摘 要

玻璃及其他纤维复合型材料在现代工业和尖端科学技术中的应用与日俱增，用缠绕机制备缠绕制品已成为制造复合型材料的重要成型方法。就因为这样，发展缠绕机成为了当今工业必经之路，因为缠绕制品不仅进入到了民用领域，在高端的科学领域中也占一席地位，在军事领域中也起到了至关重要的作用。近年来，它更是走进了我们的大街小巷，成为了生活中必不可少的一种加工机器，从四十年代第一台纤维缠绕机问世以来，它自身的迅猛发展不仅带动着工业的发展进步，也改变着我们队工艺精度及完美度的追求。做好一台缠绕机，既可以改变材料的加工精度、质量，也可以大大的减轻我们的工作负担。此次，我的设计内容便是一台中小型数控纤维缠绕机，希望通过这次设计，让我能跟进一步的去了解缠绕机的工作原理，走进缠绕法制备复合型材料的世界。

关键词：缠绕机 纤维缠绕 主机设计 电机选型 未来发展

Abstract

The application of glass and other fiber composites in modern industry and cutting-edge science and technology is increasing day by day. Winding molding is an important process for manufacturing composite parts. Therefore, the development of winding machine becomes extremely important, it not only in the civil field, high-end science field shining bright light, but also in the military field also plays a vital role.In recent years, it has entered our streets and alleys, has become an indispensable processing machine in life, since the first fiber winding machine came out in the 1940s, its own rapid development not only led to the progress of industry, but also changed our pursuit of precision and perfection of technology. Do a winding machine, can not only change the material processing accuracy, quality, but also greatly reduce our work burden. This time, the content of my design is to design a small and medium-sized winding machine, let me further understand the working principle of winding machine, into the world of winding forming composite materials.Key words: winding machine fiber winding main engine design motor selection future development

Keywords:winding machine  fiber winding main engine design motor selection future development

目录

1. 绪论…….....................................................................................................4

1.1缠绕机的发展历程……...........................................................................4

1.2国内外缠绕机发展现状比较…..............................................................5

1.3 缠绕机未来发展趋势….........................................................................5

第二章 缠绕机的工作原理及主要设计…........................................................6

2.1缠绕机的工作原理分析……..................................................................6

2.2 基本内容和设计方案….........................................................................7

2.3缠绕机的总体结构设计…......................................................................7

2.3.1床头箱结构设计……....................................................................8

2.3.2 小车结构设计…….......................................................................8.

2.3.3 伸臂结构设计…...........................................................................9

2.3.4 尾座结构设计…...........................................................................9

第三章 主要零部件的选型与计算......................................................................11

3.1 电机的选型…….....................................................................................11

3.1.2 伺服电机的工作原理…..............................................................12

3.1.3 伺服电机的优点..........................................................................12

3.1.4 电机最终的确定方案..................................................................13

3.2 减速器的选型…….................................................................................13

3.2.1行星齿轮齿轮简介…...................................................................14

3.2.2 主轴减速器的选型……..............................................................15

3.2.3 齿轮减速器的简介……..............................................................17

3.2.4 小车减速器最终选型……..........................................................18

第四章 主要零部件的校核与计算......................................................................19

4.1齿轮的校核……..................................................................................…22.

4.2 轴的校核.................................................................................................22

总结....................................................................................................….………...23

参考文献…............................................................................................................24

致谢........................................................................................................................25

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第一章 绪论

纤维缠绕工艺是生产可以增强高聚物复合结构材料的一种非常重要成型工艺，复合材料是用适方法将两种或两种以上的不同性质的材料产品组合在一起而形成的一种新型材料。与传统金属材料相比，复合材料具有许多突出的优点和优良性能，并在通用航空和国防工业，建筑、能源行业里频频用到。近年来，纤维缠绕制品更是走进了大街小巷。纤维进行缠绕技术是一项研究涉及复合材料、高分子化学、数学、机械、电子、计算机等多门学科的综合性科学的综合性技术。本文所研究的纤维缠绕机就是生产纤维缠绕制品的主要设备。本文就是通过对缠绕机主机部分的设计，进一步的了解缠绕机的运动特点。再综合最前沿的缠绕技术和加工要求，以期能作出总体和合理的纤维缠绕机。

1.1发展历程

自从40年代第一纤维缠绕机问世，纤维缠绕行业不断地发展和壮大，其最主要的原因就在于他自身的迅速发展。最早期的缠绕机都是机械式的，是由一个控制电机进行拖动主轴和小车组成的。然后做缠绕产品还是比较麻烦的，机器比较笨重。后面由于市场需求和缠绕制品形状多变，后面就出现了程序内部控制的缠绕机。20世纪70年代，计算机控制缠绕机的出现，让缠绕机更好的为人们做出缠绕产品。到如今，我们更多的是在用plc控制的缠绕机，它能更加方便的为人们制作精美的缠绕制品，我相信，今后的缠绕机发展，能更好的解放人们的双手，让车间真正做到自动化生产。

1.2国内外缠绕机发展现状比较

国外从40年代初开始发展机械缠绕机，美国人将它用在了制导系统和航天设备的制作。到1947年，凯洛格公司开发了世界上第一个缠绕机，经过几个科学家研究，成功的缠绕出了火箭外壳。在此以后，机械式缠绕机行业便出现了各种型号的机械式缠绕机。由于机械式缠绕机依赖于机械结构，导致结构比较复杂，出来的产品精度一般都比较低下。为解决这一尴尬的问题，EnTec公司研制出了800型和 Mcclean Andrson公司研制的W-18轻松地解决了这些问题。这种由液压马达控制主轴，以脉冲信号来控制小车移动和芯模的旋转。这类缠绕机称为数字控制式纤维缠绕机，这次的改良使得缠绕机有了质的飞越，缠绕制品的精度也大大提升。有利也有弊这种缠绕机也存在着很多缺点，如大量的数据不能由拨码开关进行存储，这种系统不能进行数字控制和编程。所以在进行变换缠绕制品时，还是需要通过大量的计算，并且复杂的缠绕制品无法被缠绕.。到了1973年，世界首台微机控制缠绕机问世。由EnTec公司研发成功。三年后 ，Mcclean Andrson公司研制出了 60型缠绕机，并且将此型号缠绕机带进了各大市场， 从那时起，这种类型的缠绕机就遍布各种领域。到了70年前后，JosephBaer 公司也开始着手研制缠绕机并向当时很出名的Mcclean Andrson购买了很多关于缠绕技术的专利，买回去后进过一段时间的观摩，做出了更加先进的缠绕机，做出了很多的创新设计。到最近几年，数字的缠绕机更是得到了空前的发展，已经走向了多轴和专业的地步。它的产品遍布在民用，造船，航空，等领域。由于计算机可以存放多种缠绕轨迹的方程，这便使得缠绕机更加的方便人们进行各种各样的缠绕制品外观设计，使得缠绕机更加的灵活多变，运用领域更加广泛。

缠绕机的发展不是一朝一夕之间就成就的，我国的缠绕机发展的比较晚，第一台缠绕机是由玻璃钢研究院在20世纪60年代研制出来的，那台缠绕机是机械式缠绕机。在此之后，他们便以此为基础，在原有基础上进行创新和改造。并在1975年向Joseph Baer公司购买了的数字控制式缠绕机，型号为WE-250。在此基础上进行学习和研究，不久便研制出了自己的缠绕机，型号为SYC250的数字控制缠绕机。自此我们国家更是将其视为发展的重中之重，大力加快缠绕机的发展速度。到1985年，哈尔滨工业大学自主研发出了JKCR120/400K型缠绕机。第二年，经过学习和经验的总结，分别为航天43所和508 所开发出型号为JKCR100/6008闭环式缠绕机和型号为JKCR120/400K的开环式缠绕机。