金属线材自动绕装机设计
是辅助支撑轴）的往复直线运动来实现卷筒的涨紧与放松。
卷筒的安装设计时，可以采取涨紧轴完全伸入卷筒芯部（图2-3）和部分伸入卷筒芯部(图2-4)两种方案。如果采用顶紧轴完全伸入卷筒芯部的方案时，卷筒在安装和拆卸过程中，轴的行程很大，则所需要设计的滑动丝杠导轨部分的长度很大，不仅精度不容易控制，而且设备整体所占的空间也要增大。对卷筒的芯部和轴的加工配合精度的要求也很高，如果配合精度不高，很可能会导致轴根本不能装入卷筒的芯部。另外，支撑轴根部的最大弯矩增大，根部受力易于断裂，对支撑轴根部强度要求增高。
当轴采用部分伸入卷筒的芯部时，不仅轴的行程小，卷筒拆卸容易，对轴的加工精度和强度要求较低。
图2-3
图2-4
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2.3 双金属线材自动绕装机的基本参数的选定
选取双金属线材的直径为d0=4mm；
卷筒的初始直径dmin?100mm：卷筒的最大绕线直径
dmax?500mm。卷筒的绕线部分的半径为l?500mm，可以初步选取卷筒的转速为60rad/min。
可以查取机械工程手册可得铜的抗拉强度为?bc?230Mp；铝的抗拉强度为?bA?75Mp。
双金属线材的抗拉强度的计算过程中可以取抗拉强度较低的铝来计算，则当线材内的应力达到抗拉极限应力时的力
Fmax??bA.A?75??4?d02
2 ?58.9d0
?58.9?42?943.2N 可以选取张紧力为F?500N。
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3.绕线机构设计
3.1方案确定
绕线部分主要由三相异步电动机，双级圆柱齿轮减速器和顶紧轴部分组成，如图3-1所示
三相异步电动机是有两个基本部分：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。它的转子根据构造上的不同可以分为两种形式：鼠笼形和绕线式。三相异步交流电动机是生产上主要使用的交流电动机，它被广泛的应用于驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。
顶紧轴部分可以由滑动丝杠所带动沿着轴向移动，使卷筒可以有足够的空间完成装卸工作。卷筒上的张紧力是通过安装在卷筒芯部的涨紧套来完成的，顶紧轴伸入涨紧套内部，并通过轴向移动使卷筒和涨套紧密的压合在一起。接触面上产生很大的压紧力，于是在顶紧轴转动时，可以在接触面间产生足够大的摩擦力，从而保证了，卷筒同旋转轴的同步运动，完成绕线功能。
这里选用的滑动丝杠可以将丝杠的螺旋运动转化为顶紧轴的直线运动。滑动丝杠具有结构简单，加工方便，易于自锁和传动平稳的优点.
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3.2技术设计
3.2.1对顶紧轴的强度校核：
卷筒上绕满双金属线材时，即卷筒的直径达到最大值500mm时，卷筒的总的重量是Gmax
22???d?dmaxmin Gmax的计算： Gmax???hgV?9.8?h? ???50044????5002?1002? ?9.8?h????500
4??4 ?0.92?h
等式中参数的意义 ?h是双金属线的有效密度
V为双金属的体积
可以查工程材料手册知到：铝的密度为?l?2.7g/cm2
铜的密度为?c?8.9g/cm2 选取较大的铜的密度来计算： Gmax??8220.3N 可以选取卷筒本身的质量为：20N
则可易知：Gmax?Gmax??20?8220.3?20?8240.3N
设计出顶紧轴的结构如下图；
由于顶紧轴要承受的是轴向力，所以可以选用圆锥磙子轴承，这里选取圆锥的型号为（32013），轴承的主要技术参数为
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d?65mm，D?100mm，T?23mm，a?22.4mm，Cr?82.5KN，各段的
尺寸如图上标注所示。则可以通过计算来校核轴的弯曲强度。可以得到轴的径向受力分析图：
根据上面的受力分析，可以列出下列方程组：
?G/2(70?39)?F2?288.8??G/2(288.8?109)?F1?288.8 ?F?F?G/22?1可以解得： F1?2837.6N F2?777.52N 各个力的方向如图所示。
由于金属线的张紧力并不在卷筒上产生，即张紧力不作用在卷筒上。所以可以忽略切向力。卷筒只受到轴向力和径向力。 可以画出顶紧轴上的的弯矩图
M1?F2?288.8?777.52?288.8?224548N?mm
可以看出在F1作用点处，轴上的弯矩达到最大值M1。
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