機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文鋼筋自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全套圖紙

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：鋼筋自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)： 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2013年05月 鋼筋自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要鋼筋彎曲機(jī)是建筑工地必不可少的機(jī)械，能有效的提高生產(chǎn)效率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高鋼筋彎曲精度。本文所設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)適用于彎曲4-20毫米的鋼筋，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為全封閉式，采用兩級(jí)變速，工作轉(zhuǎn)速滿足彎曲要求，使加工效率高、加工精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小。鋼筋的彎曲角度由工作盤側(cè)面的觸桿與限位開關(guān)調(diào)節(jié)，打彎鋼筋后可以自動(dòng)歸位，能實(shí)現(xiàn)彎曲角度的自動(dòng)化。本文對(duì)V帶輪和圓柱傳動(dòng)齒輪進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)軸、鍵和軸承等關(guān)鍵部件進(jìn)

2、行了力學(xué)分析計(jì)算和強(qiáng)度校核，表明該鋼筋彎曲機(jī)完全符合設(shè)計(jì)要求。與目前實(shí)際應(yīng)用的各種鋼筋彎曲機(jī)相比，本機(jī)操作簡(jiǎn)單，彎曲形狀一致，調(diào)節(jié)方便，性能穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：鋼筋彎曲機(jī)；彎曲角度；彎矩；主軸扭矩全套圖紙，加527953900Structure design of reinforced automatic bending machineAbstractBending machine for steel bars is essential to building industry, which can effectively improve the production efficiency, red

3、uce labor intensity and improve the accuracy of bending for the steel bars. The bending machine designed is suitable for the steel bars with various diameters from 4 to 20 millimeters, which is enclosed entirely. With two speed transmission, the bending machine has the characteristic of high efficie

4、ncy, high precision and low labor intensity. The bending angle is adjusted by the bar along the working disc and the limit switch, with which the bar having been bent can return to the original position to realize the automation of bending process. Compared to the bending machines applied presently,

5、 the machine designed has some obvious advantages, such as easy operating, uniformity of bending angle, convenient adjustment and high stability. The design and calculation for the V pulley and cylindrical gear is completed, in addition, some key parts of the machine are verified, which suggests tha

6、t the bending machine designed satisfy the demand of the plan.Key words: bending machine for rebar; bending angle; bending moment; twisting moment of spindle 1 緒論1.1綜述自上大學(xué)以來，設(shè)計(jì)就是必不可少的一部分，特別是對(duì)于我們這些學(xué)機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來說。其目的就在于使學(xué)生通過實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)獲得基本生產(chǎn)的感性認(rèn)識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)踐，擴(kuò)大我們的知識(shí)面，鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生業(yè)務(wù)能力，同時(shí)也是學(xué)生接觸社會(huì)，了解產(chǎn)業(yè)情況，了解國(guó)情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)校到

7、社會(huì)的轉(zhuǎn)變。畢業(yè)設(shè)計(jì)則是大學(xué)里面最重要的一次設(shè)計(jì)，是對(duì)大學(xué)四年來所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，也是我們走上工作崗位之前的最后一次設(shè)計(jì)，它能非常及時(shí)的鞏固我們大學(xué)所學(xué)的知識(shí)。鋼筋彎曲機(jī)是建筑業(yè)常用的工程機(jī)械之一，主要是將鋼筋加工成各種形狀以滿足生產(chǎn)需要，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各種鋼筋制品廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代工程領(lǐng)域的各個(gè)方面，如建筑、船舶、航天等行業(yè)，尤其在建筑上應(yīng)用非常廣泛，常常是各種不同形狀的鋼筋成品的同時(shí)應(yīng)用，可以說，沒有鋼筋就沒有現(xiàn)代工業(yè)。因此，有很多技術(shù)人員正在研究鋼筋彎曲機(jī)，以實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)。當(dāng)前我國(guó)正在大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)及城市化建設(shè),各種建筑耗費(fèi)了大量的鋼筋，其中鋼箍加工的效率和質(zhì)量是最難解決的問

8、題之一，鋼箍不僅使用量非常大,而且形狀和尺寸變化復(fù)雜,尺寸精度要求高，鋼箍的制作在原鋼筋加工中是勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力物力消耗大，低效率，低質(zhì)量保證的環(huán)節(jié)。鋼筋加工過程中，鋼筋加工成型始終被認(rèn)為是最消耗時(shí)間的部分。在傳統(tǒng)的手工操作過程中，大量時(shí)間花費(fèi)在各種型號(hào)鋼筋的更換，線路的調(diào)節(jié)，以及更換不同直徑的鋼筋上，這種加工方式不僅浪費(fèi)了大量的人力、物力，而且還成為鋼筋加工工業(yè)中的瓶頸，大大降低了鋼筋制品的生產(chǎn)效率。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，為了響應(yīng)政府及各建筑單位對(duì)鋼筋制做自動(dòng)化技術(shù)的迫切要求，急需一種適用范圍廣，效率高，消耗低，質(zhì)量高的鋼筋彎曲機(jī)。通過對(duì)比現(xiàn)今各種鋼筋彎曲機(jī)的性能，不難發(fā)現(xiàn)仍有很多的不

9、足之處，各零部件仍有很大設(shè)計(jì)余量，還有很大的發(fā)展改進(jìn)潛力。因此，需要在原有各種鋼筋彎曲機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)原有的傳動(dòng)能力和承載性能進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種滿足高水準(zhǔn)工程建設(shè)的需要，并且盡可能的擴(kuò)大對(duì)鋼筋的適用范圍。我國(guó)工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的根本動(dòng)因。受國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開發(fā)以及公路（道路）、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施，這對(duì)于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來說可

10、謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢(shì)頭旺盛。同時(shí)受我國(guó)加入WTO和國(guó)家鼓勵(lì)出口政策的激勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢(shì)也明顯好轉(zhuǎn)。我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及2001年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行了深入透徹的分析。這種機(jī)器一出現(xiàn)，就得到了迅猛的發(fā)展，在各行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，很大程度上提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。這種機(jī)型具有以下幾個(gè)明顯的特點(diǎn):首先，機(jī)電一體化程度很高，加工效率高。其次，維護(hù)管理比較簡(jiǎn)單。再次，由于采用計(jì)算機(jī)控制，不同直徑鋼筋的切換及加工角度改變一可由

11、軟件實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)化程度得了很大的提高。最后，雖然具有上述的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但它也有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，就是價(jià)格非常昂貴，單機(jī)售價(jià)達(dá)到了二二百萬，這也在某種程度上阻礙了它的廣一泛使用。目前，我國(guó)在這方面的研究還是一片空白，絕大多數(shù)使用鋼筋產(chǎn)品的企業(yè)仍采用手工操作進(jìn)行加丁，這就導(dǎo)致他們生產(chǎn)的產(chǎn)品成本很高，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。 而這些企業(yè)又無力從國(guó)外引進(jìn)，因此，自行研制鋼筋自動(dòng)成型加工機(jī)勢(shì)在必行。現(xiàn)在工程機(jī)械發(fā)展迅速，工程建設(shè)對(duì)各種機(jī)械的精度、效率要求也越來越高。工程建筑方面對(duì)鋼筋的形狀要求也越來越復(fù)雜，這就要求要有性能可靠，能夠滿足鋼筋彎曲生產(chǎn)的彎曲機(jī)。但是鋼筋彎曲機(jī)的發(fā)展卻跟不上發(fā)展步伐，很大程度上阻礙了生產(chǎn)建設(shè)進(jìn)

12、度，浪費(fèi)大量人力，增加建設(shè)成本。1.2折彎?rùn)C(jī)的發(fā)展和研究情況折彎?rùn)C(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r裝備制造業(yè)的發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的集中體現(xiàn)，關(guān)系著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今裝備制造業(yè)中最核心的技術(shù)，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)裝備制造技術(shù)已經(jīng)成為世界各國(guó)加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)際地位的重要途徑。 數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在國(guó)外相當(dāng)普遍，如瑞典的Pulhnax公司的Ursviken分部每年大約生產(chǎn)200臺(tái)折彎?rùn)C(jī)，其中90%以上裝有數(shù)控系統(tǒng)。該公司開發(fā)的一種折彎?rùn)C(jī)具有伺服控制(帶有偏心折彎功能);“雙工作基準(zhǔn)面”可以補(bǔ)償折彎過程中機(jī)身的變形，重復(fù)精度達(dá)0.01mm:高性能的多軸控制可使折彎?rùn)C(jī)實(shí)現(xiàn)有效控制

13、;懸浮結(jié)構(gòu)和液壓模具夾緊裝置可實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)快速換模，并裝有板料測(cè)厚裝置，用以檢查折彎工件的厚度變化是否在折彎工藝允許范圍之內(nèi)。 Amada公司自60年代中期引進(jìn)法國(guó)Promecam公司下動(dòng)式折彎?rùn)C(jī)生產(chǎn)技術(shù)以來，一直致力于下動(dòng)式折彎?rùn)C(jī)的生產(chǎn)和改進(jìn)，80年代中期開發(fā)了FINE&BENDER系列精密下動(dòng)式折彎?rùn)C(jī)。它采用平行加壓技術(shù)，在不同載荷和不同折彎長(zhǎng)度時(shí)能使上橫梁和下滑塊產(chǎn)生同樣的均勻變形，并采用2組或3組滾輪導(dǎo)向，提高了抗偏載能力。此系列中又分為FBDII和FBD兩類，前者為小規(guī)格，折彎力從350kN至1250kN，工作臺(tái)最大長(zhǎng)度3100mm，共8種規(guī)格。后者折彎力從1500kN至40

14、00kN，工作臺(tái)最大長(zhǎng)度6100mm.共9種規(guī)格。在FBD的基礎(chǔ)上，F(xiàn)BDII又做了以下的改進(jìn):能補(bǔ)償油溫變化對(duì)折彎角度的影響，保持恒定的折彎角度;數(shù)控系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)最佳卸壓時(shí)間，使每個(gè)循環(huán)的時(shí)間縮短is;腳踏板具有最佳角度并減少了踏板力，操作者不易疲勞并便于操作。 LVD公司是國(guó)外規(guī)模最大的折彎?rùn)C(jī)制造廠商之一。其MMC8500和MNC9000的數(shù)控系統(tǒng)采用CAD/CAM技術(shù)，開發(fā)了一套三維軟件，使折彎加工完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。將折彎工件參數(shù)輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)便能自動(dòng)計(jì)算出折彎工序所需所有數(shù)據(jù)，確定控制程序，操縱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施折彎加工。該三維軟件有如下功能:（1）在CAD系統(tǒng)中，折彎工件以三維模式或展

15、開模式顯示在屏幕上，并在工件圖上標(biāo)注出折彎角度及彎曲半徑，該工件圖的尺寸數(shù)據(jù)、文字圖形都能清楚的顯示出來。展開模式由LVD公司的Cadman-B軟件制成，三維工件可依三個(gè)方向回轉(zhuǎn)，可從不同角度觀察其形狀，并通過消除隱色及表面涂色的方式顯示其形狀。折彎程序也可手工輸入，以不同的方式顯示在屏幕上。(3)數(shù)控程序通過工控機(jī)與機(jī)床間的連接線路直接輸進(jìn)機(jī)床進(jìn)行操縱加工。LVD的PPEB型CNC板料折彎?rùn)C(jī)采用MNC9200系統(tǒng)，32位高速微處理器及能控制22軸的MC680303芯片，能顯示模具、機(jī)械附件及工藝過程。Hammerle公司在70年代中期開發(fā)了結(jié)構(gòu)獨(dú)特的三點(diǎn)式折彎?rùn)C(jī)，在折彎工藝和結(jié)構(gòu)上都有不少創(chuàng)

16、新和突破?，F(xiàn)今，該公司生產(chǎn)的折彎?rùn)C(jī)除了仍然具有三點(diǎn)式折彎模具、滑塊液壓墊等特點(diǎn)之外，兩個(gè)油缸各自采用比例閥和光柵尺構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塊位置、速度和壓力的精確控制，同步精度為0.005mm。工作臺(tái)前后都裝備了跟蹤式氣動(dòng)托持裝置，可以編程控制。后擋料為雙座式，可以在空氣懸浮導(dǎo)軌上非常輕快的左右移動(dòng)。采用BRUGG公司的INF1-NFfRIOM4軸數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)油缸Y1和Y2軸、下模深度調(diào)整Y軸、后擋料前后移動(dòng)X軸的控制。這種數(shù)控系統(tǒng)不但用于三點(diǎn)式折彎?rùn)C(jī)，也可用于其它折彎?rùn)C(jī)，控制軸數(shù)可多達(dá)16軸。FASTI公司開發(fā)的904-125130型折彎?rùn)C(jī)，折彎力為1230kN，工作臺(tái)長(zhǎng)度3050m

17、m。兩個(gè)油缸各自用比例閥和光柵尺構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滑塊位置、同步、速度和壓力的精確控制。兩個(gè)油缸活塞位置可以傾斜±10mm，用來補(bǔ)償板厚偏差或進(jìn)行錐形件折彎。采用Delem公司數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)6軸數(shù)控(YI, Y2X, R. Z1, Z2)。上下模都裝有快速液壓夾緊裝置。不過該型號(hào)的折彎?rùn)C(jī)，滑塊和工作臺(tái)都沒有撓度補(bǔ)償裝置。904系列折彎?rùn)C(jī)折彎力可從500kN至6300kN，工作臺(tái)最大長(zhǎng)度為6000mm，共69種規(guī)格。小松產(chǎn)機(jī)株式會(huì)社的PHS系列折彎?rùn)C(jī)折彎力可從500kN至2000kN。工作臺(tái)最大長(zhǎng)度為4000mm，共有I3種規(guī)格。該系列折彎?rùn)C(jī)采用伸長(zhǎng)抵消機(jī)構(gòu)，依靠獨(dú)自的構(gòu)造抵消負(fù)

18、荷及油溫變化引起的機(jī)架開口變形量，使深度位置保持一定:配有角度控制器，可簡(jiǎn)單的調(diào)整全長(zhǎng)角度:配有3D CAD/CAM系統(tǒng)，自動(dòng)計(jì)算折彎工序并可在屏幕上同時(shí)顯示8道工序的折彎形狀。另外該公司開發(fā)的PAS系列折彎?rùn)C(jī)，由AC伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并裝備了折彎角度檢測(cè)傳感器，可實(shí)現(xiàn)高精度的折彎加工。村田公司開發(fā)的HPB - 8525A型折彎?rùn)C(jī)，折彎力850kN，工作臺(tái)長(zhǎng)度為2500mm。該型號(hào)折彎?rùn)C(jī)采用傳統(tǒng)的扭軸實(shí)現(xiàn)滑塊同步，渦輪蝸桿裝在油缸的下蓋中，轉(zhuǎn)動(dòng)螺母套，使螺桿套上下移動(dòng)，控制活塞的下死點(diǎn)位置。上模的微調(diào)裝置不同于一般的斜模式，而是每組有兩個(gè)偏心軸，用旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。采用TNC一TXR3軸數(shù)控系

19、統(tǒng)，控制Y, X和R軸。但由于采用扭軸和機(jī)械檔塊，該型號(hào)折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重。HPB系列折彎?rùn)C(jī)的折彎力從400kN至6000kN，工作臺(tái)最大長(zhǎng)度達(dá)6000mm。丹麥Stema公司的研制的Unimatic18VS,Unimatic18 XV和Twinmatic16 XV這三種鋼筋自動(dòng)成型折彎?rùn)C(jī)一經(jīng)問世，就得到了迅猛的發(fā)展，在各行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用；意大利MEP公司的生產(chǎn)的鋼筋自動(dòng)成型加工機(jī)自動(dòng)化程度高，但其價(jià)格也是同類產(chǎn)品中最貴的，因此其通用性不是很強(qiáng)；意大利SCHNELL公司研制的數(shù)控鋼筋折彎?rùn)C(jī)，更加注重實(shí)用，設(shè)備配件在選型上較為單一，其價(jià)格相對(duì)便宜，目前在國(guó)內(nèi)使用較為廣泛；美國(guó)道爾公司和日本阿

20、姆達(dá)公司生產(chǎn)的先進(jìn)全自動(dòng)智能數(shù)控旋轉(zhuǎn)式折彎?rùn)C(jī)功能豐富、性能穩(wěn)定可靠，在國(guó)際市場(chǎng)占有一定的份額。 近二十年來在國(guó)內(nèi)折彎?rùn)C(jī)數(shù)控技術(shù)發(fā)展迅速。從1986年10月第一臺(tái)W67Y-160KI3200數(shù)控折彎?rùn)C(jī)由天水鍛壓機(jī)廠研制成功以來，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一批從事折彎?rùn)C(jī)數(shù)控技術(shù)研究開發(fā)的單位，其中較有代表性的有華中科技大學(xué)、黃石鍛壓機(jī)床股份有限公司、濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所和上海沖剪機(jī)床廠等。黃石鍛壓機(jī)床股份有限公司和濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所聯(lián)合先后完成了W67K-100/3000, W67K-100/3100S和W67K-100/3200型數(shù)控三點(diǎn)板料折彎?rùn)C(jī)。其中W67K-100/3200型折彎?rùn)C(jī)采用LVD公司的機(jī)

21、械伺服閥控制油缸同步、機(jī)械檔塊控制油缸行程的結(jié)構(gòu)，工作臺(tái)上裝有機(jī)械式撓度補(bǔ)償裝置;采用美國(guó)Autobend20數(shù)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)2軸數(shù)控(X和Y)。上海沖剪機(jī)床廠從1986年以來先后成功開發(fā)了具有國(guó)際水平的QC12K與WC67K兩大系列數(shù)控折彎?rùn)C(jī)和具有先進(jìn)水平的高精度數(shù)控三點(diǎn)式折彎?rùn)C(jī)。其中WSb7K-16013200型折彎?rùn)C(jī)，兩個(gè)油缸各自采用電液伺服閉環(huán)控制:采用Cybelec公司Press Cad900數(shù)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)7軸數(shù)控(Y1. Y2. X1, X2. R. 1. Z2);滑塊上有長(zhǎng)孔，布置液壓撓度補(bǔ)償裝置;上模有液壓快速夾緊裝置，工作合前有氣動(dòng)前托料架。國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)控彎箍機(jī)的研究起步晚，技術(shù)

22、力量薄弱，與國(guó)外的發(fā)展水平相比還有不小的差距。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鋼筋彎曲加工設(shè)備主要定位于中低端機(jī)型，大部分鋼筋彎曲機(jī)仍采用機(jī)械式或液壓式控制，設(shè)備的自動(dòng)化水平低，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，所彎制出的鋼筋制品形狀簡(jiǎn)單，精度較差，不符合國(guó)內(nèi)一些重大工程的使用要求。高端的彎曲機(jī)幾乎全部從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格昂貴，單機(jī)售價(jià)可達(dá)數(shù)百萬人民幣，而且由于個(gè)別西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)我國(guó)高新技術(shù)的出口限制，一些高性能的鋼筋彎曲機(jī)甚至無法進(jìn)口，嚴(yán)重制約了我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的步伐。近年來，隨著我國(guó)對(duì)數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)的研究發(fā)展日益重視，國(guó)內(nèi)數(shù)控彎箍機(jī)的水平也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。如：中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑機(jī)械化研 究分院與意大利SCHNELL

23、公司聯(lián)合開發(fā)的“PRIMA12”數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)，采用計(jì)算機(jī)控制，設(shè)備自動(dòng)化程度高，安全性能好，可以實(shí)現(xiàn)箍筋生產(chǎn)全自動(dòng)化淮南鋼力冷軋?jiān)O(shè)備廠生產(chǎn)的“GJJ12-2”型數(shù)控彎箍機(jī)擁有多項(xiàng)專利技術(shù)，設(shè)備生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好；煙臺(tái)鴻圖數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的“SW-12”型數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)擁有四項(xiàng)國(guó)家專利，設(shè)備運(yùn)行可靠、彎箍尺寸精準(zhǔn)；深圳康振機(jī)械科技有限公司生產(chǎn)的“堅(jiān)盾2B”全自動(dòng)數(shù)控彎箍機(jī)，采用德國(guó)PLC控制技術(shù)和伺服系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、不間斷的彎曲成型加工流程。華中科技大學(xué)塑性成形研究所長(zhǎng)期從事新型塑性成形設(shè)備及其計(jì)算機(jī)控制的研究和開發(fā)工作?！捌呶濉?、“八五”，期間又承擔(dān)了國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目“RD-W6

24、7K一125/3000板材折彎加工單元，和“鍛壓機(jī)床通用數(shù)控系統(tǒng)”。針對(duì)國(guó)外90年代開始發(fā)展的基于伺服直接驅(qū)動(dòng)的折彎?rùn)C(jī)數(shù)控技術(shù)這一新動(dòng)向，及時(shí)開展了研究工作。目前，在多年研究、開發(fā)和生產(chǎn)重型塑性成型數(shù)控設(shè)備的基礎(chǔ)上，正致力于開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、特色顯著，基于伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的新一代折彎?rùn)C(jī)數(shù)控系統(tǒng)。折彎?rùn)C(jī)發(fā)展趨勢(shì)折彎?rùn)C(jī)使用最簡(jiǎn)單的通用模具，通過滑塊最簡(jiǎn)單的上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，能折出各種各樣的復(fù)雜零件。但是，折彎過程是金屬板料加工中最復(fù)雜的過程之一，在普通折彎?rùn)C(jī)上只有高度熟練的操作人員才能生產(chǎn)出良好的零件。即使如此，也需要相當(dāng)長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間。用先進(jìn)的液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)裝備的折彎?rùn)C(jī)不但可以大大縮

25、短調(diào)整時(shí)間，而且不熟練的操作人員也不需要多次試折就能生產(chǎn)出良好的零件。這次展出的折彎?rùn)C(jī)非常明顯地表現(xiàn)出這一趨勢(shì)。國(guó)外的折彎?rùn)C(jī)早已實(shí)現(xiàn)液壓化，現(xiàn)在已普遍采用電液比例(或伺服)控制技術(shù)對(duì)兩個(gè)油缸的同步、位置、速度和壓力進(jìn)行精確控制。與機(jī)械液壓伺服閥的液壓系統(tǒng)相比，不僅調(diào)整方便，控制精度高，容易實(shí)現(xiàn)雙機(jī)聯(lián)動(dòng)，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。液壓系統(tǒng)集成化，與數(shù)控系統(tǒng)連接簡(jiǎn)單方便，從而使折彎?rùn)C(jī)的制造、裝配、調(diào)試和維修的工作量都相應(yīng)減少。折彎?rùn)C(jī)的數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過多年發(fā)展，目前功能越來越齊全，操作越來越方便。普通的數(shù)控系統(tǒng)通常都有以下功能:實(shí)現(xiàn)4軸數(shù)控(Y1.Y2,X,R);折彎角度直接編程;存貯若干個(gè)程序;模具數(shù)據(jù)庫(kù);雙

26、機(jī)聯(lián)動(dòng);工作臺(tái)撓度補(bǔ)償;對(duì)折彎力、速度、保壓時(shí)間、卸壓距離、Y1與Y2傾斜等參數(shù)進(jìn)行編程。先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)不但數(shù)控軸數(shù)多，還具有二維或三維圖形顯示，進(jìn)行每道折彎工序的仿真和折彎順序的優(yōu)化，判斷零件與模具是否發(fā)生干涉，根據(jù)零件圖尺寸畫出毛坯展開圖。 國(guó)外著名的液壓件公司如Rexroth . Bosch等都可全套提供折彎?rùn)C(jī)的比例控制液壓系統(tǒng)，其控制閥塊(包括充液閥)直接裝在油缸頂部，使液壓管路減少到最低程度。著名的Cybelec , Delem , Autobend等公司可以提供折彎?rùn)C(jī)專用的各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)。上述液壓系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)全都可以匹配，為折彎?rùn)C(jī)制造廠提供了極大的方便。為了進(jìn)一步提高折彎精度

27、，國(guó)外有些折彎?rùn)C(jī)公司已開發(fā)了多種板料厚度自動(dòng)測(cè)量裝置、折彎角度自動(dòng)測(cè)量裝置、折彎角度回彈量自動(dòng)測(cè)量及補(bǔ)償裝置，并已經(jīng)在折彎?rùn)C(jī)上得到實(shí)際應(yīng)用。為了減輕換模的勞動(dòng)強(qiáng)度和縮短換模時(shí)間。除了普遍使用上模液壓快速夾緊裝置以外，國(guó)外很多折彎?rùn)C(jī)上采用了單模槽凹模，并在工作臺(tái)上配置下模液壓快速夾緊裝置，不但便于更換下模，而且保證上下模的軸線自動(dòng)對(duì)中，不需調(diào)整。有的折彎?rùn)C(jī)已裝備了自動(dòng)換模裝置，在折彎?rùn)C(jī)一側(cè)設(shè)置模具庫(kù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換模。為了減輕折彎操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)無人操作，已有幾家折彎?rùn)C(jī)公司開發(fā)了多軸數(shù)控的專用機(jī)器人與折彎?rùn)C(jī)組成“折彎?rùn)C(jī)機(jī)器人”系統(tǒng)，在生產(chǎn)尺寸較小、形狀不很復(fù)雜的典型折彎件時(shí)實(shí)現(xiàn)無人操作。本文擬對(duì)

28、鋼筋彎曲機(jī)傳動(dòng)方案從傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度方面進(jìn)行分析比較，提出一種傳動(dòng)方案的改良思路，以便廣大用戶更好地選擇所需的機(jī)型，也有利于生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)滿足市場(chǎng)需要的產(chǎn)品，促進(jìn)國(guó)產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用水平的進(jìn)一步提高，解決目前鋼筋彎曲機(jī)的局限性。1.3課題背景目前，在橋路、樓宇、地鐵等建筑過程中，需大量使用具有一定幾何形狀及尺寸的折彎鋼筋。但是目前大多數(shù)鋼筋折彎工作仍然依靠工人手工完成。為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高折彎鋼筋的加工質(zhì)量。本課題擬研究和設(shè)計(jì)出能夠自動(dòng)完成鋼筋折彎工作的折彎?rùn)C(jī)，以滿足社會(huì)生產(chǎn)需求。課題要求在系統(tǒng)分析市場(chǎng)現(xiàn)有各類鋼筋折彎設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)的功能分析，研究折彎?rùn)C(jī)的

29、各個(gè)功能組成部分及相互關(guān)系，使其能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)折彎后的不同形狀手動(dòng)調(diào)整折彎模具、自動(dòng)折彎、自卸料功能。隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也發(fā)展迅速，越來越多的建筑材料被需求，鋼筋就是建筑工程中大量使用的一種材料，它在建筑行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。因此，鋼筋加工是鋼筋混泥土施工中的一個(gè)重要組成部分。為了適應(yīng)建筑工程中的不同的需求，把已切斷的鋼筋彎曲成所需要的尺寸形狀是鋼筋加工中一道很重要的工序。鋼筋彎曲速度快，彎曲精度高，效率高對(duì)工程質(zhì)量的提高起著至關(guān)重要的作用。目前，建筑工地上常用的彎曲鋼筋成型的方法主要有兩種：手工彎曲。機(jī)械彎曲。兩中相比較，前者設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，但工作效率低，而且是手動(dòng)彎曲，

30、這樣彎曲精度不高。不適合大批量生產(chǎn)。后者彎曲容易，而且減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，適合于大批量生產(chǎn)?，F(xiàn)在已經(jīng)逐步代替了手工彎曲。這次設(shè)計(jì)采用的是機(jī)械彎曲形式，而且取雙工位，兩個(gè)工人可以在同一時(shí)間，同一機(jī)器上完成不同的工作，而且互不干涉。這樣提高了工作效率，節(jié)省了個(gè)人的勞動(dòng)時(shí)間。1.4新型鋼筋折彎?rùn)C(jī)的特點(diǎn)及組成部分 一般有全自動(dòng)鋼筋折彎?rùn)C(jī)，和半自動(dòng)鋼筋折彎?rùn)C(jī)之分 。全自動(dòng)的也叫數(shù)控鋼筋折彎?rùn)C(jī)是電能通過馬達(dá)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能控制切刀切口來達(dá)到折彎鋼筋效果的。而 半自動(dòng)的是人工控制的，從而進(jìn)行折彎鋼筋的操作。主要有以下的特點(diǎn)： a. 可加工鋼筋的種類多，直徑從6mm到20mm不等，因此應(yīng)用范圍較廣

31、。 b. 具有很高的精度，鋼筋加工長(zhǎng)度公差控制在1mm之內(nèi)，同時(shí)加工角度誤差也不超過，這種加工精度大大超過了手工操作。 c. 確保鋼筋的有改利用率。由十它采用計(jì)一算機(jī)控制，進(jìn)給多少就加工多少，使鋼筋得到了最大限度的利用。 利用計(jì)算機(jī)對(duì)鋼筋加工過程進(jìn)行控制。改變鋼筋加工的形狀，只需在控制屏上選擇所需加工類型。需增加或刪除某種加工形狀，對(duì)軟件進(jìn)行修改即可完成。除了上述的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)之外，它還具有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是成本較低，與國(guó)外同類產(chǎn)品比較，價(jià)格僅為它們的四分之一，有利于產(chǎn)品的推廣與銷售。1.5本文主要研究工作主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一種新型的鋼筋自動(dòng)彎曲機(jī)，鋼筋的上料，角度控制以及鋼筋的彎曲由折彎?rùn)C(jī)自動(dòng)進(jìn)行

32、。該鋼筋折彎?rùn)C(jī)主要有機(jī)械控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、工作臺(tái)面、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成。本題在當(dāng)前鋼筋彎曲機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單、效率高的鋼筋彎曲機(jī)，并且提高彎曲角度的控制精度，同時(shí)使之適應(yīng)當(dāng)今工程建設(shè)方面中的各種型號(hào)的鋼筋的彎曲，最大限度的提高所設(shè)計(jì)彎曲機(jī)的適用范圍。 本課題研究的鋼筋自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)擬采用電氣驅(qū)動(dòng)方式，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)鋼筋的矩形、三角形。 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：折彎模具的手動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)折彎工序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、自動(dòng)卸料裝置的設(shè)計(jì)及輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 技術(shù)要求：能加工單根鋼筋的長(zhǎng)度范圍為：0.62.2m；加工效率不少于：150根/h;最大折彎力矩為：2.5KN;研究方法在充分了解現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外鋼筋

33、彎曲機(jī)的基礎(chǔ)上，分析各種彎曲機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，利用已有的樣品及技術(shù)，通過借鑒改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種更加高效的鋼筋彎曲機(jī)。設(shè)計(jì)過程中主要用到、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)等課程方面的知識(shí)。技術(shù)路線:調(diào)查研究查資料寫出開題報(bào)告確定總體方案鋼筋彎曲機(jī)整體方案的設(shè)計(jì)動(dòng)力設(shè)備計(jì)算選型動(dòng)力傳動(dòng)裝置、工作臺(tái)面設(shè)計(jì)繪制鋼筋彎曲機(jī)的總裝配圖及零件圖撰寫設(shè)計(jì)說明書。研究方案：折彎工藝過程送料（頂出前料）轉(zhuǎn)彎90°回轉(zhuǎn)送料送料回轉(zhuǎn)折彎90°送料回轉(zhuǎn)折彎90°送料折彎90°回轉(zhuǎn)圖1.1折彎工藝表1.1 鋼筋自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)形態(tài)學(xué)矩陣123456A折彎驅(qū)動(dòng)交流伺服機(jī)直流伺服機(jī)步進(jìn)

34、電機(jī)直線電機(jī)液動(dòng)機(jī)氣動(dòng)機(jī)B送料驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)氣動(dòng)機(jī)步進(jìn)電機(jī)直線電機(jī)液動(dòng)機(jī)C折彎傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒形帶傳動(dòng)蝸輪傳動(dòng)絲杠傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)D送料傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)齒形帶傳動(dòng)蝸輪傳動(dòng)絲杠傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)E緊固方式摩擦緊固剛性連接緊固螺紋連接緊固組合桿 可能組合出方案數(shù)為：N=6x5x5x5x4=3000方案選擇理由 a. 送料部分： 圖1.2送料原理采用步進(jìn)電機(jī)是為了便于鋼筋送料的控制，脈沖控制轉(zhuǎn)角，并且采用齒輪是由于傳動(dòng)準(zhǔn)確。通過控制脈沖數(shù)來控制電機(jī)轉(zhuǎn)角，從而控制鋼筋的進(jìn)給量。鋼筋通常由圓盤的形式存放。在鋼筋自動(dòng)成型加工機(jī)中。我們?cè)O(shè)計(jì)了兩組動(dòng)輪將鋼筋由外部帶入并同時(shí)進(jìn)行水平校直。其中第二組動(dòng)輪由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過中

35、間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)，第一組動(dòng)輪與第二組動(dòng)輪之間由鏈輪進(jìn)行連接，第二組動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)用鏈輪帶動(dòng)第一組輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)將鋼筋進(jìn)給的任務(wù)。這部分設(shè)計(jì)主要由進(jìn)口設(shè)計(jì)，兩組動(dòng)輪的設(shè)計(jì)以鏈輪的設(shè)計(jì)組成。 b. 折彎部分： c. 鋼筋自動(dòng)折彎?rùn)C(jī)的彎曲部分工作的原理彎曲部分工作原理： 鋼筋彎曲機(jī)屬于一種對(duì)鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)的改 ，本實(shí)用新型包括減速機(jī)、帶輪、彎曲盤面 。彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤。如圖所示 ，把鋼筋置于圖中虛線位置 ，支承銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤上 ，圓盤回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲 。其原理如下圖 圖1.3折彎原理圖 d. 緊固方式：采用組合桿為夾緊方式

36、是由于根據(jù)鋼筋的尺寸便于調(diào)整，并且折彎完成后直接頂料來達(dá)到卸料的目的（卸料方便）。折彎部分詳細(xì)方案：Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)+V帶傳動(dòng)+二級(jí)齒輪減速器+第三級(jí)齒輪副帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2 彎矩計(jì)算及電動(dòng)機(jī)選擇2.1折彎方案鋼筋受力情況 鋼筋受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記圖1。 當(dāng)Mt一定，越大則撥斜柱及主軸徑向負(fù)荷越?。灰欢?，Lo越大。因此，彎曲機(jī)的工作盤應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離Lo。 鋼筋折彎?rùn)C(jī)的工作盤設(shè)計(jì)：直徑40mm， a=43.8°1壓彎銷軸 2鋼筋 3中心銷軸 4工作圓盤 5支承擋銷圖2.1 彎曲工作部分示意圖鋼筋彎曲機(jī)所需主軸扭矩及功率按照鋼筋彎曲

37、加工規(guī)范規(guī)定的彎曲半徑彎曲鋼筋，其彎曲部分的變形量均接近或過材的額定延伸率，鋼筋應(yīng)力超過屈服極限產(chǎn)生塑性變形。2.2材料達(dá)到屈服極限的始彎矩按20螺紋鋼筋公稱直徑計(jì)算 M0=K1Ws （2.1） 式中，M0為始彎矩，W為抗彎截面模數(shù)，K 1為截面系數(shù)，對(duì)圓截面K1=1.7；對(duì)于25MnSi螺紋鋼筋M0=373（N/mm2）,則得出始彎矩M0=3977（N·m）鋼筋變形硬化后的終彎矩鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強(qiáng)化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩： （2.2）式中，為強(qiáng)化系數(shù)，=2.1/p=2.1/0.14=15, p為延伸率，25MnSi的p=14%，Rx=R/,R為彎心直徑，R=3

38、，則得出終彎矩 M=11850（Nm）。鋼筋彎曲所需距Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）K為彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計(jì)算方法同樣可以得出20鋼筋（b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：Mt=8739（Nm）,取較大者作為以下計(jì)算依據(jù)。Mt=8739（Nm）2.5（KNm）電動(dòng)機(jī)功率由功率扭矩關(guān)系公式 =Tn/9550=2.9KW,考慮到部分機(jī)械效率=0.75，則電動(dòng)機(jī)最大負(fù)載功率 A= /=2.9/0.75=3.9（KW），電動(dòng)機(jī)選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y112M-4型，額定功率為 =4（KW）,額定轉(zhuǎn)速 =1440r/min。 3確定傳動(dòng)比及運(yùn)動(dòng)參數(shù)3.1分配傳動(dòng)

39、比3.1.1總傳動(dòng)比 (3.1)分配裝置傳動(dòng)比由，式中分別為帶傳動(dòng)和減速器傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取=4，則減速器傳動(dòng)比為： (3.2)分配減速器各級(jí)傳動(dòng)比i=i1·i2，其中i1為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比，i2為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比因?yàn)椋1=4，則i2=3。3.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速 軸 (3.3)軸 (3.4)軸 (3.5)各軸輸入功率軸 (3.6)軸 (3.7)軸 (3.8)各軸輸入轉(zhuǎn)矩 軸 (3.9)軸 (3.10)軸 (3.11)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表3.1表3.1運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名輸入功率P/kW輸入轉(zhuǎn)矩T/Nm轉(zhuǎn)速nr/m

40、in傳動(dòng)比i軸3.80100.803604軸3.61383.06903軸3.431091.8830 4 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1 V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通v帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)為Y112M-4，額定功率P=4KW，轉(zhuǎn)速=1440r/min，減速器輸入軸轉(zhuǎn)速=514r/min，輸送裝置工作時(shí)有輕微沖擊，每天工作16個(gè)小時(shí)。設(shè)計(jì)功率 根據(jù)工作情況由查得工況系數(shù)=1.2，=P=1.24=4.8KW4.1.2 選定帶型 根據(jù)=4.8KW和轉(zhuǎn)速=1440r/min，查的選定A型計(jì)算傳動(dòng)比 =（1-） （4.1）小帶輪基準(zhǔn)直徑 由表查的取小帶輪基準(zhǔn)直徑=75mm4.1.5 大帶輪的基準(zhǔn)直徑大帶輪的

41、基準(zhǔn)直徑 =（1-） （4.2）取彈性滑動(dòng)率=0.02 = （1-）=2.8=205.8mm （4.3）實(shí)際傳動(dòng)比 =2.85 （4.4） 從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速 =505.26r/min （4.5） 轉(zhuǎn)速誤差 =1.7% （4.6） 對(duì)于帶式輸送裝置，轉(zhuǎn)速誤差在范圍是可以的。4.1.6 帶速 =5.652m/s (4.7)初定軸間距 0.7（+）（+） （4.8） 0.7（75+205）（75+205） 196 （4.9） 取=400mm4.1.8 所需v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2+ （4.10） =2 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查得選取4.1.9 實(shí)際軸間距a =400mm

42、（4.11）4.1.10 小帶輪包角 =- (4.12) = =1單根v帶的基本額定功率根據(jù)=75mm和=1440r/min由查表得用內(nèi)插法得A型v帶的=0.68KW4.1.12 額定功率的增量根據(jù)=1440r/min和由表查的用內(nèi)插法得A型v帶的=0.17KW4.1.13 V帶的根數(shù)Z Z= （4.13）根據(jù)查表得=0.95 根據(jù)=1250mm查表得得=0.93 Z=3.88 （4.14）取Z=4根4.1.14 單根V帶的預(yù)緊力 =500（ （4.15）由表查得A型帶m=0.10kg/m 則=500（=99.53N （4.16）4.1.15 壓軸力 =2=1372N （4.17） 5 圓柱齒

43、輪設(shè)計(jì)5.1選擇材料 查的選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48-50HRc，精度等級(jí)為6級(jí)。按硬度下限值，由MQ質(zhì)量指標(biāo)查得=1120Mpa；由MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得FE1=FE2=700Mpa, Flim1=Flim2=350Mpa 5.2按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)5.2.1 確定中心距a a>CmAa(+1) （5.1）試中 =1 K=1.7 取5.2.2 確定模數(shù)m m=(0.0070.02)a=1.44, 取m=3mm （5.2）5.2.3 確定齒數(shù)z,z z=20.51 取z=21 （5.3） z=z=5.521=115.5 取z=116 （5.

44、4）5.2.4 計(jì)算主要的幾何尺寸分度圓的直徑 d=m z=321=63mm （5.5） d=m z=3116=348mm （5.6）齒頂圓直徑 d= d+2h=63+23=69mm （5.7） d= d+2h=348+23=354mm （5.8）端面壓力角 基圓直徑 d= dcos=63cos20=59.15mm （5.9） d= dcos=348cos20=326.77mm （5.10）齒頂圓壓力角 =arccos=31.02 （5.11） = arccos=22.63 （5.12）端面重合度 = z（tg-tg）+ z(tg-tg) （5.13） =1.9齒寬系數(shù) =1.3 （5.14）

45、縱向重合度 =0 （5.15）5.3齒輪校核5.3.1 校核齒面接觸強(qiáng)度 強(qiáng)度條件： 計(jì)算應(yīng)力： =ZZZZZ （5.16） = 式中： 定義切向力F=2005N（5.17） 使用系數(shù) K=1 動(dòng)載系數(shù) =（） （5.18） 式中 V= A=83.6 B=0.4 =1.08 （5.19）齒向載荷分布系數(shù) K=1.35（查的按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào)整，6級(jí)精度K非對(duì)稱支稱公式計(jì)算）齒間載荷分配系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) =1.5 重合度的系數(shù) 螺旋角系數(shù) 彈性系數(shù) 單對(duì)齒嚙合系數(shù) Z=1 =143.17MP許用應(yīng)力：= （5.20） 式中：極限應(yīng)力=1120MPa 最小安全系數(shù)=1.1 壽命系數(shù)=0.

46、92 潤(rùn)滑劑系數(shù)=1.05 速度系數(shù)=0.96 粗糙度系數(shù)=0.9 齒面工作硬化系數(shù)=1.03 尺寸系數(shù)=1則： =875.29MPa （5.21）滿足 校核齒根的強(qiáng)度 強(qiáng)度條件： 許用應(yīng)力： =； （5.22）式中：齒形系數(shù)=2.61， =2.2 應(yīng)力修正系數(shù)， 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù)=1.0 齒向載荷分布系數(shù)=1.3（其中N=0.94） 齒間載荷分配系數(shù)=1.0 則 =94.8MPa=88.3MPa許用應(yīng)力：= （按值較小齒輪核） 式中： 極限應(yīng)力=350MPa 安全系數(shù)=1.25 應(yīng)力修正系數(shù)=2 壽命系數(shù)=0.9 齒根圓角敏感系數(shù)=0.97 齒根表面狀況系數(shù)=1 尺寸系數(shù)=1則 = 滿足， 驗(yàn)算結(jié)果安全5.4齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算5.4.1.確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095885.4.2.確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 ，=