II某線圈平繞機的張緊機構設計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30322某線圈平繞機的張緊機構設計計算案例 182771.1張緊機構簡述 165321.2方案確定 165631.3張緊機構結構設計 21.1張緊機構簡述伺服式張緊機構張力的控制是非常的平穩(wěn)而且持久，主要用于金屬材料到纖維材料的繞線。其工作原理是伺服電機受到張力臂角度的控制，角度變化會直接影響到伺服電機的運動，因為使用了伺服電機，所以響應速度就比較快，由張力臂和伺服機構組成的柔性系統(tǒng)跟蹤卷繞速度和高度，使成品線姿態(tài)更加穩(wěn)定。電子式張緊機構包括多種類型，包括RM、ET、ETD。RM電子張力器通過調節(jié)電流改變張力，可切換兩種不同的張力，液晶顯示電流值；ET電子張力器利用電子磁滯器控制原理產生阻尼,不存在任何機械摩擦，從而使整套裝置的穩(wěn)定性、耐久性、調整運轉時的迎合性都得到了很大提高；ETD電子張力器通過調節(jié)電流改變張力，滑塊調整改變張力，LED顯示。磁力式張緊機構相對于機械摩擦張緊機構，其使用壽命和持續(xù)產生張力等特點。磁力式是通過磁轉矩產生阻力，且是無接觸無摩擦。其在實用性，耐用性和經濟性方面都是有著不錯的表現，而且精度控制的比較好。1.2方案確定張緊機構設計簡圖如圖1.1所示。圖1.1張緊機構設計簡圖繞線機在繞線開始前，需要對卷繞導線進行提前預緊，使其初始就有一個張緊力，在繞線過程中能夠做到所繞的線緊實不松散，提升產品質量。張緊力的大小不宜過大，因為每一種繞線材料都有其最大的拉斷應力，如果過大，就會將線拉斷；張緊力也不宜過小，太小了就起不到預緊的作用，使所繞的線松散凌亂，達不到合格產品標準。所以，張緊裝置的要求和細節(jié)還是特別多的。如上圖所示，所繞線材通過壓緊盤與張緊盤相互擠壓，使線材帶動張緊盤旋轉，張緊盤與上摩擦盤同步轉動，下摩擦盤通過止動桿限制其周向自由度，使其不能旋轉，在彈簧的彈力下使上下摩擦盤與中間的摩擦片相互擠壓產生摩擦力，此時就使卷繞導線獲得一個張緊力。若是取消上下摩擦盤中的摩擦片，是上下摩擦片直接接觸相互摩擦也是可以產生張緊力，但這個方法存在許多的缺點，其一就使上下摩擦盤與上下兩軸是固定安裝，摩擦產生預緊力會使摩擦盤產生磨損，當磨損達到一定程度就要求更換，這樣就非常的麻煩，更換不方便，而且摩擦盤的單價也是不便宜，這就會導致使用成本增加。但如果還是繼續(xù)使用摩擦片，因為摩擦盤的設計硬度是大于摩擦片的，即使在摩擦過程中，摩擦盤的磨損程度也不會有太大，只要更換摩擦片就可以，摩擦片成本低，更換方便，即節(jié)約了成本，又提高了使用便捷性。1.3張緊機構結構設計張緊機構的設計主要包括對壓緊盤的尺寸、摩擦盤軸的直徑以及下摩擦盤的壓縮彈簧選取和計算。壓縮彈簧壓緊摩擦盤與摩擦片產生張緊力，壓緊輪與張緊輪相互擠壓，在張緊輪、壓緊輪和摩擦盤之間會有一個大小相等的轉矩M，此時，摩擦盤軸也就相繼會產生一個剪切力t。接下來選取合適尺寸并校核強度是否滿足要求。計算公式如下： M=F其中Fz摩擦盤轉矩公式如下： Mμ?F公式中μ為摩擦盤間的摩擦因數，取0.1；D2為摩擦盤的直徑，取200mm；FQ為壓緊彈簧所產生的彈力。代入數據計算出F摩擦盤軸連接這摩擦盤與張緊盤，在張緊機構中起到傳遞力和力矩的作用，軸的強度也一定要滿足工作要求，不然無法完成張緊工作。摩擦盤軸直徑取d=30mm，則軸的剪切力計算如下： t=M查詢資料可知，其剪切力遠遠小于許用剪切力，所以滿足要求。壓縮彈簧對產生張緊力有著非常重要的作用，其彈力的大小，材料質量的好壞直接影響著張緊力的大小和穩(wěn)定。彈簧的參數包括外徑D2、內徑D1、中徑D、材料直徑d、旋轉比C和有效圈數n。在設計過程中，彈簧的材料選用熱軋鋼，通過查詢機械工程手冊k=1234N/mm，切變模量G=78000MPa。接下來設計計算壓縮彈簧的尺寸。旋轉比的計算公式為： C=D有效圈數的計算公式為： n=GD初定d=8mm，D=32mm，D1=24mm，D2=40mm，將數據帶入上面公式計算出旋轉比為4，有效圈數11.8?？偟娜颠€包括支撐的圈數，通過計算出旋轉比和有效圈數，有效圈數取5圈，外加兩圈的支撐