機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)目 錄一、設(shè)計(jì)題目：電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)三、設(shè)計(jì)方案選擇四、所選方案的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖五、所選方案的尺寸設(shè)計(jì)六、小組總結(jié)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求 每分鐘嵌紙80次。 電機(jī)轉(zhuǎn)子尺寸：直徑d=35-50mm，長(zhǎng)度l=30-50mm。 工作臺(tái)面離地面距離約11001200mm。 要求機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單緊湊，工作可靠，噪聲較小。 工作原理 為了提高電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)是很有必要的。 嵌紙80插/分電極轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)控制信號(hào)成卷絕緣紙?jiān)肼暀C(jī)械能工藝動(dòng)作過(guò)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(duì)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(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子。間歇轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子使之進(jìn)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(zhǎng)度30mm 插入槽的深度：20mm,槽個(gè)數(shù)6個(gè) 每張絕緣紙長(zhǎng)40mm，寬30mm 平臺(tái)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(tái)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 方案二：異平臺(tái)凸輪機(jī)構(gòu) 方案三：異平臺(tái)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案一同平臺(tái)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 如圖所示，此方案中切刀和插刀在同 一平臺(tái)中工作。 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)較小巧 缺點(diǎn)：雖然調(diào)整切刀長(zhǎng)度可以使兩機(jī) 構(gòu)達(dá)到同步工作，但切刀右邊沒(méi)有固 定紙的機(jī)構(gòu)，

3、固難以順利切紙，若加 固紙機(jī)構(gòu)則插刀對(duì)折紙又有困難，較難兩全。且動(dòng)力機(jī)構(gòu)相靠太近易產(chǎn)生干擾 方案二異平臺(tái)凸輪機(jī)構(gòu) 如圖所示，此方案中切刀和插刀在 不同平臺(tái)工作，且由一凸輪帶動(dòng)兩 刀同步運(yùn)動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)：同步性較好。切刀切下的絕 緣紙?jiān)跐L輪下一周期內(nèi)傳送到后半 個(gè)平臺(tái)讓插刀對(duì)折?；ハ鄾](méi)有干擾方案三異平臺(tái)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 如圖所示，此方案中切刀和插刀在不同平 臺(tái)工作，由兩個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)一塊架 著插刀和切刀的板面工作 優(yōu)點(diǎn)：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(jī)械順利通 過(guò)某些特殊位置等目的。 缺點(diǎn)：有虛約束的機(jī)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(lái)詳加設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定送紙機(jī)構(gòu)采用滾動(dòng)摩擦遞紙機(jī)構(gòu)切紙，插紙，推紙機(jī)構(gòu)都采用凸輪機(jī)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用槽輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定根據(jù) 送紙機(jī)構(gòu) 滾動(dòng)摩擦遞紙機(jī)構(gòu)：由于有平臺(tái)支撐，只需幾個(gè)滾子來(lái)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(dòng)傳遞紙機(jī)構(gòu)：與平臺(tái)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(dòng)摩擦遞紙機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定根據(jù) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是連桿機(jī)構(gòu)的一種，連桿機(jī)構(gòu)的一些傳動(dòng)特點(diǎn)： 1）連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副一般均為低副（因此，連桿機(jī)構(gòu)也稱低副機(jī)構(gòu)）。低副兩運(yùn)動(dòng)副元素為面接觸，壓強(qiáng)較小，故可承受較大的載荷，有利于潤(rùn)滑，

5、磨損較小 ，此外，運(yùn)動(dòng)副元素的幾何形狀較簡(jiǎn)單，便于加工制造。 2）在連桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變，可用改變各構(gòu)件的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)使從動(dòng)件得到不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3）在連桿機(jī)構(gòu)中，連桿上各點(diǎn)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(duì)長(zhǎng)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(lái)滿足不同軌跡的設(shè)計(jì)要求。 此外，連桿機(jī)構(gòu)還可以很方便地用來(lái)達(dá)到增力，擴(kuò)大行程和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)等目的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定根據(jù) 連桿機(jī)構(gòu)也存在如下一些缺點(diǎn)： 1）由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)必須經(jīng)過(guò)中間構(gòu)件進(jìn)行傳遞，因而傳遞路線較長(zhǎng)，易產(chǎn)生較大的誤差累積，同時(shí)，也使機(jī)械效率降低。 2）在連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)

6、動(dòng)過(guò)程中，連桿及滑塊的質(zhì)心都在作變速運(yùn)動(dòng)，所產(chǎn)生的慣性力難于用一般平衡方法加以消除，因而會(huì)增加機(jī)構(gòu)的動(dòng)載荷，所以連桿機(jī)構(gòu)不宜用于高速運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定根據(jù)凸輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是:只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓曲線,就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊. 凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是：凸輪廓線與推桿之間為點(diǎn),線接觸,易磨損,所以凸輪機(jī)構(gòu)多用在傳力不大的場(chǎng)合.且不適合高速運(yùn)動(dòng)因此：切紙，插紙，推紙機(jī)構(gòu)選用凸輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定根據(jù) 電機(jī)轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)槽輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn): 槽輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小,其機(jī)械效率高,并能較平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位。 缺點(diǎn)：因傳動(dòng)時(shí)尚存在柔性沖擊,故常用于速度

7、不太高的場(chǎng)合。執(zhí)行機(jī)構(gòu)確定根據(jù) 電機(jī)轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)棘輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 棘輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,運(yùn)動(dòng)可靠;而且棘輪軸每次轉(zhuǎn)過(guò)角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲,而且運(yùn)動(dòng)精度較差.所以棘輪機(jī)構(gòu)常用于速度較低和載荷不大的場(chǎng)合。 故選用槽輪機(jī)構(gòu)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙的工作過(guò)程 成卷的絕緣紙經(jīng)過(guò)輥?zhàn)颖凰偷焦ぷ髌脚_(tái),切紙機(jī)向下運(yùn)動(dòng),切下絕緣紙,然后返回.絕緣紙?jiān)谙聜€(gè)周期繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),插紙機(jī)向下運(yùn)動(dòng),然后返回,對(duì)折的紙被送到槽內(nèi).電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)六十度,插紙的同時(shí)推紙機(jī)向下運(yùn)動(dòng),把紙推入槽內(nèi).機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及運(yùn)算 切紙、插紙、推紙機(jī)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)

8、1凸輪機(jī)構(gòu)類型與基本尺寸的確定凸輪類型：對(duì)心平底推桿盤(pán)行凸輪機(jī)構(gòu)推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律：s= 0 (090); s=14-14sin4/3(-157.5)基圓半徑：552、凸輪曲線的計(jì)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(jì)凸輪基圓直徑為110mm，推桿行程為27mm,且凸輪轉(zhuǎn)過(guò)弧度時(shí)水平推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)，后弧度水平推桿位移不變。切紙、插紙、推紙機(jī)構(gòu)由于切紙、插紙兩個(gè)動(dòng)作有先后順序，所以設(shè)計(jì)時(shí)考慮將這兩個(gè)動(dòng)作在兩段獨(dú)立的紙上完成，先切紙，然后傳送到插紙?zhí)帯＿@樣的設(shè)計(jì)能大大簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，便于制造，降低產(chǎn)品成本。執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 工作

9、平臺(tái)的尺寸設(shè)計(jì): 我們的工作平臺(tái)的長(zhǎng)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?zhàn)拥某叽缭O(shè)計(jì): 我們把輥?zhàn)拥闹荛L(zhǎng)設(shè)計(jì)為30毫米,.這樣的話,輥?zhàn)用哭D(zhuǎn)三分之四周可以送紙40毫米。 槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)：其主動(dòng)撥盤(pán)大徑為40mm,小徑為10mm,圓銷直徑為5mm.槽輪我們?cè)O(shè)計(jì)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(dòng)撥盤(pán)工作一圈，從動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)90度傳動(dòng)機(jī)構(gòu)確定 機(jī)械傳動(dòng)可用來(lái)實(shí)現(xiàn)： 降低或增高原動(dòng)機(jī)輸出的速度，以適合執(zhí)行機(jī)構(gòu)的需要； 采用變速傳動(dòng)來(lái)滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的經(jīng)常變速要求； 將原動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)距，變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的所需要的

10、轉(zhuǎn)距或力； 將原動(dòng)機(jī)輸出的等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)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(yùn)動(dòng)； 由一個(gè)或幾個(gè)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)相同或不同速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 由于受機(jī)體外型，尺寸的限制，或?yàn)榱税踩筒僮鞣奖悖瑘?zhí)行機(jī)構(gòu)不宜與原動(dòng)機(jī)直聯(lián)時(shí)，也需要用傳動(dòng)裝置來(lái)連接。 機(jī)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(dòng)系統(tǒng)的好壞。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)確定 帶傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：帶傳動(dòng)是具有中間撓性件的一種傳動(dòng)，所以：1）能緩和載荷沖擊；2）運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪聲；3）制造和安裝精度不象嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；4）過(guò)載時(shí)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(zhǎng)以適應(yīng)中心距較大的工作條件（可達(dá)15m）。 缺

11、點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率低下和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比（同步帶傳動(dòng)是靠嚙合傳動(dòng)的，所以可以保持傳動(dòng)同步）；2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大；3）帶的壽命較短。 應(yīng)用范圍： 帶傳動(dòng)的應(yīng)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(shí)可達(dá)60m/s；使用錦綸片復(fù)合平帶時(shí)，可高達(dá)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(dòng)機(jī)構(gòu)確定 齒輪傳動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。 缺點(diǎn)：齒輪制造需要專用機(jī)床和設(shè)備，成

12、本較高；精度低時(shí)。振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。 基本要求： 齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足下列兩項(xiàng)基本要求：1）傳動(dòng)平穩(wěn)要求瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，盡量減小沖擊，振動(dòng)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(qiáng)度高耐磨性好，在預(yù)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(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸確定 我們一共設(shè)計(jì)了4個(gè)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于傳送。如圖上面顯示，尺寸和計(jì)算在下面有具體的表述！數(shù)據(jù)處理及計(jì)算：電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)：發(fā)動(dòng)機(jī)由于轉(zhuǎn)速較高需減速單獨(dú)的減速系統(tǒng)進(jìn)行減速。由于發(fā)動(dòng)的轉(zhuǎn)速是/min，而連桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速為80r/min, 其次工作臺(tái)面離地較遠(yuǎn)（約1200mm），可采用皮帶以及

13、齒輪變速。其中通過(guò)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(dòng)輪直徑99.610451151.21230小組總結(jié) 在這次機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)中，我們小組成員體現(xiàn)出非常優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)合作精神，最后拿出了這個(gè)電子轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)的設(shè)計(jì)方案。雖然我們每個(gè)人負(fù)責(zé)的部分工作量有差別，但大家毫不計(jì)較，認(rèn)真做好工作的每一個(gè)環(huán)節(jié)。這是一次相當(dāng)愉快的經(jīng)歷，我們感謝組內(nèi)的每一個(gè)成員。同時(shí)，也感謝邱老師為我