畢業(yè)論文-臥式鋼筋切斷機(jī)設(shè)計(jì)

1、全日制普通本科生畢業(yè)論文臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)the design of Horizontal reinforcing steel cutting machine學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：2021級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師及職稱：副教授2021年5月畢業(yè)論文設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院

2、、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承當(dāng)。 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)作者簽名： 年 月 日目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言12 整體設(shè)計(jì)思路及方案42.1 設(shè)計(jì)思路42.2 整體方案確定43 電機(jī)選擇53.1 切斷鋼筋需用力計(jì)算53.2 功率計(jì)算54 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)64.1 根本傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算6 4.1.1 分配傳動(dòng)比6 4.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)64.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)7 4.2.1 帶型確實(shí)定7 4.2.2 帶輪基準(zhǔn)直徑7 4.2.3 帶速確實(shí)定7 4.2.4 中心矩、帶長(zhǎng)及包角確實(shí)定7 4.2.5 確定帶的根數(shù)8 4.2.6 張緊力8 4.2.7 作用在軸上的載荷8 4.2.8

3、 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸見零件圖84.3 齒輪設(shè)計(jì)9 4.3.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)9 4.3.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 134.4 軸的校核16 4.4.1 一軸的校核16 4.4.2 三軸的校核204.5 鍵的校核24 4.5.1 鍵的選擇24 4.5.2 驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度254.6 軸承的校核25 4.6.1 初選軸承型號(hào)26 4.6.2 壽命的計(jì)算265 鋼筋切斷機(jī)的摩擦、磨損和潤(rùn)滑28結(jié)束語(yǔ)28參考文獻(xiàn)29致謝29臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)作 者：鄺云翔指導(dǎo)老師：向 陽(yáng)湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128摘 要：鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語(yǔ)房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水

4、利等工程中對(duì)鋼筋的定長(zhǎng)切斷。本設(shè)計(jì)為建筑上的臥式鋼筋切斷機(jī)，工作原理是：采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。關(guān)鍵詞：切斷，建筑，鋼筋，齒輪The Design of Horizontal Reinforcing Steel Cutting MachineAuthor:Kuang YunxiangTutor:Xiang Yang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changs

5、ha 410128，china)Abstract:The steel cutting machine is one of the indispensable equipment for steel processing, it is the main term housing construction, bridges, tunnels, power plants, large-scale water conservancy project on the steel fixed-length cut off. The design for the building on a horizonta

6、l steel bar cutting machine, how it works: using the deceleration of the motor through a V-belt drive and two-gear drive, driven by the crankshaft rotation, crankshaft push rod so that the slider and moving blades in the base slide for reciprocating linear movement, with the wrong cut reinforced the

7、 activities blades and fixed blades.Keywords：Cut, construction, steel, gears1 前言鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語(yǔ)房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對(duì)鋼筋的定長(zhǎng)切斷。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn)，因此近年來逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用1。國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的比照：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤(rùn)不高等原因，所以廠家?guī)资陙砀揪S持現(xiàn)狀，開展不快，與國(guó)外同行相比具體有以下幾方面差距。1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸

8、的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm，而國(guó)內(nèi)一般為17mm看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí)，不是換刀墊就是換刀片，有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度2。2)國(guó)外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機(jī)在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國(guó)產(chǎn)機(jī)器3)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計(jì)不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國(guó)外都是雙螺栓固定，2527mm厚，因此國(guó)外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國(guó)內(nèi)優(yōu)良3。4)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少國(guó)內(nèi)一般為2831次，國(guó)外要高出1520次，最高高出30次，工

9、作效率較高。5)國(guó)外機(jī)型一般采用半開式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤(rùn)滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤(rùn)滑4國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉3種，潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑2種。6)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國(guó)外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。而國(guó)內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗

10、糙、觀感較差?？v觀我國(guó)建筑用鋼筋切斷機(jī)的總體水平，與國(guó)際上先進(jìn)產(chǎn)品相比還是比擬落后。主要表現(xiàn)在：企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，生產(chǎn)效率低下。大局部產(chǎn)品調(diào)直速度較低，鋼筋的直線度不高，外表劃傷較重。造成這種局面的主要原因在于，我國(guó)的建筑用鋼筋切斷機(jī)市場(chǎng)還沒有真正形成，還處在地域及價(jià)格因素占主導(dǎo)位置的過渡階段，尚未進(jìn)入真正的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。生產(chǎn)企業(yè)多而零散，且大都處在一種小而全、小而不全的狀態(tài)，在這些生產(chǎn)企業(yè)中很難形成強(qiáng)大的技術(shù)投入在這種條件下，企業(yè)之間相互抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，很難找到擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領(lǐng)軍式的企業(yè)5。建筑用新級(jí)鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)提供了廣闊的

11、開展空間。為此，許多企業(yè)投入大量資金，爭(zhēng)相開發(fā)、研制適合新!級(jí)鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋切斷機(jī)。在傳統(tǒng)的調(diào)直模式和曲線輥式調(diào)直切斷機(jī)中廣泛采用的錘擊式切斷機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)期以來一直存在連切的問題，被行業(yè)稱之為老大難問題。多少年來，許多生產(chǎn)企業(yè)和使用單位為此傷透了腦筋，想盡了各種方法，始終沒有徹底解決。隨著專利技術(shù)“錘擊式?jīng)_壓及切斷設(shè)備的零連切裝置的開發(fā)與應(yīng)用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機(jī)構(gòu)的連切問題，而且調(diào)直度好，長(zhǎng)度誤差小，受到了新老戶、特別是廣闊鋼筋焊網(wǎng)企業(yè)的熱烈歡送。僅傳統(tǒng)設(shè)備改造一項(xiàng)就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場(chǎng)。采用剪式切斷機(jī)構(gòu)的新型對(duì)輥式鋼筋切斷機(jī)的使用，不僅明顯地降低了對(duì)冷、熱軋帶肋鋼筋外表的

12、傷，也使得鋼筋的調(diào)直速度由過去的m/min， 提高到90-120m/min、150m/min，甚至到達(dá)180m/min以上，直線度3mm/m，長(zhǎng)度誤差2mm，完全可以和國(guó)外產(chǎn)品媲美。復(fù)合式對(duì)輥+調(diào)直模式鋼筋切斷機(jī)，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品調(diào)直模式調(diào)直度好的特點(diǎn)，同時(shí)也使對(duì)輥式調(diào)直機(jī)的優(yōu)勢(shì)得到了充分發(fā)揮，調(diào)直速度由過去的30-50m/min 提高到80m/min。調(diào)直鋼筋的范圍也由5-10mm提高到14mm，直線度4，定尺精度10mm。在電氣控制方面，眾多企業(yè)紛紛淘汰傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)，竟相采用先進(jìn)的PLC 式電腦控制，不僅使控制單元得到了簡(jiǎn)化，整機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠，維護(hù)更加簡(jiǎn)單，更使我國(guó)建筑用鋼

13、筋切斷機(jī)的整體水平躍上一個(gè)新的臺(tái)階，極大地縮短了與國(guó)際上先進(jìn)產(chǎn)品的差距。面對(duì)空前廣闊的鋼筋切斷機(jī)市場(chǎng)，廣闊生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。多年來，受運(yùn)輸長(zhǎng)度等多種因素影響，大型軋鋼企業(yè)生產(chǎn)的直徑小于14鋼筋都是以盤條形式走向市場(chǎng)。目前已有個(gè)別企業(yè)看準(zhǔn)后續(xù)加工即鋼筋的調(diào)直與定尺切斷中的可觀利潤(rùn)，開始購(gòu)入單機(jī)。一旦這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)并完成對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線的改良，將以往的盤條改為直條走向市場(chǎng)，勢(shì)必對(duì)現(xiàn)有的鋼筋切斷機(jī)市場(chǎng)，特別是對(duì)鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠(yuǎn)慮，必有近憂，這是一個(gè)應(yīng)該引起廣闊鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問題。綜上所述，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速開展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的開展提供了一個(gè)廣闊

14、的開展空間，為廣闊生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈的我國(guó)建筑機(jī)械市場(chǎng)，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后效勞水平，積極、主動(dòng)走向市場(chǎng)，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足廣闊用戶的需求，盡快縮短與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國(guó)廣闊鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與開展的必由之路6。2 整體設(shè)計(jì)思路及方案2.1 設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)中的臥式鋼筋切斷機(jī)，由電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)7,曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。如圖1：電機(jī) 2-小帶輪 3-大帶輪 4-一軸連軸齒輪

15、5-二軸大齒輪 6-二軸連軸齒輪 7-曲軸大齒輪 8-曲軸 9-連桿 10-活動(dòng)刀座 11-固定刀座 12-飛輪 13-二軸 14-一軸圖1整體方案示意圖Fig.1 The overall program diagram2.2 整體方案確定選擇三級(jí)減速，先是一級(jí)帶減速，再兩級(jí)齒輪減速。首先采用一級(jí)帶傳動(dòng)，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。并安裝張緊輪。然后采用兩級(jí)齒輪減速，因?yàn)樗捎脕韨鬟f空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并具有功率范圍大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作平安可靠等特點(diǎn)8。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動(dòng),把動(dòng)力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動(dòng)系統(tǒng)作 的是回

16、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的曲柄的主要結(jié)構(gòu)型式又分為四種：圓盤式，偏心輪式，偏心軸式，曲軸式。通過考慮實(shí)際情況，我決定選擇曲軸式。同時(shí)，在曲軸處安裝一飛輪，用于儲(chǔ)存慣性能，使切斷過程順利進(jìn)行。外殼的選擇，我采用全開式，原因有兩個(gè)方面。一 有利于散熱，同時(shí)方便在關(guān)鍵部位放潤(rùn)滑油。二 價(jià)格廉價(jià)，制造簡(jiǎn)單。從整體上來說，臥式鋼筋切斷機(jī)占地面積較大，但相對(duì)的高度較小。從結(jié)構(gòu)上說，用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋

17、，有較好的急回特性，推程速度平穩(wěn)，急回速度較快。3 電機(jī)選擇根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境選擇電動(dòng)機(jī)類型，采用臥式安裝，防護(hù)式電機(jī)，繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)9。3.1 切斷鋼筋需用力計(jì)算為了保證鋼筋的剪斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過材料的許應(yīng)剪應(yīng)力10。即切斷鋼筋的條件為： 1查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機(jī)切斷的最大剛筋粗度為：mm。那么本機(jī)器的最小切斷力為： 取切斷機(jī)的Q=22000N。3.2 功率計(jì)算由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。那么切斷處的功率P：W 2 查表可知在傳動(dòng)過程中11，帶傳動(dòng)的效率為= 0.940.97； 二級(jí)齒輪減速器的效率為= 0.960.99； 滾動(dòng)

18、軸承的傳動(dòng)效率為= 0.940.98； 連桿傳動(dòng)的效率為= 0.810.88；滑動(dòng)軸承的效率為由以上可知總的傳動(dòng)效率為: 由此可知所選電機(jī)功率最小應(yīng)為 kw查手冊(cè)并根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境和性質(zhì)選取電機(jī)為：Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，代號(hào)為Y112M-6，輸出功率為2.2kw，輸出速度為960 r/min。4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 根本傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算4.1.1 分配傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y，滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min。a) 總傳動(dòng)比 b) 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 3上式中i0、i1分別為帶傳動(dòng)與減速器兩級(jí)齒輪減速的傳動(dòng)比，為使V帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，同時(shí)使減速器的傳動(dòng)比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)12

19、。初步取i0 =2，那么減速器的傳動(dòng)比為 c) 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=6.4，那么i22=5。注以下有i1代替i11，i2代替i224.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)a) 各軸的轉(zhuǎn)速 軸 4 軸 5 軸 6b) 各軸的輸入功率 軸 7 軸 8 軸 9c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 軸 10 軸 11 軸 124.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.2.1 帶型確實(shí)定由設(shè)計(jì)可知：V帶傳動(dòng)的功率為2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為960r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為480r/min。查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，Pc2.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng)

20、得圖表選取A型V帶。4.2.2 帶輪基準(zhǔn)直徑查閱相關(guān)手冊(cè)選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d1=100mm，那么大帶輪基準(zhǔn)直徑為d2=2100=200mm4.2.3 帶速確實(shí)定 134.2.4 中心矩、帶長(zhǎng)及包角確實(shí)定由式： 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 14可知： 0.7(100+200)a02(100+200) 得 210a0600 初步確定中心矩為 a0=400 根據(jù)相關(guān)公式初步計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 查表選取帶的長(zhǎng)度為1250mm計(jì)算實(shí)際中心矩： 15取386mm驗(yàn)算小帶輪包角： 4.2.5 確定帶的根數(shù) 16 查表知 p1=0.97 p1 ka=0.965 kl=0.93 那么 取Z=44

21、.2.6 張緊力 17 4.2.7 作用在軸上的載荷 184.2.8 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸見零件圖圖2 帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸圖Fig.2 The structure and size of the pulley Figure4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.3.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)a) 選材料、確定初步參數(shù)1) 選材料 小齒輪：40Cr鋼調(diào)制13，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS2) 初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為20，那么大齒輪的齒數(shù)為206.4=1283) 齒數(shù)比即為傳動(dòng)比 4) 選擇尺寬系數(shù)d和傳動(dòng)精度等級(jí)情況，參照相關(guān)手冊(cè)并根據(jù)以前學(xué)過的知識(shí)選取 d初估小齒輪直

22、徑d1=60mm，那么小齒輪的尺寬為b=d d160=36mm5) 齒輪圓周速度為： 參照手冊(cè)選精度等級(jí)為9級(jí)。6) 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩T1 19確定重合度系數(shù)Z、Y：由公式可知重合度為那么由手冊(cè)中相應(yīng)公式可知： 20 21確定載荷系數(shù) KH 、KF確定使用系數(shù) KA：查閱手冊(cè)選取使用系數(shù)為KA確定動(dòng)載系數(shù)Kv：查閱手冊(cè)選取動(dòng)載系數(shù)Kv確定齒間載荷分布系數(shù)KHa、KFa： 22那么 23 24載荷系數(shù)KH、KF 確實(shí)定，由公式可知 25 26b) 齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定許用應(yīng)力H 總工作時(shí)間th，假設(shè)該切斷機(jī)的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個(gè)小時(shí)，那么： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1、N2 壽命系

23、數(shù)14 Zn1、Zn2 ，查閱相關(guān)手冊(cè)選取Zn1=1.0、Zn2 接觸疲勞極限?。篽lim1=720MPa、hlim2=580MPa 平安系數(shù)?。篠h 許用應(yīng)力 h1、h2 27 彈性系數(shù)ZE 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取ZH求所需小齒輪直徑d1 與初估大小根本相符。確定中心距，模數(shù)等幾何參數(shù) 中心距a： 圓整中心矩取222mm 模數(shù)m：由中心矩a及初選齒數(shù)Z1 、Z2得： 28分度圓直徑d1,d2 29 確定尺寬：取大齒輪尺寬為 b1=600.6=36mm 小齒輪尺寬取 b2=40mmc) 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算求許用彎曲應(yīng)力 F 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF1、NF2 壽

24、命系數(shù)Yn1、Yn2 ，查閱相關(guān)手冊(cè)選取Yn1=1、Yn2=1 極限應(yīng)力?。篎lim1=290MPa、Flim2=220MPa 尺寸系數(shù)Yx：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選，取Yx 平安系數(shù)SF：參照表9-13，取SF 需用應(yīng)力F1 、F2 由式9-20，許用彎曲應(yīng)力 30 齒形系數(shù)YFa1、YFa2 由圖9-19，取 YFa1=2.56 YFa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1、Ysa2 由圖9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度 由式9-17，齒根彎曲應(yīng)力 314.3.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)a) 選材料、確定初步參數(shù)選材料 小齒輪：40Cr鋼調(diào)制15，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：

25、45鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS2) 初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為28，那么大齒輪的齒數(shù)為285=140齒數(shù)比即為傳動(dòng)比 選擇尺寬系數(shù)d和傳動(dòng)精度等級(jí)情況，參照相關(guān)手冊(cè)并根據(jù)以前學(xué)過的知識(shí)選取 d=2/3初估小齒輪直徑d1=84mm，那么小齒輪的尺寬為b=d d1=2/384=56mm齒輪圓周速度為： 參照手冊(cè)選精度等級(jí)為9級(jí)。計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩T116確定重合度系數(shù)Z、Y：由公式可知重合度為17那么由手冊(cè)中相應(yīng)公式可知：確定載荷系數(shù) KH 、KF確定使用系數(shù) KA：查閱手冊(cè)選取使用系數(shù)為KA確定動(dòng)載系數(shù)Kv：查閱手冊(cè)選取動(dòng)載系數(shù)Kv確定齒間載荷分布系數(shù)18KHa、KFa：那么 載荷系數(shù)KH

26、、KF 確實(shí)定，由公式可知c) 齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算1) 確定許用應(yīng)力H 總工作時(shí)間th，假設(shè)該彎曲機(jī)的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個(gè)小時(shí)，那么： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1、N2壽命系數(shù) Zn1、Zn2 ，查閱相關(guān)手冊(cè)選取Zn1=1.33、Zn2接觸疲勞極限19?。篽lim1=760MPa、hlim2=760MPa平安系數(shù)取：Sh=1許用應(yīng)力 h1、h2 彈性系數(shù)ZE 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取ZH求所需小齒輪直徑d1 與初估大小根本相符。確定中心距，模數(shù)等幾何參數(shù) 中心距a： 圓整中心矩取252mm 模數(shù)m：由中心矩a及初選齒數(shù)Z1 、Z2得： 分度圓直

27、徑d1,d2 確定尺寬：取大齒輪尺寬為 b1=842/3=56mm 小齒輪尺寬取 b2=60mmc) 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算1) 求許用彎曲應(yīng)力 F 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF1、NF2 壽命系數(shù)Yn1、Yn2 ，查閱相關(guān)手冊(cè)選取Yn1=1、Yn2=1 極限應(yīng)力?。篎lim1=290MPa、Flim2=230MPa 尺寸系數(shù)Yx：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選，取Yx 平安系數(shù)SF：參照表9-13，取SF 需用應(yīng)力F1 、F2 由式9-20，許用彎曲應(yīng)力 齒形系數(shù)YFa1、YFa2 由圖9-19，取 YFa1=2.56 YFa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1、Ysa2 由圖9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2校核齒根抗彎

28、疲勞強(qiáng)度 由式9-17，齒根彎曲應(yīng)力 4.4 軸的校核4.4.1 一軸的校核 軸直徑的設(shè)計(jì)式 32軸的剛度計(jì)算20a) 按當(dāng)量彎矩法校核1) 設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖。圖3 軸的受力轉(zhuǎn)矩彎矩圖Fig.3 Axis force-torque moment diagram求作用在軸上的力21如表1，作圖如圖3-c表1 作用在軸上的力Table 1 The role of force in the axis垂直面Fv水平面Fh軸承1F2=12NF4=891N齒輪 2=N軸承3F1=476NF3=1570N帶輪41056N3 求作用在軸上的彎矩如表2，作出

29、彎矩圖如圖3-d、3-e表2 作用在軸上的彎矩Table 2 The role of the shaft of the moment垂直面Mv水平面Mh截面合成彎矩截面合成彎矩4作出轉(zhuǎn)彎矩圖如圖3-f5作出當(dāng)量彎矩圖如圖3-g，并確定可能的危險(xiǎn)截面、如圖3-a。并算出危險(xiǎn)截面的彎矩如表3。表3截面的彎矩Table 3 Cross-section of the moment截面截面6確定許用應(yīng)力軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa。7校核軸徑如表4表4 驗(yàn)算軸徑Table 4 Checking shaft diameter截面截面結(jié)論：按當(dāng)量彎

30、矩法校核，軸的強(qiáng)度足夠。b) 軸的剛度計(jì)算 33 34所以軸的剛度足夠4.4.2 三軸的校核 軸直徑的設(shè)計(jì)式 軸的剛度計(jì)算a) 按當(dāng)量彎矩法校核設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖。 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖4-a圖4 軸的受力彎矩轉(zhuǎn)矩圖Fig.4 Axis force-moment torque diagram求作用在軸上的力如表5，并作圖如圖4-c表5 作用在軸上的力Table 5 The role of force in the axis垂直面Fv水平面Fh軸承1F3=1627NF1=8362N齒輪 =2381N軸承2F4=754NF3=12619N曲軸2184

31、8N3計(jì)算出彎矩如表6，并作圖如圖4-d、e表6 軸上的彎矩Table 6 Axis bending moment垂直面Mv水平面Mh截面合成彎矩截面合成彎矩4作出轉(zhuǎn)彎矩圖如圖4-f5作出當(dāng)量彎矩圖如圖4-g，并確定可能的危險(xiǎn)截面、和的彎矩如表7表7危險(xiǎn)截面的彎矩Table 7 The moment of the dangerous section截面截面6確定許用應(yīng)力軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa7校核軸徑如表8表8 校核軸徑Table 8 Check shaft diameter截面截面結(jié)論：按當(dāng)量彎矩法校核，軸的強(qiáng)度足夠。 8)

32、軸的剛度計(jì)算 35所以軸的剛度足夠4.5 鍵的校核4.5.1 鍵的選擇 鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)使用要求和工作狀況來選擇。選擇時(shí)應(yīng)考慮傳遞轉(zhuǎn)拒的大小，聯(lián)接的對(duì)中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動(dòng)及滑動(dòng)距離長(zhǎng)短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸(鍵寬b 鍵高h(yuǎn))與長(zhǎng)度L。鍵的橫截面尺寸bh 依軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的長(zhǎng)度L一般可按輪轂的長(zhǎng)度選定，即鍵長(zhǎng)略短于輪轂長(zhǎng)度，并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列。故根據(jù)以上所提出的以及該機(jī)工作時(shí)的要求，應(yīng)選用A型普通平鍵。由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：鍵寬 b=16mm 鍵高 h=10mm 鍵長(zhǎng) L=30mm平鍵聯(lián)接的失效形式有：對(duì)

33、普通平鍵聯(lián)接而言，其失效形式為鍵，軸，輪轂三者中較弱的工作外表被壓潰。工程設(shè)計(jì)中，假定壓力沿鍵長(zhǎng)和鍵高均勻分布，可按平均擠壓應(yīng)力進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性的條件計(jì)算，即：靜聯(lián)接 式中 傳遞的轉(zhuǎn)矩 軸的直徑 鍵與輪轂的接觸高度(mm)，一般取 鍵的接觸長(zhǎng)度(mm).圓頭平鍵 許用擠壓應(yīng)力) 鍵的工作長(zhǎng)度 擠壓面高度 轉(zhuǎn)矩 許用擠壓應(yīng)力，查表， 那么 擠壓應(yīng)力 36 所以 此鍵是平安的。附：鍵的材料：因?yàn)閴簼⒑湍p是鍵聯(lián)接的主要失效形式，所以鍵的材料要求有足夠的硬度22。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用抗拉強(qiáng)度不低于的鋼制造，如 45鋼 Q275 等。4.6 軸承的校核滾動(dòng)軸承是又專業(yè)工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件。滾動(dòng)軸承的類型

34、、尺寸和公差等級(jí)均已制訂有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中只需根據(jù)工作條件選擇適宜的軸承類型、尺寸和公差等級(jí)等，并進(jìn)行軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.6.1 初選軸承型號(hào) 試選10000K軸承，查GB/T281-1994，查得10000K軸承的性能參數(shù)為： C=14617N Co=162850N (脂潤(rùn)滑) a) 計(jì)算軸承內(nèi)部軸向力. 查表得10000K軸承的內(nèi)部軸向力 那么： 37b) 計(jì)算外加軸向載荷 c) 計(jì)算軸承的軸向載荷 因?yàn)?故 軸承1 軸承2 d) 當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算 由式 38 查表得： 的界限值 查表知 故 故 那么： 式中. (輕度沖擊的運(yùn)轉(zhuǎn))由于 ，且軸承1、2采用型號(hào)、尺寸相同的軸承，谷只對(duì)

35、軸承2進(jìn)行壽命計(jì)算。e) 計(jì)算軸承壽命 f) 極限轉(zhuǎn)速計(jì)算 由式 39 查得：載荷系數(shù) 載荷分布系數(shù) 故 計(jì)算結(jié)果說明，選用的10000K型調(diào)心球軸承能滿足要求。5 鋼筋切斷機(jī)的摩擦、磨損和潤(rùn)滑摩擦是不可防止的自然現(xiàn)象，摩擦得結(jié)果造成機(jī)器的能量損耗、效率降低、溫度升高、出現(xiàn)噪聲、性能下降的問題。摩擦必然會(huì)造成磨損，在實(shí)際應(yīng)用中有許多零件都 因磨損過渡而報(bào)廢。潤(rùn)滑那么是改善摩擦、減緩磨損的有效方法。切斷機(jī)中的摩擦主要是軸承的摩擦，而磨損包括滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。軸承就是滾動(dòng)摩擦，其摩擦力較小損耗也較小。摩擦得結(jié)果勢(shì)必會(huì)造成磨損，而影響磨損的因素也有很多，主要有載荷大小、材料匹配、潤(rùn)滑狀況、工作溫度

36、等。為減少磨損需要從這些方面入手，采取各種有效方法，減少磨損。減少磨損的主要方法有：1.潤(rùn)滑。2.注意選擇材料，按照根本磨損形式正確選擇材料是提高機(jī)械和零件耐磨性的關(guān)鍵之一。3.提高加工精度和外表質(zhì)量也可以減少磨損。4.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，正確合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是減少磨損和提高耐磨性的有效途徑。5.正確使用和維護(hù)。 結(jié)束語(yǔ)設(shè)計(jì)終于接近了尾聲，通過這次設(shè)計(jì)，我對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次回憶，學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)能力都有了一定的提高，同時(shí)，在設(shè)計(jì)中碰到了種種問題，也讓我有了深層次的回憶，使我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了一個(gè)更深的感悟，同時(shí)也對(duì)自己的缺乏有了新的認(rèn)識(shí)。本次設(shè)計(jì)的是一種結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)明實(shí)用的鋼筋切斷裝置，該裝置的特點(diǎn)是價(jià)

37、格低廉，節(jié)省空間，維修方便。該切斷機(jī)是采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。并用型鋼焊接了鋼架，使其結(jié)構(gòu)盡可能的簡(jiǎn)單。在設(shè)計(jì)中，我盡可能的采用通用部件，從而使設(shè)計(jì)周期縮短，本錢降低。設(shè)計(jì)過程中，我主要考慮了機(jī)器的性能以及經(jīng)濟(jì)性，在保證其完成工作要求的前提下，盡可能的提高其性價(jià)比。這是我第一次搞這樣的綜合性的設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)一些漏洞或缺乏之處，如一些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)件的選用或一些經(jīng)濟(jì)性上的構(gòu)思可能有欠妥當(dāng)，造成一些不必要的浪費(fèi)，由于經(jīng)驗(yàn)的缺乏，對(duì)實(shí)際工作過程的控制不夠，機(jī)構(gòu)僅僅限于設(shè)計(jì)階段，未考慮實(shí)際工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)的各種問題，從而本設(shè)計(jì)還有很大的改善空間，加上其它方面的原因，使得本次設(shè)計(jì)還有很大的改善空間。另外，本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)價(jià)值還沒有通過實(shí)際的考驗(yàn)。參考文獻(xiàn)1 車仁煒等.一種新型鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)研究J.機(jī)械傳動(dòng)，2004，54：48-