纤维缠绕机机械结构设计毕业答辩课件

毕业设计答辩,纤维缠绕机的机械结构设计 涂 豹 20100338 指导教师： 李 德 宝,纤维缠绕机的机械结构设计,第一部分：纤维缠绕机的机械结构设计的原理和目的 第二部分：纤维缠绕机的机械结构设计的方案 第三部分：纤维缠绕机的机械结构设计的计算 第四部分：纤维缠绕机的机械结构设计的结论,第一部分：纤维缠绕机的机械结构设计的原理和目的,计算机控制纤维缠绕机的原理 计算机控制纤维缠绕机的控制功能是靠事先存放在 存储器里的系统程序来完成的，改变系统程序就改变了控制 逻辑。其特点是采用系统程序先计算出纤维的轨迹，然后求 解出缠绕机各坐标轴的成型轨迹。由于采用计算机控制伺服电机的传动， 因此缠绕精度大幅度提高。 缠绕机是一个多坐标，多系统的设备。它的基本运动包含： （1）芯模绕其主轴的匀速旋转运动；（2）小车沿着平行于 芯模轴线的往复直线运动；（3）为了调整吐丝嘴到制品的 表面距离，有伸臂的横向运动；（4）为了保证换向顺利， 吐丝嘴绕一定轴线的角度摆动。,第一部分：纤维缠绕机的机械结构设计的原理和目的,纤维缠绕的基本原理,第一部分：纤维缠绕机的机械结构设计的原理和目的,缠绕制品工艺流程： 本设计选择：沙团张力控制浸胶纵、环向缠绕固化脱模打磨喷漆成品,第一部分：纤维缠绕机的机械结构设计的原理和目的,纤维缠绕机的目的： 生产加工范围：长度02500mm，直径50500mm的缠绕制品。 因为工件长度和直径较大，故机床整体长度大于3000mm，高800mm， 总装配图无法表达清各重要部件的装配等关系，故参照机床画法，将用 部装配图来表达。,第二部分：纤维缠绕机的机械结构设计的方案,主要纤维缠绕机的各系统和主要部件的选型 1、机架：支座式缠绕机又分为主要适用于大型缠绕机，由于芯模尺寸大，重量大。 2、动力系统：系统采用交流伺服电机，可根据主轴参数为基准进行控制。可以实现各种方式缠绕。 3、传动系统：（1）主轴系统大多采用齿轮传动，可以提供较大的驱动力。（2） 缠绕小车 纵向运动：滚珠丝杠传动，传动精度高（滚动导轨运动速度较高） 横向运动：滚珠丝杠传动，传动精度高（滑动导轨运动速度较低）,第二部分：纤维缠绕机的机械结构设计的方案,4、芯模的夹持系统：卡盘-顶针式：定位、夹紧方便 5、辅助系统： （1）纱架： 纱架是储存纤维、安装后置张力器的支撑部件，重量相对较大。沙团较少，纱架直接按在小车上，这种方式张力波动小。 （2）浸胶槽： 6、张力控制系统：张力控制系统是保证纤维质量比较重要的一环。所以在缠绕过程中，一定要保证精确的张力控制，才能保证产品的质量，一般而言张力控制系统有机械式和电子式两种形式。均有张力传感器、张力控制器和张力测控系统组成。本设计为便于计算机控制，采用电子式。,纤维缠绕机的机械结构设计*小车难点解决方案,浸胶方案：,纤维缠绕机的机械结构设计*小车难点解决方案,张力控制机构原理 张力控制器中安装张力传感器，通过沙团的伺服电机控制纤维的张力，由传感器实时监测张力，再通过伺服电机调节。由于纤维张力较小，故所需的伺服电机扭矩较小，但扭矩要能调节。,纤维缠绕机的机械结构设计*小车难点解决方案,张力检测方案示意图如图：,张力检测：差动变压器式位移传感器-通过计算张力,纤维缠绕机的机械结构设计*小车难点解决方案,吐丝嘴的设计： 吐丝嘴的摆动设计： 小功率电机 一对齿轮 吐丝嘴： 电机固定在小车上；齿轮和吐丝嘴在轴两端悬空；轴采取角接触球轴承固定，轴承内圈由轴肩固定，轴承外圈由孔用挡圈固定。,小车整体结构示意图,横和纵向丝杠支承、轴承固定方式,双推简支（支承） 轴承固定方式：选用轴承座,横和纵向导轨的选择,横向导轨： 对于确定的芯模，其小车到芯模轴线的距离是固定不变的。故对于芯模来说，横向运动只是在缠绕前调整小车到芯模轴线的距离。故运动速度不高，选用滑动导轨。 纵向导轨： 小车沿平行于芯模轴线进行往复运动，考虑到实际加工效率，纵向运动速度较高，而且小车与横向导轨作用力都在纵向导轨上和质量大，故选用滚动导轨。,第三部分：纤维缠绕机的机械结构设计的计算,4.1、主轴转速和小车行走速度的选择： 在缠绕过程中，纱线速度过小，生产率低；而过大，浸湿缠绕时胶液易外溅，干湿缠绕时，欲浸胶纱线来不及加热，所以一般湿法缠绕时取 。小车做往复直线运动，在行程终点需换向，这时加速度最大，惯性力引起的冲击最大，同样车速度过大，运行不稳，易产生颠簸振颤而影响缠绕质量，所以 主轴无级变速电机传动图,第三部分：纤维缠绕机的机械结构设计的计算,4.1、主轴转速和小车行走速度的选择 4.2、主轴无级变速电机传动的设计计算 4.2.1带传动的设计计算 4.2.2齿轮传动的设计计算 4.3执行机构的设计计算 4.3.1小车的设计 （1）吐丝嘴摆动计算 （2）张力检测器的计算和步进电机的选择 （3）浸胶方案的计算,第三部分：纤维缠绕机的机械结构设计的计算,4.3.2、横向进给运动的设计和计算 4.3.2.1、横向丝杠的设计计算 根据小车重量和丝杠的所受的载荷计算，选择丝杠。 4.3.2.2、横向滑动导轨的设计计算 根据横向运动所受小车重量和小车横向运动速度，计算并选择滑动导轨。,第三部分：纤维缠绕机的机械结构设计的计算,4.3.3纵向运动的设计和计算 4.3.2.1、横向丝杠的设计计算 根据纵向丝杠的所受的载荷计算，选择丝杠，并根据纵向运动速度选择丝杠导程。 4.3.2.2、横向滑动导轨的设计计算 根据纵向运动速度、横向机构和小车重量计算选择滑动导轨。,纤维缠绕机的机械结构设计solidworks示意图,主轴箱,纤维缠绕机的机械结构设计solidworks示意图,CAD装配图*小车装配图,CAD装配图*横向运动装配图,CAD装配图*纵向运动装配图,CAD装配图*纵向运动装配图,CAD装配图*总装配图,第四部分：纤维缠绕机的机械结构设计的结论,在本设计中，我需要考虑主轴旋转、纵向运动、横向运动和吐丝嘴绕一定轴线的角度摆动四个运动，通过上网查阅资料，对其动力系统、传动系统、执行机构和连接方式等进行最优的选择。在后期的设计计算中提供了良好的方案和