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锂电池卷绕机卷绕机构设计(含源文件),锂电池,卷绕,机构,设计,源文件
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毕业 设计翻译 译文 题目名称 ： 锂电池卷绕机卷绕机构 院系名称 ： 机 电 学 院 班 级 ： 机 自 071 班 学 号 ： 200700314114 学生姓名 ： 袁 欣 锋 指导教师 ： 邓 大 立 2011 年 3 月 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 1 - 屑的几何形状和影响因素 图 2示了 100 年以前切屑的形状。图 2示了很多现代的切屑图像，这些图像由修饰、刻画快停下截面得到（这个方式在第五章叙述）。它显示了切屑的大范围滑移，它依靠材料和切削条件而自由形成的。所有这些切屑用刀尖形成，切屑斜面贴近切削刀具。待续而又稳定的切屑信息从图 2a）中可以看到（同样在图2这个是 70/30黄铜的实例，都知道对于机器来说它很容易加工的一种材料。一些材料但能够形成很多段，或 锯齿形 切屑（如不锈钢 图 2b）。其它的则很难形成连续的切屑，取而代之的是非连续的切屑。图 2C）（对黄铜来说，通过增加引导形成易碎的切屑）和图 2d）（低碳钢来说，以一般速切削）分别显示了不连续切屑发生了少量的和大量的塑性变形。但在其它情况下（低碳钢以一般的速度切削 图 2e）工件做成圆棒料，切屑将沿着刀具边缘脱落，刀具与工件接触边缘，抵抗负载和产生切削热。随着切削，蕅温度和断增加。刀具与工件接触处不能存在（或者不能在前刀面形成。）图 2f）（调质钢以高速切削）显示了薄层切削时切屑的形状，不同于图 2a）图的形状。 这章将要联系最简单类型的切屑形成，连续的切屑通过锋利的前刀面 处形成。更进一步，只有直角的情况（ 2）将被考虑。机械学的角色是显示压力和速度的边界条件。刀具接触面和工件材料机械特性决定切屑的流动和压力。连续切屑的形成，切屑最终的流动意味着至少决定于切屑的厚度，它与刀具的长度和弯曲有着联系，这些都不是单单的由刀具的形状而确定。事实上，切屑的形状仍是力学的主要挑战。一旦切屑的形状已知，决定切屑压力的相对比较简单。工件与刀具之间的压力和温度，将影响刀具的寿命和工件的表面粗糙度。它的决定因素有点困难。 （ a） （ b） 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 2 - （ c） （ d） （ e） （ f） 图 2屑以 0速度从车床流出 切削速度以 m/明：（ a） 70/30 黄铜（ 50） ,（ b）奥氏体不锈钢（ 30） ,（ c）加铅黄铜（ 120） ,（ d）低碳钢（ 5） ,（ e）低碳钢（ 25） ,（ f）低碳钢（ 25）。 图 2屑流（ a）大略的从图 2a）；（ b）简化的和它的速度图表（ c） 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 3 - 影响切屑流动的主要因素是刀具的倾斜角。切屑与刀具之间的摩擦和硬化的工件材料形成切屑。一些建立在典型工程量的实 验观察结果将被呈献，但是这里首先将介绍流动的一些必要的符号和通用的简化（这些内容在第六章将被移除）。图 2a）是图 2a）的一个草图。它显示了用一个倾斜角为的刀具形成切屑的厚度 t，而从未变形厚度 具的关联长度 性变形区用图中画出的影线标记出来。最主要的变形区也就是主要的切除区，存在于线 一步的变形材料经常被与其紧挨的前刀面保护起来。在副切削区域，一个简化的积屑流（图 2b）用一个平面取代主要的区域。 剪切平面忽略增加的畸形区域（尽管 区域中的材料仍在塑性极限之内）。图 2b）显示了 剪切平面 切削方向倾斜角为。被称为剪切平面角。因为剪切平面 f/t/ 得到。 ) (2 图 2标识了速度的变化， 发生在主切削平面，由 负责切屑的流动，其中对前刀面倾斜一个摩擦角（ 擦系数 ）和对切削平面 ）角度。它还引入其它的工程量，后面的内容将要提到。 等级 对 2c）。 c o s s i n c o s ( )p r i m a r y c h i p w o r U （ 2 剪应变发生在切屑的形成过程，它对零件的主切削速度是垂直于切削平面的工件速度的几倍。相同的拉紧是这个的 1/ 3 倍（附录 1）。联合方程（ 2方程（ 2等效应变是： 2c o s c o s *3 3 s i n 3 s i n c o s ( ) 3 c o s ( )p r i m a r yw o r （ 2 结果，变形的程度由，（ 切屑厚度的比（ t/f）决定。2 )的比也将会看到，它的值常常在 以 ( （ 2 观察中，切屑厚度受前面已经提到的润滑油影响很大，图 2著地阐明这点。它是前角为 30 度的发具以 低速 （远低于 1m/速度） 切削铁时的一个 快速停止 视图。在大气中，形成的切屑厚而直。增加润滑油液体导致切屑变的薄而卷曲。在这种情况下，增加润滑油导致切屑与刀具之间的摩擦系数变成从 1972）。 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 4 - （ a） （ b） 图 2 a）干（在空气中）和（ b） 四氯化碳 应用到前刀面 图 2a）铜加工收集的数据，干燥 ()和润滑（ o）；和（ b）切削速度大约为 1m/，润滑油变化的影响情况 在这个研究中，使用 四氯化 碳 液体 润滑油， 早期研究员发现 用液体是一种最有效的减小摩擦的方法。尽管如此，它有毒且今天已不推荐使用。另外 四氯化碳只在低速度切削时起到降低摩擦的效果。图 2来切削铜时，几种来源的润滑 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 5 - 液，共同作用时的结果。在图 2a） 它显示了，在空气中和在 四氯化 碳中以从 1到 100m/量所得到的摩擦系数，它的吃刀量在 且刀具的刀面角在 6度到 40度之间。以高一点的速度时， 四氯化 碳 液体润滑油 减小摩擦的效果已经消失了，不再起作用。 是迷惑怎样使润滑油渗入到切屑与刀具之间。润滑油怎样在金属切削过程中起作 用将在 2 在图 2a） 中，对任一的速度和润滑油，摩擦因数的变化大部分来自刀面角的变化， 这些是由数据应用得来的。高一点的摩擦因数与小的刀面角有联系。图 2a）也显示了液体润滑油和刀面角共同影响切屑的厚度比。低摩擦和高刀面角导致了低的切屑厚度比。一般的经验，材料和刀面角的变化在图 2b）中总结。在金属切削的环境下，低的摩擦系数和切屑等效应变（从方程 2b）分别是从 1 ；作为高的摩擦系数和应变是从 1（然而在少数的情况下还要高一点），可高达 5。 高 的材料硬化率也同样通过实验而被发现，从而导致更高的切屑厚度比，尽管在一些在介绍性的部分它还很难支持这种陈述，例如这些 。原因是它很困难变化工件的硬化特性，而不去改变它的摩擦系数。一个材料实例，黄铜（ 70%0%它的摩擦系数比其它大多数摩擦系数相比，其更不容易改变，更稳定。图 2a）显示了黄铜工件的硬化特性。切屑从工件材料预处理，例如点 C，期待通过 加工使 工件变硬而达到它们最大的硬度。当从不同的预处理样品上形成切屑时，可以得到摩擦系数和切屑厚度比而以 15度刀面角的高速钢刀具、大约为 吃刀量和从 1 到 50m/些内容在图 2b）（ 显示了出来。预期在以后的部分， 在图 2b）中 工件硬化的测量可独立自主的变化，它在等效应力到最大等效应力上增加比例，是由加工导致的。对于材料 D、 ，厚一点切屑发生在工件硬化大一点的材料，尽管它是一个摩擦系数是一个常量。材料 它的摩擦系数也 少量地 增加了。比较图 2b）和图 2b），改变工件硬化和摩擦系数对切屑厚度比影响很相似。 结果，刀面角、摩擦和工件硬化等都影响切屑的形 成。在描述力学加工条件上为获得进一步的发展， 系统强迫规定的参数和 力矩平衡 一定要介绍。 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 6 - 图 2a） 70/30的黄铜工件硬化和（ b）摩擦系数和切屑厚度的比来测量标本钢化数量如标记的 注：文章来源 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 7 - .1 of 00 .4 in ). It of to be on in or is .4(a) (as is 0 as an to a or .4(b). do to .4(c) (a by .4(d) (a at of a a of In at an .4(e) up by of to by As or in .4(f) (at of to a so .4(a). be of .4(a) f) by a ) be of is to at of at of of by In is is is in of is a of 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 8 - of as it of be to to be ) be .5(a) is a .4(a). It of t an （ a） （ b） （ c） （ d） 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 9 - （ e） （ f） at a of as m/ (a) 70/30 50), (b) 30), (c) 120): (d) 5), (e) 25), (f) 55) a) .4(a); (b) c) of f (by a of a. is l is r. of by as A to in A .5(b) by a 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 10 - A in be at .5(b) A at an f to f is As of A be f/or t/, ) (.5 on It at l to l = m) ) A. It to of be .5(c): c o s s i n c o s ( )p r i m a r y c h i p w o r U （ as is is of to of to (). 2c o s c o s *3 3 s i n 3 s i n c o s ( ) 3 c o s ( )p r i m a r yw o r （ of is by a, (f a) t/f ). ( ) , as be is in .9 （ s (188182) is by .6 It is a of by a 30 at a m/ In an is a to In to 1972). in by to be of 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 11 - （ a） （ b） at (a) in b) to a) on of ) o); b) a of at m/中原工学院毕业设计翻译 译文 - 12 - is to be In to at .7 on of It .7(a), in at 00 m/at .1 mm of 0. At of to be by in is . of .7(a) of to .7(a) to a of is .7(b). In of .4(b) .5 .5 (in a up . to to it is to in a in an as is it is to a is 70%0% .8(a) of to , to be to by a 15 at 0 m/.8(b) (et 1972). a of as .8(b) 中原工学院毕业设计翻译 译文 - 13 - a) 0/30 b) by as of in to by , C , is a a is .8(b) .7(b), in on as To in of of be 注：文章来源 毕业设计 开题报告 题目名称： 锂电池卷绕机卷绕机构 院系名称 ： 机 电 学 院 班 级： 机 自 071 班 学 号： 200700314114 学生姓名： 袁 欣 锋 指导教师 ： 邓 大 立 2011 年 03 月 1、 本课题所涉及的内容国内 (外 )研究现状综述 内锂电池装备行业现状 球锂电池公司大量增加产能 能源危机及气候变暖使全球对新能源，尤其是锂电等清洁能源的重视程度与日俱增，三洋电机、松下和索尼 3家占全球市场份额六成多的日本锂电池巨头均已公布了增产计划。三洋电机和松下都已宣布新建工厂。到 2010年底，索尼公司的手机锂电池产能将从目前的每月 4 100万块提高到 7 400万块。 电池生产向中国地区转移 近些年，很多 外资企业调整全球战略，将中国作为其全球锂电池重点生产基地。全球手机电池企业龙头三洋电机在北京、天津，松下、索尼在无锡建立了自己的生产基地， 韩国唯开电池在福建建厂， 1 国内锂电池装备行业现状 内锂电池企业数量激增 和 锂电池设备行业面临机遇和挑战 中国在 2008年提出了新能源政策及其发展规划，我国的锂电池行业也进入了一个快速发展的新阶段， 国内的锂电池生产企业开始大量出现，据 2009年电池行业统计数据，我国注册的锂电池生产企业有 1500多家，锂电池生产企业数量呈现出快速增长态势。 国外知名锂电池生产商逐步介入中国市场，以及国内锂电池企业的快速膨胀式发展给锂电池设备行业带来了巨大的机遇和挑战：一方面，中国锂电池产业最主要的成本优势逐渐减弱，将更加刺激国内锂电池生产企业降低成本，进一步增加对国产锂电池设备的需求。另一方面，快速发展的锂电池市场必将给中国锂电池设备行业带来冲击，国内锂电池设备生产企业面临着技术革新的巨大挑战。 国锂电池设备行业快速发展 我国锂电池产业化始于 1997年， 而国内锂电设备生产企业的出现始于 2000年后，很多主要的锂电设备制造企业都在 2005年前后才进入锂电池设备制造行业，锂电池的生产过程需要 50多道工序，需要上百种相应的设备来完成各道工序的制造。经过短短几年的发展，目前国内的锂电池设备已经基本涵盖锂电池制造的所有环节，而中国也已经与日本、韩国共同成为全球三大主要锂离子电池生产大国。在这个过程中，锂电池专用设备 的快速发展是我国锂电池产业化快速发展的有力保障。 电设备制造行业的企业规模较小 目前国内锂电池设备行业中，还没有技术优势明显、规模较大、在 行业内起主导作用的超级企业出现，大多数企业规模较小，产品单一，这主要有以下两方面的原因。一是国内的锂电池生产企业中，很多企业都为产业结构调整和顺应国家大力发展新能源和清洁能源的利好政策转型而来，没有生产电池的基础，或为刚刚筹建的新企业，由于目前国内还没有建立统一的锂电池行业标准，这些数量庞大的中、小型企业的锂电技术水平良莠不齐，生产的锂电池性能标准不规范，很多企业还为手工制作或使用性能较低的设备进行辅助生产，这些中小型企业对锂电池设备性能的要求标准不同，而同时对生产设备需求较大，这就间接刺激一些技术水平低的 小型锂电池设备生产企业进入市场。另 一方面，一些主要的锂电池装备生产企业，虽然经过多年发展在技术获得了足够进步，但在生产规模上受到技术水平、管理水平等因素的限制，还没有形成一定的规模。随着锂电池产业的技术发展，锂电池装备行业也必将不断壮大并出现 一 批有实力和规模的企业。 国锂电池设备面临技术突破 锂电池设备是一个新兴的非标准化设备行业，设备的性能要求需要根据客户生产工艺要求的改变而进行不断的改进，同时，锂电技术发展迅速，锂电池材料、型号、质量要求、工艺需求不断变化，设备性能需要不断适应锂电池技术水 平的发展，此外，国内目前还没有建立统一的锂电池行业标准，这些发展初期的种种因素都使得目前的国内锂电池设备存在核心技术不够成熟、设备性能不够稳定的问题，很多锂电池设备企业还处于学习国外先进技术的发展阶段，规模较大的主要设备生产企业技术优势不明显， 关键技术环节面临突破。 体技术相对国外落后 日本、美国、德国和韩国的锂电池技术在全球处于技术领先，其中日本的锂电池技术不论原创技术、零组件材料、制造技术，皆遥遥领先其它国家。在制造技术上，日本生产的制片、卷绕一体机每分钟锂电池生产个数已达到 20个以上 ，珠海华冠电子科技公司生产的三卷绕头全自动卷绕机，为目前国内生产效率最高的锂电池卷绕设备，每分钟的电芯生产个数还不到 识产权保护意识还需增强 国内锂电装备行业中的多数企业尚未形成自己的知识产权战略，对自身知识产权的保护意识和维权意识淡漠。这一方面是由于新兴行业的不正规竞争，另一方面，是由国内主要锂电池设备企业缺乏自己的关键核心技术。这种对自身知识产权保护意识淡薄，直接造成自身产品设备在推出市场后，被其他企业所仿制，有些小型企业甚至进行一比一的完全模仿，导致自己的产品市场流失，也导致了国 内锂电池设备行业 的恶意竞争。但随着锂电池装备行业的技术发展，国内技术实力较强的设备生产企业对自身知识产权的保护意识正在增强。 内锂电池装备行业发展趋势 全球经济在金融危机后正在逐渐复苏，在国内外大力推进新能源策略的背景下，国内锂电装备行业将面临巨大的机遇与挑战：一方面市场需求潜力巨大，前景向好，另一方面，市场竞争日益激烈，关键技术面临突破。同时锂电池技术的发展，对锂电池生产设备的技术性能也不断提出更高的要求，锂电装备行业的发展必须适应锂电技术和锂电产业发展的变化趋势。 自动化、高精 度设备是发展方向 锂电池的安全性取决于生产工艺， 高精度、全自动化的锂电池生产设备将在保证锂电池生产工艺的基础上， 使生产出的锂电池具有较好的一致性，从而保证生产出的锂电池具有高可靠的安全性能。同时，锂电池技术的不断发展将对锂电池生产设备的全 自动化、高精度提出更高的要求，高精度的全自动化设备是未来发展方向。 能稳定的专用设备是未来发展的方向 锂电生产设备行业要快速发展，在设备的生产工艺性能设计上，就要不断满足锂电池的新工艺、新技术和新发展的变化，将锂电池制造的工艺细节、工艺参数融入到设备的设计和制造中，使设备真正成为保障电池生产独特工艺技术的专用设备。 力锂电池设备的市场需求逐步加大 随着锂电技术的不断发展和技术瓶颈的突破，在 2020年 合动力车 )将占世界企业总数的 50，动力锂电池在未来锂电产业发展中将占据很大的市场份额，这将使动力锂电池设备进入新的发展时期，由于动力锂电池对安全性的更高要求，动力锂电池设备将在使用稳定性 和精度方面面临更高的要求。 2、本课题有待解决的主要关键问题 通过在公司内的课题调研和资料查阅，我对课题锂电池卷绕机卷绕机构的主要涉及内绕及其所要完成的任务有了初步的了解，并对其进行了的分析，其主要有以下两点： 计目标 通过设计使锂电池上隔膜、下隔膜、正极、负极能够达到客户所要求的整齐度和准确度，使卷出来的电池整齐、美观。 要内容 本设计主要内容有：通过查找各种文献，手册，网络，并结合设计目标和所需要生产产品的特点，确定卷绕机构的优化方法，设计出合理的卷绕传动工艺流程。并对该工艺 流程的各结构的数据尺寸、构成材料及所需的处理方法，从而选择出合理的机构。 括解决的关键问题和所需条件两方面） 选择合理的 卷绕传动 设计方案，需充分考虑以下因素： 电的生产环境：这是锂电池生产工艺需要考虑的环境因素。锂电池的生产环境一般为无尘车间，这就要求设备本身不能使车间的无尘环境遭受破坏，因此要求传动平稳，不能造成太大的振动。 备的操作方便：这是生产锂电池需要考虑的人为因素。设备的操作简单、方便，可以节约人力成本，减少公司支出。 化后的生产成本 ：这是 锂电池动力卷绕传动 工艺考虑的经济因素。用较少的资金达到 客户对产品的要求是我们 的目标。合理设计 轴 的尺寸，合理安排 零件的空间布置 ， 合理的 材料的应用 ，决定了整个 生产 费用。 件加工 的难易程度：充分考虑 公司的生产条件和加工设备的加工能力 ，可以使 资源得到 合理 的利用 ，从而降低 生产 费用。 选设计方案中的主要技术： 服电机动力传动 步齿形传动 作过程 锂离子电池的卷绕工 作过程如下：正、负极片及隔膜主动放卷，分别经除尘及除静电处理，引入卷绕部并按工艺要求进行卷绕，贴附终止胶带，成品自动下料，经输送带送至收集台，实现全自动卷绕过程。 4、工作进度安排 （内容、步骤、时间） 业实习开题报告外文翻译 (4 周 ) 电池动力卷绕 设计 优化 方案调研、比较、选择 ( ) 力卷绕卷绕传动 工艺设计计算 (1 周 ) 力卷绕传动轴 设计计算 (1 周 ) 力选择、轴承选择、齿轮选择等标准件的 设计计算 (1 周 ) 力卷绕装配 图 (2 周 ) 力卷绕 零件 图 (1 周 ) 计计算书及说明书 (1 周 ) 料整理 ,准备毕业设计答辩 (1 周 ) 5、预期成果 及 主要特点 期成果 械类 相关文献翻译一份，并按学院统一规范化要求撰写，译文不少于 3000汉字 ； 证 设计 方案，包括 零件 基本工艺路线的确定、 机械装配 工艺流程论证和主要 轴承和电机 的选型； 步齿形 带 传动、轴传动 和 齿轮传动 工艺设计计算； 计图纸： 动力卷绕重要零件 图， 动力卷绕机构装配图 ； 计计算说明书一份 。 要特点 1 由 于实际生产和公司零件加工条件的限制， 本次设计 采用了很多的非标设计，与标准设计相比，非标设计具有加工简单，装配方便，灵活易操作等特点 。 论文的撰写，将会条理清晰。对 工程 图的绘制，将会严格按照由 国家质量技术监督局颁布的中华人民共和国 图标准。 6、为完成课题已具备和所需的条件 具备条件 业设计任务书 ； 科 毕业设计 （论文）简明指导手册 ； 语论文翻译词典及翻译软件等 ； 械设计 相关的参考资料和文献。 需的条件 械 设计中所需要的相关计算公式 ； 关 轴 的设计和 传动 等方面的书和标准手册 ； 械 设计规范 ； 华人民共和国 图标准 ； 图软件。 此为我去图书馆、上网阅读查询了 锂电生产的 相关文献和 现状 ，更深入认识和了解 工艺合理 性 的选择 ，比如，各种工艺的区别，机械机构 如何 选择 ，如何考虑 生产 既经济又能满足 生产 要求的设备等等。 同时将所学知识用运用到实际设计中，通过 分析 比较各个 工艺的合理性、先进性、经济性来选择的工艺技术。 对于 本次设计，如果遇到了问题，我不能解决，我希望可以和指导老师深入探讨解决。 七、预计 优化 过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施 在本次 优化 研究中，可能会遇到以下问题及解决方法： 化 设计 的 传动精度 要求较高，在设计阶段要更细致考虑 轴的加工精度、配合精度、传动精度，齿轮的配合精度 等等 ，因此在设计阶段要多参考 相关 文献，仔细比较论证各种工艺，从而选出最佳方案，力求使设计最优化。 为使设计方案更加合理，还需在论证阶段多做比较和分析，从各种文献材料、手册、网络中多了解信息，吸取先进工艺的方法，完善设计方案。 零件图，装配图 ）配合说明，由于之前认识学习都是简单的平面图，所以我们得多练习运用计算机绘图，同时也是对 件进一步了解认识，虽然绘图可能的速度会比慢点，但是我会努力练习，努力把毕业设计的图画得最好。 通过这次 对锂电池卷绕传动 的 机械 设计，让我更进一步了解了与本专业相关的技术 ，对大学四年所学知识来了一个系统的综合利用 。我会好好利用这次机会锻炼提高自己的专业素质，认真学习、虚心求教，通过这次设计提高自己学习能力、动手能力、独立思考能力等，把这次毕业设计不仅是做好，而且是做 得更好，为从事相关专业工作打好基础做好准备，衔接好踏入社会事业的路。 八 、指导 小组 意见： 签名： 年 月 日 九 、 系（部） 意见： 系 主任签名： 年 月 日 锂电池单头全自动卷绕机构 学 生 姓 名：袁 欣 锋 班 级：机 自 071 学 号： 200700314114 指 导 老 师：邓大立 主要内容 1、毕业设计课题的介绍 2、卷绕机卷绕机构的设计 3、设计小结 1、 毕业设计课题的介绍 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应： 电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。现在锂电池已经成为了主流。 电设备的发展趋势 （ 1）全自动化、高精度设备是发展方向； （ 2）性能稳定的专用设备是未来发展方向； （ 3）动力锂电池设备的市场需求逐步加大 电卷绕设备的概述 （ 1）按自动化程度可分为：半自动锂电池卷绕机和全自动锂电池卷绕机； （ 2）按卷绕工位可分为：单头锂电池卷绕机、双头锂电池卷绕机和三头锂电池卷绕机； （ 3）按电池形状可以分为：圆形锂电池卷绕机和方形锂电池卷绕机。 卷绕部分在生产中对电池的质量产生着决定性的影响。卷绕部分的工作原理为：伺服驱动电机通过联轴器带动输入轴转动，输入轴带动两个同步轮转动，同步轮通过传送带将动力传递给另一组同步轮，同时带动针套转动，针套通过与键的组合带动针柄转动，针柄带动卷针转动，实现两卷针的同步；抽针的动作由气缸来完成，气缸通过在其行程内的来回移动实现卷针的抽出和送入。 2 卷绕机卷绕机构的设计 其主要内容包括电机的选型设计、联轴器的选型设计、轴与轴间的传动方式 等 动机类型的选择 （ 1）步进电机和伺服电机的比较 步进电机开环使用，步分辨率低，精度不高； 交流伺服电机使用方便，转速分辨率高，精度高，闭环运行，驱动器输出编码器信号，可实现大闭环。 （ 2）电机类型的选择 锂电池在卷绕过程中要求隔膜和极片长度可以控制，并且能达到某一精确的数值； 电机在使用的过程中要实现闭环控制，能实时监测其所转圈数，并反馈给系统，达到实时控制的效果； （ 3）由以上两条可知，这里选择伺服电机作为驱动电机。 间传动方案的设计 通过轴承、链条、同步带三种传动的优缺点的分析可知，轴承传动在选用的过程中有很多的优势，但它受空间的限制，两个传动轴之间的距离不能太大，在这个设计中，它就因为这个而被放弃。链条传动虽然也符合本设计的使用要求，但存在一定的噪音，这里不予采用，而同步带传动无疑是最理想的选择。 部件的选择 按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，由书 查得，选用 0，其公称转矩 T=20 Nm。伺服马达端直径 6端直径 0大直径 D=56度 L=60 绕机构 绕机构三维图 动画演示 （ 1）结构简单，操作方便，节省设备制造成本； （ 2）全自动，节省人力成本； （ 3）换工位采用滑台结构，卷绕头固定，稳定性高； （ 4）采用单副卷针双侧拔针，不易出现抽芯现象； （ 5）双侧同步驱动，传动稳定，无撞针问题； （ 6）隔膜自动放卷，工作张力： 5，连续可调； 总结 通过本次设计我学会了很多的专业知识。并且自己使用 毕业 设计说明书 题目名称 ： 锂电池卷绕机卷绕机构 院系名称 ： 机 电 学 院 班 级 ： 机 自 071 班 学 号 ： 200700314114 学生姓名 ： 袁 欣 锋 指导教师 ： 邓 大 立 2011 年 05 月中原工学院毕业设计说明书 I 摘要 锂电池卷绕 机卷绕机构是锂电卷绕设备中的重要的组成部分，它对电池的质量和寿命有很大的影响，它的设计对电池的自动化会有很大的作用。 其设计的实质是，在完成总体的设计方案以后，就指各个主要零部件的设计、安装、定位等问题，并对个别零件进行强度校核和试验。并在相关专题中，对 轴和轴承 的寿命延长进行比较详细的分析。在各个零部件的设计中，要包括材料的选择、尺寸的确定、加工的要求，结构工艺性的满足，以及与其他零件的配合的要求等。在强度的校核是，要运用的相关公式，进行危险部位的分析、查表、作图和计算等。并随后对整体进行安装、工作过程以及工 作后的各方面的检查，同时兼顾到维修、保险装置等方面的问题，最后对两个主要工作零件的加工精度、公差选择进行分析，以保证 卷绕机构最终设计的经济性和可靠性。 关键词 ：锂电池、卷绕机、经济性 中原工学院毕业设计说明书 is of of a of a of of of to of of of in of to In of to of of is to of of of in of of of in to of 原工学院毕业设计说明书 言 时间匆匆，四年一挥而过，毕业在即，需要自己完成最后一个任务：完成毕业设计，为自己能毕业画上一个圆满的句号。本来打算是在学校里做毕业设计的，所以上学期的时候我选的是肖老师的课题，后来由于我找了份 工作，这个公司和学校里有一个合作计划：也就是让学生去公司里做毕业设计。 就在这学期刚开学的时候，我们几个人就风尘仆仆的坐火车到赢合科技有限公司去做毕业设计了，顺便去那边实习，刚到公司恰好赶上公司搬家，于是我们几个就像干苦力似地在那干了一个星期的体力活，厂搬完了之后，我们就开始在厂里干起了装配活，在装配的过程中，我们学到了很多东西，了解了车技的装配工艺和零件的加工工艺，在装配过程中也发现了很多的问题。我们发现车间里没有装配工艺图和相关的指导文件，我们的装配就是完全在师傅的指导下进行的。 后来我们就在工程师的指 导下选择了自己的毕业设计课题，而我选的就是：单头全自动卷绕机构，我的任务就是合理的设计各零部件之间的形状配合尺寸，使结构更加的合理完善 。 中原工学院毕业设计说明书 录 1 引言 . 1 电池的概述 . 1 电池卷绕设备的的概述 . 1 电池卷绕设备的现状 . 1 型锂电池半自动卷绕机 . 1 柱锂离子电池全自动卷绕机 . 2 业设计任务分析 . 2 2 方案设计 . 3 机类型的设计 . 3 间传动方案的设计 . 7 步带传动的优缺点 . 7 承传动的优缺点 . 7 条传动的优缺点 . 8 终传动方案的选择 . 8 轴器的选择 . 8 的设计 . 9 入轴的设计 . 9 承的选择 . 10 中原工学院毕业设计说明书 V 缸的选择 . 10 绕机构三维图 . 11 3 设计计算 . 12 机的选择 . 12 机型号和结构形式的选择 . 12 机功率的选择 . 12 动机转速的选择 . 14 定电机的型号 . 14 步轮和同步带的选择 . 15 带和同步轮型号的选择 . 15 轮和同步带安装时需注意的事项 . 15 强度的校核 . 16 沟球轴承的校核计算 . 19 4 结论 . 21 参考文献 . 25 致谢 . 27 附录 . 28 中原工学院毕业设计说明书 1 1 引言 我国锂离子电池的生产尚处于起步时期，目前还没有一家企业进入规模化生产阶段。但是，由于国家鼓励发展锂离子电池的生产，我国不少电池厂以及一些有实力的企业集团均看到了中国锂离子电池的潜在市场，正准备或已不惜投巨资生产理离子电池，这些作法无疑会促进民族锂离子电池工业的发展。 （ 1） 按自动化程度可分为：半自动锂电池卷绕机和全自动锂电池卷绕机； （ 2） 按卷绕工位可分为：单头锂电池卷绕机、双头锂电池 卷绕机和三头锂电池卷绕机； （ 3） 按电池形状可以分为：圆形锂电池卷绕机和方形锂电池卷绕机。 型锂电池半自动卷绕机 用于锂离子电池电芯半自动卷绕；适合于油性极片、水性极片及各种隔膜；设备的 8 大特点 ：（ 1） 人工上极片、自动卷绕、自动换针、自动贴终止胶带及自动下料； （ 2） 极片、隔膜张力方便调节； （ 3） 极片、隔膜张力恒定，电芯一致性好，同时设有真空吸尘装置 （ 4） 设备操作简单，工人培训时间短； （ 5） 设备调试时间短，用料节省，换型调整方便； （ 6） 设备故障率低、维护容易； （ 7） 质量性能价格比高，是适合中国国情的高品质电芯生产模式；是锂离子电芯制造企业提高产品质量的理想设备；具体时间节拍与工人操作熟练程度及极片质量有关控制方式：中原工学院毕业设计说明书 2 触摸屏操作界面，工作参数可自由设定；生产模式选择极片进入方式选择：先入正极后入负极；先入负极后入正极；正负极同时入；外包结尾方式：可选择（正或负）极片外包和隔膜外包；卷绕模式：恒角 速度 式或恒线速度模式；特点：运行稳定、调试方便、操作简单。 柱锂离子电池全自动卷绕机 圆形动力锂电池全自动卷绕机的特点可总结为： （ 1） 将焊有极耳的正、负极片、隔 膜料卷安装在固定装置上，自动放卷、自动纠偏、自动卷绕、自动输出电芯之功能，操作保养方便。 （ 2） 适用于圆形动力锂电池电芯的全自动卷绕。 （ 3） 采用交流伺服电机驱动、张力控制放卷，张力可调。 （ 4） 放卷和卷绕均有纠偏装置。 （ 5） 对极片有磁性清理装置，除静电装置、刷尘、吸尘装置并回收。 （ 6） 极片送入夹头前自动纠偏、直线导向、定位，保证卷绕质量。 （ 7） 先入正极或负极均可调。 （ 8） 具备隔膜外包和极片外包两种方式。 （ 9） 检测装置监控工作运行状况，如有异常自动报警、停机。 （ 10） 制系统，触摸屏显示，设置、操作方便。 （ 11） 成品自动输送，结构合理。 卷绕部分在生产中对电池的质量产生着决定性的影响。卷绕部分的工作原理为：伺服驱动电机通过联轴器带动输入轴转动，输入轴带动两个同步轮转动，同步轮通过传送带将动力传递给另一组同步轮，同时带动针套转动，针套通过与键的组合带动针柄转动，针柄带动卷针转动，实现两卷针的同步；抽针的动作由气缸来完成，气缸通过在其行程内的来回移动实现卷针的抽出和送入。 中原工学院毕业设计说明书 3 2 方案设计 首先介绍一下交流伺服电机与普通电机区别： 1、根据电机的不同应用领域，电机的种 类很多，交流伺服电机属于控制类电机。伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。伺服电机的构造与普通电机是有区别的，带编码器反馈闭环控制，能满足快速响应和准确定位。 现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服，这种电机受工艺限制，很难做到很大的功率，十几 上的同步伺服电机价格很贵，在这样的现场应用，多采用交流异步伺服电机，往往采用变频器驱动。 2、电机的材料、结构和加工工艺，交流伺服电机要远远高于变频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机）。就是说当伺服驱动器输出电流、电压、频率变 化很快时，伺服电机能产生响应的动作变化，响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机。当然不是说变频器输出不了变化那么快的电源信号，而是电机本身就反应不了，所以在变频器的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。 3、交流电机一般分为同步和异步电机： （ 1）交流同步电机：就是转子是由永磁材料构成，所以转动后，随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而且转子速度 =定子速度，所以称“同步”。 （ 2）交流异步电机：转子由感应线圈和材料构成。转动后，定子产生旋转磁场，磁场切割定子的感应线圈 ，转子线圈产生感应电流，进而转子产生感应磁场，感应磁场追随 定子旋转磁场的变化，但转子的磁场变化永远小于定子的变化，一旦中原工学院毕业设计说明书 4 等于就没有变化的磁场切割转子的感应线圈，转子线圈中也就没有了感应电流， 转子磁场消失，转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。 所以在交流异步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。 （ 3）对应交流同步和异步电机，变频器就有相应的同步变频器和异步变频器，伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服。当然变频器里交流异步变频常见，伺服则交流同步伺服常见。 （ 4） 交流伺服电机与 普通电机还有很多区别，可以参考一下电机学方面的书籍；普通电机通常功率很大，尤其是启动电流很大，伺服驱动器的电流容量不能满足要求。可从电机的尺寸就知道原因了。 关于伺服的应用。有很多方面，连一个小小的电磁调压阀，也可以算上一个伺服系统。其他伺服应用如火炮或雷达，用作随动，要求实时性好，动态响应快，超调小，精度在其次。如果是机床，则经常用作恒速，位置高精度，实时性要求不高。 首先得确定你应用在什么场合。如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算 法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。 交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。 关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。 步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。 为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 中原工学院毕业设计说明书 5 虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如： 1、制精度不同； 2、低频特性不同 3、矩频特性不同 4、过载能力不同 5、运行性能不同 6、速度响应性能不同。 交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。 有关伺服零点开关的问题。 找零的方法有很多种，可根据所要求的精度及实际要求来选择。可以伺服电机自身完成（有些品牌伺服电机有完整的回原点功能），也可通过上位机配合伺服完成，但回原点的原理基本上常见的有以下几种。 (1)伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。 (2)回原点时直接寻找编码器的 Z 相信号，当有 Z 相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。 速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动 功能来选择。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。 就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。 对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实 时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如 低端运动控制器），就用位置方式控制。中原工学院毕业设计说明书 6 如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。换一种说法是： （ 1） 转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如 10V 对应 5话，当外部模拟量设定为 5V 时电机轴输出为 果电机轴负载低于 电机正转，外部负载等于 电机不转，大于 电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 （ 2） 位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲 的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。 （ 3） 速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环 制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负 载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。 中原工学院毕业设计说明书 7 通过以上几种电机的比较，可知：伺服电机电机在自动化加工的过程中有很高的控制精度，使电池的隔膜和极片在加工的过程中很好的保证其精确长度，这可以满足锂电池加工的要求，因而这里选用伺服电机进行传动。 步带传动的优缺点 同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相啮合来传递动力。 同 步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达 1:10。允许线速度可达50M/S，传递功率从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达 98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑，无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶劣的场所下正常工作。 本产品广泛用于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、汽车等各行业各种类型的机械传动中。 同步带传动特点 ： （ 1）传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；（ 2）传动平稳，具有缓冲、减振能 力，噪声低；（ 3）传动效率高，可达 能效果明显；（ 4）维护保养方便，不需润滑，维护费用低；（ 5）速比范围大，一般可达 10，线速度可达 50m/s，具有较大的功率传递范围，可达几瓦到几百千瓦；（ 6）可用于长距离传动，中心距可达 10m 以上。 承传动的优缺点 优点：（ 1） 效率高； （ 2） 结构紧凑； （ 3） 工作可靠、寿命长； （ 4） 传动比稳定； （ 5） 应用范围广； 缺点：（ 1） 制造安装精度要求高，成本高； （ 2） 不宜用于传动距离过大的场合。 中原工学院毕业设计说明书 8 条传动的优缺点 链条传动优点 ： 对应用环境要求一般不 是很高 ， 可用在高温 、 重载 、 低速 、 尘埃较大的环境并且适合较远两轴间的传动。 缺点 ： 磨损变形影响使用 ， 使用过程有一定的声响 。 终传动方案的选择 通过以上几种分析可知，轴承传动在选用的过程中有很多的优势，但它受空间的限制，两个传动轴之间的距离不能太大，在这个设计中，它就因为这个而被放弃。链条传动虽然也符合本设计的使用要求，但存在一定的噪音，这里不予采用，而同步带传动无疑是最理想的选择。 轴器的选择 选择一种可用的联轴器类型可考虑一下几点：（ 1）所需传递的转矩大小和性质以及对缓冲减振的功能要求 。例如，对大功率的重载传动，可选用齿式联轴器；对严重冲击载荷或要求消除轴系扭转振动的传动，可选用轮胎式联轴器等具有高弹性的联轴器。 （ 2）联轴器的工作转速高低和引起的离心力大小。对于高速传动的轴，应选用平衡精度高的联轴器。 （ 3）两轴相对位移的大小和方向。在安装调整过程中，难以保持两轴严格精确队中，或工作过程中，两轴将产生较大的附加相对位移时，应选用挠性联轴器。 （ 4）联轴器的可靠性和工作环境。通常由金属元件制成的不需要润滑的联轴器比较可靠；需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影响，且可能污染环境。含 有橡胶等非金属元件的联轴器对温度、腐蚀性介质及强光等比较敏感，而且容易老化。 中原工学院毕业设计说明书 9 （ 5）联轴器的制造、安装、维护和成本。在满足使用性能的前提下，应选用装拆方便、维护简单、成本低的联轴器。例如刚性联轴器不但结构简单，而且装拆方便，可用于低速、刚性大的传动轴。一般的非金属弹性元件联轴器，由于具有良好的综合性能，广泛适用于一般的中小功率传动。 根据以上几点我决定选用夹持型联轴器，下面对其进行设计计算： （ 1）初估联轴器输出轴的直径 选取轴的材料为 45 号钢，调质处理。取1120A，于 是得： 30m i n 2）选择联轴器的类型和型号 由于联轴器所传递的功率很小，故可采用夹持型联轴器 (适用伺服马达型 )。联轴器的计算转矩虑到转矩很小，K，则 2 3 4 7 书 厂自动化用零件798用 0，其公称转矩 T=20 N m。伺服马达端直径1d=16端直径2d=20大直径 D=56度 L=60 入轴的设计 （ 1）选择轴的材料 中原工学院毕业设计说明书 10 选取 45 钢调质，硬度 230度极限 640B服极限 355S曲疲劳强度极限 2751- 切疲劳极限 1551- 称循环变府力时的需用应力 601- （ 2）初步估算轴的最小直径 取 1120A，则：减速器输入端轴的最小直径： 3m i n 这里将轴的直径取为 d=20 入轴的结构设计如图所示 图 2入 轴的结构 承的选择 （ 1）输入轴的直径 d=20 里选取深沟球轴承 6804。 （ 2）针套的直径，这里选取深沟球轴承 6006。 缸的选择 气缸在本设计中具有一个很重要的作用，因此也对其提了比较高的要求： 需要满足的参数：行程 ，这里选择： 偶式无杆气缸程为 。 中原工学院毕业设计说明书 11 中原工学院毕业设计说明书 12 3 设计计算 机型号和结构形式的选择 为了满足电池对隔膜和极片长度的精确要求，本机构同样对电机转速和电机有比较精确地要求，并且在转动的过程中，要求电机能够精确地停止到某一精确地位置， 并且还能准确的控制电机的圈数，因此这里选用伺服电机，电压为 220v。 机功率的选择 现需要设计一台满足以下几个参数的锂电池卷绕机构： 0n=300d=20动机的功率主要由运行时发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续运行的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必校验发热和启动力矩。所选电动机的额定功率： 需要电动机输出工作要求的功率13 式中：工作机所需有效功率，由工作机的工艺阻力及运行参数确定； 电动机至工作机之间传动装置的总效率。 不同专业机械的不同的计算方法，例如： 带式输送机 F 工作机的圆周力，例如带式输送机上输送带的有效拉力（即工艺阻力），N； v 工作机的线速度，例如带式输送机上输送带的速度， m/s； T 工作机的阻力矩，例如螺旋输送带上螺旋轴的有效转矩（即工艺阻力矩）， N 工作机的转速，例如螺旋输送机上螺旋轴的转速， r/ 工作机的效率。 电动机至工作机之间传动装置的总效率按下式计算： 滑 动 摩 擦轴承同步带联轴器 242 其中：轴器步带承动摩擦中原工学院毕业设计说明书 14 在这里需用 螺旋 输送机公式进行计算，为了保证机 构的强度，需要用最大值进行计算 其中： F=(10+20) 2=60 N w 0 . 8 0 42242 滑动摩擦轴承同步带联轴器 5 0 5 0 01 2 0 09 5 5 0n 3 动机转速的选择 由于本设计是采用的同步轮传动，选择的同步轮直径是完全相等的，所以电机的实际转速和工作机的速度是一致的，所以选用 的伺服电机的最大转速要大于工作机要求的转速 即： 500n r/ 确定电机的型号 根据以上计算可知，电机要满足以下几个要求： 500n r/P 据以上两个参数可选择：松下的 为动力电机 其参数为：额定功率： 750 W 额定转矩： Nm 中原工学院毕业设计说明书 15 最大转速： 3000 r/定电压： 110 V（由驱动器提供，驱动器额定电压为 220V） 带和同步轮型号的选择 （ 1） 轴的直径20此同步带的内径也应该是20据 781择其型号为 （ 2）针套的直径28此同步带的内径也是28根据 781择其型号为 （ 3）与以上两种同步轮配合的同步带的的宽度应为 距为 度应该满足： 同步轮之间的间距为同步带长度 82 厂自动化用零件1843择 同步带 型号为 长度为 L= 轮和同步带安装时需注意的事项 安装时还应该注意以下几点： 安装同步带时，如果两带轮的中心距可以移动，必须先将带轮的中心距缩短，装好同步带后，再使中心距复位。若有张紧轮时，先把张紧轮放松，然后装上同步中原工学院毕业设计说明书 16 带，再装上张紧轮。 往带轮上装同步带时，切记不要用力过猛，或用螺丝刀硬撬同步带，以防止同步带中的抗拉层产生外观觉察不到的折断现象。设计带轮时，最好选用两轴能互相移近的结构，若结构上不 允许时，则最好把同步带与带轮一起装到相应的轴上。 控制适当的初张紧力。 同步带传动中，两带轮轴线的平行度要求比较高，否则同步带在工作时会产生跑偏，甚至跳出带轮。轴线不平行远将引起压力不均匀，是带齿早期磨损。 支撑带轮的机架，必须有足够的刚度，否则带轮在密码锁运转时就会造成两轴线的不平行 。 主动轴的校核 主轴的简图如下图所示 图 3轴简图 主动轴的受力简图如下 图 3轴受力图 主动轴传递的功率约为： 17 则其传递的转矩约为： 16 7 02d 22 同步轮 7 0d 同步轮090ta n 计算支反力 水平面（ H 面），如图所示 图 3平面受力图 0 021 0 02 由以上两式代入数据可得： 05 6 31 1 3 21 04 5 01 1 得： 作弯矩图 水平面弯矩，如图所示 中原工学院毕业设计说明书 18 图 3平面弯矩图 3 2 7 5 . 8 71 1 B N 1 1 7 . 3 C N 于在垂直面上没有产生弯矩，所以总弯矩图和水平面上的弯矩图相同，即为： 图 3弯矩图 N 转矩图 N 3矩图 中原工学院毕业设计说明书 19 作计算弯矩图，如图所示 单向运转，扭转切应力按脉动循环变应力，取系数 ，则 22212 B N 22212 C N 7 N N 3扭矩合成总图 按弯扭合成应力校核轴的强度 在 B 处的计算应力为： M P 0 5W 3 M均小于许用应力 1 60 ，故安全。 承的 校核计算 按轴的设计，初步选用深沟球轴承，其型号为： 6804。安装方式为：单向固定，正装。轴承的 最大 转速为 500r/ 型号： 6804 轴承 参数 轴承系列：深沟球轴承 中原工学院毕业设计说明书 20 旧型号： 61804 轴承 参考型号： 1000804 轴承 内径： 20 外径： 32 厚度： 7 极限转速： 22000 r/ 动负荷： 4000 N 静负荷： 2470 N 在这里轴承不承受轴向力，只承受径向力。计算输入轴轴承的载荷如下： 械设计中 13载荷系数 当量动载荷为： 查机械设计中 13温度系数 。 由于12所以计算轴承 1 的寿命： 0060 10)(6010 9310631016 由于本设计载荷很小，且所受均为恒定载荷，冲击小，这里不予校核。 中原工学院毕业设计说明书 21 4 结论 转眼间，毕业设计已经接近尾声，想想自己在这学期所走过的路，实在是要比其他学期忙碌了很多，首先自己在外实习了两个多月，在外实习的这段时间里，每周要上六天的班，有时候晚上还要加班，在晚上和周末还要抽出时间来做毕业设计，很辛苦，但也学到了很多的东西。 “实践出真知”这句话一点不错，在外面做毕业设计可以学到很多我们在学校里学不到的东西，可以很好的拓展我们的知识 面。在努力工作的同时，我们把很多的精力花费到做毕业设计上，因为在公司里，每个人都很忙，厂里的指导老师只是给我们布置一些任务让我们去完成，而怎么去做却完全靠我们自己，所以我们在车间里一有时间就观察设备的结构，研究其中的奥妙，以至于我们在很短的时间里就基本了解了设备的结构。并发现了其中一些不合理的地方，甚至有时候还将一些自己的想法告诉工程师，并得到了很好评价。 此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸， 每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。 通过这次实践，我了解了冷凝器的用途及工作原理，熟悉了冷凝器的设计步骤，锻炼了工程
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