光纤接头自动倒角机设计报告

机械原理课程设计

说明书

设计题目光纤接头保护玻璃管内孔

倒角自动磨削机设计

专业机械设计制造及其自动化

班号

设计者

指导教师

完成时间 2014年4月18日

1.1设计题目 (2)

1.2机械系统的方案拟定 (3)

1.2.1 工作原理确定 (3)

1.2.2 执行构件及其运动设计 (4)

1.2.3 原动机的选择 (6)

1.2.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计 (6)

1.2.5机构选型及组合 (7)

1.2.6方案评价及优选 (8)

1.3 相关机构的尺度综合 (11)

1.4机械系统的运动简图绘制及相关性能分析或说明 (13)

1.5课程设计体会及建议 (14)

主要参考文献 (15)

1.1设计题目

光纤接头保护玻璃管的结构与尺寸如图1所示。光纤接头保护玻璃管被套在光纤接头处，以保护光纤接头。为不致损伤光纤，保护玻璃管内孔两端需倒角,

如图a所示。该玻璃管内孔两端倒角宜采用细粒砂轮高速磨削的工艺，以避免砂轮磨削力过大而损坏其端口。其砂轮磨削头的形状如图b所示。由于其用量很大，故需设计一台专用自动倒角磨削装置来加工。

a) b)

图1

设计要求：

1）保护玻璃管在倒角之前处于散堆状态，磨削时需自动整理并逐个送料，故需配套设计自动送料机构。

2）保护玻璃管磨削时需自动夹紧，但夹紧力不宜过大，以免造成玻璃管损坏。为了减小对其夹紧力，应采用两套砂轮磨头，并沿轴向相对布置，相向进给，反向旋转，使两磨削力得以平衡，实现两端口同时磨削并自动定位。要求两砂轮的转速约6000r/min，并用两套微型电动机驱动分别独立驱动，电动机的转速约1500r/min。

3）要求保护玻璃管磨削机从自动送料、装卸与夹紧、磨削控制等全部自动工作，并用一个电动机驱动，电动机的转速约1500r/min。

4）每班（8小时）生产率不低于4000件。

1.2机械系统的方案拟定

1.2.1 工作原理确定

送料：由图2为玻璃管的整料和送料机构，当一批玻璃管放入进料口，在具

有机会运动特性的四杆机构作用下，玻璃管依靠惯性沿斜坡滚到导轨中，由于重力的作用在导轨内调整自己的滚动方向，使玻璃管沿着合适的方向滚动，最后到达送料机构。

夹紧：当玻璃管从斜坡上滚下来并到达拐角处时，圆盘凸轮恰好将推杆送到拐角处并利用一个带有圆弧形卡槽的装置将玻璃管夹紧在加工位置。

加工：如图12为传动机构及执行机构总图，动力由控制电机1输出，经带轮7传到星系齿轮轴进行减速，然后再传到主轴9上控制各执行构件的运动。主轴9每转动一圈，圆柱凸轮2转动一周，通过连杆控制磨削电机4在导轨6上来回运动一个周期，从而完成一个工件5的磨削加工。

1.2.2 执行构件及其运动设计

1）磨削机的整料、送料功能设计

如图2所示：我们利用一个有急回特性的四杆机构带动料斗左右移动，由于料斗前进速度比较慢，而回程的时候很快，这样就利用玻璃管的惯性作用使其滑落到斜导轨中，斜导轨的宽度略大于玻璃管的直径，玻璃管可以利用自身的重力进行滚动方向的调整，从而实现顺利送料。

图2

2）定位夹紧功能

图3

3）磨削功能

通过两套微型电机带动砂轮对玻璃管进行磨削。工作原理如图4所示。微型电机下方的圆柱凸轮机构，由该机构控制微型电机做间歇式直线往复运动。实现对保护玻璃管端部倒角的磨削。

图4

1.2.3 原动机的选择

该原动机采用电动机，题目设计要求中已给出，控制电动机的转速约1500r/min，要求两砂轮的转速约6000r/min，并用两套微型电动机驱动分别独立驱动，电动机的转速约1500r/min，通过变速箱使输出住的转速达到6000r/min。

1.2.4执行构件的运动协调性（运动循环图）设计

根据工艺动作顺序可知该系统运动方案有两个主要构件需要进行运动协调设计，即压紧滑块、磨削砂轮。以主轴的转角作为参考基准得出机构运动循环图如图5所示。

图5

1.2.5机构选型及组合

根据执行机构的运动规律，以及工艺动作的分解，选择机构类型，如表1所示。

表1

对表1所选机构类型，分别从运动性能、动力性能、经济性、结构紧凑性等方面进行简单的评价。评价结果如表2所示。

表2 对机构选型的简要评价

评价指标具体项目

简要评价

连杆机构凸轮机构齿轮机构棘轮机构蜗杆机构

运动性能运动规律、

运动轨迹

任意性较

差

基本上实现

任意的运动

规律

一般做定

比传动

实现间歇

式转动

一般做定

比传动运动精度较低较高高一般较高

动力性能

传力特性一般一般较好一般较好冲击、振动、

噪声

较大较小小较大一般

经济性能

加工难易容易难一般较难较难维护方便性较方便较麻烦较方便较方便较方便

结构紧凑性

运动空间较大较小较小较小较小结构复杂性较复杂一般简单较复杂一般对该磨削机构进行定性分析，结合设计要求，可以对该磨削机的性能要求功能元减速机构间歇送料机构磨削机构所选机构

带传送和齿轮

机构结合

凸轮连杆机构

圆柱凸轮

机构

进行排列，1.运动精度（磨削量很小，容易破碎，所以需要很小的运动精度）;2. 冲击噪声；3.维护方便（为大批量生产，而且过程中产生很多玻璃粉末，要经常维护清理）；4. 结构复杂；5. 运动空间。

根据磨削机对性能要求的重要程度，结合表1，2 ，可以最终确定该磨削机的机构组合为：

减速机构带传动+齿轮传动；

传动系统Ⅰ即送料及夹紧机构凸轮连杆机构；

传动系统Ⅱ即磨削砂轮的间歇式直线运动圆柱凸轮机构；

将以上几种机构进行整合后形成总的结构图。

1.2.6方案评价及优选

通过以上分析，对于“送料、整料机构”、“装卸与夹紧机构、“磨削控制机构”，我们提出了以下方案：

1）送料及夹紧装置（共三套方案）

方案一：