一、设计目的和意义（包括国内外研究现状分析）

1.1 设计目的

纤维缠绕复合材料产品具有优良的性能、稳定的结构、比强度高等优点，纤维缠绕成型工艺在国防和民用复合材料制品的生产中得到广泛应用，需求强劲。纤维缠绕机就是运用数控技术，控制芯模的回转运动和纤维出丝嘴在芯模表面的往复运动，将浸有树脂的纤维丝按缠绕规律缠绕在芯模表面上的装备。学会设计缠绕机既是对大学四年学习的一次总结，又是为以后的学习工作打好基础，更是能够帮助我们学习缠绕机基本工作原理。

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外纤维缠绕机的发展状况

在20世纪40年代早期，机械缠绕机迅速发展，美国人将它们应用于制导系统和航空航天设备领域。 1947年，凯洛格开发出世界上第一台缠绕机，并成功地缠绕了火箭发动机外壳。从那时起，机械缠绕机产品需求就越来越大，型号也越来越多，如Mcclean Andrson公司研发的W-2型，EnTec公司研发的400型。该缠绕机的结构由“主轴 小车”组成，其传动方式以“链 齿轮”的形式实现。通过齿轮之间的传动和链条的长短来控制小车的运动。传统的机械缠绕机是一种产品精度较低的缠绕机，主要原因是受到了其结构的影响。因此其是无法满足航空航天工业的精度要求的，随着科学技术的发展，性能更好的缠绕机被研发出来，如EnTec基于400型缠绕机开发的800型和由Mcclean Andrson基于W-2型开发的w-18型。这种类型的缠绕机的主轴由液压马达控制，而芯模和小车的运动是由电子脉冲信号控制的。这种缠绕机被称为计算机控制式缠绕机，其性能远远强于传统的机械缠绕机。但是这种类型的缠绕机也不是没有缺点的，例如只能存储少量数据，且数字控制系统无法进行计算和编程。因此，在变换缠绕产品时，仍然需要大量的计算并且不能缠绕复杂的产品。1973年，EnTec成功开发出世界上第一台微电脑控制缠绕啊机。三年后，Mcclean Andrson开发出成功进入市场的60型缠绕机，这种类型的电脑控制缠绕机应用于广大的业务领域。在20世纪70年代，Joseph Baer开始开发缠绕机并从Mcclean Andrson那里购买了许多缠绕机专利。通过不断地研究和创新，成功研发了具有西门子数控系统的缠绕机。

用计算机控制缠绕机的运行，可以减少缠绕机在工作前的计算和校准时间，可以提高缠绕机的缠绕精度和工作时的稳定性与灵活性，有利于提升工作效率。

1.2.2 国内纤维缠绕机的发展状况

中国的缠绕机起步较晚，第一台缠绕机是由玻璃钢研究所在20世纪60年代成功开发的。这种类型的缠绕机是机械缠绕机。从那以后，研究所在原有的缠绕机的设计基础上进行了改进，来研究生产出新型的缠绕机。1975年，哈尔滨玻璃钢研究所国外购入数控式缠绕机进行研究。自此开创了中国数控式缠绕机研究的先河，并且成功研发出SYC250型数字控制缠绕机。由于我国航天航空等高科技领域的飞速发展，对于新型数控式缠绕机的需求越来越大。 1985年，哈尔滨工业大学经过不断地研发，制造出一种新型缠绕机--JKCR120/400K缠绕机。之后通过不断地改进，最终得到可以用于航空航天的JKCR100/6008闭环缠绕机和JKCR120/400K开环缠绕机。这种缠绕机的工作原理是变频器控制主轴恒速运动，其余的轴跟随主轴运动。1993年哈尔滨工业大学研发出的新型高性能计算机控制缠绕机JKCR120 / 800B被703研究所使用。它可以实现4轴联动，一次可以缠绕5个心轴，增加了暂停，自动加速和减速等实用功能。在多年的研究和发展之后，中国已经具有成熟的缠绕机制造技术，并将网络引入到缠绕机的控制中。目前，计算机控制缠绕机的难点在于开发张力控制系统，越来越多研究人员对此进行研究。中国在缠绕机算法研究方面也非常缺乏。 1987年，冷兴武提出了“电网绕组计算原理”，苏洪涛给出了非大地测量绕组稳定条件的推导过程。

近年来我国的纤维缠绕机发展十分迅速,在稳定性、精度和其他方面已达到世界前列，但在缠绕产品方面，中国的缠绕机只能制造一个简单的模型，如轴对称元件。在复杂的缠绕产品方面，如T型管，弯头等其他非旋转产品仍然存在技术差距。主要差距在于：我国的高性能缠绕机主要从外国进口;中国的大多数绕线机都是2,3自由度，最多四个自由度，四个自由度以上的缠绕机生产技术在国内目前尚不成熟，并且由于部分国家的技术封锁我们也难以从国外获得。目前中国缠绕设计软件的研发也落后于国外。

1.3 设计意义

本课题需要设计一种卧式缠绕机，要求能够完成容器的包装缠绕工作。本次设计力求设计一个结构合理、适用性强的容器缠绕机。需要按照本课题对卧式容器缠绕机提出具体要求来设计，完成相关零件的选型、重要零件设计、总装图和零件图的绘制。通过这次设计帮助我们学习缠绕机的基本工作原理，对自己大学四年所学知识进行总结和综合使用，为以后的学习工作打好基础。

2. 研究的基本内容与方案

2 设计的主要内容和方法

2.1 设计任务

容器纤维缠绕机设计包括：

1.分析了解容器纤维缠绕机工作原理及其机械结构