1設(shè)計(jì)題目

光纖接頭保護(hù)玻璃管的結(jié)構(gòu)與尺寸如圖3.la所示。光纖接頭保護(hù)玻璃管被套在

光纖接頭處，以保護(hù)光纖接頭。為不致?lián)p傷光纖，保護(hù)玻璃管內(nèi)孔兩端需倒角，

如圖a所示。該玻璃管內(nèi)孔兩端倒角宜采用細(xì)粒砂輪高速磨削的工藝，以避免砂

輪磨削力過大而損壞其端口。其砂輪磨削頭的形狀如圖b所示。由于其用量很大,

故需設(shè)計(jì)一臺(tái)專用自動(dòng)倒角磨削裝置來加工。

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圖3.1

2設(shè)計(jì)要求

1）保護(hù)玻璃管在倒角之前處于散堆狀態(tài)，磨削時(shí)需自動(dòng)整理并逐個(gè)送料，故需

配套設(shè)計(jì)自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。

2）保護(hù)玻璃管磨削時(shí)需自動(dòng)夾緊，但夾緊力不宜過大，以免造成玻璃管損壞。

為了減小對(duì)其夾緊力，應(yīng)采用兩套砂輪磨頭，并沿軸向相對(duì)布置，相向送給,

反向旋轉(zhuǎn)，使兩磨削力得以平衡，實(shí)現(xiàn)兩端口同時(shí)磨削并自動(dòng)定位。要求兩砂輪

的轉(zhuǎn)速約6000r/min,并用兩套微型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

約1500r/min。

3）要求保護(hù)玻璃管磨削機(jī)從自動(dòng)送料、裝卸與夾緊、磨削控制等全部自動(dòng)工作,

并用一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速約1500r/mino

4）每班（8小時(shí)）生產(chǎn)率不低于4000件。

3功能分析及功能分解

要實(shí)現(xiàn)光纖接頭保護(hù)玻璃管自動(dòng)磨削，需要首先對(duì)散落的玻璃管進(jìn)行整理,

然后將整齊的玻璃管送入磨削位置夾緊，然后通過兩套微型電機(jī)帶動(dòng)砂輪對(duì)玻

璃管進(jìn)行磨削，磨削完之后，將其送出，如此無間斷工作。為了實(shí)現(xiàn)總功能可將

總功能分解為玻璃管的送料、定位、夾緊、自動(dòng)取走加工好的工件、倒角磨削等

分功能。功能樹如圖3.2所示。

自動(dòng)送料功能

光纖接工件定位加緊功能

頭保護(hù)

玻璃管

內(nèi)倒角

自動(dòng)磨＞磨削倒角功能

削機(jī)功

圖3.2保護(hù)玻璃管內(nèi)孔倒隹磨削機(jī)功能樹

4功能原理求解及執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

4.1磨削機(jī)的整料、送料功能設(shè)計(jì)

考慮到機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)便靈活性，散料經(jīng)過特定軌道排列整齊，進(jìn)料取料機(jī)構(gòu)采取

圓盤式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)原料一次性的送給以及成品的輸出。工作原理如圖3.3所示。

送料盤由一槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)間歇式轉(zhuǎn)動(dòng)。送料盤上開有與保護(hù)玻璃管直徑相配

的半圓槽，在進(jìn)料口，保護(hù)玻璃管依靠重力作用由存放處滾入半圓槽內(nèi)，送料盤

帶有防護(hù)罩，防止轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將工件甩出隨送料盤一塊轉(zhuǎn)動(dòng)至磨削加工位置，在

加工位置有定位擋板定位，同時(shí)依靠彈簧壓板夾緊。夾緊定位后進(jìn)行磨削加工,

加工好之后，又隨送料盤轉(zhuǎn)至工件導(dǎo)出位置，依靠重力從半圓槽中脫出，進(jìn)入成

品儲(chǔ)放箱。

圖3.3

4.2定位夾緊功能

工件下方為半圓弧槽，上方為彈簧壓板，同時(shí)定位擋板起到定位的作用--

可以將保護(hù)玻璃管的兩個(gè)端口對(duì)準(zhǔn)磨削砂輪，半圓弧槽和彈簧壓板表面有防滑

毛氈防止工件在加工過程中滑動(dòng)，同時(shí)半圓弧槽和彈簧壓板長(zhǎng)度足夠，不會(huì)出

現(xiàn)工件振動(dòng)現(xiàn)象。其工作原理如圖3.3所示。當(dāng)工件進(jìn)入加工位置定位加緊，兩

磨削頭開始磨削，磨削完畢工件被送出進(jìn)入儲(chǔ)放箱。

4.3磨削功能

通過兩套微型電機(jī)帶動(dòng)砂輪對(duì)玻璃管進(jìn)行磨削。工作原理如圖3.4所示。微型電

機(jī)下方的圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，由該機(jī)構(gòu)控制微型電機(jī)做間歇式直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)

保護(hù)玻璃管端部倒角的磨削。

圖3.4

4.4根據(jù)工藝過程確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1）由送料取料裝置的工作原理和結(jié)構(gòu)知，送料盤做間歇式回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

2）實(shí)現(xiàn)定位夾緊功能的加持器，磨削功能的微電機(jī)具固定在滑板上，滑板

間歇式直線運(yùn)動(dòng)。

綜上，磨削機(jī)電動(dòng)機(jī)D經(jīng)過減速系統(tǒng)J減速后，動(dòng)力分別由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、II

輸出。見圖3.5。

傳動(dòng)系統(tǒng)I實(shí)現(xiàn)送料盤的間歇式回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

傳動(dòng)系統(tǒng)II滑板的間歇式直線運(yùn)動(dòng)。

圖3.5磨削機(jī)工藝動(dòng)作分解

4.5執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型及評(píng)價(jià)

根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及工藝動(dòng)作的分解，選擇機(jī)構(gòu)類型，如表

3~2所不。

表3-2

功能元減速機(jī)構(gòu)間歇送料機(jī)構(gòu)磨削機(jī)構(gòu)

帶傳送和齒輪槽輪機(jī)構(gòu)和棘

所選機(jī)構(gòu)圓柱凸輪

機(jī)構(gòu)結(jié)合輪機(jī)構(gòu)

對(duì)表3-2所選機(jī)構(gòu)類型，分別從運(yùn)動(dòng)性能、動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)緊奏性

等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果如表3-3所示。

表3-3對(duì)機(jī)構(gòu)選型的簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)

具體唄目

指標(biāo)連桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)蝸桿機(jī)構(gòu)

基本上實(shí)

運(yùn)動(dòng)規(guī)律、運(yùn)任意性較現(xiàn)任意的一般做定實(shí)現(xiàn)間歇一般做定

運(yùn)動(dòng)

動(dòng)軌跡差運(yùn)動(dòng)過規(guī)比傳動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)比傳動(dòng)

性能

律

運(yùn)動(dòng)精度較低較高高一般較高

傳力特性一般一般較好一般較好

動(dòng)力

沖擊、振動(dòng)、

性能較大較小小較大一般

噪聲

經(jīng)濟(jì)加工難易容易難一般較難較難

性能維護(hù)方便性較方便較麻煩較方便較方便較方便

結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)空間較大較小較小較小較小

緊湊

結(jié)構(gòu)復(fù)雜性較復(fù)雜一般簡(jiǎn)單較復(fù)雜一般

性

4.6機(jī)構(gòu)的組合

對(duì)該磨削機(jī)構(gòu)進(jìn)行定性分析，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，可以對(duì)該磨削機(jī)的性能要求

進(jìn)行排隊(duì)，1.運(yùn)動(dòng)精度（磨削量很小，容易破碎，所以需要很小的運(yùn)動(dòng)精度）；2.

沖擊噪聲；3.維護(hù)方便（為大批量生產(chǎn)，而且過程中產(chǎn)生很多玻璃粉末，要經(jīng)常

維護(hù)清理）；4.結(jié)構(gòu)復(fù)雜；5.運(yùn)動(dòng)空間。

根據(jù)磨削機(jī)對(duì)性能要求的重要程度，結(jié)合表3-2,3-3,可以最終確定該磨

削機(jī)的機(jī)構(gòu)組合為：

減速機(jī)構(gòu)------帶傳動(dòng)+齒輪傳動(dòng)；

傳動(dòng)系統(tǒng)I即送料盤的間歇式轉(zhuǎn)動(dòng)-------槽輪機(jī)構(gòu)；

傳動(dòng)系統(tǒng)H即磨削砂輪的間歇式直線運(yùn)動(dòng)--------圓柱凸輪機(jī)構(gòu)；

4.7原動(dòng)機(jī)的選擇

該原動(dòng)機(jī)采用電動(dòng)機(jī)，題目設(shè)計(jì)要求中已給出，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速約1500r/min。

5初步方案的擬定

1）通過以上分析，對(duì)于“送料、整料機(jī)構(gòu)”、“裝卸與夾緊機(jī)構(gòu)、“磨削控制

機(jī)構(gòu)”，我們提出了以下方案：

2）送料、整料機(jī)閡（共兩種方案）

方案一

圖5.1

方案二

3)裝卸與夾緊機(jī)陶

方案一

圖5.3

方案二

圖5.4

4)磨削控制機(jī)構(gòu)

方案一

圖5.5

6.方案的評(píng)價(jià)及其優(yōu)選

機(jī)構(gòu)優(yōu)

'指標(biāo)

名稱評(píng)傷選

促性

結(jié)構(gòu)緊

性

經(jīng)濟(jì)

能

工作性

性能

運(yùn)動(dòng)

，

簡(jiǎn)便

結(jié)構(gòu)

濟(jì)

動(dòng)，經(jīng)

源驅(qū)

需能

同無

兩邊

左右

漏斗

完成

準(zhǔn)確

能夠

，

性強(qiáng)

獨(dú)立

性較高

工作效

料，

時(shí)篩

規(guī)律

運(yùn)動(dòng)

所需

構(gòu)，

雜機(jī)

無冗

人工

，僅需

率高

簡(jiǎn)

結(jié)構(gòu)

求，

送方要

性高

緊蹙

漏

倒與

件傾

將工

行性強(qiáng)

、可

料案單

便可完

中，

整斗之

料，整

動(dòng)篩

料成自

機(jī)料

構(gòu)

由

斗中

在料

工件

要驅(qū)

結(jié)構(gòu)需

結(jié)構(gòu)

動(dòng)，且

機(jī)帶

需電

完成

能夠

基本

置，需

動(dòng)裝

高

價(jià)較

雜，造

，復(fù)

篩料

振動(dòng)

篩子

規(guī)律

運(yùn)動(dòng)

所需

方

機(jī)相

要與電

高，篩

效率

工作

子對(duì)

但篩

求，

案要

冗

較為

連，

能

作性

料工

料整

件損