电机转子嵌绝缘纸机设计.

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1、荆楚理工学院课程设计成果 学院： 机械工程学院 班 级： 11级机制三班 学生姓名： 学 号： 设计地点（单位）： A1-301 设计题目： 电动机转子嵌绝缘纸机 完成日期： 2015年 1 月 2 日 指导教师评语： _ 成绩（五级记分制）： 教师签名： 目 录一、设计题目 1.1 原始数据及设计要求11.2工作原理1 1.3工艺动作过程1二、原动机的选择2三、拟定循环图3四、执行机构的设计 4.1送纸机构的的设计44.2 切纸、插纸机构的设计54.3 推纸机构的设计9 4.4电机转子间隙转动机设计10五、 传动方案的确定11六、 机械运动循环图12七、 机构的尺寸设计7.1工作平台的尺寸设

2、计137.2辊子的尺寸设计137.3凸轮的尺寸设计137.4推杆机构的尺寸设计157.5槽轮机构的尺寸设计15八、 总体安装图17 课程设计总结18 参考文献19一、设计题目1.1原始数据及设计要求 每分钟嵌纸60次。 电机转子尺寸：直径D=60mm，长度L=55mm。 工作台面离地面距离约1000mm。 要求机构的结构尽量简单紧凑，工作可靠，噪声较小。 1.2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。 嵌纸80插/分电极转子嵌绝缘纸机控制信号成卷绝缘纸噪声机械能1.3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

3、； 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1000mm二、原动机的选择 类型名称机构特征优缺点及应用范围一般异步电动机Y系列三相异步电动机该系列电动机能防止水滴，灰尘，铁屑或其他杂物侵入电机内部，它是我国近年来研制成功的节能型电动机运行可靠寿命长，使用维护方便，性能优良，体积小，质量轻，转动惯量小，用料省等 适用于不含易燃，易爆或腐蚀性气

4、体的场所和无特殊性能要求的机械上，如：金属切削机床，水泵，鼓风机，运输机械，矿山机械，搅拌机，农业机械，食品机械等YZ,YZR系列起重及冶金用三相异步电动机采用封闭式外部风冷机构具有较高的机械强度及过载能力，能承受经常的机械冲击及振动，转动惯量小，过载能力大，适用于经常快速启动及逆转，电气及机械制动的场合，还适用于有过负荷，有显著振动和冲击的设备，如：各种形式的起重，牵引机械及冶金设备的电力拖动变速异步电动机YD系列变极多速三相异步电动机是取代JD系列变级多速三相异步电动机的更新换代产品，其机械结构与Y系列相同具有双速，三速，四速三种调整范围，转速可逐级调节，适用于各式万能和专用金属切削机床，

5、木工机床以及起重传动设备等需要多级调速传动的装置，还可驱动高频发电机，借以改变高频电动机的转速防爆异步电动机YB、JA系列防爆异步电机结构与Y系列相似，为了满足防暴，适当加固具有运行可靠，使用安全，寿命长，维修方便，性能优良，重量轻，体积小，转动惯量小和用料省等优点。适用于具有爆炸危险性混合物的场所电磁调速三相异步电动机YCD电磁调速三相异步电动机有组合式和整体式两种结构。这两种调速电动机均为防护式，空气自冷，卧式安装，且无碳刷，集电环等滑动接触部件具有结构简单，可靠，速度调节均匀平滑，无失控区，使用维护方便等优点。对于启动力矩高，惯性大的负载有缓冲启动的作用，同时有防止过载等保护作用。适用于

6、恒转矩负载的速度调节和张力控制的场合。更适用于鼓风机和泵类负载场合。它广泛用于纺织，印染，水泥，造纸，印刷，食品，冶金，橡胶，塑料，制糖，搅拌，鼓风，水泵，纤维，线缆等工业部门，作动力，传输，自控用等直流电动机 Z4系列直流电动机采用多角形结构，空间利用率高。定子磁扼为叠片式，磁极安装有准确定位，因而换向良好具有运行可靠，技术经济指标较高，用料省，体积小，质量轻，性能好，工艺先进合理，广泛用于金属切削机床和造纸，水泥，钢铁，染织等部门控制电机BF系列步进电动机步进电动机的机械角位移与脉冲数量严格成正比，以改变脉冲频率实现调速BF系列步进电动机具有定位精度高，同步运行特性好，调速范围宽，能快速启

7、动，反转和定位等特点，广泛应用于数控机床，计算机外围设备，各种自动控制装置，自动调节仪表装置中作执行和驱动元件SL系列交流伺服电机SL系列交流伺服电机为鼠笼转子式两相伺服电动机其功用是将电信号转变为轴上的机械转矩。它具有良好的可控性，启动和制动迅速，无自转现象，电机运行平稳。转速随转矩的增加而均匀下降。本系列伺服电动机广泛用于自动控制随动系统和计算机技术装置中作执行元件SZ系列直流伺服电机SL系列直流伺服电机系电磁式直流伺服电机它具有机械特性，调节特性线性度好。调速范围广，启动转矩大等优点。广泛用于自动控制系统中作执行元件，亦可作驱动元件表1.2-1根据各种电动机特点和应用范围，以及设计的电动

8、机转子嵌绝缘纸机的结构特点，工作环境等各方面的综合因素，为很好的满足此机构的要求，我们选取Y160M2-8型电动机，转速n=720r/min，功率p=5.5kw,功率因数cos=0.74。三、 拟定循环图四、执行机构的设计4.1送纸机构的设计滚动摩擦递纸机构：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。故选滚动摩擦递纸机构送纸机构采用滚动摩擦递纸机构,如图4.1-1 图4.1-14.2切纸、插纸机构的设计方案一：同平台曲柄滑块机构 图4.2-1 如图4.2-1所示，此方案中

9、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4.2-2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 图4.2-2方案三异平台曲柄滑块机构 图4.2-3如图4.2-3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:插刀用曲柄滑块机构可有急回特性

10、,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。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4.3推纸机构的设计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

11、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。推纸机构选择曲柄滑块机构如图4.3-1所示 图4.3-14.4电机转子间隙转动机设计方案一槽轮机构的特点:槽轮机构的优点：结构

12、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。方案二棘轮机构的特点：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。方案方案三:不完全齿轮机构优点：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。五、 传动方案的确定传动

13、装置的类型及特点 常见的机械传动装置有带传动、齿轮传动、链传动。其特点和性能如表5.1所示表5.1类别带传动齿轮传动链传动特点轴间距范围大，工作平稳、噪声小、能缓和冲击，吸收震动，摩擦性带传动有过载保护作用，结构简单、成本低、安装要求不高，外廓尺寸较大。摩擦型带有滑动，不能用于分度链，由于带的摩擦起点，不宜用于易燃易爆的地方，轴和轴承上的作用力大，带的寿命比较短。承载能力和速度范围大，传动比恒定，采用行星传动可获得很大的传动比，外廓尺寸小，工作可靠，效率高。制造和安装精度要求高，精度低时，运转有噪音，无过载保护作用。轴间距范围大，传动比恒定，链条组成件间形成的油膜能吸震对恶劣环境有一定的适应能

14、力，工作可靠，作用在轴上的载荷小，运转的瞬时速度不平均。高速时不如带传动平稳，齿形键较好，链条工作时，特别是因磨损产生伸长以后，容易引起共振，因而需增设张紧和减震装置。效率平带0.940.98V带0.900.94同步带0.960.98与速度和制造精度有关圆柱齿轮直齿0.950.98斜齿和螺旋齿0.960.99圆锥齿轮直齿0.950.97曲线齿0.960.98滚子链v=10m/s 0.920.96因此采用带传动和此轮传动。六、 机械运动循环图6.1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

15、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.七、 机构尺寸的设计7.1工作平台的尺寸设计 我们的工作平台长度为120mm，其中每张绝缘纸的长度为40mm，宽度为30mm，所以平台的40mm用于切纸，40mm用于插纸，多余的部分用于放置绝缘纸,平台宽为50mm。 7.2辊子的尺寸的设计 我们把辊子的周长设计为240mm，这样的话，辊子每转六分之一周可以送纸40mm。7.3凸轮的设计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 (090); s=14-14sin4/3(-157.5)基圆半径：55mm2、凸轮曲

16、线的计算凸轮曲线参数方程：x=(r0+s)sin+(ds/d)cosy=(r0+s)cos-(ds/d)sin 凸轮设计凸轮基圆直径为110mm，推杆行程为27mm,且凸轮转过弧度时水平推杆以余弦加速度运动，后弧度水平推杆位移不变。从动件推程作简谐运动的运动方程为 从动件在回程作简谐运动的运动方程为切纸、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。7.4推杆机构尺寸的设计 我们把推纸机构同样设计为曲柄滑块机构，曲柄滑块机构中曲柄长度为10mm，连杆长度 为20mm，这

17、样使滑块的推程为20mm，机构的体积相对较小。7.5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，槽轮设计为6个槽，其大径为86.6mm，小径为10mm，槽深为33.3mm，这样可以使得主动拨盘工作一周，从动槽轮转60度。槽轮的转速为n1=60/6=10r/min则拨盘的转速为10*6=60r/min已知所选的电动机为720r/min，则得到总传动比i=12只需要设计两对外啮合的齿轮即可满足所需的要求1、取Z1=20,m=2，则得Z2=60,m=2. i12=3；2、去Z2=18,m=2，则的Z3=72,m=2. i23=4；即有i13=12如图7.5-1所示

18、齿轮齿数模数（mm）压力角（度）Z120220Z260220Z218220Z372220 表7.5-1 传送带传动比例选择i=1八、总体安装图 课程设计总结 这次的课程设计虽然跨的时间很长，但这也使我有更的时间去查询资料，把这次的课程设计作的更加的详细，这也使我学到了很多的知识。 首先，作为一个设计者应该对机构能实现的功能有充分的理解和掌握。在进行设计时，一定要注意各个机构在时间和空间上动作的协调性和一致性，同时再设计机构时应该从工作需要的角度出发进行设计。其次，我认识到设计是一个持续的工作，从提出方案到最后整体设计的完成需要充分的考虑。我们在进行设计时不断的发现问题，解决问题，在这个过程中获

19、得了极大提高。虽然在这次的课程设计中出现了不少的错误，但我能将错误改正，并认识到错误所在，所以在错误中也学习到了不少的经验，这也为我今后在设计时打些基础。通过这次课程设计，将理论与实际结合，而且经我所学的知识进行了一个查漏补缺和全面整合的过程，让我有了很大的提升。参考文献1尚久号主编.自动机械设计M.北京：中国轻工业出版社，2014.22孙恒，陈作模，葛文杰主编.机械原理M.北京：高等教育出版社，2005.63 濮良贵，陈国定，吴立信主编.机械设计M.北京：高等教育出版社，2013.54郭克希，王建国主编.机械制图M.北京：机械工业出版社，2009.75张春林，北京理工大学主编.机械创新设计M.北京：机械工业出版社，2007.9 22