【正文】 ...………………………….…....……….3 臥式繞線機(jī)的技術(shù)參數(shù)........…………………………….…....……..………42 前箱體的設(shè)計......................……..….………………………….…..….………….5 確定主電機(jī)功率………………………… ………………………………………..5 空線圈啟動狀態(tài)下…………………………….… ………………………...5 線圈在滿圈狀態(tài)下…………………………….… ………………………...6 制動器的選擇…………………………….……… ………...………………..8 蝸桿蝸輪減速器……………………….……… ………...………………..9 蝸桿蝸輪減速器的設(shè)計方案………………….… ………………………...9 蝸桿蝸輪減速器的設(shè)計計算………………….… ………………………...9 蝸桿蝸輪減速器的結(jié)構(gòu)尺寸………………….… ………………………11 蝸輪齒根彎曲疲勞強度校核…….…….….….… ………………………...11 帶傳動的設(shè)計…………………………….……… ………...………………..13 帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸……………………….… ………………………...13 帶的選擇………………………………….… ………………………...14 帶的受力分析…………………………….… ………………………...15 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………….… ………………………...15 鏈傳動的設(shè)計…………………………….……… ………...………………..16 鏈的尺寸設(shè)計…………………………….… ………………………...16 鏈的校核設(shè)計…………………………….… ………………………...17 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………….… ………………………...18 主軸的設(shè)計…………………………….……… ………...………………..20 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………….… ………………………...20 主軸的載荷分析…………………………….… ………………………...22 鏈輪主動軸…………………………….……… ………...………………..24 鏈輪主動軸的安裝結(jié)構(gòu)…………………….… ………………………...24 鏈輪主動軸的尺寸設(shè)計…………………….… ………………………...25 蝸桿軸…………………………….……… ………...………………..25 蝸桿軸的安裝結(jié)構(gòu)……………………….… ………………………...25 蝸桿軸的尺寸設(shè)計………………………….… ………………………...26 主動帶輪軸電機(jī)軸…………….……… ………...………………..26 主動帶輪軸的結(jié)構(gòu)………………………….… ………………………...26 主動帶輪軸的尺寸設(shè)計…………………….… ………………………...263 后箱體、排線架的設(shè)計..............……..….………………………….…..….………….28 后箱體主軸的設(shè)計…………………… ………………………………………..28 后箱體主軸的結(jié)構(gòu)…………………….… ………………………...28 后箱體主軸的尺寸設(shè)計…………………….… ………………………...28 后箱體微調(diào)軸…………………………….……… ………...………………..28 后箱體微調(diào)軸的結(jié)構(gòu)………………….… ………………………...28 后箱體微調(diào)軸的尺寸設(shè)計………………….… ………………………...29 后箱體粗調(diào)…………………………….……… ………...………………..29 蝸桿蝸輪傳動……………………….… ………………………...29 蝸桿軸的設(shè)計…………………………….… ………………………...30 排線架…………………………….……… ………...………………..30 滾珠絲杠…………………………….… ………………………...30 排線機(jī)構(gòu)…………………………….… ………………………...314 電氣控制系統(tǒng)及 PLC 的設(shè)計..................…………………………….…..….………….33 繞線機(jī)的電氣控制原理…………… ………………………………………..33 繞線機(jī)的控制系統(tǒng)硬件選擇………………….…………… …………...33 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計……………………….… ………………………...34 PLC 程序編程 …………………………………………………………………..355 結(jié)論......................……….………….……………………..….……...…..….………...37參考文獻(xiàn)......................…………….…………………..….…..……………….………….38致謝......................………………….……………………..…….…………...…………….39附錄......................…………………..…….. . .….. .….. .…...…………………….………401 前言 繞線機(jī)的簡介變壓器繞線機(jī)主要是用于繞制變壓器線圈的專用設(shè)備，在變壓器的線圈生產(chǎn)過程中，按照變壓器的線圈的電壓容量對繞線機(jī)設(shè)備進(jìn)行分類，有繞制大型電力變壓器線圈的立式繞線機(jī)和臥式繞線機(jī)；也有繞制配電變壓器高、低壓線圈的箔式線圈繞線機(jī)和自動排線繞線機(jī)。同時，除了機(jī)械傳動的設(shè)計外，還另外對臥式繞線機(jī)的電氣控制系統(tǒng)硬件組成也進(jìn)行了設(shè)計及 PLC 梯形圖的設(shè)計。本文對臥式繞線機(jī)的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入詳細(xì)的設(shè)計并進(jìn)行了強度的校核，其中對主軸、蝸桿蝸輪減速器以及帶傳動、鏈傳動進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計。s design of the winding machine and electrical control system39。所以現(xiàn)在大型變壓器中高壓線圈的繞制普遍采用了立式繞線機(jī)，即使是低壓螺旋式線圈也采用了立式繞線機(jī)生產(chǎn)。如果這種線圈使用普通臥式繞線機(jī)繞制好后，軸向不加任何壓力繞制，線段間隙就會很大，像一個壓簧。國產(chǎn)的繞線機(jī)自動化水平低、控制手段落后是普遍存在的問題。由于在繞制過程中，隨著線圈半徑越來越大，主軸的轉(zhuǎn)速也應(yīng)隨之變化，所以三相電機(jī)應(yīng)配有變頻器，實現(xiàn)電動機(jī)的無級變速。結(jié)合國內(nèi)外關(guān)于臥式繞線機(jī)的材料，對臥式繞線機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，對控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。在考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候還應(yīng)該注意到可靠性、人機(jī)關(guān)系、安全、檢修、美觀、經(jīng)濟(jì)價值等問題。（3）對主軸、軸承，蝸輪、蝸桿等進(jìn)行必要的機(jī)構(gòu)尺寸確定以及強度校合，使其滿足工作要求。 臥式繞線機(jī)的技術(shù)參數(shù)中心高：1600 mm；花盤直徑：φ1200 mm, 開四等分 T 形槽；床頭總盤與尾座頂尖距離： m；最大轉(zhuǎn)速：10 噸；主軸轉(zhuǎn)速：0～24 rpm . 滿圈時 10～12 rpm；電機(jī)功率 11 kw ( 由張力機(jī)的張緊力確定出 )；起動、制動時間：三分之一圈；張緊力：1000 N。39。39。39。1794602394LaFM?????Nm:主軸負(fù)載功率 為39。2?3?電機(jī)軸負(fù)載功率為，? 11 （216）39。zM （217）39。i選用磁粉制動器，為自然冷卻式磁粉制動器空心軸型 ? 蝸桿渦輪減速器 蝸桿蝸輪減速器的設(shè)計方案由于隨著線圈的不斷繞制，線圈的質(zhì)量不斷增大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速也應(yīng)該不斷減小，故選用 4 級調(diào)速。2T由 經(jīng)蝸桿蝸輪傳動 =，則蝸桿功率為2? ???kW⑵計算蝸桿載荷系數(shù) K因工作載荷較穩(wěn)定時，故取載荷分布不均系數(shù) =1；由表 115 選 =1；由K?AK轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，取 = （222）????⑶材料彈性影響系數(shù) EZ因選用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿， 160EZ?12MPa??????⑷計算應(yīng)力極限 []H?先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動中心距 a 的比值 =，從圖 1118 可查得，1d接觸系數(shù)為 =。.Y? Y?當(dāng)量齒數(shù)為， （227）??23339。L查教材表 84a，得 ；???kW查教材表 84b，得 ；:查教材表 85，得 ；K?查表 82，得 ? ?????kW 取 5 帶的受力分析⑴單根 V 帶初拉力 F最小初拉力 為0min() （242）??()CavKPFqz????查表 83，得 ， ， ， ，??????s???1K??5z 最小初拉力為 ???() ()3FN?????⑵帶傳動作用在軸上的壓軸力 為P （243）0 ()PzF???? 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計由帶輪的基本尺寸，帶輪結(jié)構(gòu)采用孔板式。e垂直布置傳動時 ?壓軸力為 ?.23467()P?⑶鏈輪材料選用 45 鋼，采用張緊輪進(jìn)行張緊。3124562771=0LBm??? 31239。 =(N)1NVF?23467507.??又由 21PNVG? =23467+=(N)?NV⑷垂直方向的彎矩垂直方向的彎矩圖如圖 24：圖 24 垂直方向的彎矩圖最大彎矩值為 31239。⑴由前面主軸的設(shè)計知， =77(mm)，查手冊知，選鍵為 221463，L 1 取1d82(mm)，選緊定螺釘為 M5。m)1P1T⑵初步確定軸的最小直徑 mind （257）03inA?選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理；查教材表 153，取 A0=112 =???()m由于最小直徑在帶輪處，取 =42(mm)， 取 125(mm)3d3L選平鍵為 12890選 為 52(mm)，取 為 52(mm)2d2L⑶選 為 65(mm)，選深溝球軸承為 66013， 取 130(mm)1 1L⑷由電機(jī)輸出軸的尺寸，取 =42 (mm)， =105 (mm)，選擇平鍵為 128800d0L3 后箱體、排線架的設(shè)計 后箱體主軸的設(shè)計 后箱體主軸的結(jié)構(gòu)后箱體主軸上安裝有兩個單列圓錐滾子軸承、尾座微調(diào)軸，前端安裝有花盤。66 后箱體粗調(diào) 蝸桿蝸輪傳動通過粗調(diào)手柄轉(zhuǎn)動蝸桿，傳遞運動到蝸輪，由蝸輪運動帶動齒輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪齒條傳動帶動后箱體做水平運動，從而調(diào)節(jié)繞線機(jī)的跨距，將繞線模支撐起來。軸的結(jié)構(gòu)簡圖如下：圖 33 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)簡圖由以上結(jié)構(gòu)簡圖可知，蝸桿分度圓直徑 =40(mm)， (8+31)5=(mm)，所以 取 51(mm)；1d1L?1L齒根圓直徑為 =4= (mm)，取 =29 (mm)；??56d?查手冊取軸承為深溝球軸承 66005，所以 =25， =24；47d3由教材知，選 =50,。由于電機(jī)需要頻繁地正反轉(zhuǎn)，載荷比較平穩(wěn)，所以查手冊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號為 LT 4，J 型孔。dI4 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計 繞線機(jī)的電氣控制原理繞線機(jī)上主要由 PLC 控制各個電氣部件，包括有一個三相異步交流電動機(jī)、一個交流伺服電動機(jī)、兩個變頻器、兩個制動器。熔斷器主要由熔體和安裝熔體的絕緣管組成。在三相異步電動機(jī)電路中，一般在兩相主電路中串接熱元件。⑴PLC 的功能①邏輯控制PLC 具有邏輯運算功能，它有“與” 、 “或” 、 “非” 、 “異或”等基本邏輯指令，能夠描述繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)等各種類型的連接。②工作狀態(tài)選擇，如編程狀態(tài)、運行狀態(tài)等。根據(jù)繞組的工藝要求，主軸的轉(zhuǎn)速與伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速之間有一個相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。由于自己的知識以及能力有限，在設(shè)計過程中，還需要很多部分有不足的地方需要改進(jìn)，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的理論知識需要不斷地提高，在以后的學(xué)習(xí)工作生活中，會不斷地提高自己的理論聯(lián)系實際的能力。