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 05020804
设计者 1：贺继鹏 2008301304
2：黄肖杰 2008301305
3：何福宝 2008301303
指导教师苏华。
完成时间 2023年5月1日。
目录。1设计题目 2
2设计要求 2
3功能分析及功能分解 3
4 功能原理求解及执行机构运动设计 3
4.1 磨削机的送料、取工件功能设计 3
4.2 定位夹紧功能 4
4.3 磨削功能 5
4.4 故障报警功能 5
4.5 根据工艺过程确定执行机构的运动规律 5
4.6 执行机构的选型及评价 6
4.7 机构的组合 7
4.8 原动机的选择 8
5 初步方案的拟定 8
6 方案的评价与优选 10
7 机构工作原理 13
8 相关数据的计算 13
9 运动循环图 16
10 心得体会 17
11 参考文献 17
光纤接头保护玻璃管的结构与尺寸如图3.1a所示。光纤接头保护玻璃管**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。
ab)图 3.1
光纤接头保护玻璃管内孔倒角自动磨削机的设计技术要求表3-1所列：
表3-1 光纤接头保护玻璃管内孔倒角自动磨削机的设计要求。
将光纤接头保护玻璃管自动送入磨削机，需要首先进行定位夹紧，然后通过两套微型电机带动砂轮对玻璃管进行磨削，磨削完之后，将其送出，继续进行下一工件的加工，如此无间断工作。同时需做到无人看管，所以需要一自动报警系统。为了实现总功能可将总功能分解为玻璃管的送料、定位、加紧、自动取走加工好的工件、倒角磨削、故障报警等分功能。
功能树如图3.2所示。
图3.2 保护玻璃管内孔倒角磨削机功能树。
考虑到机构的简便灵活性，进料取料机构采取圆盘式结构，一次性实现原料的送给以及成品的输出。工作原理如3.3所示。
送料盘由某机构带动实现间歇式转动。送料盘上开有与保护玻璃管直径相配的半圆槽，在进料口，保护玻璃管依靠重力作用由存放处滚入半圆槽内，送料盘带有防护罩，防止转动过程中将工件甩出随送料盘一块转动至磨削加工位置，在加工位置定位加紧，同时进行磨削加工，加工好之后，又随送料盘转至工件导出位置，依靠重力从半圆槽中脱出，进入成品储放位置。
图3.3 送料取料装置。
4.2 定位夹紧功能。
左右两端分别采用一夹持器进行加紧，同时起到定位的作用---可以将保护玻璃管的两个端口对准磨削砂轮，防止损坏端部。其工作原理如图3.4所示。
夹持器由5-16-17（锥块、两固定摇杆弹簧）组成，锥块5固定于滑板7之上，由某机构（图示以凸轮机构为例说明）驱动做间歇式直线往复运动。摇杆6固定在机架之上，摇杆的端部开有与工件外径相配合的沟槽，上面防滑性毛毡，防止工件左右滑动。当锥块向中间运动时，是固定摇杆外端分开，靠近工件端即实现定位并加紧。
当锥快向两边运动时，弹簧17使摇杆6的外端合拢，靠近工件端分开，工件顺利取走。
图3.4 保护玻璃管内倒角磨削机的定位夹紧、磨削及故障报警装置。
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3.4所示。
微型电机10固连于滑板7上，由某机构（图示以凸轮机构为例说明）驱动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。
采用噪声传感器14和扬声器15以及自动控制系统实现装置的自动报警功能。噪声传感器固定在摇杆6的夹头部位，如图3.4 所示。
当磨削砂轮磨钝或者砂轮端部与工件端部发上错位，就会发出很大的噪声，噪声通过传感器14、控制系统，使扬声器发出警报，实现自动报警功能。这样磨削机便可在无人看管的情况下工作。
1）由送料取料装置的工作原理和结构知，送料盘做间歇式回转运动。
2）实现定位夹紧功能的加持器，磨削功能的微电机具固定在滑板上，滑板。
间歇式直线运动。
综上，磨削机电动机d经过减速系统j减速后，动力分别由传动机构ⅰ、ⅱ输出。见图3.5。
传动系统ⅰ实现送料盘的间歇式回转运动；
传动系统ⅱ滑板的间歇式直线运动。
图3.5 磨削机工艺动作分解。
根据执行机构的运动规律，以及工艺动作的分解，通过机构选型可构成形态学矩阵，如表3-2所示。
表3-2 系统方案形态学矩阵。
对表3-2所示形态学矩阵，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3-3所示。
表3-3 对形态学矩阵的简要评价。
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进行排队，1.运动精度（磨削量很小，容易破碎，所以需要很狗的运动精度）;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3-2,3-3 ，可以最终确定该磨削机的机构组合为：
减速机构蜗杆蜗轮传动+齿轮传动；
传动系统ⅰ即送料盘的间歇式转动不完全齿轮机构；
传动系统ⅱ即加紧锥块以及磨削砂轮的间歇式直线运动凸轮机构；
4.8 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，电动机的转速约1500r/min。
通过上述分析，我们组三人共提出两套备选方案如图3.6，图3.7所示。
图3.6 方案一。
图3.7(a)方案二。
图3.7（b）(加紧，磨削定位部分)
图3.7（c）
将方案一和方案二分别从运动性能、工作性能、经济性能以及结构紧凑性方面进行分析比较，如表3-4所示。确定出最终方案。
表 3-4 方案一和方案二的性能比较。
根据表3-4 所比较的结果，可以看出方案二在各方面均优于方案一，所以将方案二确定为最终方案。如图3.8（a）(b)(c)。
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