電機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機設(shè)計

1、荊楚理工學(xué)院課程設(shè)計成果 學(xué)院： 機械工程學(xué)院 班 級： 11級機制三班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 設(shè)計地點（單位）： A1-301 設(shè)計題目： 電動機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機 完成日期： 2015年 1 月 2 日 指導(dǎo)教師評語： _ 成績（五級記分制）： 教師簽名： 目 錄一、設(shè)計題目 1.1 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求11.2工作原理1 1.3工藝動作過程1二、原動機的選擇2三、擬定循環(huán)圖3四、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計 4.1送紙機構(gòu)的的設(shè)計44.2 切紙、插紙機構(gòu)的設(shè)計54.3 推紙機構(gòu)的設(shè)計9 4.4電機轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動機設(shè)計105、 傳動方案的確定116、 機械運動循環(huán)圖127、 機構(gòu)的尺寸設(shè)計7.1工作平臺的尺寸設(shè)

2、計137.2輥子的尺寸設(shè)計137.3凸輪的尺寸設(shè)計137.4推桿機構(gòu)的尺寸設(shè)計157.5槽輪機構(gòu)的尺寸設(shè)計158、 總體安裝圖17 課程設(shè)計總結(jié)18 參考文獻19一、設(shè)計題目1.1原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 每分鐘嵌紙60次。 電機轉(zhuǎn)子尺寸：直徑D=60mm，長度L=55mm。 工作臺面離地面距離約1000mm。 要求機構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡量簡單緊湊，工作可靠，噪聲較小。 1.2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1.3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

3、； 切紙:按需要切下一段絕緣紙； 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1000mm二、原動機的選擇 類型名稱機構(gòu)特征優(yōu)缺點及應(yīng)用范圍一般異步電動機Y系列三相異步電動機該系列電動機能防止水滴，灰塵，鐵屑或其他雜物侵入電機內(nèi)部，它是我國近年來研制成功的節(jié)能型電動機運行可靠壽命長，使用維護方便，性能優(yōu)良，體積小，質(zhì)量輕，轉(zhuǎn)動慣量小，用料省等 適用于不含易燃，易爆或腐蝕性氣

4、體的場所和無特殊性能要求的機械上，如：金屬切削機床，水泵，鼓風(fēng)機，運輸機械，礦山機械，攪拌機，農(nóng)業(yè)機械，食品機械等YZ,YZR系列起重及冶金用三相異步電動機采用封閉式外部風(fēng)冷機構(gòu)具有較高的機械強度及過載能力，能承受經(jīng)常的機械沖擊及振動，轉(zhuǎn)動慣量小，過載能力大，適用于經(jīng)?？焖賳蛹澳孓D(zhuǎn)，電氣及機械制動的場合，還適用于有過負荷，有顯著振動和沖擊的設(shè)備，如：各種形式的起重，牽引機械及冶金設(shè)備的電力拖動變速異步電動機YD系列變極多速三相異步電動機是取代JD系列變級多速三相異步電動機的更新?lián)Q代產(chǎn)品，其機械結(jié)構(gòu)與Y系列相同具有雙速，三速，四速三種調(diào)整范圍，轉(zhuǎn)速可逐級調(diào)節(jié)，適用于各式萬能和專用金屬切削機床，

5、木工機床以及起重傳動設(shè)備等需要多級調(diào)速傳動的裝置，還可驅(qū)動高頻發(fā)電機，借以改變高頻電動機的轉(zhuǎn)速防爆異步電動機YB、JA系列防爆異步電機結(jié)構(gòu)與Y系列相似，為了滿足防暴，適當(dāng)加固具有運行可靠，使用安全，壽命長，維修方便，性能優(yōu)良，重量輕，體積小，轉(zhuǎn)動慣量小和用料省等優(yōu)點。適用于具有爆炸危險性混合物的場所電磁調(diào)速三相異步電動機YCD電磁調(diào)速三相異步電動機有組合式和整體式兩種結(jié)構(gòu)。這兩種調(diào)速電動機均為防護式，空氣自冷，臥式安裝，且無碳刷，集電環(huán)等滑動接觸部件具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠，速度調(diào)節(jié)均勻平滑，無失控區(qū)，使用維護方便等優(yōu)點。對于啟動力矩高，慣性大的負載有緩沖啟動的作用，同時有防止過載等保護作用。適用于

6、恒轉(zhuǎn)矩負載的速度調(diào)節(jié)和張力控制的場合。更適用于鼓風(fēng)機和泵類負載場合。它廣泛用于紡織，印染，水泥，造紙，印刷，食品，冶金，橡膠，塑料，制糖，攪拌，鼓風(fēng)，水泵，纖維，線纜等工業(yè)部門，作動力，傳輸，自控用等直流電動機 Z4系列直流電動機采用多角形結(jié)構(gòu)，空間利用率高。定子磁扼為疊片式，磁極安裝有準確定位，因而換向良好具有運行可靠，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較高，用料省，體積小，質(zhì)量輕，性能好，工藝先進合理，廣泛用于金屬切削機床和造紙，水泥，鋼鐵，染織等部門控制電機BF系列步進電動機步進電動機的機械角位移與脈沖數(shù)量嚴格成正比，以改變脈沖頻率實現(xiàn)調(diào)速BF系列步進電動機具有定位精度高，同步運行特性好，調(diào)速范圍寬，能快速啟

7、動，反轉(zhuǎn)和定位等特點，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床，計算機外圍設(shè)備，各種自動控制裝置，自動調(diào)節(jié)儀表裝置中作執(zhí)行和驅(qū)動元件SL系列交流伺服電機SL系列交流伺服電機為鼠籠轉(zhuǎn)子式兩相伺服電動機其功用是將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)檩S上的機械轉(zhuǎn)矩。它具有良好的可控性，啟動和制動迅速，無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，電機運行平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而均勻下降。本系列伺服電動機廣泛用于自動控制隨動系統(tǒng)和計算機技術(shù)裝置中作執(zhí)行元件SZ系列直流伺服電機SL系列直流伺服電機系電磁式直流伺服電機它具有機械特性，調(diào)節(jié)特性線性度好。調(diào)速范圍廣，啟動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點。廣泛用于自動控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，亦可作驅(qū)動元件表1.2-1根據(jù)各種電動機特點和應(yīng)用范圍，以及設(shè)計的電動

8、機轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機的結(jié)構(gòu)特點，工作環(huán)境等各方面的綜合因素，為很好的滿足此機構(gòu)的要求，我們選取Y160M2-8型電動機，轉(zhuǎn)速n=720r/min，功率p=5.5kw,功率因數(shù)cos=0.74。3、 擬定循環(huán)圖四、執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計4.1送紙機構(gòu)的設(shè)計滾動摩擦遞紙機構(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。故選滾動摩擦遞紙機構(gòu)送紙機構(gòu)采用滾動摩擦遞紙機構(gòu),如圖4.1-1 圖4.1-14.2切紙、插紙機構(gòu)的設(shè)計方案一：同平臺曲柄滑塊機構(gòu) 圖4.2-1 如圖4.2-1所示，此方案中

9、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)，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4.2-2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。互相沒有干擾 圖4.2-2方案三異平臺曲柄滑塊機構(gòu) 圖4.2-3如圖4.2-3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:插刀用曲柄滑塊機構(gòu)可有急回特性

10、,切紙刀用凸輪機構(gòu)設(shè)計簡單,運動精度較高.可以揚長避短,生產(chǎn)效率相對較高。缺點:由于插刀和切紙刀機構(gòu)不同,所以軸心不在同一條直線上.傳動機構(gòu)設(shè)計比較困難,同時傳動效率也會降低。凸輪機構(gòu)凸輪機構(gòu)的最大優(yōu)點是:只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計出凸輪的輪廓曲線,就可以使推桿得到各種預(yù)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)4.3推紙機構(gòu)的設(shè)計曲柄滑塊機構(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

11、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(dāng)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。推紙機構(gòu)選擇曲柄滑塊機構(gòu)如圖4.3-1所示 圖4.3-14.4電機轉(zhuǎn)子間隙轉(zhuǎn)動機設(shè)計方案一槽輪機構(gòu)的特點:槽輪機構(gòu)的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)

12、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。方案二棘輪機構(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。方案方案三:不完全齒輪機構(gòu)優(yōu)點：機構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠。設(shè)計時運動靜止時間可在較大范圍內(nèi)變化。缺點：有較大沖擊，只適用于低速輕載場合。 分析了以上機構(gòu)方案，由于槽輪機構(gòu)方案在總體性能上要優(yōu)于其余機構(gòu)，故我們選擇槽輪機構(gòu)方案為最終設(shè)計方案。5、 傳動方案的確定傳動

13、裝置的類型及特點 常見的機械傳動裝置有帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動。其特點和性能如表5.1所示表5.1類別帶傳動齒輪傳動鏈傳動特點軸間距范圍大，工作平穩(wěn)、噪聲小、能緩和沖擊，吸收震動，摩擦性帶傳動有過載保護作用，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝要求不高，外廓尺寸較大。摩擦型帶有滑動，不能用于分度鏈，由于帶的摩擦起點，不宜用于易燃易爆的地方，軸和軸承上的作用力大，帶的壽命比較短。承載能力和速度范圍大，傳動比恒定，采用行星傳動可獲得很大的傳動比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安裝精度要求高，精度低時，運轉(zhuǎn)有噪音，無過載保護作用。軸間距范圍大，傳動比恒定，鏈條組成件間形成的油膜能吸震對惡劣環(huán)境有一定的適應(yīng)能

14、力，工作可靠，作用在軸上的載荷小，運轉(zhuǎn)的瞬時速度不平均。高速時不如帶傳動平穩(wěn)，齒形鍵較好，鏈條工作時，特別是因磨損產(chǎn)生伸長以后，容易引起共振，因而需增設(shè)張緊和減震裝置。效率平帶0.940.98V帶0.900.94同步帶0.960.98與速度和制造精度有關(guān)圓柱齒輪直齒0.950.98斜齒和螺旋齒0.960.99圓錐齒輪直齒0.950.97曲線齒0.960.98滾子鏈v=10m/s 0.920.96因此采用帶傳動和此輪傳動。6、 機械運動循環(huán)圖6.1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

15、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).7、 機構(gòu)尺寸的設(shè)計7.1工作平臺的尺寸設(shè)計 我們的工作平臺長度為120mm，其中每張絕緣紙的長度為40mm，寬度為30mm，所以平臺的40mm用于切紙，40mm用于插紙，多余的部分用于放置絕緣紙,平臺寬為50mm。 7.2輥子的尺寸的設(shè)計 我們把輥子的周長設(shè)計為240mm，這樣的話，輥子每轉(zhuǎn)六分之一周可以送紙40mm。7.3凸輪的設(shè)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 (090); s=14-14sin4/3(-157.5)基圓半徑：55mm2、凸輪曲

16、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。從動件推程作簡諧運動的運動方程為 從動件在回程作簡諧運動的運動方程為切紙、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。7.4推桿機構(gòu)尺寸的設(shè)計 我們把推紙機構(gòu)同樣設(shè)計為曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄滑塊機構(gòu)中曲柄長度為10mm，連桿長度 為20mm，這

17、樣使滑塊的推程為20mm，機構(gòu)的體積相對較小。7.5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，槽輪設(shè)計為6個槽，其大徑為86.6mm，小徑為10mm，槽深為33.3mm，這樣可以使得主動撥盤工作一周，從動槽輪轉(zhuǎn)60度。槽輪的轉(zhuǎn)速為n1=60/6=10r/min則撥盤的轉(zhuǎn)速為10*6=60r/min已知所選的電動機為720r/min，則得到總傳動比i=12只需要設(shè)計兩對外嚙合的齒輪即可滿足所需的要求1、取Z1=20,m=2，則得Z2=60,m=2. i12=3；2、去Z2=18,m=2，則的Z3=72,m=2. i23=4；即有i13=12如圖7.5-1所示

18、齒輪齒數(shù)模數(shù)（mm）壓力角（度）Z120220Z260220Z218220Z372220 表7.5-1 傳送帶傳動比例選擇i=1八、總體安裝圖 課程設(shè)計總結(jié) 這次的課程設(shè)計雖然跨的時間很長，但這也使我有更的時間去查詢資料，把這次的課程設(shè)計作的更加的詳細，這也使我學(xué)到了很多的知識。 首先，作為一個設(shè)計者應(yīng)該對機構(gòu)能實現(xiàn)的功能有充分的理解和掌握。在進行設(shè)計時，一定要注意各個機構(gòu)在時間和空間上動作的協(xié)調(diào)性和一致性，同時再設(shè)計機構(gòu)時應(yīng)該從工作需要的角度出發(fā)進行設(shè)計。其次，我認識到設(shè)計是一個持續(xù)的工作，從提出方案到最后整體設(shè)計的完成需要充分的考慮。我們在進行設(shè)計時不斷的發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，在這個過程中獲得了極大提高。雖然在這次的課程設(shè)計中出現(xiàn)了不少的錯誤，但我能將錯誤