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學(xué)生開題報(bào)告表
課題名稱
中空玻璃打膠機(jī)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
課題來源
課題類型
BX
指 導(dǎo)
教 師
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
班 級(jí)
專 業(yè)
（一）選題的背景和意義
1.提出背景
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)張，國民的生活水平日漸提高，人民的住房條件也愈來愈好。中空玻璃由于其隔音、保溫效果好，密封性能強(qiáng)已基本替代了傳統(tǒng)的單層玻璃。中空玻璃是由兩層玻璃中間留有空隙，用膠體密封后再用金屬邊框粘結(jié)加固。到目前為止,為中空玻璃打膠主要有兩種方式，一種是在玻璃的外層打膠，另一種是在金屬密封條上打膠。為金屬密封條上打膠是順義一家民辦公司從國外引進(jìn)的生產(chǎn)線設(shè)備，由于技術(shù)開發(fā)實(shí)力不足，打膠翻轉(zhuǎn)完全靠人力，面對(duì)較大尺寸的玻璃時(shí)需要兩個(gè)翻轉(zhuǎn)，浪費(fèi)人力物力。本項(xiàng)目主要是針對(duì)廠家要求對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)化改進(jìn)。
2.課題意義
(二)中空玻璃國內(nèi)外現(xiàn)狀
中空玻璃產(chǎn)生于1865年由美國人史特森(T.D.Stetson)先生發(fā)明,并申請(qǐng)專利（專利號(hào)49107）。在隨后相當(dāng)長的100多年的時(shí)間內(nèi)，中空玻璃的發(fā)展是十分緩慢的；期間中空玻璃的密封結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了焊接法、熔接法、卡嵌法和膠接法。
中空玻璃的大幅度發(fā)展的主要原因是聚硫膠的出現(xiàn)和在中空玻璃中的廣泛應(yīng)用。在膠接法中首先使用是單道密封后，為了改善中空玻璃的密封壽命，人們又開始使用雙道密封結(jié)構(gòu)。比如，在20世紀(jì)70年代中期，中空玻璃單道密封占當(dāng)時(shí)美國中空玻璃密封結(jié)構(gòu)的比重接近于80％。同一時(shí)期，中空玻璃密封膠的種類及在市場中占的份額也發(fā)生了變化，從聚硫膠占主導(dǎo)地位到聚氨酯80年代的出現(xiàn)、逐步上升，直到2002年全球中空玻璃聚氨酯占主導(dǎo)地位聚硫膠大幅度下降的現(xiàn)象。此外，除了這些常規(guī)密封膠以外，20世紀(jì)90年代中期，在美國一些主要的中空玻璃密封膠廠家還彼此獨(dú)立的開發(fā)出了新的中空玻璃密封膠，即反應(yīng)型濕氣固化熱融膠。
??中空玻璃密封結(jié)構(gòu) 中空玻璃的膠接法密封結(jié)構(gòu)主要有單道密封與雙道密封，以及在20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)的DSE(等同于雙道密封)結(jié)構(gòu)。
在歐洲，雙道密封一直占主導(dǎo)地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年雙道密封占整體中空玻璃的市場份額的90％，到2002年其市場份額仍為90％，沒有變化。但同一時(shí)期，單道密封卻由1990年的8％下降到2％。與歐洲市場不同，截止2000年，單道密封在美國中空玻璃的市場份額約為20%。美國中空玻璃制造商協(xié)會(huì)（SIGMA）對(duì)北美中空玻璃使用情況20年的跟蹤結(jié)果顯示，雙道密封與中空玻璃的密封壽命成呈正相關(guān)關(guān)系。但是，美國每年生產(chǎn)的中空玻璃密封失敗占總量的5%，其中最主要的是單道密封! 為什么單道密封在北美比歐洲的份額大？搬家相對(duì)頻繁與否 歐洲的住戶一生居住相對(duì)穩(wěn)定得多，因此，對(duì)所居住房屋的窗戶的節(jié)能特別是耐久性和密封性都十分重視。與此不同，北美的住戶一生要搬許多次家，每搬一次家都可能視門窗的具體情況決定是否更新窗戶。相對(duì)來說，除非所搬之處是永久住所，否則，對(duì)更新窗戶的保質(zhì)期要求會(huì)比歐洲的要低。從生產(chǎn)使用的目的來看 使用熱融丁基膠（HMB）和實(shí)維高膠條（Swiggle Strip）的主要目的在于生產(chǎn)使用方便。
美國的門窗廠家大多數(shù)有自己的中空玻璃線，為自己配套，多采用臥式線，要求工藝簡單，可以迅速搬運(yùn)安裝。歐洲中空玻璃生產(chǎn)主要為立式線，為門窗廠家配套，所以采用雙道密封. 從使用范圍看 在美國，單道密封主要應(yīng)用于溫帶地區(qū)。美國的中空玻璃檢測標(biāo)準(zhǔn)也比較寬松，使單道密封結(jié)構(gòu)的中空玻璃能較容易通過檢測。歐洲比較慎重、且北歐溫度冬天較低，標(biāo)準(zhǔn)趨于一致。對(duì)策 鑒于單道密封的密封壽命較短，不能滿足人們對(duì)高檔次中空玻璃的需求，生產(chǎn)廠家為提高產(chǎn)品的密封壽命不得不拋棄單道密封采用雙道密封。
在歐洲，人們從單道密封轉(zhuǎn)向暖邊雙道密封如熱塑間隔條（TPS）和超級(jí)間隔條的雙道密封。但北美，人們卻在探索研究開發(fā)一種全新的密封膠，使其既有常規(guī)熱融膠的生產(chǎn)方便的優(yōu)點(diǎn)和水氣滲透率低的優(yōu)點(diǎn)、又同時(shí)具有雙組份密封結(jié)構(gòu)膠的優(yōu)點(diǎn)。在這樣一種邏輯思考下，美國的一些中空玻璃密封膠廠家于1995年～1996年期間先后獨(dú)立地研究開發(fā)出了反應(yīng)熱融膠，旨在解決普通單道密封帶來的密封失敗問題。
根據(jù)美國PPG公司的定義，反應(yīng)熱融膠是單組份、熱涂膠、濕氣化學(xué)固化密封膠。等同雙道密封包括兩方面的內(nèi)容：即結(jié)構(gòu)等同和經(jīng)濟(jì)等同。 結(jié)構(gòu)等須要通過以下幾方面的檢測內(nèi)容：密封壽命: 至少85%的產(chǎn)品通過CBA檢測CSTB剪切試驗(yàn): 在高溫條件下通過 氬氣保有率:年最大泄漏率1%立式存放1個(gè)月: 通過連續(xù)下落試驗(yàn)1個(gè)月 (-29—49＆#176;C): 通過CSTB氣候循環(huán)試驗(yàn): 通過獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室檢測報(bào)告經(jīng)濟(jì)等同等同于生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中空玻璃的雙道密封成本。
自80年代以來，中空玻璃在中國經(jīng)歷了認(rèn)識(shí)、發(fā)展、廣泛應(yīng)用三個(gè)過程，80年代中后期中空玻 璃開始引進(jìn)中國，生產(chǎn)廠家比較少，多集中在國有企業(yè)生產(chǎn)，主要用于冷柜、鋁門窗行業(yè)，使用區(qū)域僅在東北、華北以及南方冷柜配套材料廠家，年使用量不足100萬m2，90年代以后，由于亞運(yùn)工程的帶動(dòng)，更重要的是國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，建筑節(jié)能的呼聲越來越高，加上鋁門窗幕墻行業(yè)超常規(guī)發(fā)展，使中空玻璃進(jìn)了發(fā)展階段，同時(shí)也帶動(dòng)了由制作中空玻璃用原材料的發(fā)展，原材料也基本上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。國產(chǎn)中空玻璃設(shè)備的生產(chǎn)研制也進(jìn)入軌道，但主要自動(dòng)化中空玻璃設(shè)備仍以國外進(jìn)口為主，，以單道密封居多，中空玻璃年使用量年為200m2左右，但以100萬m2/年的速度遞增；90年代后期隨著中空玻璃的優(yōu)越性越來越被人們認(rèn)識(shí)、接受以及塑鋼門窗大發(fā)展的推動(dòng)，中空玻璃進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段，中空玻璃納入建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系以內(nèi)，許多地方政府制定地方法規(guī)，要求建筑門窗必須使用中空玻璃，全國各地掀起了投資中空玻璃生產(chǎn)的熱潮中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前制作中空玻璃的生產(chǎn)廠家不低于1000家，國產(chǎn)、進(jìn)口自動(dòng)化生產(chǎn)線不低于500家，年生產(chǎn)量不低于1000萬m2，據(jù)統(tǒng)計(jì)2002年中空玻璃使用量約為2500萬m2，由于中空玻璃的大發(fā)展，中空玻璃制作工藝出現(xiàn)了多樣化，膠條式中空玻璃由于其投資少、工藝簡單，在中低檔中空玻璃市場逐漸占有20%左右的市場。
（三）任務(wù)要求
（1）針對(duì)2X2m中空玻璃密封金屬條尺寸設(shè)計(jì)其翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖,進(jìn)行翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的原理設(shè)計(jì)。
（2）對(duì)最優(yōu)化機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求完成零件圖，裝配圖及三維proe建模。編寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算說明書、使用說明書、裝配說明書、維護(hù)說明書；
（3）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；
（4）要翻譯5000字左右的外文文獻(xiàn)資料
（5）閱讀15篇以上的參考文獻(xiàn)
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)按照機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序與方法展開與研究，包括生產(chǎn)中空玻璃設(shè)備調(diào)研（具體的講，包括中空玻璃的結(jié)構(gòu)及其生產(chǎn)流程；現(xiàn)國內(nèi)外其發(fā)展現(xiàn)狀 ，中空玻璃的獨(dú)特優(yōu)勢及其廣泛應(yīng)用，它的發(fā)展前景如何）、設(shè)計(jì)定位、設(shè)計(jì)構(gòu)思、草圖繪制、設(shè)計(jì)展開、分析評(píng)價(jià)、優(yōu)化方案、深入設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)制圖。
（三） 方案擬定與分析
所設(shè)計(jì)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)需要實(shí)現(xiàn)四個(gè)動(dòng)作：一是金屬框被夾在翻轉(zhuǎn)盤上；二是翻轉(zhuǎn)盤360度實(shí)現(xiàn)四個(gè)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，每次旋轉(zhuǎn)90度；三是翻轉(zhuǎn)一次后，需要實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)盤升降一次；四是翻轉(zhuǎn)一次后，需要實(shí)現(xiàn)一次涂膠平移過程。
一、金屬框被夾在翻轉(zhuǎn)盤上方案：
可以采用氣缸夾緊或者電磁吸住。采用氣缸夾緊使結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，采用電磁吸住的方法，結(jié)構(gòu)較簡單，拆取方便。
二、翻轉(zhuǎn)盤實(shí)現(xiàn)360度翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，
可以采用間歇旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以采用槽輪機(jī)構(gòu)或者不完全齒輪機(jī)構(gòu)，在此采用槽輪機(jī)構(gòu)。
三、翻轉(zhuǎn)盤升降動(dòng)作
實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)盤升降，是直線運(yùn)動(dòng)，可以采用絲杠傳動(dòng)，也可以采用氣缸傳動(dòng)，也可以采用齒輪齒條傳動(dòng)。用絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)制造方便，傳動(dòng)距離長，在平移的時(shí)候用起來也更好，為保持統(tǒng)一性，采用絲杠傳動(dòng)。
四、翻轉(zhuǎn)盤平移動(dòng)作
實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)盤升降，是直線運(yùn)動(dòng)，可以采用絲杠傳動(dòng)，也可以采用氣缸傳動(dòng)，也可以采用齒輪齒條傳動(dòng)。用絲杠傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)的距離長，采用絲杠。
綜上所述，擬定傳動(dòng)方案如下：如圖所示，由槽輪翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，絲杠升降機(jī)構(gòu)，絲杠平移機(jī)構(gòu)組成。
（四）畢業(yè)論文撰寫提綱及實(shí)施計(jì)劃
1、畢業(yè)論文撰寫提綱
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 中空玻璃打膠機(jī)機(jī)的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2中空玻璃打膠機(jī)機(jī)的原理
1.3 中空玻璃打膠機(jī)設(shè)計(jì)的意義
1.4 ProE三維軟件介紹
第二章 總體方案與動(dòng)力設(shè)計(jì)
2.1 中空玻璃打膠機(jī)方案設(shè)計(jì)
2.2 動(dòng)力設(shè)計(jì)與參數(shù)確定
第三章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 絲杠機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第四章 減速器的設(shè)計(jì)
4.1 齒輪設(shè)計(jì)
4.2 軸設(shè)計(jì)
4.3 附件設(shè)計(jì)
第五章 機(jī)架設(shè)計(jì)
第六章 三維建模
6.1 零件建模
6.2 虛擬裝配
6.3 工程圖
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
（五）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)施計(jì)劃：
2013.12.23——2014.03.14 查資料，完成開題報(bào)告及外文翻譯
2014.03.15——2014.05.10 完成零部件設(shè)計(jì)及繪圖，初步撰寫設(shè)計(jì)說明書
2014.05.11——2014.05.30 完善最終圖紙及設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備PPT答辯
2014.05.31——2014.06.06 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
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二、任務(wù)完成的階段及預(yù)期結(jié)果：
起止日期
主要內(nèi)容
預(yù)期結(jié)果
審查意見
是否同意開題
開題階段成績
指導(dǎo)教師簽字： 日期：
課題類型：（1）A—工程設(shè)計(jì)；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—應(yīng)用研究（2）X—真實(shí)課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。