机械原理课程设计电机转子嵌绝缘纸机.docx
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机械原理课程设计电机转子嵌绝缘纸机
机械原理课程设计
一、设计题目:
电机转子嵌绝缘纸机设计
二、设计任务
三、设计方案选择
四、所选方案的机构运动运动简图
五、所选方案的尺寸设计
六、小组总结
原始数据及设计要求
•每分钟嵌纸80次。
•电机转子尺寸:
直径D=35-50mm,长度L=30-50mm。
•工作台面离地面距离约1100~1200mm。
•要求机构的结构尽量简单紧凑,工作可靠,噪声较小。
工作原理
为了提高电机转子空槽内嵌入绝缘纸的生产效率和工作质量,构思一种高效电机转子嵌绝缘纸机是很有必要的。
工艺动作过程
•送纸。
将一定宽度、卷成一卷的绝缘纸送一定量到位;
•切纸。
按需要切下一段绝缘纸;
•插纸。
将插刀对折切下的绝缘纸,插入空槽内;
•推纸。
将插入槽内的绝缘纸推到要求的位置;
•间歇转动电机转子。
间歇转动转子使之进入下一工作循环。
原始数据确定
•电极转子直径:
50mm,长度30mm
•插入槽的深度:
20mm,槽个数6个
•每张绝缘纸长40mm,宽30mm
•平台离地面距离1200mm
方案选定
根据以上功能原理图,我们拟定了三种方案
•方案一:
同平台曲柄滑块机构
•方案二:
异平台凸轮机构
•方案三:
异平台曲柄滑块机构
方案一
同平台曲柄滑块机构
•如图所示,此方案中切刀和插刀在同
•一平台中工作。
•优点:
机构较小巧
•缺点:
虽然调整切刀长度可以使两机
•构达到同步工作,但切刀右边没有固
•定纸的机构,固难以顺利切纸,若加
•固纸机构则插刀对折纸又有困难,较难两全。
且动力机构相靠太近易产生干扰
方案二
异平台凸轮机构
•如图所示,此方案中切刀和插刀在
•不同平台工作,且由一凸轮带动两
•刀同步运动。
•优点:
同步性较好。
切刀切下的绝
•缘纸在滚轮下一周期内传送到后半
•个平台让插刀对折。
互相没有干扰
方案三
异平台曲柄滑块机构
•如图所示,此方案中切刀和插刀在不同平
•台工作,由两个曲柄滑块机构带动一块架
•着插刀和切刀的板面工作
•优点:
同方案二
•带入虚约束能够改善构件的受力情况,增
•加构件的刚度,或保证机械顺利通
•过某些特殊位置等目的。
•缺点:
有虚约束的机构,其相关尺寸的制
•造精度较高,从而增加了制造成本
方案确定
根据上述分析我们选择了方案二来详加设计
执行机构确定
送纸机构采用滚动摩擦递纸机构
切纸,插纸,推纸机构都采用凸轮机构
电机转子间隙转动机构采用槽轮机构
执行机构确定根据
——送纸机构
•滚动摩擦递纸机构:
由于有平台支撑,只需几个滚子来传送绝缘纸,且用橡胶制作可起到压住绝缘纸便于切纸,插纸的作用。
•链动传递纸机构:
与平台有所冲突,且难以压住绝缘纸。
使切刀插刀不能正常工作。
•故选用滚动摩擦递纸机构
执行机构确定根据
•曲柄滑块机构曲柄滑块机构是连杆机构的一种,连杆机构的一些传动特点:
•1)连杆机构中的运动副一般均为低副(因此,连杆机构也称低副机构)。
低副两运动副元素为面接触,压强较小,故可承受较大的载荷,有利于润滑,磨损较小,此外,运动副元素的几何形状较简单,便于加工制造。
•2)在连杆机构中,当原动件的运动规律不变,可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。
•3)在连杆机构中,连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线(称为连杆曲线),其形状还随着各构件相对长度的改变而改变,从而得到形式众多的连杆曲线,我们可以利用这些曲线来满足不同轨迹的设计要求。
•此外,连杆机构还可以很方便地用来达到增力,扩大行程和实现远距离传动等目的。
执行机构确定根据
•连杆机构也存在如下一些缺点:
•1)由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递,因而传递路线较长,易产生较大的误差累积,同时,也使机械效率降低。
•2)在连杆机构运动过程中,连杆及滑块的质心都在作变速运动,所产生的惯性力难于用一般平衡方法加以消除,因而会增加机构的动载荷,所以连杆机构不宜用于高速运动。
执行机构确定根据
凸轮机构
•凸轮机构的最大优点是:
只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且机构简单紧凑.
•凸轮机构的缺点是:
凸轮廓线与推杆之间为点,线接触,易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合.且不适合高速运动
因此:
切纸,插纸,推纸机构选用凸轮机构
执行机构确定根据
——电机转子间隙转动机
槽轮机构的特点:
•槽轮机构的优点:
结构简单,外形尺寸小,其机械效率高,并能较平稳地、间歇地进行转位。
•缺点:
因传动时尚存在柔性冲击,故常用于速度不太高的场合。
执行机构确定根据
——电机转子间隙转动机构
棘轮机构的特点:
•棘轮机构的优点:
结构简单,制造方便,运动可靠;而且棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大范围内调节。
•缺点:
工作时有较大的冲击和噪声,而且运动精度较差.所以棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合。
•故选用槽轮机构
机械运动方案简图
电机转子嵌绝缘纸的工作过程
成卷的绝缘纸经过辊子被送到工作平台,切纸机向下运动,切下绝缘纸,然后返回.绝缘纸在下个周期继续向前运动,插纸机向下运动,然后返回,对折的纸被送到槽内.电机转子转过六十度,插纸的同时推纸机向下运动,把纸推入槽内.
机械运动循环图
执行机构的设计及运算
切纸、插纸、推纸机构尺寸的设计
1.凸轮机构类型与基本尺寸的确定
凸轮类型:
对心平底推杆盘行凸轮机构
推杆运动规律:
s=0(0<δ<90);
s=14-14sin[4/3(δ-157.5)]
基圆半径:
55
2、凸轮曲线的计算
凸轮曲线参数方程:
x=(r0+s)sinδ+(ds/dδ)cosδ
y=(r0+s)cosδ-(ds/dδ)sinδ
凸轮设计
凸轮基圆直径为110mm,推杆行程为27mm,且凸轮转过π弧度时水平推杆以余弦加速度运动,后π弧度水平推杆位移不变。
切纸、插纸、推纸机构
由于切纸、插纸两个动作有先后顺序,所以设计时考虑将这两个动作在两段独立的纸上完成,先切纸,然后传送到插纸处。
这样的设计能大大简化机构,便于制造,降低产品成本。
执行机构尺寸设计
•工作平台的尺寸设计:
我们的工作平台的长度为100毫米,其中40毫米用于切纸,40毫米用插纸,多余部分用于放多于的绝缘纸。
•辊子的尺寸设计:
我们把辊子的周长设计为30毫米,.这样的话,辊子每转三分之四周可以送纸40毫米。
•槽轮机构的尺寸设计:
其主动拨盘大径为40mm,小径为10mm,圆销直径为5mm.槽轮我们设计为4槽,其大径为86.6mm,小径为10mm,槽深为33.3mm.这样可以使的主动拨盘工作一圈,从动槽轮转90度
传动机构确定
•机械传动可用来实现:
•降低或增高原动机输出的速度,以适合执行机构的需要;
•采用变速传动来满足执行机构的经常变速要求;
•将原动机输出的转距,变换为执行机构的所需要的转距或力;
•将原动机输出的等速旋转运动转变为执行机构所要求的,其速度按某种规律变化的旋转或非旋转运动;
•由一个或几个原动机驱动若干个相同或不同速度的执行机构;
•由于受机体外型,尺寸的限制,或为了安全和操作方便,执行机构不宜与原动机直联时,也需要用传动装置来连接。
•机器的工作性能,可靠性,重量和成本,很大程度上也取决于传动系统的好坏。
传动机构确定
——带传动
•优点:
带传动是具有中间挠性件的一种传动,所以:
1)能缓和载荷冲击;2)运行平稳,无噪声;3)制造和安装精度不象啮合传动那样严格;4)过载时引起带在带轮上打滑。
因而可防止其他零件的损坏;5)可增加带长以适应中心距较大的工作条件(可达15m)。
•缺点:
1)有弹性滑动和打滑,使效率低下和不能保持准确的传动比(同步带传动是靠啮合传动的,所以可以保持传动同步);2)传递同样大的圆周力时,轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大;3)带的寿命较短。
•应用范围:
•带传动的应用范围很广。
带的工作速度一般为5m/s~25m/s,使用高速环形胶带时可达60m/s;使用锦纶片复合平带时,可高达80m/s。
胶帆布平带传递功率小于500kW,普通V带传递功率小于700kW
传动机构确定
——齿轮传动
•优点:
和其他机械传动比较,齿轮传动的主要优点是:
工作可靠,使用寿命长;瞬时传动比为常数;传动效率高;结构紧凑;功率和速度适用范围很广等。
•缺点:
齿轮制造需要专用机床和设备,成本较高;精度低时。
振动和噪声较大;不宜用于轴间距离大的传动等。
•基本要求:
•齿轮传动应满足下列两项基本要求:
1)传动平稳——要求瞬时传动比不变,尽量减小冲击,振动和噪声;2)承载能力高——要求在尺寸小,重量轻的前提下,轮齿的强度高耐磨性好,在预定使用期限内不出现断齿等失效现象。
•故我们选取齿轮作为我们的传动机构。
传动机构尺寸确定
•我们一共设计了4个皮带传动机构用于传送。
如图上面显示,尺寸和计算在下面有具体的表述!
数据处理及计算:
电动机传动:
发动机由于转速较高需减速单独的减速系统进行减速。
由于发动的转速是970r/min,而连杆机构的转速为80r/min,其次工作台面离地较远(约1200mm),可采用皮带以及齿轮变速。
其中通过皮带传送n2=970/3.03=320r/min
则n5=n4=((i2/i3)*(i3/i4))*n4=80r/min
齿轮参数如下表
齿轮
模数(m)
齿数(z)
压力角
2
2.5
40
20
3
2.5
80
20
3’
2.5
60
20
4
2.5
120
20
4’
3
50
20
5
3
50
20
5’
3
50
20
6
3
50
20
齿轮
直径
齿数
模数
7
48
24
2
8
72
36
2
等速皮带传动轮
直径
9
9.6
10
45
11
51.2
12
30
小组总结
在这次机械原理课程设计中,我们小组成员体现出非常优秀的团队合作精神,最后拿出了这个电子转子嵌绝缘纸机的设计方案。
虽然我们每个人负责的部分工作量有差别,但大家毫不计较,认真做好工作的每一个环节。
这是一次相当愉快的经历,我们感谢组内的每一个成员。
同时,也感谢邱老师为我们提供了这么好的一个机会。
另外,经过这次实习,我真正感受到了实践的重要性,有一些想出来的东西我总是自然而然的认为它们正确,等到真正把自己所想的东西造出来时才发现,它们根本不能动,更不用说按给定规律动,可见以前的一些东西我掌握的过于浅薄.而且这种设计很能考察我们的分析问题、解决问题的能力,以及全方位考虑问题的能力.例如,平行放置的两导辊的转动方向如何,这一类的细节问题在一开始时我都忽略了不少。