机械原理及设计（一）课程设计说明书题目: 玻璃切割机学院: 机电工程学院专业: 机械自动化班级:姓名: 学号:指导老师:2009 年 6 月 15 日玻璃切割机设计说明书目录1.设计题目 (3)1.1工作原理及工艺过程 (3)1.2工艺数据 (3)1.3设计任务 (4)1.4课程设计目的 (4)2. 设计方案 (5)2.1设计方案一 (5)2.2设计方案二 (6)2.3设计方案三 (7)3. 最终方案 (8)4.所选方案的具体设计及分析 (9)4.1机构各部分设计和分析 (9)4.1.1垂直进刀机构设计和分析 (9)4.1.2 水平切割机构设计与分析 (12)4.1.3 进料机构设计与分析 (14)4.1.4整体刀具机构设计与分析 (18)4.2马达动力原件图 (22)5. 运动循环图 (22)7.课程设计总结 (24)一：个人具体工作总结 (24)二:设计过程 (27)三:设计展望 (28)8. 参考资料 (29)1.设计题目玻璃切割机是我们日常生活中广泛使用的东西。

切割机的大小、种类也纷繁复杂。

我们设计的这个玻璃切割机，是通过一定得传动，切割，而获得所需的玻璃，为我们的生活提供了方便。

1.1 工作原理及工艺过程具有一定厚度的毛坯要经过切割成需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操作有：1）进料，传输现成玻璃。

2）道具切割。

3）下料。

1.2 工艺数据1）假设玻璃毛坯尺寸为1m*1m*0.5*2）要切制的玻璃厚度为0.5mm3）玻璃为易碎品，横向尺寸较大，需要采用柔性钢丝为刀具进行切割4）刀具既有水平方向往复切割运动，又有垂直方向进刀运动。

5）切好一片后,玻璃毛坯要实现进料运动，刀具又恢复到起始位置1.3 设计任务1）执行机构选型与设计：构思出至少3种运动方案,并在说明书中画出运动方案草图,经过对所有运动方案进行分析比较后,选择其中认为最好的方案进行详细设计；2）对选择的方案画出机构运动循环图；3）传动系统的设计,齿轮机构,凸轮机构,连杆机构等进行尺寸设计；4）用ADAMS或Solidworks软件进行运动仿真；5）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；6）撰写设计说明书。

1.4 课程设计目的• 1）综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深。

•2）得到初步的机械选型与组合以及确定运动方案、创新机械产品能力的训练。

•3）提高绘图、表达、计算机应用和查阅资料的能力。

2. 设计方案2.1 设计方案一机构简图：方案简介：❖在这个方案中，我们采用蜗杆机构，产生间歇运动，带动齿轮转动传送动力。

然后通过刀具的不同方向的运动切割。

❖涡轮传动，传动比大，结构也比较紧凑，传动平稳，噪声相对较小，而且比较平稳，等加速运动是柔性冲击，冲击相对较小。

❖但反行程具有自锁性，不能由涡轮带动蜗杆运动。

❖机械效率较低，而切刀也有点难度，与设想的运动有一定的差距，不利于操作的顺利进行，而这个机构本身的精度，也难于表达，这个方案操作方案有一定的难度。

2.2 设计方案二机构简图：方案简介：❖这个方案中我们考虑用具有一定长度的特殊但齿轮进行机构的表达，有利于操作的简便可行，同时又能避免复杂的协调工作，并且可以提高效率。

❖我们将方案一中切割运动由二中的机构来代替，也有利于操作的进一步表达，而切割这个机构也能很好办证精度，刀具具有垂直方向运动。

但遗憾的是，刀具在水平方向没有往复运动。

虽然刀具能够切下合乎要求的玻璃，但没有满足题目的要求---具有水平方向的走刀。

最好，能找个更好的机构来表达。

2.3 设计方案三机构简图：方案简介：❖在这个方案中，我们仍旧采用齿轮机构作为进料机构，但增加了刀具的水平切割，这样就可有了水平运动的往复运动，这是通过两个运动的圆轮运动实现的。

柔性钢丝的不断转动，间接的实现了水平的往复运动。

❖垂直方向的切割运动热然采用曲柄摇杆运动，有利于更方便的实现运动，更能提高机构所需的精度。

❖而其中的传动，直接采用了滚动摩擦，大大的降低了摩擦力，也从一定方面使运动更加的合理。

❖3. 最终方案过对以上三个方案的综合分析我们组最终决定采用第三个方案来作为我们的最终设计方案。

在此方案中，我们将要采用两个圆轮槽运动、一个曲柄摇杆机构、一套齿轮机构，以及滚动传送带。

齿轮的运动，提供动力，是玻璃以一定的运动规律向前运动。

中间玻璃有一定的停歇运动，曲柄机构，为刀具的垂直运动提供动力，并提供相应的运动规律。

此方案使垂直方向的运动具有更高的稳定性和精度要求。

而中间的滚动运动大大的减少了阻力，减小了但齿轮的阻力，也使运动更加的合理化，材料的选材也更加的方便，为整个机构的合理运动，提供了必不可少的支持。

综观整个机构，机构的结构设计还是较为紧凑合理的，所用到的机构类型也尽量在满足要求的情况下，选择比较简单的机构类型。

整个机构的传动还是比较平稳的，效率上也基本可以满足设计所需的要求，方案三比较的更加合理和可实现性。

❖方案一最为复杂和繁琐，传动起来比较的麻烦，传动中又涉及了蜗杆和涡轮的传动，对运动的实现和合理性，产生了很大的困难，所以我们小组放弃这个方案。

❖方案二中将蜗杆和涡轮由特殊的齿轮运动代替，但刀具不具有水平的往复运动，虽然也能把玻璃顺利的切下，但不满足题目的设计要求。

这个方案最后我们也放弃了。

❖方案三中吸取了前两个方案的优点，同时避免了相应的缺陷。

并且增加了独立的圆轮槽运动，调整传动比，易与运动更加的合理性，方案三，能把题目所需的设计要求，能更好的表现出来。

❖因此方案三成为我们的最终方案。

4.所选方案的具体设计及分析4.1 机构各部分设计和分析4.1.1垂直进刀机构设计和分析机构图：将刀具固定在上面，变在垂直方向有了一定规律的进刀运动，所以此处采用曲柄摇杆机构，使刀具的运动规律更加的明确，使运动调地传递，械效率高，并能平稳地，更具安全与精度的特性。

具体参数：曲柄杆长：58cm摇杆杆长：85cm支撑杆杆长：80cm刀具位移曲线：刀具速度曲线：摩擦轮加速度曲线：4.1.2水平切割机构设计与分析机构图：此机构主要用于水平切割运动，钢丝缠绕在圆盘槽上，在圆盘不断转动下，柔性钢丝具有很高的速度，进而能顺利的切下玻璃。

此结构设计简单，尺寸较容易计算，运动的平稳性和精度比较好，此机构的机械效率也很高。

切割0.5mm厚度的玻璃，速度不能太高或者太低。

太高，会粘刀。

如果太低的话，容易断刀。

所以取500n/m。

具体参数：杆长：130cm圆盘半径：10cm转速：500r/min具体的相关分析：杆此圆盘的运动为匀加速运动，从题目设计条件可知，转速为500r/min。

其运动曲线有关的速度，位移，加速度曲线，也很容易知道。

其中加速度，速度，位移的大小均为固定值。

很方便从题中的条件算出。

从分析可以看出圆盘的运动平稳，其中的精度得到了相对的保证。

对机构的整体运行提供了有力的保证。

4.1.3 进料机构设计与分析机构图：布进传送机构：此机构为传动机构，和四连杆机构相比，可带来最大的传动力，传动的结构简单，操作可行，带动直齿轮运动，运动比较稳定和平稳，在传动过程中的效率也比较高的，每次传动促使平直齿前进0.5mm。

由于传动过程中，推动的力约为 2.5KN，所以此齿轮能承受相应的载荷，相应的制作材料也比较普通。

具体参数：转速：12.56rad/s直径：2cm齿轮承受力：2.5KN特殊送料单齿轮位移曲线：特殊送料单齿轮速度曲线：特殊送料单齿轮加速度曲线：上图为送料齿轮的运动曲线。

可见采用特殊齿轮的送料机构，位移和速度曲线都很光滑，充分说明了该连杆机构平稳性。

而加速度也比较的平稳，符合题目设计要求。

4.1.4整体刀具机构设计与分析机构图：整体刀具机构更能让我们直观的看出，刀具的实际运动情况。

让我们方便的整体把握所设计的零件。

其中既包括刀具的垂直方向的运动，又有水平方向的往复运动。

实现了当初所想的运动。

具体参数：具体的参数已有前面设定了，在这里主要是从整体上把握刀具的整体走刀运动。

并运用仿真，分析出其相关的运动曲线。

整体刀具的位移曲线图：从图中可以明显的看出，刀具具有的垂直运动，与水平方向的往复运动。

整体刀具的速度曲线图：整体刀具的加速度曲线图：从上面的运动曲线图，可以明显的看出刀具的两个鲜明的运动。

这两个运动，相互配合。

共同完成题目的要求，达到了所要设计的目的。

从运动曲线的位移，加速度，速度曲线，可以看出，刀具的整体运动平稳。

4.2马达动力原件图5. 运动循环图输送电源，防止毛坯齿轮传动进料7.课程设计总结一：个人具体工作总结通过这次课程设计，我们真是收获颇丰,不仅温习、巩固了课本上学所学知识，而且使让我们在实际操作中学会了多动脑带来的快乐，团体合作的力量以及相互讨论的好处。

在这个课程设计中，我们小组互相讨论，分析，合理的完成了这次课程设计。

其中，我主要负责这次课程设计的机构的分析，机构的分析与计算。

对整个机构的数据的相关的分析与计算，以及运用cxax 画出相应的机构简图，Admas的一些简单机构的表达与分析。

最后的整个课程设计书的书写。

这次课程设计使我对于设计一个机器的流程有了更详尽的了解。

在设计过程中，我们按照课程设计题目的要求，收集了有关玻璃切割机的工作原理的资料，然后构思出了玻璃切割机的基本工作流程，接着把整个工作流程进行划分，对每一个工作阶段进行详细的分析，通过我们学过的各种可行机构来制造零件、组装模拟，从而达到我们的设计目的，最后将各部分进行合理的衔接，这样我们就完成了一个完整玻璃切割机方案设计。

在有了设计方案后我们对机构的各个部分进行计算从而得到设计数据和参数。

其实,机构的大体形状以及它的传动机构的大体原理很早就在我脑里有了雏形.本来以为很快会结束设计,但事与愿违.我感觉我的时间全花在了计算与配合上.所以,如果以后还有设计机械的作业,一定要先把具体的尺寸和具体的各种配合关系计算精确,哪怕花再多的时间,至少不会漫无目的.尺寸的计算，是相当的麻烦。

涉及到很多的方面，有关材料的选择，精度设计，物理的合理性，让我很头痛。

我们花了不少的时间，在有关方面的尺寸的计算。

有些尺寸还要不断地修改。

一句话，课程设计，难啊。

有了设计方案后，我们接着开始了建模，利用Admas软件，我们对设计方案进行了建模，并且通过我们学过的有关Admas和机械原理知识对我们设计方案中的不足进行修改，对一些不合理的地方进行优化，然后对模型进行运动仿真，之后我们又将模型导入到Admas软件中对各机构的位移，速度和加速度进行分析，得到各个机构的参数分析曲线，这样可以使我们的方案能更加的合理，使我们的设计方案具有更强的可行性。