【正文】 L?濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 ，取 ，查手冊(cè)選鍵為 221463()m37L?()mⅢⅣ之間的軸肩起定位作用，取軸肩高度 h 為 =77=()m ，取??()490d?()m由 ，取1..???12LⅣⅤ之間為非定位軸肩，查手冊(cè)表 56，取圓螺母為 M952，取 ，59d?()m53()m⑸初選滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，所以選用單列圓錐滾子軸承，使用反裝方式。2h取?60gd???m⑹輪轂厚度 （255）??????式中， ——輪轂直徑。 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)鏈輪的總體結(jié)構(gòu)選用雙排鏈輪，由于鏈輪的尺寸較小，采用整體式。⑵鏈輪對(duì)軸的壓軸力 PF （249）PFeK??式中， ——壓軸力系數(shù)，對(duì)水平傳動(dòng) =；對(duì)垂直傳動(dòng) =；FP FPFP ——有效圓周力，單位為 N。1n ?()606znpvms??? 39。1057C?????m取 196D???????? 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 鏈的尺寸設(shè)計(jì)⑴采用滾子鏈傳動(dòng)，雙排鏈 ，i=1125z?⑵單排鏈的計(jì)算功率 （244）2AzCaPK?濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 式中，K A——工況系數(shù)，見教材表 96； KZ——主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見圖 913； KP——多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí) KP=，三排鏈時(shí) KP=查表 96，得 ?查圖 912，得 z雙排鏈時(shí)， ,.75PK24.??kW ????⑶查圖 911，選用型號(hào)為 24A 的鏈條查表 91，得節(jié)距為 8.()pm分度圓直徑為 （()10sinsi25dmz??????????????45）⑷初選中心距 0(35)(143905)(apm?::選?12m鏈節(jié)數(shù) 為,0PL （246）??0 21120PzapLpa??????012508()????取 0()m最大中心距為濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 （247）??max112pfLz???????式中， ——中心距計(jì)算系數(shù)，查教材表 97。由手冊(cè)查電機(jī)主軸尺寸為 42d?????查表 810，得 ,取 ，取 ， ，1db??1ah??12fh???m34???19e， 。查教材表 87，工作情況系數(shù) ?又由已經(jīng)條件得 ，??kW0492n??rpm?????k⑵帶型的選擇及轉(zhuǎn)速濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 查圖 811，普通 V 型帶選型圖，應(yīng)該選 B 型帶，取 ，取12540d????m132d???m （232）???1 ??????由傳動(dòng)比 i=1，則 2d??⑶初定中心距 0a由 得， （2???????33） ?????取?03a???⑷計(jì)算帶長(zhǎng) 0dL （236）??01223051382dda??????????m查表 82，取 4dLm⑸實(shí)際中心距 （237）?????????m最小中心距為， （238）???????最大中心距為， （239）???????m濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 帶的選擇⑴小帶輪包角為 （240）????????⑵帶的根數(shù)為 （241）??0caAr LPKz???:式中， ——包角修正系數(shù)；K? ——帶長(zhǎng)修正系數(shù)。 ??????Pa ??()8 FM??? 應(yīng)力滿足條件 從 GB/T100891988 圓柱蝸桿蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減速器精度選 8 級(jí)。FFNK???29）濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 （230????????????m）從教材表 118 查得鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1 蝸輪的許用彎曲應(yīng)力為， ??39。39。[]F? ——彎曲疲勞強(qiáng)度的重合度系數(shù)，取 =。836???????m⑵蝸輪結(jié)構(gòu)尺寸=41， =??m濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 驗(yàn)算傳動(dòng)比 =41，傳動(dòng)比誤差為 ，在誤差允許范圍。[][]???????MPa⑸計(jì)算中心距 （225）??2 2332 ??????????????????? ??m取 a=200(mm)，因 ，取 ，q=10，4i()m?1d則 ，查教材圖 1118，???以上滿足條件? 蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)尺寸⑴蝸桿結(jié)構(gòu)尺寸查表得 ， ，180d?m241z?蝸桿軸向齒距 ????m直徑系數(shù) q=10，齒頂圓 ， 102896ad?????齒根圓直徑 ..f??分度圓導(dǎo)程角 ，蝸桿軸向齒厚39。Z?濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿螺旋齒面硬度為45HRC，從表 117 查得蝸輪的許用應(yīng)力 =268 ， =12022(h)39。E濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 ⑴計(jì)算蝸桿功率 1P確定齒輪齒數(shù) =1， =40， =?由 = ，鏈傳動(dòng) =，則蝸輪軸功率為t??kW （220）????kW （??Nm?21）式中， ——主軸負(fù)載功率；tP ——蝸桿軸力矩。僅齒圈用青銅制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。?90??考慮到傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，蝸桿用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 。線圈滿圈時(shí)，質(zhì)量 m=10(噸) ，電機(jī)轉(zhuǎn)速為 480(rpm)，線圈為 12(rpm)。zmM ——蝸桿軸和主軸之間的總傳動(dòng)比。39。1794601zaF?????Nm?濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 式中， ——制動(dòng)過程中，減速度產(chǎn)生的力矩39。39。a39。由帶傳動(dòng) =1，鏈傳動(dòng) =1，取蝸桿蝸輪傳動(dòng) =41?1i3i 2i則主軸 及蝸輪軸 的轉(zhuǎn)速， tn221()tnrpm?蝸桿軸轉(zhuǎn)速為 1480?()rpm 制動(dòng)器的選擇在制動(dòng)的過程中，存在張力力矩 、減速力矩 、制動(dòng)力矩39。查手冊(cè)選用 電機(jī)，額定功率 11(kW)，轉(zhuǎn)速 1460(rpm)。39。n考慮到由電機(jī)到主軸之間蝸輪蝸桿減速器（非自鎖） ，則 =；鏈傳動(dòng)1?=；帶傳動(dòng)及其他機(jī)構(gòu) =。LM ——滿圈時(shí)，繞線模的轉(zhuǎn)速。39。tP （215）39。39。D主軸負(fù)載力矩為? 39。FM濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 ——滿載時(shí)，線圈的直徑，為 1200mm。 312060FLD????:??Nm:式中， ——滿載時(shí)，線圈對(duì)主軸的力矩，單位 N .917aMJ?N?線圈對(duì)繞線模的張緊力矩為， （214）39。????????2kgm:） （213）39。????????????????:(/)rads線圈及繞線模轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為， （212????39。39。F由于繞線過程中，隨著繞線模的線圈的繞制，轉(zhuǎn)速需要隨之降低，此時(shí) n 取11rpm，啟動(dòng)時(shí)間按照三分之一圈計(jì)算，角加速度為， （211）39。aM——張緊力產(chǎn)生的力矩。39。LaFM??） （21039。39。2?3?電動(dòng)機(jī)軸負(fù)載功率為,? （????:??kW?18）濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 線圈在滿圈狀態(tài)下在繞線模滿圈時(shí)，若由于某種原因，繞線機(jī)停機(jī)，現(xiàn)在需要重新啟動(dòng)，在此過程中重新啟動(dòng)繞線。主軸負(fù)載力矩 為，?LM 480aF?????Nm?負(fù)載功率為， （??:??kW）式中， ——負(fù)載功率，單位為 Kw；tP n——繞線模轉(zhuǎn)速，單位為 r/min。2 前箱體設(shè)計(jì)計(jì)算 確定主電機(jī)功率 空線圈啟動(dòng)狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過程中，主軸所受的力矩 為，LM （2LaFM??1） （22adwJt）式中， ——加速度產(chǎn)生的力矩；aM——張緊力產(chǎn)生的力矩；F ——繞線模轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。具體的 PLC 設(shè)計(jì)過程：①確定 PLC 所需 I/O 點(diǎn)個(gè)數(shù)； ②用互程序存儲(chǔ)器容量的選擇；③PLC 型號(hào)的選擇；④PLC 的程序設(shè)計(jì)。交流電機(jī)由磁粉制動(dòng)器制動(dòng)，也由 PLC 在繞線完成后控制運(yùn)行來制動(dòng)電動(dòng)機(jī)。主軸的轉(zhuǎn)速由其末端的光電編碼器檢測(cè)，信號(hào)傳給 PLC，由 PLC 控制變頻器的電流大小，根據(jù)實(shí)際的繞線速度以及線圈的直徑來調(diào)節(jié)主軸的轉(zhuǎn)速，使他們的速度相匹配。（4）控制系統(tǒng)由 PLC 實(shí)現(xiàn)。后軸的軸向進(jìn)給也是通過手動(dòng)控制，通過螺紋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)軸套的伸縮，對(duì)繞線架的距離進(jìn)行微調(diào)，最大的微調(diào)距離可達(dá) 150 mm。用磁粉制動(dòng)器可對(duì)電機(jī)進(jìn)行有效的制動(dòng)。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(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無級(jí)變速。設(shè)計(jì)過程中主要參數(shù)的確定包括主電機(jī)功率、制動(dòng)器的選擇、帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、主電動(dòng)機(jī)上蝸桿蝸輪減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、尾座用的蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)、主軸的結(jié)構(gòu)參數(shù)、排線用的交流伺服電動(dòng)機(jī)、尾座套筒的移動(dòng)副、變頻器、鏈條的設(shè)計(jì)、齒輪齒條的選擇、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌、滾珠絲桿的設(shè)計(jì)、主軸上的軸承、主軸上的光電編碼器、PLC 編程等。臥式繞線機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)該能滿足的功能及要求為：①平穩(wěn)啟動(dòng)和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；②在不同的轉(zhuǎn)速下（必要的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)）能夠提供足夠的轉(zhuǎn)矩；③準(zhǔn)確地計(jì)數(shù)；④可適應(yīng)不同線槽的夾具安裝；⑤有效即使制動(dòng)；⑥能夠排線、張緊；⑦裝卸方便，便于操作。尾座由頂尖、頂尖調(diào)整裝置等。主機(jī)包括床頭箱、尾座和底座三部分組成。設(shè)計(jì)初步采用三相交流電機(jī)帶動(dòng)鏈輪傳動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)繞線功能；由交流伺服電機(jī)、滾珠絲杠帶動(dòng)繞線機(jī)構(gòu)，對(duì)繞線過程實(shí)現(xiàn)控制。臥式繞線機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 11：圖 11 臥式繞線機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1轉(zhuǎn)速表 2花盤 3托輪 4頂尖 5鎖桿 6頂尖調(diào)節(jié)手柄7尾座 8底座 9腳開關(guān) 10開關(guān) 11床頭箱 12變速手柄 臥式繞線機(jī)的設(shè)計(jì)方案在做設(shè)計(jì)準(zhǔn)備的過程中，查閱了相關(guān)書籍、期刊、中外文獻(xiàn)等材料，主要通過在圖書館查閱相關(guān)書籍、期刊、中外文獻(xiàn)等，結(jié)合已有的關(guān)于繞線機(jī)的材料，對(duì)繞線機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。尾座有花盤、頂尖、頂尖調(diào)整裝置、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 交流伺服電動(dòng)機(jī)、尾座調(diào)節(jié)手柄、蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、箱體等。主機(jī)包括床頭箱、排線架、放線架、尾座和底座等四部分組成。在從動(dòng)帶輪軸之后安裝有磁粉制動(dòng)器，其原理是采用導(dǎo)磁的磁粉為媒介，制動(dòng)部件與運(yùn)動(dòng)部件間隙中充填磁粉，借助于磁粉間的電磁吸引力形成的磁粉鏈同工作面間的摩擦力產(chǎn)生制動(dòng)的功能。繞線機(jī)采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)帶傳動(dòng)傳遞動(dòng)力、無自鎖的蝸輪蝸桿減速器減速（因電機(jī)需要正反轉(zhuǎn)）后，采用鏈傳動(dòng)的方式將動(dòng)力傳遞給主軸，由主軸帶動(dòng)繞線機(jī)構(gòu)繞制線圈。它具有效率高、繞制線圈的質(zhì)量好，特別是它具有降低整臺(tái)變壓器的線圈消耗，提高線圈承受短路的應(yīng)力特點(diǎn)。近年來，國(guó)外開發(fā)研制了全自動(dòng)繞線機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排線、自動(dòng)張緊，提高了繞線線圈的質(zhì)量。只能應(yīng)用于繞線要求相對(duì)不太高的場(chǎng)合，繞線機(jī)的高端設(shè)備都有日本、瑞士、德國(guó)等進(jìn)口設(shè)備占領(lǐng)市場(chǎng)，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備只能在很小的市場(chǎng)份額里以低價(jià)來爭(zhēng)得客戶，我國(guó)繞線機(jī)市場(chǎng)目前處于高速發(fā)展的時(shí)期。 國(guó)內(nèi)繞線機(jī)的現(xiàn)狀國(guó)產(chǎn)的繞線機(jī)總體來說較國(guó)際技術(shù)來講，無論是技術(shù)還是質(zhì)量或是性能上還與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定的差距的。為了控制繞制線圈尺寸公差，繞線機(jī)增加了光柵尺，實(shí)時(shí)地檢測(cè)線圈尺寸。隨著變壓器性能要求越來越高，一般中小型變壓器的生產(chǎn)，也逐漸開始使用壓緊式臥式繞線機(jī)。線圈經(jīng)壓緊后直徑變大，線圈和紙筒間將會(huì)產(chǎn)生間隙，會(huì)造成線圈軸向失穩(wěn)，遇有軸向電動(dòng)力，線圈可能造成損壞。如層式結(jié)構(gòu)、多螺旋結(jié)構(gòu)式線圈。因此，使變壓器進(jìn)一步降低損耗、減輕重量、降低成本有了可能。使用了氣囊板式張緊裝置，而且可以數(shù)字顯示張力大小，張力控制更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定可靠?，F(xiàn)在的立式繞線機(jī)也開始進(jìn)一步向大型化發(fā)展。 立式繞線機(jī)變壓器的線圈要求在線圈繞制過程中軸向要