1、西工大机械原理课程设计说明书机械原理课程设计说明书设计题目：小电器引出线绑扎机设计专 业 机械设计制造及其自动化班 号 05021104设计者 指导老师时间目录1设计题目 22设计要求 23功能分析及功能分解 34 .初步方案的拟定 35 .方案的评价与优选 66.原动机的选择 67.功能结构细节 67.1送线机构功能 77.2 剪线机构功能 77.3 绕线机构功能 77.4 捆线机构功能 78 参数计算 99 运动时序及循环图 1210 心得体会 1311 参考文献. 141.设计题目小电器的引出电线是随其小电器一道出售的附件，为便于用户应用和包装，需将引出线绑扎成如图所示的小卷。为使引出线
2、在展开时不致打扭，引出线刚开始需作8字形缠绕，最后才在中间部分横着缠上几圈。引出线的长度范围一般在1.5-3 m之间，要求作8字形缠绕的圈数，最好能在相应的可绕圈数之间调整，横着缠绕的圈数为4 6圈即可，引出线的原材料为绕在线轴上的双胶软质细线。试设计该绑扎机的工作原理及工艺动作，绘出其整机的机械系统简图、工作循环图和个别部分的结构示意图，并编写提交相关设计说明技术报告。 2.设计要求小电器引出线绑扎机的设计技术要求表1所列： 表1 小电器引出线绑扎机的设计要求功能要求1）实现“8”字形结构； 2）对“8”字形结构进行缠绕。几何参数1）引出线的原材料为绕在线轴上的双胶软质细线； 2）所要缠绕的
3、引出线长约1.5-3m； 3）所需的缠绕圈数为4-6圈。运动参数和力要求1）自动引导与送线，实现其缠绕功能；2）送线和绕线采用两个电机，使传动系统得以简化；3）用两套电动机驱动分别独立驱动，电动机的转速约1500r/min生产率每班（8小时）生产率960件安全与人机工程1）绑扎机应尽可能简单，便于工作人员对机器进行必要的清理、维护；2）机器工作时对环境无害，即低噪声、低污染、低振动使用和维护1）调试与安装方便；2）尽可能减少人工操作3功能分析及功能分解1）送线由绕线轮和两个小导轮构成送线装置，将引出线送入绕线装置中。2）绕线有三种将引出线绕成“8”字形的方式：直接绕成“8”字；先绕成圈，再沿某
4、一条直径两端反向拧成“8”字形；先绕成圈，再沿某一条直径绑扎，形成类“8”字形。有多种将引出线绕成“8”字形的机构：比如四杆机构、五杆机构、齿轮连杆机构。3）绑扎在引出线已经绕好之后，需要进行绑扎，用绑扎线固定住绕好的引出线。4）剪切在绑扎完毕后，需要剪断线圈和原线之间的连接，以进入下一次绕线。4 初步方案的拟定 通过上述分析，我们组四人共提出以下备选方案：方案一：*设计原理 1.用铰链四杆机构实现8字形缠绕； 2.利用星轮机构的间歇实现中间部分的缠绕.*设计思路步骤1.首先让铰链四杆机构运动起来，实现8字形缠绕，此时由于星轮机构的存在，并不会横绕；2.当缠绕8字形达到标准时，铰链四杆将停止，
5、这时星轮机构开始进行有效的转动，从而实现横绕。（1）方案二*设计原理 1.利用四杆机构实现往复运动 2.利用凸轮实现推线运动 3.利用凸轮圆柱实现间歇性运动*功能实现：四杆机构带动线做直线往复运动，凸轮1,2分别间歇性推动水平放置的推杆将卡在凹槽里的线送到绕线柱的另一面。一次往复中，四杆机构倒动线到最右端时，凸轮2转动一圈把线送过绕线柱2，回到最左端后凸轮1转动一周把送到绕线柱的另一边完成一次8字形缠绕，如此往复就可以。方案三：1,四杆机构实现八字形绕线。2支柱整体旋转实现中间捆扎。3.凸轮推动剪线。1-立柱 2-平面四杆机构 3-直动推杆圆柱凸轮4-电动机 A-剪线 功能实现：四杆机构实现八
6、字形绕线。支柱整体旋转实现中间捆扎。凸轮推动剪线。橡胶轮挤压细线靠摩擦送线。直动圆柱凸轮推动主动轴分别于绕线，捆线，剪线的三个齿轮啮合。5方案的评价及选择方案一方案二方案三运动性能运动平稳可以间歇性运动将一种动作分成几步完成一个动力源实现三种运动，过度较平稳结构性能布局合理设计得当只能实现两种运动结构新颖，对精度要求高布局合理可以适应功能的要求工作性能可以实现绕线和捆线，但无法剪线且间歇时间短需要大的传动比无剪线和捆线功能以及送线功能基本可以实现题目所要求的算有功能经济性能因结构简单故制造费用不高因不是通用件，且结构复杂，制作成本较高对部件精度要求不高，且多为通用件，故成本低经过综合比较选择方
7、案三位最终方案6.原动机的选择选两个转速为1500r/min的电动机为原动机7功能结构细节7.1送线机构材质为橡胶，以加大摩擦系数，使线和轮子不打滑。轮子直径为60mm结构如图所示7.2剪线机构依靠椭圆形凸轮转动推动剪线滑块作往复运动实现剪线。建构如图：7.3绕线机构平面四杆机构近似8字形运动，圈数为6圈。7.4捆线机构绕线柱带动线圈作整周转动以达到在线圈中间缠绕几圈将线圈捆住的目的。如图所示：8.参数的计算设定线圈规格为100*40，绕6圈，中间横向绕6圈。生产率为6件/分钟，故每个线圈的长度大约为2506+20=1520mm 送线速度v=（1.526）/60=0.152m/s，去送线轮半径
8、为30mm。则送线轮转速电机转速为1500r/s即25r/s经过的齿轮系将转速降为0.8r/s.由生产率知每个线圈用时10S,现再设定绕线用时6s，捆线用时3s，剪线用时1s。则易知四杆机构曲柄转速为1r/s，绕线柱转速为2r/s，剪线机构的凸轮转速为1r/s。现将电机经5:1减速后传入主轴，转速为5r/s。电动机经的减速比后得到直动圆柱凸轮的转速为0.1r/s。主轴上齿轮5,6,7之间的距离均为100mm，由此得直动圆柱凸轮展开的结构如图：9时序控制图如图：10.心得体会经过近十周的时间，我们完成了机械原理课程设计作业，通过此次作业的完成，我们小组学习到了很多东西，也有很多感触。作为机械专业
9、的学生，我觉得这类作业对我们的能力锻炼有非常重要的意义。通过对这次的小电器引出线绑扎机的设计，有助于我们进一步掌握课本知识，并将课本知识应用到实践中去，此次课程设计就为我们提供了良好的实践机会。在课程过程中的参观教学中，我们更是受益匪浅，我们直接接触了各种传动机构的模型，对课本上学到的机构有了更深的了解，同时也激发了我们的设计灵感，给我们的设计提供了很大的帮助。同时课程过程中，每个组都展示了自己的设计思路和设计方案，给大家提供了一个很好的互相交流的平台。我觉得该课应提供更多的课时，以使每个人都有一个展示自我的机会。此外通过这次课程设计，我们获得了以下经验：1、要充分发挥团队精神，充分利用好每个
10、人的优势，要分工明确，这样就会事半功倍，也要注意足够适时的交流2、课程设计也是创新的过程，其中有许多不曾处理过的问题，我们应该善于学习，积极地解决问题。然而由于自身所学有限，此次设计也存在着不足，未能使原动件更加简化，只对各构件进行了尺寸计算，而没有进行动力参数设计等。11. 参考文献1、孙桓、陈作模、葛文杰.机械原理.7版.北京：高等教育出版社，2008。2、强建国等.机械原理创新设计.华中科技大学出版社， 2008。3、濮良贵、纪名刚 .机械设计.8版. 北京：高等教育出版社，2008。4、黄平、刘建素、陈扬枝、朱文坚 常用机械零件及机构图册.北京：化学工业出版社，1999。5、王三民 . 机械原理课程设计. 机械工业出版社， 2005
