【基于TRIZ理论的线束包胶机的创新设计分析案例6000字】

基于TRIZ理论的线束包胶机的创新设计分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u19574基于TRIZ理论的线束包胶机的创新设计分析案例 [48]。即（4-18）图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s17开口齿轮传动的示意图根据齿轮齿数与对应圆心角的比例关系，得：（4-19）根据直角三角形的三角关系，可得：（4-20）由齿轮副中心距公式，可知：（4-21）图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s18参数优化流程按照图4.8的流程编译程序，将模数、齿数输入程序中，将两个过渡齿轮的中心距y取值范围按照1mm间隔进行划分,得到所有可选范围的计算结果如图4.7所示。在此基础上，将取值范围间隔调整为0.001mm，给出y值在38mm附近精确逼近的数值，它的分析结果如图4.9所示。从图4.9可以看出，y=38.97是本次参数优化中理想的设计尺寸。(a)Y取值间隔0.1mm(b)Y取值间隔0.001mm图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s19Y取值间隔0.1mm胶带切割的解决方案为了改善胶带切割的自动化程度以其切割不同材质胶带的适应性，按照4.2.2小节线束包胶机的创新原理的解决思路，考虑到设计要求、生产实践，并结合15号的动态原则、28号机械系统替代原则的发明原理，本小节将从金属刀片切割、光学切割对汽车线束包胶完成后的切割装置进行设计。4.4.2.1金属刀片的切割经过客户调研分析，在汽车线束的包胶生产过程中，同一根汽车线束上缠绕不同材质胶带的情况比较少，可以针对不同材质的胶带使用不同的切割装置，确保在切割时，保证切割装置始终处于最佳的切割状态。图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s110胶带切割原理示意图在试验中发现，刀片在切割PVC材质的胶带时，速度快，效率高。如图4.10所示,切割物体时,施加在刀背上的垂直于刀背的力F1将会分解为垂直于刀刃的两个分力F2和F3,

依靠F2和F3的作用,将物体“拉断”。根据矢量的平行四边形法则,

当F1的值一定时(方向垂直于刀背),

刀片越薄,

意味着∠α越小,

F1所产生的分力F2和F3就会越大,

那么这个刀片就更容易将物体"拉断",

因此这个刀片就越锋利。当然，刀面的光滑程度可以改变刀片于切割物体的摩擦力和表面的吸附力，从而影响刀片的锋利度。.常用的切割工具中，刀刃一般采用直刃、锯齿刃。直刃刀如图4.11（a）所示，在切割时，如果刀刃与待切割材料垂直时难切割，尤其是刃口钝了之后切断困难，只有沿着刀刃斜着划拉才能切断；锯齿刀如图4.11（b）所示，在切割时，刃尖与刃尖之间的斜口处通常没有刃，最终靠拉力将材料扯断，切断的失误率较高，在自动化设备生产中，直接影响设备的功能。（a）直刃刀（b）锯齿刀图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s111切割刀片类型在上述切刀刃口的启发下，设计了一款单尖双刃切刀，如图4.12（a）所示。这种刀片的优点在于，中间的刃尖首先刺入缠绕材料产生破口，如图4.12（b）所示，两侧的斜刃从破口处划开缠绕材料，最后完成切割。（a）单尖双刃切刀（b）单尖双刃切割效果图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s112单尖双刃刀及切割效果4.4.2.2激光切割在切割布基、毛毡等布料材质的胶带时，前述的刀片切割方式，很难完全切断，而激光切割却毫不费力。激光切割原理如图4.13所示，激光发生器产生的激光束经过透镜聚焦，焦点位置的温度在极短时间内加热到几千甚至上万摄氏度，将待切割材料放置于激光束的焦点位置，利用高温将材料熔化或气化，达到切割材料的目的。激光切割得优点是无接触切割，不影响被切割材料的姿态，而且激光切割速度快，切口光滑平整美观。图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s113激光切割原理由于激光束对人体皮肤、眼睛等有伤害，激光器在切割柔性材料时，会产生烟雾，污染环境，影响工人的身体健康，在采用激光切割时，需要兼顾安全和环保因素。按照上述要求设计的激光器切割装置如图4.14所示，在激光器安装座上开一个激光束通道，在焦点位置上开一个垂直于激光束轴线的烟雾吸收通道，该通道另一端连接负压装置。激光器工作的同时，负压装置开始工作，激光束切割产生的烟雾，正好被烟雾吸收通道内的负压吸走，经过滤系统，最后排入空气。图STYLEREF1\s4.SEQ图\*ARABIC\s114激光器安装示意图当汽车线束要求采用布基胶带缠绕时，则更换成激光切割装置。因激光切割装置尺寸较大需安装在旋转部件的外侧，与机头同步移动。如图4.15所示，激光切割装置通过连接板的连接可随着升降气缸在竖直方向上下移动，升降气缸则安装在可水平方向移动的气缸上。如图4.15所示，当汽车线束完成缠绕时，激光器开始工作，升降气缸下降到旋转体中心位置，水平移动气缸开始动作，同时启动激光器，完成布基胶带的切割。首先关闭