基于Inventor对绕线机的传动装置进行三维建模与运动仿真

本课题就是在这样的背景下对绕线机的传动装置进行研究，对传动部分的零件进行三维实体建模并运动仿真，寻求个合理的设计方案。

二研究现状及发展方向年月，榆次经纬机电设备厂刘力涛，王斌宇，对在立式绕线专用设备开发中表述，焊机中承载大电流的电磁件，在这类电磁件的加工中线圈的绕制是除铁心设计，国内大多数企业还采用传统的扁线脱胎平绕工艺和落后的手工绕制设备，与之相对应的是先进的扁线绕线工艺，无需脱胎提高了加工效率散热效果好，可以提高耐热等级，特别适合纸包或裸铝线，既降低了成本，又利用线圈成形。

年月中国电子科技集团研究所，王伟民，李庆亮，赵付超，王建花，提到多轴绕线机是用来绕制骨架式线圈专用设备，可同时绕制八个线圈，适用绕制各种形状小型继电线圈螺线管线圈，点火线圈等骨架，广泛用于手机，电话机，耳机，显示器件等，电子产品生产线上该设备由伺服电机带动，同步驱动八个绕线轴的传动保证各绕线模具同心实现漆包线在骨架线圈上的线头绕制过程，线的排线绕制过程，线的过槽过程，使绕线能够平滑的绕制在骨架线圈各个凹槽内，并无跳线现象，保证排线平滑整齐。

年月，华南理工大学机械与汽车工程学院，魏俊波，胡国涛，杨华，对自动磁环绕线机的虚拟设计与运动仿真中提到，目前在我国生产的磁环电感中，绝大部分是依靠手工货半自动化设备绕制而成，集合磁环绕线机的虚拟设计并进行虚拟装配及运动仿真，提高了产品设计质量，缩短了设计周期，为自动磁周期，为自动磁环绕线机的整体设计提供了技术支持，同时也为其他类型机械系统仿真设计研究提供了参考。

三研究内容与研究方案本课题主要针对绕线机的传动部分元件，利用对绕线机的传动装置零件进行三维实体建模，在进行绕线机的传动装置设计时，首先考虑的传动平稳，运动可靠问题，在使用过程中不能存在任何的安全隐患问题，使用简便容易操作。

掌握绕线机的传动装置工作原理，结构特征。

要根据绕线机的工作特点及要求进行运动分析，如各部分的尺寸形状运转情况等内容。

设计的绕线机的传动装置力求结构简单，省材省料，成本低廉，经济实惠，使用方便。

运用软件对设计出线机的传动装置零件进行装配，检查干涉情况，并运动仿真分析。

四进度安排序号毕业设计各阶段内容时间安排备注查阅资料，完成开题报告结合课题进行外文资料阅读，完成英文翻译学习相关的知识熟悉有关的资料，完成文献综述设计绕线机方案设计并绘制绕线机的结构总图设计并绘制绕线机的图形整理资料，编写设计说明书准备答辩。

五预期结果利用对绕线机的传动装置零件进行三维实体建模，运用对设计出线机的传动装置零件进行装配，检查干涉情况，并运动仿真分析。

六参考文献陈伯雄董仁扬张云飞实体设计教程。

化学工业出版社濮良贵纪名刚陈国定吴立言。

机械设计。

西北工业大学机械原理及机械零件教研室。

孙桓陈作模葛文杰。

机械原理。

西北工业大学机械原理及机械零件教研室。

张良潘骏陈文华贺青川王文杰。

机电工程年第九期魏俊波胡国清杨华。

机械设计及与制造年第五期指导教师意见指导教师签名年月日教研室意见审查结果同意不同意教研室主任签名年月日摘要本课题是基于电子行业，纺织行业的绕线工序，传统行业中大部分依靠手工绕线对人员依赖程度高，导致与绕线工艺相关的绕线行业存在些无法逾越的问题，首先在电子行业，激烈的竞争以及国内人力成本的逐步提高，导致些企业利润相当微薄，再次由于磁环绕线工作枯燥乏味，工人流动性极大，从而导致绕线企业缺乏熟练的绕线工，容易产生误差，不能保证产品的高精度，例如在仪表加工行业中，手工绕制的线圈产品，误差相差三圈会导致起的测量精度会降低.，使得产品不能达到万分之五的精准这直接用想到企业的生产效率与生产质量，因此开发自动绕线机成为制造业的个新的机遇。

本课题主要针对绕线机的传动部分元件，利用对绕线机的传动装置零件进行三维实体建模，在进行绕线机的传动装置设计时，首先考虑的传动平稳，运动可靠问题，在使用过程中不能存在任何的安全隐患问题，使用简便容易操作。

运用软件对设计出线机的传动装置零件进行装配，检查干涉情况，并运动仿真分析。

关键词绕线机三维建模运动仿真圈绕制的电工专用设备.它主要目的是把生产出的金属导线缠绕成卷，便于运输。

由于是生产的最后环节，所以定要保证设备不会对产品构成破坏，也要求有记数系统以便于统计产量和方便销售。

国外绕线机的线嵌设备已由电器自动控制发展到微机控制.有些还具备关键部位的状态监视和故障诊断功能.然而我国在这类设备的控制方面还基本上采用传统的电器控制，生产效率低，线圈绕制的质量差，属于半手工半自动的操作方式。

总体方案设计绕线机的传动装置主要包括动力传入部位与绕线部位两部分，中间由曲柄连杆链接，其动力的输入部分由输入轴连接外部电机，输出轴外部连接线圈绕管。

由于本设计是基于对绕线机的传动装置进行三维建模与运动仿真，其各部分零件均由实体测量而得，由于技术问题，对其进行修改并重新进行三维设计。

具体详细部分主要包括以下几部分图总体图形箱体连杆曲柄摇杆棘轮止动爪制动爪动力输出轴曲柄动力输入轴是个全面的机械设计软件，包括五个基本模块零件造型钣金装配表达视图工程图。

这些模块创建了有关联而又相对独立的文件零件.钣金.装配.表达视图.和工程图.。

除了基本模块外，还有焊接结构件设计加速器。

此外，还有附加的模块管路设计线路设计有限元分析运动仿真。

是个“参数化变量化特征建模的三维设计软件”，整个设计可以在装配中，或者给予装配关系进行。

装配的基础要素是相关的零件零件时由若干参数化的可以给予装配关系的特征堆砌而成特征是些与机械设计的表达意图相关的简单几何形体，这些几何形体的基础是参数化的，可以给予装配关系的二维或者三维草图草图是些简单类型的图线，可以用几何关系结束，装配关系约束和驱动尺寸加以控制盒关联。

运动仿真在三维设计中的作用在的部件构造型环境中，装配模型零件之间的运动关系由装配玉树定义。

通过对装配约束的驱动，还可以墨迹零件的运动，显示装配部件的运动形式。

运动仿真要比运动模拟强大很多，运动仿真功能提供了个分析机械部件复杂运动行为和动力的强大工具。

在运动仿真环境中，首先对装配部件创建有准确的物理力学意义的运动机理。

本课题就是利用对零件进行三维建模与运动仿真，步骤如下.曲柄摇杆三维建模首先对其进行草图的绘制，打开软件，进入二维草图面板设置，对零件进行草图绘制，其尺寸为上孔内直径.外圆到内径距离.支杆高度.下圆内直径.外直径.，斜杆长度.宽度为.斜杆内小孔为通孔，直径为.。

右键结束草图。

准换为零件特征，进入拉伸指令，拉伸厚度为.竖直杆内键槽尺寸高度.宽度.，键槽深度.，注意的是有些时候事不能够整体拉伸的，就需要在零件图完成的时候令加上打孔指令，需要在零件图上创建草图平面，找到所要打孔的基准点，标出后执行打孔指令执行后点击完成并保存所绘制的零件图。

图曲柄摇杆曲柄摇杆的作用是将动力由输入部分传递到棘轮上完整动力的输出，中间由轴承连接外端，其下端与如下所述的连杆连接，做摇摆运动，上端部分连接制动爪，爪与杆之间有弹簧连接，防止松脱。

.连杆模型绘制图拉杆图连杆是连接圆盘曲柄与曲柄摇杆的装置，图右侧部分与圆盘曲柄连接，做圆周运动，左端与曲柄摇杆连接，使曲柄摇杆做左右周期性摇摆运动，完成动力的输出，绘制步骤为在草图内部分别完成左侧圆环绘制，尺寸为内径.，外径，到内径距离.，右键完成草图，在零件特征里完成对草图的拉伸，拉伸厚度为.。

在管型步骤的基础上创建草图，绘制除管型右部分的绘制，完成锥型及圆环部分次拉伸成型，其尺寸为两空中心距为.，锥底侧宽度.，顶侧宽度.，右侧圆环内径.，外径到内径距离.右键结束草图，完成对草图的拉伸，拉伸高度为.。

图.圆盘曲柄在二维草图中绘制直径为.的圆右键结束草图，改为零件特征进行拉伸拉伸厚图曲柄草图度为.厘米在圆盘上新建草图，对其打.的平头孔，直径为.在内圆上距圆心.的圆上打直径为.的通孔，并对其进行做环形阵列，个数为五个。

图拉伸图右侧圆孔为距圆心.处轴上直径为.深度为.沉头孔。

圆盘曲柄右侧为轴承，作用是与外界动力输入装置连接轴承直径.，轴承长度为图侧视图.制动爪制动爪与曲柄摇杆由键连接，附加弹簧以完成伸缩过程，是动力由曲柄摇杆的摇摆运动转换成棘轮的圆周运动的动力传递装置，如图图制动爪在二维草图中建立坐标系，以制动爪与曲柄摇杆连接键出建立轴，绘制圆环，内径.，外径为.，距轴负方向.处画直线，以局轴轴距离分别为处为圆心，以.画圆弧，分别教育圆环外径与.处，下齿是以距轴距离分别为处画半径.的圆弧，斜齿长度为.。

图草图草图绘制后如图所示制动爪草图绘制右键完成草图，在零件特征模式下对草图进行拉伸图拉伸后图形对草图拉伸后形状在图上单机鼠标右键，创建草图，距圆心.处面中点绘制圆，.完成草图并对其拉伸，拉伸高度为.，圆柱的作用是将制动爪与摇杆用弹簧连接，完成制动爪的弹性运动。

图制动爪成型后图示，平面上圆柱连接弹簧与曲柄摇杆.止动爪的模型构造图止动爪止动爪由键与箱体固定，附加弹簧弹簧的作用是在棘轮转动的同时让止动爪回归到棘轮齿的齿根部位，防止棘轮反转，完成动力的输出，从而达到绕线目的，止动爪的绘制与制动爪的大体相同。

同样是将其建立坐标系的草图环境中完成拉伸，只是将制动爪的圆柱改为通孔。

图其尺寸为下圆弧直径距轴轴距离为.和.单位为厘米，半径为.的圆弧，上圆弧为距两轴距为的圆弧，齿面长度为.厘米，小圆孔是距圆心轴轴分别为小孔大小为直径.通孔。

.棘轮的模型绘制棘轮的作用是通过制动爪与止动爪的配合完成圆周运动，从而达到动力的传递是动力传出过程最后环节，棘轮圆心与外端轴承固定连接，其轴承部分伸出箱体，连接线圈管，从而达到绕线目的。

其绘制过程如图所示图棘轮在草图中绘制圆盘，直径为.厘米，以轴为起始点，顺时针绘制条角度为度的直线，与圆相交，伸出圆外高度.厘米，找基准点距轴距离分别为厘米的点为圆心以半径.厘米绘制圆弧，与轴和与圆成度角的直线相交于点，将剩余部