机械毕业设计（论文）-小型高效拉线机结构设计【全套图纸】.doc

黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）黑龙江东方学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计）论文题目：小型高效拉线机结构设计学 部 机电学部 专 业 机械设计制造及其自动化 姓 名 学 号 班 级 07级2班 指导教师 答辩日期 2011年5月21日 31黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）小型高效拉线机结构设计摘 要拉线机是电缆工业制造圆单线的重要设备。它对提高电线产品的质量，降低成本，提高生产率，改善劳动条件以及加强安全生产都有重要的意义。依据带有滑动多次连续拉伸线材时，线材秒休积不变法刘扣正常滑动的技术要求，分析了原牡仲机配模的不足，提出改进意见；根据拉伸模材质改进扣模孔加工精度的提高，提出了低滑动拉伸有色金属及合全线材的加工方法。结合奉单位拉伸机的技术特性，进行了拉伸配模计算。关键词：拉线机；弹头拉线机；线材全套图纸，加153893706Mini Efficient Wire-drawingAbstractWire-drawing machines are important equipments which are used to make circle single wire in cable work.The machine can increase the quality of electro physics wire manufactured,reduce the safety in production.According to many times with continuous stretching wire slide, wire seconds Hugh product not buckle normal sliding anshi liu, analyzes the technical requirements for the match mold lasalle machine helle insufficient, improvements; According to the improvement of the material tensile modulus buckle model hole machining accuracy, low sliding forward tensile non-ferrous metals and close all wire processing method. In unit with the technical characteristics of the tensile machine with the tensile modulus calculation.Keywords: Farrowed machine; Warheads farrowed machine; wire 黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）小型高效拉线机结构设计第1章 绪论1.1 课题背景和意义圆线材拉伸，一般都在单次或多次圆盘拉伸机上进行。多次连续圆盘拉伸机大体分为带滑动、无滑动积蓄(储存)和无滑动无积蓄带反拉力直线式等。带滑动多次连续拉伸时，线材靠拉伸机塔轮拖动运行，线材与塔轮之问产生滑动。为了避免线材及塔轮表层的摩擦，一般只允许拉伸低于中等强度(B 440MPa)的金属或合金线材，如紫铜、黄铜、低炭钢等(铝、铅除外)。如抗拉强度比较高， 且线径小于15ram合金线材，如青铜、白铜、镍及镍合金、不锈钢等细线亦可采用带滑动拉伸。带滑动多次连续拉伸的特点是：拉仲速度快、生产效率高，操作方便和易于实现自动化，因而在国内外线材拉伸中得到广泛的应用。尤其是铜电线，无论是大拉、中拉、小拉全部采用滑动拉伸。线材拉伸配模至为重要，尤其是带滑动从理论上弄清拉伸减径规律，线材在塔轮上滑动规律，还需弄清线材运行速度与塔轮线速比值关系。此外，还要结合拉伸机特性，拉伸润滑和模孔磨损等情况进行配模。拉伸中，常因配模不当，而使拉伸失利。为此，须对带滑动多次连续拉伸配模进行分析和探讨。国内外已出现低滑动拉伸配模，它可以节省动能消耗，减少线材和塔轮的磨损，延长塔轮寿命，提高线材表面质量， 因而具有良好的综台经济效益。该设计方案采用国内外普遍运用的微滑动或低滑动拉伸配模的滑动式拉伸结构；适用于生产柔性较好，硬度不太高尺寸较小的金属线材；在此基础上可以开发相应机型，以适应市场的不同需要。该设计具有较强的工程性和实用性，对提高学生的实践能力和素质有重要意义。1.2 拉线机简介 1.2.1拉制的特点1.拉件的线材有较精确的尺寸，表面光洁，断面形状可以多样。2.能拉伸大长度和各种直径的线材，在整个长度上断面形状，尺寸一致。3.以冷压力加工为主，工具、设备简单。4.能提高产品的机械性能。5.每道加工率小，拉制道次多，能耗大。1.2.2拉线的变形指数1延伸系数：拉制后线材长度与拉制前线材长度之比。2延伸率：拉制前后线材长度之差与拉制前线材长度之比。3断面减缩系数：拉制后线材的横截面积与拉制前线的横截面积之比。4断面减缩率：线材拉制前后横截面积之差与拉制前横截面积之比。表1-1线材拉伸变形系数的关系L0,LkS0,Skd02,dk2-1+1/1-1/Lk/ L0S0/Skd02/dk2-1-1/-1-1/(Lk -L0)/ L0(S0-Sk)/ Sk(d02-dk2)/ dk21/1/(1+)-+1L0/ LkSk/ S0dk2/ d021-1/-1/1-(Lk -L0)/ Lk(S0-Sk)/ S0(d02-dk2)/ d021.3 课题研究内容及主要技术要求本设计依据上海电工机械厂生产的LHT-200/17型拉线机的结构，参考意大利马可波罗公司以及众多国外厂家的产品，专门设计高效率的十七模小拉线机，以专供电机及有色金属行业拉制小铜线用。具体内容包括：1资料查询，全面了解目前拉线机的的研究现状和发展趋势，对其存在的问题进行总结；2对拉线机进行总体方案设计；3拉线机的主机结构设计并绘制结构图；4拉线机的收排线装置结构设计，完成图纸绘制；主要技术要求：1.进线直径 1.60-0.60mm 2.出线直径 0.04-0.12mm 3.出线速度 15-25m/s 4.最多拉伸道数 17 5.定速输直径 200mm 6.各级拉线鼓输速比 1.20 第2章 拉线机总体方案设计2.1 总体布局2.1.1 总体方案应满足的基本要求（1）保证拉线鼓轮的相对位置和相对运动，做到主机及收、排线装置的相对布局合理。（2）尽量使用设备简单，加工方便，工艺结构合理，减少占地面积，投资少。（3）便于操作，便于维修，并保证安全。（4）本设计正是在满足以上三项基本要求的基础上进行总体布局的. 2.1.2 运动分配以及传动形式拉线机主电动机至拉线鼓轮的传动是外联系传动，另外收线电机到拉线鼓轮的传动，以及收线电机至排线鼓轮的传动都属于外联系传动；通过机械传动保证鼓轮间的传动比。通过机械和电气传动保证定速轮和收线盘之间运动联系属于内联系传动链和电气反馈系统的联系。 2.1.3 拉线机的总联系尺寸拉线机的全机外形尺寸，主机和收排线装置的尺寸及其相对位置尺寸见拉线机外形图。 2.1.4 线机的主要部件构造（1） 主机齿轮箱齿轮箱分前后两室，前室装配塔轮塔形鼓轮及移动模座，采用塔形鼓轮结构，可使主机传动系统设计简化，移动模座在偏心机构蜗杆机构驱动下可沿塔轮轴线方向移动，在拉线过程中使线材在表面移动，可提高拉线鼓轮的寿命。为防止冷却液与齿轮箱润滑液互混，在后室装有传动齿轮及润滑用的液压泵。（2） 收排线装置收排线架主要由收线机构及排线机构组成，收线机构主要由电磁转差离合器及涨闸式收线轴等所组成。收线主力有主机通过尼龙平带穿入电磁转差离合器再经联轴器穿至涨闸式收线轴。电磁转差离合器是一种转矩传输装置，他通过电场而将转矩由主动轴传至从动轴，离合器的主动轴与带轮相联，而从动轮通过联轴器与涨闸式收线轴相连。排线机构由带排线机构行星轮减速箱等组成，排线动力由主机通过尼龙平带经过行星齿轮加速箱，又将运动穿入排线的平带，带始终按一定方向旋转，当直流电磁铁通电后，通过滑块的作用，交替地加紧皮带的上侧或下侧，从而使直流电磁铁的滑块作往复运动，直流电磁铁又与排线器导杆链接，这样，排线器可以做往复运动。2.2 主要技术参数的确定 2.2.1 拉线机主要参数的确定定速轮直径200mm，拉伸最多道数K=17，进线头数为单数。 配模计算（1） 确定拉伸道次：K=17（2）确定滑动系数 I根据参考文献1,取平均滑动系数I=1.05选取 IK=I17=1.015滑动系数公比1q=(1.05/1.015)2/K-2 得q=(1.05/1.015)2/17-2=1.005由参考文献1中公式（2-93） IN=IKq(k-n) 求各滑动系数如表2-1，拉线机滑动系数表2-1 滑动系数ii2i3i4i5i6i7i8i9i17qq15i17q14i17q13i17q12i17q11i17q10i17q9i7q81.0941.0881.0831.0781.0721.0671.0621.056i10i11i12i13i14i15i16i17i17q7i17q6i17q5i17q4i17q3i17q2i17q1i17q01.0511.0461.0411.0351.031.0251.021.015类比同类型小拉线机，选取中间拉线鼓轮的速比为1.20最后两鼓轮速比 r17=1.15.由公式r=r2r3r4 rn rk得总速比：r=r2r3r4 rn rkr17=1.201.15=17.72（3）确定伸长系数n由公式n=inrn 求伸长系数，如表2-2表2-2 伸长系数s23456789i2r2I3r3I4r4I5r5I6r6I7r7I8r8I9r91.3131.3061.301.2941.2861.2801.2741.2671011121314151617i10r10i11r11i12r12i13r13i14r14i15r15i16r16i17r171.2611.2551.2491.2421.2361.2301.2241.167 （4）确定拉伸模具模孔直径 dn由公式dn-1=dnn1/2 求伸长系数，如表2-3. （5）确定拉线鼓轮上线材速度 vn由公式 vn=vk（SK/Sn） 求伸长系数，如表2-4. （6） 确定拉线鼓轮圆周速度Vn由公式vn=v/(rn+1rn+2rk) 求得数据见表2-3。表2-3 模孔直径d1d2d3d4d5d6d221/2d331/2d441/2d551/2d661/2d771/22.5552.2301.9511.7111.5641.3260.7680.6700.5860.5140.4520.399d7d8d9d10d11d12d881/2d991/2d10101/2d11111/2d12121/2d13131/21.1721.0380.9220.8210.7330.6560.3530.3130.2780.2480.2210.198d13d14d15d16d17d14141/2d15151/2d16161/2d17171/2d170.5890.5300.4780.4320.4000.1780.1600.1440.1300.120注：第一行为d17=0.4mm时线材的速度；第二行为d17=0.12mm时线材的速度. （7）线材的滑动率Rn由公式 Rn=（Vn-Un）/Vn 100%,(n=1,2,，k-1) , 结果见表2-4。表2-4 滑动率表R1R2R3R4R5R656.76%52.66%48.44%44.12%39.79%35.58%R7R8R9R10R11R1231.43%27.31%23.21%19.60%15.63%12.42%R13R14R15R163.68%6.85%4.17%2.01% （8）排线节距排线节距按公式：I=1 式中i-排线节距（mm）ir-行星齿轮减速箱的速比S-电磁滑差离合器速比 k=17 is=1/（1-0.1）D1-主动带轮直径（mm）， D1=107mmD2-从动带轮直径（mm），D2=160mmZ1-主动齿轮齿数， Z1=30表2-5 线材速度 m/s1234560.7350.9651.2611.6402.1222.7300.7320.9621.2581.6352.1142.7147891011123.4954.4555.6477.1218.93411.3863.4674.4105.5907.0248.84511.019131415161713.83617.08821.08825.7203013.63516.87520.83325.56230注：第一行为d18=0.4mm 时线材的速度。 第二行为d17=0.12mm时线材的速度。表2-6 拉线鼓轮的圆周速度 m/sv1v2v3v4v5v61.6932.0322.4382.9263.5114.213v7v8v9v10v11v125.0566.0677.2808.73610.48412.581v13v14v15v16v1715.0918.11621.1733030Z2-从动齿轮齿数，Z2=30DL-带排线器带轮直径（mm），DL=60mm则t= mm（1）验算拉伸道数 本设计为不等伸长系数，用公式 所以本设计中选用的k=17符合要求。表2-7 滑动率表R1R2R3R4R5R656.76%52.66%48.44%44.12%39.79%35.58%R7R8R9R10R11R1231.43%27.31%23.21%19.60%15.63%12.42%R13R14R15R163.68%6.85%4.17%2.01%（2）确定拉线塔轮直径及塔轮轴转速范围。定速轮直径=200mm。塔轮最大直径与定速轮直径相同，其余各鼓轮按速比1.20逐级递减。1=200mm 2=166.67mm 3=138.89mm 4=115.74mm5=96.45mm6=80.28mm7=66.88mm8=55.82mm据以上确定的各拉线鼓轮的直径，以及给出的出现速度范围计算各塔轮轴的转速范围：出线速度范围：15-25（30）m/s定速轮直径：D=200mm由公式1 得 定速轮转速范围：r/minr/min第、鼓轮轴转速相同：r/minr/min表2-8 200/17拉线机鼓轮轴转速 r/min转速r/min定轴转速nmax579.65579.652492.382492.382866.24nmin259.82259.821246.191246.191433.12本机无变速箱，只依靠电机的无极调节实现转速要求。2.2.2 电动机的确定功率采用类比法9 P=22KW 电磁调速电动机型号：JZT2-71-4 n=240-1200r/min，因此，出线速度可无极调节，调速范围在15-30m/s之间。第3章 拉线机传动系统设计3.1 拉线机传动路线主电动机采用电磁调速电动机，因此出现速度可以无极调节，调速范围在15-30m/s之间。由主电动机，经过带传动，经过带传动，转动轴，在轴分两条传动路线。一条传动路线是：当齿轮副25/45啮合时，传动轴，同时第二鼓轮旋转；当齿轮副45/49及49/45啮合时，转动轴、第一鼓轮旋转；另一条传动路线：当齿轮副55/23啮合时，转动轴，同时第三鼓轮旋转，当齿轮副45/49及49/45啮合时，转动轴、，第四鼓轮旋转。收线装置的收线盘的转动，由主机通过尼龙平带，转动轴，将运动穿入电磁转差离合器，以便带动收线盘转动。排线的动力，由主机通过尼龙皮带，经行星齿轮箱，传动带排线器，以达到均匀往复的排线。传动路线：主传动路线如图3-2，收线装置传动路线如图3-3 3.2 拉线机的传动计算 3.2.1 各拉线鼓轮转速计算 按参考文献1中公式（2-10） 图3-2 主传动路线图图3-3 收线装置传动路线第一鼓轮r/min第二鼓轮r/min第三鼓轮 r/min第四鼓轮 r/min定速轮 r/min满足鼓轮转速范围的要求。 3.2.2 拉线机出线速度按参考文献1中公式（2-121）计算 r/min满足最高出现速度30m/s的要求。 3.2.3 各道拉线鼓轮速比按参考文献1中公式（2-121）计算第二至第八拉线鼓轮速比第九拉线鼓轮速比第十至第十六拉线鼓轮速比第十七拉线鼓轮速比 3.3 拉线机传动设计及计算 3.3.1 V型带的选用计算（1） 传动要求传动的名义功能为 pm=22KW电极轴转速为 n=1200-240r/min,又有定速轮转速要求及传动联系，求出轴转速 n1=1039-519r/min.计算功率 pc。由参考文献1表13-8，查得kA=1.3因为 pc。= kAp=1.322=28.6Kw选取普通V型带型号据pc。=28.6KW，n=1200r/min,由参考文献1确定选取c型带小带轮基准直径及大带轮基准直径，由参考文献1表（13-9）取d1=200mm，由参考文献1中式(13-9)得mm取d2=230mm验算 则 r/min验算带速vm/s在5-25m/s范围内，带速合适。V带内周长L1和中心距a0初选a0=450mm符合0.7（d1+d2）a112m/s而采用喷油润滑，润滑液为20号机油，用油泵将润滑液直接喷到啮合区。结 论通过对LHT-200/17型拉线机的结构设计，可以得出以下结论：1. 用皮带传动可以吸收振动和缓和冲击，使传动平稳、噪音小；2. 机构结构简单，制造、安装和维护都很方便；3. 设计过程中采用了大量的最新国际标准，有很大的互换性；4. 该型号拉线机采用滑动式塔轮结构的鼓轮，其尺寸小，传动系统简单，而且提高了拉线速度，大大减轻劳动强度，提高了生产率。5. 采用移动模座，延长了使用寿命。6. 本机可与其他装置配合组成连续生产线，实现了系列化，通用化和标准化。总之，通过对LHT-200/17型拉线机的结构设计，综合运用了大学四年学的知识，对以前只是在书本上学的而没有应用到实际的专业知识加深了理解，培养了对机构设计的概念和兴趣，学习了一些CAD绘图软件，综合锻炼了各个方面的能力，是一次不小的收获。但是由于时间和条件的限制，该拉线机的结构设计有些地方还不够理想，还没有经过实践的检验，还需要进一步的完善。参考文献1 张云廉. 电线电缆机械设备. 机械工业出版社，1992：131362 杨可桢，程光蕴. 机械设计基础. 高等教育出版社，1989:651193 机械设计手册编委会. 机械设计手册. 新版，第2卷. 机械工业出版社，2004:14-614-274 赵九江，张少实，王春香. 材料力学. 哈尔滨工业大学出版社，2002:661675 大连理工大学工程画教研室. 机械制图. 高等教育出版社，2002:642346 刘鸿文. 材料力学. 高等教育出版社，20047 孙玉芹，孟兆新. 互换性与测量技术基础，科学出版社。2004:591018