非晶鐵芯裁剪機送料裝置的設計【畢業(yè)設計】

1、<p>　　本科畢業(yè)設計(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　非晶鐵芯裁剪機送料裝置的設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 機械設計制造及自動化 </p>

2、<p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　非晶合

3、金材料是2O世紀7O年代問世的一種新型合金材料，是一種各向同性的軟磁性材料，由于其單位鐵損低(僅為冷軋硅鋼片的70％～80％)，渦流損耗小，所以作為變壓器鐵芯具有極低的空載損耗。隨著節(jié)能降耗、落實科學發(fā)展觀的各項政策出臺，非晶合金變壓器作為一種性能優(yōu)異的節(jié)能產品而被業(yè)界看好。非晶鐵芯裁剪機是生產非晶合金變壓器鐵芯的專用生產設備，可以根據產品的工藝參數進行裁剪和堆疊。</p><p>　　本次畢業(yè)設計針對非晶鐵芯裁

4、剪機的送料裝置進行方案和結構設計，并對電動機、蝸輪蝸桿減速器及工作轉軸進行必要的設計計算和校核，采用三維軟件UG畫出送料裝置的三維模型并將其轉化為二維圖形，最后用AUTOCAD繪制出圖紙。</p><p>　　關鍵詞：非晶合金變壓器，非晶鐵芯裁剪機，送料裝置</p><p>　　The design of feed unit of amorphous iron core cutting m

5、achine</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Amorphous alloy material is a new alloy material from the seventies of last century and is an isotropic soft magnetic materials due to its un

6、it metal loss low (only 70% ~ 80% of cold rolled silicon-steel sheet), the small of eddy current consumption, and very low no-load loss as the transformer core. With these policies such as saving energy and reducing cons

7、umption, and the concept of scientific development being enacted, amorphous alloy transformer as an energy-saving products is prospective. </p><p>　　The graduation project aimed at designing the scheme and s

8、tructure of feed unit, calculating and checking the motor, worm reducer and work axis. In the gruduation project process, the author used UG to finish a three-dimensional model of feed unit and transformed the 3D drawin

9、gs into 2D drawings which can be applied in engineering.</p><p>　　Keywords: Amorphous alloy transformer, Amorphous iron core cutting machine, Feed unit</p><p><b>　　目錄</b></p>

10、<p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1非晶合金變壓器及裁剪機的背景1</p><p>　　1.2非晶合金變壓器及裁剪機發(fā)展現狀2</p><

11、p>　　1.2.1 非晶合金變壓器的發(fā)展現狀2</p><p>　　1.2.2 裁剪機介紹及其發(fā)展現狀3</p><p>　　1.3課題研究的主要內容4</p><p>　　2裁剪機送料裝置方案設計5</p><p>　　2.1裁剪機組成5</p><p>　　2.2裁剪機生產流程5</p>

12、;<p>　　2.3送料裝置方案設計6</p><p>　　2.3.1 送料裝置組成6</p><p>　　2.3.2 傳動機構方案設計7</p><p>　　2.3.3 卷放機夾緊機構設計7</p><p>　　2.3.4 導槽方案設計8</p><p>　　3裁剪機送料裝置結構設計9<

13、;/p><p>　　3.1 傳動機構的選擇9</p><p>　　3.2卷放機結構設計9</p><p>　　3.3 底座結構設計10</p><p>　　3.4 導槽結構設計11</p><p>　　4設計計算和校核13</p><p>　　4.1送料裝置動力系統(tǒng)計算和校核13<

14、/p><p>　　4.1.1電動機功率計算及選擇13</p><p>　　4.2 送料裝置傳動系統(tǒng)的計算與校核14</p><p>　　4.2.1 蝸輪齒面的疲勞強度計算15</p><p>　　4.2.2 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算16</p><p>　　4.2.3蝸桿的剛度校核17</p>&l

15、t;p>　　4.3送料裝置主軸的設計與校核18</p><p>　　4.3.1工作轉軸的設計與校核18</p><p><b>　　5結束語20</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><p&g

16、t;<b>　　附錄24</b></p><p>　　附錄圖1底座模型24</p><p>　　附錄圖2導槽模型24</p><p>　　附錄圖3卷放機模型25</p><p>　　附錄圖4送料裝置整體模型25</p><p>　　附錄圖5底座二維圖26</p><

17、p>　　附錄圖6導槽二維圖26</p><p>　　附錄圖7卷放機二維圖27</p><p>　　附錄圖8送料裝置整體二維圖27</p><p>　　附錄圖9支架6二維圖28</p><p>　　附錄圖10底板二維圖28</p><p>　　附錄圖11豎板二維圖29</p><p&

18、gt;　　附錄圖12橫板二維圖29</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1非晶合金變壓器及裁剪機的背景</p><p>　　我國經濟正從粗放型向集約型轉變，同時隨著國民經濟的快速發(fā)展，能源、資源型原材料消耗大，環(huán)境污染日益嚴重。為此，國家積極提倡采用非晶合金變壓器等節(jié)能型電力設備和無功補償等技術降低電網損耗，

19、以達到“十一五”規(guī)劃中提出的“單位國內生產總值能源消耗降低20％左右”目標[1] 。</p><p>　　非晶合金變壓器的鐵芯采用非晶合金材料制成，其特點：</p><p>　　(1)非晶合金變壓器空載損耗及電流比S9型變壓器降低75％，年損耗電量平均比S9型變壓器降低38.16％。其技術經濟指標先進，降低損耗效果顯著，且在配網中運行安全、穩(wěn)定、可靠。</p><p&g

20、t;　　(2)通過運行成本分析可以看出，非晶合金變壓器與配網中大量應用的S9型變壓器相比，年運行成本平均降低30.2％，是名副其實的節(jié)能產品。</p><p>　　(3)從投資回收期分析來看，非晶合金變壓器僅通過節(jié)約電費，就可以用5年的時間收回投資差值。之后，用戶可長期受惠[2-6]。</p><p>　　目前，電能的電壓等級從發(fā)電站到用戶至少經過5級變壓器，方可輸送到低壓用電設備。雖然變

21、壓器本身效率很高，但因其數量多，容量大，總損耗仍是很大的。據估計，我國變壓器總損耗占發(fā)電量的10％左右，如損耗降低1％，每年可節(jié)約上百億千瓦時電能，因此降低變壓器損耗是勢在必行的節(jié)能措施。降低變壓器損耗主要是控制鐵心損耗，即鐵損，它主要發(fā)生在變壓器鐵心內，因交變的磁力線通過鐵心產生磁滯及渦流而帶來的損耗。假設非晶變壓器的市場份額受政策推動逐年上升，在極限情況下，非晶合金變壓器完全替代目前的硅鋼配電變壓器，其年均節(jié)電量達到了18億kwh，

22、相當于目前國網與南網年均節(jié)電能力翻了一番，年均減少煤耗約76萬噸，年均減少二氧化碳排放量達到4萬噸，環(huán)保的績效將非常顯著，符合我國發(fā)展循環(huán)經濟的發(fā)展方向。以前非晶合金變壓器占配電市場的份額僅6％，在節(jié)能減排政策持續(xù)推進的背景下，非晶合金變壓器的市場份額在2010年達到12％，即市場容量將提高到每年近3O億元。比較發(fā)達國家，目前美國非晶合金變壓器占比最高，近30％，日本次之，約占20％，因此我國非晶合金變壓器市場仍有較大的增量空間，預計到

23、2O15年非晶合金變壓器的市場容量將</p><p>　　正由于這良好的發(fā)展勢頭帶動了一系列相關產業(yè)，其中專門用來裁剪非晶變壓器中合金鐵芯材料的非晶裁剪機也就在這時誕生了。非晶鐵芯裁剪機是生產非晶合金變壓器鐵芯的專用生產設備，可以根據產品的工藝參數進行裁剪、堆疊，是非晶合金變壓器鐵芯生產高效生產設備。</p><p>　　1.2非晶合金變壓器及裁剪機發(fā)展現狀</p><

24、p>　　1.2.1 非晶合金變壓器的發(fā)展現狀</p><p>　　隨著時間的推移，非晶合金變壓器市場推廣的一些有利因素已經凸顯，市場啟動跡象明顯，大家對于非晶合金變壓器的未來依然看好。</p><p>　?。?）與硅鋼鐵心變壓器的價格比不斷下降</p><p>　　近年來硅鋼片價格不斷攀升，而非晶合金帶材的價格相對穩(wěn)定(目前非晶合金價格為每公斤38元左右，硅鋼

25、片價格為48元左右)。非晶合金變壓器的材料成本與硅鋼鐵心變壓器比較，差價已經下降到1.3倍以內(在1.2倍左右)。根據原國家計委節(jié)能局在1983年頒布實施的《關于節(jié)約能源基本建設項目可行性研究的暫行規(guī)定》中指出:計算投資回收年限一般不應超過5年，最長不超過7年，作為權衡投資與節(jié)能效益的政策規(guī)定。經測算，硅鋼鐵芯變壓器與非晶合金變壓器的價格比接近1.3:1后，價差能夠在5年內收回，從第6年起，可享受非晶變壓器的超低損耗所帶來的收益。所以行

26、業(yè)內認為非晶合金變壓器與硅鋼鐵心變壓器的價格比達到1.3倍以內，將是非晶合金變壓器替代硅鋼鐵心變壓器的重要條件，現在這個條件已經具備。同時由于能源價格上漲的趨勢已不可遏制，使用節(jié)能產品收益也將隨之放大，這無疑會推動非晶合金變壓器不斷擴大市場份額。</p><p>　?。?）國內非晶合金變壓器的設計和生產工藝日趨完善，已通過了運行考驗</p><p>　　目前國內包括特變電工、上海置信等知名

27、廠家的非晶合金變壓器都已通過國家變壓器質量監(jiān)督檢驗中心的突發(fā)短路試驗，國內制造最大非晶合金干式變壓器的容量已到了2000kVA。制造容量的擴大，增大了非晶合金變壓器的適用范圍。從電力用戶運行反饋看，非晶合金變壓器的運行安全性比起硅鋼鐵芯變壓器并無明顯差異。其噪音問題，依據特變電工的制造經驗，如果在設計上磁密選取合適，工藝方法得當，非晶合金變壓器的噪音是可以穩(wěn)定控制的。</p><p>　?。?）各地政府和電力部門

28、對于非晶合金變壓器市場和產業(yè)的推動力度逐漸增強</p><p>　　據2006年6月13日《解放日報》登載文章，在江蘇省政府支持下，江蘇電力擬拿出20億元采購非晶合金變壓器，預計在江蘇省全面推廣后每年可節(jié)約3.5億度電。在2007年，江蘇地區(qū)非晶合金變壓器銷量比2006年增加了一倍，上海置信電器也與江蘇省電力公司簽訂了1.2萬臺非晶合金變壓器的合同。2008年天津市特變電工變壓器有限公司的“節(jié)能型干式非晶合金開發(fā)

29、及產業(yè)化基地建設”被列為天津市二十項重大產業(yè)化項目，并將給予政策支持，推動非晶合金變壓器產業(yè)發(fā)展。各地政府和電力部門對于非晶合金變壓器進入市場的推動增加了非晶合金變壓器市場銷售量，但更重要的在于其良好的示范作用。非晶合金變壓器現階段的市場主要在東部和沿海經濟發(fā)達地區(qū)，在廣大欠發(fā)達和中西部地區(qū)，用戶對于非晶合金變壓器的了解較少。非晶合金變壓器在經濟發(fā)達地區(qū)的大規(guī)模使用，可以使他們了解非晶合金變壓器的節(jié)能和運行性能，具有示范推廣作用。<

30、;/p><p>　　（4）原材料的壟斷格局被打破</p><p>　　2006年，鋼鐵研究總院控股的安泰科技股份有限公司(以下簡稱安泰科技)千噸級非晶帶材生產線成功噴出了220毫米寬帶材，標志著我國非晶合金帶材的壟斷格局被打破。估計安泰科技2008年非晶合金帶材的產量約為3000-4000噸。至2009年年底，非晶合金帶材的產能達到4萬噸。非晶合金帶材壟斷格局的打破對于我國非晶合金變壓器市場具

31、有非同尋常的意義。國內希望進入和已經進入非晶合金變壓器領域的企業(yè)，對于非晶合金變壓器領域的投資信心和銷售意愿會大大增強。</p><p>　　1.2.2 裁剪機介紹及其發(fā)展現狀</p><p>　　裁剪機是利用各種操作方法來對鍛件進行切割，主要對板材、棒料剪斷分離的加工設備。它基本上可分為七大類：（1）高速裁剪機：分散乳化的效果是物料到達剪切區(qū)域的速度和定轉子的綜合機械能所決定，使不相容或

32、不易容的液體,固體及粉狀添加劑等,在瞬間均勻精細分散乳化,因此在某種意義上講,可代替均質機和膠體磨；（2）液壓裁剪機：大屏幕液晶觸摸屏人機界面，操作人員可輕松完成切片數量、長度、沖孔數量、速度等參數修正、查看，一鍵式完成自動啟動、暫停、停止等操作功能；（3）鋼筋裁剪機：針對各種大、中、小鋼所設制的筋裁剪機；（4）自動裁剪機：人工輸入程序版設定好，機器自動剪切；（5）棒料裁剪機：棒料精密剪斷機主要用于軸承、汽拖、冶金等行業(yè)的棒料精密剪切；

33、（6）手動裁剪機：結構合理，式樣輕巧，可剪、截兩用等特點，便于攜帶。適用于建筑業(yè)、小五金、機修等行業(yè)；（7）金屬裁剪機：主要用于金屬回收加工廠，報廢汽車拆解場，冶煉鑄造行業(yè)，對各種形狀的型鋼及各種金屬結構件進行冷態(tài)剪斷，加工成合格爐料。</p><p>　　我國液壓裁剪機的研制應用起步于20世紀80年代中期，主要是作為廢舊金屬加工設備。原國家計委在發(fā)展中國鋼鐵工業(yè)中把廢鋼鐵回收加工列入節(jié)能項目, 宏觀政策上鼓勵發(fā)

34、展。當時由商業(yè)部和國家物資局從捷克、日本、美國、西德等國家引進了部分廢鋼裁剪機，首先武裝京、津、滬等大中城市，然后通過技術引進、技術合作, 逐步形成了我國廢金屬加工設備生產體系[11,12]。</p><p>　　近幾年的市場上，江蘇華宏科技股份有限公司依然是占據我國液壓裁剪機的龍頭地位，以其30%的份額雄踞榜首，而湖北力帝機械股份有限公司、常熟市鍛壓機床有限公司等一些企業(yè)也具有一定的市場份額，雖然與江蘇華宏科技

35、股份有限公司相比差距很大，但在國內市場上也頗有知名度。而其他一些數量上百家的小型企業(yè)雖然也具有一定的生產能力，但因其規(guī)模和其他原因限制了其發(fā)展速度，發(fā)展并不快，市場占有都相當的低。</p><p>　　我國裁剪機行業(yè)(研制設計、生產)的發(fā)展與國家的經濟發(fā)展速度，特別是與冶金工業(yè)的發(fā)展密切相關。我國“十一五”期間的GDP年均增長率約在7％～8％，2010年我國粗鋼產量將超過5.3億噸，國內鋼材需求總量將達到4.8億

36、噸以上，屆時年需廢鋼將達8000～9000萬噸[13]，這些現象都無不顯示著我國裁剪機所隱藏著的巨大發(fā)展?jié)摿Α?lt;/p><p>　　1.3課題研究的主要內容</p><p>　　本次畢業(yè)設計的主要內容：首先了解非晶鐵芯裁剪機的主要功能，掌握送料裝置的設計要點并提出送料裝置的總體設計方案，對送料裝置進行結構設計，對主要零部件進行必要參數計算和校核，并用繪圖軟件畫出機械裝配圖和主要零部件圖。&

37、lt;/p><p>　　2裁剪機送料裝置方案設計</p><p><b>　　2.1裁剪機組成</b></p><p>　　非晶鐵芯裁剪機一般由卷放機、導料槽、剪切段送料機構、堆棧承料機構、控制系統(tǒng)五大部分組成。卷放機用于裝載材卷與放料。導料槽用于材卷的整平和遠距離的定向輸送。剪切段送料裝置主要負責材卷的定長剪切和剪切后成品的位置擺放。承料機構起堆

38、棧定位作用，即設定所需位置與高度的承料平臺?？刂葡到y(tǒng)采用PLC控制，人機接口設定所有操作按鈕包含:手動、自動、設定、調整、參數監(jiān)視及顯示各種運作狀況畫面，以便監(jiān)控[14,15]。這五大部分實現了卷材從輸送、定量剪切到堆棧的全自動化加工。另外，為了安全起見在裁剪機的兩側設有紅外傳感器，當在生產過程中有人傾身進入設備的任何部分，傳感器就會將信號傳到控制部分，PLC開關斷開，設備停止工作，以防止人受到傷害。</p><p&

39、gt;　　圖2-1裁剪機總體結構示意圖</p><p>　　2.2裁剪機生產流程</p><p>　　先在控制系統(tǒng)中設定產品需要裁減的長度，啟動生產設備，然后對從導槽中送來的材料卷進行整平，由氣壓位移送料機構系統(tǒng)送出一段材料，再由夾爪夾住產品后抽移至設定長度，啟動油壓模具切刀切斷，再抽移至所設定堆棧位置擺放。切刀退回原處準備下一次材料的裁剪，如此循環(huán)，實現裁剪機根據產品的工藝參數進行裁剪和

40、堆疊。</p><p>　　圖2-2裁剪機生產流程圖</p><p>　　2.3送料裝置方案設計</p><p>　　2.3.1 送料裝置組成</p><p>　　本次課題針對裁剪機的送料裝置進行探究和設計，送料裝置從大體上可分成傳動機構、卷放機、底座和導槽四大部分。傳動機構帶動卷放機轉動，以實現按一定速度的放料功能，導槽主要用來實現材料的遠

41、距離定向輸送，底座起承載跟固定載荷作用。</p><p>　　2.3.2 傳動機構方案設計</p><p>　　傳動機構(如圖2-3所示)是使材料卷轉動放料的部分，電動機通過滾子聯軸器將轉速和轉矩傳遞給蝸輪蝸桿，蝸輪再通過滾子鏈傳動帶動工作轉軸轉動，繼而帶動材料卷轉動，從而實現放料功能。</p><p>　　圖2-3卷放機傳動機構簡圖</p><

42、p>　　2.3.3 卷放機夾緊機構設計</p><p>　　在這里還有一點需要注意的就是材料卷放在工作轉軸上必須夾緊，否則材料卷根本不會隨轉軸一起轉動，所以在卷放機中還應有夾緊機構。夾緊機構由圖2-3中的5液壓缸和6四連桿夾緊機構組成，液壓缸推桿前后來回運動，從而實現整個四連桿機構的伸張和收縮，需要注明的是液壓缸推桿和工作轉軸為同一根桿。 </p><p>　　圖2-4四連桿夾緊機

43、構</p><p>　　四連桿夾緊機構的動力源是靠液壓傳動來提供的，圖2-5所示為該系統(tǒng)的液壓基本回路圖。溢流閥是通過閥口的溢流，使被控系統(tǒng)或回路的壓力維持恒定，實現穩(wěn)壓、調壓或限壓作用。因為夾緊機構所需的動力源不是很高，故回路中選用適合在低壓下使用的直動型溢流閥。</p><p>　　圖2-5所示為使用液控單向閥的瑣緊回路。鎖緊回路的功用是使液壓缸能在任意位置上停留，且停留后不會因外力作

44、用而移動位置。當換向閥左位接入時，壓力油經左邊液控單向閥進入液壓缸左腔，同時通過控制口打開右邊液控單向閥，使液壓缸右腔的回油可經右邊液控單向閥及換向閥流回油箱，活塞向右運動。反之，活塞向左運動。到了需要停留的位置，只要使換向閥處于中位，因閥為Y型三位四通換向閥，所以兩個液控單向閥均關閉，使活塞雙向鎖緊?；芈分杏捎谝嚎貑蜗蜷y的密封性好，泄漏極少，鎖緊的精度主要取決于液壓缸的泄漏[16]。</p><p>　　圖2-

45、5液壓基本回路</p><p>　　2.3.4 導槽方案設計</p><p>　　電容式傳感器是將被測物理量轉化成電容量變化的一種結構型傳感器，本次畢業(yè)設計選擇因極距改變而引起電容量變化的變極距型電容式傳感器[17]。在每層導槽的三個不同位置安裝3個電容式傳感器，當槽里還有材料，此時傳感器跟材料就保持一定的距離，此時電容量不發(fā)生變化，也就沒有電信號反饋給控制系統(tǒng)，控制回路開關斷開，卷放機不

46、工作；當槽中材料不夠被拉起脫離槽的邊緣，傳感器跟材料的間距發(fā)生變化時，此時電容量發(fā)生了變化，電信號反饋給控制系統(tǒng)，直到三個傳感器都把信號傳給控制系統(tǒng)時，控制回路開關才接通，卷放機按一定的轉速放料10秒。</p><p>　　3裁剪機送料裝置結構設計</p><p>　　3.1 傳動機構的選擇</p><p>　　聯軸器的選擇：滾子聯軸器特點結構簡單，尺寸緊湊，質量小

47、，裝拆方便，維護容易、廉價并具有一定的補償性能和緩沖性能，但因鏈條的套筒與其相配件間存在間隙，不宜用于逆向傳動。同時由于受離心力影響也不宜用于高速傳動。介于本次設計為低速傳動，且一般只進行單向轉動，故這次設計選擇滾子聯軸器。</p><p>　　減速器的選擇：蝸桿傳動常用于兩軸交錯、傳動比較大、傳遞功率不太大或間歇工作的場合。其結構緊湊，故占用空間小。最重要的是它能將高轉速和小扭矩轉化為低轉速和大扭矩，蝸桿傳動的

48、這些特點都是本次設計所需要的。</p><p>　　機械傳動的選擇：鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低；中心距較大時其傳動結構簡單。鏈傳動的缺點主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易

49、磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中[18]?？紤]到卷放機只需單向轉動和傳動精度不是很高，故在本次設計中采用滾子鏈傳動。</p><p>　　3.2卷放機結構設計</p><p>　　卷放機結構設計：根據實際生產需要及計算結果，選取型號為Y802—4電動機，減速器選取蝸桿在蝸輪之下的圓弧齒蝸桿減速器，型號為WHX 125 20，即中

50、心距為125mm，傳動比為20。查表得電機和減速器的長寬高及已知的材料卷直徑，設計長寬高為11006002000箱體。在箱體后端放置長寬高為90040020的板材，其用六角螺栓固定在支柱上，它的作用是用來承載電機和減速器還有就是轉動螺栓來調節(jié)傳動鏈的張緊程度。卷放機上的兩個圓盤用來夾緊跟固定材料卷用的，整個箱體用45鋼制造。</p><p><b>　　圖3-1卷放機模型</b></p

51、><p>　　3.3 底座結構設計</p><p>　　底座結構設計：考慮到卷放機的長寬高及需要三臺卷放機同時放料，底座的長寬高設定為45001190140。相比于角鋼和槽鋼，工字鋼更適合于這種距離較長的環(huán)境，因此底座的兩端選用14號工字鋼，而在工字鋼的里面夾有長高厚為109812010的六塊板材用來支撐3臺卷放機。在這六塊板材的上下面覆蓋著兩塊長方形鋼板，用焊接將它們連接。</p>

52、;<p><b>　　圖3-2底座模型</b></p><p>　　3.4 導槽結構設計</p><p>　　導槽結構設計：由于不銹鋼不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕跟磨損，所以它能保持長久的完整性，在本次設計中導槽就采用不銹鋼制造。支架選用Q235材料，要注意的是最后一個將材料卷送到剪切部分的支架上設有滾筒，防止材料卷由于摩擦而受損。</p>&

53、lt;p><b>　　圖3-3導槽模型</b></p><p>　　圖3-4送料裝置整體模型</p><p>　　表3-1送料裝置參數表</p><p><b>　　4設計計算和校核</b></p><p>　　4.1送料裝置動力系統(tǒng)計算和校核</p><p>　　4.

54、1.1電動機功率計算及選擇</p><p>　　參數設定：材料卷重量m=1000kg 內徑Φ400mm 外徑Φ1000mm </p><p>　　使鋼卷轉動的牽引力F=300N 卷放速度n=30r/min</p><p>　　在時，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定大于28。對于動力傳動，一般不大于80，這是由于當渦輪直徑不變時，齒數越大，模

55、數就越小，將使輪齒的彎曲強度削弱。</p><p>　　選取普通圓柱蝸桿傳動，當蝸桿為主動時，傳動比取20</p><p>　　鏈傳動的平均傳動比為 （4-1）</p><p>　　式中-------鏈傳動平均傳動比；</p><p>　　--------主動鏈輪轉速（r/min）；

56、</p><p>　　--------從動鏈輪轉速（r/min）；</p><p>　　-------主動鏈輪齒數；</p><p>　　-------從動鏈輪齒數。</p><p>　　鏈傳動比過大，鏈條的小鏈輪上的包角就會過小，參與嚙合的齒數減少，每個輪齒承受的載荷增大，加速輪齒的磨損，且易出現跳齒和脫鏈現象。一般鏈傳動的傳動比，常取=2

57、~3.5之間,在這里選取=2.1。</p><p><b>　　卷放機所需功率</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中--------卷發(fā)機所需功率；</p><p>　　--------卷放機額定轉矩（）；</p><p>　　--

58、------卷放機轉速（r/min）；</p><p>　　-------使材料卷轉動的牽引力；</p><p>　　-------材料卷半徑。</p><p><b>　　電動機輸出功率</b></p><p>　　傳動效率 （4-3）</p&

59、gt;<p>　　式中-------總傳動效率；</p><p>　　--------滾子鏈傳動效率；</p><p>　　--------蝸輪蝸桿傳動效率；</p><p>　　-------滾子聯軸器傳動效率。</p><p>　　經查閱資料得滾子鏈傳動效率，蝸輪蝸桿傳動效率，滾子聯軸器傳動效率。</p>&l

60、t;p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機額定功率只需略大于即可, </p><p>　　故選電動機額定功率為0.75kw</p><p>　　所以輸入工作轉軸功率</p><p><b>　　工作轉軸輸出轉矩 </b></p><p>　　由卷放機卷放速度n=30r/min，蝸輪蝸桿傳動比=20，滾子鏈傳動比=2.1得<

61、;/p><p><b>　　電機轉速r/min</b></p><p>　　查[19]表8-184 Y系列封閉式三相異步電動機技術數據，選取型號為Y802-4電動機，其額定轉速為1390r/min，反推卷放機轉速r/min</p><p>　　4.2 送料裝置傳動系統(tǒng)的計算與校核</p><p>　　普通圓柱蝸輪蝸桿參數設定

62、：中心距a=125mm，模數m=5mm，分度圓直徑d1=50mm，蝸桿頭數z1=2，分度圓導程角γ=11.310，蝸輪齒數=41，變位系數x2=-0.500壓力角=200 假定壽命=12000h</p><p>　　根據GB/T 10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）,考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿用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45~55HRC。蝸

63、輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>　　4.2.1 蝸輪齒面的疲勞強度計算</p><p><b>　　蝸桿轉矩</b></p><p><b>　　蝸輪轉矩</b></p><p>　　蝸輪分度圓直

64、徑d2=mz2=541=205mm</p><p><b>　　蝸桿圓周力</b></p><p><b>　　蝸桿軸向力</b></p><p><b>　　蝸桿徑向力</b></p><p><b>　　嚙合齒上的法向載荷</b></p>

65、<p>　　按蝸輪接觸疲勞強度條件設計計算的公式為</p><p><b>　?。?-4） </b></p><p>　　式中：-------蝸桿傳動中心距（mm）；</p><p>　　K--------載荷系數；</p><p>　　-------蝸輪上的轉矩；</p><p>

66、　　------材料的彈性影響系數（）；</p><p>　　--------圓柱蝸桿傳動的接觸系數；</p><p>　　-------蝸輪齒面的許用接觸應力。</p><p>　　載荷系數=，查表得使用系數,齒向載荷分布系數,動載系數。</p><p>　　取材料的彈性影響系數，查表得圓柱蝸桿傳動的接觸系數</p><

67、p><b>　　應力循環(huán)次數 </b></p><p><b>　　接觸強度的壽命系數</b></p><p>　　蝸輪齒面的許用接觸應力</p><p>　　計算中心距=72.5mm</p><p>　　故選取的中心距a=125mm滿足要求。</p><p>　　4.

68、2.2 蝸輪齒根彎曲疲勞強度計算</p><p>　　查[18]得蝸輪輪齒按彎曲疲勞強度條件設計的公式為</p><p><b>　?。?-5） </b></p><p>　　式中：-------蝸輪蝸桿模數（mm）；</p><p>　　K--------載荷系數；</p><p>　　----

69、---蝸輪上的轉矩；</p><p>　　--------螺旋角影響系數；</p><p>　　-------蝸輪的許用彎曲應力；</p><p>　　----蝸輪齒形系數；</p><p>　　-----蝸輪齒數；</p><p>　　=蝸桿分度圓直徑（mm）。</p><p>　　蝸輪的許用

70、彎曲應力,查表得</p><p><b>　　壽命系數</b></p><p>　　查表得蝸輪齒形系數，螺旋角影響系數</p><p>　　，故設計的蝸輪符合要求。</p><p>　　4.2.3蝸桿的剛度校核</p><p>　　蝸桿最大撓度y（mm）可按下式作近似計算，并得其剛度條件為<

71、/p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中： y-------蝸桿彎曲最大撓度（mm）；</p><p>　　-------蝸桿所受的圓周力（N)；</p><p>　　-------蝸桿所受的徑向力（N)；</p><p>　　-------蝸桿材料的彈性模量；</

72、p><p>　　----蝸輪危險截面的慣性矩；</p><p>　　-----蝸桿兩端支承間的跨距（mm）；</p><p>　　----蝸桿彎曲許用最大撓度（mm）。</p><p>　　查資料得蝸桿材料即碳鋼的彈性模量</p><p>　　蝸桿危險截面的慣性矩，蝸桿兩端支撐間的跨距</p><p&g

73、t;<b>　　許用最大撓度</b></p><p>　　故設計的蝸桿剛度符合要求。</p><p>　　4.3送料裝置主軸的設計與校核</p><p>　　4.3.1工作轉軸的設計與校核</p><p><b>　　由靜平衡方程得</b></p><p><b>

74、　　，即</b></p><p>　　由該方程組解得 ， </p><p>　　由剪力圖和彎矩圖可知,在B點處的彎矩最大</p><p>　　工作轉軸在扭轉與彎曲組合變形下的強度條件為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中：------抗彎截面系數；

75、</p><p>　　------截面彎矩；</p><p>　　------截面扭矩；</p><p>　　-----材料許用應力。</p><p>　　查[20]得45鋼許用應力，抗彎截面系數</p><p>　　得，取d=100mm。</p><p>　　圖4-1工作轉軸剪力圖、彎矩圖、扭

76、矩圖</p><p><b>　　5結束語</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設計，本人對非晶合金變壓器有了一定的認識，也了解了非晶鐵芯裁剪機的主要功能，掌握了送料裝置的設計要點并提出送料裝置的總體設計方案，對其結構也進行了相關設計，并對主要零部件進行必要參數的設計、計算和校核。根據總體設計方案、零部件的參數設計內容，采用三維軟件UG畫出送料裝置的三維模型并將其

77、轉化為二維圖形，最后用AUTOCAD繪制出裁剪機的裝配圖和主要零部件圖。 本次設計的裁剪機送料裝置結構緊湊，層次分明；操作、維修、調整方便。還有就是采用PLC控制，運用電容式傳感器作為傳感與檢測裝置，用電能驅動電機，也有夾緊機構、鏈傳動及蝸輪減速器作為傳動機構，再加上卷放機作為機械本體，所以這套裝置是機電一體化產品。</p><p>　　在本次設計中也存在著一些不足，比如滾子鏈傳動成本高，易磨損，易伸長，

78、傳動平穩(wěn)性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。但考慮到卷放機只需單向轉動并且傳動精度不是很高，故在本次設計中采用滾子鏈傳動。蝸桿傳動效率也不是很高，一般在0.7~0.9之間，因此也存在著一定的功率損失。但因其傳動比較大且結構緊湊、占用空間小，又能將高轉速和小扭矩轉化為低轉速和較大扭矩等特點，故在本次設計中采用蝸桿減速器。</p><p><b>　　參考文獻</

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87、學出版社，2009,327-332.</p><p>　　[20]劉鴻文主編．材料力學[M]．第4版.高等教育出版社，2004，271-279.</p><p><b>　　圖紙目錄</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄圖1底座模型</b

88、></p><p><b>　　附錄圖2導槽模型</b></p><p><b>　　附錄圖3卷放機模型</b></p><p>　　附錄圖4送料裝置整體模型</p><p><b>　　附錄圖5底座二維圖</b></p><p><b>

89、;　　附錄圖6導槽二維圖</b></p><p>　　附錄圖7卷放機二維圖</p><p>　　附錄圖8送料裝置整體二維圖</p><p>　　附錄圖9支架6二維圖</p><p>　　附錄圖10底板二維圖</p><p>　　附錄圖11豎板二維圖</p><p>　　附錄圖12橫板