTGlass edging machine by definition is the edge of the glass polished, you can according to their own needs through the glass grinding machine to grind the glass into their desired appearance. At present, the use of glass products more and more, towards the functional, practical, decorative development, more and more market demand. But China's glass industry started late, glass edging machine is mainly dependent on imports, which has obvious shortcomings, not only consumes a lot of foreign exchange, and as long as the equipment out of the problem, can only rely on foreign experts to maintain and debug equipment, so not only affect the production, but also greatly increased the use of maintenance costs. In addition, because the software part of foreign countries in order to protect their technical achievements, we are difficult to conquer, the expansion of the restrictions, greatly affecting productivity. So as soon as possible to develop our own high-performance automatic glass edging machine, in order to promote the rapid development of China's industrialization has a general significance.This paper discusses the structure design of glass edging machine, the mechanical structure of the glass edging machine, one is the grinding feed system, that is, the part of the grinding glass, the second is the processing table, both by the ordinary motor and servo motor drive, by controlling the movement track of grinding wheel and then grinding the edge of the glass into different needs, Finally, the structure of the glass edging machine is improved toward miniaturization and portability.Key words: Glass edging machine miniaturization portability玻璃磨邊機的設計III目錄摘要 ................................................................................................................................IABSTRACT.......................................................................................................................II1. 緒論 ......................................................................................................................11.1 課題來源及意義 ........................................................................................11.2 國內外的發(fā)展狀況和應用情況 ................................................................11.3 本文的主要工作 ........................................................................................12. 本機結構介紹和主要工作原理 ..........................................................................32.1 本機的結構簡介 ........................................................................................32.2 玻璃磨邊機機的工作原理 ........................................................................32.3 主要技術參數 ............................................................................................42.4 本機的基本設計方案、傳動系統(tǒng)及特點要求 ........................................43. 夾持機構設計 ......................................................................................................83.1 夾持帶主要參數的選擇與計算 ................................................................83.2 帶的設計 ....................................................................................................94. 輸送料機構設計 ................................................................................................114.1 輸送料傳動工作原理 ..............................................................................114.2 速度比的計算 ..........................................................................................114.3 同步齒形帶設計 ......................................................................................134.4 鏈傳動的設計 ..........................................................................................155. 轉角機構的計算 ................................................................................................19玻璃磨邊機的設計IV5.1 轉角機構初始條件 ..................................................................................195.2 轉角與電機轉數關系 ..............................................................................195.3 轉角誤差分析 ..........................................................................................216. 步進電機的原理介紹及選用 ............................................................................226.1 步進電機簡介和分類 ..............................................................................226.2 步進電機的特點和主要特性 ..................................................................247. 結 論 ..................................................................................................................28附錄 1：外文文獻翻譯 ...............................................................................................30附錄 2：外文文獻原文 ...............................................................................................35致謝 ..............................................................................................................................361. 緒論1.1 課題來源及意義改革開放以來科技迅速發(fā)展，建筑業(yè)，交通業(yè)以及旅游業(yè)高速現代化，幾乎一切行業(yè)都在使用玻璃，這也就帶動了平板玻璃深加工的發(fā)展，對深加工玻璃的需求越來越大，玻璃深加工的產量必須快速上升。我國玻璃深加工企業(yè)在最近的數十年發(fā)展迅速，數量爆發(fā)式增加，規(guī)模越來做越大，玻璃磨邊機作為玻璃深加工企業(yè)必須的專業(yè)性設備，其市場需求無可爭議的越來越多。但是截止到目前，國內玻璃磨邊設備還處于萌芽階段，大多數只能單件加工，而不能批量生玻璃磨邊機的設計V產。對于 21 世紀快速發(fā)展的中國這是遠遠不夠的，我們需要盡快研發(fā)出屬于自己的不落后于其他發(fā)達國家的智能玻璃磨邊機。1.2國內外的發(fā)展狀況和應用情況目前玻璃磨邊機設備很少有國產的，主要是進口的，進口磨邊機大多數由意大利生產，另外還有來自美國、法國，臺灣等地的磨邊機也是比較多的。但是完全依賴設備進口是不行的，國外的設備價格都不低，而且是非常高的，花費大量的資金是不可避免的，不僅僅是這樣，設備的軟件部分，由于其他國家要對自己的技術進行保密，我們沒有辦法深入了解，功能擴展性差，萬一設備出了問題還必須要有國外的專家來維護調試，很是不方便，對生產造成很大影響。所以我們必須自己開發(fā)和研制生產我們自己的玻璃磨邊機，玻璃加工行業(yè)的潛力很大，我們必須抓住機遇，迎合市場需要開發(fā)出自己的高性能智能磨邊機，玻璃深加工行業(yè)打下結實可靠的基礎。1.3本文的主要工作本文主要工作包括:玻璃磨邊機的總體設計玻璃磨邊機的電氣控制部分硬件設計可編程控制器的選型、模塊設計旋轉編碼器及高速計數器分析人機界面選型、設計PLC 與人機界面的程序設計基于 PLC 的模糊 PID 設計等。1.4 本章小結本章主要講述玻了磨邊機的結構組成，課題的來源和意義，國內外發(fā)展的現狀以及對文章的主要工作進行了簡單的介紹。玻璃磨邊機的設計12. 本機結構介紹和主要工作原理2.1 本機的結構簡介下面是玻璃磨邊機的設備外形，主要形狀如下圖：圖 2-1 玻璃磨邊機外形玻璃磨邊機主要由以下部分組成：12345678910（ ） 主 要 的 傳 動 設 備 ；（ ） 上 下 料 設 備 和 輸 送 裝 置 ；（ ） 具 有 彈 性 的 玻 璃 加 持 加 緊 裝 置 ；（ ） 角 度 調 整 調 整 機 構 ；（ ） 橫 梁 進 給 機 構 ；（ ） 磨 頭 電 機 進 給 設 備 ；（ ） 磨 頭 電 機 的 結 構 ；（ ） 端 面 磨 頭 調 整 機 構 ；（ ） 底 座 和 靠 架 ；（ ） 機 器 的 電 機 控 制 部 分 和 其 其 他 副 設 備 ；2.2 玻璃磨邊機的工作原理1.2.1 設備概述玻璃磨邊機的設計2在國內當前投產的的玻璃磨邊機設備，還是運用的是老舊的工藝，費時費力、浪費資源，主要原因是由于其工作方式為間歇式的；這種老舊的工藝，具有一定的工作周期，間隔周期之間的時間就會被浪費；此外，該種傳統(tǒng)方式生產的產品質量也會受到人們的質疑，進而影響其銷量；另外，玻璃在輸送過程中由于其自身形式導致不能連續(xù)均勻地運送，并且時?？赡艹霈F被擠壓破碎的狀況。以上所述都會對設備磨削玻璃重大影響，從而影響到相關產品產量，會嚴重影響生產效率。針對我國相關設備現狀及技術的缺陷，本設計為玻璃磨邊機的結構設計，這是一種高自動化加工設備，可以達到連續(xù)加工的目的，這樣可以有效提高生產效率，省時省力，節(jié)約成本，從而提高企業(yè)生產的整體效率。根據上述的設計思想玻璃磨邊機最后確定的基本結構形式為：傳送帶、傳動鏈，轉角機構，電機的選擇。其基本工作原理介紹如下：玻璃磨邊機的核心工作步驟是為磨削，所以磨削的計算在此次設計中也是重中之重，因為玻璃磨邊機的尺寸設計一環(huán)扣一環(huán)，必須要等到磨削角度的結構尺寸選定之后才可以決定；還有輸送機功率得選擇也比較重要，所以還需要進行電機功率和取料參數的相關計算。玻璃磨削的兩個主要不步驟是粗磨和精磨，但是除了這兩部之外，還有一步很關鍵，那就是拋光。玻璃表面與水相互作用產生水解現象，水解現象的作用是在玻璃表面產生一層薄薄的膜，要使玻璃表面變得平整透亮，研磨會破壞這層薄膜，如此反復地進行這一過程就是玻璃的拋光，我們也可以把這一步驟叫做研磨。2.3 主要的技術參數在進行玻璃磨邊機的結構設計過程中，首先要考慮機電裝備的所屬類型、布局以及常用的玻璃的形狀，在滿足機電裝備工作性能的前提下，綜合考慮其他工藝性、環(huán)境屬性以及工業(yè)沒學方面的問題。其次，根據磨削玻璃的要求、受力情況以及其他設計要求進行結構設計，在保證良好的磨削玻璃性能的同時，又能減輕重量，節(jié)約材料和能源，同時盡量向著小型化便攜化發(fā)展。這次我們設計的玻璃磨邊機的類型是玻璃直線雙邊機，這不僅僅是我們?yōu)榱讼虿Ａミ厵C的設計3著小型化便攜化發(fā)展做出的選擇，還因為它生產快，成品率較高、磨削質量比較優(yōu)秀、加工精度和其他類型磨邊機相比要好、操作不難方便的，適用于磨削不同厚度和的尺寸的平板玻璃。具體的要求如下:1.能保證系統(tǒng)長期可靠穩(wěn)定的運行。2.操作性: 每時每刻都會監(jiān)控著操作過程，第一時間看見問題所在。3.操作界面人性化，不僅僅采用中文顯示，而且非常容易看懂，便于操作。4.實用性:一次完成大部分工序。5.維護功能:具有自己判斷故障的功能、自我警報功能，維護起來簡單且經濟實惠。6.成本:整個設備價格合理，可以大量廣泛使用。7. 通過查閱相關參考文獻和設計手冊，主要技術指標:（1）最小速度以及最大速度的取值: 04/ms?（2）可以磨削的最深尺寸: 4（3）磨削玻璃長度: 30一（4）磨削玻璃厚度 : ~2s（5）設備需要的總功率: 5kw（6）設備正常工作下需要的電壓/頻率: 380/5VHz（7）倒角角度: 43??（8）夾持膠帶運行速度： .4 27/Vmin??（9）允許的玻璃的最下厚度以及最大厚度： 3 –20m??（10）可以加工的玻璃的最大尺寸： 150x?（11）斜邊角度范圍： 54??玻璃磨邊機的設計4（12）斜邊寬度： 30Bm?2.4 本機的基本設計方案、傳動系統(tǒng)及特點要求2.4.1 通過查閱相關參考文獻和設計手冊，本機的基本設計方案（1）采用兩條有彈性帶從兩邊夾緊玻璃；（2）為了使電機獲得我們需要的很多不同轉速，采用變頻器調速；（3）玻璃取立位安放；（4）手工上下料，同步齒形帶輸送；（5）屏幕上用數字進行顯現結果；（6）寬度進給分為電動和人為手工兩種方式（7）面板上有相應的數字顯示；（8）角度調整為電動；（9）電機工作的電流大小由電機上面的電流表顯示2.4.2 最終方案的認定和優(yōu)缺點2.4.2.1. 主傳動機構本設計要求：1、雙帶夾持玻璃；2、怠速 變頻調速；0.3 2.7N??3、適用玻璃厚度 -0m?。為此，本設計方案采用的傳動方式如圖所示：玻璃磨邊機的設計5圖 2.2 主傳動系統(tǒng)減速器 3 前帶 5傳動順序：主電機 1 主電機 2 減速器 4 后帶 62.4.2.2. 夾緊的特點與其方式如圖 2.3 所示，玻璃夾緊需要左右兩條軟的具有彈性的帶夾住，在它的側后方有一個剛性支撐板做支撐，這樣玻璃就能靠在支撐板上，豎直方向上的定位問題就得以解決，這樣的夾持放發(fā)可以大大的降低玻璃因為設備受力原因而導致破碎的概率。如圖 2.4，橡膠帶輪軸向采用外球面軸承支撐玻璃磨邊機的設計6圖 2.3 膠輥玻璃磨邊機的設計7圖 2.4 夾緊機構2.4.2.3. 選擇玻璃安放位置為了減小占地面積，有效的利用加工空間，我們采用站式，傾斜的安放位置，相對垂直面向后傾 10°。玻璃后傾 5°。2.4.2.4. 確定上下料方式因為玻璃的形狀不一樣并且差異巨大，本機也并沒有自動的上下料裝置所以采用人工的工作方式。2.4.2.5. 調整角度因為磨削角度是 ，所以是有角度調整機構的。見圖 2.5。圖中 C 為橫1045??梁擺動的支撐點，A 點處為螺旋副，B 鉸鏈處為動力輸入軸。螺母鉸接于橫梁上（可以繞鉸接點轉動） 。圖 2.5 轉角機構玻璃磨邊機的設計83. 夾持機構設計3.1夾持帶主要參數的選擇與計算3.1.1 主驅動系統(tǒng)（如圖 3.1）圖 3.1 夾持原理設計要求:帶速 變頻調速變速0.427/Vmin?－3.1.2 電機功率的選擇確定本來主電機功率為 ，但是在這里我們使用系數取為 ， 所以選用電機的1.kw2.0功率 型號的確定1.02N??我們選擇恒扭矩調速電機。3.1.3 夾持帶厚及輥子直徑的選取帶厚 ，夾持帶主動輥直徑選為 。12m??360m玻璃磨邊機的設計93.1.4 減速器總速比及分配已知：帶速 2.7/maxVin?輥子直徑 380DФ帶厚 1?調速機 maxnrp?所以總減速比 ,參照減速器樣本，選取適當的減 2/45.2maxInV????（ ）速器比分配速度比。公用減速器：型號： Ⅰ型桿式減速器，速度比： 。130WSJ－ 16.5i?后夾持帶用減速器：型號： 型（左旋） ，速度比： 。2J－ 2i前夾持帶用減速器：型號： 型（右旋）,速度比： 。10WSJ－ 5i?3.1.5 校核夾持帶實際速度最大線速度: 2/maxmaxVDnI????（ ）式中 360 ,12,10DФnrp??當 時, 計算則得 。15.4I?.7/maxi最小線速度： 2/minminVDI????（ ）式中 165,minrp?玻璃磨邊機的設計10則速度。0.45/minVin?3.2帶的設計3.2.1 帶的要求在這次的玻璃磨邊機的設計中，輸送玻璃的傳送帶相當關鍵，因為玻璃屬于易碎品，運輸過程中很容易因為小小的一點波動的造成玻璃的損壞，玻璃輸送的平穩(wěn)性也有著很大的要求，對玻璃的磨削時角度的控制是關鍵，稍微的晃動都會對精細的角度磨削造成毀滅性的打擊，所以對帶的要求也很高：（1）要有優(yōu)良的承載重物的能力和一定的寬度，來應付各種不同尺寸的玻璃（2）能相互連接，形成環(huán)繞形狀；（3）要保有一定的穩(wěn)定性，是傳送帶在傳輸過程中平穩(wěn)。（4）帶和帶之前用優(yōu)良的粘合劑粘住，避免脫層（5）要有一定的柔韌性，因為要在長方向上繞著滾筒彎曲；（6）有一定程度的結實，能夠承受一定的撕扯力，耐損傷。3.2.2 帶的材料及帶的組成分析1.23.帶 一 般 由 三 個 部 分 組 成 ：覆 蓋 層 － 上 覆 蓋 層 和 下 覆 蓋 層 ；帶 芯 － 單 層 和 多 層 ；隔 離 層 － 帶 芯 的 粘 結 介 質 。伸長量可取 3％。一般我們認為輸送帶的彈性伸長量為：輸送帶材料 棉帆布 尼龍帆布 滌綸帆布 整體編織芯 鋼繩芯 芳綸織布玻璃磨邊機的設計11伸長量 1.4％ .1％ 0.7％ 3.0％ .3％ 0.％3.2.3 帶的磨損輸送帶的壽命是由它的磨損的程度決定的，這種磨損分為兩種，一個是覆蓋層和運輸貨物之間的磨損，它們之間靠著摩擦力來工作運行，沒有摩擦力貨物就不能被運輸。另一種是輸送帶的下覆蓋膠和驅動滾筒之間的磨損，它們也是通過摩擦力來進行工作，滾筒帶動輸送帶的下覆蓋膠旋轉，沒有摩擦力就不能運轉。因為這兩組滑動摩擦力的產生，故障時有發(fā)生，有時候可能發(fā)生輸送帶直接被扯斷的情況，所以我們采用阻燃帶來減少這種故障的發(fā)生。輸送帶也不是一直會運行在中心線上，為了保持工作的正常運行，我們可以允許輸送帶有 5%的誤差，但是不能跑偏過大，這樣會設備和輸送帶接觸造成邊膠磨損。玻璃磨邊機的設計124. 輸送料設備設計4.1 輸送料傳動工作原理當帶的設計完成之后，我們開始設計和輸送帶相關的結構。因為需要加工的玻璃的千奇百怪，也就是說加工的玻璃沒有統(tǒng)一的形狀，所以我們就沒辦法設計統(tǒng)一的輸送料機構，所以我們采用人工上下料的方式，用兩條同步齒形輸送料。采用同步齒形帶是因為它的不容易被伸長，這樣玻璃不容易打滑，它的工作面是齒形的環(huán)形傳動帶，玻璃在上面不容易打滑。帶的背面開有凹槽，同時這些凹槽可以在工作過程中讓空氣流通，這樣就不會有太大的噪聲。同步齒形帶的優(yōu)點也有很多，例如它的傳動比準確，對軸和軸承的壓力小，轉動系統(tǒng)的結構緊湊，不打滑等等。一般參數如下：線速 v： ；功率105～ 10NKW?：速比 ； 效率 η： ;9i?： .938～工作溫度： 28??～ ℃工作原理圖如下：圖 4-1 輸送料傳動原理圖玻璃磨邊機的設計134.2 速度比的計算4.2.1 速度比確定同步為速度計算比的依據。由于夾持帶前主動輥直徑為 ，被動輥直徑為 ，因此接送料帶360Фm340Фm傳動的速度比是不同的。從圖 8 可以知道輸料帶速度比： 123·ii?接送料帶速度比：12340/6.94iii送 接齒形轉速： /ni?輸 夾 輸 送 送 夾夾持帶帶輪轉速： /465n?夾 主 電 機齒形帶帶速與轉速的關系為： / 2 ./()VDrmin????齒 帶 齒 帶 主 齒 齒 帶式中：玻璃磨邊機的設計14— —4.85nnDVm?夾 主接 送電 機齒 帶主 齒齒 帶齒 帶 夾 持 帶 主 動接 料 帶 主 動 齒 形 帶 輪 轉 速送 料 帶 主 動 齒 形 帶 輪 轉 速主 驅 動 電 機 轉 速齒 形 帶 轉 速齒 形 帶 主 動 輪 直 徑齒 形 帶 線 速 度齒 形 帶 厚 度 （ ）計算中，當按 考慮時, 120nrp?電 /62.58nrpm?夾 主 電 機將 .8/ ,75.6,4.7VmiD?齒 帶 主 齒 齒 帶則得 123·0.6ii?輸則得 .94.ii送 輸速度比分配a 輸料帶取 123/ 1 7/25iii??， ，此時，實際速度比 123·0.46ii?輸實際帶速 /.8/VnDimin????輸 夾 主 主 齒 齒 帶 輸（ ）b 送料帶取 1230/17/25ii?， ，玻璃磨邊機的設計15此時，實際速度比123 0.94.ii?送實際帶速 /.8/VnDimin????送 送 夾 被 主 齒 齒 帶（ ）式中： /0.942.?夾 被 夾 主同步齒形帶設計設計同步齒形帶的時候，因為需求功率較大選取傳動比較小的電機，選取，功率達到 5KW，滿載轉速 1000 轉每分鐘，周間距為 ，每周工作 137Y? 1860m小時，每天一班。564.2.2 帶的數據計算 ??2341.0bAAPK?設 計 功 率 由 表 查 得 ＝ ， 為 使 用 系 數 .3bPKW??＝ ＝ （ ）1. 選定帶型和節(jié)距：??140/65.22.185bPKWnrmi XHpbm?根 據 ＝ 和 ＝ ， 由 圖 確 定 為 型 ， 節(jié) 距 ＝表 4-1 帶尺寸參數大帶輪齒數 Z1 根據帶型和轉速來確定的轉速為 5 轉每分鐘，根據上面的表格可以知道，最小齒數為 18，所以我們取大帶輪齒數為 25.帶型 節(jié)距 pb 齒形角 2β 齒根厚 s 齒高 ht 帶高 hs 齒根圓角半徑 rr齒頂圓角半徑 raXH 22.185 40 12.57 6.35 11.2 1.57 1.19玻璃磨邊機的設計162.大帶輪節(jié)圓直徑 d1： mpZdb63.174.38521????3.小帶輪齒數 Z1： 21·0.6251.Zi?＝ ＝ ＝4.小帶輪節(jié)圓直徑 d2： mpdb.814.312 ???5.帶速： in/76.21065.7.106ndV????6.初定軸間距 a0 ：取 0196am＝7.帶長及其齒數： maddaL 98.432519604).8.7()25.8160.7(214.39604)()(2021210 ???????????選用同步帶，帶長代號為 1650 的同步帶來進行運輸料，節(jié)線長為 4440.00mm，上面的齒數為 200.8.實際的兩軸之間的距離 a：此軸間距可調整 mLap 01.96228.4350196200 ???????玻璃磨邊機的設計179.大帶輪嚙合齒數 Zm： 12)]5(0.19628.25[)](2[121 ?????????entapenttm10.基本額定功率 P0： 10)(20vmTa??根據上面的表 6 可以得知， ，45 .48 /.NKg＝ ， ＝ WP17.106.2)7.8.(0 ????11.所需要的帶寬 bs： 14.00PKbZds?根據上面的表 6 可以查的，XH 型同步帶帶 ，0.6 12mZK＝ ， ＝ ， ＝bs 7.314.6.10.???取整后 bs=40。玻璃磨邊機的設計184.2.3 帶輪結構和尺寸鏈傳動的設計111750226. 74.0 963.8 7.9015 4 2.8 39.74 afXHZdmdmbwmhgrfam????傳 動 選 用 的 同 步 帶 為 型 ；大 帶 輪 ： ＝ ， ＝ ，＝ ， ＝輪 的 直 徑 為 小 帶 輪 的 根 圓 直 徑 ：＝ 。大 帶 輪 的 結 構 及 尺 寸 ：齒 槽 底 寬 ： ＝齒 高 ： ＝槽 半 角 ： ＝齒 根 圓 角 半 徑 ： ＝齒 頂 圓 角 半 徑 ： ＝節(jié) 頂 距 ： ＝ 21.07 5dfhg外 圓 直 徑 ： ＝ － ＝根 圓 直 徑 ： ＝ － ＝4.2.4 鏈傳動的特點鏈傳動相比于帶傳送，它的優(yōu)點是并沒有帶傳動那種滑動摩擦，所以沒有任何打滑現象，這就造成它的平均傳動比比較準確，轉動效率也高，并且能在一些惡劣的工作環(huán)境下工作。4.2.5 輸料帶鏈輪設計因為要保證夾持帶和輸送帶的線速度是高度保持一直的，也就是要一模一樣，所以兩個帶之間的傳送比要是非常精確的，不能有一點馬虎，所以選擇鏈輪來進行傳動。取 123/ 1 7/25iii??， ，此時，實際速比：玻璃磨邊機的設計19123·0.46ii輸 ＝ ＝實際帶速 ·/2.3/VnDImin??輸 ＝ 夾 主 （ 主 齒 ＋ 齒 帶 ） 輸 ＝123i＝用鏈傳動其選擇的鏈號為 參數見表 08A4?13Z接主 動 鏈 輪 齒 數 取 2接從 動 鏈 輪 齒 數 取所以：動鏈輪節(jié)圓直徑：mpZd38.1254.37*1????輸輸從動鏈輪直徑： pZd93.841.372*2????輸輸從動輪速： rpmn4.0i1?主輸 從310.9470.95 8/2i??錐 齒 輪 傳 動 ：傳 動 比 ： ：效 率 ： 取級 精 度 （ 稀 油 潤 滑 ）　 　玻璃磨邊機的設計200841A?用 鏈 傳 動 其 選 擇 的 鏈 號 為 參 數 見 表2517Z主 動 鏈 輪 齒 數 接 取從 動 鏈 輪 齒 數 接 取所 以 ：主 動 鏈 輪 節(jié) 圓 直 徑 ： mpd1.04.3725*Z'1 ????‘輸輸從動鏈輪直徑： mpd75.6814.327*Z2'1 ????‘輸輸4.2.6 送料帶鏈輪設計取 1230/17/25ii??， ，此時，實際速比 123.94·0.ii送 ＝ ＝實際帶速·/.82/vnDimin??送 送 夾 被 主 齒 齒 帶＝ （ ＋ ） ＝式中 1/0.942.30/3rpi?夾 被 夾 主＝ ， 。玻璃磨邊機的設計211208413AZ?送送用 鏈 傳 動 其 選 擇 的 鏈 號 為 參 數 見 表主 動 鏈 輪 齒 數 取從 動 鏈 輪 齒 數 取所以：主動鏈輪節(jié)圓直徑： mpd42.19.372*Z1????送送從動鏈輪直徑： pd89.014.372*2????送送錐齒輪傳動傳動比： 1：0.9470.95?效 率 ： 取381/2508411’257i AZ?級 精 度 （ 稀 油 潤 滑 ）＝用 鏈 傳 動 其 選 擇 的 鏈 號 為 參 數 見 表主 動 鏈 輪 齒 數 送 取從 動 鏈 輪 齒 數 送 取所 以 ：主 動 鏈 輪 節(jié) 圓 直 徑 mpd1.04.3725*Z1' ???‘送送從動鏈輪直徑 pd68.7514.327*Z2' 2 ????‘送送由上面計算可以知道，三個帶帶速基本是差不多少的。接料帶的速度稍稍玻璃磨邊機的設計22快，可以防止下料的堆積，送料帶的速度稍微慢一點，方便連續(xù)送料。玻璃磨邊機的設計235. 轉角機構的計算5.1轉角機構初始條件當玻璃的傾斜角度是最小所能允許的角度也就是 5°時，機構的狀態(tài)就如下圖：圖 5-1 轉角機構圖5.2轉角與電機轉數關系（1）求初始角利用余弦定理可求 α， cos??abc2??代入數值，求得 69.14???。求當 時，對應邊 的長度：xx??xC玻璃磨邊機的設計24圖 5-2 轉角機構示意圖仍利用余弦定理求得 22x xCabcos????式中 625,30amb?：xx???9.14?357135719235729315741x??????； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ；求與相對應的 nx 邊改變 求與 Δcx 相對應的電機轉數 已知：鏈傳動 ,斜齒輪傳動 137/2i?27/1i?絲杠螺距 0tm設與電機轉數相對應的絲杠轉數為 Gn則有： ·,xGct??玻璃磨邊機的設計25由于 12· /xGin?所以 12 /,Gxi10nG將 、 代 入 式 （ ） 中 ， 得 12 /(·)xcnit??所以 12·//5.67xxcitcxxn????以上計算均可略去。5.3轉角誤差分析5.3.1 最大誤差值的確定當 a，b，c，三個桿處于不同位置時，最大轉角誤差是隨時變化不同的，如圖我們可以確定，cx 長度變化對最大轉角誤差影響是最大的。玻璃磨邊機的設計26圖 5-3 角度示意圖由圖 5.3 可以看出，當 二桿之間的夾角成直角時， 對轉角誤差影響最xbc、 c?大，即此時如果 取得最大值 ，轉角誤差也取得最大值 c?ma?max?圖 10 最大轉角誤差分析圖，此時：cx= = mm2b?25.315062?.)]os[(2???acarxx?由 可知 ACD??（ 或 ）δ αmax =arctg ( )bcmax?將： 及 b 值代入該式，則得cmax?36max???。此時所磨玻璃的斜角為： 59.142.04.13?????即當 時，可能出現的最大轉角誤差，42.13???且其值 6max???。玻璃磨邊機的設計276. 步進電機的原理介紹及選用6.1步進電機簡介和分類6.1.1 步進電機的定義步進電動機的作用就是當它收到一個電脈沖信號時，它會把這種信號變成一個角位移或者是直線位移輸出出去。解釋起來就是步進電動機只要收到一個脈沖信號，它的電動機就會轉動一個角度或者是前進一步，所以這種電動機被叫做步進電動機也可以說是脈電動機。角位移與脈沖數相關，脈沖數輸出多少角位移就移動多少，轉數是與脈沖頻率對應的，也是一一對應的關系。例如數字程序控制線使用最多的二種步進電動機是反應式(磁阻式)步進電動機。6.1.2 步進電機的分類步進電動機有很多種分類方法。按勵磁磁鐵方式分類，可將步進電動機分為永磁式（PM ） ，反應式（VR ）和混合式（HB）三類。反應式步進電動機結構簡單，使用較多。它們的基本工作原理相似，它們的轉子上都沒有繞組，也不需要電刷和滑環(huán)，結構簡單。6.1.3 步進電機的工作原理結合下面的電動機的剖面圖進行對步進電動機工作原理的解釋。玻璃磨邊機的設計28圖 6-1 步進電機原理圖圖為一臺最簡單的三相反應式步進電動機工作的一個剖面圖。圖中有 BCDBCD 六個磁極，轉子上有四個磁極，轉子上沒有繞組，定、轉子磁極寬度相同，相對陰兩個磁極上繞有一相繞組，三相繞組聯(lián)結成星形。當 C 相繞組通電，D 和 B 兩相繞組不通電時，磁通總是想要找到最小的地方進行通過，轉子將受到反應轉矩的作用，就把轉子 1 和 3 的軸線是重合，轉如圖6.1（a）所示。換成另一種情況，當 C 相繞組斷電。若按 C→B→D→C 順序通電、斷電，轉子則按相反的方向方向轉動。步進電動機工作時，通電狀態(tài)會發(fā)生改變，改變一次我們把它叫做“一拍”。每一次工作狀態(tài)的改變都會轉過一個角度，我們稱之為步距角。。對于圖 6.1 中按C→D→B→C 或者 C→B→D→C 順序通電的步進電動機，我們稱之為三相單三拍。那么我們分別介紹其中的意思。若按 C→CD→D→DB→B→BD→B 順序輪流通電，在這種通電方式下，電極是只有一相通電的，其他相不會通電。當 A 單獨通電時，這種狀態(tài)與單三拍 A 相通電的情況完全相同。3 次通電過程為一個循環(huán)，這種狀態(tài)稱為三相雙一拍運行方式。其工作狀態(tài)與三相單三拍運行方式相同。玻璃磨邊機的設計296.2步進電機的特點和主要特性6.2.1 步進電動機的特點根據上面所講述的步進電動機的工作原理原理，可以推出步進電動機有一下幾個特點：(1)擁有較大的步距角，從 15°到 90°都覆蓋。(2)位移與輸入脈沖信號數成正比，一一對應。(3)任何時刻都有兩相繞組同時通電。(4)步距誤差會定期消除，不長期積累，(5)比較容易控制設備開始和停止，還有電機的正轉與反轉，以及變換速度。。(6)可以隨意平滑的調整速度。(7)步距角的選擇范國比較廣泛，可在 1°到 180°范圍內進行選擇。(8)步進電動機帶慣性負載的能力比較弱。6.2.2 步進電動機的靜態(tài)特性和動態(tài)特性步進電動機的運行特性可以分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性，當步進電動機保持同一種通電方式的時候，這時的運動狀態(tài)稱之為靜態(tài)運行，這時的轉子所受到的反應轉矩稱之為靜轉矩，這時的轉子收到的反應轉矩是和電動機所帶的負載轉矩保持相同的，一一對應的。當負載轉矩為零時，即空載時，靜轉矩亦為零，定子磁極 A 一 A'的軸線與齒 1,3 的軸線對齊有負載時轉子會偏轉一定的角度，以產生確定的靜轉矩與負載轉矩相平衡。常熟 C 值由磁路結構和控制繞組匝數確定的。圖 6.2 為 A 相繞組通電時的矩角特性，為了簡單，圖中只畫出了這一段。當電動機空載時，轉子處于初始穩(wěn)定平衡位置，即矩角特性的口點。當外力使轉子偏離 O 點，但只要轉子在空間范圍內，把O 點(即 a 點)稱為 A 相的穩(wěn)定平衡點。玻璃磨邊機的設計306.2.3 性能指標（1）最大靜轉矩 T 當繞組通過的電流是恒定不變的時候，這時會出現一個最大的轉矩，我們稱之為最大靜轉矩，通過最大靜轉矩我們可以知道步進電動機所能承受的最大轉矩和工作的速度。通常情況下最大靜轉矩∑負載轉矩之間的比值是 2-3。（2）靜態(tài)步距角誤差 當電動機空載時，并且受到的不是雙脈沖，這時實際的??步距角會和我們計算得出的步距角是不同的，有一定的出入，這時差的這部分我們稱之為靜態(tài)步距角誤差。（3）突跳頻率和運行頻率 起動頻率是指電動機正常起動(不丟步)所能加的最高控制脈沖幅度，是衡量步進電動機性能大小的一項重要的標準。運行頻率是指電機正常連續(xù)運行時(不丟步) 所能加的最高控制頻率稱為運行頻率或連續(xù)運行頻率。因而使電機不能發(fā)動起來。為了能正常起動，起動頻率不能過高。需要注意的是，電動機的起動頻率、運行頻率都與電源型式有緊密的關系，使用時應了解給出的各項性能標準所對應的電源型式。圖 6.2 距角特性6.2.4 步進電機的應用選擇電機一般會按照以下步驟：玻璃磨邊機的設計31圖 6.3 電機選擇步驟6.2.5 步進電機機控制系統(tǒng)的選擇以前我們試聽過外部控制系統(tǒng)來進行對工作臺轉角機構的控制，但是這次需要對進給量進行非常精細的控制，所以我們舍棄以前的控制方法，采用絲杠進行傳動，雖說這樣當我們對控制系統(tǒng)編程的時候需要格外的嚴謹，不能有一絲馬虎，但是這樣方便了操作人員，使操作人員簡單操作，容易控制，但是需要工人精湛的技術，因為機械控制部分有點繁瑣復雜。因為控制系統(tǒng)和電動驅動系統(tǒng)是分開的，并不是同一控制，所以有一些出入是難免的，我們采用步進電動機作為驅動設備的機構。經過上面的計算和分析，我們考慮多種點擊過后，考慮到向著小型化便攜化發(fā)展，我們選用較小的電動機，以及電動機的使用環(huán)境，價格多少，根據轉矩為9.5Nm，選用型號 VRDM31117/LWB 德國百格拉公司生產的三相異步進電機。因為其能保證足夠大的轉矩，符合計算結果，其次可以別每步轉速設為分階梯式，在精度上滿足設計要求。其相電壓 325VAC,相電流 2.5A，額定扭矩 12Nm，保持扭矩為13.92Nm，最高啟動速度 5.3r/s, 轉動慣量 10.5kgcm2, 步距角 θb=0.9 °， 選用驅動機構具體型號為 WD3—009 的驅動器，他們主要驅動 2Nm—13Nm 三相步進電機，允許輸入的電壓為 220VAC,控制信號所承載的電壓為 5VDC,與百格拉電機匹配可以達到最好效果。控制系統(tǒng)選擇運動控制卡，它具有階梯式加快速度減慢速度曲線，便于達到更精準的定位。玻璃磨邊機的設計327. 結 論畢業(yè)設計已接近尾聲，畢業(yè)設計它是對大學學習的一次總結，大學的所學知識，到最后用一篇論文也就是畢業(yè)設計的方式進行呈現，這次也不同于以往每學期的課程設計，課程設計知識對這一學期亦或者說是這一階段的學習成果的一個展現，而畢業(yè)設計是整整四年風霜雨打，厚積薄發(fā)的一次拼搏。這需要我們擁有扎實的基本功，嚴謹的作業(yè)態(tài)度，敢于挑戰(zhàn)未知的勇氣以及創(chuàng)造屬于自己的智慧成果的創(chuàng)新精神。當然在設計中碰壁是不可避免的，遇到問題就應該積極努力對待問題，而不是一味地抱怨，止步不前，在完成畢業(yè)設計的過程中不斷完善和提高自己，豐富自己。這次畢業(yè)設計我的題目是玻璃磨邊機的結構設計，玻璃已經是隨處可見的材料，在生活中應用也越來越廣泛，但是由于我國在這一方面起步較晚，技術以及工藝和國外先進的技術相比還有很多不足，玻璃磨邊機主要還是依賴于進口，所以制造出屬于自己的高智能全自動化玻璃磨邊機至關重要，在我國高速發(fā)展的情況下，自主研發(fā)高智能玻璃磨邊機可以有效的推動我國工業(yè)化進程。題目發(fā)下來初期，到企業(yè)去實習，親眼見識到玻璃磨邊機的工作過程，對玻璃磨邊機有一個整體的認識，為玻璃磨邊機的結構設計打下基礎。然后查閱大量的相關文獻，對玻璃磨邊機結構設計過程也有了一個初步的認識。在設計過程中中王珍老師給與我們耐心的指導，不會不明白的地方對我們一一講解，告訴我們不會的東西要到哪里查閱，并指導我們如何將理論應用到實際的工作中。本次的設計是理論付出與實際的過程，理論終究是理論，應用到實際中真是不簡單，讓我對“我有所用”這個設計理念有了一定的認識。提高了我獨立運用所學知識的能力，分析問題解決問題的能力也有了一定的提高。了解了設計一部產品的整體概念以及步驟，順序安排。在設計過程中運用 cad 制圖，方便了設計過程。特別感謝王珍老師對我本次設計的耐心指導，這樣才可以按時完成。沒有老師的幫助僅僅靠我一個人真不知道會有多難。這次第一次進行一個獨立的完整的產品設計，由于經驗不足，個人能力的限制，設計中出現錯誤的地方還請老師給與批評指正。玻璃磨邊機的設計33參考文獻[1]孫國文. 玻璃磨邊機主機架結構力學特性分析與優(yōu)化設計[D].武漢理工大學,2014.[2]李敬兆.S7-200PLC 實現的智能玻璃磨邊機研究[J].安徽理工大學學報(自然科學版),2005(02):45-49.[3]鄭曉麗. 立式玻璃磨邊機關鍵部件有限元分析及優(yōu)化設計[D].北方工業(yè)大學,2013.[4]趙息平. 立式玻璃磨邊機磨削力測試分析與研究[D].北方工業(yè)大學,2013.[5]徐宏海,李曉陽.立式玻璃磨邊機砂輪架升降傳動系統(tǒng)傳動比優(yōu)化設計[J].機械設計,2013,30(12):37-41.[6]孔德帥,羅學科,徐宏海.立式磨邊機磨頭機構的動態(tài)性能分析[J].機電工程,2011,28(07):802-805.[7]張錫珍.新型玻璃磨邊機試制成功[J].建材工業(yè)信息,1992(20):11.[8]趙毅忠,祝本明.新型玻璃磨邊機數控系統(tǒng)[J].兵工自動化,2010,29(08):85-86.[9]蔡小林,周會成,陳吉紅.新型數控玻璃磨邊機的開發(fā)[J].機械設計與制造,2007(12):103-105.[10]許海峰,唐偉強,聶世濤,周靖.一種玻璃磨邊機及其多功能夾具的設計[J].機械設計與制造,2010(03):240-241.玻璃磨邊機的設計12附錄 1：外文文獻翻譯在水中利用高密度飛秒激光對玻璃表面進行加工摘要：在水中，利用飛秒激光微米大小的顛簸，形成了對玻璃表面的加工。形成凹凸表面的較廣泛的脈沖輻射參數，包括輻射能源和作用位置。凹凸表面，展示了各種各樣的形態(tài)及大小，其形成主要受有關參數的影響。使用一種液體，即重水，它會被分項和空化氣泡形成后回收，使我們能夠利用高空間密度制造表面的凹凸，這是堅實的涂層利用燒蝕不可能實現的。顛簸理想的安排，在一個玻璃表面是捏造的調整處理的時間間隔較泡沫失蹤的時間長，所產生的作用點是在飛秒激光脈沖附近的水/玻璃界面。1、 引言飛秒激光器是功能強大的工具，為微和納米結構的透明材料，因為它們可以處理高空間分辨率所造成的多光子吸收，并減少熱損傷，由于超短期的互動時間之間的激光脈沖和材料，以及各種物理現象造成的由特高強度的激光脈沖[ 1 月 11 日]。飛秒激光加工正日益應用到發(fā)展的三維立體光學和射流裝置[ 7 ， 8 ， 10 月 14 日] 。作為透明材料形態(tài)的處理，是關系到熱效應汽化和溶解，由于熱擴散，互動與熱汽柱底部，和一個在激光脈沖低能量密度的區(qū)域，這是高度敏感的不只是該制造材料的物理性質，而且也對激光輻照參數，如波長，脈寬，脈沖能量，數值孔徑的聚焦光束，和作用的位置。特別是，當一個飛秒激光脈沖的作用點是近表面的透明材料，不同的作用位置，在表面形貌引起了相當大的差異。利用飛秒激光脈沖進行典型的表面形貌的玻璃處理的重點是，更改一腔一撞時玻璃從外到內的焦點位置的變化。腔周圍是一環(huán)形凸出和分散的碎片。其規(guī)模大小，碎片的數量也緊密的依賴于集中作用場。在玻璃內一碰到一個直徑從幾百個納米到幾個微米的，是由熔融玻璃表面與熔融玻璃產生的碎片，就會形成一個微型爆炸[ 15-20 ]。由于一定范圍的協(xié)調中心位置和輻射脈沖能量，表面熔化和內部的微爆炸發(fā)生的同時和顛簸形成的空間十分狹窄。顛簸通常在規(guī)模和結構上展示出較小的變化。在先前的研究，我們發(fā)現，一種透明的涂料涂到玻璃表面使其形成較輕微的凸點更廣泛的協(xié)調中心的立場與沒有涂料涂層的玻璃相比，當涂層厚度是不夠大于3長度的焦點貨量時，可以使玻璃減少玻璃碎片的數量 [ 19 ， 21 ] 。此外，我們發(fā)現，當涂層厚度是少于長度的焦點量時，即當涂層表面燒蝕是由一個單一的激光脈沖的作用在透明涂層和玻璃邊境之間時，顛簸造成了比使用了厚厚的涂料超過了一定的范圍 [ 20 ]。從這些調查，我們相信，涂層材料在燒蝕的焦點量的數量，取決于對涂層厚度，同時影響了等離子體時所產生的燒蝕涂層屏蔽效應。因此，規(guī)模和結構所形成的凸點是可以改變的。透明涂層的方法具有劣勢的空間密度的顛簸是有限的幾個微米，因為消融的透明涂料。為了實現可控制的高密度的凹凸，在對透明涂料進行飛秒激光加工的時候，在有可能的情況下使用液體對透明材料進行加工，因為液體分項和氣泡的形成后可以循環(huán)使用。在水中制作復雜的結構對硅表面的飛秒激光加工已被證明[ 22-24 ] 。在本文中，我們描述了在水形成高密度微米大小的顛簸飛秒激光加工技術。在第一節(jié) ，我們描述了實驗裝置和程序。在第三節(jié)，我們描述了實驗結果。我們調查了影響