吉林化工學院
課程設計說明書
吉林化工學院
jilin institute of chemical technology
第一章概述3）
一、課程設計的題目和要求3）
二、課程設計的內容和資料3）
第二章走絲機構的簡介3）
一、走絲機構原理3）
二、貯絲筒結構3）
第三章走絲機構傳動設計4）
一、工作原理4）
二、齒輪傳動設計要求4）
三、絲槓副傳動設計要求4）
四、走絲機構控制設計4）
五、已知條件5）
第四章部件選擇與計算5 )
一、貯絲筒電動機的選擇5）
二、聯軸器的選擇5）
三、軸承的選擇6）
四、傳動比的計算6）
五、貯絲筒尺寸的計算6）
六、齒輪部分計算7）
七、絲槓傳動副8）
八、導軌部分8）
九、行程開關9）
一、 控制任務9）
二、工作台工作過程如圖所示9）
三、i/o位址的分配及接線11）
四、電氣控制圖12）
五、控制梯形圖12）
六、plc及元器件選型12）
七、設計說明13）
機電一體化課程設計心得14）
參看文獻15）
課程設計是學生理論聯絡實際的重要實踐教學環節，是對學生進行的一次綜合性專業設計訓練。通過課程設計使學生獲得以下幾方面能力，為畢業設計（**）奠定基礎。
設計目的：
1、掌握線切割機的工作原理、適用範圍；走絲機構的結構及傳動原理。
2、掌握採用plc、繼電器來控制線切割機走絲機構運動的原理和方法。
3、設計線切割機走絲機構的結構和控制方法。
4、綜合運用所學知識深入理解機電一體化的概念。
第二章走絲機構的簡介
1、走絲機構的原理：
走絲機構的功能是帶動電極絲按一定的線速度往復運絲，並將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上，快速運絲在放電加工區，有利於排屑，吸附工作液進入放電區，克服集中放電，減小電極絲的損耗和燒斷。
2、貯絲筒結構：
（1）對貯絲筒的技術要求：在貯絲筒高速轉動時，同時要進行相應的軸向移動，以保證不同的直徑的電極絲能在貯絲筒上整齊排繞；為了保證電極絲的執行平穩無跳動現象，要求貯絲筒的各項運動精度要高，徑向跳動小；貯絲筒具有正反向旋轉功能，電極絲的走絲速度在6-11m/s範圍內可調或恆速運轉；走絲機構與床身相互絕緣；導軌，齒輪，絲槓要具備潤滑措施。
（2）貯絲筒電機：目前多數採用一般非同步電動機。
（3）聯軸器：由於儲絲筒在工作時頻繁換向，聯軸器瞬間受到很大的剪下力，因此，聯軸器就成了重要的部件，本設計採用凸緣聯軸器。
（4）貯絲筒：它是電極絲高速執行與整齊排繞貯絲的關鍵部件之一，一般採用45#鋼、不鏽鋼和鋁合金材料製作。為減小轉動慣量，筒壁應盡量薄。
用鋼製作儲絲筒時，直徑一般採用≤120mm；用鋁合金材料製作儲絲筒時，直徑在 120-160mm之間。要求儲絲筒外表面粗糙度ra≤0.8m，貯絲筒元件要做動平衡試驗，以保證運轉平穩，延長軸承使用壽命。
（5）齒輪副與絲槓副：貯絲機構的拖板傳動是由兩級減速齒輪和絲槓副組成。它使貯絲筒每轉一圈時，拖板軸向移動0.
25-0.3mm，保證直徑0.25mm以下的電極絲整齊地排繞在貯絲筒上。
優點是傳動平穩、雜訊小，絲槓採用梯形螺紋，螺母採用消間隙結構。
（6）導軌：在儲絲筒滑板與底座之間裝有導軌。初期多採用v-平式的滑動導軌或貼塑導軌，要求摩擦力小，減振效能好。
（7）貯絲筒的工作原理及計算：見機械設計任務書原理圖所示。電動機通過聯軸器驅動貯絲筒，貯絲筒轉動帶動電極絲執行，並通過齒輪副減速驅動絲槓副，絲槓副帶動拖板作軸向移動。使電極
絲按規律排列在貯絲筒上，以避免發生疊絲現象。
第三章走絲機構傳動設計
電動機1 聯軸器2 傳動軸3 儲絲筒4正反轉三對
齒輪嚙合傳動絲槓副6帶動滑扳7移動行程開關電動機正反轉
2、齒輪傳動設計要求：
（1）對走絲機構的傳動齒輪實測齒數。
（2）根據齒數選取齒輪模數、齒頂高係數、徑向間隙係數、計算分度圓直徑、 齒頂圓直徑、齒根圓直徑。
3、絲槓副傳動設計要求：
（1）絲槓螺距選取。
（2）計算滑板使儲絲筒轉一圈的移動距離，且滑板移動距離不超過鉬絲最大寬度20mm。
（1）控制原理：合上電源開關，按下起動按鈕使電動機啟動。當貯絲筒轉動並移動到規定行程的某一端時碰撞限位開關，使儲絲筒反向轉動並移動，當碰撞另一限位開關後使貯絲筒恢復原來的轉動和移動方向。
（2）走絲機構控制要求：選擇儲絲筒拖動電機；選擇接觸器、行程開關、保護電器等，設計並繪製電氣原理圖。
5、已知條件：電機轉速n=1400r/min、plc控制、鉬絲的直徑d=0.20mm、儲絲筒有效長度150mm-300mm、鉬絲線速度9.81m/s、鉬絲長度l=150m。
第四章部件的選擇與計算
1、貯絲筒電動機的選擇：
由於走絲機構整體重量輕，轉速要求高，因此可選用一般非同步電動機查《機械設計手冊*單行本*減（變）速器*電機與電器》2023年版化學工業出版社成大先主編，16-36頁，可選y2-711-4型電動機。電動機伸出軸徑14mm、長度30mm、鍵槽寬5mm、深3mm。查機械設計課程設計第107頁表11-28選用b*h=5*5平鍵。
引數：16-46表16-1-24
2、聯軸器的選擇：查《機械設計手冊*單行本*軸及其連線》2023年版化學工業出版社成大先主編，5-63頁，可選凸緣聯軸器yl2基本型、鐵質。聯軸器用螺栓：
8*m6。（特點：不能減振、緩衝，結構簡單、成本低、用於振動很小的工況條件。
）引數：l=32mm l1=22mm d=80mm d1=64mm l0=68mm
3、軸承的選擇：查《機械設計手冊*單行本*軸承》2023年版化學工業出版社成大先主編，6-243頁，可選深溝球軸承，型號6203。
引數：4、傳動比的計算：設電動機的轉速為n1,絲槓的轉速為n2.選絲槓螺距為2 mm。
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