电机转子嵌绝缘纸机设计演示 设计者:张彬 040800426 荣韬 040800418 张伟强 040800428
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。 要求机构的结构尽量简单紧凑,工作可靠,噪声较小。 该机构最好有急回运动特性
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。
绝缘纸视图
原始数据确定 电极转子直径:35-50mm,长度50mm 插入槽的深度:10-40mm,槽个数6个 每张绝缘纸长50mm,宽50mm
执行机构确定根据 ——切纸,插纸 根据以上功能原理图,我们在切纸和插纸设计中拟定了三种方案 方案一:插刀和切纸刀同为曲柄滑块机构 执行机构确定根据 ——切纸,插纸 根据以上功能原理图,我们在切纸和插纸设计中拟定了三种方案 方案一:插刀和切纸刀同为曲柄滑块机构 方案二:插刀和切纸刀同为凸轮机构 方案三:插刀为曲柄滑块机构切纸刀为凸轮机构
凸轮与曲柄滑块机构 的优缺点 1、凸轮机构 优点:机构简单紧凑,可以方便的获得预期的运动规律,运动精度较高。 缺点:凸轮廓线与推杆之间为点或线接触,易磨损。 2、曲柄滑块机构 优点:几何形状简单,易于加工,可承受较大载荷,磨损较小。 缺点:机械效率低,误差较大,有惯性力,设计复杂
方案一:插刀和切纸刀同为曲柄滑块机构 方案二:插刀和切纸刀同为凸轮 缺点:机械效率低,误差较大,有惯性力,设计复杂. 优点:插刀和切纸刀同周期转动,所以可用同轴传动.曲柄做成偏置,插刀和切纸刀可有急回特性,可以节省空回行程,提高生产效率. 缺点:机械效率低,误差较大,有惯性力,设计复杂. 方案二:插刀和切纸刀同为凸轮 机构 优点:插刀和切纸刀同样可用同轴传动,容易设计加工,精度较高. 缺点:凸轮廓线与推杆之间为点或线接触,易磨损。急回运动设计比较复杂.
方案三:插刀为曲柄滑块机构切纸刀为凸轮机构 优点:插刀用曲柄滑块机构可有急回特性,切纸刀用凸轮机构设计简单,运动精度较高.可以扬长避短,生产效率相对较高. 缺点:由于插刀和切纸刀机构不同,所以轴心不在同一条直线上.传动机构设计比较困难,同时传动效率也会降低. 分析了以上机构方案,由于方案一:插刀和切纸刀同为曲柄滑块机构在总体性能上要优于其余机构,故我们选择插刀和切纸刀同为曲柄滑块机构方案为最终设计方案.
执行机构确定根据 ——电机转子间隙转动机构 执行机构确定根据 ——电机转子间隙转动机构 在电机转子间隙转动机构中,我们考虑了3中设计方案,他们分别是: 方案一:槽轮机构方案 方案二:棘轮机构方案 方案三:不完全齿轮机构方案
方案一:槽轮机构方案 方案二:棘轮机构方案 优点:结构简单、制造容易、工作可靠、机械效率高,能平稳地、间歇地进行转位。 缺点:因槽轮运动过程中角速度有变化 ,不适合高速运动场合。 方案二:棘轮机构方案 优点:结构简单、制造方便、运动可靠、转角可调。 缺点:工作时有较大的冲击和噪音,运动精度较差。适用于速度较低和载荷不大的场合。
方案三:不完全齿轮机构方案 优点:机构简单,制造容易,工作可靠。设计时运动静止时间可在较大范围内变化。 缺点:有较大冲击,只适用于低速轻载场合。 分析了以上机构方案,由于槽轮机构方案在总体性能上要优于其余机构,故我们选择槽轮机构方案为最终设计方案。
传动机构 传动机构是把原动机的动力和运动传送到执行机构的传动装置。以传递动力为主的传动又称为动力传动。以传递运动为主的运动传动。机械传动是最常见的一种传动形式。 在机械传动系统中,原动机的动力和运动传递给执行机构,使之实现预定动作(包括运动和动力)的装置。它由各种传动元件或装置,轴及轴系部件,离合,制动,换向和蓄能(如飞轮)等元件组成。
传动机构简述 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 ——带传动原理 概述: 带传动是两个或多个带 轮之间用带作为挠性拉 拽零件的传动,工作时借 助零件之间的摩擦(或啮 传动机构确定 ——带传动原理 概述: 带传动是两个或多个带 轮之间用带作为挠性拉 拽零件的传动,工作时借 助零件之间的摩擦(或啮 合)来传递运动或动力.根 据带的截面形状不同,可 分为平带才传动,V带传 动,同步带传动,多楔带传 动等。
带传动分析 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。
带传动运用 在我们的设计当中,我们用带传动来做传送带,进行送纸工序
传动机构简述 ——齿轮传动 概述: 齿轮传动的适用范围很 广,传递功率可高达数万 千瓦,圆周速度可达150 m/s(最高300m/s),直径 传动机构简述 ——齿轮传动 概述: 齿轮传动的适用范围很 广,传递功率可高达数万 千瓦,圆周速度可达150 m/s(最高300m/s),直径 能做到10m以上.单级传 动比可达8或更大,因此 在机器中应用很广.
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。 我们选择齿轮传动作为我们的传动机构
确定方案 根据上述的分析,我小组决定使用方案一 对方案一详细设计------具体方案按下图
功能分解图 图示 主轴 齿轮连接 传送带传送 匀速移动 送纸 切纸 往复运动 曲柄滑块机构 插纸 (具有急回运动特性) 推纸 槽轮机构 间歇转动 电极转子
机械运动循环图 传送带 连 续 运 动 转子 停 停 转 切纸刀 插刀 推纸刀 下 上 下
机构设计图 绝缘纸 传送带 推纸刀 (连杆里连弹 簧) 主轴 切纸刀 插刀
传动数据 槽轮数据计算 各个机构周期都为0.75秒.带传动的速度为66.7 mm/s 确定槽轮的类型及基本尺寸: 外槽轮:槽数z=6;圆销数m=1; 拨盘圆销半径RT=5;拨盘转速n1=460d/s;中心距c=50
槽轮设计图
插刀加速曲线
插刀位移曲线
插刀速度曲线
切刀加速曲线
切刀速度曲线
切刀位移曲线
设计小结 经过这次机械原理课程设计,从根本上提高了我们对其的认识忽然理解.也培养了我们对于机械设计的兴趣.也掌握了对于一般机构运动结构解决实际问题的能力. 经过了10天的紧张的课程设计,我们终于完成了我们的设计,也许它不怎么优秀,完美.但是,这是我们小组共同努力的成果,把学到的知识运用的了实际生活中,也使我们倍感骄傲.尽管遇到了很多困难,最后我们还是克服了. 这次课程设计也促进了同学之间的合作,交流.这种团队合作经验,也是不可多得的.
参考资料 《机械原理》(第六版) 孙 桓 陈作模 主编 高等教育出版社