機械原理課程設計-電機轉子嵌絕緣紙機

1、<p><b>　　機械原理課程設計</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設計題目：電機轉子嵌絕緣紙機設計</p><p><b>　　二、設計任務</b></p><p><b>　　三、設計方案選擇</b&

2、gt;</p><p>　　四、所選方案的機構運動運動簡圖</p><p>　　五、所選方案的尺寸設計</p><p><b>　　六、小組總結</b></p><p>　　原始數據及設計要求 </p><p>　　每分鐘嵌紙80次。 </p><p>　　電機轉子尺寸：直

3、徑D=35-50mm，長度L=30-50mm。 </p><p>　　工作臺面離地面距離約1100～1200mm。 </p><p>　　要求機構的結構盡量簡單緊湊，工作可靠，噪聲較小。 </p><p><b>　　工作原理 </b></p><p>　　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

4、效電機轉子嵌絕緣紙機是很有必要的。 </p><p><b>　　工藝動作過程 </b></p><p>　　送紙。將一定寬度、卷成一卷的絕緣紙送一定量到位； </p><p>　　切紙。按需要切下一段絕緣紙； </p><p>　　插紙。將插刀對折切下的絕緣紙，插入空槽內； </p><p>　

5、　推紙。將插入槽內的絕緣紙推到要求的位置； </p><p>　　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)。 </p><p><b>　　原始數據確定</b></p><p>　　電極轉子直徑：50mm,長度30mm</p><p>　　插入槽的深度：20mm,槽個數6個</p><p&g

6、t;　　每張絕緣紙長40mm，寬30mm</p><p>　　平臺離地面距離1200mm</p><p><b>　　方案選定</b></p><p>　　根據以上功能原理圖，我們擬定了三種方案</p><p>　　方案一：同平臺曲柄滑塊機構</p><p>　　方案二：異平臺凸輪機構</p

7、><p>　　方案三：異平臺曲柄滑塊機構</p><p><b>　　方案一</b></p><p><b>　　同平臺曲柄滑塊機構</b></p><p>　　如圖所示，此方案中切刀和插刀在同</p><p><b>　　一平臺中工作。</b></p

8、><p>　　優(yōu)點：機構較小巧 </p><p>　　缺點：雖然調整切刀長度可以使兩機 </p><p>　　構達到同步工作，但切刀右邊沒有固 </p><p>　　定紙的機構，固難以順利切紙，若加</p><p>　　固紙機構

9、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</p><p><b>　　方案二</b></p><p><b>　　異平臺凸輪機構</b></p><p>　　如圖所示，此方案中切刀和插刀在</p><p>　　不同平臺工作，且由一凸輪帶動兩</p><p>

10、;<b>　　刀同步運動。</b></p><p>　　優(yōu)點：同步性較好。切刀切下的絕</p><p>　　緣紙在滾輪下一周期內傳送到后半</p><p>　　個平臺讓插刀對折?；ハ鄾]有干擾</p><p><b>　　方案三</b></p><p><b>　　異

11、平臺曲柄滑塊機構</b></p><p>　　如圖所示，此方案中切刀和插刀在不同平</p><p>　　臺工作，由兩個曲柄滑塊機構帶動一塊架</p><p>　　著插刀和切刀的板面工作</p><p><b>　　優(yōu)點：同方案二</b></p><p>　　帶入虛約束能夠改善構件的受力

12、情況，增</p><p>　　加構件的剛度，或保證機械順利通</p><p>　　過某些特殊位置等目的。</p><p>　　缺點：有虛約束的機構，其相關尺寸的制</p><p>　　造精度較高，從而增加了制造成本</p><p><b>　　方案確定</b></p><p&g

13、t;　　根據上述分析我們選擇了方案二來詳加設計</p><p><b>　　執(zhí)行機構確定</b></p><p>　　送紙機構采用滾動摩擦遞紙機構</p><p>　　切紙，插紙，推紙機構都采用凸輪機構</p><p>　　電機轉子間隙轉動機構采用槽輪機構</p><p>　　執(zhí)行機構確定根據

14、 ——送紙機構</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　故選用滾動摩擦遞紙機構</p&

15、gt;<p><b>　　執(zhí)行機構確定根據</b></p><p>　　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：</p><p>　　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，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。&

16、lt;/p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　此外，連桿機構還可以很

17、方便地用來達到增力，擴大行程和實現遠距離傳動等目的。</p><p><b>　　執(zhí)行機構確定根據</b></p><p>　　連桿機構也存在如下一些缺點：</p><p>　　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。</p><p>　　2）在連桿

18、機構運動過程中，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。</p><p><b>　　執(zhí)行機構確定根據</b></p><p><b>　　凸輪機構</b></p><p>　　凸輪機構的最大優(yōu)點是:只要適當地設計出凸輪的輪廓曲線,就可

19、以使推桿得到各種預期的運動規(guī)律,而且機構簡單緊湊.</p><p>　　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</p><p>　　因此：切紙，插紙，推紙機構選用凸輪機構</p><p>　　執(zhí)行機構確定根據 ——電機轉子間隙轉動機</p>&l

20、t;p><b>　　槽輪機構的特點:</b></p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　執(zhí)行機構確定根據 ——電機轉子間隙轉動機構</p

21、><p><b>　　棘輪機構的特點：</b></p><p>　　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)。</p><p>　　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。</p><p><b>　　故選用

22、槽輪機構</b></p><p>　　機械運動方案簡圖 </p><p>　　電機轉子嵌絕緣紙的工作過程 </p><p>　　成卷的絕緣紙經過輥子被送到工作平臺,切紙機向下

23、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.</p><p><b>　　機械運動循環(huán)圖</b></p><p>　　執(zhí)行機構的設計及運算 </p><p>　　切紙、插紙、推紙機構尺寸的設計</p><p

24、>　　1．凸輪機構類型與基本尺寸的確定</p><p>　　凸輪類型：對心平底推桿盤行凸輪機構</p><p>　　推桿運動規(guī)律：s= 0 (0<δ<90); </p><p>　　s=14-14sin[4/3(δ-157.5)]</p><p><b>　　基圓半徑：55</b></p>

25、;<p><b>　　2、凸輪曲線的計算</b></p><p><b>　　凸輪曲線參數方程：</b></p><p>　　x=(r0+s)sinδ+(ds/dδ)cosδ</p><p>　　y=(r0+s)cosδ-(ds/dδ)sinδ </p><p><b>　　

26、凸輪設計</b></p><p>　　凸輪基圓直徑為110mm，推桿行程為27mm,且凸輪轉過π弧度時水平推桿以余弦加速度運動，后π弧度水平推桿位移不變。</p><p>　　切紙、插紙、推紙機構</p><p>　　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

27、于制造，降低產品成本。</p><p><b>　　執(zhí)行機構尺寸設計</b></p><p>　　工作平臺的尺寸設計: 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。</p><p>　　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

28、米。</p><p>　　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</p><p><b>　　傳動機構確定</b></p><p>　　機械傳動可用來實現：</p>

29、<p>　　降低或增高原動機輸出的速度，以適合執(zhí)行機構的需要；</p><p>　　采用變速傳動來滿足執(zhí)行機構的經常變速要求；</p><p>　　將原動機輸出的轉距，變換為執(zhí)行機構的所需要的轉距或力；</p><p>　　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；</p><p>　

30、　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；</p><p>　　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時，也需要用傳動裝置來連接。</p><p>　　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。</p><p>　　傳動機構確定

31、 ——帶傳動</p><p>　　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）。</p><p>　　缺點：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

32、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。</p><p><b>　　應用范圍：</b></p><p>　　帶傳動的應用范圍很廣。帶的工作速度一般為5m/s~25m/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

33、于700kW</p><p>　　傳動機構確定 ——齒輪傳動</p><p>　　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；傳動效率高；結構緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。</p><p>　　缺點：齒輪制造需要專用機床和設備，成本較高；精度低時。振

34、動和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動等。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　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斷齒等失效現象。</p><p>　　故我們選取

35、齒輪作為我們的傳動機構。</p><p><b>　　傳動機構尺寸確定</b></p><p>　　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！</p><p><b>　　數據處理及計算：</b></p><p>　　電動機傳動：發(fā)動機由于轉速較高需減速單獨

36、的減速系統(tǒng)進行減速。</p><p>　　由于發(fā)動的轉速是９７０ｒ/min，而連桿機構的轉速為80r/min, 其次工作臺面離地較遠（約1200mm），可采用皮帶以及齒輪變速。</p><p>　　其中通過皮帶傳送n2=970/3.03=320 r/min</p><p>　　則n5 =n4=（（i2/i3）*(i3/i4）)*n4=80 r/min</p&g

37、t;<p><b>　　齒輪參數如下表</b></p><p><b>　　小組總結 </b></p><p>　　在這次機械原理課程設計中，我們小組成員體現出非常優(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，

38、我們感謝組內的每一個成員。同時，也感謝邱老師為我們提供了這么好的一個機會。</p><p>　　另外,經過這次實習,我真正感受到了實踐的重要性,有一些想出來的東西我總是自然而然的認為它們正確,等到真正把自己所想的東西造出來時才發(fā)現,它們根本不能動,更不用說按給定規(guī)律動,可見以前的一些東西我掌握的過于淺薄.而且這種設計很能考察我們的分析問題、解決問題的能力,以及全方位考慮問題的能力.例如，平行放置的兩導輥的轉動方向