金属线材自动绕装机设计
可知满足稳定性要求。 传动效率的计算
tan?tan3.678???0.97?0.97??0.454?45.4% '??tan(???)tan(3.678?4.145) 滑动丝杠也要受到轴向力的作用，所以滑动丝杠的支撑处可以采用圆锥辊子轴承，根据滑动丝杠的几何参数可以选取32004型圆锥辊子轴承。轴承的主要参数为d?20mm，D?42mm， T?15mm，
B?15mm，a?10.3mm，Cr?25KN。
联轴器的选择与校核：
选取?16，Y型，L?52mm 联轴器上的键用b?h?l?8?7?40 联轴器上的螺栓为?10绞制孔螺栓。由于此轴在工作过程中基本上不承受扭转应力，所以联轴器上的螺栓不会承受很大的挤压应力和剪切应力。这里的螺栓的强度就不予以校核。
3.2.4.导轨的设计
顶紧轴要靠滑动导轨来支撑，顶紧轴在滑动导轨上往复移动。这里的导轨的样式和尺寸如下图所示：
图3-6 滑动导轨处燕尾槽的尺寸
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4.排线机构设计
4.1方案确定
图4-1 排线机构方案
如图4-1，排线部分主要是由三相异步电动机、刚性联轴器、滚珠丝杠组成
可以选取BNFN4008?2.5型滚珠丝杠，则丝杠的主要的技术参数如下：
丝杠的外径d?40mm 导程l?6mm
丝杠的谷径dg?36.4mm 滚珠中心径dp?41.0mm 滚子的直径为d0?dp?dg?40.0?36.4?3.6mm 滚珠丝杠的螺旋升角?。则
tan??l??dm?6?0.050
?d?dg?2所以可知 ??arct?an0.050? 2.862??滚珠丝杠的轴向固定可以通过圆螺母来进行。圆螺母多为细牙螺母常用于较大的联接，这种螺母便于使用钩头扳手装拆，一般配用圆螺母止动垫圈，常与滚动轴承配套使用。
可以通过步进电机的正反转来实现双金属线的往复运动；通过步进电机的转速来控制排线的速度 。
丝杠可以通过对称安装在它两侧的光杠来导向。光杠保证了丝杠的螺旋运动可以正常转化为螺母的直线运动。安装在光杠上的红外线接收管还可以限制工作台移动的范围。
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4.2技术设计
4.2.1步进电机简介和工作原理
在本设计中采用步进电机为换向机构的驱动部件，主要考虑了可以控制其精确的换向和稳定的转速。步进电机是一种把电脉冲信号转换成角位移的执行元件，每改变一次其励磁状态就转过一个角度（布距角a），若不改变励磁状态则保持一定位置而静止。当一串电脉冲（n个）以一定相序输入惦记时，其转子就沿某一方向转动a?n个角度（以一定机械机构的传动比例可转化为送进长度）。通过控制发出电脉冲的个数和时间，就能控制生产显得送进位移规律，改变电脉冲的得电相序，就能控制电机的角位移方向，步进电机的转速则正比于输入电脉冲的频率，步进电机的启动、运行、停止通常是个从低频向高频再到低频阶段过渡的发电脉冲过程。
该种电机其特点归纳起来有：可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价；位移与输入脉冲信号个数相对应，步距误差不长期积累，可以组成闭环控制系统；无刷，电机本体部件少，可靠性高；易于启动、停止、正反转及变速，响应性也好；停止时，可有自锁能力；步距角选择范围大，可在几十角分至180度内；在小步距角情况下，通常可以在超低速下高转距稳定运行；速度调节范围广，并可实现一台控制器控制多台步进电机完全同步运行；步进电机带惯性负载的能力较差；存在高频易失步，低频易共振的缺点；步进电机必须有专门的驱动电源供电。
电磁步进电机分为磁阻式（反应式）、永磁式和永磁感应式（混合式）。其相数可分为：单相、二、三、四、五和八相等，增加相数可以提高电机的运行性能，但同时其结构和驱动电源就更复杂，增加成本。
如图，三相反应式步进电机的横截面。它的定子有三对磁极，每一对磁极上绕着一相绕组，绕组通电时，这两个磁极的极性相反；三相绕组接成星形。定转子的齿距通常相等。图中所示转子齿数为40，则每个齿距对应空间角度是360o/40o?9。当某一相绕组通电，会形成一定的磁场，而当定转子齿的相对位置不同时，磁路的导磁
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会变化，定转子齿对齿处的每个级磁导最大，定转子齿对槽处的每个级磁导最小。转子的稳定平衡位置是使通电磁路的磁导为最大的位置，所以某相通电就是使该相定转子齿对齿。若A相通电后，B相再通电时，B与A的绕组轴线夹角为120度，中间包括齿距数120o/9o=13+1/3，这样，当通电顺序是A→B时，转子会沿ABC的方向转过1/3齿距。同理， B→C时，转子又会沿ABC方向再转过1/3齿距 ，C→A时，转子又会沿ABC方向再转过1/3齿距，可见，在连续不断地按A—B—C—A—B??的顺序分别给各相绕组通电时，转子会沿ABC方向以每次转过1/3齿距，即3度的空间角，连续的转动。其中，磁场的转速与转子转速的比等于转子齿数。同理，如果按A—C—B—A—C??的顺序通电，则转子会沿ACB方向转动。也就是说，改变电动机的通电顺序，可以决定电动机的转向。上述通电方式都是三相单三拍运行方式。三拍
（A—AB—B—BC—C—CA—A—AB—??）方式运行，后者是前者的一半步距角。总之，同一台步进电机，可以有不同的通电方式和不同的运行拍数，ZR表示转子齿数，则每改变一次通电状态时转子转过角度的平均值称之为步距角，用?b表示，则：
?b=
360om1zr
步进电机的矩频特性很重要，它可以反映步进电机的带载能力大小。
图4-2 步进电机转子平衡示意图
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4.2.2步进电机的控制
步进电机不能直接接到交流电源上工作，而必须使用专用设备：步进电机驱动器。步进电机驱动系统的性能，除了与电动机自身有关以外，也在很大程度上取决于驱动器的优劣。步进电机驱动器主要构成如图。
图4-3 步进电动机驱动器构成示意图
4.2.3 步进电机的选取
卷线的过程中必须保证卷筒和丝杠之间满足一定的运动关系，才能使双金属线均匀紧密的卷绕在卷筒上。即必须满足： n1d0?n2p
其中卷筒部分的速度已经初定n1?60rad/min，，d0?4mm，p?6mm。则由上面的关系式可得：n2?40rad/min。在丝杠的传动过程中可能所受的最大的转矩为：
Tg?FS?d50040???3.4N?m 232则所需的步进电机的功率为
p?Tgn29550?3.4?40?0.015kw 9550为了使传动的安全可靠，并且系统可在有冲击时也可以正常的工作。可以选取110BYG3501型混合步进电机，驱动电压为220V。
4.2.4 铰制孔螺栓的强度校核
步进电机和滚珠丝杠之间通过G?Y 型刚性联轴器相连，凸缘联轴器利用铰制孔螺栓对中，这种螺栓连接是依靠螺栓与螺栓孔壁之间的挤压来传递转矩的，不但减轻了螺栓的预紧力，而且还提高了其传递转矩的能力。刚性联轴器的边缘均布着6个铰制孔螺栓，则可由力矩平衡的条件可以计算出每个铰制孔上所承受的力F1（按
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