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。
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