卷料机项目说明书.doc

前言 进入21世纪以来， 随着科学技术、工业生产水平的不断发展和人们生活条件的不断改善市场愈加需要各种各样性能优良、质量可靠、价格低廉、效率高、能耗低的机械产品，而决定产品性能、质量、水平、市场竞争能力和经济效益的重要环节是产品创新设计。机械产品设计中，首要任务是进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机构的选用和创新设计。这要求设计者综合应用各类典型机构的结构组成、运动原理、工作特点、设计方法及其在系统中的作用等知识，根据使用要求和功能分析，选择合理的工艺动作过程，选用或创新机构型式并巧妙地组合成新的机械运动方案，从而设计出结构简单、制造方便、性能优良、工作可靠、实用性强的机械产品。 企业为了赢得市场，必须不断开发符合市场需求的产品。新产品的设计与制造，其中设计是产品开发的第一步，是决定产品的性能、质量、水平、市场竞争力和经济效益的最主要因素.机械原理课程设计结合一种简单机器进行机器功能分析、工艺动作过程确定、执行机构选择、机械运动方案评定、机构尺度综合、机构运动方案设计等，使学生进一步巩固、掌握并初步运用机械原理的知识和理论，对分析、运算、绘图、文字表达及技术资料查询等诸方面的独立工作能力进行初步的训练，培养理论与实际结合的能力，更为重要的是培养开发和创新能力。因此，机械项目设计在机械类专业学生的知识体系训练中，具有不可替代的重要作用。 本次我们设计的是卷料机，以小见大，设计并不是门简单的课程，它需要我们理性的思维和丰富的空间想象能力。我们可以通过对卷料机的设计进一步了解机械原理课程设计的流程，为我们今后的设计课程奠定了基础。一、 项目设计的进度安排1-2天方案的选取与对比3-4天方案对比5-8天确定方案与绘制草图9-11天绘制三维图12-13天三维运动仿真14天说明书的制作与整理1.2卷料机的功能与用途为了对产品的长度和宽度不同需求。进行对保鲜膜、缠绕膜、拉伸膜、镀铝膜，纸张，无纺布等等进行的二次复卷工作。取代以前的人工操作的工作。改善之前繁琐和沉重的工作程序及体力劳动以及用工匮乏的尴尬局面和减少不必要的开支，提高工作效率，从而达到企业降低生产成本的目的。1.3卷料机的特点。代替以前的手工复卷。有效的提高了工作效率，减少和节约了用工量和工人工资的问题，是有关企业直接降低生产成本不可缺少生产配套设备。持续性：可多工程连续转动高速性：（每分钟可达720次）泛用性：无论材料之宽度与厚度，只需调整卷料机去配撑料筒即可使用构造简单经济实用故障率低，保养容易送料精度：依回转数及送料长度而有所不同，一般其精度在0.03mm11国内外关于该论题的研究现状在我国和国外的生产和研究中，卷料方式有很多种，但是在这些产品中，存在着一些问题。如电动机的选择功率，转速的选择，现有的卷料机多采用齿轮传动，往复运动多造成齿轮的磨损，造成机械维修的增加，虽然以前的一整套机构比较简单，制造容易，不能调整卷料筒的大小、夹紧等一系列的细节加工，如卷料筒的往复旋转圆周运动不一致，主轴的左右摇摆造成产品的分布不均件，易产生叠料，定位不正，增加废品率，使用也不安全。 1 课程设计 卷料机1.1设计题目设计某生产线的一部分卷料机。如图1所示，加工过程要求产品在撑料瓦的旋转运动下做往复的圆周运动，达到设计要求的产品成型，考虑到使用的要求，以及耐用性、成本、维修方便等因素，不宜采用槽轮、凸轮等高副机构，而应设计带传动机构。具体设计要求为：1、电机驱动，即利用带传动原理。2、电机带动主轴转动，主轴在联轴器的作用下与丝杠相连。3、丝杠与撑料瓦相连，来完成产品成型过程，撑料瓦的设计可以调节，以达到调节撑料筒的大小。 1.2设计任务1.卷料机一般至少包括带传动和主轴转动二种常用机构。2. 设计传动系统并确定其传动比分配。3. 图纸上画出卷料机的机构运动方案简图。4. 对带传动机构进行尺度综合，并进行运动分析；验证输出构件的轨迹是否满足设计要求；机构中输出件的速度、加速度；运动线图。1.3设计提示1. 由于创新设计要求构件实现轨迹往复并且封闭的曲线，所以输出构件采用带传动中的V带传动比较合适。2. 由于对输出构件的运动时间有往复开启的要求，可以使用三相异步电动机，三相异步电动机结构简单、价格便宜、体积小、运行可靠、维护方便、坚固耐用；能保持恒速运行及经受较频繁的启动、反转及制动；3. 由于输出机构要长时间的运行，为提高整个机构的刚度和运动的平稳性，可以考虑采用双V带传动。2 设计思路2.1连杆机构的特点：1） 其运动副元素为面接触，压力较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证机构的可靠性有利。2） 在连杆机构中，在原动件的运动规律不变的条件下，可用改变各机构的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。3） 在连杆机构中，在连杆上各点的轨迹是各种不同的形状的曲线，其形状随着各构件的相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定的工作需要。利用连杆机构还可以很方便地改变运动的传递方向，扩大行程，实现增力和远距离传动等目的图2.1 连杆机构2.2齿轮机构的特点：齿轮机构是在各种机构中应用最为广泛的一种传动机构。它依靠轮齿齿廓直接接触来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有传递功率范围大，传动功率高，传动比准确，使用寿命长，工作可靠等优点。图2.2 齿轮机构2.3 带传动的特点 图2.3带传动机构考虑到主轴的往复运动，以及耐用性、成本、维修方便等因素，不宜采用槽轮、凸轮等高副机构，故采用V带传动机构。3 工作原理功能要求：加工过程要求产品在撑料筒的表面上做往复的旋转作用，以达到产品成型，便于运输，储藏，使用。功能原理：卷料机的工作原理如图4所示， 该系统由电动机驱动，主轴与丝杠用联轴器连接，再由丝杠带动撑料瓦转动，使做往复运动。原动机的选择：经过计算与讨论，最终我们选择转速为720r/min的电动机，因为经过比较在此转速下的电动机能够充分满足动力要求而且不会造成机器的浪费。 图3.1工作原理分解图3.1传动机构：齿轮传动：优点传动比准确，外廓尺寸小，功率高，寿命长，功率及速度范围广，适宜于短距离。 缺点制造精度要求高。主要用于传动。带传动：优点中心距变化范围广，可用于长距离传动，可吸振，能起到缓冲及过载保护。 缺点有打滑现象，轴上受力较大。 常用于传动链的高速端。连杆传动：优点适用于宽广的载荷范围，可实现不同的运动轨迹，可用于急回、增力，加大或缩晓行程。 缺点设计复杂，不宜高速度运动。 既可为传动机构又可做为执行机构。凸轮机构：优点能实现各种运动规律，机构紧凑。 缺点易磨损，主要用于运动的传递。 主要用于执行机构3.2传动机构的选择与比较：鉴于传动机构的特点，我们小组提出了四种方案：方案1：采用凸轮摇杆机构 图3.2 凸轮摇杆机构此机构虽然能够满足运动轨迹的要求，但由于该机构有凸轮机构，导致在机构的运动路线的计算时非常复杂，而且凸轮机构易磨损，机构的平衡性不好，导致在机构运动时，产生很大的噪声，而且构件会损坏的非常快，所以舍弃这个方案。方案2：采用从动件圆柱凸轮机构 图3.3从动圆柱凸轮机构该凸轮机构虽然能实现工件的移动，但不满足设计要求的输送爪的运动轨迹，所以该方案舍弃。方案3：采用齿轮与齿条的配合 图3.4 齿轮与齿条配合方案4：采用齿轮连杆机构方案5：带传动 经过激烈的讨论与研究，我们最终采用方案五。33执行机构的选择：方案1：带传动： 图 带传动图示方案2：丝杠与撑料瓦 经过慎重考虑，最终我们选择了以上的结合方案第三章 结构设计3.1皮带传动的设计3.1.1电动机的选择电动机机应用广泛，种类繁多、性能各异，分类方法也很多。（一）根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。 （二）电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。 同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 （三）电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容运转式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。 按用途分类。电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具用电动机、家电用电动机及其它通用小型机械设备用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。 （四）电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。 （五）电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。3.1.2 电动机技术发展现状电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。它是随着生产力的发展而发展的，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性好精确度快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械。在现代化工业生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各种各样的生产机械。拖动各种生产机械运转，可以采用气动，液压传动和电力拖动。由于电力拖动具有控制简单调节性能好耗损小经济，能实现远距离控制和自动控制等一系列优点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 按照电动机的种类不同，电力拖动系统分为直流电力拖动系统和交流电力拖动系统两大类。 纵观电力拖动的发展过程，交、直流两种拖动方式并存于各个生产领域。在交流电出现以前，直流电力拖动是唯一的一种电力拖动方式，19世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。 虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点，但是由于它具有电刷与换向器（又称整流子），使得他的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制（如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用），其电压等级，额定转速，单机容量的发展也受到了限制。所以，在20世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。诸如交流电动机的串级调速，各种类型的变频调速，无换向器电动机调速等，使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良，维修费用低等优点，将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。经历了100多年的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。 未来电动机将会沿着单位功率体积更小、机电能量转换效率更高、控制更灵活的方向继续发展。一批巨无霸 电机、一批光怪陆奇电机将同时展现在世人眼前。3.2 电动机的工作原理3.2.1三相异步电动机的结构及工作原理 电机的机组结构主要由磁路部分，电路部分以及机械三部组成，如图。磁路又是由定子铁心和转子铁心构成的。 定子铁心是由0.35mm0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈用的。转子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组。电路部分是由定子绕组和转子绕组构成的。定子绕组三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。机械部分主要是机座、端子、轴和轴承等组成。 图2-1异步电动机根据转子的绕组的结构不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。鼠笼式异步电动机的转子绕组本身自成闭合回路，整个转子形成一个坚实的整体，其结构简单牢固、运行可靠、价格便宜，应用最为广泛，小型异步电动机绝大部分属于这类。绕线式异步电动机的结构比鼠笼式复杂，但启动性能较好，需要时还可以调节电动机的转速。三相鼠笼式异步电动机的结构。3.2.2电动机工作原理目前较常用的主要是交流电动机，它可分为两种：1、三相异步电动机。2、单相交流电动机。第一种多用在工业上，而第二种多用在民用电器上。下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。下图2-1所示为一台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条，导条两端用短路环短接起来，形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形，也可以接成三角形。 图2-2三相笼型异步电动机的示意图由旋转磁场理论分析可知，如果定子对称三相绕组被施以对称的三相电压，就有对称的三相电流流过，并且会在电机的气隙中形成一个旋转的磁场，这个磁场的转速n1称为同步转速，它与电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为： n1=60 f1/p 转向与三相绕组的排列以及三相电流的相序有关，图中U、V、W相以顺时针方向排列，当定子绕组中通人U、V、W相序的三相电流时，定子旋转磁场为顺时针转向。由于转子是静止的，转子与旋转磁场之间有相对运动，转子导体因切割定子磁场而产生感应电动势，因转子绕组自身闭合，转子绕组内便有电流流通。转子有功电流与转子感应电动势同相位，其方向可由右手发电机定则确定。载有有功分量电流的转子绕组在定子旋转磁场作用下，将产生电磁力F，其方向由左手电动机定则确定。电磁力对转轴形成一个电磁转距，其作用方向与旋转磁场方向一致，拖着转子顺着旋转磁场的旋转方向旋转，将输入的电能变成旋转的机械能。如果电动机轴上带有机械负载，则机械负载随着电动机的旋转而旋转，电动机对机械负载做了功。 综上分析可知，三相异步电动机转动的基本工作原理是： （1） 三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。 （2） 转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流； （3） 转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。3.3电动机的运行维护3.3.1为了保证电动机正常安全地启动，一般启动前应作好下述准备：（1） 检查电源是否有电，电压是否正常，若电源电压过高或过低，都不宜启动。（2） 启动器是否正常，如零部件有无损坏，使用是否灵活，触头接触是否良好，接线是否正确、牢固等。（3） 熔丝规格大小是否合适，安装是否牢固，有无熔断或损伤。 （4） 电动机接线板上接头有无松动或氧化。 （5） 检查传动装置，如皮带轻紧是否合适，连接是否牢固，联轴器的螺丝、销子是否紧固等。 （6） 传动电动机转子和负载机械的转轴，看其转动是否灵活。 （7） 检查电动机及启动电器外壳是否接地，接地线有无断路，接地螺丝是否松动、脱落等。 （8） 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。 （9） 检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。 （10）对正常运行中的绕线式电动机，应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象；观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。3.3.2监视电动机的电流一般容量较大的电动机应装设电流表，随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表，但也经常用钳形表测量。 3.3.3监视电动机的电压 电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关，以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡，特别是三相电源缺相，都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车，待查明原因，排除故障后再使用。3.3.4注意电动机的振动、响声和气味 电动机正常运行时，应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动，噪音和焦臭气味，应停车进行检查修理。 3.3.5注意传动装置的检查 电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动，传动皮带是否有过紧、过松的现象等，如果有，应停车上紧或进行调整。 3.3.6注意轴承的工作情况 电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热，应检查润滑情况是否良好和有无磨损。 3.3.7注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花 电动机运行中，电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度，尤其是出现放电性的红色电弧火花时，将产生破坏作用，必须及时加以纠正。3.4 电动机的定期检查和保养为了保证电动机正常工作，除了按操作规程正确使用，运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。3.4.1主要检查和保养项目如下： （1） 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥，如使用环境灰尘较多，最好每天清扫一次。 （2） 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。 （3） 定期测量电动机的绝缘电阻，若使用环境比较潮湿更应经常测量。 （4） 定期用煤油清洗轴承并更换新油（一般半年更换一次），换油时不应上满，一般占油腔的1/21/3，否则，容易发热或甩出，油要从一面加人，可以把没有清洗干净的杂质，从另一面挤出来。 （5） 定期检查启动设备，看触头和接线有无烧伤，氧化，接触是否良好等。 （6） 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异，所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在，都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏，使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰，发生这种故障，不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中，应经常检查绝缘电阻，还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。 （7） 除了按上述几项内容对电动机定期维护外，运行一年后要大修一次。大修的目的在于，对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护，增补电动机缺少、磨损的元件，彻底清除电动机内外的灰尘、污物，检查绝缘情况，清洗轴承并检查其磨损情况。（8）轴电流的防范 针对轴电流形成的根本原因，正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜存，起到绝缘作用。对于较低轴电压，这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能，不会产生轴电流.加到一定数值时，尤其电动机启动时，轴承内润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜而放电，构成回路，轴电流将从轴承和转轴金属接触点，该金属接触点很小，这些点电流密度大，瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，被烧熔轴承合金碾压力作用下飞溅，轴承内表面上烧出小凹坑。一般转轴硬度及机械强度比轴承烧熔合金高，通常表现出来症状是轴承内表面被压出条状电弧伤痕。一般在现场采用如下防范措施:在轴端安装接地碳刷，以降低轴电位，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，以此消除轴电流。为防止磁不平衡等原因产生轴电流.往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，以切断轴电流的回路为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流，往往要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘，以消除不必要的轴电流隐患。一般通过以上处理，大多电动机的轴电流微乎其微，已对电动机构不成实质上危害。现场实践证明，经上述方式处理后实际使用寿命可由原几十个小时提高到上万小时，效果比较明显，尤其对高压电动机轴电流的防范效果好，对安全生产具有积极作用。3.5 对电动机轴电流的分析及防范在电动机运行过程中，如果在两轴承端或电机转轴与轴承间有轴电流的存在，那么对于电机轴承的使用寿命将会大大缩短。轻微的可运行上千小时，严重的甚至只能运行几小时，给现场安全生产带来极大的影响。同时由于轴承损坏及更换带来的直接和间接经济损失也不可小计。 3.5.1轴电压和轴电流的产生 轴电压是电动机两轴承端或电机转轴与轴承间所产生的电压，其产生原因一般有以下几种： (1)、磁不平衡产生轴电压 电动机由于扇形冲片、硅钢片等叠装因素，再加上铁芯槽、通风孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在转轴的周围有交变磁通切割转轴，在轴的两端感应出轴电压。 (2)、逆变供电产生轴电压 电动机采用逆变供电运行时，由于电源电压含有较高次的谐波分量，在电压脉冲分量的作用下，定子绕组线圈端部、接线部分、转轴之间产生电磁感应，使转轴的电位发生变化，从而产生轴电压。 (3)、静电感应产生轴电压 在电动机运行的现场周围有较多的高压设备，在强电场的作用下，在转轴的两端感应出轴电压。 外部电源的介入产生轴电压由于运行现场接线比较繁杂，尤其大电机保护、测量元件接线较多，哪一根带电线头搭接在转轴上，便会产生轴电压。 (4）、其他原因 如静电荷的积累、测温元件绝缘破损等因素都有可能导致轴电压的产生。 轴电压建立起来后，一旦在转轴及机座、壳体间形成通路，就产生轴电流。 3.5.2轴电流的防范 针对轴电流形成的根本原因，一般在现场采用如下防范措施： (1) 在轴端安装接地碳刷，以降低轴电位，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，以此消除轴电流。 (2) 为防止磁不平衡等原因产生轴电流，往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，以切断轴电流的回路。 (3) 为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流，往往要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘，以消除不必要的轴电流隐患。 一般通过以上处理，大多电动机的轴电流微乎其微，已对电动机构不成实质上危害。现场实践证明，经上述方式处理后实际使用寿命可由原几十个小时提高到上万小时，效果比较明显，尤其对高压电动机轴电流的防范效果好，对安全生产具有积极作用。3.2V带传动设计 机器工作平稳，单向回转，成批生产，原始数据如下：方案电动机工作功率P/KW电动机满载转速nm/(r/min)工作机的转速nw/(r/min)第一级传动比i1轴承座中心高H/mm最短工作年限工作环境1372036021008年室内、有尘一、确定设计功率 查参考文献得工作情况系数KA=1.1，则Pd=KAP=1.13kW=3.3kW。二、选择带的型号V带型号根据设计功率Pd 和小带轮转速n1确定，查参考文献可选取A型带。三、确定带轮的基准直径和查参考文献5.4 V带带轮最小基准直径，知A型带=50mm,选取小带轮基准直径：=50mm；因此，大带轮基准直径：=1.850mm=90mm。查参考文献5.4选取大带轮基准直径=90mm。其传动比误差为0故可用。四、验算带的速度由带的速度公式：m/s式中n1为电动机转速；dd1为小带轮基准直径。即v=3.391m/s =25m/s,符合要求。五、确定中心距a和V带基准长度Ld根据0.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2）初步确定中心距0.7（90+100）=133mm a02（90+100）=380mm要求工作平稳，选取中心距a0=288mm。初算带的基准长度Ld：式中Ld为带的标准基准长度； Ld为带的初算基准长度； a0为初选中心距。查教材普通带基准长度Ld及长度系数KL ，确定带的基准长度Ld=10000mm。计算实际中心距a，由mm。六、计算小轮包角小带轮包角：七、确定V带根数Z根据确定带的根数。式中 为包角修正系数，考虑包角对传动能力的影响，由参考文献查得； 为带长修正系数，考虑带长不为特定带长时对使用寿命的影响，由参考文献查得； 为V带基本额定功率。由教材表5.4查取单根V带所能传递的功率为=0.96kW；由式计算功率增量。其中Kb为弯曲影响系数，由参考文献查得Kb =；Ki为传动比系数，由参考文献查得Ki =1.1202；ni为小带轮转速，r/min。故得 所以 所以，选取V带根数z=2。八、确定初拉力单根普通V带初拉力计算公式：式中 Pd 为设计功率； 为V带速度； z为带的根数； 为包角修正系数； m为普通V带每米长度质量，由参考文献查得m=0.1kg/m。所以九、计算作用在轴上的压力FQ压力FQ 等于松边和紧边拉力的向量和，如果不考虑带两边的拉力差，可以近似为按带两边所受初拉力的合力来计算：式中， 为初拉力； z为带的根数；为小轮包角。所以十、带轮结构设计（1）由参考文献查得应选用型号为Y132S-6的电动机，由表15.2查得电动机的轴颈d=38mm，轴颈长80mm。（2）带轮材料选择本设计中转速要求不高，故材料选用铸铁，牌号为 HT150。（3）带轮结构形式本方案中带轮为中小尺寸（95mmdd1300mm），选用腹板式带轮，但经结构经验公式计算不能实现，故采用实心结构带轮4 联轴器的选用本次传动装置的设计中，采用了联轴器，这里对其做简单介绍：联轴器是机械传动中常用的部件。它用来把两轴联接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将联接拆开后，两轴才能分离。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。根据对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持联接的功能），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。4.1 刚性联轴器这类联轴器有套筒式、夹壳式和凸缘式等。凸缘联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器联成一体，以传递运动和转矩。凸缘联轴器的材料可用灰铸铁或碳钢，重载时或圆周速度大于30m/s时应用铸钢或碳钢。由于凸缘联轴器属于刚性联轴器，对所联两轴的相对位移缺乏补偿能力，故对两轴对中性的要求很高。当两轴有相对位移存在时，就会在机件内引起附加载荷，使工作情况恶化，这是它的主要缺点。但由于构造简单、成本低、可传递较大转矩，故当转速低、无冲击、轴的刚性大、对中性较好时亦常采用。4.2 挠性联轴器这类联轴器因具有挠性，故可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。常用的有以下几种： 4.2.1无弹性元件的挠性联轴器1）十字滑块联轴器十字滑块联轴器由两国在端面上开有凹槽的半联轴器和一个两面带有凸牙的中间盘所组成。因凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移。这种联轴器零件的材料可用45钢，工作表面须进行热处理，以提高其硬度；要求较低时也可用Q275钢，不进行热处理。为了减少摩擦及磨损，使用时应从中间盘的油孔中注油进行润滑。因为半联轴器与中间盘组成移动副，不能发生相对转动，故主动轴与从动轴的角速度应相等。但在两轴间有相对位移的情况下工作时，中间盘就会产生很大的离心力，从而增大动载荷及磨损。因此选用时应注意其工作转速不得大于规定值。这种联轴器一般用于转速,轴的刚度较大，且无剧烈冲击处。效率，这里为摩擦系数，一般取为0.120.25；为两轴间径向位移量，单位为；为轴径，单位为。2）滑块联轴器这种联轴器与十字滑块联轴器相似，只是两边半联轴器上的沟槽很宽，并把原来的中间盘改为两面不带凸牙的方形滑块，且通常用夹布胶木制成。由于中间滑块的质量减小，又具有较高的极限转速。中间滑块也可用尼龙6制成，并在配制时加入少量的石墨或二硫化钼，以便在使用时可以自行润滑。这种联轴器结构简单，尺寸紧凑，适用于小功率、高转速而无剧烈冲击处。3)十字轴式万向联轴器这种联轴器可以允许两轴间有较大的夹角（夹角最大可达），而且在机器运转时，夹角发生改变仍可正常传动；但当过大时，传动效率会显著降低。这种联轴器的缺点是：当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，因而在传动中将产生附加动载荷。为了改善这种情况，常将十字轴式万向联轴器成队使用。这种联轴器结构紧凑，维护方便，广泛应用于汽车、多头钻床等机器的传动系统中。小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用。4）齿式联轴器这种联轴器能传递很大的转矩，并允许有较大的偏移量，安装精度要求不高；但质量较大，成本较高，在重型机械中广泛使用。5）滚子链联轴器滚子链联轴器的特点是结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易、价廉并具有一定的补偿性能和缓冲性能，但因链条的套筒与其相配件间存在间隙，不宜用于逆向传动、起动频繁或立轴传动。同时由于受离心力影响也不宜用于高速传动。4.2.2有弹性元件的挠性联轴器这类联轴器因装有弹性元件，不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。弹性元件所能储存的能量愈多，则联轴器的缓冲能力愈强；弹性元件的弹性滞后性能与弹性变形时零件间的摩擦功愈大，则联轴器的减振能力愈好。1） 弹性套柱销联轴器这种联轴器的构造与凸缘联轴器相似，只是套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。这种联轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。他适用于联接载荷平稳、需正反转或起动频繁的传递中小转矩的轴。2）弹性柱销联轴器这种联轴器与弹性套柱销联轴器很相似，但传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，也有一定的缓冲和吸振能力，允许被联接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大、正反转变化较多和起动频繁的场合。3）梅花形弹性联轴器这种联轴器的半联轴器与轴的配合孔可作成圆柱形或圆锥形。装配联轴器时将梅花形弹性件的花瓣部分夹紧在两半联轴器端面凸齿交错插进所形成的齿侧空间，以便在联轴器工作时起到缓冲减振的作用。我们经过对比，选用十字轴式万向联轴器 市场前景分析我国工业现在化的发展顺应时代的发展，而由于我国机械化程度不高，机械老化严重，更新换代缓慢；工业机械配套机具少，配套比率低；低档次机具多，适应工业结构调整的新型机具少，高性能机具少，而又由于我国的小作坊的大量生产，势必造成工业机械化的发展，使用新的机械化可以使机械工业步伐加快，产业化发展减少劳动力的使用，增加产业效率，所以卷料机的创新大大加速工业产业化的发展，前景广阔。5、风扇主要零件的cad图的步骤1.1 零件一：联轴器1.2 步骤1、 新建零件文档2、 打开cad软件创建草图3、 点击修剪命令对草图进行修剪如下所示。左视图和俯视图步骤同上，检查无误后改名存盘零件二：连接板步骤1、 点击画圆命令画出半径为6mm的圆2、 点击直线命令画出长度为116.5mm与圆相切的直线再进行闭合3、 以小圆圆心画半径为14mm的大圆4、 对草图进行修剪如下所示 俯视图与左视图步骤同上。5、 检查无误后进行存盘。一、 卷料机主要零件实体建模1.3 零件一：柱体1、 新建零件文档；1) 打开solid edge软件，单击选取“实心零件”选项，调出绘图界面。2) 单击“草图”按钮，选择xoy平面，开始绘制草图。3) 绘制如图所示草图：4) 然后双向拉伸除料180mm。5) 绘制如下图所示草图进入除料命令。除料选择除透。6) 在实体上选择空命令。填写相关数据如下：7) 然后进入草图视图，绘制草图：8) 在此处倒圆角：9) 检查无误后赋名存盘。二、 卷料机的运动仿真运动仿真的步骤可以分为下面几步。Solid edge ST4提供了电动机和电动机模拟运动，为运动分析提供了可能，在装配工具栏上提供了两个图标，一个是电动机的定义，用来主动件，运动方向，运动速度。一个是电动机的模拟，用来模拟通过主动件带动其他部件的运动情况。1.4 电动机的定义在一个装配体中，可以定义若干个驱动的电机，驱动电机分为移动电机和旋转电机。步骤如下：1）、点击电动机定义图标，如图1-1所示；2）、选择主动机部件，该部件是没有完全约束的零件，作为旋转的电机，其安装的轴部件是一个独立的零件，不能将电机与轴做成一体，这样就不能转动。所有选取零件的上部添加电动机。3）、选择运动类型运动类型为旋转。4）、选择运动方向旋转运动：直接使用鼠标选择即可。5）、输入运动的速度，运动的限制根据选择的运动类型，输入运动速度及限制度。卷料机的电动机数量如图所示。1.5 定义动画中电动机的数量和属性点击的电动机模拟图标，将会弹出电动机属性对话框，如图所示。在对话框的左上角有三个选项，“不分析”选择允许移动受约束的零件并观察结果，“检测碰撞”选项允许您在电动机动画期间检测冲突，“物理运动”用于模拟零件间的物理移动。该选项检测未约束表面之间的接触情况，并在接触表面之间应用临时约束。这使分析包含齿轮和其它形式的滑动或断续接触的机构中的移动情况成为可能。在上图的对话框中的右上角为电动机的使用期限，如果在定义电动机时定义了电动机运动限制，则可以选择“如果一定义则使用电动机限制作为使用期限”。如果没有定义则可以指定默认的电动机使用期限，单位为秒。在对话框的左下角为已经定义的电动机名称，如图对话框已经定义了4个电动机。动画中可以使用已经定义的若干个电动机。默认动画中的电动机为全部定义的电动机，可以选择右侧的电动机使用“移除”去除。当然选择左侧的电动机使用“添加”也可以添加到将来的动画中。选择“确定”进入下一步。1.6 动画设计与编辑动画编辑器选择图上的“确定”后，在屏幕底部将出现动画编辑器，默认为缩小状态。如图所示。其中播放工具，速度、缩小、放大等选择，与一般的音乐、电影的播放器相同。此时所有已经选定的电机，均按照前面的定义有效。左上角的下拉式列表框为已经定义的动画，通过选择可以立即播放过去已经定义好的动画。存盘符号为存储目前编辑的动画。叉符号为删除目前选择的动画。如果需要改变每一个电机的开始与结束时间，需要将动画编辑器改为标准的方式。点击图中的图标即可切换到标准的动画变化编辑器。如图所示。动画编辑窗口在图中标准动画编辑器的右下部为编辑窗口。编辑窗口的上面为一个滑块标尺，使用鼠标可以移动标尺上的滑块，相应的各电机以及对于的运动部件会根据定义的运动和装配关系进行运动。标尺上的刻度为时间或画面的帧数（可以通过切换比例图标进行切换）。在图中与左侧点击名称对应的行上为该电机的开始与结束条。在对应的工具条上单击右键，弹出图所示的对话框，选择“剪切”或“删除持续的时间”可以从动画中删除该电机。选择“属性”可以弹出图所示的对话框。在该对话框中，可以输入该电机开始和结束的时间。定义电影的格式、帧数、已经电影生成的环境。如下图所示：然后，生成avi格式的运动仿真电影。