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三维PROE 11张CAD图纸及文档所见所得 YC系列 中空玻璃 打胶机 自动 翻转 机构 设计 三维 PROE 11 CAD 图纸 文档 所得 YC 系列

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内容简介：

学生开题报告表课题名称中空玻璃打胶机自动翻转机构设计课题来源课题类型BX指 导教 师学生姓名学 号班 级专 业（一）选题的背景和意义1.提出背景随着国民经济的快速发张，国民的生活水平日渐提高，人民的住房条件也愈来愈好。中空玻璃由于其隔音、保温效果好，密封性能强已基本替代了传统的单层玻璃。中空玻璃是由两层玻璃中间留有空隙，用胶体密封后再用金属边框粘结加固。到目前为止,为中空玻璃打胶主要有两种方式，一种是在玻璃的外层打胶，另一种是在金属密封条上打胶。为金属密封条上打胶是顺义一家民办公司从国外引进的生产线设备，由于技术开发实力不足，打胶翻转完全靠人力，面对较大尺寸的玻璃时需要两个翻转，浪费人力物力。本项目主要是针对厂家要求对翻转机构进行自动化改进。2.课题意义(二)中空玻璃国内外现状中空玻璃产生于1865年由美国人史特森(T.D.Stetson)先生发明,并申请专利（专利号49107）。在随后相当长的100多年的时间内，中空玻璃的发展是十分缓慢的；期间中空玻璃的密封结构经历了焊接法、熔接法、卡嵌法和胶接法。中空玻璃的大幅度发展的主要原因是聚硫胶的出现和在中空玻璃中的广泛应用。在胶接法中首先使用是单道密封后，为了改善中空玻璃的密封寿命，人们又开始使用双道密封结构。比如，在20世纪70年代中期，中空玻璃单道密封占当时美国中空玻璃密封结构的比重接近于80。同一时期，中空玻璃密封胶的种类及在市场中占的份额也发生了变化，从聚硫胶占主导地位到聚氨酯80年代的出现、逐步上升，直到2002年全球中空玻璃聚氨酯占主导地位聚硫胶大幅度下降的现象。此外，除了这些常规密封胶以外，20世纪90年代中期，在美国一些主要的中空玻璃密封胶厂家还彼此独立的开发出了新的中空玻璃密封胶，即反应型湿气固化热融胶。 中空玻璃密封结构 中空玻璃的胶接法密封结构主要有单道密封与双道密封，以及在20世纪90年代中期出现的DSE(等同于双道密封)结构。在欧洲，双道密封一直占主导地位。据统计，1990年双道密封占整体中空玻璃的市场份额的90，到2002年其市场份额仍为90，没有变化。但同一时期，单道密封却由1990年的8下降到2。与欧洲市场不同，截止2000年，单道密封在美国中空玻璃的市场份额约为20%。美国中空玻璃制造商协会（SIGMA）对北美中空玻璃使用情况20年的跟踪结果显示，双道密封与中空玻璃的密封寿命成呈正相关关系。但是，美国每年生产的中空玻璃密封失败占总量的5%，其中最主要的是单道密封! 为什么单道密封在北美比欧洲的份额大？搬家相对频繁与否 欧洲的住户一生居住相对稳定得多，因此，对所居住房屋的窗户的节能特别是耐久性和密封性都十分重视。与此不同，北美的住户一生要搬许多次家，每搬一次家都可能视门窗的具体情况决定是否更新窗户。相对来说，除非所搬之处是永久住所，否则，对更新窗户的保质期要求会比欧洲的要低。从生产使用的目的来看 使用热融丁基胶（HMB）和实维高胶条（Swiggle Strip）的主要目的在于生产使用方便。美国的门窗厂家大多数有自己的中空玻璃线，为自己配套，多采用卧式线，要求工艺简单，可以迅速搬运安装。欧洲中空玻璃生产主要为立式线，为门窗厂家配套，所以采用双道密封. 从使用范围看 在美国，单道密封主要应用于温带地区。美国的中空玻璃检测标准也比较宽松，使单道密封结构的中空玻璃能较容易通过检测。欧洲比较慎重、且北欧温度冬天较低，标准趋于一致。对策 鉴于单道密封的密封寿命较短，不能满足人们对高档次中空玻璃的需求，生产厂家为提高产品的密封寿命不得不抛弃单道密封采用双道密封。在欧洲，人们从单道密封转向暖边双道密封如热塑间隔条（TPS）和超级间隔条的双道密封。但北美，人们却在探索研究开发一种全新的密封胶，使其既有常规热融胶的生产方便的优点和水气渗透率低的优点、又同时具有双组份密封结构胶的优点。在这样一种逻辑思考下，美国的一些中空玻璃密封胶厂家于1995年1996年期间先后独立地研究开发出了反应热融胶，旨在解决普通单道密封带来的密封失败问题。根据美国PPG公司的定义，反应热融胶是单组份、热涂胶、湿气化学固化密封胶。等同双道密封包括两方面的内容：即结构等同和经济等同。 结构等须要通过以下几方面的检测内容：密封寿命: 至少85%的产品通过CBA检测CSTB剪切试验: 在高温条件下通过 氩气保有率:年最大泄漏率1%立式存放1个月: 通过连续下落试验1个月 (-2949#176;C): 通过CSTB气候循环试验: 通过独立实验室检测报告经济等同等同于生产标准中空玻璃的双道密封成本。自80年代以来，中空玻璃在中国经历了认识、发展、广泛应用三个过程，80年代中后期中空玻 璃开始引进中国，生产厂家比较少，多集中在国有企业生产，主要用于冷柜、铝门窗行业，使用区域仅在东北、华北以及南方冷柜配套材料厂家，年使用量不足100万m2，90年代以后，由于亚运工程的带动，更重要的是国民经济高速发展，建筑节能的呼声越来越高，加上铝门窗幕墙行业超常规发展，使中空玻璃进了发展阶段，同时也带动了由制作中空玻璃用原材料的发展，原材料也基本上实现国产化。国产中空玻璃设备的生产研制也进入轨道，但主要自动化中空玻璃设备仍以国外进口为主，以单道密封居多，中空玻璃年使用量年为200m2左右，但以100万m2/年的速度递增；90年代后期随着中空玻璃的优越性越来越被人们认识、接受以及塑钢门窗大发展的推动，中空玻璃进入广泛应用阶段，中空玻璃纳入建筑节能标准体系以内，许多地方政府制定地方法规，要求建筑门窗必须使用中空玻璃，全国各地掀起了投资中空玻璃生产的热潮中。据不完全统计，目前制作中空玻璃的生产厂家不低于1000家，国产、进口自动化生产线不低于500家，年生产量不低于1000万m2，据统计2002年中空玻璃使用量约为2500万m2，由于中空玻璃的大发展，中空玻璃制作工艺出现了多样化，胶条式中空玻璃由于其投资少、工艺简单，在中低档中空玻璃市场逐渐占有20%左右的市场。（三）任务要求（1）针对2X2m中空玻璃密封金属条尺寸设计其翻转机构的机构运动简图,进行翻转机构的原理设计。（2）对最优化机构进行结构设计，要求完成零件图，装配图及三维proe建模。编写产品设计说明书、计算说明书、使用说明书、装配说明书、维护说明书；（3）撰写毕业设计论文；（4）要翻译5000字左右的外文文献资料（5）阅读15篇以上的参考文献此次毕业设计按照机械设计的一般程序与方法展开与研究，包括生产中空玻璃设备调研（具体的讲，包括中空玻璃的结构及其生产流程；现国内外其发展现状 ，中空玻璃的独特优势及其广泛应用，它的发展前景如何）、设计定位、设计构思、草图绘制、设计展开、分析评价、优化方案、深入设计，设计制图。（三） 方案拟定与分析所设计的翻转机构需要实现四个动作：一是金属框被夹在翻转盘上；二是翻转盘360度实现四个翻转动作，每次旋转90度；三是翻转一次后，需要实现翻转盘升降一次；四是翻转一次后，需要实现一次涂胶平移过程。一、金属框被夹在翻转盘上方案：可以采用气缸夹紧或者电磁吸住。采用气缸夹紧使结构较复杂，采用电磁吸住的方法，结构较简单，拆取方便。二、翻转盘实现360度翻转动作，可以采用间歇旋转运动机构，可以采用槽轮机构或者不完全齿轮机构，在此采用槽轮机构。三、翻转盘升降动作实现翻转盘升降，是直线运动，可以采用丝杠传动，也可以采用气缸传动，也可以采用齿轮齿条传动。用丝杠传动结构简单，生产制造方便，传动距离长，在平移的时候用起来也更好，为保持统一性，采用丝杠传动。四、翻转盘平移动作实现翻转盘升降，是直线运动，可以采用丝杠传动，也可以采用气缸传动，也可以采用齿轮齿条传动。用丝杠传动结构简单，传动的距离长，采用丝杠。综上所述，拟定传动方案如下：如图所示，由槽轮翻转机构，丝杠升降机构，丝杠平移机构组成。（四）毕业论文撰写提纲及实施计划1、毕业论文撰写提纲摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 中空玻璃打胶机机的国内外现状1.2中空玻璃打胶机机的原理1.3 中空玻璃打胶机设计的意义1.4 ProE三维软件介绍第二章 总体方案与动力设计2.1 中空玻璃打胶机方案设计2.2 动力设计与参数确定第三章 机构设计3.1槽轮机构设计3.2 丝杠机构设计第四章 减速器的设计4.1 齿轮设计4.2 轴设计4.3 附件设计第五章 机架设计第六章 三维建模6.1 零件建模6.2 虚拟装配6.3 工程图结论参考文献致谢（五）毕业设计（论文）实施计划：2013.12.232014.03.14 查资料，完成开题报告及外文翻译2014.03.152014.05.10 完成零部件设计及绘图，初步撰写设计说明书2014.05.112014.05.30 完善最终图纸及设计说明书，准备PPT答辩2014.05.312014.06.06 完成毕业设计答辩参考文献：1裘文言，张祖继，瞿元赏 主编.机械制图.北京：高等教育出版社，2003.62孙恒，陈作模，葛文杰 主编.机械原理.北京：高等教育出版社 ，2006.53骆素君，朱诗顺 主编.机械课程设计简明手册.北京：化学工业出版社，2011.54斯克莱特【美】主编.机械设计实用机构与装置图册.北京：机械工业出版社，2007.45阮宝湘 主编.工业设计人机工程学.北京：机械工业出版社，2010.16华大年，华志宏 主编.连杆机构设计与应用创新.北京：机械工业出版社，20087黄平 主编.使用机械零件及机构图册.北京：化学工业出版社 ，19998 赵大兴工程制图M北京：高等教育出版社，2004：198-21711.张金海.筛选机的设计J.湖北：湖北工学院学报，2003，（2）：89-9012.王杰,李方信,肖素梅.机械制造工程学M.北京:北京邮电大学出版社，200413.邱宣怀.机械设计M.北京:高等教育出版社，199714.廖念钊等.互换性与技术测量M.北京:中国计量出版社，200015.方昆凡.公差与配合使用手册M.北京：机械工业出版社，200616 濮良贵，纪名刚机械设计M北京：高等教育出版社，2006：62-116.17金清肃机械设计课程设计M华中科技大学出版社，2007：39-71二、任务完成的阶段及预期结果：起止日期主要内容预期结果审查意见是否同意开题开题阶段成绩指导教师签字： 日期： 课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究；E应用研究（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。 中空玻璃打胶机自动翻转机构设计 摘 要随着国民经济的快速发张，国民的生活水平日渐提高，人民的住房条件也愈来愈好。中空玻璃由于其隔音、保温效果好，密封性能强已基本替代了传统的单层玻璃。本文主要是针对厂家要求，对2X2m中空玻璃密封金属条打胶机设计自动翻转机构。机构需要实现四个动作：一是金属框被夹在翻转盘上；二是翻转盘360度实现四个翻转动作，每次旋转90度；三是翻转一次后，需要实现翻转盘升降一次；四是翻转一次后，需要实现一次涂胶平移过程。本文首先拟定了翻转机构的传动方案，确定由平行气爪夹紧，气缸伸缩，步进电机翻转构，丝杠升降，丝杠平移的传动方案。然后重点对滚珠丝杠螺母副进行选型计算，对气缸气爪进行选型计算，对步进电机进行选型计算，确定了合理的零配件。本文所设计的中空玻璃打胶机翻转机构结构紧凑，自动化程度高，生产成本较低，适合现代自动化生产需求。关键词：气爪 翻转机构 中空玻璃 打胶机 滚珠丝杠ABSTRACTWith the rapid economic development, peoples living level has improved, peoples housing conditions are getting better and better. Hollow glass because of its sound insulation, good heat insulation effect, strong sealing performance has basically replaced the traditional single-layer glass.This paper is mainly aimed at the requirements of manufacturers, for 2X2m hollow glass sealing strip gluing machine automatic reversing mechanism design. Agencies need to realize four movements: a metal box was caught in the turnover plate; two is double turntable 360 degrees to achieve four flip, rotate 90 degrees each time; three is turning once, need to realize the turning disc lifting a; four is turning once, need to achieve a glue translation process.This paper first developed a transmission scheme and turning mechanism, determined by the parallel gas claw clamping, cylinder expansion, stepper motor turning the screw, screw lift, transmission shift. Then focus on the ball screw nut pair selection calculation, selection of calculation of cylinder gas claw, calculation of the stepper motor selection, determined the reasonable spare parts.Hollow glass is designed in this paper a turnover mechanism glue machine has the advantages of compact structure, high degree of automation, low production cost, suitable for the modern automated production demand.Keywords: gas claw turnover mechanism of hollow glass glue machine of ball screw目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第一章 绪论11.2 课题提出背景11.1 中空玻璃的国内外现状11.3 中空玻璃生产工艺简介31.4 ProE三维软件介绍6第二章 总体方案与动力设计92.1 中空玻璃打胶机方案设计92.1.1金属框被夹在翻转盘上方案92.1.2 翻转盘实现翻转动作方案102.1.3翻转盘升降动作102.1.4 翻转盘平移动作10第三章 丝杠螺母传动设计123.1滚珠丝杠的选择设计方法123.1升降丝杠副设计153.2 平移丝杠副设计19第四章 伸缩气缸与气爪的选型234.1气缸气爪选择方法234.2 伸缩气缸选型244.2 气爪选型25第五章 步进电机选型275.1 升降步进电机选择275.1.1 负载等效转动惯量的计算275.1.2 步进电机的选择275.2 平移步进电机选择285.2.1 负载等效转动惯量的计算285.2.2 步进电机的选择29第六章 Pro/E三维建模316.1 零件建模316.1.1 升降平台建模316.1.2 基架底座建模316.1.3 轴承座建模326.1.4 轴建模326.1.4 基座建模336.1.5 滑移平台建模336.1.6 导套模型建模346.2 虚拟装配34结论37参考文献38致谢401第一章 绪论1.2 课题提出背景随着国民经济的快速发张，国民的生活水平日渐提高，人民的住房条件也愈来愈好。中空玻璃由于其隔音、保温效果好，密封性能强已基本替代了传统的单层玻璃。中空玻璃是由两层玻璃中间留有空隙，用胶体密封后再用金属边框粘结加固。到目前为止,为中空玻璃打胶主要有两种方式，一种是在玻璃的外层打胶，另一种是在金属密封条上打胶。为金属密封条上打胶是顺义一家民办公司从国外引进的生产线设备，由于技术开发实力不足，打胶翻转完全靠人力，面对较大尺寸的玻璃时需要两个翻转，浪费人力物力。本项目主要是针对厂家要求对翻转机构进行自动化改进。1.1 中空玻璃的国内外现状中空玻璃产生于1865年由美国人史特森(T.D.Stetson)先生发明,并申请专利（专利号49107）。在随后相当长的100多年的时间内，中空玻璃的发展是十分缓慢的；期间中空玻璃的密封结构经历了焊接法、熔接法、卡嵌法和胶接法。中空玻璃的大幅度发展的主要原因是聚硫胶的出现和在中空玻璃中的广泛应用。在胶接法中首先使用是单道密封后，为了改善中空玻璃的密封寿命，人们又开始使用双道密封结构。比如，在20世纪70年代中期，中空玻璃单道密封占当时美国中空玻璃密封结构的比重接近于80。同一时期，中空玻璃密封胶的种类及在市场中占的份额也发生了变化，从聚硫胶占主导地位到聚氨酯80年代的出现、逐步上升，直到2002年全球中空玻璃聚氨酯占主导地位聚硫胶大幅度下降的现象。此外，除了这些常规密封胶以外，20世纪90年代中期，在美国一些主要的中空玻璃密封胶厂家还彼此独立的开发出了新的中空玻璃密封胶，即反应型湿气固化热融胶。 中空玻璃密封结构 中空玻璃的胶接法密封结构主要有单道密封与双道密封，以及在20世纪90年代中期出现的DSE(等同于双道密封)结构。在欧洲，双道密封一直占主导地位。据统计，1990年双道密封占整体中空玻璃的市场份额的90，到2002年其市场份额仍为90，没有变化。但同一时期，单道密封却由1990年的8下降到2。与欧洲市场不同，截止2000年，单道密封在美国中空玻璃的市场份额约为20%。美国中空玻璃制造商协会（SIGMA）对北美中空玻璃使用情况20年的跟踪结果显示，双道密封与中空玻璃的密封寿命成呈正相关关系。但是，美国每年生产的中空玻璃密封失败占总量的5%，其中最主要的是单道密封! 为什么单道密封在北美比欧洲的份额大？搬家相对频繁与否 欧洲的住户一生居住相对稳定得多，因此，对所居住房屋的窗户的节能特别是耐久性和密封性都十分重视。与此不同，北美的住户一毕业设计（论文）任务书题目： 中空玻璃打胶机自动翻转机构设计专业：机制 班级：10-1 学号： 姓名：主要内容、基本要求、主要参考资料等：1. 主要内容: 随着国民经济的快速发张，国民的生活水平日渐提高，人民的住房条件也愈来愈好。中空玻璃由于其隔音、保温效果好，密封性能强已基本替代了传统的单层玻璃。中空玻璃是由两层玻璃中间留有空隙，用胶体密封后再用金属边框粘结加固。到目前为止,为中空玻璃打胶主要有两种方式，一种是在玻璃的外层打胶，另一种是在金属密封条上打胶。为金属密封条上打胶是顺义一家民办公司从国外引进的生产线设备，由于技术开发实力不足，打胶翻转完全靠人力，面对较大尺寸的玻璃时需要两个翻转，浪费人力物力。本项目主要是针对厂家要求对翻转机构进行自动化改进。2 基本要求（1）针对2X2m中空玻璃密封金属条尺寸设计其翻转机构的机构运动简图,进行翻转机构的原理设计。（2）对最优化机构进行结构设计，要求完成零件图，装配图及三维proe建模。编写产品设计说明书、计算说明书、使用说明书、装配说明书、维护说明书；（3）撰写毕业设计论文；（4）要翻译5000字左右的外文文献资料（5）阅读15篇以上的参考文献3主要参考资料（1）裘文言，张祖继，瞿元赏 主编.机械制图.北京：高等教育出版社，2003.6（2）孙恒，陈作模，葛文杰 主编.机械原理.北京：高等教育出版社 ，2006.5（3）骆素君，朱诗顺 主编.机械课程设计简明手册.北京：化学工业出版社，2011.5（4）斯克莱特【美】主编.机械设计实用机构与装置图册.北京：机械工业出版社，2007.4（5）阮宝湘 主编.工业设计人机工程学.北京：机械工业出版社，2010.1（6）华大年，华志宏 主编.连杆机构设计与应用创新.北京：机械工业出版社，2008（7）黄平 主编.使用机械零件及机构图册.北京：化学工业出版社 ，1999完成期限：2014-4-30指导教师签章： 专业负责人签章年 月 日 年 月 日 中空玻璃打胶机自动翻转机构设计 摘 要随着国民经济的快速发张，国民的生活水平日渐提高，人民的住房条件也愈来愈好。中空玻璃由于其隔音、保温效果好，密封性能强已基本替代了传统的单层玻璃。本文主要是针对厂家要求，对2X2m中空玻璃密封金属条打胶机设计自动翻转机构。机构需要实现四个动作：一是金属框被夹在翻转盘上；二是翻转盘360度实现四个翻转动作，每次旋转90度；三是翻转一次后，需要实现翻转盘升降一次；四是翻转一次后，需要实现一次涂胶平移过程。本文首先拟定了翻转机构的传动方案，确定由平行气爪夹紧，气缸伸缩，步进电机翻转构，丝杠升降，丝杠平移的传动方案。然后重点对滚珠丝杠螺母副进行选型计算，对气缸气爪进行选型计算，对步进电机进行选型计算，确定了合理的零配件。本文所设计的中空玻璃打胶机翻转机构结构紧凑，自动化程度高，生产成本较低，适合现代自动化生产需求。关键词：气爪 翻转机构 中空玻璃 打胶机 滚珠丝杠ABSTRACTWith the rapid economic development, peoples living level has improved, peoples housing conditions are getting better and better. Hollow glass because of its sound insulation, good heat insulation effect, strong sealing performance has basically replaced the traditional single-layer glass.This paper is mainly aimed at the requirements of manufacturers, for 2X2m hollow glass sealing strip gluing machine automatic reversing mechanism design. Agencies need to realize four movements: a metal box was caught in the turnover plate; two is double turntable 360 degrees to achieve four flip, rotate 90 degrees each time; three is turning once, need to realize the turning disc lifting a; four is turning once, need to achieve a glue translation process.This paper first developed a transmission scheme and turning mechanism, determined by the parallel gas claw clamping, cylinder expansion, stepper motor turning the screw, screw lift, transmission shift. Then focus on the ball screw nut pair selection calculation, selection of calculation of cylinder gas claw, calculation of the stepper motor selection, determined the reasonable spare parts.Hollow glass is designed in this paper a turnover mechanism glue machine has the advantages of compact structure, high degree of automation, low production cost, suitable for the modern automated production demand.Keywords: gas claw turnover mechanism of hollow glass glue machine of ball screw目 录摘 要IABSTRACTII目 录III第一章 绪论11.2 课题提出背景11.1 中空玻璃的国内外现状11.3 中空玻璃生产工艺简介31.4 ProE三维软件介绍6第二章 总体方案与动力设计92.1 中空玻璃打胶机方案设计92.1.1金属框被夹在翻转盘上方案92.1.2 翻转盘实现翻转动作方案102.1.3翻转盘升降动作102.1.4 翻转盘平移动作10第三章 丝杠螺母传动设计123.1滚珠丝杠的选择设计方法123.1升降丝杠副设计153.2 平移丝杠副设计19第四章 伸缩气缸与气爪的选型234.1气缸气爪选择方法234.2 伸缩气缸选型244.2 气爪选型25第五章 步进电机选型275.1 升降步进电机选择275.1.1 负载等效转动惯量的计算275.1.2 步进电机的选择275.2 平移步进电机选择285.2.1 负载等效转动惯量的计算285.2.2 步进电机的选择29第六章 Pro/E三维建模316.1 零件建模316.1.1 升降平台建模316.1.2 基架底座建模316.1.3 轴承座建模326.1.4 轴建模326.1.4 基座建模336.1.5 滑移平台建模336.1.6 导套模型建模346.2 虚拟装配34结论37参考文献38致谢4040第一章 绪论1.2 课题提出背景随着国民经济的快速发张，国民的生活水平日渐提高，人民的住房条件也愈来愈好。中空玻璃由于其隔音、保温效果好，密封性能强已基本替代了传统的单层玻璃。中空玻璃是由两层玻璃中间留有空隙，用胶体密封后再用金属边框粘结加固。到目前为止,为中空玻璃打胶主要有两种方式，一种是在玻璃的外层打胶，另一种是在金属密封条上打胶。为金属密封条上打胶是顺义一家民办公司从国外引进的生产线设备，由于技术开发实力不足，打胶翻转完全靠人力，面对较大尺寸的玻璃时需要两个翻转，浪费人力物力。本项目主要是针对厂家要求对翻转机构进行自动化改进。1.1 中空玻璃的国内外现状中空玻璃产生于1865年由美国人史特森(T.D.Stetson)先生发明,并申请专利（专利号49107）。在随后相当长的100多年的时间内，中空玻璃的发展是十分缓慢的；期间中空玻璃的密封结构经历了焊接法、熔接法、卡嵌法和胶接法。中空玻璃的大幅度发展的主要原因是聚硫胶的出现和在中空玻璃中的广泛应用。在胶接法中首先使用是单道密封后，为了改善中空玻璃的密封寿命，人们又开始使用双道密封结构。比如，在20世纪70年代中期，中空玻璃单道密封占当时美国中空玻璃密封结构的比重接近于80。同一时期，中空玻璃密封胶的种类及在市场中占的份额也发生了变化，从聚硫胶占主导地位到聚氨酯80年代的出现、逐步上升，直到2002年全球中空玻璃聚氨酯占主导地位聚硫胶大幅度下降的现象。此外，除了这些常规密封胶以外，20世纪90年代中期，在美国一些主要的中空玻璃密封胶厂家还彼此独立的开发出了新的中空玻璃密封胶，即反应型湿气固化热融胶。 中空玻璃密封结构 中空玻璃的胶接法密封结构主要有单道密封与双道密封，以及在20世纪90年代中期出现的DSE(等同于双道密封)结构。在欧洲，双道密封一直占主导地位。据统计，1990年双道密封占整体中空玻璃的市场份额的90，到2002年其市场份额仍为90，没有变化。但同一时期，单道密封却由1990年的8下降到2。与欧洲市场不同，截止2000年，单道密封在美国中空玻璃的市场份额约为20%。美国中空玻璃制造商协会（SIGMA）对北美中空玻璃使用情况20年的跟踪结果显示，双道密封与中空玻璃的密封寿命成呈正相关关系。但是，美国每年生产的中空玻璃密封失败占总量的5%，其中最主要的是单道密封! 为什么单道密封在北美比欧洲的份额大？搬家相对频繁与否 欧洲的住户一生居住相对稳定得多，因此，对所居住房屋的窗户的节能特别是耐久性和密封性都十分重视。与此不同，北美的住户一生要搬许多次家，每搬一次家都可能视门窗的具体情况决定是否更新窗户。相对来说，除非所搬之处是永久住所，否则，对更新窗户的保质期要求会比欧洲的要低。从生产使用的目的来看 使用热融丁基胶（HMB）和实维高胶条（Swiggle Strip）的主要目的在于生产使用方便。美国的门窗厂家大多数有自己的中空玻璃线，为自己配套，多采用卧式线，要求工艺简单，可以迅速搬运安装。欧洲中空玻璃生产主要为立式线，为门窗厂家配套，所以采用双道密封. 从使用范围看，在美国，单道密封主要应用于温带地区。美国的中空玻璃检测标准也比较宽松，使单道密封结构的中空玻璃能较容易通过检测。欧洲比较慎重、且北欧温度冬天较低，标准趋于一致。对策 鉴于单道密封的密封寿命较短，不能满足人们对高档次中空玻璃的需求，生产厂家为提高产品的密封寿命不得不抛弃单道密封采用双道密封。在欧洲，人们从单道密封转向暖边双道密封如热塑间隔条（TPS）和超级间隔条的双道密封。但北美，人们却在探索研究开发一种全新的密封胶，使其既有常规热融胶的生产方便的优点和水气渗透率低的优点、又同时具有双组份密封结构胶的优点。在这样一种逻辑思考下，美国的一些中空玻璃密封胶厂家于1995年1996年期间先后独立地研究开发出了反应热融胶，旨在解决普通单道密封带来的密封失败问题。根据美国PPG公司的定义，反应热融胶是单组份、热涂胶、湿气化学固化密封胶。等同双道密封包括两方面的内容：即结构等同和经济等同。 结构等须要通过以下几方面的检测内容：密封寿命: 至少85%的产品通过CBA检测CSTB剪切试验: 在高温条件下通过 氩气保有率:年最大泄漏率1%立式存放1个月: 通过连续下落试验1个月 (-2949#176;C): 通过CSTB气候循环试验: 通过独立实验室检测报告经济等同等同于生产标准中空玻璃的双道密封成本。自80年代以来，中空玻璃在中国经历了认识、发展、广泛应用三个过程，80年代中后期中空玻 璃开始引进中国，生产厂家比较少，多集中在国有企业生产，主要用于冷柜、铝门窗行业，使用区域仅在东北、华北以及南方冷柜配套材料厂家，年使用量不足100万m2，90年代以后，由于亚运工程的带动，更重要的是国民经济高速发展，建筑节能的呼声越来越高，加上铝门窗幕墙行业超常规发展，使中空玻璃进了发展阶段，同时也带动了由制作中空玻璃用原材料的发展，原材料也基本上实现国产化。国产中空玻璃设备的生产研制也进入轨道，但主要自动化中空玻璃设备仍以国外进口为主，以单道密封居多，中空玻璃年使用量年为200m2左右，但以100万m2/年的速度递增；90年代后期随着中空玻璃的优越性越来越被人们认识、接受以及塑钢门窗大发展的推动，中空玻璃进入广泛应用阶段，中空玻璃纳入建筑节能标准体系以内，许多地方政府制定地方法规，要求建筑门窗必须使用中空玻璃，全国各地掀起了投资中空玻璃生产的热潮中。据不完全统计，目前制作中空玻璃的生产厂家不低于1000家，国产、进口自动化生产线不低于500家，年生产量不低于1000万m2，据统计2002年中空玻璃使用量约为2500万m2，由于中空玻璃的大发展，中空玻璃制作工艺出现了多样化，胶条式中空玻璃由于其投资少、工艺简单，在中低档中空玻璃市场逐渐占有20%左右的市场。1.3 中空玻璃生产工艺简介常用的中空玻璃是5+9A+5厚的，即总厚度是19，目前国内市场上有两种中空玻璃：1、槽铝式中空玻璃：此种中空玻璃80年代引入，相对成熟些，但是加工工艺较复杂。它是用内灌有分子筛（干燥剂）的铝条将两块玻璃隔开，在铝条两边用丁基胶进行密封，而在外口则用聚硫密封胶进行外口封边密封处理。这种中空玻璃用两道胶来密闭中间空气，密封效果好，是一种常用的且效果一直很好的中空玻璃。 2、胶条式中空玻璃：此种中空玻璃在国内刚刚起步，但是制造工艺简单，因此应用范围广，推广很快。它是近几年开发出一种直接用橡胶条将两层玻璃隔开的中空玻璃，在橡胶条中掺入了一定量的干燥剂，以起到干燥中间空气的作用。次中玻璃由于不需要进行封边处理，只需要对玻璃进行热压处理就能起到密封作用。 由于中空玻璃的隔热、隔声、防霜雾等性能是通过其内部一层密封的、干燥的空气来实现的，因此中空玻璃密封胶是决定中空玻璃质量性能优劣大案主要因素，目前，国内使用的中空玻璃密封胶主要有聚硫类、硅酮类以及丁基胶。中空玻璃的胶层厚度：单道密封胶层厚度为10，双道密封外层密封胶层厚度为5-7（见图1），胶条密封胶层厚度为82（见图2），特殊规格或有特殊要求的产品有供需双方商定。（图1-1）槽铝式中空玻璃 （图1-2）胶条式中空玻璃1-玻璃 1-玻璃2-干燥剂 2-胶条3-外层密封胶 3-铝带4-内层密封胶5-槽铝间隔框由于两种中空玻璃在工艺流程上有很多相似之处，现就他们的共同的工艺流程进行简析。1、 玻璃切割下料：原片玻璃一般为无色浮法玻璃或其它彩色玻璃，遮阳玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃，厚度一般为3-12MM，上述玻璃必须符合GB11614中一级品、优等品的规定，经检验合格后方可使用。玻璃切割可由手工或机器进行，但应保证合乎尺寸要求。在此工序过程中，操作人员应随时注意玻璃表面不得有划伤，内质均匀，不得有气泡、夹渣等明显缺陷。2、 玻璃清洗干燥：玻璃清洗一定要采用机器清洗法，因为人工清洗无法保证清洗质量。清洗前须检验玻璃无划伤，为保证密封胶与玻璃的粘结性，最好使用去离子水。另外为保证水循环使用，节约水资源，可对水进行过滤，保证长期使用。清洗后的玻璃要通过光照检验，检验玻璃表面有无水珠、水渍及其它污渍，若有水珠、水渍及其它污渍，则需对机器运行速度、加热温度、风量、毛刷间隙进行调整，以达到清洗烘干的最佳效果，洗净烘干后的玻璃应在1小时之内组装成中空玻璃，另外要保证玻璃与玻璃之间不要磨擦划伤，最好有半成品玻璃储存小车，把玻璃片与片之间隔开。3、 胶条式中空玻璃及铝条式中空玻璃的组装：胶条式中空玻璃组装：（1） 对环境的要求：胶条式中空玻璃加工温度冬季应在10-20度之间，夏季应在20-30度之间为宜。（2） 相对湿度的要求：因胶条式中空玻璃干燥剂呈粉末状，与胶混合均匀后干燥剂发挥作用较慢，所以应保证胶条装配区域相对湿度稍低。 铝条式中空玻璃组装：（1） 对环境的要求：温度也应在10-30度之间 （2） 相对湿度的要求：此种中空玻璃对相对湿度的要求稍低一些，正常情况即可。但应注意的是，干燥剂应选择正规厂家的合格产品，以保证干燥剂的有效使用。干燥剂开封后最好于二十四小时之内用完，因为聚硫胶的透气性较大，密封性差，因此要采用双道密封。用丁基胶作为第一道密封，起到阻隔气体的作用。用聚硫胶作为第二道密封，主要作用是粘结作用，其次才是隔气作用。实践证明，单产密封的中空玻璃寿命只有5年左右，而双道密封的中空玻璃寿命可长达20年甚至40年以上，因此，发展双道密封中空玻璃是大势所趋。 4、玻璃压片 胶条式中空玻璃压片要注意合片玻璃边部要对齐，压片时在后面预留小口，让干燥后的气体从小口溢出，压合后随即封口。至此完成胶条式中空玻璃的加工。铝条式中空玻璃，合片后铝框外边部和玻璃边部应有5-7MM的距离，用于涂第二道密封胶，聚硫胶应均匀沿一侧涂布，以防止气泡，涂完后刮去玻璃表面残余。至此完成铝条式中空玻璃的加工。5、 中空玻璃的放置：中空玻璃的放置正确与否也会对中空玻璃的最终质量产生影响，无论是在生产还是在运输或在工地存放首先堆垛架的设计要求要考虑到中空玻璃的特点，堆垛架要有一定的倾斜度。但底部平面与侧部应始终保持90度，从而保证中空玻璃的两片玻璃底边能垂直地置放在堆垛架上。另外还要注意，玻璃底部不要沾上油渍，石灰及其它容剂，因为它们对中空玻璃的第二道密封胶都会产生不同程度的侵蚀作用，从而影响中空玻璃的密封性能。1.4 ProE三维软件介绍Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。（一） Pro/EngineerPro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽壳（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下：1特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；2参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；3通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。4支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。5贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能。（二）Pro/E机构运动仿真工程师无需等待物理原型就能测试产品的动力行为。利用 Pro/ENGINEER 机构动力学仿真，您可以虚拟地仿真包含运动元件的系统中的作用力和加速度。而且，您可以综合考虑诸如弹簧、电动机、摩擦力和重力等动力影响，相应地调整产品性能。改善检验和认证过程并最大程度地提高设计信心，而无需承受制造昂贵原型的负担。与设计和分析工具完全集成，从而无需再花费时间、精力和金钱来处理数据转换和关联的错误。利用Pro/E机构仿真有以下优点： 可以创建虚拟样机在桌面计算机中进行测试，从而降低开发成本 模拟赛车悬架所受到的实际作用力。 能够更快速和更早地将变更反映在产品中，并从桌面计算机测试中即时获得结果。 通过缩短开发时间率先向市场推出更优质的产品。 通过对产品寿命进行更准确的估计，从而可降低保修成本。 利用具体的动画式生产指令进行装配，可以避免代价高昂的制造错误。 通过利用从虚拟测试中所节省的时间来评估更多设计构思，从而可开发出更新颖的产品。 在易于学习、直观明了的用户界面中工作。第二章 总体方案与动力设计2.1 中空玻璃打胶机方案设计针对2X2m中空玻璃密封金属条尺寸设计中空玻璃打胶机自动翻转机构。所设计的翻转机构需要实现四个动作：一是金属框被夹在翻转盘上；二是翻转盘360度实现四个翻转动作，每次旋转90度；三是翻转一次后，需要实现翻转盘升降一次；四是翻转一次后，需要实现一次涂胶平移过程。2.1.1金属框被夹在翻转盘上方案可以采用气缸夹紧或者电磁吸住。采用气缸夹紧使结构较复杂，采用电磁吸住的方法，结构较简单，拆取方便，但是金属框为铝材，采用电磁吸附的方法不可行，只能采用气缸夹紧的方法来实现金属框被夹住。具体可按如下方案实施：用基本型气缸和平行开闭型气爪共同实现金属框夹紧，伸缩，每一边用两组，一共八组气爪夹紧，夹持在铝框不涂胶的两侧，涂胶侧需要把气爪撤离，采用气缸伸缩实现。 图2-1 金属框夹持方案2.1.2 翻转盘实现翻转动作方案翻转盘要实现180度旋转，方案一是由普通电机带动，通过齿轮传动减速，再由槽轮间歇运动机构实现间歇旋转。方案二是由步进电机做为原动机，通过蜗杆减速器减速，由控制电路控制步进电机精确旋转，从而实现90度，180度，270度旋转。通过步进电机控制，能实现精确定位，也可以实现正反转，便于控制，如果采用方案一朝一个方向运动，气缸上所连气管会绕入轴上，因此，采用步进电机实现翻转机构180度正反旋转更为合理。2.1.3翻转盘升降动作实现翻转盘升降，是直线运动，可以采用丝杠传动，也可以采用气缸传动，也可以采用齿轮齿条传动。用丝杠传动结构简单，生产制造方便，传动距离长，在平移的时候用起来也更好，为保持统一性，采用丝杠传动。 图2-2三种翻转盘升降方案2.1.4 翻转盘平移动作实现翻转盘升降，是直线运动，可以采用丝杠传动，也可以采用气缸传动，也可以采用齿轮齿条传动。用丝杠传动结构简单，传动的距离长，采用丝杠。综上所述，拟定传动方案如下：如图所示，由气爪夹紧机构，气缸伸缩机构，步进电机翻转机构，丝杠升降机构，丝杠平移机构组成。图2-3 总体方案第三章 丝杠螺母传动设计3.1滚珠丝杠的选择设计方法1） 丝杠传动形式选择丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变为旋转运动。有以传递能量为主的（如螺旋压力机、千斤顶等），也有以传递运动为主的（如工作台的进给丝杠），还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等（如螺旋传动机构）。丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构，滑动丝杠螺母机构结构简单，加工方便，制造成本底，具有自锁功能，但其摩擦阻力矩大，传动效率底（30%-40%）。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂，制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力矩小，传动效率高（92%-98%）其具有螺旋槽的丝杆与螺母之间装有中间传动元件滚珠。丝杠与螺母相对运动的组合情况有四种基本形式：螺母固定丝杠转动并移动；丝杠转动螺母移动；螺母转动丝杠移动；丝杠固定螺母移动并转动。滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械元件，其作用是将旋转运动转变为直线运动或将直线运动转变为旋转运动，它是传统滑动丝杠的进一步延伸发展。2）滚珠循环方式的选择滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有内循环和外循环两种。内循环方式的滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。内循环方式的优点是滚珠循环的回路短、流畅性好、效率高、螺母的径向尺寸也较小。其不足是反向器加工困难、装配调整也不方便。外循环方式中的滚珠在循环反向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外做循环运动。因为该丝杠用于焊接机器人工作站，其往复运动较频繁，负载不大。内循环中的螺纹预紧螺母式滚珠丝杠结构简单、工艺性好、容易制造，精度符合要求，所以选用此方式。3）精度等级的选择根据JB/T3162.2-91标准，对滚珠丝杠副的精度分成六个等级，即C，D，E，F，G，H级。最高精度为C级，最低精度为H级；而JB/T3162.2-1991为1，2，3，4，5，7，10共七个等级，最高为1级，最低为10级。50050010001000150015002000200025002500300030003500350040004000500050006000123,4,57,10161,23,4,57,10201,23,4,57,10251,23,4,57,10321,23,4,57,10401,23,4,57,10501,23,457,10631,23,457,10801,23,457,101001,23,457,104）间隙的调整与预紧方式选择滚珠丝杠副在负载时，其滚珠与滚道面接触点处将产生弹性变形。换向时，其轴向间隙会引起空回，这种空回是非连续的，既影响传动精度，又影响系统的稳定性。在实际应用中，有五种调整预紧系统方法双螺母垫片调整预紧式，双螺母螺纹预紧式，双螺母齿差调整预紧式，弹簧式自动调整预紧式，单螺母变位导程自顶紧式和单螺母滚珠过盈预紧式。双螺母螺纹调整预紧式的特点是结构简单刚度高、预紧可靠，使用中调整方便。5）支撑方式选择丝杠的轴承组合及轴承座以及其它刚性零件的连接不足，将严重轴承丝杠副的传动精度和刚度。为了提高轴向刚度，常用以推力轴承为主的轴承组合来支承丝杠，当轴向载荷较小时，也可用角接触球轴承来支承丝杠。支承方式有单推单推式，双推-双推式，双推简支式，双推-自由式。如下图：其中双推简支式两端可预拉伸安装，预紧力小，轴承寿命较高，适用于中速传动精度较高的长丝杠传动系统。6）润滑和密封方式的设计选择滚珠丝杠副可用防尘密封圈或防护套密封来防止灰尘及杂质进入滚珠丝杠副，使用润滑剂来提高其耐磨性及传动效率，从而维护其传动精度、延长其使用寿命。密封圈有接触式和非接触式两种，将其装在滚珠螺母的的两端即可。接触式密封圈用具有弹性的耐油橡胶或尼龙等材料制成，因此有接触压力并产生一定的摩擦力矩，但其防尘效果好。为使滚珠丝杠副能充分发挥机能，在其工作状态下，必须润滑，润滑方式主要有以下两种：（1）脂润滑：润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的1/3，部分滚珠丝杠副出厂时在螺母内部已加注GB7324-94 2#锂基润滑脂； （2）油润滑：润滑油的给油量标准如表16所示，但是随行程、润滑油的种类、使用条件（热抑制量）等的不同而有所变化。请注意使用。在这里选用润滑油。润滑油的给油量标准（间隔3分钟） 轴 颈 (mm)给油量 (cc)480.0310140.0515180.0720250.1028320.1536400.2545500.3055630.40701000.501001600.603.1升降丝杠副设计转盘及执行操作臂质量，升降台质量 ，最快速度，滑台移动最大距离，轴向移动误差小于等于，使用寿命，丝杠副的工作载荷：（1） 丝杠副的设计计算： 滚动丝杠摩擦系数：滚动丝杠摩擦力：设：让滑台在0.1秒内加速到0.06 m/s由 即 牵引力：总工作负载：设传动效率：轴向载荷计算公式： 式中-载荷系数，按下表查得，取=1.1载荷性质无冲击平稳转动一般运动有冲击和振动运转11.21.21.51.52.5 -硬度系数，按下表查得，取=1.0滚道实际硬度HRC58555045401.01.111.562.43.85-精度系数，按下表查得，取=1.0精度系数C、DE、FGH1.01.11.251.43求得载荷（2）根据寿命条件计算额定动载荷，初选导程，可得（3）根据必须的额定动载荷选择丝杠副尺寸，由查启东市华森公司丝杠标准手册得如下规格：考虑各种因素，初选FEZD41053内循环浮动式垫片预紧滚珠丝杠副，其中： 公称直径： 导程： 螺旋角：滚珠直径：圈数列数：13螺纹滚道半径：=0.52=0.523.5= 1.82偏心距：=0.707(-/2)=0.707(1.82-3.5/2)=0.049丝杠底径：=+2-2 = 40+20.049-21.82=36.46 （4）稳定性验算： 假设为双推-简支（F-S），因为丝杠较长，所以用压杆稳定来求临界载荷 = 式中 -丝杠的弹性模量，对于钢=206GPa； -丝杠危险截面的轴惯性转矩，=； -长度系数，两端用铰接时，=2/3； 取丝杠长： =2.1所以 =8.9故 S=2.53.3(参考下表)，丝杠是安全的不会失稳。 临界转速验证：高速运转时，需要验算其是否会发生共振的最高转速，要求丝杆的最高转速。临界转速可按公式计算： =9910=99102843=1440，所以不会发生共振。 支撑方式有关系数双推自由FO双推简支FS双推双推FF稳定系数S342.53.3- 长度系数22/3- 临界转速系数1.8753.9274.730（5）刚度验算：滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T(Nm)共同作用下引起每个导程的变形量为 式中 A-丝杠的截面积，A=； -丝杠的极惯性矩，=； -钢的切变模量，对于钢=83.3GPa； -转矩(Nm)，,其中为摩擦角，这里取，即=1606.61.283Nm按最不利的情况，即取，则 丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为 通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的1/2，即 该丝杠的导程误差满足上式要求，所以器刚度可满足要求。（6）效率验算：滚珠丝杠副的传动效率为 = 要求在90%95%之间，所以该丝杠副能满足使用要求。经上述计算验证，FNZD4105-3各项性能指标均符合设计要求，可以选用。3.2 平移丝杠副设计转盘及执行操作臂质量，升降台质量 ，下滑台质量最快速度，滑台移动最大距离，轴向移动误差小于等于，使用寿命，丝杠副的工作载荷：（1） 丝杠副的设计计算： 滚动丝杠摩擦系数：滚动丝杠摩擦力：设：让滑台在0.1秒内加速到0.06 m/s由 即 牵引力：总工作负载：设传动效率：轴向载荷计算公式： 按上表查得，取=1.1，=1.0，=1.0求得载荷（2）根据寿命条件计算额定动载荷，初选导程，可得（3）根据必须的额定动载荷选择丝杠副尺寸，由查启东市华森公司丝杠标准手册得如下规格：考虑各种因素，初选FNZD40053内循环浮动式垫片预紧滚珠丝杠副，其中： 公称直径： 导程： 螺旋角：滚珠直径：螺纹滚道半径：=0.52=0.523.5= 1.82偏心距：=0.707(-/2)=0.707(1.82-3.5/2)=0.049丝杠底径：=+2-2 = 40+20.049-21.82=36.46（4）稳定性验算： 假设为双推-简支（F-S），因为丝杠较长，所以用压杆稳定来求临界载荷 = 式中 -丝杠的弹性模量，对于钢=206GPa； -丝杠危险截面的轴惯性转矩，=； -长度系数，两端用铰接时，=2/3； 取丝杠长： =2.7所以 =5.44故 S=2.53.3(参考上表)，丝杠是安全的不会失稳。 临界转速验证：高速运转时，需要验算其是否会发生共振的最高转速，要求丝杆的最高转速。临界转速可按公式计算： =9910=99101719.8=1440，所以不会发生共振。（5）刚度验算：滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T(Nm)共同作用下引起每个导程的变形量为 式中 A-丝杠的截面积，A=； -丝杠的极惯性矩，=； -钢的切变模量，对于钢=83.3GPa； -转矩(Nm)，,其中为摩擦角，这里取，即=209.460.189Nm按最不利的情况，即取，则 丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为 通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的1/2，即 该丝杠的导程误差满足上式要求，所以器刚度可满足要求。（6）效率验算：滚珠丝杠副的传动效率为 = 要求在90%95%之间，所以该丝杠副能满足使用要求。经上述计算验证，FNZD 4005-3各项性能指标均符合设计要求，可以选用。第四章 伸缩气缸与气爪的选型4.1气缸气爪选择方法1）类型的选择 根据工作要求和条件，正确选择气缸的类型。要求气缸到达行程终端无冲击现象和撞击噪声应选择缓冲气缸；要求重量轻，应选轻型缸； 要求安装空间窄且行程短，可选薄型缸；有横向负载，可选带导杆气缸；要求制动精度高，应选锁紧气缸；不允许活塞杆旋转，可选具 有杆不回转功能气缸；高温环境下需选用耐热缸；在有腐蚀环境下，需选用耐腐蚀气缸。在有灰尘等恶劣环境下，需要活塞杆伸出端安 装防尘罩。要求无污染时需要选用无给油或无油润滑气缸等。2）安装形式 根据安装位置、使用目的等因素决定。在一般情况下，采用固定式气缸。在需要随工作机构连续回转时（如车床、磨床等），应选用回转气缸。在要求活塞杆除直线运动外，还需作圆弧摆动时，则选用轴销式气缸。有特殊要求时，应选择相应的特殊气缸。3）作用力的大小 即缸径的选择。根据负载力的大小来确定气缸输出的推力和拉力。一般均按外载荷理论平衡条件所需气缸作用力，根据不同速度选择不 同的负载率，使气缸输出力稍有余量。缸径过小，输出力不够，但缸径过大，使设备笨重，成本提高，又增加耗气量，浪费能源。在夹具设计时，应尽量采用扩力机构，以减小气缸的外形尺寸。4）活塞行程 与使用的场合和机构的行程有关，但一般不选满行程，防止活塞和缸盖相碰。如用于夹紧机构等，应按计算所需的行程增加1020的余量。5）活塞的运动速度 主要取决于气缸输入压缩空气流量、气缸进排气口大小及导管内径的大小。要求高速运动应取大值。气缸运动速度一般为50800/s。 对高速运动气缸，应选择大内径的进气管道；对于负载有变化的情况，为了得到缓慢而平稳的运动速度，可选用带节流装置或气液阻尼缸，则较易实现速度控制。选用节流阀控制气缸速度需注意：水平安装的气缸推动负载时，推荐用排气节流调速；垂直安装的气缸举升负载时，推荐用进气节流调速；要求行程末端运动平稳避免冲击时，应选用带缓冲装置的气缸。4.2 伸缩气缸选型伸缩气缸运动参数气缸所承受重力2Kg伸缩行程伸缩速度 最大加速度1m/s2 1）所要克服的摩擦阻力f=2Kg100.17=3.4N2）气缸的直径本气缸主要带动移动板伸缩，气缸必须克服涂胶滚刷阻力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为:式中: - 活塞杆上的推力，N - 滚刷阻力，N- 气缸工作时的总阻力，N- 气缸工作压力，Pa在设计中，必须考虑负载率的影响，则:由以上分析得气缸的直径:代入有关数据，可得所以:查亚德客气缸手册，选择TCM系列三轴气缸TCM20x250S,a其缸径为25mm，行程为250mm.图4-1 伸缩气缸活塞杆直径校核，按公式有:其中， 则:满足实际设计要求。4.2 气爪选型气爪运动参数气爪夹紧金属框所需推力115N 2）气缸的直径在设计中，必须考虑负载率的影响，则:由以上分析得气缸的直径:代入有关数据，可得所以:查亚德客气缸手册，选择TCM系列三轴气缸FHZ20,a其缸径为20mm，图4-2 气动手指第五章 步进电机选型5.1 升降步进电机选择5.1.1 负载等效转动惯量的计算（1）工作台是移动部件，其移动质量折算到滚珠丝杆轴上的转动惯量滚轴丝杠的等效转动惯量的计算（丝杠材料选用钢材）（2）折算到电机上的总等效转动惯量(电机与丝杠直联)=+ = 1.23 + 4= 5.235.1.2 步进电机的选择（1）初步选择混合式步进电机（BYG系列）四相八拍，步距角为1.5的反应式步进电动机。取安全系数K=1.3，则电机所需输出转动惯量J0=初选电机型号：110BYG4601技术参数：步距角为1.5，四相八拍，转矩13，转动惯量11.3电机传动比公式： 已知所选，电机直联 =0.01mm可得脉冲当量：误差0.05，可选此电机。电机步矩角运算公式：（2）电机转矩验算查表得，齿轮传动效率：,丝杠传动效率总的传动效率：传递功率：12800.033=42电机所需功率：转矩： 5.2 平移步进电机选择5.2.1 负载等效转动惯量的计算（1）工作台是移动部件，其移动质量折算到滚珠丝杆轴上的转动惯量滚轴丝杠的等效转动惯量的计算（丝杠材料选用钢材）（2）折算到电机上的总等效转动惯量(电机与丝杠直联)=+ =1.5 +