裝配圖單線畫(huà)線機(jī)
裝配圖單線畫(huà)線機(jī),裝配,單線,畫(huà)線
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名：邊旭
學(xué) 號(hào)：14020931
班 級(jí)：140209班
專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化
指導(dǎo)教師：李風(fēng)
開(kāi) 題 報(bào) 告
1 課題介紹
1.1課題名稱(chēng)：
單線畫(huà)線機(jī)
1.2課題背景
畫(huà)線機(jī)是用滾輪等再日用陶瓷、玻璃制品的圓形或橢圓形器皿上，畫(huà)一條或多條彩色、彩帶的機(jī)械。可以分為單色機(jī)畫(huà)線機(jī)和多色畫(huà)線機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要是研究設(shè)計(jì)單色畫(huà)線機(jī)，即單線畫(huà)線機(jī)。
陶瓷是無(wú)機(jī)材料之母，從家庭至宇宙對(duì)陶瓷的渴求量愈來(lái)愈大，其許多優(yōu)越、潛在特性不斷被發(fā)現(xiàn)，近20年來(lái)各國(guó)非常重視陶瓷的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，各國(guó)將先后進(jìn)入陶瓷世界。
陶瓷一般指陶器和瓷器的合稱(chēng)，“陶”為燒成之意，“瓷”是指硬而之謎的器物。陶瓷是我國(guó)歷史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我國(guó)陶瓷的出現(xiàn)可上溯到距今一萬(wàn)年左右，距今3000年前的殷周時(shí)代，有了以高嶺土為原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以鐵為著色劑的青釉器，是青瓷的前身。晉朝出現(xiàn)“瓷”字，說(shuō)明當(dāng)時(shí)人們已認(rèn)識(shí)到陶和瓷的區(qū)別。
陶瓷是一種與我們?nèi)粘Ｉ钜约霸诟鞣N工程項(xiàng)目能夠經(jīng)常接觸到的材料。隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在某些科學(xué)領(lǐng)域陶瓷已形成其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。例如，工程陶瓷，由工程陶瓷的制成的零件具有耐磨、耐熱、耐摩擦、熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今世界高技術(shù)含量的產(chǎn)品。在國(guó)外已越來(lái)越多地應(yīng)用工程陶瓷取代金屬零件，使產(chǎn)品地壽命、穩(wěn)定性等大大提高。在如，低溫?zé)Y(jié)陶瓷（LTCC）大家一定還都記得在手機(jī)行業(yè)剛剛起步時(shí)的代表作——大哥大，它又笨又重，攜帶不方便，而現(xiàn)在的手機(jī)就越來(lái)越袖珍了，這里的關(guān)鍵就是LTCC技術(shù)的發(fā)展。;LTCC技術(shù)是把很多東西整合在一起，其全稱(chēng)為“低溫共燒陶瓷”技術(shù)，，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是一種整合、小型化地技術(shù)將各種被動(dòng)組件整合在一起，縮小到陶瓷式電路板上，如果沒(méi)有它，手機(jī)是無(wú)法達(dá)到輕薄短小地效果地?？傊沾梢呀?jīng)成為與我們密不可分地伙伴了。
我國(guó)陶瓷生產(chǎn)歷史悠久，日用陶瓷一直暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外。在我們的生活中，能夠給人們留下直觀印象的是日用陶瓷。這里不乏一些工藝美術(shù)品。因此，對(duì)于陶瓷制品，我們不僅要求其本身質(zhì)量要好、使用方便，同時(shí)還要對(duì)其表面進(jìn)行一定程度的美化處理，繪制出各種線條精美的圖案，增加美感及藝術(shù)感。然而，傳統(tǒng)的陶瓷畫(huà)線主要是由手工完成的，畫(huà)出的線條寬窄不一，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，與其是在畫(huà)寬度3mm以上的線條時(shí)，用手工的方法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此生產(chǎn)陶瓷的廠家不得不將線條印成畫(huà)紙，將畫(huà)紙貼在陶瓷制品上進(jìn)行彩烤，而這又大大提高了成本。陶瓷生產(chǎn)廠家一直都無(wú)法解決這一問(wèn)題。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，研制新型高效的畫(huà)線機(jī)以代替手工作業(yè)已成為迫切需要。目前，世界各國(guó)對(duì)裝飾機(jī)械的研制十分迅速，不斷推陳出新。其中以畫(huà)線機(jī)和印花機(jī)發(fā)展最為迅速。我國(guó)在這方面發(fā)展比較晚，目前用于生產(chǎn)陶瓷機(jī)械數(shù)量較小，品種較單一，因此有必要投入人力物力財(cái)力設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，引進(jìn)設(shè)備，消化技術(shù)。
1.3 工作內(nèi)容和要求
1.3.1 畫(huà)線機(jī)總體參數(shù)的確定
主要技術(shù)指標(biāo)及重要技術(shù)參數(shù)
①主要技術(shù)指標(biāo)
畫(huà)線色種: 單色
公稱(chēng)生產(chǎn)能力：6-12件/分
彩色寬度： 0.25-6mm
制品最大直徑：406mm
制品最大高度：230mm
總功率消耗： 3kw
整機(jī)重要： 約100kg
外型尺寸： 約1.4m×0.8m×1.6m
②重要技術(shù)參數(shù)
電動(dòng)機(jī)的變速范圍：1000-3000rpm
最短畫(huà)線時(shí)間： ＝1.22s
最長(zhǎng)畫(huà)線時(shí)間： ＝4.14s
畫(huà)線輔助時(shí)間： t＝3s
1.3.2 單線畫(huà)線機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)主要由主機(jī)架、工作臺(tái)、施彩器組件、真空泵、氣動(dòng)系統(tǒng)、電器部分組成.其主要功能包括：驅(qū)動(dòng)功能、畫(huà)線功能、自動(dòng)裝卸功能、輔助功能、測(cè)控功能、安全保護(hù)功能。功能分解如下圖：
單
線
畫(huà)
線
機(jī)
驅(qū)動(dòng)
施彩頭電機(jī)驅(qū)動(dòng)
吸盤(pán)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)
單線畫(huà)線機(jī)
前伸
后仰
吸 盤(pán)
吸氣
放氣
輔 助
支撐
導(dǎo)向
測(cè)控—單線畫(huà)線機(jī)畫(huà)線
安全保護(hù)
漏電保護(hù)
過(guò)載保護(hù)
圖1 單線畫(huà)線機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖
依據(jù)這些功能，系統(tǒng)組成為：動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。各主要系統(tǒng)概述如下：
動(dòng)力系統(tǒng)：為操作部件提供動(dòng)力，如機(jī)械手的仰俯、旋轉(zhuǎn)、單線機(jī)的移動(dòng)畫(huà)線。本設(shè)計(jì)中動(dòng)力裝置為電動(dòng)機(jī)和氣壓系統(tǒng)。
傳動(dòng)系統(tǒng)：是將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行構(gòu)件的中間裝置。主要有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。在本設(shè)計(jì)中，由電動(dòng)機(jī)到施釉輪之間的傳動(dòng)是通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)完成的。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)：能直接完成預(yù)期工作任務(wù)的機(jī)構(gòu)和部件，為完成對(duì)陶瓷制品的畫(huà)線功能所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件主要是機(jī)械手、施釉輪及帶釉輪。
測(cè)控系統(tǒng)：是控制畫(huà)線機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定程序和要求，以一定順序和規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成畫(huà)線機(jī)，具體測(cè)控有機(jī)械手旋轉(zhuǎn)角度、升降角度、單線機(jī)的位移量、放氣時(shí)間等。
輔助系統(tǒng)：為完成畫(huà)線功能，以上各功能還需要一些輔助系統(tǒng)支持，如支承、下料、送料等輔助系統(tǒng)。
為了保證準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)畫(huà)線機(jī)地畫(huà)線功能，實(shí)現(xiàn)畫(huà)線自動(dòng)化，需滿(mǎn)足以下條件：
① 機(jī)構(gòu)地布局應(yīng)合理，相互之間保證不干涉，不阻擋。
② 總體布局應(yīng)使工人操作安全方便，節(jié)省空間。
③ 吸盤(pán)吸、放氣時(shí)要考慮工人操作時(shí)間地合理性。
④ 機(jī)器的電動(dòng)、氣動(dòng)部分都需外殼罩住，已加工與未加工的工件放置要整齊，物料陪送線路要清晰、合理。
⑤ 本機(jī)分四部分安裝，各部分安裝好后再連接在一起構(gòu)成一個(gè)整體，這樣能夠提高效率，保證質(zhì)量且運(yùn)輸時(shí)也方便。
1.3.3 相關(guān)部件、零件設(shè)計(jì)
單線畫(huà)線機(jī)主要有施彩器傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器系統(tǒng)四部分.其中零件要首先選擇標(biāo)準(zhǔn)件,若標(biāo)準(zhǔn)件中沒(méi)有合適的零件可自行進(jìn)行設(shè)計(jì).在本機(jī)的設(shè)計(jì)中,我們需要設(shè)計(jì)選擇電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、減速器、阻尼裝置等.
表1 形態(tài)學(xué)矩陣
分功能
解 法
1
2
3
4
5
6
A動(dòng)力源
B位移傳動(dòng)
C位移
D取物傳動(dòng)
E取物
電動(dòng)機(jī)
齒輪傳動(dòng)
軌道及車(chē)
輪
拉桿
挖斗
汽油機(jī)
蝸輪蝸桿
傳動(dòng)
輪胎
繩傳動(dòng)
抓斗
柴油機(jī)
帶傳動(dòng)
履帶
汽缸傳動(dòng)
鉗式斗
蒸氣透平
鏈傳動(dòng)
氣墊
液壓缸傳
動(dòng)
機(jī)械手
液動(dòng)機(jī)
液力耦合器
氣動(dòng)馬達(dá)
1.3.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)施機(jī)械系統(tǒng)中最常用的動(dòng)力機(jī),與其他動(dòng)力機(jī)相比,它具有較高的驅(qū)動(dòng)效率,且其種類(lèi)和型號(hào)較多,與工作機(jī)械連接方便,具有良好的調(diào)速、啟動(dòng)、制動(dòng)和反向控制性能.易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)控制,工作時(shí)無(wú)環(huán)境污染,可滿(mǎn)足大多數(shù)機(jī)械的工作要求.
1.3.3.2 氣動(dòng)系統(tǒng)的選擇
特點(diǎn):
① 元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、易于制造,且不污染環(huán)境.可集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送,便于管理.
② 易于實(shí)現(xiàn)快速的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),擺動(dòng)的高速轉(zhuǎn)動(dòng).輸出力和運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)很方便,且能實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù).
③ 工作環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng).
④ 由于壓縮空氣的工作壓力不高,一般在0.4-0.6MPa,故輸出力和力矩不高,且傳動(dòng)效率也較低,一般用于輸出力不大的傳動(dòng)裝置.采用擴(kuò)力機(jī)械或氣液增壓裝置,可提高輸出力.
⑤ 由于空氣有壓縮性,故運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性較差,較難實(shí)現(xiàn)精密控制.采用氣液聯(lián)動(dòng)方式,可提高運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性.
⑥ 由于氣信號(hào)的傳遞速度比電信號(hào)慢得多,故不宜用于遙控及復(fù)雜得控制系統(tǒng).
組成:
起源部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔助部分.
1.3.3.3減速器的選用
本機(jī)可選擇常用的阿基米德圓柱蝸桿減速器,這種減速器適用于蝸桿轉(zhuǎn)速不超過(guò)1500r/min,環(huán)境溫度為-40-+40°C的場(chǎng)合,可以正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn).在選用減速器時(shí),首先根據(jù)工作要求確定傳動(dòng)比i,再按蝸輪軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查蝸輪軸額定轉(zhuǎn)矩表,確定減速器的中心距.然后按機(jī)器布置,潤(rùn)滑等要求選擇減速器的裝配形式.必要時(shí)要進(jìn)行散熱計(jì)算.
1.4 課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.4.1 單線畫(huà)線機(jī)設(shè)計(jì)重點(diǎn)
單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)的用途是在陶瓷制品上畫(huà)出裝飾線條或圖案，以達(dá)到美化陶瓷質(zhì)樸那的目的。這種機(jī)械代替了手工畫(huà)線工作，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率以及精度，可以畫(huà)出粗細(xì)均勻的線條，克服了手工作業(yè)的缺點(diǎn)與不足，滿(mǎn)足了廣大消費(fèi)者的審美要求并提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。我國(guó)地域遼闊，該機(jī)不受地形氣候等外界因素影響和限制，并且易于維修，工作可靠，適用于相關(guān)陶瓷生產(chǎn)部門(mén)。
經(jīng)各種常用系統(tǒng)的計(jì)算比較得出，當(dāng)施釉輪與被加工陶瓷盤(pán)間實(shí)現(xiàn)純滾動(dòng)，且滾動(dòng)畫(huà)線速度在0.4m/s時(shí),畫(huà)線效果最佳，故單線畫(huà)線機(jī)的一切設(shè)計(jì)要以此為宗旨。
通過(guò)帶傳動(dòng)的裝置，電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞給了施釉輪與帶釉輪，兩輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，此時(shí)主從摩擦輪接觸，帶動(dòng)陶瓷旋轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)合理的技術(shù)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)上述的畫(huà)線速度要求，畫(huà)線機(jī)開(kāi)始畫(huà)線。在每個(gè)陶瓷畫(huà)線的開(kāi)始與結(jié)束，為了便與裝卸陶瓷，支承施釉頭組件的桿件必須能夠?qū)崿F(xiàn)擺動(dòng)，以使施釉頭組件準(zhǔn)確靠近、離開(kāi)瓷器。經(jīng)多方面的比較，我們最終選擇氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)。另外，在被加工定位的這一環(huán)節(jié)也有講究。由于陶瓷制品易碎這一特點(diǎn)，使得我們必須摒棄普通機(jī)床夾具而選擇其它的定位夾緊方法?；诒P(pán)狀陶瓷表面光潔的特點(diǎn)，我們想到了可以利用真空吸附夾緊方式定位，及手部為真空吸盤(pán)。
1.4.2單線畫(huà)線機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)
對(duì)于單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)，最重要的是能夠畫(huà)出均勻清晰的線條，以滿(mǎn)足廣大消費(fèi)者的審美要求，因此對(duì)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度要求較高。畫(huà)線機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度主要包括以下幾個(gè)方面：
①施彩頭組件擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)與機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)需協(xié)調(diào)一致，即與裝、卸料工作要配合。
②為了保證施釉輪與制品之間的接觸精度，單線機(jī)的前進(jìn)與后退要有較高的定位精度。
③機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度是否精確，關(guān)系到安放工件時(shí)的中心線能否與吸盤(pán)中心重合。
由于這些精度將直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，建議采取開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制。
1.5 單線畫(huà)線機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)。正確、合理的機(jī)械系統(tǒng)的方案，對(duì)于提高機(jī)械的性能、質(zhì)量、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益等都是至關(guān)重要的。
單線畫(huà)線機(jī)
制成品M’
瓷器M
指令S
信息顯示S’
能量E
輸出E’
圖2 單線畫(huà)線機(jī)黑箱圖
1.5.1 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的形式設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)以及執(zhí)行系統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)。
1.5.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括選擇合理的傳動(dòng)裝置的類(lèi)型、確定傳動(dòng)路線的方案以及合理分配傳動(dòng)系統(tǒng)。
1.5.3 原動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇
包括原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、轉(zhuǎn)速、以及原動(dòng)機(jī)容量的選擇。
1.5.4 操縱控制系統(tǒng)的選擇
包括機(jī)電控制系統(tǒng)、機(jī)液控制系統(tǒng)、電業(yè)控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及微機(jī)控制系統(tǒng)。
1.6 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的對(duì)比
國(guó)外很多國(guó)家重視裝飾機(jī)械的研制與開(kāi)發(fā)，特別時(shí)在畫(huà)線機(jī)、印花機(jī)方面的發(fā)展時(shí)十分迅速的，與國(guó)外產(chǎn)品比起來(lái)，該產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低且柔性化程度不高；但在國(guó)內(nèi)，由于這一方面起步較晚，發(fā)展較慢，所以該產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的水平。
1.7關(guān)于用戶(hù)的需求和企業(yè)發(fā)展計(jì)劃的介紹
對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們希望用更好的陶瓷制品，外表美觀大方，且物美價(jià)廉，這就是用戶(hù)所追求的方向。因此，企業(yè)的發(fā)展應(yīng)以此為導(dǎo)向，來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。這樣的企業(yè)才能有所創(chuàng)造，有所發(fā)展。
1.8 可能用到的知識(shí)和技能
理論知識(shí)：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)等
應(yīng)用軟件：AutoCAD、CATIA、ADAMS、Office word等。
1.9 需要自學(xué)的知識(shí)和技能
由于在本科的學(xué)習(xí)階段，我們主要學(xué)習(xí)了一些專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)而過(guò)少解除各科知識(shí)在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)注重在實(shí)際應(yīng)用方面豐富自己的頭腦。針對(duì)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我應(yīng)多多學(xué)習(xí)關(guān)于陶瓷加工機(jī)械方面的知識(shí)，爭(zhēng)取創(chuàng)造條件實(shí)際觀察陶瓷的單線畫(huà)線機(jī)的工作過(guò)程，了解其原理。另外，在三維造型方面，目前市面流行的工程軟件很多，除了CATIA，我們還可以考慮用其他的軟件。若有條件，我會(huì)考慮學(xué)習(xí)另外的軟件來(lái)進(jìn)行三維造型。
2 工作計(jì)劃
表2 進(jìn)度計(jì)劃表
2006.2-2006.3
調(diào)研、譯文、參考文獻(xiàn)
2006.4.1-2006.4.15
總體布置、草圖、開(kāi)題報(bào)告
2006.4.15-2006.5.1
總體設(shè)計(jì)、總裝圖
2006.5.1-2006.5.15
部件設(shè)計(jì)、相關(guān)計(jì)算
2006.5.15-2006.6.1
零件、部件、設(shè)計(jì)、論文
2006.6.1-2006.6.20
修改、完善、圖紙論文、答辯
參考文獻(xiàn)
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［10］現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（下） 北京出版社
［11］機(jī)械設(shè)計(jì) 譚慶昌，趙洪志 吉林科學(xué)技術(shù)出版社
［12］材料力學(xué) 聶毓琴，孟廣偉 吉林科學(xué)技術(shù)出版社
［13］機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 于駿一，張福潤(rùn) 機(jī)械工業(yè)出版社
［14］機(jī)械原理 秦榮榮，崔可維 吉林科學(xué)技術(shù)出版社
摘 要
本次設(shè)計(jì)的任務(wù)的是設(shè)計(jì)一臺(tái)陶瓷單色自動(dòng)畫(huà)線機(jī)。其主要功能是在一個(gè)陶瓷器件上畫(huà)出一條粗細(xì)均勻的線。這個(gè)工作代替了手工畫(huà)線，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
本文主要討論了設(shè)計(jì)的必要性。通過(guò)系統(tǒng)的功能分解、功能合成、方案設(shè)計(jì)等方面的分析，提出了新的設(shè)計(jì)方案，這一點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品的成敗起決定性作用。本文還包括了進(jìn)行設(shè)計(jì)所需的一些必要計(jì)算，且安排一些與設(shè)計(jì)有關(guān)的重要數(shù)據(jù)以及設(shè)計(jì)程序等。另外，本文還包括對(duì)一些典型零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)工藝性分析，闡明如何操作的說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)總結(jié)等等。
在本次設(shè)計(jì)中，我認(rèn)真完成老師安排的任務(wù)，并且根據(jù)自己設(shè)計(jì)的特點(diǎn)做了些ADAMS仿真的工作。由于時(shí)間有限且經(jīng)驗(yàn)尚淺，設(shè)計(jì)中還有很多的不足，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。
Abstract
目錄
前 言
陶瓷是無(wú)機(jī)材料之母，從家庭至宇宙對(duì)陶瓷的渴求量愈來(lái)愈大，其許多優(yōu)越、潛在特性不斷被發(fā)現(xiàn)，近20年來(lái)各國(guó)非常重視陶瓷的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，各國(guó)將先后進(jìn)入陶瓷世界。
陶瓷一般指陶器和瓷器的合稱(chēng)，“陶”為燒成之意，“瓷”是指硬而之謎的器物。陶瓷是我國(guó)歷史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我國(guó)陶瓷的出現(xiàn)可上溯到距今一萬(wàn)年左右，距今3000年前的殷周時(shí)代，有了以高嶺土為原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以鐵為著色劑的青釉器，是青瓷的前身。晉朝出現(xiàn)“瓷”字，說(shuō)明當(dāng)時(shí)人們已認(rèn)識(shí)到陶和瓷的區(qū)別。
畫(huà)線機(jī)是用滾輪等再日用陶瓷、玻璃制品的圓形或橢圓形器皿上，畫(huà)一條或多條彩色、彩帶的機(jī)械。這種機(jī)器的出現(xiàn)，大大減輕了工人手工勞動(dòng)量，提高了生產(chǎn)率，而且在一定程度上也提高了產(chǎn)品質(zhì)量?？梢哉f(shuō)，陶瓷畫(huà)線機(jī)的出現(xiàn)將陶瓷產(chǎn)業(yè)在工業(yè)化進(jìn)程上又推進(jìn)了一大步?？梢苑譃閱紊珯C(jī)畫(huà)線機(jī)和多色畫(huà)線機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要是研究設(shè)計(jì)單色畫(huà)線機(jī)，即單線畫(huà)線機(jī)。
在本次設(shè)計(jì)中，陶瓷器件是通過(guò)吸氣式吸盤(pán)固定工位的，并于主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)。這種吸氣式吸盤(pán)實(shí)屬工業(yè)機(jī)械手的范疇。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中一種比較新的技術(shù)裝備。它是一種模仿人體上肢的部分功能安裝預(yù)定要求輸出工件或者握持工件進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)裝備。這種新穎工具的出現(xiàn)和應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化起重要作用，因而有著強(qiáng)大的生命力，受到人們的廣泛重視和歡迎。工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。
第一章 總體方案
陶瓷是無(wú)機(jī)材料之母，從家庭至宇宙對(duì)陶瓷的渴求量愈來(lái)愈大，其許多優(yōu)越、潛在特性不斷被發(fā)現(xiàn)，近20年來(lái)各國(guó)非常重視陶瓷的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，各國(guó)將先后進(jìn)入陶瓷世界。
陶瓷一般指陶器和瓷器的合稱(chēng)，“陶”為燒成之意，“瓷”是指硬而之謎的器物。陶瓷是我國(guó)歷史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我國(guó)陶瓷的出現(xiàn)可上溯到距今一萬(wàn)年左右，距今3000年前的殷周時(shí)代，有了以高嶺土為原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以鐵為著色劑的青釉器，是青瓷的前身。晉朝出現(xiàn)“瓷”字，說(shuō)明當(dāng)時(shí)人們已認(rèn)識(shí)到陶和瓷的區(qū)別。
畫(huà)線機(jī)是用滾輪等再日用陶瓷、玻璃制品的圓形或橢圓形器皿上，畫(huà)一條或多條彩色、彩帶的機(jī)械。這種機(jī)器的出現(xiàn)，大大減輕了工人手工勞動(dòng)量，提高了生產(chǎn)率，而且在一定程度上也提高了產(chǎn)品質(zhì)量。可以說(shuō)，陶瓷畫(huà)線機(jī)的出現(xiàn)將陶瓷產(chǎn)業(yè)在工業(yè)化進(jìn)程上又推進(jìn)了一大步?？梢苑譃閱紊珯C(jī)畫(huà)線機(jī)和多色畫(huà)線機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要是研究設(shè)計(jì)單色畫(huà)線機(jī)，即單線畫(huà)線機(jī)。
在本次設(shè)計(jì)中，陶瓷器件是通過(guò)吸氣式吸盤(pán)固定工位的，并于主軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)。這種吸氣式吸盤(pán)實(shí)屬工業(yè)機(jī)械手的范疇。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中一種比較新的技術(shù)裝備。它是一種模仿人體上肢的部分功能安裝預(yù)定要求輸出工件或者握持工件進(jìn)行操作的自動(dòng)化技術(shù)裝備。這種新穎工具的出現(xiàn)和應(yīng)用，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化起重要作用，因而有著強(qiáng)大的生命力，受到人們的廣泛重視和歡迎。工業(yè)機(jī)械手可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化水平。
1.1產(chǎn)品的用途及使用范圍
單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)的用途是在陶瓷制品上畫(huà)出裝飾線條或圖案，以達(dá)到美化陶瓷質(zhì)樸那的目的。這種機(jī)械代替了手工畫(huà)線工作，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率以及精度，可以畫(huà)出粗細(xì)均勻的線條，克服了手工作業(yè)的缺點(diǎn)與不足，滿(mǎn)足了廣大消費(fèi)者的審美要求并提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。我國(guó)地域遼闊，該機(jī)不受地形氣候等外界因素影響和限制，并且易于維修，工作可靠，適用于相關(guān)陶瓷生產(chǎn)部門(mén)。
1.2單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)的功能設(shè)置及系統(tǒng)組成
單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)主要由主機(jī)架、工作臺(tái)、施彩器組件、真空泵、氣動(dòng)系統(tǒng)、電器部分組成.其主要功能包括：驅(qū)動(dòng)功能、畫(huà)線功能、自動(dòng)裝卸功能、輔助功能、測(cè)控功能、安全保護(hù)功能。功能分解如圖1：
圖1.1 單線畫(huà)線機(jī)功能分解圖
依據(jù)這些功能，系統(tǒng)組成為：動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。各主要系統(tǒng)概述如下：
①動(dòng)力系統(tǒng)：為操作部件提供動(dòng)力，如機(jī)械手的仰俯、旋轉(zhuǎn)、單線機(jī)的移動(dòng)畫(huà)線。本設(shè)計(jì)中動(dòng)力裝置為電動(dòng)機(jī)和氣壓系統(tǒng)。
②傳動(dòng)系統(tǒng)：是將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行構(gòu)件的中間裝置。主要有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。在本設(shè)計(jì)中，由電動(dòng)機(jī)到施釉輪之間的傳動(dòng)是通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)完成的。
③執(zhí)行機(jī)構(gòu)：能直接完成預(yù)期工作任務(wù)的機(jī)構(gòu)和部件，為完成對(duì)陶瓷制品的畫(huà)線功能所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件主要是機(jī)械手、施釉輪及帶釉輪。
④測(cè)控系統(tǒng)：是控制畫(huà)線機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定程序和要求，以一定順序和規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成畫(huà)線機(jī)，具體測(cè)控有機(jī)械手旋轉(zhuǎn)角度、升降角度、單線機(jī)的位移量、放氣時(shí)間等。
⑤輔助系統(tǒng)：為完成畫(huà)線功能，以上各功能還需要一些輔助系統(tǒng)支持，如支承、下料、送料等輔助系統(tǒng)。
1.3主要工作原理
通過(guò)帶傳動(dòng)的裝置，電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞給了施釉輪與帶釉輪，兩輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，此時(shí)主從摩擦輪接觸，帶動(dòng)陶瓷旋轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)合理的技術(shù)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)上述的畫(huà)線速度要求，施釉輪開(kāi)始在瓷器上畫(huà)線。在每個(gè)陶瓷畫(huà)線的開(kāi)始與結(jié)束，為了便于裝卸陶瓷，支承施釉頭組件的桿件必須能夠?qū)崿F(xiàn)擺動(dòng)，以使施釉頭組件準(zhǔn)確靠近、離開(kāi)瓷器。經(jīng)多方面的比較，我們最終選擇氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)。另外，在被加工定位的這一環(huán)節(jié)也有講究。由于陶瓷制品易碎這一特點(diǎn)，使得我們必須摒棄普通機(jī)床夾具而選擇其它的定位夾緊方法?；诒P(pán)狀陶瓷表面光潔的特點(diǎn)，我們想到了可以利用真空吸附夾緊方式定位，及手部為真空吸盤(pán)
經(jīng)各種常用系統(tǒng)的計(jì)算比較得出，當(dāng)施釉輪與被加工陶瓷盤(pán)間實(shí)現(xiàn)純滾動(dòng)，且滾動(dòng)畫(huà)線速度在0.4m/s時(shí),畫(huà)線效果最佳，故單線畫(huà)線機(jī)的一切設(shè)計(jì)要以此為宗旨。
1.4總體布局
為了保證準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)單線畫(huà)線機(jī)的畫(huà)線功能，在總體布局方面我們要注意以下幾點(diǎn)：
①. 機(jī)構(gòu)的布局應(yīng)合理，相互之間保證不干涉、不阻擋。
②. 總體布局應(yīng)使工人操作方便、節(jié)省空間。
③. 吸盤(pán)吸、放氣時(shí)要考慮工人操作時(shí)間地合理性。
④. 機(jī)器的電動(dòng)，氣動(dòng)部分都需外殼罩住，已加工與未加工的工件放置要整齊，物料配送線路要清晰、合理。
⑤. 本機(jī)分四部分安裝，各部分安裝好后再連接在一起構(gòu)成一個(gè)整體，這樣能夠提高效率，保證質(zhì)量且運(yùn)輸時(shí)也方便。
1.5關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)
對(duì)于單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)，最重要的是能夠畫(huà)出均勻清晰的線條，以滿(mǎn)足廣大消費(fèi)者的審美要求，因此對(duì)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度要求較高。畫(huà)線機(jī)的運(yùn)動(dòng) 精度和定位精度主要包括以下幾個(gè)方面：
①. 施彩頭組件擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)與機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)需協(xié)調(diào)一致，即與裝、卸料工作要配合。
②. 為了保證施釉輪與制品之間的接觸精度，單線機(jī)的前進(jìn)與后退要有較高的定位精度
③. 機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度是否精確，關(guān)系到安放工件時(shí)的中心線能否與吸盤(pán)中心重合。
由于這些精度將直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，建議采取開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制。
1.6設(shè)計(jì)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化要求
考慮到標(biāo)準(zhǔn)化和互換性，建議滿(mǎn)足以下要求：
①. 電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、各連接件、緊固件等使用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件
②. 真空吸盤(pán)機(jī)械手的設(shè)計(jì)在具體尺寸及運(yùn)動(dòng)形式上應(yīng)該貫徹國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 12643-90 工業(yè)機(jī)器人術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)
GB/T 12644-90 工業(yè)機(jī)器人特性表示
GB/T 12645-90 工業(yè)機(jī)器人性能測(cè)試方法
GB/T 12649-90 工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范
1.7國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的對(duì)比
國(guó)外很多國(guó)家重視裝飾機(jī)械的研制與開(kāi)發(fā)，特別時(shí)在畫(huà)線機(jī)、印花機(jī)方面的發(fā)展時(shí)十分迅速的，與國(guó)外產(chǎn)品比起來(lái)，該產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低且柔性化程度不高；但在國(guó)內(nèi)，由于這一方面起步較晚，發(fā)展較慢，所以該產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的水平。
1.8與外部協(xié)調(diào)所需的約束條件
①. 能源動(dòng)力條件：采用電動(dòng)與其壓傳動(dòng)。
②. 安裝：本機(jī)分三個(gè)部分安裝，分別為主機(jī)部分、電機(jī)部分、真空吸盤(pán)機(jī)械手部分，再連接到一起構(gòu)成整體，這樣可以方便運(yùn)輸及安裝，且效率高。
③. 色彩條件：由于陶瓷制品是人們使用或珍藏的，建議使用較淡的顏色。
第二章 單線畫(huà)線機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)。正確、合理的機(jī)械系統(tǒng)的方案，對(duì)于提高機(jī)械的性能、質(zhì)量、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益等都是至關(guān)重要的。
單線畫(huà)線機(jī)
制成品M’
陶瓷器件M
指令S
信息顯示S’
能量E
輸出E’
圖2 單線畫(huà)線機(jī)黑箱圖
2.1執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的形式設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)以及執(zhí)行系統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)。
2.1.1 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的形式設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)以及執(zhí)行系統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)。
2.1.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括選擇合理的傳動(dòng)裝置的類(lèi)型、確定傳動(dòng)路線的方案以及合理分配傳動(dòng)系統(tǒng)。
2.1.3 原動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇
包括原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、轉(zhuǎn)速、以及原動(dòng)機(jī)容量的選擇。
2.1.4 操縱控制系統(tǒng)的選擇
包括機(jī)電控制系統(tǒng)、機(jī)液控制系統(tǒng)、電業(yè)控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及微機(jī)控制系統(tǒng)。
2.2由設(shè)定功能選擇恰當(dāng)?shù)牧悴考?
單線畫(huà)線機(jī)主要有施彩器傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器系統(tǒng)四部分。其中零件要首先選擇標(biāo)準(zhǔn)件,若標(biāo)準(zhǔn)件中沒(méi)有合適的零件可自行進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本機(jī)的設(shè)計(jì)中,我們需要設(shè)計(jì)選擇電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、減速器、阻尼裝置等。
表1 形態(tài)學(xué)矩陣
分功能
解 法
1
2
3
4
5
6
A動(dòng)力源
B位移傳動(dòng)
C位移
D取物傳動(dòng)
E取物
電動(dòng)機(jī)
齒輪傳動(dòng)
軌道及車(chē)輪
拉桿
挖斗
汽油機(jī)
蝸輪蝸桿
傳動(dòng)
輪胎
繩傳動(dòng)
抓斗
柴油機(jī)
帶傳動(dòng)
履帶
汽缸傳動(dòng)
鉗式斗
蒸氣透平
鏈傳動(dòng)
氣墊
液壓缸傳動(dòng)
機(jī)械手
液動(dòng)機(jī)
液力耦合器
氣動(dòng)馬達(dá)
2.2.1 氣動(dòng)系統(tǒng)的選擇
2.2.1.1特點(diǎn):
① 元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、易于制造,且不污染環(huán)境.可集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送,便于管理.
② 易于實(shí)現(xiàn)快速的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),擺動(dòng)的高速轉(zhuǎn)動(dòng).輸出力和運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)很方便,且能實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù).
③ 工作環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng).
④ 由于壓縮空氣的工作壓力不高,一般在0.4-0.6MPa,故輸出力和力矩不高,且傳動(dòng)效率也較低,一般用于輸出力不大的傳動(dòng)裝置.采用擴(kuò)力機(jī)械或氣液增壓裝置,可提高輸出力.
⑤ 由于空氣有壓縮性,故運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性較差,較難實(shí)現(xiàn)精密控制.采用氣液聯(lián)動(dòng)方式,可提高運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性.
⑥ 由于氣信號(hào)的傳遞速度比電信號(hào)慢得多,故不宜用于遙控及復(fù)雜得控制系統(tǒng).
2.2.1.2組成
起源部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔助部分.
2.2.2減速器的選擇
本機(jī)可選擇常用的阿基米德圓柱蝸桿減速器,這種減速器適用于蝸桿轉(zhuǎn)速不超過(guò)1500r/min,環(huán)境溫度為-40-+40°C的場(chǎng)合,可以正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn).在選用減速器時(shí),首先根據(jù)工作要求確定傳動(dòng)比i,再按蝸輪軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查蝸輪軸額定轉(zhuǎn)矩表,確定減速器的中心距.然后按機(jī)器布置,潤(rùn)滑等要求選擇減速器的裝配形式.必要時(shí)要進(jìn)行散熱計(jì)算.
2.2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)施機(jī)械系統(tǒng)中最常用的動(dòng)力機(jī),與其他動(dòng)力機(jī)相比,它具有較高的驅(qū)動(dòng)效率,且其種類(lèi)和型號(hào)較多,與工作機(jī)械連接方便,具有良好的調(diào)速、啟動(dòng)、制動(dòng)和反向控制性能.易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)控制,工作時(shí)無(wú)環(huán)境污染,可滿(mǎn)足大多數(shù)機(jī)械的工作要求.
畫(huà)線機(jī)是用滾輪等再日用陶瓷、玻璃制品的圓形或橢圓形器皿上，畫(huà)一條或多條彩色、彩帶的機(jī)械?？梢苑譃閱紊珯C(jī)畫(huà)線機(jī)和多色畫(huà)線機(jī)。本次設(shè)計(jì)主要是研究設(shè)計(jì)單色畫(huà)線機(jī)，即單線畫(huà)線機(jī)。
陶瓷是無(wú)機(jī)材料之母，從家庭至宇宙對(duì)陶瓷的渴求量愈來(lái)愈大，其許多優(yōu)越、潛在特性不斷被發(fā)現(xiàn)，近20年來(lái)各國(guó)非常重視陶瓷的研究、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，各國(guó)將先后進(jìn)入陶瓷世界。
陶瓷一般指陶器和瓷器的合稱(chēng)，“陶”為燒成之意，“瓷”是指硬而之謎的器物。陶瓷是我國(guó)歷史悠久的古老文化之一，也是文明的象征。我國(guó)陶瓷的出現(xiàn)可上溯到距今一萬(wàn)年左右，距今3000年前的殷周時(shí)代，有了以高嶺土為原料的白陶，已懂得用釉的方法。原始瓷器是以鐵為著色劑的青釉器，是青瓷的前身。晉朝出現(xiàn)“瓷”字，說(shuō)明當(dāng)時(shí)人們已認(rèn)識(shí)到陶和瓷的區(qū)別。
陶瓷是一種與我們?nèi)粘Ｉ钜约霸诟鞣N工程項(xiàng)目能夠經(jīng)常接觸到的材料。隨著技術(shù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在某些科學(xué)領(lǐng)域陶瓷已形成其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。例如，工程陶瓷，由工程陶瓷的制成的零件具有耐磨、耐熱、耐摩擦、熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今世界高技術(shù)含量的產(chǎn)品。在國(guó)外已越來(lái)越多地應(yīng)用工程陶瓷取代金屬零件，使產(chǎn)品地壽命、穩(wěn)定性等大大提高。在如，低溫?zé)Y(jié)陶瓷（LTCC）大家一定還都記得在手機(jī)行業(yè)剛剛起步時(shí)的代表作——大哥大，它又笨又重，攜帶不方便，而現(xiàn)在的手機(jī)就越來(lái)越袖珍了，這里的關(guān)鍵就是LTCC技術(shù)的發(fā)展。;LTCC技術(shù)是把很多東西整合在一起，其全稱(chēng)為“低溫共燒陶瓷”技術(shù)，，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是一種整合、小型化地技術(shù)將各種被動(dòng)組件整合在一起，縮小到陶瓷式電路板上，如果沒(méi)有它，手機(jī)是無(wú)法達(dá)到輕薄短小地效果地?？傊?，陶瓷已經(jīng)成為與我們密不可分地伙伴了。
我國(guó)陶瓷生產(chǎn)歷史悠久，日用陶瓷一直暢銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外。在我們的生活中，能夠給人們留下直觀印象的是日用陶瓷。這里不乏一些工藝美術(shù)品。因此，對(duì)于陶瓷制品，我們不僅要求其本身質(zhì)量要好、使用方便，同時(shí)還要對(duì)其表面進(jìn)行一定程度的美化處理，繪制出各種線條精美的圖案，增加美感及藝術(shù)感。然而，傳統(tǒng)的陶瓷畫(huà)線主要是由手工完成的，畫(huà)出的線條寬窄不一，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，與其是在畫(huà)寬度3mm以上的線條時(shí)，用手工的方法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此生產(chǎn)陶瓷的廠家不得不將線條印成畫(huà)紙，將畫(huà)紙貼在陶瓷制品上進(jìn)行彩烤，而這又大大提高了成本。陶瓷生產(chǎn)廠家一直都無(wú)法解決這一問(wèn)題。隨著機(jī)械化、自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，研制新型高效的畫(huà)線機(jī)以代替手工作業(yè)已成為迫切需要。目前，世界各國(guó)對(duì)裝飾機(jī)械的研制十分迅速，不斷推陳出新。其中以畫(huà)線機(jī)和印花機(jī)發(fā)展最為迅速。我國(guó)在這方面發(fā)展比較晚，目前用于生產(chǎn)陶瓷機(jī)械數(shù)量較小，品種較單一，因此有必要投入人力物力財(cái)力設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，引進(jìn)設(shè)備，消化技術(shù)。
1.3 工作內(nèi)容和要求
1.3.1 畫(huà)線機(jī)總體參數(shù)的確定
主要技術(shù)指標(biāo)及重要技術(shù)參數(shù)
①主要技術(shù)指標(biāo)
畫(huà)線色種: 單色
公稱(chēng)生產(chǎn)能力：6-12件/分
彩色寬度： 0.25-6mm
制品最大直徑：406mm
制品最大高度：230mm
總功率消耗： 3.5kw
整機(jī)重要： 約100kg
外型尺寸： 約1.4m×0.8m×1.6m
②重要技術(shù)參數(shù)
電動(dòng)機(jī)的變速范圍：1000-3000rpm
最短畫(huà)線時(shí)間： ＝1.22s
最長(zhǎng)畫(huà)線時(shí)間： ＝4.14s
畫(huà)線輔助時(shí)間： t＝3s
1.3.2 單線畫(huà)線機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)主要由主機(jī)架、工作臺(tái)、施彩器組件、真空泵、氣動(dòng)系統(tǒng)、電器部分組成.其主要功能包括：驅(qū)動(dòng)功能、畫(huà)線功能、自動(dòng)裝卸功能、輔助功能、測(cè)控功能、安全保護(hù)功能。功能分解如下圖：
單
線
畫(huà)
線
機(jī)
驅(qū)動(dòng)
施彩頭電機(jī)驅(qū)動(dòng)
吸盤(pán)主電機(jī)驅(qū)動(dòng)
單線畫(huà)線機(jī)
前伸
后仰
吸 盤(pán)
吸氣
放氣
輔 助
支撐
導(dǎo)向
測(cè)控—單線畫(huà)線機(jī)畫(huà)線
安全保護(hù)
漏電保護(hù)
過(guò)載保護(hù)
圖1 單線畫(huà)線機(jī)的功能結(jié)構(gòu)圖
依據(jù)這些功能，系統(tǒng)組成為：動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。各主要系統(tǒng)概述如下：
動(dòng)力系統(tǒng)：為操作部件提供動(dòng)力，如機(jī)械手的仰俯、旋轉(zhuǎn)、單線機(jī)的移動(dòng)畫(huà)線。本設(shè)計(jì)中動(dòng)力裝置為電動(dòng)機(jī)和氣壓系統(tǒng)。
傳動(dòng)系統(tǒng)：是將動(dòng)力機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)或執(zhí)行構(gòu)件的中間裝置。主要有帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。在本設(shè)計(jì)中，由電動(dòng)機(jī)到施釉輪之間的傳動(dòng)是通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)完成的。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)：能直接完成預(yù)期工作任務(wù)的機(jī)構(gòu)和部件，為完成對(duì)陶瓷制品的畫(huà)線功能所需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件主要是機(jī)械手、施釉輪及帶釉輪。
測(cè)控系統(tǒng)：是控制畫(huà)線機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定程序和要求，以一定順序和規(guī)律運(yùn)動(dòng)完成畫(huà)線機(jī)，具體測(cè)控有機(jī)械手旋轉(zhuǎn)角度、升降角度、單線機(jī)的位移量、放氣時(shí)間等。
輔助系統(tǒng)：為完成畫(huà)線功能，以上各功能還需要一些輔助系統(tǒng)支持，如支承、下料、送料等輔助系統(tǒng)。
為了保證準(zhǔn)確可靠地實(shí)現(xiàn)畫(huà)線機(jī)地畫(huà)線功能，實(shí)現(xiàn)畫(huà)線自動(dòng)化，需滿(mǎn)足以下條件：
① 機(jī)構(gòu)地布局應(yīng)合理，相互之間保證不干涉，不阻擋。
② 總體布局應(yīng)使工人操作安全方便，節(jié)省空間。
③ 吸盤(pán)吸、放氣時(shí)要考慮工人操作時(shí)間地合理性。
④ 機(jī)器的電動(dòng)、氣動(dòng)部分都需外殼罩住，已加工與未加工的工件放置要整齊，物料陪送線路要清晰、合理。
⑤ 本機(jī)分四部分安裝，各部分安裝好后再連接在一起構(gòu)成一個(gè)整體，這樣能夠提高效率，保證質(zhì)量且運(yùn)輸時(shí)也方便。
1.3.3 相關(guān)部件、零件設(shè)計(jì)
單線畫(huà)線機(jī)主要有施彩器傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器系統(tǒng)四部分.其中零件要首先選擇標(biāo)準(zhǔn)件,若標(biāo)準(zhǔn)件中沒(méi)有合適的零件可自行進(jìn)行設(shè)計(jì).在本機(jī)的設(shè)計(jì)中,我們需要設(shè)計(jì)選擇電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、減速器、阻尼裝置等.
表1 形態(tài)學(xué)矩陣
分功能
解 法
1
2
3
4
5
6
A動(dòng)力源
B位移傳動(dòng)
C位移
D取物傳動(dòng)
E取物
電動(dòng)機(jī)
齒輪傳動(dòng)
軌道及車(chē)
輪
拉桿
挖斗
汽油機(jī)
蝸輪蝸桿
傳動(dòng)
輪胎
繩傳動(dòng)
抓斗
柴油機(jī)
帶傳動(dòng)
履帶
汽缸傳動(dòng)
鉗式斗
蒸氣透平
鏈傳動(dòng)
氣墊
液壓缸傳
動(dòng)
機(jī)械手
液動(dòng)機(jī)
液力耦合器
氣動(dòng)馬達(dá)
1.3.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)施機(jī)械系統(tǒng)中最常用的動(dòng)力機(jī),與其他動(dòng)力機(jī)相比,它具有較高的驅(qū)動(dòng)效率,且其種類(lèi)和型號(hào)較多,與工作機(jī)械連接方便,具有良好的調(diào)速、啟動(dòng)、制動(dòng)和反向控制性能.易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、自動(dòng)控制,工作時(shí)無(wú)環(huán)境污染,可滿(mǎn)足大多數(shù)機(jī)械的工作要求.
1.3.3.2 氣動(dòng)系統(tǒng)的選擇
特點(diǎn):
① 元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、易于制造,且不污染環(huán)境.可集中供氣和遠(yuǎn)距離輸送,便于管理.
② 易于實(shí)現(xiàn)快速的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),擺動(dòng)的高速轉(zhuǎn)動(dòng).輸出力和運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)很方便,且能實(shí)現(xiàn)過(guò)載自動(dòng)保護(hù).
③ 工作環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng).
④ 由于壓縮空氣的工作壓力不高,一般在0.4-0.6MPa,故輸出力和力矩不高,且傳動(dòng)效率也較低,一般用于輸出力不大的傳動(dòng)裝置.采用擴(kuò)力機(jī)械或氣液增壓裝置,可提高輸出力.
⑤ 由于空氣有壓縮性,故運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性較差,較難實(shí)現(xiàn)精密控制.采用氣液聯(lián)動(dòng)方式,可提高運(yùn)動(dòng)速度的穩(wěn)定性.
⑥ 由于氣信號(hào)的傳遞速度比電信號(hào)慢得多,故不宜用于遙控及復(fù)雜得控制系統(tǒng).
組成:
起源部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔助部分.
1.3.3.3減速器的選擇
本機(jī)可選擇常用的阿基米德圓柱蝸桿減速器,這種減速器適用于蝸桿轉(zhuǎn)速不超過(guò)1500r/min,環(huán)境溫度為-40-+40°C的場(chǎng)合,可以正反兩向運(yùn)轉(zhuǎn).在選用減速器時(shí),首先根據(jù)工作要求確定傳動(dòng)比i,再按蝸輪軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩查蝸輪軸額定轉(zhuǎn)矩表,確定減速器的中心距.然后按機(jī)器布置,潤(rùn)滑等要求選擇減速器的裝配形式.必要時(shí)要進(jìn)行散熱計(jì)算.
1.4 課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)
1.4.1 單線畫(huà)線機(jī)設(shè)計(jì)重點(diǎn)
單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)的用途是在陶瓷制品上畫(huà)出裝飾線條或圖案，以達(dá)到美化陶瓷質(zhì)樸那的目的。這種機(jī)械代替了手工畫(huà)線工作，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率以及精度，可以畫(huà)出粗細(xì)均勻的線條，克服了手工作業(yè)的缺點(diǎn)與不足，滿(mǎn)足了廣大消費(fèi)者的審美要求并提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。我國(guó)地域遼闊，該機(jī)不受地形氣候等外界因素影響和限制，并且易于維修，工作可靠，適用于相關(guān)陶瓷生產(chǎn)部門(mén)。
經(jīng)各種常用系統(tǒng)的計(jì)算比較得出，當(dāng)施釉輪與被加工陶瓷盤(pán)間實(shí)現(xiàn)純滾動(dòng)，且滾動(dòng)畫(huà)線速度在0.4m/s時(shí),畫(huà)線效果最佳，故單線畫(huà)線機(jī)的一切設(shè)計(jì)要以此為宗旨。
通過(guò)帶傳動(dòng)的裝置，電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞給了施釉輪與帶釉輪，兩輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，此時(shí)主從摩擦輪接觸，帶動(dòng)陶瓷旋轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)合理的技術(shù)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)上述的畫(huà)線速度要求，畫(huà)線機(jī)開(kāi)始畫(huà)線。在每個(gè)陶瓷畫(huà)線的開(kāi)始與結(jié)束，為了便與裝卸陶瓷，支承施釉頭組件的桿件必須能夠?qū)崿F(xiàn)擺動(dòng)，以使施釉頭組件準(zhǔn)確靠近、離開(kāi)瓷器。經(jīng)多方面的比較，我們最終選擇氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)。另外，在被加工定位的這一環(huán)節(jié)也有講究。由于陶瓷制品易碎這一特點(diǎn)，使得我們必須摒棄普通機(jī)床夾具而選擇其它的定位夾緊方法?；诒P(pán)狀陶瓷表面光潔的特點(diǎn)，我們想到了可以利用真空吸附夾緊方式定位，及手部為真空吸盤(pán)。
1.4.2單線畫(huà)線機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)
對(duì)于單線自動(dòng)畫(huà)線機(jī)，最重要的是能夠畫(huà)出均勻清晰的線條，以滿(mǎn)足廣大消費(fèi)者的審美要求，因此對(duì)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度要求較高。畫(huà)線機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度主要包括以下幾個(gè)方面：
①施彩頭組件擺動(dòng)的運(yùn)動(dòng)與機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)需協(xié)調(diào)一致，即與裝、卸料工作要配合。
②為了保證施釉輪與制品之間的接觸精度，單線機(jī)的前進(jìn)與后退要有較高的定位精度。
③機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)角度是否精確，關(guān)系到安放工件時(shí)的中心線能否與吸盤(pán)中心重合。
由于這些精度將直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量，建議采取開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制。
1.5 單線畫(huà)線機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，是機(jī)械設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)。正確、合理的機(jī)械系統(tǒng)的方案，對(duì)于提高機(jī)械的性能、質(zhì)量、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益等都是至關(guān)重要的。
單線畫(huà)線機(jī)
制成品M’
陶瓷器件M
指令S
信息顯示S’
能量E
輸出E’
圖2 單線畫(huà)線機(jī)黑箱圖
1.5.1 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的形式設(shè)計(jì)，執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)以及執(zhí)行系統(tǒng)的方案評(píng)價(jià)。
1.5.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
包括選擇合理的傳動(dòng)裝置的類(lèi)型、確定傳動(dòng)路線的方案以及合理分配傳動(dòng)系統(tǒng)。
1.5.3 原動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇
包括原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、轉(zhuǎn)速、以及原動(dòng)機(jī)容量的選擇。
1.5.4 操縱控制系統(tǒng)的選擇
包括機(jī)電控制系統(tǒng)、機(jī)液控制系統(tǒng)、電業(yè)控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及微機(jī)控制系統(tǒng)。
1.6 國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的對(duì)比
國(guó)外很多國(guó)家重視裝飾機(jī)械的研制與開(kāi)發(fā)，特別時(shí)在畫(huà)線機(jī)、印花機(jī)方面的發(fā)展時(shí)十分迅速的，與國(guó)外產(chǎn)品比起來(lái)，該產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低且柔性化程度不高；但在國(guó)內(nèi)，由于這一方面起步較晚，發(fā)展較慢，所以該產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的水平。
1.7關(guān)于用戶(hù)的需求和企業(yè)發(fā)展計(jì)劃的介紹
對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，他們希望用更好的陶瓷制品，外表美觀大方，且物美價(jià)廉，這就是用戶(hù)所追求的方向。因此，企業(yè)的發(fā)展應(yīng)以此為導(dǎo)向，來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。這樣的企業(yè)才能有所創(chuàng)造，有所發(fā)展。
1.8 可能用到的知識(shí)和技能
理論知識(shí)：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)等
應(yīng)用軟件：AutoCAD、CATIA、ADAMS、Office word等。
1.9 需要自學(xué)的知識(shí)和技能
由于在本科的學(xué)習(xí)階段，我們主要學(xué)習(xí)了一些專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)而過(guò)少解除各科知識(shí)在實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們應(yīng)注重在實(shí)際應(yīng)用方面豐富自己的頭腦。針對(duì)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我應(yīng)多多學(xué)習(xí)關(guān)于陶瓷加工機(jī)械方面的知識(shí)，爭(zhēng)取創(chuàng)造條件實(shí)際觀察陶瓷的單線畫(huà)線機(jī)的工作過(guò)程，了解其原理。另外，在三維造型方面，目前市面流行的工程軟件很多，除了CATIA，我們還可以考慮用其他的軟件。若有條件，我會(huì)考慮學(xué)習(xí)另外的軟件來(lái)進(jìn)行三維造型。
2 工作計(jì)劃
表2 進(jìn)度計(jì)劃表
2006.2-2006.3
調(diào)研、譯文、參考文獻(xiàn)
2006.4.1-2006.4.15
總體布置、草圖、開(kāi)題報(bào)告
2006.4.15-2006.5.1
總體設(shè)計(jì)、總裝圖
2006.5.1-2006.5.15
部件設(shè)計(jì)、相關(guān)計(jì)算
2006.5.15-2006.6.1
零件、部件、設(shè)計(jì)、論文
2006.6.1-2006.6.20
修改、完善、圖紙論文、答辯
摘要
本次設(shè)計(jì)的是單色自動(dòng)畫(huà)線機(jī)，其主要功能是在一個(gè)瓷器上畫(huà)出一條粗細(xì)均勻的線。
本文主要討論了設(shè)計(jì)的必要性，通過(guò)系統(tǒng)功能分解、功能合成、方案設(shè)計(jì)提出新方案。這一點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品的成敗起決定性作用。計(jì)算和安排一些與設(shè)計(jì)有關(guān)的重要數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)、分析典型零部件的結(jié)構(gòu)工藝性、闡明如何操作的說(shuō)明書(shū)、設(shè)計(jì)總結(jié)等等。
1、 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明
1.1該機(jī)主要有施彩輪傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、電器系統(tǒng)四部分組成
1.2施彩輪傳動(dòng)系統(tǒng)中施彩輪轉(zhuǎn)速得確定施根據(jù)以下試驗(yàn)確定的：
速度(m/s)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
畫(huà)線效果
滴釉
苦釉
粗細(xì)不均
符合要求
缺釉
毛刺
由表可知，畫(huà)線輪的最佳轉(zhuǎn)速為0.4m/s。
1.2.1施彩輪電機(jī)功率及吸盤(pán)電機(jī)功率的確定
施彩輪與被畫(huà)陶瓷器件的摩擦力矩為：
將P＝40，＝5，R＝0.03，f＝0.9代入上式（此數(shù)據(jù)為試驗(yàn)所得），
M＝1.215（公斤米）
由
式中為電機(jī)所用總功率
n為電機(jī)減速輸出轉(zhuǎn)速
h為傳動(dòng)效率
由以上可得主機(jī)電機(jī)功率為0.17KW。
1.3氣缸的選擇：
由于瓷器在燒成過(guò)程中不可避免產(chǎn)成變形現(xiàn)象，因而畫(huà)線輪要用適當(dāng)壓力對(duì)瓷器實(shí)行壓緊。這一壓力在每平方厘米一公斤為好，總壓力為40公斤，畫(huà)出線條符合質(zhì)量要求。而行程長(zhǎng)度為20mm為最佳，因而我們?nèi)?zhǔn)力為40mm，行程為20mm的氣缸作為縱向氣缸。為了適應(yīng)于陶瓷制品周邊的變形或者不規(guī)則形狀的畫(huà)線施彩輪靠輪必須始終給瓷器周邊以壓應(yīng)力，因而試驗(yàn)證明，橫向氣缸壓力應(yīng)與縱向汽缸相等。為適應(yīng)于魚(yú)盤(pán)等不規(guī)則瓷器的畫(huà)線工作，氣缸行程選擇80mm為宜。
1.4該機(jī)真空度及抽氣速率的決定
以日用陶瓷中的16寸盤(pán)（本機(jī)所畫(huà)最大口徑的畫(huà)線盤(pán)）為例：
1.5帶動(dòng)摩擦輪的電動(dòng)機(jī)的選擇
畫(huà)線輪與瓷器之間應(yīng)保證0.4m/s速度的純滾動(dòng)，擬定主、從摩擦輪的轉(zhuǎn)速為：
由電動(dòng)機(jī)到摩擦輪之間設(shè)置一級(jí)蝸桿減速器，其傳動(dòng)比為62，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：
（18.8——63.7）×62=1160——4000rpm,據(jù)此選擇直流電動(dòng)機(jī)如如下：
型號(hào)： G4524
額定功率： 60KW
額定轉(zhuǎn)速： 4000rpm
額定電流： 2.5A
額定轉(zhuǎn)矩： 1.7KNm
1.6主傳動(dòng)路線：
住傳動(dòng)路線即由主電動(dòng)機(jī)傳到主動(dòng)摩擦輪的路線。由于帶傳動(dòng)具有緩沖減震的作用，所以由主電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一級(jí)皮帶傳動(dòng)。因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一般較高，在帶傳動(dòng)以后選擇了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)蝸桿減速器，其輸出通過(guò)一個(gè)彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器傳到主動(dòng)摩擦輪上，再經(jīng)從動(dòng)摩擦輪帶動(dòng)吸盤(pán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)畫(huà)線工作。
1.7實(shí)現(xiàn)瓷器自轉(zhuǎn)的傳動(dòng)路線：
摩擦輪電動(dòng)機(jī)直接連接在一個(gè)蝸輪蝸桿減速器上。其輸入軸豎直，輸出軸水平放置且直接連接到主動(dòng)摩擦輪，當(dāng)從動(dòng)摩擦輪與主動(dòng)摩擦輪接觸時(shí)，動(dòng)力便傳到從動(dòng)摩擦輪繼而帶動(dòng)吸盤(pán)旋轉(zhuǎn)。
1.8主動(dòng)蝸輪蝸桿減速器的選擇：
根據(jù)功率、傳動(dòng)比及安裝要求，選擇主減速器為WS150蝸桿減速器。傳動(dòng)比約為40，單向工作，JC=15%。
1.9為實(shí)現(xiàn)畫(huà)線的全自動(dòng)控制，對(duì)電器的基本說(shuō)明
首先為了實(shí)現(xiàn)陶瓷品種的變化，為使陶瓷的畫(huà)線速度保持0.4m/s吸盤(pán)主電機(jī)應(yīng)采用直流電機(jī)，采用控制電樞可調(diào)整流裝置，其基本控制如下：
2畫(huà)線機(jī)畫(huà)線質(zhì)量總結(jié)
以下因素對(duì)畫(huà)線質(zhì)量有明顯影響：
2.1畫(huà)線輪中心與此其重心在同一平面是取得最佳畫(huà)線效果的主要因素之一，如圖1.1，如果畫(huà)線輪偏上或偏下（相對(duì)瓷器中心比較）都會(huì)給瓷器帶上毛刺的線，影響產(chǎn)品質(zhì)量。如圖1.2、圖1.3。
2.2畫(huà)線輪偏擺對(duì)畫(huà)線的影響
畫(huà)線輪由于安裝加工等引起的偏擺將使畫(huà)出線條成曲線狀，
如圖1.4
2.3顏料的混合和黏度對(duì)畫(huà)線的影響
畫(huà)線用顏料的黏度將給所畫(huà)線條帶來(lái)影響，如果黏度過(guò)大則所畫(huà)線條較標(biāo)準(zhǔn)寬度寬，如果黏庫(kù)過(guò)小則出現(xiàn)滴油現(xiàn)象，試驗(yàn)表明最好是兩份介質(zhì)和一份燃料構(gòu)成。
3目前存在的問(wèn)題
①畫(huà)線機(jī)體積大；
②各調(diào)整螺栓不夠方便；
③整機(jī)藝術(shù)造型不夠理想。
導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
1概述
1.1導(dǎo)軌的作用
導(dǎo)軌主要用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)并支承受運(yùn)動(dòng)部件的重量和工作載荷。兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件構(gòu)成一對(duì)導(dǎo)軌副，其中不動(dòng)的配合面成為固定導(dǎo)軌或靜導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)的配合面稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌過(guò)動(dòng)導(dǎo)軌。在運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌和固定之間；一般只允許有一個(gè)自由度。
1.2導(dǎo)軌應(yīng)滿(mǎn)足的要求
1.2.1導(dǎo)向精度
①幾何精度
②接觸精度
1.2.2精度保持性
1.2.3移動(dòng)靈敏度
1.2.4低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性
1.2.5抗振性和穩(wěn)定性
1.2.6剛度
1.2.7結(jié)構(gòu)工藝性
1.2.8對(duì)溫度變化的適應(yīng)能力
常用滑動(dòng)導(dǎo)軌的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用
類(lèi)型
工作原理和摩擦性
導(dǎo)向精度
靈敏度和定位精度
低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性
精度保持性
抗振形和穩(wěn)定性
應(yīng)用
特點(diǎn)
滑動(dòng)導(dǎo)軌
普通滑動(dòng)導(dǎo)軌
整體式
導(dǎo)軌副工作面是混合摩擦狀態(tài)，靜動(dòng)摩擦系數(shù)相差較大，低速時(shí)摩擦系數(shù)隨速度增加而減小
采用精銑、磨削或刮削可達(dá)到較高的幾何精度
較差、不采用減磨措施時(shí)，定位精度為0～0.02mm
低速時(shí)（1～60mm/min）
易產(chǎn)生爬行
導(dǎo)軌表面淬火可將耐磨性提高1～2倍
好
廣泛應(yīng)用于普通精度的機(jī)械
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維護(hù)簡(jiǎn)便，成本低
鑲裝式
采用鑲銅、有色金屬或塑料板，改變導(dǎo)軌機(jī)體的摩擦特性，增加耐磨性
一般比整體式的好
一般
比整體式好
貼
︵
涂
︶
塑式
由工程塑料做成動(dòng)高貴表面，與金屬制靜導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)較小，只隨著速度增加而略有增大，但承載能力較差
用聚四氟乙烯軟帶時(shí)，定位精度可達(dá)0.002mm
無(wú)爬行
好
廣泛用于粳米和重型機(jī)械，也常用于舊機(jī)器導(dǎo)軌的大修
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修簡(jiǎn)便，制造成本較低，靜導(dǎo)軌常用鑲鋼式
靜壓導(dǎo)軌
液體
壓力油通過(guò)節(jié)流器進(jìn)入導(dǎo)軌承載面，在任何速度下均為液體摩擦狀態(tài)；油膜承載能力大
油膜有均化誤差的作用，精度可達(dá)
0.001～0.006mm
/1000mm
微量位移定位精度為0.002mm摩擦系數(shù)很小，約為混合摩擦得1%
低速運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)爬行，定位精確，速度均勻
導(dǎo)軌無(wú)磨損，精度保持性好
油膜有吸振能力
用于重型、大型和精密機(jī)械如數(shù)控機(jī)床
制造復(fù)雜，調(diào)整較難，需要一套較復(fù)雜的供油系統(tǒng)
氣體
用壓縮空氣經(jīng)節(jié)流器進(jìn)入導(dǎo)軌面內(nèi)腔，形成厚約0.02～0.025mm厚的氣墊，比液體靜壓導(dǎo)軌摩擦系數(shù)下，承載能力低
空氣介質(zhì)有很好的冷卻作用，減小導(dǎo)軌熱變形，導(dǎo)向精度可達(dá)0.00025mm
/300mm
很高，定位精度可達(dá)0.125mm重復(fù)精度0.025
很好，低速無(wú)爬行
導(dǎo)軌副無(wú)金屬接觸，還可以用空氣起凈化作用
可以采用花崗巖作機(jī)座，隔振性很好，由于氣隙很小，在很小振幅下已產(chǎn)生接觸，阻尼性強(qiáng)
多用于數(shù)控機(jī)床三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等
需要一套供氣系統(tǒng)，承載能力低，空氣不需回收，不污染環(huán)境，結(jié)構(gòu)比液壓體靜壓導(dǎo)軌簡(jiǎn)單
動(dòng)壓導(dǎo)軌
液體
利用導(dǎo)軌面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成壓力油楔，將動(dòng)導(dǎo)軌浮起，形成液體摩擦
有“浮升”現(xiàn)象，導(dǎo)向精度一般
一般
不能用于低速
起動(dòng)和停止時(shí)速度低，不能建立動(dòng)壓，有磨損
油膜有吸振能力
只適用于高速運(yùn)動(dòng)的主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，如立式車(chē)床的圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌
2滑動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀設(shè)計(jì)
2.1.1直線滑動(dòng)導(dǎo)軌的截面形狀設(shè)計(jì)
直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的截面，應(yīng)保證運(yùn)動(dòng)部件只能沿直線方向運(yùn)動(dòng)，限制運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)和橫向移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)部件的尺寸較小，為細(xì)長(zhǎng)條狀或行程較小時(shí)，可將導(dǎo)軌做成封閉性。選擇截面形狀時(shí)要注意：
①導(dǎo)軌磨損量隨表面比壓增加而增加，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使導(dǎo)軌面垂直于外力的方向。
②導(dǎo)軌磨損后對(duì)導(dǎo)向精度的影響要小。
2.2滑動(dòng)導(dǎo)軌的間隙調(diào)整裝置
為保證導(dǎo)軌的正常運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)件和支承件之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙，間隙過(guò)小會(huì)增加摩擦力，操作費(fèi)力還會(huì)加快磨損，間隙過(guò)大會(huì)使精度降低，甚至?xí)a(chǎn)生振動(dòng)。因此，除在裝配過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)地調(diào)整導(dǎo)軌的間隙外，在使用一段時(shí)間后因默存還需要重調(diào)。
調(diào)整的方法：
①采用磨、刮相應(yīng)地結(jié)合面或加墊片的方法，以獲取合適的間隙。
②用鑲條和壓板來(lái)調(diào)整導(dǎo)軌的間隙。
2.2.1鑲條和壓板的結(jié)構(gòu)型式
用鑲條來(lái)調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的間隙時(shí)，把鑲條布置在受力較小的一側(cè)。
壓板用于調(diào)整輔助導(dǎo)軌的間隙，并承受傾覆力矩。
2.2.2導(dǎo)軌加緊裝置
有些導(dǎo)軌（如非水平放置的導(dǎo)軌）在移動(dòng)到預(yù)定位置后，要求將它的位置固定，為此采用專(zhuān)用的鎖（夾）緊裝置。常用的鎖緊方式有機(jī)械鎖緊和液壓鎖緊。
2.3滑動(dòng)導(dǎo)軌的材料和熱處理
2.3.1對(duì)導(dǎo)軌材料的要求
導(dǎo)軌材料應(yīng)具有以下性能：
①良好的耐磨性
在導(dǎo)軌不封閉，動(dòng)導(dǎo)軌頻繁停歇和反向，潤(rùn)滑不良的情況下，導(dǎo)軌面的磨損較快而且不均勻。在潤(rùn)滑劑潔凈，不發(fā)生擦傷的條件下，處于混合摩擦區(qū)段的滑動(dòng)導(dǎo)軌表面出現(xiàn)的磨損可以認(rèn)為是正常磨損，滑動(dòng)導(dǎo)軌材料匹配及其相對(duì)壽命值見(jiàn)表
導(dǎo)軌材料匹配（動(dòng)導(dǎo)軌/靜導(dǎo)軌）
相對(duì)壽命
鑄鐵/鑄鐵（均為普通鑄鐵）
鑄鐵/淬硬鑄鐵
鑄鐵/淬硬鋼
淬硬鑄鐵/淬硬鑄鐵
鑄鐵/鍍鉻或噴涂鉬鑄鐵
1
2~3
〉5~10
4~5
3~4
②良好的摩擦特性
在設(shè)計(jì)滑動(dòng)導(dǎo)軌時(shí)，為避免在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)爬行，除合理選用潤(rùn)滑劑及加強(qiáng)船東系統(tǒng)得剛度以外，要求導(dǎo)軌副的靜摩擦和動(dòng)摩擦系數(shù)差以及滑動(dòng)速度對(duì)動(dòng)摩擦系數(shù)的影響都要小。
③良好的尺寸穩(wěn)定性
導(dǎo)軌在加工和使用過(guò)程中，殘余應(yīng)力引起的變形，溫度和溫度的變化，都會(huì)影響稽核尺寸的穩(wěn)定性。對(duì)于塑料導(dǎo)軌除了材料的線脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性差，易吸濕外，還存在冷流性和常溫蠕變性大的問(wèn)題。
④工藝性好，成本低。
2.3.2常用的滑動(dòng)導(dǎo)軌材料
鑄鐵是應(yīng)用最廣泛的滑動(dòng)導(dǎo)軌材料，它具有良好的耐磨性和抗振性。鑄鐵導(dǎo)軌常與支承部件或支座制成一體。
為增強(qiáng)導(dǎo)軌的抗磨損能力，可將鑄鐵導(dǎo)軌表面淬火，鍍鉻式噴涂相等。
對(duì)于灰鑄鐵HT200或HT300，若采用高頻淬火，淬火前的硬度不應(yīng)低于180HBS，淬火后可取48~55HRC，硬化層厚度1.5~2.5mm，其相對(duì)壽命可提高1~2倍，這種方法工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，淬火變形小。
對(duì)于鍍鉻鑄鐵（或鋼）/鑄鐵導(dǎo)軌副，其鍍層厚度0.025~0.05mm,硬度為68~72HRC，耐磨性提高2~3倍。
常用鑲裝材料有鋼、有色金屬、合金鑄鐵及工程塑料等。鋼材；又可分為冷軋彈簧鋼帶，經(jīng)高頻淬火的中碳結(jié)構(gòu)鋼、滲碳鋼、氮化鋼、軸承鋼或特殊的工具鋼等。常用的工程塑料有酚醛夾布塑料，聚酰胺（尼龍）和聚四氟乙烯，改性聚甲醛等。
2.4滑動(dòng)導(dǎo)軌的技術(shù)要求
2.4.1表面粗糙度
①刮研導(dǎo)軌
刮研導(dǎo)軌可以達(dá)到最高的精度，同時(shí)還具有接觸好，變形小，表面可以存油的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)率低，刮研導(dǎo)軌主要用于高精度機(jī)床和精密機(jī)械，在缺乏磨削設(shè)備時(shí)，也可用于精密機(jī)床和普通精度機(jī)床。
②磨削導(dǎo)軌
磨削導(dǎo)軌可以達(dá)到較高的精度和表面粗糙度，生產(chǎn)率高，而且是加工淬硬導(dǎo)軌的唯一方法。
2.4.2幾何精度
①單條的V形導(dǎo)軌，其幾何精度包括：導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度，導(dǎo)軌在水平面內(nèi)的直線度，打soguibiaomiande扭曲。
單條的平導(dǎo)軌，其幾何精度包括：導(dǎo)軌在縱向的直線度，導(dǎo)軌工作表面的平面度。
②與同一運(yùn)動(dòng)部件配合的兩條或兩條以上導(dǎo)軌（即導(dǎo)軌的組合），除注明各單導(dǎo)軌的精度外，還應(yīng)注明各導(dǎo)軌之間的平行度，有時(shí)還要注明各導(dǎo)軌之間的平面度（扭曲）。
③幾個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的各導(dǎo)軌組合之間，應(yīng)注明其相互位置精度要求，如平行度或垂直度。
在規(guī)定上述各項(xiàng)精度時(shí)，有時(shí)還要注明其誤差的方向性，例如“只許凸起”、“只許凹下”，“只許向下偏”等。
使用說(shuō)明書(shū)
一、技術(shù)特征
1、用途：
本機(jī)主要用于日用陶瓷盤(pán)類(lèi)制品單線畫(huà)線。
2、參數(shù)：
產(chǎn)品規(guī)格：盤(pán)類(lèi)最大直徑——406mm;
生產(chǎn)能力：8——12件/分；
總動(dòng)力消耗：3KW；
最大描線彩帶寬度：6mm;
外型尺寸：1300×1000×1000（高×寬×厚）；
整機(jī)重量：500kg。
二、基本結(jié)構(gòu)
本機(jī)主要有主機(jī)架、工作臺(tái)、施彩輪組件、真空泵、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣部分組成。
三、安裝
將該機(jī)小心的立放在水平地面上，調(diào)整四螺栓，使其保持水平，然后清除防銹物。將壓縮機(jī)放在室外的專(zhuān)門(mén)小屋里，將出氣管與主機(jī)進(jìn)氣管接通。用氣管接連真空泵與主機(jī)吸盤(pán)，用螺栓壓在機(jī)殼上銅線使其接地，接地銅棒不得低于一米，應(yīng)保證安全。然后用380v電源及零件接到主機(jī)接線柱上。再接上壓縮機(jī)及真空泵電源，接線應(yīng)嚴(yán)格按照電工安全操作規(guī)程進(jìn)行，保證接線牢固、可靠、安全。
四、調(diào)整
將真空泵加足潤(rùn)滑油，再將主機(jī)上的油霧氣及活動(dòng)部位加油，檢查電器等是否安全可靠后，開(kāi)動(dòng)真空泵，空壓機(jī)，觀察其轉(zhuǎn)向是否正確，如不正確應(yīng)立即糾正，然后打開(kāi)氣閥觀察其動(dòng)作的可靠性。
把所需畫(huà)線瓷件，如8寸盤(pán)等放到吸盤(pán)上吸住后，開(kāi)啟氣缸控制按鈕，這時(shí)橫向氣缸將施彩輪推到盤(pán)邊，連個(gè)定位滾靠到盤(pán)邊，縱向氣缸將畫(huà)線輪推靠盤(pán)上所要畫(huà)線的位置進(jìn)行畫(huà)線，線畫(huà)至兩三圈后，縱向氣缸將施彩輪頭拉下，橫向氣缸將施彩機(jī)架立回原位，完成畫(huà)線過(guò)程。
畫(huà)線時(shí)如果發(fā)現(xiàn)線條有一定缺陷，應(yīng)考慮以下調(diào)整措施：
①畫(huà)線輪與盤(pán)所畫(huà)線位置的線速度是否保持一致，用速度表測(cè)量畫(huà)線輪速度，然后測(cè)量速度，再測(cè)量盤(pán)所畫(huà)線位置速度是否如同畫(huà)線輪一樣線速度。
②調(diào)整顏色黏度，直至達(dá)到理想線條。
③調(diào)整時(shí)間繼電器適當(dāng)增減畫(huà)線圈數(shù)。
④調(diào)整畫(huà)線輪傳動(dòng)電機(jī)的速度，達(dá)到理想為止。
⑤對(duì)于生產(chǎn)能力在5寸以下的盤(pán)類(lèi)每分鐘8-12件為好，5寸以上盤(pán)類(lèi)一般在每分鐘6-10件為好。
畫(huà)線輪用完后，連同釉盒應(yīng)一同卸下清洗干凈，并放到煤油中浸泡到下次使用為止。
五、日常操作及維護(hù)
1、本機(jī)開(kāi)動(dòng)前應(yīng)檢查電器的安全性，是否有可靠的接地措施。傳動(dòng)部件，真空泵，空氣壓縮機(jī)及動(dòng)作磨損部位是否已加足潤(rùn)滑油，所有調(diào)整部位是否緊固好。
2、所有潤(rùn)滑部位應(yīng)每班注油一次。
3、施彩頭，畫(huà)線輪、刮油器應(yīng)每班清洗干凈，如果不用，應(yīng)放到煤油里浸泡。
4、所有部位應(yīng)保持清潔。長(zhǎng)期停用應(yīng)防止銹蝕。
標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告：
1、畫(huà)線機(jī)應(yīng)具備有關(guān)技術(shù)未見(jiàn)所規(guī)定的結(jié)構(gòu)和使用性能，滿(mǎn)足 用戶(hù)的要求。
2、畫(huà)線機(jī)各部位應(yīng)靈活可靠。
3、畫(huà)線機(jī)各氣動(dòng)密封可靠，在規(guī)定的進(jìn)氣壓力范圍內(nèi)，各氣缸不得有漏氣現(xiàn)象。
4、畫(huà)線機(jī)畫(huà)線輪在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，其外圓跳動(dòng)不得超過(guò)0.10mm，其兩側(cè)跳動(dòng)不得超過(guò)0.15毫米。
5、畫(huà)線機(jī)真空系統(tǒng)應(yīng)可靠，陶瓷制品被吸住后不得有松動(dòng)現(xiàn)象，去除真空后，制品應(yīng)立即去下。
6、畫(huà)線機(jī)外購(gòu)件應(yīng)符合現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并具有合格證明書(shū)。
7、畫(huà)線機(jī)影響人身安全的部位應(yīng)設(shè)置相應(yīng)得保安設(shè)備。
8、畫(huà)線機(jī)電器應(yīng)安全可靠，畫(huà)線機(jī)外殼硬又可靠的接地措施。
9、畫(huà)線機(jī)工作時(shí)不應(yīng)有不正常聲響，噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)80dB(A)。
10、畫(huà)線機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下中修前運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得少于2000小時(shí)，大修前運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得少于4000小時(shí)，使用壽命不得少于十年。
11、畫(huà)線機(jī)的鑄鋁件，應(yīng)符合GB1173的規(guī)定。
12、機(jī)械加工件應(yīng)符合GB342.5-6標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
13、畫(huà)線機(jī)施彩頭及擺動(dòng)支架等鑄件上的澆口、冒口、飛邊、多肉、結(jié)疤、粘沙、結(jié)沙等應(yīng)清除平整。
14、畫(huà)線機(jī)表面不應(yīng)有圖樣未規(guī)定的凸凹和粗糙不平等缺陷，外漏加工表面不允許有磕碰，擦痕等損傷。
15、畫(huà)線機(jī)油漆應(yīng)符合QB842.7標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
1、確定設(shè)計(jì)功率
2、選擇帶型
根據(jù)及小帶輪轉(zhuǎn)速（取為2000rmp）,選擇Z型V帶。
3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑
取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速
4、確定中心矩和帶長(zhǎng)
5、驗(yàn)算小帶輪包角
6、確定帶的根數(shù)Z
7、確定初拉力
8、計(jì)算壓軸力Q
復(fù)位彈簧優(yōu)化設(shè)計(jì)
1、一直條件：
安裝高度安裝載荷最大工作載荷工作行程h=30.25mm，彈簧的工作頻率彈簧絲用油淬回火的50鋼絲，進(jìn)行噴丸處理；工作溫度為20°C。
要求彈簧中徑為15mm<<20mm,彈簧總?cè)?shù)為4<<50支撐圈數(shù)=1.75；旋繞比C>6;安全系數(shù)為1.2；設(shè)計(jì)一個(gè)具有重量最輕的彈簧結(jié)構(gòu)方案。
2、性能參數(shù)
初選彈簧鋼絲直徑3mm＜d≤8mm,對(duì)應(yīng)得抗拉強(qiáng)度可知其脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限為
取可靠度為90%，則查得可靠性系數(shù)。溫度修正系數(shù)：
。
再考慮噴丸處理，按提高疲勞強(qiáng)度10%計(jì)算，得實(shí)際應(yīng)用脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限為：
彈簧平均載荷和載荷幅為
要求彈簧具有的剛度為
彈簧的最大形變?yōu)?
3、設(shè)計(jì)變量
取彈簧鋼絲直徑、彈簧中徑和彈簧總?cè)?shù)為設(shè)計(jì)變量，即
并作為連續(xù)變量考慮。
目標(biāo)函數(shù)為彈簧的重量：
4、約束條件
根據(jù)對(duì)彈簧功能和結(jié)構(gòu)的要求，可列出下列約束方程：
①由公式得疲勞強(qiáng)度的約束
②根據(jù)旋繞比的要求，得約束
③根據(jù)對(duì)彈簧中徑尺寸的要求，得約束
④根據(jù)穩(wěn)定性條件，得約束
⑤為保證彈簧具有足夠的剛度，要求彈簧的剛度與設(shè)計(jì)要求的剛度誤差小于1/100，由此得約束
ADAMS
1.1虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究范圍
機(jī)械工程中的虛擬樣機(jī)技術(shù)有被稱(chēng)為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，是國(guó)際上20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。工程師在計(jì)算機(jī)上建立樣機(jī)模型，為模型進(jìn)行各種動(dòng)態(tài)性能分析，然后蓋緊樣機(jī)設(shè)計(jì)方案，用數(shù)字化形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)物樣機(jī)試驗(yàn)。運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以大大簡(jiǎn)化機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，大幅度縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，大量減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品的系統(tǒng)及性能，獲得最優(yōu)化的創(chuàng)新的設(shè)計(jì)產(chǎn)品。因此，該技術(shù)一出現(xiàn)，立即受到了工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家、有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)、公司的極大重視，許多著名制造廠商紛紛將虛擬樣機(jī)技術(shù)引入各自的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究范圍主要是機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，其核心是利用計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)得運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，以確定系及其各構(gòu)件在任意時(shí)刻的位置、速度、和加速度，同時(shí)，通過(guò)求解袋鼠方程組去頂一起系統(tǒng)計(jì)其各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)所需的作用力及其反作用力。
機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件ADAMS（Autoumatic Dynamic Analysis Mechanical Systems）是美國(guó)MDI公司（Mechanical Dynamics Inc）開(kāi)發(fā)的非常著名的虛擬樣機(jī)分析軟件。
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［12］材料力學(xué) 聶毓琴，孟廣偉 吉林科學(xué)技術(shù)出版社
［13］機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 于駿一，張福潤(rùn) 機(jī)械工業(yè)出版社
［14］機(jī)械原理 秦榮榮，崔可維 吉林科學(xué)技術(shù)出版社
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