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(shè)計題 目：同軸電纜自動繞線機的設(shè)計學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)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(guān)鍵詞繞線機是電氣生產(chǎn)行業(yè)常見加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)、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(shù)投入和研發(fā)，以適應(yīng)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(shù)研發(fā)能力，技術(shù)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(shù)亮點，繞線機技術(shù)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(yīng)商提供的成套控制系統(tǒng)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)商對繞線機行業(yè)的工藝要求并不熟悉，導(dǎo)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(shù)應(yīng)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(guān)鍵詞：繞線機,總體設(shè)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(guān)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(shè)計方案............................................................................................................................12第 2 章初步計算 .....................................................................................................132.1 畢業(yè)設(shè)計技術(shù)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(jié)構(gòu)形式的選擇...........................................................................................163.2 選擇電機的容量...............................................................................................................163.3 確定電機轉(zhuǎn)速...................................................................................................................163.4 傳動比分配.......................................................................................................................17第 4 章 帶 傳 動 的 計 算 ................................................................................................194.1 帶傳動設(shè)計.......................................................................................................................194.2 選擇帶型...........................................................................................................................204.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速...................................................................................204.4 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)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(jié)構(gòu)和尺寸...................................................................................................224.7 確定帶的張緊裝置...........................................................................................................22第 5 章傳動零件的設(shè)計計算 .................................................................................255.1 蝸桿減速器的設(shè)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(shè)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(shè)計計算...................................................................................................................295.2.1 連軸器的設(shè)計計算.................................................................................................295.2.2 輸入軸的設(shè)計計算.................................................................................................295.2.3 輸出軸的設(shè)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(jié)構(gòu)與潤滑的概要說明 .................................................................406.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料...................................................................................................406.2 鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)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(lǐng)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(guān)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(gòu)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(dǎo)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(fù)排線的工藝要求。這種純機械耦合機構(gòu)存在零件加工和裝配復(fù)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(gòu)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(shè)備廠，代表產(chǎn)品有東風(fēng) IA 型，東風(fēng)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(xué)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(fēng) 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(dǎo)線直徑 0．03-0．05mm，主軸轉(zhuǎn)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(yīng)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(dǎo)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(jié)構(gòu)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(shù)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(chǔ)理論、新技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)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(jié)合了機械、傳動、電氣控制等多方面的技術(shù)，所以基礎(chǔ)理論研究是開發(fā)新技術(shù)的基礎(chǔ)，只有核心技術(shù)的發(fā)展才能推動繞線設(shè)備的進步，各方面為技術(shù)開發(fā)做努力，這樣才會使我國的繞線設(shè)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(yīng)用于繞線要求相對不高的場合，高端設(shè)備都有日本、瑞士、德國等進口設(shè)備占領(lǐng)市場，而國產(chǎn)設(shè)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(dāng)?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設(shè)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(guān)鍵技術(shù)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(yán)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(shù)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(shù)差距。但是關(guān)鍵技術(shù)還需要我國技術(shù)人員的努力，依靠自己的力量，解決關(guān)鍵部位技術(shù)難題。國內(nèi)繞線機的發(fā)展現(xiàn)狀首先說說技術(shù)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(zhuǎn)向全自動、高效、高科技含量的機型，隨著現(xiàn)代電氣技術(shù)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(shù)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(shù)投入快速拉近了與進口繞線機的技術(shù)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)計，采用可編程控制器作為設(shè)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(shè)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(shù)，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(shè)備的零部件采用了大量非標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(shù)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(jié)構(gòu)設(shè)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(gòu)，設(shè)備主要以機械構(gòu)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(dāng)今高新技術(shù)結(jié)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(dāng)出現(xiàn)排線失步等現(xiàn)象時設(shè)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(shè)備運轉(zhuǎn)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(shù)，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(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)構(gòu)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(shù)不斷在變壓器繞線機上的應(yīng)用，新的機型功能上也變得更強大，柔性預(yù)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(dāng)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(jié)構(gòu)形式上，根據(jù)所繞制的線圈的鐵芯或骨架結(jié)構(gòu)形式的不同，又研制出有梭式的繞線機，以適應(yīng)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(shè)備科技有限公司自行研制,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)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(shè)計技術(shù)指標(biāo)和工藝要求,達到國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)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(shè)備行業(yè)發(fā)展的一次新突破,同時也標(biāo)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(shè)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(shè)備研制領(lǐng)域的先進技術(shù),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(yīng)用于繞線要求相對不高的場合，高端設(shè)備都有日本、瑞士、德國等進口設(shè)備占領(lǐng)市場，而國產(chǎn)設(shè)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(dāng)?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設(shè)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(dǎo)線在磁環(huán)中運動繞線，對于中小型磁環(huán)，這種設(shè)備無法繞 [18]。⑶美國有這種繞線原理的設(shè)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(shù)基礎(chǔ)上，設(shè)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(guān)研究動態(tài)：繞線機是電氣生產(chǎn)行業(yè)常見加工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)、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(shù)投入和研發(fā)，以適應(yīng)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(shù)研發(fā)能力，技術(shù)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(shù)亮5點，繞線機技術(shù)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(yīng)商提供的成套控制系統(tǒng)，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)商對繞線機行業(yè)的工藝要求并不熟悉，導(dǎo)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(shù)應(yīng)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(shù)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(shè)備，極大程度的滿足了高產(chǎn)能的要求；全伺服控制應(yīng)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(shù)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(chǔ)理論、新技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)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(jié)合了機械、傳動、電氣控制等多方面的技術(shù)，所以基礎(chǔ)理論研究是開發(fā)新技術(shù)的基礎(chǔ)，只有核心技術(shù)的發(fā)展才能推動繞線設(shè)備的進步，各方面為技術(shù)開發(fā)做努力，這樣才會使我國的繞線設(shè)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(yīng)用于繞線要求相對不高的場合，高端設(shè)備都有日本、瑞士、德國等進口設(shè)備占領(lǐng)市場，而國產(chǎn)設(shè)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(dāng)?shù)钠D難，不難看出，極大的市場份額都是進口設(shè)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(zhuǎn)式。Mto 繞線機。一般具有一個主軸，也可安裝二個主軸，加工導(dǎo)線最細為 0．02ram，最高轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(lǐng)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(zhuǎn)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(xué)的機械設(shè)計、機械原理有關(guān)專業(yè)知識以及查詢的有關(guān)文獻，根據(jù)數(shù)控切割的工作原理，確定總體設(shè)計方案，擬定設(shè)計草圖，使用時應(yīng)達到的安全，效率，可靠性等進行初步設(shè)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(shè)計。3.根據(jù)所設(shè)計的機械傳動系統(tǒng)，利用系統(tǒng)相關(guān)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(yīng)用，進一步完善優(yōu)化系統(tǒng)。11 設(shè)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(shù)，將繞線主軸的卷取傳動與排線器的往復(fù)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(shè)置成主一從方式，即：排線步進電機作為從動機，其轉(zhuǎn)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(shè)置。新系統(tǒng)具有：穩(wěn)定、準(zhǔn)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(shè)計技術(shù)要求本題目設(shè)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)）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(gòu)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(gòu)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離， =103mm；3L 3L——當(dāng)?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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式的選擇由于直流電機需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價格較高，維護比較不便，因此選擇交流電動機。我國新設(shè)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(jié)構(gòu)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(fēng)機、攪拌機等，由于啟動性能較好，也適用于某些要求啟動轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 型。3.2 選擇電機的容量本次設(shè)計為設(shè)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(shè)： ——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(zhuǎn)速卷筒工作轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速的可選擇范圍為ir/min??''258402dan????符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min,3000r/min.查閱相關(guān)手冊得到符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速，由有關(guān)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(zhuǎn)速r/min方案 電動機型 號額定功率kedPw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)計輸出功率 P=11kW,轉(zhuǎn)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(fēng)機和鼓風(fēng)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(fēng)機（ ） ；7.5k?發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)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(fù)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)計功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按《機械設(shè)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(zhuǎn)速 n1＝1400r/min，查圖得：d d=80～100 可知應(yīng)選取 A 型 V 帶。4.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速由《機械設(shè)計》P 298 表 13－7 查得，小帶輪基準(zhǔn)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(zhǔn)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(shè)計》P 295 表 13-4 查“V 帶輪的基準(zhǔn)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?，小帶輪選 H 型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇 E 型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.7 確定帶的張緊裝置選用結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)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(cè)面間的夾角是 40°，為了適應(yīng) 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(zhǔn)寬度 bp 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0基準(zhǔn)線上槽深 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6基準(zhǔn)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(yīng)的基準(zhǔn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計結(jié)果，可以得出結(jié)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(shè)計計算5.1 蝸桿減速器的設(shè)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(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計,再校核齒根彎曲疲勞強度。由教材【1