全自动玻璃涂胶机胶枪运动系统静动态分析及结构设计

论文摘要

中空玻璃作为是一种良好的隔热、隔音、美观适用、并可降低建筑物自重的新型建筑材料,日益受到关注。随着建筑节能标准的不断提高,建筑节能意识的不断深入,节能型中空玻璃将面临越来越广阔的市场机遇。涂胶是中空玻璃生产中的关键工序之一,研发具有自主产权的全自动玻璃涂胶机对于提高产品的质量有着重要意义。本课题在深入调查了解工艺工序的基础上,开发具备高效,高性价比的中空玻璃生产设备。在对目前开发中的自动涂胶机胶枪部分的机械结构进行性能和结构的优化设计。本文首先对涂胶机胶枪运动结构进行了虚拟建模和仿真装配,再在虚拟样机的基础上对于关键零部件依据有限元技术,应用Solidworks simulation进行了静态特性,动态特性的性能分析。针对整个供胶和涂胶结构都以中间连接板为依托,整个结构依靠齿轮齿条驱动,实现升降动作,因此用有限元的方式,结合负载对齿轮副的强度进行了分析和校核。由于整个结构是偏心驱动,在直线导轨滑块上存在着偏心转矩,同时垂直升降靠直线导轨导向,导轨副承载整个结构的自重分力,因此对直线导轨副进行了应力应变分析。针对胶枪部件当前设计的结构重心靠后,目前设计中更多的考虑功能和强度,因此分析了整个结构的模态,分析其引起共振的频率段,分析结构稳定性。更进一步的分析了整个供胶系统在柱塞泵激励下,胶枪运动系统中的供胶悬臂结构谐响应状况。根据分析结果,以提高结构刚度和稳定性为目标,根据在目前结构下存在的问题提出改进方案,优化结构设计,并对改进后的结构进行了验证。为系统的进一步设计开发提供了参考。从而进一步优化设备结构和整体性能,提高产品可靠性,并由此可以缩短产品开发时间,降低样机制造及试验成本。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源及技术背景
• 1.2 课题的主要内容及研究方法
• 1.3 本文的主要结构
• 2 全自动中空涂胶机胶枪部件机械结构的三维建模及装配仿真
• 2.1 涂胶机机械结构及工艺流程
• 2.1.1 涂胶机机械结构
• 2.1.2 涂胶机工艺流程
• 2.2 胶枪运动部件三维模型的建立及虚拟装配
• 2.2.1 虚拟制造技术及Solidworks简介
• 2.2.2 胶枪运动机构主要部件建模
• 2.2.3 涂胶机装配
• 2.3 本章小结
• 3 全自动中空玻璃涂胶机胶枪运动单元关键零部件的有限元分析
• 3.1 有限元技术
• 3.2 涂胶机有限元分析的基本方法
• 3.2.1 Solidworks simiulation简介
• 3.2.2 涂胶机有限元分析基本流程
• 3.2.3 中空玻璃涂胶机有限元分析类型的分类
• 3.3 斜齿轮齿条的静态有限元分析
• 3.3.1 有限元模型的建立
• 3.3.2 啮合接触分析
• 3.3.3 啮合接触应力分析
• 3.4 直线导轨副的有限元应力分析
• 3.4.1 直线导轨结构
• 3.4.2 滚动直线导轨几何模型的简化
• 3.4.3 滚动直线导轨的有限元模型
• 3.4.4 载荷下直线导轨的应力分布
• 3.5 本章小结
• 4 全自动中空玻璃涂胶机胶枪结构动力学特性分析
• 4.1 中空玻璃涂胶机结构动力学分析的基本方法和内容
• 4.1.1 动态特性理论
• 4.1.2 固有频率及主振型
• 4.2 涂胶机悬臂结构的模态分析
• 4.2.1 分析模型的简化
• 4.2.2 定义单元类型、材料属性
• 4.2.3 网格划分
• 4.2.4 加载约束
• 4.2.5 频率范围的选择
• 4.2.6 模态计算结果分析
• 4.3 谐响应分析
• 4.3.1 谐响应应力
• 4.3.2 谐响应位移
• 4.3.3 结论分析
• 4.4 本章小结
• 5 全自动中空玻璃涂胶机胶枪运动结构的改进优化
• 5.1 优化分析
• 5.2 改进方案
• 5.3 改进后结构性能分析对比
• 5.3.1 模态性能对比
• 5.3.2 谐响应关键点位移对比
• 5.4 改进后结构分析结论
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 申请硕士学位期间发表的论文
• 致谢