多功能可调直径卷筒的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l9卷第3期天津科技大学学报Vol_l9No．32004年9月JournalofTianjinUniversityofScienceandTechnologySept．2004[应用技术]多功能可调直径卷筒的设计孙京平，魏伟，孙爽(天津职业技术师范学院，天津300222)摘要：设计了一种新型的可调直径卷筒，对卷筒的总体结构进行了分析和设计、计算，为开发同类产品提供了设计依据。关键词：可调直径卷筒；设计；计算中图分类号：TB122文献标识码：B文章编号：1672~510(2004)03-0062-03THEINNoVATIVEDESI

2、GNoFTHEMULTI-FUNCTIoNDIAM—ETER．ADJUSTABLEMANDRELSUNJing-ping，WEIWei，SUNShuang(TianjinVocationalTechnicalTeachers’College，Tianjin300222，China)Abstract：Thestreamlineddiameter·adjustablemandrelhasbeendesignedbyanalysisitsstructureandcalculation，whichsupplyawayforopeningthesimilarproduce．Keywords：

3、Diameter．adjustable；Design；Calculate卷筒常用于卷绕电线、电缆、钢丝绳等线材，为了要技术参数的确定考虑了整机的结构、线材的变形⋯使卷绕的材料排列紧密有序，通常需施加一定的拉紧以及用户的要求，确定卷筒的直径D、宽度、壁厚6力，但当材料被卷制完成后，卷筒被卷绕的材料抱紧而分别为440mlTl、350mm、20mm；卷筒转度n=(0～无法抽出；若被卷绕材料是在渐冷过程中被卷绕，则卷12)r／min(连续可调)；被卷线材的直径为(10～20)筒的抽出将更加困难，为此，设计研制了可调直径卷mm。筒，其外观如图1，具有操作简单，即可独立使用又可1．2动力参数的

4、选取与其它传动机构配套，是一个值得开发的产品。首先确定卷简直径，因为这个参数的大小直接影响到整机的结构和线材的变形，考虑到所卷线材直径d=(10～20)mm，卷筒直径按D=(12．5～27．3)d，经计算和参考用户的要求，确定卷筒的外径D=40mm。为减轻重量，在满足强度、刚度的条件下，卷筒壁厚6=20mm，卷筒的宽度为350mm，可卷线材的最大外径可达640mm。(1)电机的选取：根据卷筒的转速要求，卷筒的线速度=∞×D／2=27rn筒×D／217m／min，考虑到线速度比较小，选取XWED3．84-1／289直联式摆线针轮图1减速机_3j，联体式减速机具有结构紧凑、价格便宜的特

5、点，其电机功率P=3kW，n=1500r／min，其输出1可调直径卷筒的主要技术参数及结构转速凡=1500／121=12r／min。因此，在联体式减速机的输出端设计一联轴器，与1．1主要技术参数卷简直接相联，满足了对卷筒的转速要求。本产品主要针对卷绕线材的技术要求而设计。主收稿日期：2004．02—20作者简介：孙京平(1964一)，女，河北乐亨人，讲师，硕士研究生维普资讯http://www.cqvip.com2004年9月孙京平，等：多功能可调直径卷筒的设计·63·(2)传动功率的计算：根据所选电机的功率和转连杆尺寸的确定按卷筒处于最大直径位置考虑，速，电机理论上对卷筒所产生的

6、转矩T=9550×P／n出这时卷筒刚卷完线材，所受力最大(包括周向力和线材总质量)，因而连杆的受力也最大，既受弯又受压，=2388N·In，所以，卷筒所能传递的周向力F=即周向力所产生的弯矩和线材的自质量所带来的压=5426N，考虑传动效率叼=0．8，实际能传动的周向力。力F实=F×77=4341N，这样大的周向力来弯曲10～单个连杆所受的压力P==178kg，20mill的线材是足够的。1．3强度计算弯矩M⋯=F实×75=325575．N·In(1)轴的强度计算：卷筒工作时除承受由周向力根据材料力学对受压与弯曲杆的组合变形计算理所产生的扭矩，还承受卷绕线材后，卷筒的自质量和线论，

7、先根据弯矩强度条件确定连杆尺寸。连杆的材料选用Q235，则[一。]=180MPa，材质量所带来的压力，卷简自质量为：G，=丌[()一W≥=l809mm，连杆载面尺寸定为(D_)]×Bxp：72kgLor一1J,其中JD为钢材的密度，取JD30mm×30mm。=7．8×10一kg／mm。连杆截面抗弯模量W：：4500mm3，所卷线材的质量按卷绕线材的最大外径D=640考虑连杆还受压力，按压力和弯矩再进行强度校核，mm考虑：G：丌[()z一()]×Bxp：463kg．则D