機械原理課程設(shè)計電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機

1、機械原理課程設(shè)計目 錄一、設(shè)計題目：電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機設(shè)計二、設(shè)計任務三、設(shè)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(shè)計六、小組總結(jié)原始數(shù)據(jù)及設(shè)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11001200mm。 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。 嵌紙80插/分電極轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機控制信號成卷絕緣紙噪聲機械能工藝動作過程 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

2、段絕緣紙； 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，但切刀右邊沒有固 定紙的機構(gòu)，

3、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

4、據(jù)上述分析我們選擇了方案二來詳加設(shè)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： 1）連桿機構(gòu)中的運動副一般均為低副（因此，連桿機構(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，

5、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(shè)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

6、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(shè)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

7、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(shè)計及運算 切紙、插紙、推紙機構(gòu)尺寸的設(shè)計

8、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 (090); s=14-14sin4/3(-157.5)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+(ds/d)cosy=(r0+s)cos-(ds/d)sin 凸輪設(shè)計凸輪基圓直徑為110mm，推桿行程為27mm,且凸輪轉(zhuǎn)過弧度時水平推桿以余弦加速度運動，后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(shè)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)帯＿@樣的設(shè)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(shè)計 工作

9、平臺的尺寸設(shè)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(shè)計: 我們把輥子的周長設(shè)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(shè)計：其主動撥盤大徑為40mm,小徑為10mm,圓銷直徑為5mm.槽輪我們設(shè)計為4槽，其大徑為86.6mm，小徑為10mm，槽深為33.3mm.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

10、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。 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

11、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(shè)備，成

12、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(shè)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/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

13、齒輪變速。其中通過皮帶傳送n2=970/3.03=320 r/min則n5 =n4=（i2/i3）*(i3/i4）)*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22.5402032.5802032.5602042.512020435020535020535020635020齒輪直徑齒數(shù)模數(shù)748242872362等速皮帶傳動輪直徑99.610451151.21230小組總結(jié) 在這次機械原理課程設(shè)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(shè)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