复合运动绕线机移动机构设计说明书

1目录目录 .1第 1 章 绪 论 .111.1 引言 .111.2 大型电机线圈绕制工艺过程 .111.3 研发背景及意义 .12随着我国经济实力的不断增强，各类大型建设在我国如雨后春笋般遍地开花，如大型水利建设、发电站、工程建设等都要用到大型电机，或用来发电或提供动力。它成为各大工程建设一种不可缺少的工具，给人们带来更多的方便。但大型电机线圈在绕制过程中，由于绕线模的长短轴相差较大（有的相差几倍，甚至几十倍） ，使得速度相差太大，引起绕线振动、张紧力不均匀，使的产品质量不高，生产率不高。针对这些问题，各电机制造企业在原有的绕线设备基础进行改进设计，希望能制造一种解决大型电机线圈绕制的不足，来提高产品质量，提高生产率的绕线设备，她将会很好的推动我国大中型电机的发展。各个绕线机制造企业从不同的方面对绕线机作出改进，并取得一定的成果，但仍存在一些不足。目前从研究进程来看主要有这样两个方面：1 通过微机控制.调节电机转速，使绕线绕速保持恒定；2.使绕线机绕线模作复合运动（直线运动和圆周运动复合） ，来使绕线速度恒定。 .12第 2 章 复合运动绕线机基本设计方案 .132.1 传统绕线机设备的局限性 .13原有机械式绕线机的绕线过程：电机转动通过齿轮降速将转动传递到绕线轴 ，在由绕线轴带著绕线模低速匀速转动，最终完成线圈的绕制。图 1.1 为机械式绕线机的机械结构示意图。随着线圈业的飞速发展，人们对线圈的性能要求也越来越高，因此各种不同形状不同规格的线圈随之产生，一些老式绕线机远不能达到要求。一些新型绕线设备也孕育而生，在小型线圈绕制方面取的了很大成就，我国在线圈的绕制和系统的控制已达到国际先进水平。但在大型电机线圈绕制方面还存在很多不足。大型电机的棱形和椭圆形线圈的绕线模的长短轴相差较大（有的相差几倍，甚至几十倍） ，又由于主轴绕线速度恒定，在绕制距轴心最远处绕线的速度最大，当绕制到距轴心最近处绕线的速度最小，使得速度相差太大。绕制的线圈时而松时而紧，绕线所受的张紧力时而大时而小，使的线圈排线错乱，松紧不一致。而且在生产过程中，时刻都要有人看着，对错乱的线圈进行纠正，劳动强度很大。这样的绕线设备生产的产品质量不好，生产效率低，严重影响了企业的发展。 .132.132.2 复合运动绕线机的基本设计思路 .142.3 整体技术方案的确定 .142.3.1 总体方案的确定 .142.3.2 复合运动绕线机移动机构方案的确定 .152.3.3 复合运动绕线机移动机构控制原理 .15复合运动绕线机主要工作是带动绕线模完成线圈圆弧部分的绕制。移动机构的动力源是伺服电机，通过传动系统将动力传递给丝杠副，在由主轴带动绕线模作圆周运动，来实现对线圈的绕制工作。整个过程如下：将绕线接在绕线模上，做好绕线准备后，按下启动按钮，当信号传来绕制圆弧线圈时，伺服电机通电并启动，经过同步齿形带将同样的转速传递给丝杠副，把旋转运动转换成直线运动。在绕线机主机转动时，绕线模在直线导轨上做直线运动。这就是所谓的复合运动，即在旋转运动中又有直线运动。通过控制信号，来控制移动机构上伺服电机的转速，从而使绕线模做复合运动。使绕线线速度均匀，从而使得绕线的松紧适度。 .15第 3 章 复合运动绕线机移动机构的设计计算 .163.1 引言 .163.2 电机机型的选择 .173.2.1 确定输出功率 .173.2.2 初步确定电机功率和转速 .173.2.3 选择电机型号 .183.3 滚珠丝杠的选取与计算 .183.3.1 滚珠丝杠类型选择 .18一.负责往复直线运动丝杠的选择 .183.3.2 选择丝杠型号 .20负责往复直线运动丝杠： .20HIWIN 型丝杠 1R40-10B2-RSWE1-800-2000-0.0035-M .20调整绕线模大小丝杠： .20HIWIN 型丝杠 1R40-10B2-RSWE1-800-2000-0.0035-M FSW 型 .203.3.3 丝杠尺寸设计 .20轴段 .203设计依据和内容 .20设计结果 .20-段 .20此段为最小直径段，用于装同步带轮 .20D12=16MM ， L12=29MM .20-段 .20此段为定位段 .20D23=19MM ， L23=20MM .20-段 .20此段为螺纹，用 M22X1.2 小圆螺母来压紧推力轴承 .20M34=221.2MM， L 34=8MM .20-段 .20查轴承样本，选用型号为 6205 深沟球轴承，其内径 D=25MM,外径 D=60 MM，宽度 B=17.5 MM，采用过渡配合 .20D45=25， L45=69 .20配合为 H7/K6 .20-段 .20轴肩高度 2.5MM.20D56=30MM，L 56=4MM .20-段 .20非定位段 .20D 67=27.5MM，L 67=15MM .20-段 .21丝杠滚珠导轨段 .21D78=30MM，L 78=1836MM .21-段 .21非高精度加工段 .21D89=27MM， L89=25MM .21-段 .21查轴承样本，选用型号为 6205 深沟球轴承，其内径 D=25MM,外径 D=60 MM，宽度 B=17.5 MM，采用过渡配合 .21D10=25MM， L10=17.5MM .21-段 .214弹性挡圈安装段 .21D20=21MM， L 20=5MM .21-段 .21最大轴，与法盘焊接 .21D30=25MM，L 30=5MM .21.21轴段 .21设计依据和内容 .21设计结果 .21-段 .21此段为最小直径段，用于装同步带轮 .21D12=22MM ， L12=30MM .21-段 .22此段为定位段 .22D23=26MM ， L23=20MM .22-段 .22此段为螺纹，用 M30X1.2 小圆螺母来压紧推力轴承 .22M34=301.2MM， L 34=15MM .22-段 .22查轴承样本，选用型号为 6207 深沟球轴承，其内径 D=35MM,外径 D=80 MM，宽度 B=21 MM，采用过渡配合 .22D45=35， L45=85 .22配合为 H7/K6 .225-段 .22轴肩高度 3.5MM.22D56=42MM，L 56=5MM .22-段 .22非定位段 .22D 67=35MM，L 67=25MM .22-段 .22丝杠滚珠导轨段 .22D78=40MM，L 78=1782MM .22-段 .22非高精度加工段 .22D89=27MM， L89=25MM .22-段 .22查轴承样本，选用型号为 6207 深沟球轴承，其内径 D=35MM,外径 D=80 MM，宽度 B=21 MM，采用过渡配合 .22D10=35MM， L10=36MM .22-段 .22弹性挡圈安装段 .22D20=28MM， L 20=7MM .22-段 .22最大轴，与法盘焊接 .22D30=33MM，L 30=7MM .226.233.4 同步带皮带传动选择 .23移动机构在绕制线圈时，伺服电机要求不断的正反转循环，这要求传动带传动准确，能很快跟随电机运转。普通带轮容易打滑，不能保证其精度，会影响线圈的质量；而联轴器轴向补偿量太小，在装配时很难保证电机和减速器的同轴度。所以选择同步齿形带，它能很好的保证和电机的同步性。 .233.4.1 同步齿形带的设计计算 .231）.确定带轮直径 .23已知电机功率 PED=1KW，查表 10-26 得，工作情况系数 gK=1.1.23计算功率 PC=KGPED=1.11=1.1KW.23根据 c和 1w由图 10-10 选定得：M=1.6MM; .23已知传动比 1i； .231min8Z.24取带轮的齿数 1= 2Z=34.24带轮节圆直径 1d= 2=MZ=1.634=54MM.242）.确定中心距 0a.24120120.7()()dd.2475.6MMA 0108 取 A0=101MM.243）.确定带宽 .242vw61/nvD.24带轮角速度 /2.0/6120.37/rads.24带速 1 max40.37/84dsvmx(.5;45)