毕业设计（论文）-10吨卧式绕线机的设计

本 科 毕 业 设 计（论 文）题 目 10吨卧式绕线机的设计 专 业 学生姓名 班 级 学 号 指导教师 二 年 月 日毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。 论文作者签名： 日期： 年 月 日摘要绕线机是电气生产行业常见加工设备，其结构、控制系统、功能随着行业生产工艺的需求，迫使绕线机生产单位加大技术投入和研发，以适应现代漆包线加工的高品质要求，从传统机械式、数控型、半自动型、全自动机型，绕线加工早已不再是费时费力的工作。目前我国绕线机生产单位已超百家，但有将近一半的生产单位没有技术研发能力，技术停留在抄袭和仿制阶段，造成了市场机种单一，产品无论是外观还是配置无技术亮点，绕线机技术的核心是控制系统，目前国内厂家大多采用由系统供应商提供的成套控制系统，产品标准一旦制定无法根据客户工艺要求作修改，由于部分控制系统供应商对绕线机行业的工艺要求并不熟悉，导致了许多好看而并不实用的功能，绕线机厂家对控制系统的技术应用掌握程度也影响着制造工艺，目前市场上多见的是普通数控型、CNC机型和厂家自制控制系统的机型。关键词：绕线机,总体设计,减速器，传动部分全套图 纸加扣 3346389411或3012250582AbstractWinder common electrical manufacturing industry and processing equipment, the structure, control system, features a production process with the needs of the industry, forcing Winder production units to increase investment in technology and research and development to meet the high quality demands of modern wire processing, from traditional mechanical, NC-based, semi-automatic, automatic machines, wire processing is no longer time-consuming work.At present, China Winder production units exceeded one hundred, but nearly half of the production units no R & D capabilities, a technical stopover in copying and imitation stage, resulting in a single market models, both the appearance and configuration of the product without technical highlights around ray machine core technology is the control system, the current domestic manufacturers to adopt most complete control system provided by the system vendor, product standards, once developed can not be modified according to the customer process requirements, as part of the control system supplier of Winder business process requirements not familiar with, do not cause a lot of good-looking and practical features, winding machine manufacturers to grasp the extent of the application of technology control system also affects the manufacturing process, more common on the market today is a common type of CNC, CNC models and manufacturers homemade control system models.Keywords: Winder, overall design, reducer, transmission parts目录第1章 绪论71.1 课题目的、意义71.2 国内外研究现状71.3 目前存在的问题101.4 研究方法121.5 设计方案12第2章 初步计算132.1 毕业设计技术要求132.2 钢丝绳的选择132.3 滑轮卷筒的计算142.4 传动方案分析15第3章 电机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算163.1 电机类型和结构形式的选择163.2 选择电机的容量163.3 确定电机转速163.4 传动比分配17第4章 带传动的计算194.1 带传动设计194.2 选择带型204.3 确定带轮的基准直径并验证带速204.4 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角214.5 确定带的根数z224.6 确定带轮的结构和尺寸224.7 确定带的张紧装置22第5章 传动零件的设计计算255.1 蜗杆减速器的设计255.1.1 选择蜗杆传动类型255.1.2 选择材料255.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计255.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸275.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度275.1.6 验算效率285.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定285.1.8 热平衡核算285.2 轴的设计计算295.2.1 连轴器的设计计算295.2.2 输入轴的设计计算295.2.3 输出轴的设计计算325.3 滚动轴承的选择及校核计算355.3.1 计算输入轴轴承355.3.2 计算输出轴轴承375.4 键及联轴器连接的选择及校核计算385.4.1 连轴器与电机连接采用平键连接385.4.2 输入轴与联轴器连接采用平键连接385.4.3 输出轴与联轴器连接用平键连接395.4.4 输出轴与涡轮连接用平键连接39第6章 减速器结构与润滑的概要说明406.1 箱体的结构形式和材料406.2 铸铁箱体主要结构尺寸和关系40总论42参考文献43致谢442016届本科生毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 课题目的、意义随着我国经济的蓬勃发展，国民经济各领域对产品的需求日益扩大，制造业对各种电缆的质量要求也越来越高。电缆的质量好坏、直接关系到下道工序能否顺利进行，特别是超细规格的线质量要求很高；。目前国内使用的绕线机主轴多用力矩电机驱动，排线机构与主轴采用机械齿合传动的硬耦合连接，通过丝杠或光杆带动导线器左右平移、依靠齿轮或电磁铁的离合动作实现换向，达到往复排线的工艺要求。这种纯机械耦合机构存在零件加工和装配复杂、因频繁换向导致机械磨损大、噪声大、排线精度降低2。此外，由于同轴电缆的规格品种繁多，每次改变品种规格、都要重新调整绕线机的机械参数，甚至更换机械零件，一套绕线机机构无法同时满足对不同规格丝线的绕线需要。基于此，我们提出了本课题的研究。1.2 国内外研究现状我国目前生 产的绕线机多为单轴绕线机，多轴高速自动绕线机只有R X 70 6自动绕线机一种。在国内生产的专业厂中有原天津电子专用设备厂，代表产品有东风IA型，东风 1A 型等。北京电表厂生产的D B R一1 型单头 绕线机 在钟表行业采 用较 多，但是 由于它的效率低下而逐渐被淘汰，浙江大学机械 厂生产的R X 706 自动绕 线机是我国唯一的一种：国产高效。自动绕线机，质量与性能巳达国外同类产品水平，是绕线机市场的抢手货。 东风TA绕线机本机为单轴卧式绕线机，采用可控硅无级调速，工件导线直径003-005 m m，主轴转速为80-2500 rm in。适用于绕制小型多层平行线圈。由于生产效率较低，不适宜大批生产的钟、表 、磁 等行业的应用。它的主要特点 控制简单、饬=格低廉。 D B R 型绕线机本机床由北京电表厂三分厂生产的，它由直流伺服电机作为绕线主电机 排线电机、也采用伺服电机，这二只伺服电机可以同步调速，亦可由速比电位强单独调节，可绕导线直径为002 012r a m 。机舞的高速部分，D B R-l为6000 r m in，D B R-3为 1 5000rmin。D B R 型 绕线机 的结构简 单，价格低，但是 由于绕线精度差，效率低，不适 合 大 批量、高质量线圈的绕制。 R X 7c6 自动绕线机。本机具有六个工 位，三个绕线主轴 。着咬 、剪断、卸料，上料等辅助动作在绕线的同时进行，生产效率较 高。光线运动 由两只光栅编 码器控制，无机械传动链，所 以寿命长 、振动少，并可 使主轴到到较高的速度。机床的操作简单、性 能可靠，已 达- N 121E 、130E H 水平4。目前我国绕线机行业处于非常困难的时期，如何才能使整个行业从技术的互相模仿与残酷的价格战等困境中脱身而出？从业企业只有放下急于求成的心态，从基础理论、新技术研发等领域出发，一丝不苟地修炼自己的自主创新能力。绕线机结合了机械、传动、电气控制等多方面的技术，所以基础理论研究是开发新技术的基础，只有核心技术的发展才能推动绕线设备的进步，各方面为技术开发做努力，这样才会使我国的绕线设备逐步走上自主创新的道路。国产的绕线机自动化水平低、控制手段落后是普遍存在的问题。只能应用于绕线要求相对不高的场合，高端设备都有日本、瑞士、德国等进口设备占领市场，而国产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得客户， 分析我国绕线机市场目前处于高速发展的时期，相反我国的绕线机生产企业的处境却相当的艰难，不难看出，极大的市场份额都是进口设备，在国内市场获得高利润的回报，在新机型的开发上就有了强大的资金保障，而我们国内企业的销售利润偏低，去掉销售环节中存在的费用，留给企业的回报已经所剩无及了，所以不断的提升自主创新能力，才能市场份额较大的中高端市场，来打破目前的艰难局面4。我国是绕线机的生产大国也是需求大国，然而在关键技术上我国却始终无法与国外的厂家相 竞争。即使经历了08、09年的经济衰退，绕线机产业在 2010 年得到了快速发展，各绕线机厂 家的定单量大幅提升，原本已经半倒闭的中小型绕线机企业又重新回到了绕线机制造的大军中， 但是目前国内绕线机产业的前景仍非常的严峻，主要来自于国外进口品牌的压力及国内低端机 型市场的萎缩，今年绕线机产业的技术发展出现了新的格局，多方的努力拉近了国产绕线机与 进口绕线机的技术差距。但是关键技术还需要我国技术人员的努力，依靠自己的力量，解决关 键部位技术难题。 国内绕线机的发展现状 首先说说技术发展，我国的绕线机产业起步于改革开放的初期，从原始的机械齿轮手摇式 到现在的全自动绕线机，期间经历了多次产业升级和改革，从 2010 年的市场需求分析可以看出， 国内市场正从半自动机型转向全自动、高效、高科技含量的机型，随着现代电气技术的不断提 升，对线圈品质的要求也在增加，目前各绕线机厂家的技术开发主要集中在精密排线、闭环式 张力控制、多功能等机型的研发，大量的技术投入快速拉近了与进口绕线机的技术差距。 2010 年随着经济回暖，绕线机的市场需求量大大的增加，许多企业都在加班加点的赶制设 备，其中箔绕机的增长幅度最为明显；其次是多头绕线机，可以满足高产量要求的机型；全自 动绕线机的开发大大提高了机器的工作效率，减少了人为操作。由于各种线圈产品的功能要求 不同，使得绕线机的种类也多样化了，目前常见绕线机的有全自动绕线机、半自动绕线机、环 行绕线机、伺服精密绕线机、变压器绕线机等机种。由于各种线圈产品的功能要求不同，使得 绕线机的种类也多样化了，目前常见绕线机的有全自动绕线机、半自动绕线机、环行绕线机、 伺服精密绕线机、变压器绕线机等几种。 全自动绕线机是近几年才发展起来的新机种，为了适应高效率、高产量的要求，全自动机 种一般都采用多头联动设计，国内的生产厂家大多都是参照了台湾等地的进口机型的设计，采 用可编程控制器作为设备的控制核心，配合机械手、气动控制元件和执行附件来完成自动排线、 自动缠脚、自动剪线、自动装卸骨架等功能，这种机型的生产效率极高，大大的降低了对人工 的依赖，一个操作员工可以同时照看几台这样的设备，生产品质比较稳定，非常适合产量要求高的加工场合。但是，这种机型由于集成了数控、气动、光控许多的新技术，所以价格小则几 万元高则十几万元，价格也使得许多的用户望而叹步，另外由于功能要求决定了该设备的零部件采用了大量非标准件和定制件，所以一旦出现故障相对的维修过程将会很复杂，周期也会比 较长。它的先进性和高产量还是吸引了客户。 半自动绕线机是目前使用最广泛的机型也称为 CNC 自动绕线机，该能够自动排线，加上不 同的机械结构即可完成不同的绕制要求具有高效、维护方便、性价比高等诸多优点，国内厂家 一般都采用CNC 控制器，也有部分厂家采用自行开发的控制器作为控制核心，CNC 机型已经是 一种非常成熟的机种了，许多厂家在功能和用途上都作了创新和升级，使用产品的系列不断的 得到延伸，作为市场上应用最广泛的机型，该机型的价格比起全自动绕线机动则几万元的价格， 就低了很多，根据用途的不同有几千到上万不等的价格，该机种的缺点就是一台必须配一名操 作人员。目前在镇流器、电感线圈生产等一些场合都能看该机型的应用。 环行绕线机是特殊专用机型，常见的有边滑式和皮带式，是绕制环行线圈的专用机型，该 机型从出现到现在没有很大的技术变动，目前，机头部分主要还是以进口为主，比较常见的有 美国高曼等品牌，进口机头相对于国产机头有许多优点，做工都比较的精细，材质一般都采用 特殊合金，耐磨表现优异，机头都能承受长时间的作业加工要求，有些机头采用了分体式结构 设计，上下储线环变得更为方便快捷。环行绕线机一般都为台式机构，设备主要以机械构造为主，价格主要区分为进口机头和国产机头两类。 伺服精密绕线机是当今高新技术结合的产物也是目前最先进、功能最为强大的机型，高端 机型可以完全模拟人手的排线动作，主轴和排线均采用高精度伺服电机，控制系统采用具有极 高运算能力的 PLC 系统，具有自动运算、自动判别、误差修正等功能，由于采用了闭环控制， 所以当出现排线失步等现象时设备可以自动修正，高分辨率的伺服电机可以保证在高低速时设 备运转的稳定性，该机型的附件装置也是比较先进的，比如有辅助卸模装置，主动式张力放线 架，电磁自动调节式张力器等，由于使用了大量的高新技术，所以价格要比CNC 自动绕线机高不少，一般使用在对线圈参数有特定要求的场合。 变压器绕线机是比较常见的机型，结构形式来分有卧式和立式，我们一般比较常见的是卧式绕线机是用来绕制变压器线圈的专用设备，传统的变压器绕线机比较单一均为人工排线整形 的机型，现代机型已经有自动排线系列了，变压器是大型电气件，所以绕线机的结构都比较大， 重量也根据绕线机的级别从几百公斤到几千公斤，由于现代技术不断在变压器绕线机上的应用， 新的机型功能上也变得更强大，柔性预压紧装置的出现代替了传统的人工敲打整形的烦琐工艺， 使变压器绕制过程变得更为简单。 近年来，国内绕线机的制造水平和引进绕线机制造水平看，已形成了全自动、多功能、 高效自动化的生产能力6。从线圈生产的上线、馈线、端头绕制到线圈绕制和下线等，都要实现 了过程的自动化。从绕线机的控制形式上看，由单一的开环控制发展到使用直流伺服系统和交 流伺服系统的闭环控制，其中交流伺服系统的采用已相当普遍，已形成了由单轴绕制线圈到多 轴同时绕制多个线圈的一系列产品 1。在绕线机的结构形式上，根据所绕制的线圈的铁芯或骨 架结构形式的不同，又研制出有梭式的绕线机，以适应环形或其它封闭式铁芯或骨架的线圈的 绕制需求 2。在 2008 年里，由保定天威卓创电工设备科技有限公司自行研制,具有完全自主知 识产权的中国首台承重量最大和输出扭矩最大的 一 型大型立式绕线机 ,该绕线机各项试验参 数均符合设计技术指标和工艺要求,达到国内同行业领先水平。业内人士称 ,该产品的研制成功 ,是变压器制造专用设备行业发展的一次新突破 ,同时也标志着天威卓创公司已形成了大型 电力变压器线生产设备产品的系列化 并全面掌握了国内电力变压器制造专用设备研制领域的 先进技术,其自主创新能力和企业核心竞争力跃居同行业之首。绕线机按自动化程度又可分为简 易型、半自动型、全自动型。电子控制方式有数控式微电脑单片机及 IBM 电脑控制。按安装方式分类为桌面式和落地式机。常用绕线机绕制的线多为漆包铜线(绕制电子、电器产品的电感线圈)，纺织线(绕制纺织机用的纱绽、线团)，还有绕制电热器具用的电热线以及焊锡线，电线， 电缆等。1.3 目前存在的问题 国产的绕线机自动化水平低、控制手段落后是普遍存在的问题。只能应用于绕线要求相对不高的场合，高端设备都有日本、瑞士、德国等进口设备占领市场，而国产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得客户， 分析我国绕线机市场目前处于高速发展的时期，相反我国的绕线机生产企业的处境却相当的艰难，不难看出，极大的市场份额都是进口设备，在国内市场获得高利润的回报，在新机型的开发上就有了强大的资金保障，而我们国内企业的销售利润偏低，去掉销售环节中存在的费用，留给企业的回报已经所剩无及了，所以不断的提升自主创新能力，才能市场份额较大的中高端市场，来打破目前的艰难局面7。市场上主要是针对磁棒绕线机、E型变压器绕线机和大磁环绕线机，没有这种磁环全自动绕线机；市场上的磁环绕线机都只能解决大磁环绕线，主要是采用在大磁环中间连接圆环轨道，采用机械运动牵引导线在磁环中运动绕线，对于中小型磁环，这种设备无法绕18。美国有这种绕线原理的设备雏型，但是没有开发出 磁环全自动绕线机，只停留在原有 的半自动技术基础上，设备不稳定，生产的产品合格率低，对于中小型磁环更是无法解决8。机械制造业比较发达的德国和瑞士等欧洲国家，包括日本，至今任然没有全自动的环形绕线机，而半自动的环形绕线机却以很高的价格出售17。相关研究动态：绕线机是电气生产行业常见加工设备，其结构、控制系统、功能随着行业生产工艺的需求，迫使绕线机生产单位加大技术投入和研发，以适应现代漆包线加工的高品质要求，从传统机械式、数控型、半自动型、全自动机型，绕线加工早已不再是费时费力的工作。目前我国绕线机生产单位已超百家，但有将近一半的生产单位没有技术研发能力，技术停留在抄袭和仿制阶段，造成了市场机种单一，产品无论是外观还是配置无技术亮点，绕线机技术的核心是控制系统，目前国内厂家大多采用由系统供应商提供的成套控制系统，产品标准一旦制定无法根据客户工艺要求作修改，由于部分控制系统供应商对绕线机行业的工艺要求并不熟悉，导致了许多好看而并不实用的功能，绕线机厂家对控制系统的技术应用掌握程度也影响着制造工艺，目前市场上多见的是普通数控型、CNC机型和厂家自制控制系统的机型。未来随着行业工艺要求的提高，绕线机控制技术必将向着自动化、智能化等方向发展，全自动机型就是在这种行业需求的推动下研发而成的，实现了一人看管多台设备，极大程度的满足了高产能的要求；全伺服控制应用于绕线机大大提高了绕线机的绕线精度，满足了高品质线圈的加工要求，未来更智能化、绕线精度更高的机型必将诞生以满足电气行业的发展要求。目前我国绕线机行业处于非常困难的时期，如何才能使整个行业从技术的互相模仿与残酷的价格战等困境中脱身而出？从业企业只有放下急于求成的心态，从基础理论、新技术研发等领域出发，一丝不苟地修炼自己的自主创新能力。绕线机结合了机械、传动、电气控制等多方面的技术，所以基础理论研究是开发新技术的基础，只有核心技术的发展才能推动绕线设备的进步，各方面为技术开发做努力，这样才会使我国的绕线设备逐步走上自主创新的道路。国产的绕线机自动化水平低、控制手段落后是普遍存在的问题。只能应用于绕线要求相对不高的场合，高端设备都有日本、瑞士、德国等进口设备占领市场，而国产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得客户， 分析我国绕线机市场目前处于高速发展的时期，相反我国的绕线机生产企业的处境却相当的艰难，不难看出，极大的市场份额都是进口设备，在国内市场获得高利润的回报，在新机型的开发上就有了强大的资金保障，而我们国内企业的销售利润偏低，去掉销售环节中存在的费用，留给企业的回报已经所剩无及了，所以不断的提升自主创新能力，才能市场份额较大的中高端市场，来打破目前的艰难局面4。瑞士 M E T E O R 公 司生产的绕 线机这家公司 巳具有3O年历史，它 们生产的精密绕线机具有半 自动或全 自动 的 绕 线 系统。生产量已超过万台。它 的代 表 产 品 有M lO 、M o 1 、M E 30 7-1O 1 、M E 3 0-lO8S P A 、M SA、 M 20 等等。均为工件回转式。M to 绕线机。一般具 有一个主轴，也可安装二个主轴，加工导线最细为002r a m ，最 高转速为12000 rmin，走 线节距 与走线宽度可 以无级调 制，控制与记数均采用电子线 路 。瑞士333-R-3 自动绕线机 此绕线机主轴同心排列，属工件回转式。有三轴、四轴二种规格，走线运动采用机械传动，改 变传 动链l中间的摩 擦轮的传 动化，可使主轴与走线系统速比达 到无 级 调速。主轴制动装置是机械凸轮式，因此该机器的传动可靠，但使 用寿命较 低 ，由于主轴转速较 高 ( 最高达15000 rm in ) ，具 有一定的生产率 虽然售价较高，但仍受到钟表工业 的青睐日本“日特” N IT T Q K U 株式会社生产的绕线机 。这是|一家生产绕线机的专业厂商，产品品种繁多，它 的产品在 电子 、电器领 域有一定l 的影响该厂生产的平绕小型绕线机以121E ， 130A T 、I30E H 及132A R 等为代表。绕线形式均为工件不转式 ( 飞叉式 )。步进马达绕线机 以SM-30绕线机为代表。1.4 研究方法1.根据所学的机械设计、机械原理有关专业知识以及查询的有关文献，根据数控切割的工作原理，确定总体设计方案，拟定设计草图，使用时应达到的安全，效率，可靠性等进行初步设计。2.通过考察分析了解绕线机系统的工作原理，根据切割工艺的要求，满足生产的控制要求，控制系统经济实用、控制精度高的要求进一步完善和修改设计。3.根据所设计的机械传动系统，利用系统相关装配图和零件图的绘制。4.综合考虑同轴电缆自动绕线机的应用，进一步完善优化系统。1.5 设计方案本文介绍一种新型绕线装置，利用先进的数字控制技术，将绕线主轴的卷取传动与排线器的往复传动机械解耦，分别用两只电机独立驱动、实现对绕线与排线轴的柔性连接。两只电机的速度控制设置成主一从方式，即：排线步进电机作为从动机，其转速跟随绕线主轴电机同步运行。采用FX2N一32MT可编程序控制器、脉冲测速码盘及光电传感器控制，检测步进电机的工况，实现了计算机数字控制和柔性化参数设置。新系统具有：稳定、准确、灵活、快速的特点，适用于对各种规格丝线的绕排线控制。38第2章 初步计算2.1 毕业设计技术要求 本题目设计10吨卧式绕线机。绕线机主要用于大容量干式变压器线圈的生产制造，绕线模由主轴与尾座水平支撑，绕线模由主轴驱动旋转，线圈在一定张力作用下有规律地在绕线模上绕线。绕线机采用三相异步电机驱动，经无自锁的蜗轮、蜗杆减速器减速（因电机需要正反转）后，采用机械传动的方式将动力传递给主轴，由主轴带动绕线机构绕线。设计原始参数如下： 中心高：1600mm； 送盘直径：1200mm, 开四等分T形槽； 床头总盘与尾座顶尖距离：1.8m-3.2m； 最大转速：10T； 主轴转速：024rpm； 电机功率 11Kw； 起动、制动时间：三分之一圈； 张紧力 1000 N。2.2 钢丝绳的选择根据10吨卧式绕线机的额定起重量，选择双联起升机构滑轮组倍率为1.（1）钢丝绳所受最大静拉力： （N） 式中 额定起重量；=3kN(起重重量300kg) 吊钩组重量，=0.12kN（吊钩挂架的重量一般约占额定起重量的24%，这里去吊钩挂架重量为0.12kN）； 滑轮组倍率，=1； 滑轮组效率，=0.98. =1.59KN （2）钢丝绳的选择：所选择钢丝绳的破断拉力应满足： n绳钢丝绳安全系数，对于小型工作类型n绳=2由上式可得： =3.74根据查钢丝绳产品目录可选用：钢丝绳6W(19)-20-185-I-光-右顺(GB1102-74)，不松散瓦林吞型钢丝绳直径d=5mm。2.3 滑轮卷筒的计算（1）滑轮、卷筒的最小直径的确定为了确保钢丝绳具有一定的使用寿命，滑轮、卷筒的直径（自绳槽底部算起的直径）应满足： D（e-1） 式中 e系数，对10吨卧式绕线机，取e=25。所以 =120mm取卷筒直径和滑轮直径D=200mm。（2）卷筒长度和厚度的计算 图2-1卷筒结构 而 式中 最大起升高度， =4m； n钢丝绳安全圈数，n1.5，取n=2； t绳槽节距，t= d绳+（24）=711，取t=10mm；，空余部分和固定钢丝绳所需要的长度，=3t； 卷筒的计算直径（按缠绕钢丝绳的中心计算）， =205mm 卷筒左右绳槽之间不刻槽部分长度，根据钢绳允许偏斜角确定： 其中 吊钩组两侧滑轮绳槽中心线之间的距离，=103mm； 当吊钩滑轮组位于上部极限位置时，卷筒轴和滑轮轴之间的距离， =400mm 2卷筒上绕出的钢丝绳分支相对于铅垂线的允许偏斜角 256，取tan2=tan6=0.1. =80mm 卷筒半边的绳槽部分长度 =107mm卷筒长度=414mm, 取L双 =500mm，卷筒材料采用HT20-40，其壁厚可按经验公式确定 =0.02D+（610）=0.02*200+6=10，取=15mm。2.4 传动方案分析 传动方案：电机带传动蜗杆减速器工作机 给定条件：由电动机驱动，运输带工作拉力为10T，024rpm减速器类型选择：选用蜗杆减速器方案分析：结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度。第3章 电机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算3.1 电机类型和结构形式的选择由于直流电机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，因此选择交流电动机。我国新设计的Y系列三相笼型异步电机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等，由于启动性能较好，也适用于某些要求启动转矩较高的机械，如压缩机等。在这里选择三相笼式异步交流电机，封闭式结构，电压380V，Y型。3.2 选择电机的容量本次设计为设计不变（或变化很小）下长期连续运行的机械，只有所选电机的额功率Ped 等于或稍大于所需的电动机工作功率Pd,即Ped Pd ，电动机在工作时就不会过热，通常就不必校验发热和启动力矩。电动机传动装置的运动和动力参数计算公式引自【1】第1220页电机所需工作功率按式（1）为 kw由式 = kw因此 设：为带传动的效率。=0.96为联轴器的效率。=0.99对滚动轴承效率。=0.99为7级齿轮传动的效率。=0.98输送机滚筒效率。=0.9根据课题要求电机功率 11Kw；3.3 确定电机转速 卷筒工作转速为 r/min 按表1推荐的传动比合理范围，取V带传动比2-4，二级圆柱齿轮减速器的传动比=8-40，则总传动比合理范围为=8-40，故电机转速的可选择范围为 r/min 符合这一范围的同步转速为1500r/min,3000r/min. 查阅相关手册得到符合这一范围的同步转速有 750 r/min，1000 r/min，1500 r/min 和 3000r/min，由于 750 r/min 型电动机的尺寸过大，重量较重，且价格高，故不可取，而 3000r/min 价格高，转速高,也不可取。所以在没选择1000 r/min 与 1500 r/min两种一中选取， 根据容量和转速，由有关手册查出有两种适合的电机型号，因此有两种传动方案，如下页表3-1。表3-1两种电机型号方案电动机型号额定功率kw电机转速r/min同步转速满载转速1Y160L-61110009402Y160M-41115001460综合考虑电机和传动装置的尺寸，重量，价格，减速器的传动比，可见第2中方案比较合理，因此选择电机型号Y90L-4,其主要性能表3-2。表3-2电机型号Y90L-4性能表型号额定功率KW同步转速r/min满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y160M-411KW150014602.02.03.4 传动比分配 电机型号Y160M-4，满载时转速nm=1460r/min.(1)总传动比(2)分配传动装置传动比：取V带的传动比为2.5.那么减速器的传动比为：第4章 带传动的计算4.1 带传动设计输出功率P=1.5kW,转速n1=1400r/min,i=2.5表4-1 工作情况系数工作机原动机类类一天工作时间/h10161016载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机1.31.41.51.51.61.8根据V带的载荷平稳，两班工作制（16小时），查机械设计P296表4，取KA1.1。即4.2 选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按机械设计P297图1311选取。图4-1 带型图根据算出的Pd1.5kW及小带轮转速n11400r/min ，查图得：dd=80100可知应选取A型V带。4.3 确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计P298表137查得，小带轮基准直径为80100mm则取dd1=90mm ddmin.=75 mm（dd1根据P295表13-4查得）表4-2 V带带轮最小基准直径槽型YZABCDE205075125200355500由机械设计P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得=224mm误差验算传动比： （为弹性滑动率）误差 符合要求 带速 满足5m/sv300mm，所以宜选用E型轮辐式带轮。总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。4.7 确定带的张紧装置选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小, 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角 为32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表4-5 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基准线上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基准线下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽对称面至端面的距离 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小轮缘厚 5 5.5 67.5 10 12 15 带轮宽 B B =( z -1) e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 0.5 V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式： （1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd(2.53)d时)，如图4-2a。 （2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd 300mm 时)，如图4-2b。 （3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮(ddd) 100 mm 时)，如图4-2c 。 （4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd 500mm 时)，如图4-2d。（a） （b） （c） （d）图4-2 带轮结构类型根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（a）,大带轮选择孔板带轮如图（c）第5章 传动零件的设计计算5.1 蜗杆减速器的设计5.1.1 选择蜗杆传动类型根据GB/T100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 。5.1.2 选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。5.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。由教材【1】P254式(1112),传动中心距(1) 确定作用在蜗杆上的转矩 (2)确定载荷系数K因工作载荷有轻微冲击,故由教材【1】P253取载荷分布不均系数=1;由教材P253表115选取使用系数由于转速不高,冲击不大,可取动载系数;则由教材P252(3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故=160。(4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值=0.35从教材P253图1118中可查得=2.9。(5)确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从从教材【1】P254表117查得蜗轮的基本许用应力=268。由教材【1】P254应力循环次数应力循环次数N=60=60143.67（3815365）=1.23其中,(为蜗轮转速)j为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数j=13班制，每班按照8小时计算，寿命15年。寿命系数则(6)计算中心距(6)取中心距a=125mm,因i=24.3,故从教材【1】P245表112中取模数m=5mm, 蜗轮分度圆直径=50mm这时=0.315从教材【1】P253图1118中可查得接触系数=2.9因为=,因此以上计算结果可用。5.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸(1) 蜗杆轴向尺距mm;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直