電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)的設(shè)計(jì)

沈銳博 王欽旭

摘要：在機(jī)械加工高度發(fā)達(dá)的當(dāng)代，絕大多數(shù)手工生產(chǎn)已被機(jī)械生產(chǎn)所代替，使得生產(chǎn)效率極大提高，不僅解放了生產(chǎn)力，同時也提高了時間利用利率。在這樣的背景下，基于機(jī)械原理背景知識，設(shè)計(jì)了一種自動絕緣紙嵌入機(jī)，代替了手工的重復(fù)勞動，運(yùn)用合理的機(jī)械方案配置，達(dá)到高效生產(chǎn)的要求。

關(guān)鍵詞：電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī);機(jī)構(gòu);方案;模型

1、電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)的功能及要求

電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)的工藝動作主要有：

（1）送紙。將一定寬度、卷成一卷的絕緣紙送一定量到位;

（2）切紙。按要求切下一段絕緣紙;

（3）插紙。將插刀對折切下的絕緣紙插入空槽內(nèi);

（4）推紙。將已有部分絕緣紙插入槽內(nèi)的絕緣紙推到要求的位置;

（5）間歇轉(zhuǎn)動電機(jī)轉(zhuǎn)子。間歇轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子使之進(jìn)入下一循環(huán)工作。

2、電子轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)的方案以及方案的確定

2.1送紙機(jī)構(gòu)的方案

該機(jī)構(gòu)所要完成的具體動作工藝為：將一卷的絕緣紙送出，同時有一定的間歇運(yùn)動。在送紙的過程中，盡可能的保證送出的紙的工整性，以防給后面的裁紙和插紙?jiān)斐刹槐匾穆闊?，降低工作效率和工作質(zhì)量。對于送紙機(jī)構(gòu)，送紙和間歇運(yùn)動不同方案評價：

1.傳送鏈：鏈傳動為嚙合傳動，不存在彈性滑動和打滑現(xiàn)象，且能夠較好平衡平均傳動比，但傳動平穩(wěn)性較差且無法保證傳遞紙的工整性。

2.滾輪：通過一對滾輪的配合，可以很好的壓住絕緣紙，別于后面機(jī)構(gòu)的裁紙動作。橡膠材質(zhì)外殼極好的保證了絕緣紙的工整性，但傳遞動力較小。

3.槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪機(jī)構(gòu)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為簡單，機(jī)械效率高，并且能夠較為平穩(wěn)和間歇傳動。但其在傳動是產(chǎn)生柔性沖擊，故常用于速度不太高的場合。

2.2切紙插紙和推紙機(jī)構(gòu)的方案

該機(jī)構(gòu)所要完成的具體動作工藝為：將送過來的絕緣紙按要求切下一定的長度，用插刀將對折切下的紙插入電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣槽內(nèi)。對于裁紙和插紙機(jī)構(gòu)的選型方案如下：

1.平面六桿機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)運(yùn)動形式多樣，可實(shí)現(xiàn)平面空間、轉(zhuǎn)動擺動等復(fù)雜運(yùn)動;制造簡單方便;單位面積受到的壓力較小，潤滑容易，磨損損耗校小。缺點(diǎn)是可能會發(fā)生自鎖現(xiàn)象，高速運(yùn)動時會引起較大的動載荷和振動失效，只能用于運(yùn)動速度較低的場合。

2.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)制備簡單，易實(shí)現(xiàn)運(yùn)動。缺點(diǎn)是占用空間大，存在死點(diǎn)，對于平面度和耐磨性要求高。

3.凸輪機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是通過對于凸輪輪廓尺寸的設(shè)計(jì)，即能實(shí)現(xiàn)期望動作，設(shè)計(jì)方便、結(jié)構(gòu)簡單，廣泛應(yīng)用于自動化企業(yè)和設(shè)備生產(chǎn)當(dāng)中。缺點(diǎn)是精度和粗糙度要求高，易磨損;固定不可變，適用于速度不高的場合。

2.3各機(jī)構(gòu)方案的方案以及方案確定

根據(jù)上述各機(jī)構(gòu)的選型，根據(jù)設(shè)計(jì)要求、各機(jī)構(gòu)的相容性以及機(jī)構(gòu)盡可能的簡單的原則，組成電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣紙插入機(jī)運(yùn)動方案如下：

1.送紙機(jī)構(gòu)：選擇了滾輪作為送紙機(jī)構(gòu)。盡管傳動力較小，但依然可以滿足絕緣紙的傳送。而且滾輪的使用壽命長，更換簡單，傳動部分選擇槽輪機(jī)構(gòu)，雖然有柔性沖擊，但是結(jié)構(gòu)較為簡單，而凸輪機(jī)構(gòu)制造較為困難。

2.切紙和插紙機(jī)構(gòu)：在裁紙和插紙工藝過程中，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動精度要求較低，且不需要很大的工作力。所以選擇了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為裁紙和插紙的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3.推紙機(jī)構(gòu)：相對于四桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)誤差相對較小，運(yùn)動也較為穩(wěn)定，但是凸輪機(jī)構(gòu)制造較為困難，本著節(jié)省成本的原則，選擇了誤差完全可以承受的四桿機(jī)構(gòu)。

4.分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)：在分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)上，盡管不完全齒輪機(jī)構(gòu)簡單制造方便，槽輪機(jī)構(gòu)存在柔性沖擊，但處于運(yùn)動的許可范圍之內(nèi)。比較而言不完全齒輪機(jī)構(gòu)不適合設(shè)計(jì)要求，所以選用槽輪機(jī)構(gòu)作為分度轉(zhuǎn)位的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3、電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動循環(huán)圖的確定

4、樣機(jī)模型建立

根據(jù)以上關(guān)于送紙、切紙和插紙、推紙分度轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的選型和尺寸設(shè)計(jì)，最終設(shè)計(jì)了電機(jī)轉(zhuǎn)子嵌絕緣紙機(jī)。下圖為示意圖：

其運(yùn)動的過程如下：

1、送紙：將一定寬度、卷成一卷的絕緣紙通過滾子送到平臺上，后靜止，等待切刀和插刀等下一步動作;

2、切紙：按需要切下一段絕緣紙，然后作急回運(yùn)動，等待下一次的運(yùn)動;

3、插紙：將插刀對折切下的絕緣紙，插入空槽內(nèi)，其運(yùn)動過程與切刀相同;

4、間歇轉(zhuǎn)動電機(jī)轉(zhuǎn)子：間歇轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子60度，等待使之進(jìn)入下一工作循環(huán)。

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