機械原理課程設計電機轉子嵌絕緣紙機

1、機械原理課程設計目 錄一、設計題目：電機轉子嵌絕緣紙機設計二、設計任務三、設計方案選擇四、所選方案的機構運動運動簡圖五、所選方案的尺寸設計六、小組總結原始數(shù)據(jù)及設計要求 每分鐘嵌紙80次。 電機轉子尺寸：直徑D=35-50mm，長度L=30-50mm。 工作臺面離地面距離約11001200mm。 要求機構的結構盡量簡單緊湊，工作可靠，噪聲較小。 工作原理 為了提高電機轉子空槽內嵌入絕緣紙的生產效率和工作質量，構思一種高效電機轉子嵌絕緣紙機是很有必要的。 嵌紙80插/分電極轉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； 推紙。將插入槽內的絕緣紙推到要求的位置； 間歇轉動電機轉子。間歇轉動轉子使之進入下一工作循環(huán)。 原始數(shù)據(jù)確定 電極轉子直徑：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 方案二：異平臺凸輪機構 方案三：異平臺曲柄滑塊機構方案一同平臺曲柄滑塊機構 如圖所示，此方案中切刀和插刀在同 一平臺中工作。 優(yōu)點：機構較小巧 缺點：雖然調整切刀長度可以使兩機 構達到同步工作，但切刀右邊沒有固 定紙的機構，

3、固難以順利切紙，若加 固紙機構則插刀對折紙又有困難，較難兩全。且動力機構相靠太近易產生干擾 方案二異平臺凸輪機構 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 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件的受力情況，增 加構件的剛度，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，其相關尺寸的制 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計執(zhí)行機構確定送紙機構采用滾動摩擦遞紙機構切紙，插紙，推紙機構都采用凸輪機構電機轉子間隙轉動機構采用槽輪機構執(zhí)行機構確定根據(jù) 送紙機構 滾動摩擦遞紙機構：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：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執(zhí)行機構確定根據(jù) 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構是連桿機構的一種，連桿機構的一些傳動特點： 1）連桿機構中的運動副一般均為低副（因此，連桿機構也稱低副機構）。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）在連桿機構中，當原動件的運動規(guī)律不變，可用改變各構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)行機構確定根據(jù) 連桿機構也存在如下一些缺點： 1）由于連桿機構的運動必須經過中間構件進行傳遞，因而傳遞路線較長，易產生較大的誤差累積，同時，也使機械效率降低。 2）在連桿機構運

6、動過程中，連桿及滑塊的質心都在作變速運動，所產生的慣性力難于用一般平衡方法加以消除，因而會增加機構的動載荷，所以連桿機構不宜用于高速運動。執(zhí)行機構確定根據(jù)凸輪機構 凸輪機構的最大優(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,而且機構簡單緊湊. 凸輪機構的缺點是：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，推紙機構選用凸輪機構執(zhí)行機構確定根據(jù) 電機轉子間隙轉動機槽輪機構的特點: 槽輪機構的優(yōu)點：結構簡單,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)行機構確定根據(jù) 電機轉子間隙轉動機構棘輪機構的特點： 棘輪機構的優(yōu)點：結構簡單,制造方便,運動可靠;而且棘輪軸每次轉過角度的大小可以在較大范圍內調節(jié)。 缺點：工作時有較大的沖擊和噪聲,而且運動精度較差.所以棘輪機構常用于速度較低和載荷不大的場合。 故選用槽輪機構機械運動方案簡圖 電機轉子嵌絕緣紙的工作過程 成卷的絕緣紙經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.電機轉子轉過六十度,插紙的同時推紙機向下運動,把紙推入槽內.機械運動循環(huán)圖執(zhí)行機構的設計及運算 切紙、插紙、推紙機構尺寸的設計

8、1凸輪機構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 凸輪設計凸輪基圓直徑為110mm，推桿行程為27mm,且凸輪轉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)帯＿@樣的設計能大大簡化機構，便于制造，降低產品成本。執(zhí)行機構尺寸設計 工作

9、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,輥子每轉三分之四周可以送紙40毫米。 槽輪機構的尺寸設計：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90度傳動機構確定 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)行機構的需要； 采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構的經常變速要求； 將原動機輸出的轉距，變換為執(zhí)行機構的所需要的

10、轉距或力； 將原動機輸出的等速旋轉運動轉變?yōu)閳?zhí)行機構所要求的，其速度按某種規(guī)律變化的旋轉或非旋轉運動； 由一個或幾個原動機驅動若干個相同或不同速度的執(zhí)行機構； 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；結構緊湊；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

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。傳動機構尺寸確定 我們一共設計了4個皮帶傳動機構用于傳送。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)動的轉速是/min，而連桿機構的轉速為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 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歷，我們感謝組內的每一個成員。同時