文件包含 CAD 圖紙和三維建模及說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985本科生畢業(yè)設計題 目：同軸電纜自動繞線機的設計學生姓名： 學 號： 專業(yè)班級： 指導教師： 完成時間： 下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985中文摘要及關鍵詞繞線機是電氣生產(chǎn)行業(yè)常見加工設備，其結構、控制系統(tǒng)、功能隨著行業(yè)生產(chǎn)工藝的需求，迫使繞線機生產(chǎn)單位加大技術投入和研發(fā)，以適應現(xiàn)代漆包線加工的高品質(zhì)要求，從傳統(tǒng)機械式、數(shù)控型、半自動型、全自動機型，繞線加工早已不再是費時費力的工作。目前我國繞線機生產(chǎn)單位已超百家，但有將近一半的生產(chǎn)單位沒有技術研發(fā)能力，技術停留在抄襲和仿制階段，造成了市場機種單一，產(chǎn)品無論是外觀還是配置無技術亮點，繞線機技術的核心是控制系統(tǒng)，目前國內(nèi)廠家大多采用由系統(tǒng)供應商提供的成套控制系統(tǒng)，產(chǎn)品標準一旦制定無法根據(jù)客戶工藝要求作修改，由于部分控制系統(tǒng)供應商對繞線機行業(yè)的工藝要求并不熟悉，導致了許多好看而并不實用的功能，繞線機廠家對控制系統(tǒng)的技術應用掌握程度也影響著制造工藝，目前市場上多見的是普通數(shù)控型、CNC 機型和廠家自制控制系統(tǒng)的機型。 關鍵詞：繞線機,總體設計,減速器，傳動部分下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985英文摘要及關鍵詞Windercommonelectricalmanufacturingindustryandprocessingequipment,thestructure,controlsystem,featuresaproductionprocesswiththeneedsoftheindustry,forcingWinderproductionunitstoincreaseinvestmentintechnologyandresearchanddevelopmenttomeetthehighqualitydemandsofmodernwireprocessing,fromtraditionalmechanical,NC-based,semi-automatic,automaticmachines,wireprocessingisnolongertime-consumingwork.Atpresent,ChinaWinderproductionunitsexceededonehundred,butnearlyhalfoftheproductionunitsnoR&Dcapabilities,atechnicalstopoverincopyingandimitationstage,resultinginasinglemarketmodels,boththeappearanceandconfigurationoftheproductwithouttechnicalhighlightsaroundraymachinecoretechnologyisthecontrolsystem,thecurrentdomesticmanufacturerstoadoptmostcompletecontrolsystemprovidedbythesystemvendor,productstandards,oncedevelopedcannotbemodifiedaccordingtothecustomerprocessrequirements,aspartofthecontrolsystemsupplierofWinderbusinessprocessrequirementsnotfamiliarwith,donotcausealotofgood-lookingandpracticalfeatures,windingmachinemanufacturerstograsptheextentoftheapplicationoftechnologycontrolsystemalsoaffectsthemanufacturingprocess,morecommononthemarkettodayisacommontypeofCNC,CNCmodelsandmanufacturershomemadecontrolsystemmodels.Keywords:Winder,overalldesign,reducer,transmissionparts目錄第 1 章緒論 ...............................................................................................................71.1 課題目的、意義.................................................................................................................71.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.................................................................................................................71.3 目前存在的問題...............................................................................................................101.4 研究方法...........................................................................................................................1211 設計方案............................................................................................................................12第 2 章初步計算 .....................................................................................................132.1 畢業(yè)設計技術要求...........................................................................................................132.2 鋼絲繩的選擇...................................................................................................................132.3 滑輪卷筒的計算...............................................................................................................142.4 傳動方案分析...................................................................................................................15第 3 章電機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 .................................163.1 電機類型和結構形式的選擇...........................................................................................163.2 選擇電機的容量...............................................................................................................163.3 確定電機轉速...................................................................................................................163.4 傳動比分配.......................................................................................................................17第 4 章 帶 傳 動 的 計 算 ................................................................................................194.1 帶傳動設計.......................................................................................................................194.2 選擇帶型...........................................................................................................................204.3 確定帶輪的基準直徑并驗證帶速...................................................................................204.4 確定中心距離、帶的基準長度并驗算小輪包角...........................................................214.5 確定帶的根數(shù) z................................................................................................................224.6 確定帶輪的結構和尺寸...................................................................................................224.7 確定帶的張緊裝置...........................................................................................................22第 5 章傳動零件的設計計算 .................................................................................255.1 蝸桿減速器的設計...........................................................................................................255.1.1 選擇蝸桿傳動類型.................................................................................................255.1.2 選擇材料.................................................................................................................255.1.3 按齒面接觸疲勞強度進行設計.............................................................................255.1.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸.....................................................................275.11 校核齒根彎曲疲勞強度..........................................................................................27下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855.1.6 驗算效率 .............................................................................................................28?5.1.7 精度等級公差和表面粗糙度的確定.....................................................................285.1.8 熱平衡核算.............................................................................................................285.2 軸的設計計算...................................................................................................................295.2.1 連軸器的設計計算.................................................................................................295.2.2 輸入軸的設計計算.................................................................................................295.2.3 輸出軸的設計計算.................................................................................................325.3 滾動軸承的選擇及校核計算...........................................................................................355.3.1 計算輸入軸軸承.....................................................................................................355.3.2 計算輸出軸軸承.....................................................................................................375.4 鍵及聯(lián)軸器連接的選擇及校核計算...............................................................................385.4.1 連軸器與電機連接采用平鍵連接.........................................................................385.4.2 輸入軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接.....................................................................385.4.3 輸出軸與聯(lián)軸器連接用平鍵連接.........................................................................395.4.4 輸出軸與渦輪連接用平鍵連接.............................................................................39第 6 章減速器結構與潤滑的概要說明 .................................................................406.1 箱體的結構形式和材料...................................................................................................406.2 鑄鐵箱體主要結構尺寸和關系.......................................................................................40總論 .........................................................................................................................42參考文獻 .................................................................................................................43致謝 .........................................................................................................................44下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后文件包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851第 1 章緒論1.1 課題目的、意義隨著我國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，國民經(jīng)濟各領域?qū)Ξa(chǎn)品的需求日益擴大，制造業(yè)對各種電纜的質(zhì)量要求也越來越高。電纜的質(zhì)量好壞、直接關系到下道工序能否順利進行，特別是超細規(guī)格的線質(zhì)量要求很高；。目前國內(nèi)使用的繞線機主軸多用力矩電機驅(qū)動，排線機構與主軸采用機械齒合傳動的硬耦合連接，通過絲杠或光桿帶動導線器左右平移、依靠齒輪或電磁鐵的離合動作實現(xiàn)換向，達到往復排線的工藝要求。這種純機械耦合機構存在零件加工和裝配復雜、因頻繁換向?qū)е聶C械磨損大、噪聲大、排線精度降低[2]。此外，由于同軸電纜的規(guī)格品種繁多，每次改變品種規(guī)格、都要重新調(diào)整繞線機的機械參數(shù)，甚至更換機械零件，一套繞線機機構無法同時滿足對不同規(guī)格絲線的繞線需要?；诖?，我們提出了本課題的研究。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國目前生產(chǎn)的繞線機多為單軸繞線機，多軸高速自動繞線機只有 RX706 自動繞線機一種。在國內(nèi)生產(chǎn)的專業(yè)廠中有原天津電子專用設備廠，代表產(chǎn)品有東風 IA 型，東風1『A 型等。北京電表廠生產(chǎn)的 DBR 一 1 型單頭繞線機在鐘表行業(yè)采用較多，但是由于它的效率低下而逐漸被淘汰，浙江大學機械廠生產(chǎn)的 RX706 自動繞線機是我國唯一的一種：國產(chǎn)高效。自動繞線機，質(zhì)量與性能巳達國外同類產(chǎn)品水平，是繞線機市場的搶手貨。東風 TA 繞線機本機為單軸臥式繞線機，采用可控硅無級調(diào)速，工件導線直徑 0．03-0．05mm，主軸轉速為 80-2500r／min。適用于繞制小型多層平行線圈。由于生產(chǎn)效率較低，不適宜大批生產(chǎn)的鐘、表、磁等行業(yè)的應用。它的主要特點控制簡單、飭=格低廉。DBR 型繞線機本機床由北京電表廠三分廠生產(chǎn)的，它由直流伺服電機作為繞線主電機排線電機、也采用伺服電機，這二只伺服電機可以同步調(diào)速，亦可由速比電位強單獨調(diào)節(jié)，可繞導線直徑為 0．02~0．12ram 。機舞的高速部分， DBR-l 為 6000r／min，DBR-3 為15000r／min 。DBR 型繞線機的結構簡單，價格低，但是由于繞線精度差，效率低，不適合大批量、高質(zhì)量線圈的繞制。RX7c6 自動繞線機。本機具有六個工位，三個繞線主軸。著咬、剪斷、卸料，上料等輔助動作在繞線的同時進行，生產(chǎn)效率較高。光線運動由兩只光柵編碼器控制，無機械傳動鏈，所以壽命長、振動少，并可使主軸到到較高的速度。機床的操作簡單、性能可靠，已達-N121E、130EH 水平 [4]。目前我國繞線機行業(yè)處于非常困難的時期，如何才能使整個行業(yè)從技術的互相模仿與殘酷的價格戰(zhàn)等困境中脫身而出？從業(yè)企業(yè)只有放下急于求成的心態(tài)，從基礎理論、新技術研發(fā)等領域出發(fā)，一絲不茍地修煉自己的自主創(chuàng)新能力。繞線機結合了機械、傳動、電氣控制等多方面的技術，所以基礎理論研究是開發(fā)新技術的基礎，只有核心技術的發(fā)展才能推動繞線設備的進步，各方面為技術開發(fā)做努力，這樣才會使我國的繞線設備逐步走上自主創(chuàng)新的道路。2國產(chǎn)的繞線機自動化水平低、控制手段落后是普遍存在的問題。只能應用于繞線要求相對不高的場合，高端設備都有日本、瑞士、德國等進口設備占領市場，而國產(chǎn)設備只能在很小的市場份額里以低價來爭得客戶，分析我國繞線機市場目前處于高速發(fā)展的時期，相反我國的繞線機生產(chǎn)企業(yè)的處境卻相當?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設備，在國內(nèi)市場獲得高利潤的回報，在新機型的開發(fā)上就有了強大的資金保障，而我們國內(nèi)企業(yè)的銷售利潤偏低，去掉銷售環(huán)節(jié)中存在的費用，留給企業(yè)的回報已經(jīng)所剩無及了，所以不斷的提升自主創(chuàng)新能力，才能市場份額較大的中高端市場，來打破目前的艱難局面 [4]。我國是繞線機的生產(chǎn)大國也是需求大國，然而在關鍵技術上我國卻始終無法與國外的廠家相競爭。即使經(jīng)歷了 08、09 年的經(jīng)濟衰退，繞線機產(chǎn)業(yè)在 2010 年得到了快速發(fā)展，各繞線機廠家的定單量大幅提升，原本已經(jīng)半倒閉的中小型繞線機企業(yè)又重新回到了繞線機制造的大軍中，但是目前國內(nèi)繞線機產(chǎn)業(yè)的前景仍非常的嚴峻，主要來自于國外進口品牌的壓力及國內(nèi)低端機型市場的萎縮，今年繞線機產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展出現(xiàn)了新的格局，多方的努力拉近了國產(chǎn)繞線機與進口繞線機的技術差距。但是關鍵技術還需要我國技術人員的努力，依靠自己的力量，解決關鍵部位技術難題。國內(nèi)繞線機的發(fā)展現(xiàn)狀首先說說技術發(fā)展，我國的繞線機產(chǎn)業(yè)起步于改革開放的初期，從原始的機械齒輪手搖式到現(xiàn)在的全自動繞線機，期間經(jīng)歷了多次產(chǎn)業(yè)升級和改革，從 2010 年的市場需求分析可以看出，國內(nèi)市場正從半自動機型轉向全自動、高效、高科技含量的機型，隨著現(xiàn)代電氣技術的不斷提升，對線圈品質(zhì)的要求也在增加，目前各繞線機廠家的技術開發(fā)主要集中在精密排線、閉環(huán)式張力控制、多功能等機型的研發(fā)，大量的技術投入快速拉近了與進口繞線機的技術差距。2010 年隨著經(jīng)濟回暖，繞線機的市場需求量大大的增加，許多企業(yè)都在加班加點的趕制設備，其中箔繞機的增長幅度最為明顯；其次是多頭繞線機，可以滿足高產(chǎn)量要求的機型；全自動繞線機的開發(fā)大大提高了機器的工作效率，減少了人為操作。由于各種線圈產(chǎn)品的功能要求不同，使得繞線機的種類也多樣化了，目前常見繞線機的有全自動繞線機、半自動繞線機、環(huán)行繞線機、伺服精密繞線機、變壓器繞線機等機種。由于各種線圈產(chǎn)品的功能要求不同，使得繞線機的種類也多樣化了，目前常見繞線機的有全自動繞線機、半自動繞線機、環(huán)行繞線機、伺服精密繞線機、變壓器繞線機等幾種。全自動繞線機是近幾年才發(fā)展起來的新機種，為了適應高效率、高產(chǎn)量的要求，全自動機種一般都采用多頭聯(lián)動設計，國內(nèi)的生產(chǎn)廠家大多都是參照了臺灣等地的進口機型的設計，采用可編程控制器作為設備的控制核心，配合機械手、氣動控制元件和執(zhí)行附件來完成自動排線、自動纏腳、自動剪線、自動裝卸骨架等功能，這種機型的生產(chǎn)效率極高，大大的降低了對人工的依賴，一個操作員工可以同時照看幾臺這樣的設備，生產(chǎn)品質(zhì)比較穩(wěn)定，非常適合產(chǎn)量要求高的加工場合。但是，這種機型由于集成了數(shù)控、氣動、光控許多的新技術，所以價格小則幾萬元高則十幾萬元，價格也使得許多的用戶望而嘆步，另外由于功能要求決定了該設備的零部件采用了大量非標準件和3定制件，所以一旦出現(xiàn)故障相對的維修過程將會很復雜，周期也會比較長。它的先進性和高產(chǎn)量還是吸引了客戶。半自動繞線機是目前使用最廣泛的機型也稱為 CNC 自動繞線機，該能夠自動排線，加上不同的機械結構即可完成不同的繞制要求具有高效、維護方便、性價比高等諸多優(yōu)點，國內(nèi)廠家一般都采用 CNC 控制器，也有部分廠家采用自行開發(fā)的控制器作為控制核心，CNC 機型已經(jīng)是一種非常成熟的機種了，許多廠家在功能和用途上都作了創(chuàng)新和升級，使用產(chǎn)品的系列不斷的得到延伸，作為市場上應用最廣泛的機型，該機型的價格比起全自動繞線機動則幾萬元的價格，就低了很多，根據(jù)用途的不同有幾千到上萬不等的價格，該機種的缺點就是一臺必須配一名操作人員。目前在鎮(zhèn)流器、電感線圈生產(chǎn)等一些場合都能看該機型的應用。環(huán)行繞線機是特殊專用機型，常見的有邊滑式和皮帶式，是繞制環(huán)行線圈的專用機型，該機型從出現(xiàn)到現(xiàn)在沒有很大的技術變動，目前，機頭部分主要還是以進口為主，比較常見的有美國高曼等品牌，進口機頭相對于國產(chǎn)機頭有許多優(yōu)點，做工都比較的精細，材質(zhì)一般都采用特殊合金，耐磨表現(xiàn)優(yōu)異，機頭都能承受長時間的作業(yè)加工要求，有些機頭采用了分體式結構設計，上下儲線環(huán)變得更為方便快捷。環(huán)行繞線機一般都為臺式機構，設備主要以機械構造為主，價格主要區(qū)分為進口機頭和國產(chǎn)機頭兩類。伺服精密繞線機是當今高新技術結合的產(chǎn)物也是目前最先進、功能最為強大的機型，高端機型可以完全模擬人手的排線動作，主軸和排線均采用高精度伺服電機，控制系統(tǒng)采用具有極高運算能力的 PLC 系統(tǒng)，具有自動運算、自動判別、誤差修正等功能，由于采用了閉環(huán)控制，所以當出現(xiàn)排線失步等現(xiàn)象時設備可以自動修正，高分辨率的伺服電機可以保證在高低速時設備運轉的穩(wěn)定性，該機型的附件裝置也是比較先進的，比如有輔助卸模裝置，主動式張力放線架，電磁自動調(diào)節(jié)式張力器等，由于使用了大量的高新技術，所以價格要比 CNC 自動繞線機高不少，一般使用在對線圈參數(shù)有特定要求的場合。變壓器繞線機是比較常見的機型，結構形式來分有臥式和立式，我們一般比較常見的是臥式繞線機是用來繞制變壓器線圈的專用設備，傳統(tǒng)的變壓器繞線機比較單一均為人工排線整形的機型，現(xiàn)代機型已經(jīng)有自動排線系列了，變壓器是大型電氣件，所以繞線機的結構都比較大，重量也根據(jù)繞線機的級別從幾百公斤到幾千公斤，由于現(xiàn)代技術不斷在變壓器繞線機上的應用，新的機型功能上也變得更強大，柔性預壓緊裝置的出現(xiàn)代替了傳統(tǒng)的人工敲打整形的煩瑣工藝，使變壓器繞制過程變得更為簡單。近年來，國內(nèi)繞線機的制造水平和引進繞線機制造水平看，已形成了全自動、多功能、高效自動化的生產(chǎn)能力 [6]。從線圈生產(chǎn)的上線、饋線、端頭繞制到線圈繞制和下線等，都要實現(xiàn)了過程的自動化。從繞線機的控制形式上看，由單一的開環(huán)控制發(fā)展到使用直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制，其中交流伺服系統(tǒng)的采用已相當普遍，已形成了由單軸繞制線圈到多軸同時繞制多個線圈的一系列產(chǎn)品[1]。在繞線機的結構形式上，根據(jù)所繞制的線圈的鐵芯或骨架結構形式的不同，又研制出有梭式的繞線機，以適應環(huán)形或其它封閉式鐵芯或骨架的線圈的繞制需求[2]。在 2008 年里，由保定天威卓創(chuàng)電工設備科技有限公司自行研制,具有完全自主知識產(chǎn)權的中國首臺承重4量最大和輸出扭矩最大的一型大型立式繞線機,該繞線機各項試驗參數(shù)均符合設計技術指標和工藝要求,達到國內(nèi)同行業(yè)領先水平。業(yè)內(nèi)人士稱,該產(chǎn)品的研制成功,是變壓器制造專用設備行業(yè)發(fā)展的一次新突破,同時也標志著天威卓創(chuàng)公司已形成了大型電力變壓器線生產(chǎn)設備產(chǎn)品的系列化并全面掌握了國內(nèi)電力變壓器制造專用設備研制領域的先進技術,其自主創(chuàng)新能力和企業(yè)核心競爭力躍居同行業(yè)之首。繞線機按自動化程度又可分為簡易型、半自動型、全自動型。電子控制方式有數(shù)控式微電腦單片機及 IBM 電腦控制。按安裝方式分類為桌面式和落地式機。常用繞線機繞制的線多為漆包銅線(繞制電子、電器產(chǎn)品的電感線圈)，紡織線( 繞制紡織機用的紗綻、線團)，還有繞制電熱器具用的電熱線以及焊錫線，電線，電纜等。1.3 目前存在的問題國產(chǎn)的繞線機自動化水平低、控制手段落后是普遍存在的問題。只能應用于繞線要求相對不高的場合，高端設備都有日本、瑞士、德國等進口設備占領市場，而國產(chǎn)設備只能在很小的市場份額里以低價來爭得客戶，分析我國繞線機市場目前處于高速發(fā)展的時期，相反我國的繞線機生產(chǎn)企業(yè)的處境卻相當?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設備，在國內(nèi)市場獲得高利潤的回報，在新機型的開發(fā)上就有了強大的資金保障，而我們國內(nèi)企業(yè)的銷售利潤偏低，去掉銷售環(huán)節(jié)中存在的費用，留給企業(yè)的回報已經(jīng)所剩無及了，所以不斷的提升自主創(chuàng)新能力，才能市場份額較大的中高端市場，來打破目前的艱難局面 [7]。⑴市場上主要是針對磁棒繞線機、E 型變壓器繞線機和大磁環(huán)繞線機，沒有這種磁環(huán)全自動繞線機；⑵市場上的磁環(huán)繞線機都只能解決大磁環(huán)繞線，主要是采用在大磁環(huán)中間連接圓環(huán)軌道，采用機械運動牽引導線在磁環(huán)中運動繞線，對于中小型磁環(huán)，這種設備無法繞 [18]。⑶美國有這種繞線原理的設備雛型，但是沒有開發(fā)出磁環(huán)全自動繞線機，只停留在原有的半自動技術基礎上，設備不穩(wěn)定，生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率低，對于中小型磁環(huán)更是無法解決 [8]。⑷機械制造業(yè)比較發(fā)達的德國和瑞士等歐洲國家，包括日本，至今任然沒有全自動的環(huán)形繞線機，而半自動的環(huán)形繞線機卻以很高的價格出售 [17]。相關研究動態(tài)：繞線機是電氣生產(chǎn)行業(yè)常見加工設備，其結構、控制系統(tǒng)、功能隨著行業(yè)生產(chǎn)工藝的需求，迫使繞線機生產(chǎn)單位加大技術投入和研發(fā)，以適應現(xiàn)代漆包線加工的高品質(zhì)要求，從傳統(tǒng)機械式、數(shù)控型、半自動型、全自動機型，繞線加工早已不再是費時費力的工作。目前我國繞線機生產(chǎn)單位已超百家，但有將近一半的生產(chǎn)單位沒有技術研發(fā)能力，技術停留在抄襲和仿制階段，造成了市場機種單一，產(chǎn)品無論是外觀還是配置無技術亮5點，繞線機技術的核心是控制系統(tǒng)，目前國內(nèi)廠家大多采用由系統(tǒng)供應商提供的成套控制系統(tǒng)，產(chǎn)品標準一旦制定無法根據(jù)客戶工藝要求作修改，由于部分控制系統(tǒng)供應商對繞線機行業(yè)的工藝要求并不熟悉，導致了許多好看而并不實用的功能，繞線機廠家對控制系統(tǒng)的技術應用掌握程度也影響著制造工藝，目前市場上多見的是普通數(shù)控型、CNC機型和廠家自制控制系統(tǒng)的機型。未來隨著行業(yè)工藝要求的提高，繞線機控制技術必將向著自動化、智能化等方向發(fā)展，全自動機型就是在這種行業(yè)需求的推動下研發(fā)而成的，實現(xiàn)了一人看管多臺設備，極大程度的滿足了高產(chǎn)能的要求；全伺服控制應用于繞線機大大提高了繞線機的繞線精度，滿足了高品質(zhì)線圈的加工要求，未來更智能化、繞線精度更高的機型必將誕生以滿足電氣行業(yè)的發(fā)展要求。目前我國繞線機行業(yè)處于非常困難的時期，如何才能使整個行業(yè)從技術的互相模仿與殘酷的價格戰(zhàn)等困境中脫身而出？從業(yè)企業(yè)只有放下急于求成的心態(tài)，從基礎理論、新技術研發(fā)等領域出發(fā)，一絲不茍地修煉自己的自主創(chuàng)新能力。繞線機結合了機械、傳動、電氣控制等多方面的技術，所以基礎理論研究是開發(fā)新技術的基礎，只有核心技術的發(fā)展才能推動繞線設備的進步，各方面為技術開發(fā)做努力，這樣才會使我國的繞線設備逐步走上自主創(chuàng)新的道路。國產(chǎn)的繞線機自動化水平低、控制手段落后是普遍存在的問題。只能應用于繞線要求相對不高的場合，高端設備都有日本、瑞士、德國等進口設備占領市場，而國產(chǎn)設備只能在很小的市場份額里以低價來爭得客戶，分析我國繞線機市場目前處于高速發(fā)展的時期，相反我國的繞線機生產(chǎn)企業(yè)的處境卻相當?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設備，在國內(nèi)市場獲得高利潤的回報，在新機型的開發(fā)上就有了強大的資金保障，而我們國內(nèi)企業(yè)的銷售利潤偏低，去掉銷售環(huán)節(jié)中存在的費用，留給企業(yè)的回報已經(jīng)所剩無及了，所以不斷的提升自主創(chuàng)新能力，才能市場份額較大的中高端市場，來打破目前的艱難局面 [4]。瑞士 METEOR 公司生產(chǎn)的繞線機這家公司巳具有 3O 年歷史，它們生產(chǎn)的精密繞線機具有半自動或全自動的繞線系統(tǒng)。生產(chǎn)量已超過萬臺。它的代表產(chǎn)品有MlO、 Mo1、 ME307-1O1、ME30-lO8SPA、MSA 、M20 等等。均為工件回轉式。Mto 繞線機。一般具有一個主軸，也可安裝二個主軸，加工導線最細為 0．02ram，最高轉速為12000r／min ，走線節(jié)距與走線寬度可以無級調(diào)制，控制與記數(shù)均采用電子線路。瑞士 333-R-3 自動繞線機此繞線機主軸同心排列，屬工件回轉式。有三軸、四軸二種規(guī)格，走線運動采用機械傳動，改變傳動鏈 l 中間的摩擦輪的傳動化，可使主軸與走線系統(tǒng)速比達到無級調(diào)速。主軸制動裝置是機械凸輪式，因此該機器的傳動可靠，但使用壽命較低，由于主軸轉速較高(最高達 15000r／min)，具有一定的生產(chǎn)率雖然售價較高，但仍受到鐘表工業(yè)的青睞日本．“日特” NITTQKU 株式會社生產(chǎn)的繞線機。這是 |一家生產(chǎn)繞線機的專業(yè)廠商，產(chǎn)品品種繁多，它的產(chǎn)品在電子、電器領域有一定 l 的影響該廠生6產(chǎn)的平繞小型繞線機以 121E，~130AT、I30EH 及 132AR 等為代表。繞線形式均為工件不轉式(飛叉式)。步進馬達繞線機以 SM-30 繞線機為代表。1.4 研究方法1.根據(jù)所學的機械設計、機械原理有關專業(yè)知識以及查詢的有關文獻，根據(jù)數(shù)控切割的工作原理，確定總體設計方案，擬定設計草圖，使用時應達到的安全，效率，可靠性等進行初步設計。2.通過考察分析了解繞線機系統(tǒng)的工作原理，根據(jù)切割工藝的要求，滿足生產(chǎn)的控制要求，控制系統(tǒng)經(jīng)濟實用、控制精度高的要求進一步完善和修改設計。3.根據(jù)所設計的機械傳動系統(tǒng)，利用系統(tǒng)相關裝配圖和零件圖的繪制。4.綜合考慮同軸電纜自動繞線機的應用，進一步完善優(yōu)化系統(tǒng)。11 設計方案本文介紹一種新型繞線裝置，利用先進的數(shù)字控制技術，將繞線主軸的卷取傳動與排線器的往復傳動機械解耦，分別用兩只電機獨立驅(qū)動、實現(xiàn)對繞線與排線軸的柔性連接。兩只電機的速度控制設置成主一從方式，即：排線步進電機作為從動機，其轉速跟隨繞線主軸電機同步運行。采用 FX2N 一 32MT 可編程序控制器、脈沖測速碼盤及光電傳感器控制，檢測步進電機的工況，實現(xiàn)了計算機數(shù)字控制和柔性化參數(shù)設置。新系統(tǒng)具有：穩(wěn)定、準確、靈活、快速的特點，適用于對各種規(guī)格絲線的繞排線控制。7第 2 章同軸電纜自動繞線機初步計算2.1 畢業(yè)設計技術要求本題目設計同軸電纜自動繞線機。繞線機主要用于大容量干式變壓器線圈的生產(chǎn)制造，繞線模由主軸與尾座水平支撐，繞線模由主軸驅(qū)動旋轉，線圈在一定張力作用下有規(guī)律地在繞線模上繞線。繞線機采用三相異步電機驅(qū)動，經(jīng)無自鎖的蝸輪、蝸桿減速器減速（因電機需要正反轉）后，采用機械傳動的方式將動力傳遞給主軸，由主軸帶動繞線機構繞線。2.2 鋼絲繩的選擇根據(jù)同軸電纜自動繞線機的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機構滑輪組倍率為 1.（1）鋼絲繩所受最大靜拉力：（N） η2mGQS???絲ax式中 ——額定起重量； =3kN(起重重量 300kg)Q——吊鉤組重量， =0.12kN（吊鉤掛架的重量一般約占額定起重量的 2～4%，絲 絲這里去吊鉤掛架重量為 0.12kN） ；——滑輪組倍率， =1；m——滑輪組效率， =0.98. η η=119KNmax30.1298s???（2）鋼絲繩的選擇：所選擇鋼絲繩的破斷拉力應滿足： ???絲絲絲 SanSmaxn 繩——鋼絲繩安全系數(shù)，對于小型工作類型 n 繩=2由上式可得：=3.74max1.592=08nS????繩絲 （ ）根據(jù)查鋼絲繩產(chǎn)品目錄可選用：鋼絲繩 6W(19)-20-185-I-光-右順(GB1102-74)，不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑 d=5mm。2.3 滑輪卷筒的計算（1）滑輪、卷筒的最小直徑的確定為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起的直徑）應滿足：8D≥（e-1） 絲d式中 e——系數(shù)，對同軸電纜自動繞線機，取 e=25。所以=120mm25-1D??（ ）取卷筒直徑和滑輪直徑 D=200mm。（2）卷筒長度和厚度的計算圖 2-1 卷筒結構而 tnDHmL)(00???式中 ——最大起升高度， =4m；max maxHn——鋼絲繩安全圈數(shù)，n≥11，取 n=2；t——繩槽節(jié)距，t=d 繩+ （ 2～4）=7～11，取 t=10mm；， ——空余部分和固定鋼絲繩所需要的長度， = =3t；1L2 1L2——卷筒的計算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計算） ，0D=205mm=+d5繩——卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長度，根據(jù)鋼繩允許偏斜角確定：絲L23tanαHmi??絲其中 ——吊鉤組兩側滑輪繩槽中心線之間的距離， =103mm；3L 3L——當?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時，卷筒軸和滑輪軸之間的距離，min=400mmminα2——卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對于鉛垂線的允許偏斜角 α2≤5°～6° ，取tanα2=tan6°=0.1.2ta?=80mm=240.1L?光9——卷筒半邊的繩槽部分長度0L=107mm41=+03.25?（ ）卷筒長度 =414mm,取 L 雙 =500mm，卷筒材料采用 HT20-40，7380雙 （ ）其壁厚可按經(jīng)驗公式確定 δ=0.02D+（6～10）=0.02*200+6=10，取 δ=15mm。2.4 傳動方案分析傳動方案：電機→帶傳動→蝸桿減速器→工作機給定條件：由電動機驅(qū)動減速器類型選擇：選用蝸桿減速器方案分析：結構簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。10第 3 章電機的選擇及傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算3.1 電機類型和結構形式的選擇由于直流電機需要直流電源，結構較復雜，價格較高，維護比較不便，因此選擇交流電動機。我國新設計的 Y 系列三相籠型異步電機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結構簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上，如金屬切削機床、運輸機、風機、攪拌機等，由于啟動性能較好，也適用于某些要求啟動轉矩較高的機械，如壓縮機等。在這里選擇三相籠式異步交流電機，封閉式結構，電壓 380V，Y 型。3.2 選擇電機的容量本次設計為設計不變（或變化很?。┫麻L期連續(xù)運行的機械，只有所選電機的額功率 Ped等于或稍大于所需的電動機工作功率 Pd,即 Ped≥Pd，電動機在工作時就不會過熱，通常就不必校驗發(fā)熱和啟動力矩。電動機傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算公式引自【1】第12~20 頁電機所需工作功率按式（1）為kwwdP??由式= kww10Fv因此 adP??設： ——為帶傳動的效率。 =0.96帶 輪 ?帶 輪——為聯(lián)軸器的效率。 =0.99?聯(lián) 軸 器 聯(lián) 軸 器——對滾動軸承效率。 =0.99軸 承 軸 承——為 7 級齒輪傳動的效率。 =0.98齒 輪 ?齒 輪——輸送機滾筒效率。 =0.9?滾 筒 滾 筒根據(jù)課題要求電機功率 11Kw；3.3 確定電機轉速卷筒工作轉速為11r/min60124vnD???按表 1 推薦的傳動比合理范圍，取 V 帶傳動比 2-4，二級圓柱齒輪減速器的傳動比 =8-'2i40，則總傳動比合理范圍為 =8-40，故電機轉速的可選擇范圍為ir/min??''258402dan????符合這一范圍的同步轉速為 1500r/min,3000r/min.查閱相關手冊得到符合這一范圍的同步轉速有 750r/min，1000r/min，1500r/min 和 3000r/min，由于 750r/min 型電動機的尺寸過大，重量較重，且價格高，故不可取，而 3000r/min 價格高，轉速高,也不可取。所以在沒選擇 1000r/min 與 1500r/min兩種一中選取，根據(jù)容量和轉速，由有關手冊查出有兩種適合的電機型號，因此有兩種傳動方案，如下頁表 3-1。表 3-1 兩種電機型號電機轉速r/min方案 電動機型 號額定功率kedPw同步轉速滿載轉速1 Y160L-6 11 1000 9402 Y160M-4 11 1500 1460綜合考慮電機和傳動裝置的尺寸，重量，價格，減速器的傳動比，可見第 2 中方案比較合理，因此選擇電機型號 Y90L-4,其主要性能表 3-2。表 3-2 電機型號 Y90L-4 性能表型號額定功率KW同步轉速r/min滿載轉速r/min堵轉轉矩額定轉矩最大轉矩額定轉矩Y160M-4 11KW 1500 1460 2.0 2.03.4 傳動比分配電機型號 Y160M-4，滿載時轉速 nm=1460r/min.(1)總傳動比 1460.832ai?12(2)分配傳動裝置傳動比：取 V 帶的傳動比為 2.5.那么減速器的傳動比為： 60.83=24.5ai?13第 4 章 帶 傳 動 的 計 算4.1 帶傳動設計輸出功率 P=11kW,轉速 n1=1400r/min,i=2.5edAdPK?表 4-1 工作情況系數(shù) AK原動機ⅰ類 ⅱ類一天工作時間/h工作機 10?10~1616?0?10~1616?載荷平穩(wěn)液體攪拌機；離心式水泵；通風機和鼓風機（ ） ；7.5kW?離心式壓縮機；輕型運輸機1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動小帶式運輸機（運送砂石、谷物） ，通風機（ ） ；7.5k?發(fā)電機；旋轉式水泵；金屬切削機床；剪床；壓力機；印刷機；振動篩1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動較大螺旋式運輸機；斗式上料機；往復式水泵和壓縮機；鍛錘；磨粉機；鋸木機和木工機械；紡織機械1.2 1.3 1.4 1.4 11 1.6載荷變動很大破碎機（旋轉式、顎式等） ；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機；橡膠1.3 1.4 11 11 1.6 1.814輥壓機根據(jù) V 帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16 小時） ，查 《機械設計》P 296 表 4，取 KA＝1.1。即 1.12.kWdAedPK???4.2 選擇帶型普通 V 帶的帶型根據(jù)傳動的設計功率 Pd 和小帶輪的轉速 n1 按《機械設計》P297 圖13－11 選取。圖 4-1 帶型圖根據(jù)算出的 Pd＝12.1kW 及小帶輪轉速 n1＝1400r/min，查圖得：d d=80～100 可知應選取 A 型 V 帶。4.3 確定帶輪的基準直徑并驗證帶速由《機械設計》P 298 表 13－7 查得，小帶輪基準直徑為 80～100mm則取 dd1=90mm>ddmin.=75mm（d d1 根據(jù) P295 表 13-4 查得）表 4-2V 帶帶輪最小基準直徑 mind槽型 Y Z A B C D Emind20 50 75 125 200 355 50021 240=.5,90.5=6dd??所 以 由《機械設計》P 295 表 13-4 查“V 帶輪的基準直徑” ，得 =224mm2d15誤差驗算傳動比： （ 為彈性滑動率）214=2.5()90(1%)di?????誤 ?誤差 符合要求1.54.0%.3i???誤 ＜②帶速 1v=6.79/660dnms??滿足 5m/s300mm，所以宜選用 E 型輪輻式帶輪?？傊л嗊x H 型孔板式結構，大帶輪選擇 E 型輪輻式結構。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.7 確定帶的張緊裝置選用結構簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應力要小,帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通 V 帶兩側面間的夾角是 40°，為了適應 V 帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通 V 帶輪槽角為 32°、 34°、36°、38°（按帶的型號及帶輪直徑確定） ，輪槽尺寸見表 7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板） ，用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。17表 4-5 普通 V 帶輪的輪槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92）槽型項目符號Y Z A B C D E基準寬度 bp 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0基準線上槽深 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6基準線下槽深 hfmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4槽間距 e 8±0.3 12±0.3 15±0.3 19±0.4 25.5±0.5 37±0.6 44.5±0.7第一槽對稱面至端面的距離 fmin 6 7 9 111 16 23 28最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15帶輪寬 B B=(z-1)e+2f z—輪槽數(shù)外徑 da32° ≤60 - - - - - -34° - ≤80 ≤118 ≤190 ≤315 - -36° 60 - - - - ≤475 ≤60038°對應的基準直徑 dd- ＞80 ＞118 ＞190 ＞315 ＞475 ＞600輪槽角極限偏差 ±1 ±0.5V 帶輪按腹板（輪輻）結構的不同分為以下幾種型式：（1）實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d 時)，如圖 4-2a。（2）腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤300mm 時)，如圖 4-2b。（3）孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞100mm 時)，如圖 4-2c。（4）橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞500mm 時)，如圖 4-2d。18（a） （b） （c） （d）圖 4-2 帶輪結構類型根據(jù)設計結果，可以得出結論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇孔板帶輪如圖（c）19第 5 章傳動零件的設計計算5.1 蝸桿減速器的設計5.1.1 選擇蝸桿傳動類型根據(jù) GB/T10085—1988 的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)。5.1.2 選擇材料考慮到蝸桿傳動功率不大,速度只是中等,故蝸桿采用 45 鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為 45～55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。5.1.3 按齒面接觸疲勞強度進行設計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則,先按齒面接觸疲勞強度進行設計,再校核齒根彎曲疲勞強度。由教材【1