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文檔簡介

1、機械原理課程設計一、設計題目:電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機設計二、設計任務三、設計方案選擇四、所選方案的機構(gòu)運動運動簡圖五、所選方案的尺寸設計六、小組總結(jié)原始數(shù)據(jù)及設計要求?每分鐘嵌紙80次。?電機轉(zhuǎn)子尺寸:直徑D=35-50mm長度L=30-50mm? 工作臺面離地面距離約 1100 1200mm?要求機構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡量簡單緊湊,工作可靠,噪聲較小。工作原理為了提高電機轉(zhuǎn)子空槽內(nèi)嵌入絕緣紙的生產(chǎn)效率和工作質(zhì)量,構(gòu)思一種高效 電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機是很有必要的。機械能成卷絕緣紙控制信號電極轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機、嵌紙80插/分工藝動作過程? 送紙。將一定寬度、卷成一卷的絕緣紙送一定量到位;? 切紙。按需要切下一段絕緣紙

2、;? 插紙。將插刀對折切下的絕緣紙,插入空槽內(nèi);? 推紙。將插入槽內(nèi)的絕緣紙推到要求的位置;? 間歇轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)子。間歇轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子使之進入下一工作循環(huán)原始數(shù)據(jù)確定?電極轉(zhuǎn)子直徑:50mm長度30mm?插入槽的深度:20mm槽個數(shù)6個?每張絕緣紙長40mm寬30mm? 平臺離地面距離 1200mm 方案選定 根據(jù)以上功能原理圖,我們擬定了三種方案? 方案一:同平臺曲柄滑塊機構(gòu)? 方案二:異平臺凸輪機構(gòu)? 方案三:異平臺曲柄滑塊機構(gòu) 方案一 同平臺曲柄滑塊機構(gòu)? 如圖所示,此方案中切刀和插刀在同? 一平臺中工作。? 優(yōu)點:機構(gòu)較小巧? 缺點:雖然調(diào)整切刀長度可以使兩機? 構(gòu)達到同步工作,但切刀右邊沒有

3、固? 定紙的機構(gòu),固難以順利切紙,若加? 固紙機構(gòu)則插刀對折紙又有困難, 較難兩全。 且動力機構(gòu)相靠太近易產(chǎn)生 干擾方案二異平臺凸輪機構(gòu)? 如圖所示,此方案中切刀和插刀在? 不同平臺工作,且由一凸輪帶動兩? 刀同步運動。? 優(yōu)點:同步性較好。切刀切下的絕? 緣紙在滾輪下一周期內(nèi)傳送到后半? 個平臺讓插刀對折?;ハ鄾]有干擾方案三異平臺曲柄滑塊機構(gòu)? 如圖所示,此方案中切刀和插刀在不同平? 臺工作,由兩個曲柄滑塊機構(gòu)帶動一塊架? 著插刀和切刀的板面工作? 優(yōu)點:同方案二? 帶入虛約束能夠改善構(gòu)件的受力情況,增? 加構(gòu)件的剛度,或保證機械順利通? 過某些特殊位置等目的。? 缺點:有虛約束的機構(gòu),其相

4、關(guān)尺寸的制? 造精度較高,從而增加了制造成本方案確定根據(jù)上述分析我們選擇了方案二來詳加設計執(zhí)行機構(gòu)確定送紙機構(gòu)采用滾動摩擦遞紙機構(gòu) 切紙,插紙,推紙機構(gòu)都采用凸輪機構(gòu) 電機轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動機構(gòu)采用槽輪機構(gòu) 執(zhí)行機構(gòu)確定根據(jù)送紙機構(gòu)? 滾動摩擦遞紙機構(gòu): 由于有平臺支撐, 只需幾個滾子來傳送絕緣紙, 且用 橡膠制作可起到壓住絕緣紙便于切紙,插紙的作用。? 鏈動傳遞紙機構(gòu): 與平臺有所沖突, 且難以壓住絕緣紙。 使切刀插刀不能 正常工作。? 故選用滾動摩擦遞紙機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)確定根據(jù)? 曲柄滑塊機構(gòu)曲柄滑塊機構(gòu)是連桿機構(gòu)的一種,連桿機構(gòu)的一些傳動特點:八、? 1)連桿機構(gòu)中的運動副一般均為低副(因此,連桿

5、機構(gòu)也稱低副機構(gòu))。 低副兩運動副元素為面接觸, 壓強較小, 故可承受較大的載荷, 有利于潤 滑,磨損較小 ,此外,運動副元素的幾何形狀較簡單,便于加工制造。? 2)在連桿機構(gòu)中,當原動件的運動規(guī)律不變,可用改變各構(gòu)件的相對長 度來使從動件得到不同的運動規(guī)律。? 3)在連桿機構(gòu)中,連桿上各點的軌跡是各種不同形狀的曲線(稱為連桿曲線),其形狀還隨著各構(gòu)件相對長度的改變而改變, 從而得到形式眾多 的連桿曲線,我們可以利用這些曲線來滿足不同軌跡的設計要求。? 此外,連桿機構(gòu)還可以很方便地用來達到增力, 擴大行程和實現(xiàn)遠距離傳 動等目的。執(zhí)行機構(gòu)確定根據(jù)? 連桿機構(gòu)也存在如下一些缺點:? 1)由于連桿

6、機構(gòu)的運動必須經(jīng)過中間構(gòu)件進行傳遞, 因而傳遞路線較長, 易產(chǎn)生較大的誤差累積,同時,也使機械效率降低。? 2)在連桿機構(gòu)運動過程中,連桿及滑塊的質(zhì)心都在作變速運動,所產(chǎn)生 的慣性力難于用一般平衡方法加以消除, 因而會增加機構(gòu)的動載荷, 所以 連桿機構(gòu)不宜用于高速運動。執(zhí)行機構(gòu)確定根據(jù)凸輪機構(gòu)? 凸輪機構(gòu)的最大優(yōu)點是 : 只要適當?shù)卦O計出凸輪的輪廓曲線 , 就可以使推 桿得到各種預期的運動規(guī)律 , 而且機構(gòu)簡單緊湊 .? 凸輪機構(gòu)的缺點是:凸輪廓線與推桿之間為點 , 線接觸 , 易磨損 , 所以凸輪 機構(gòu)多用在傳力不大的場合 . 且不適合高速運動因此:切紙,插紙,推紙機構(gòu)選用凸輪機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)確

7、定根據(jù)電機轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動機槽輪機構(gòu)的特點? 槽輪機構(gòu)的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單 , 外形尺寸小 , 其機械效率高 , 并能較平穩(wěn)地、 間歇地進行轉(zhuǎn)位。? 缺點:因傳動時尚存在柔性沖擊 , 故常用于速度不太高的場合。執(zhí)行機構(gòu)確定根據(jù)電機轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動機構(gòu)棘輪機構(gòu)的特點:? 棘輪機構(gòu)的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單 , 制造方便 , 運動可靠 ; 而且棘輪軸每次轉(zhuǎn)過角 度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。? 缺點:工作時有較大的沖擊和噪聲 , 而且運動精度較差 . 所以棘輪機構(gòu)常用 于速度較低和載荷不大的場合。? 故選用槽輪機構(gòu) 機械運動方案簡圖 電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙的工作過程 成卷的絕緣紙經(jīng)過輥子被送到工作平臺 ,切紙機向下運動 ,切

8、下絕緣紙 ,然后返 回. 絕緣紙在下個周期繼續(xù)向前運動 ,插紙機向下運動 ,然后返回,對折的紙被送 到槽內(nèi). 電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過六十度 ,插紙的同時推紙機向下運動 ,把紙推入槽內(nèi) . 機械運動循環(huán)圖 執(zhí)行機構(gòu)的設計及運算 切紙、插紙、推紙機構(gòu)尺寸的設計1凸輪機構(gòu)類型與基本尺寸的確定 凸輪類型:對心平底推桿盤行凸輪機構(gòu) 推桿運動規(guī)律:s= 0 (0<5 <90);s=14-14sin4/3(8 基圓半徑: 552、凸輪曲線的計算 凸輪曲線參數(shù)方程: x=(r0+s)sin 8 +(ds/d 8 )cos 8 y=(r0+s)cos 8 -(ds/d 8 )sin 8凸輪設計凸輪基圓直徑為1

9、10mm推桿行程為27mm|L凸輪轉(zhuǎn)過n弧度時水 平推桿以余弦加速度運動,后n弧度水平推桿位移不變。 切紙、插紙、推紙機構(gòu)由于切紙、插紙兩個動作有先后順序,所以設計時考慮將這兩個動作在兩段獨 立的紙上完成,先切紙,然后傳送到插紙?zhí)?。這樣的設計能大大簡化機構(gòu),便 于制造,降低產(chǎn)品成本。執(zhí)行機構(gòu)尺寸設計? 工作平臺的尺寸設計 : 我們的工作平臺的長度為 100毫米,其中 40毫米 用于切紙 ,40 毫米用插紙 , 多余部分用于放多于的絕緣紙。? 輥子的尺寸設計 :我們把輥子的周長設計為 30毫米,. 這樣的話 ,輥子每轉(zhuǎn)三分之四周可以送紙 40毫米。?槽輪機構(gòu)的尺寸設計:其主動撥盤大徑為 40mm

10、小徑為10mm圓銷直徑為 5mm槽輪我們設計為4槽,其大徑為,小徑為10mm槽深為這樣可以使 的主動撥盤工作一圈,從動槽輪轉(zhuǎn) 90 度傳動機構(gòu)確定? 機械傳動可用來實現(xiàn):? 降低或增高原動機輸出的速度,以適合執(zhí)行機構(gòu)的需要;? 采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構(gòu)的經(jīng)常變速要求;? 將原動機輸出的轉(zhuǎn)距,變換為執(zhí)行機構(gòu)的所需要的轉(zhuǎn)距或力;? 將原動機輸出的等速旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機構(gòu)所要求的, 其速度按某種規(guī) 律變化的旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)運動;? 由一個或幾個原動機驅(qū)動若干個相同或不同速度的執(zhí)行機構(gòu);? 由于受機體外型, 尺寸的限制, 或為了安全和操作方便, 執(zhí)行機構(gòu)不宜與 原動機直聯(lián)時,也需要用傳動裝置來連接。?

11、 機器的工作性能, 可靠性,重量和成本, 很大程度上也取決于傳動系統(tǒng)的 好壞。傳動機構(gòu)確定帶傳動? 優(yōu)點:帶傳動是具有中間撓性件的一種傳動,所以: 1)能緩和載荷沖擊; 2)運行平穩(wěn),無噪聲; 3)制造和安裝精度不象嚙合傳動那樣嚴格; 4) 過載時引起帶在帶輪上打滑。因而可防止其他零件的損壞; 5)可增加帶 長以適應中心距較大的工作條件(可達 15m)。? 缺點: 1 )有彈性滑動和打滑,使效率低下和不能保持準確的傳動比(同 步帶傳動是靠嚙合傳動的,所以可以保持傳動同步); 2)傳遞同樣大的 圓周力時,輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大; 3)帶的壽命較短 。? 應用范圍:?帶傳動的應用范圍很

12、廣。帶的工作速度一般為5m/s25m/s,使用高速環(huán)形膠帶時可達60m/s;使用錦綸片復合平帶時,可高達 80m/s。膠帆布平帶傳遞功率小于500kW 普通V帶傳遞功率小于700kW傳動機構(gòu)確定齒輪傳動? 優(yōu)點:和其他機械傳動比較,齒輪傳動的主要優(yōu)點是:工作可靠,使用壽 命長;瞬時傳動比為常數(shù);傳動效率高;結(jié)構(gòu)緊湊;功率和速度適用范圍 很廣等。? 缺點:齒輪制造需要專用機床和設備,成本較高;精度低時。振動和噪聲 較大;不宜用于軸間距離大的傳動等。? 基本要求:? 齒輪傳動應滿足下列兩項基本要求: 1)傳動平穩(wěn)要求瞬時傳動比不 變,盡量減小沖擊,振動和噪聲; 2)承載能力高要求在尺寸小,重 量輕

13、的前提下, 輪齒的強度高耐磨性好, 在預定使用期限內(nèi)不出現(xiàn)斷齒等 失效現(xiàn)象。? 故我們選取齒輪作為我們的傳動機構(gòu) 。傳動機構(gòu)尺寸確定? 我們一共設計了 4 個皮帶傳動機構(gòu)用于傳送。 如圖上面顯示, 尺寸和計算 在下面有具體的表述!數(shù)據(jù)處理及計算 : 電動機傳動:發(fā)動機由于轉(zhuǎn)速較高需減速單獨的減速系統(tǒng)進行 減速。由于發(fā)動的轉(zhuǎn)速是9 7 0 r /min,而連桿機構(gòu)的轉(zhuǎn)速為80r/min,其次工作臺面離地較遠 (約1200mm,可采用皮帶以及齒輪變速。其中通過皮帶傳送n2=970/=320 r/min則 n 二n4二(i 2/i 3)*(i 3/ i 4)* n4=80 r/min齒輪參數(shù)如下表齒輪模數(shù)(m齒數(shù)(z)壓力角24020380203'60204120204'350205350205'35020635020齒輪直徑齒數(shù)模數(shù)748242872362等速皮帶傳動輪直徑91045111230小組總結(jié)在這次機械原理課程設計中,我們小組成員體現(xiàn)出非常優(yōu) 秀的團隊合作精神,最后拿出了這個電子轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機的設 計方案。雖然我們每個人負責的部分工作量有差別,但大家毫 不計較,認真做好工作的每一個環(huán)節(jié)。這是一次相當愉快的經(jīng) 歷,我們感謝組內(nèi)的每一個成員。同時,也感謝邱老師為我們 提供了這么好的一個機會。另外,經(jīng)過這

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