电机转子嵌绝缘纸机的设计

沈锐博 王钦旭

摘要：在机械加工高度发达的当代，绝大多数手工生产已被机械生产所代替，使得生产效率极大提高，不仅解放了生产力，同时也提高了时间利用利率。在这样的背景下，基于机械原理背景知识，设计了一种自动绝缘纸嵌入机，代替了手工的重复劳动，运用合理的机械方案配置，达到高效生产的要求。

关键词：电机转子嵌绝缘纸机;机构;方案;模型

1、电机转子嵌绝缘纸机的功能及要求

电机转子嵌绝缘纸机的工艺动作主要有：

（1）送纸。将一定宽度、卷成一卷的绝缘纸送一定量到位;

（2）切纸。按要求切下一段绝缘纸;

（3）插纸。将插刀对折切下的绝缘纸插入空槽内;

（4）推纸。将已有部分绝缘纸插入槽内的绝缘纸推到要求的位置;

（5）间歇转动电机转子。间歇转动转子使之进入下一循环工作。

2、电子转子嵌绝缘纸机的方案以及方案的确定

2.1送纸机构的方案

該机构所要完成的具体动作工艺为：将一卷的绝缘纸送出，同时有一定的间歇运动。在送纸的过程中，尽可能的保证送出的纸的工整性，以防给后面的裁纸和插纸造成不必要的麻烦，降低工作效率和工作质量。对于送纸机构，送纸和间歇运动不同方案评价：

1.传送链：链传动为啮合传动，不存在弹性滑动和打滑现象，且能够较好平衡平均传动比，但传动平稳性较差且无法保证传递纸的工整性。

2.滚轮：通过一对滚轮的配合，可以很好的压住绝缘纸，别于后面机构的裁纸动作。橡胶材质外壳极好的保证了绝缘纸的工整性，但传递动力较小。

3.槽轮机构：槽轮机构的尺寸较小，结构较为简单，机械效率高，并且能够较为平稳和间歇传动。但其在传动是产生柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。

2.2切纸插纸和推纸机构的方案

该机构所要完成的具体动作工艺为：将送过来的绝缘纸按要求切下一定的长度，用插刀将对折切下的纸插入电机转子绝缘槽内。对于裁纸和插纸机构的选型方案如下：

1.平面六杆机构：优点运动形式多样，可实现平面空间、转动摆动等复杂运动;制造简单方便;单位面积受到的压力较小，润滑容易，磨损损耗校小。缺点是可能会发生自锁现象，高速运动时会引起较大的动载荷和振动失效，只能用于运动速度较低的场合。

2.曲柄滑块机构：优点是设计制备简单，易实现运动。缺点是占用空间大，存在死点，对于平面度和耐磨性要求高。

3.凸轮机构：凸轮机构最大的优点是通过对于凸轮轮廓尺寸的设计，即能实现期望动作，设计方便、结构简单，广泛应用于自动化企业和设备生产当中。缺点是精度和粗糙度要求高，易磨损;固定不可变，适用于速度不高的场合。

2.3各机构方案的方案以及方案确定

根据上述各机构的选型，根据设计要求、各机构的相容性以及机构尽可能的简单的原则，组成电机转子绝缘纸插入机运动方案如下：

1.送纸机构：选择了滚轮作为送纸机构。尽管传动力较小，但依然可以满足绝缘纸的传送。而且滚轮的使用寿命长，更换简单，传动部分选择槽轮机构，虽然有柔性冲击，但是结构较为简单，而凸轮机构制造较为困难。

2.切纸和插纸机构：在裁纸和插纸工艺过程中，对执行机构的运动精度要求较低，且不需要很大的工作力。所以选择了曲柄滑块机构作为裁纸和插纸的执行机构。

3.推纸机构：相对于四杆机构，凸轮机构误差相对较小，运动也较为稳定，但是凸轮机构制造较为困难，本着节省成本的原则，选择了误差完全可以承受的四杆机构。

4.分度转位机构：在分度转位机构上，尽管不完全齿轮机构简单制造方便，槽轮机构存在柔性冲击，但处于运动的许可范围之内。比较而言不完全齿轮机构不适合设计要求，所以选用槽轮机构作为分度转位的执行机构。

3、电机转子嵌绝缘纸机机构运动循环图的确定

4、样机模型建立

根据以上关于送纸、切纸和插纸、推纸分度转位机构的选型和尺寸设计，最终设计了电机转子嵌绝缘纸机。下图为示意图：

其运动的过程如下：

1、送纸：将一定宽度、卷成一卷的绝缘纸通过滚子送到平台上，后静止，等待切刀和插刀等下一步动作;

2、切纸：按需要切下一段绝缘纸，然后作急回运动，等待下一次的运动;

3、插纸：将插刀对折切下的绝缘纸，插入空槽内，其运动过程与切刀相同;

4、间歇转动电机转子：间歇转动转子60度，等待使之进入下一工作循环。

5.参考文献

[1]机械原理教程，第3版，申永胜，清华大学出版社，2015;

[2]基于ADAMS的凸轮机构分析与动态仿真，唐琼，安徽理工大学学报（自然科学版），2010，第4期;

[3]龙门式压力机执行机构的设计，黄健，锻压装备与制造技术，2018，第4期;

[4]曲柄导杆传动运动装置的创新研究与模型制作，袁恒、王云鹏、高海强、信丽华、唐佳，产业与科技论坛，2013，第22期;

[5]机械原理课程设计，赵满平、马星国，东北大学出版社 ，，2005.10;

[6]精密机械结构设计，蒋秀珍，清华大学出版社，2011.04;

[7]工程创新与机器人技术，李卫国、郭连考、王利利，北京理工大学出版社 ，2013.05;

[8]机械设备修理工艺学，晏初宏，机械工业出版社，1999.10;

[9]理论力学（第4版），郝桐生，高等教育出版社，2003.3。