大型卷板机联轴器优化设计

1、大型卷板机联轴器优化设计指导老师： xxx 班 级： 班 小组队长： xx 小组成员： 李xx 谢xx 日 期： 2011-11-10 摘要：机械式三辊对称卷板机因其操作简便，成本低拆装方便，精准度高等优点在各企业中依旧占据主要地位，但是原始的机械式三辊对称卷板机在卷制锥筒时操作上十分不便。为了解决在卷制锥筒时工人手动剥离复位联轴器这种操作，降低工作强度提高生产效率，我们对联轴器进行了优化设计，并加装了自动离合装置。关键词：联轴器优化设计 设计优化性研究1、 设计背景及必要性机械式卷板机操作简便，成本低，制作精准，方便拆卸，历史悠久；液压式卷板机数字化程度高，但是在装卸维护方面比较麻烦，成本高

2、，由于经常拆卸要频繁抽放液压油，所以不适合需要经常拆卸的场合，而机械式卷板机不存在这种问题所以其市场依旧占有有利位置。三辊对称式卷板机可用于卷制圆筒和有一定弧度的锥筒，但是卷制锥筒的操作十分不便，需要工人手动剥离联轴器（见图）的固定销，当完成上辊倾斜操作后又要手动将固定销装回。这一操作过程既费时又费力，未解决这一问题，优化操作环节，节约工作时间，降低工作强度，从而提高生产效率，我们小组对传统机械进行了操作上的改良设计。 机械式三辊对称卷板机实物图机械式三辊对称卷板机工程图联轴器2、 方案确定2.1方案设计1 联轴器的设计 为解决联轴器上的操作问题，我们对原始联轴器部分进行了改良，为实现轴的自动

3、分离和连接，我们设计了几种方案方案一：采用摩擦片取代万向联轴器。这个设计提出后不久就被否定，原因是他不能提供足够大的扭矩，从而影响 了卷板机的正常工作。方案二：采用两个皇冠齿轮啮合以实现轴连。这个设计也被否定了，因为手头上关于皇冠齿轮的应用都是集中在一些儿童玩具上，其本身的资料我们掌握的太有限，无法确定能够达到工作所需要的条件，所以最终被否决。方案三：两轴端进行嵌套。这个设计满足要求的扭矩，而且解决了连接时可能出现的对合不上的问题，通过从动轴前端加装的一段连接轴使主从两轴自然连接分离。配合自动离合装置从而达到简化卷锥操作的目的，被采纳为最终方案整体配合图整体效果剖面图2.2装置运行流程图从动轴

4、步进电机 拨轴装置3、 总体分析3.1动力装置 采用相应的步进电机驱动涡轮带动丝杠转动，丝杠使拨轴装置完成轴向进给。3.2联轴器各部分详细设计 轴的两端是一个嵌套式的设计，这样的设计符合材料力学原理，距离中心轴越远所受的切应力越大，因此挡块设计在圆轴的外圈可以产生足够大的扭矩，同时，挡块圆弧较小，避免了连接时主动轴的突出部分与轴2的突出部分相重叠的可能（20%以下材料强度足够的条件下可以进一步减小轴2端面突出挡块的弧度从而进一步降低可能性）。满足机械正常工作的需要。主动轴配合端局部图轴2两轴连接效果如图主动轴和轴2配合效果图主动轴和轴2配合剖面效果图轴2的后段设计成一段滑槽用于联轴器轴向运动轴

5、2后段滑槽局部图轴2前段设有挡块，用于助推轴承的定位轴2前段挡块局部图从动轴的前端设计如图用于和轴2配合，图示为两个定位孔用于安装定位销。从动轴配合端局部图轴2和从动轴配合效果图轴向整体装配示意图3.3拨轴装置 解决了联轴器的问题之后，为实现操作的简便自动化，我们设计了如下配套的自动离合装置。通过步进电机带动涡轮转动，涡轮使丝杠旋转使自动离合装置作轴向进给，挡块对助推轴承施加压力从而使轴2轴向运动从而与主动轴相配合主从两轴相连接，同理步进电机反向转动使轴向离合装置退出，从而使主从两轴相分离。丝杠 拨轴装置如下图，下端一孔为螺孔用于和丝杠配合传动，另一孔为圆孔与导轨配合，起到轴向固定运动的作用。

6、拨轴装置主要部件3.4控制电路 控制电路部分因为手头资料有限，没机会接触实物，难以匹配详细的电机参数，所以在参照相似实际问题的基础上只做了部分控制电路。如下：控制电路总体设想步进电机电路主控芯片电源电路液晶显示器电路4、 创新点在传统三辊对称式卷板机的基础上对其卷锥时的拨轴操作做了优化设计，既保留了机械式卷板机拆装方便，成本低的优点，又同时实现了操作的自动化，节省了加工时间，提高了工作效率。5、 可行性分析5.1技术可行性我们小组开发的自动拨轴装置符合机械原理的各项要求，满足工程力学要求，应用现有的丝杠传动，使其移动精确，各零部件均可匹配相应的GB参数，具有很高的可行性，由于开发时间，技术的保

7、密性等限制，我们现阶段还不能设计更详细的零件尺寸，但是概念设计已经成型，具有技术上的可行性。5.2操作可行性经过计算机模拟分析我们的装置可以完成要求的运动，在实际运用中虽然还有待试验，但是理论上具有较高的操作可行性5.3经济可行性该装置用于改装已有的三辊对称式机械卷板机，总体费用比液压系统要便宜得多，并且关键不使用液压油，保留了拆卸方便的特点，适用于经常需要装卸的场合，经济上具有可行性。6、 市场应用前景这个改进可以广泛的应用于大型（小型号卷板机的离合器因为其位置和设备大小的原因，应用的意义不大）机械式卷板机，对于需要大型卷板机的企业和生产企业（比如大型高炉的安装工程）此改进可以提高机器的效率，降低工作强度从而增大了企业人员配置的弹性。7、