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摘 要
GT1-4型調(diào)直切斷機用于調(diào)直和切斷直徑1-4mm鋼筋，可廣泛用于五金制品、工藝品及日用品生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。該機器由進線部分、調(diào)直部分、切斷部分等組成，可設(shè)定鋼筋切斷長度并自動落料。
本文對鋼筋調(diào)直切斷機的設(shè)計進行了比較系統(tǒng)的研究，對鋼筋調(diào)直切斷機進行了分類和綜合的介紹；對鋼筋調(diào)直切斷機的工作原理進行了系統(tǒng)的分析；對鋼筋調(diào)直切斷機的功率計算與分配、受力分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要零部件設(shè)計與選擇等進行了詳細(xì)的介紹。對產(chǎn)品總體結(jié)構(gòu)和工作性能進行了優(yōu)化設(shè)計，達到了比較完善的設(shè)計要求，最后對鋼筋調(diào)直切斷機進行了總體調(diào)試。
本次設(shè)計的鋼筋調(diào)直切斷機為電機驅(qū)動鋼筋調(diào)直切斷機，用于調(diào)直直徑為1-4mm的盤圓鋼筋或冷拔鋼筋。并且根據(jù)需要長度進行自動調(diào)直和切斷，調(diào)直過程中將鋼筋表面氧化皮、鐵銹和污物除掉。充分發(fā)揮了其良好的機動性，體積小，操作簡單，效率高等特點，在提高施工速度，保證施工質(zhì)量的同時，降低了人工與材料的成本，減輕了勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。
關(guān)鍵詞：鋼筋；調(diào)直；切斷；設(shè)計
Abstract
GT1-4 type straightening cutting machine for straightening and cutting diameter of 1-4mm steel can be widely used in various fields of hardware products, crafts and daily necessities production. The machine is composed of straight line part, part cut part, set steel cutting length and automatic blanking.
The tune for a reinforced straight cutting machine design of systematic research, of reinforced straight cutting machine were classified and comprehensive presentation; of reinforced straight cutting machine principle of work analysis system; of reinforced straight cutting machine power calculation and allocation, force analysis, structure design, design of the main parts and the selection etc. were introduced in detail. The overall product structure and properties of the optimal design, meet the requirements of the design more perfect, at the end of the steel bar straightening and cutting machine for the overall debugging.
The design of reinforced straight cutting machine for motor drive reinforced straight cutting machine for straightening diameter for 1-4 of coiled steel or cold drawn bar. And according to the required length of automatic straightening and cutting, straightening process will be reinforced surface oxide skin, remove rust and dirt. Give full play to its good maneuverability, small size, simple operation, high efficiency, in improving the speed of construction to ensure construction quality, reducing the cost of labor and materials, reduce the labor intensity, improve the labor productivity.
Keywords: reinforced; straightening; cut; design
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1課題背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)況 1
1.3發(fā)展前景 2
第二章 總體方案設(shè)計與參數(shù)計算 3
2.1設(shè)計要求 3
2.2方案設(shè)計 3
2.2.1原理分析 3
2.2.2調(diào)直機構(gòu)方案設(shè)計 3
2.2.2切斷機構(gòu)設(shè)計 4
2.3主要參數(shù)計算 4
2.3.1 生產(chǎn)率計算 4
2.3.2 功率計算及電動機選擇 5
第三章 主要零部件的設(shè)計 9
3.1第一組V帶傳動設(shè)計 9
3.1.1 確定設(shè)計功率 9
3.1.2 初選帶的型號 9
3.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和 9
3.1.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度 10
3.1.5 驗算小輪包角 10
3.1.6 計算帶的根數(shù) 10
3.1.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 11
3.2第二組V帶設(shè)計 11
3.2.1 確定設(shè)計功率 11
3.2.2 初選帶的型號 11
3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和 11
3.2.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度 12
3.2.5 驗算小輪包角 12
3.2.6 計算帶的根數(shù) 12
3.2.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 13
3.3齒輪傳動設(shè)計 13
3.3.1確定齒輪傳動精度等級 13
3.3.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 14
3.3.3 驗算齒面接觸疲勞強度 15
3.3.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 15
3.3.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 16
3.4軸的設(shè)計 17
3.4.1 Ⅰ軸的設(shè)計 17
3.4.2 Ⅱ軸的設(shè)計 19
3.5主要零件的規(guī)格及加工要求 22
3.5.1調(diào)直筒及調(diào)直塊 22
3.5.2齒輪 22
3.5.3調(diào)直機的各傳動軸均安裝滾動軸承 22
3.5.4傳送壓輥的選用和調(diào)整 23
3.5.5定長機構(gòu)的選擇與調(diào)整 23
第四章 基于Pro/E的三維設(shè)計 24
4.1 Pro/E三維設(shè)計軟件概述 24
4.2三維設(shè)計 25
4.2.1牽引輪軸 25
4.2.2齒輪 25
4.2.3軸 26
4.2.4調(diào)直筒 26
4.2.5箱體 26
4.2.6三維裝配 27
總 結(jié) 28
參考文獻 29
致 謝 30
IV
寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）
第一章 緒論
1.1課題背景及意義
21世紀(jì)是一個技術(shù)創(chuàng)新的時代，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與設(shè)計概念得到不斷創(chuàng)新，高性能材料的開發(fā)應(yīng)用使預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)獲得高速而廣泛的發(fā)展，在鋼筋混凝土中，鋼筋是不可缺少的構(gòu)架材料，而鋼筋的加工和成型直接影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度、造價、工程質(zhì)量以及施工進度。所以，鋼筋加工機械是建筑施工中不可缺少的機械設(shè)備。
伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑機械成為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑施工與生產(chǎn)過程中不可缺少的設(shè)備。建筑生產(chǎn)與施工過程實現(xiàn)機械化、自動化、降低施工現(xiàn)場人員的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)施工成本，為建筑業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。由于建筑機械能夠為建筑業(yè)提供必要的技術(shù)設(shè)備，因此成為衡量建筑業(yè)生產(chǎn)力水平的一個重要標(biāo)志，并且為確保工程質(zhì)量、降低工程造價、提高經(jīng)濟效益、社會效益與加快工程建設(shè)速度提供了重要的手段。所以，提高建筑機械的管理、使用、維護與維修能力，對加快建筑生產(chǎn)與施工速度，具有十分重要的意義。
在建筑物中，鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土機構(gòu)得到廣泛的應(yīng)用，而鋼筋作為結(jié)構(gòu)中的骨架起著級其重要的作用。因此，鋼筋加工機械成為建設(shè)施工工程中不可缺少的重要設(shè)備。而鋼筋調(diào)直切斷機作為一種重要的鋼筋加工機械，是其中使用較多的一種設(shè)備。為了更快速、更有效的調(diào)直出高質(zhì)量的鋼筋，設(shè)計一種自動化程度高、加工質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便，加工品種多，工作效率高，適用于建筑、水利、橋梁等施工行業(yè)的鋼筋調(diào)直切斷機，既能提高生產(chǎn)效率和鋼筋調(diào)直質(zhì)量，又能簡化操作程序，而且可以減輕工人的勞動強度。
1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)況
鋼筋矯直切斷機在建筑行業(yè)運用廣泛，國內(nèi)外對鋼筋矯直切斷機的研究也比較多，國內(nèi)對于鋼筋矯直切斷機的需求空間很廣，但國內(nèi)的矯直切斷機只能滿足一般的需求，對于一些矯直精度較高，切斷質(zhì)量要求也較高的鋼筋就無法滿足了，需要從國外進口有關(guān)設(shè)備，總體來說國內(nèi)的技術(shù)還落后于國外。
由于冷軋帶肋鋼筋需要經(jīng)矯直切斷后才可使用，但目前對于冷軋帶肋鋼筋矯直的理論研究還不是很完善，冷軋帶肋鋼筋矯直的無劃傷問題一直沒有得到很好的解決，冷軋帶肋鋼筋矯直機的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計也主要是依據(jù)普通圓鋼筋矯直機的有關(guān)參數(shù)。國內(nèi)還沒有能滿足矯直性能要求的數(shù)控冷軋帶肋鋼筋矯直切斷機，而從國外進口一臺數(shù)控冷軋帶肋鋼筋矯直切斷機需要8萬美元，一般用戶難以承擔(dān)。市場上急需一種矯直質(zhì)量較好、自動化程度及生產(chǎn)效率較高的矯直切斷機。
國內(nèi)的機器最缺少的技術(shù)就是矯直技術(shù)了，而這一方面國際上有些國家發(fā)展的較好，如前蘇聯(lián)，德國和日本在這方面起步較早。國內(nèi)有關(guān)技術(shù)人員也在矯直理論和技術(shù)的研究方面作出了很大的努力，其中有部分成果的水平居領(lǐng)先地位，如列入1998河北省企業(yè)技術(shù)開發(fā)第二批計劃的GTK6/12數(shù)控冷軋帶肋鋼筋矯直切斷機已經(jīng)解決了有關(guān)技術(shù)上的難題其水平已達到國內(nèi)領(lǐng)先地位，它在提高矯直質(zhì)量、保證矯直后鋼筋表面無劃傷的基礎(chǔ)上，采用了數(shù)控技術(shù)，提高了自動化程度，實現(xiàn)了自動定長切斷、記數(shù)（鋼筋長度、單根重量、總重、鋼筋總數(shù)）及自動停車等功能。
1.3發(fā)展前景
綜上所述，我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機械市場，加強企業(yè)的經(jīng)營管理，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)品售后服務(wù)水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足廣大用戶的需求，盡快縮短與國外先進企業(yè)的差距，無疑是我國廣大鋼筋調(diào)直切斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
第二章 總體方案設(shè)計與參數(shù)計算
2.1設(shè)計要求
GT1-4型調(diào)直切斷機用于調(diào)直和切斷直徑1-4毫米鋼筋，可廣泛用于五金制品、工藝品及日用品生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。該機器由進線部分、調(diào)直部分、切斷部分等組成，可設(shè)定鋼筋切斷長度并自動落料。
主要參數(shù)如下：
（1）調(diào)直鋼筋直徑：1-4mm；
（2）自動切斷長度：50-1000mm；
（3）調(diào)直速度：≤25m/min；
（4）調(diào)直、切斷電機功率：0.5kW×2；
（5）外形尺寸（長×寬×高）：2250mm×400mm×900mm；
（6）整機重量：180kg。
2.2方案設(shè)計
2.2.1原理分析
鋼筋調(diào)直切斷機調(diào)直切斷原理如圖所示：
圖1-1調(diào)直切斷原理
1-盤料架；2-調(diào)直筒；3-牽引輪；4-剪刀；5-定長裝置；
工作時，繞在旋轉(zhuǎn)架1上的鋼筋，由連續(xù)旋轉(zhuǎn)著的牽引輥3拉過調(diào)直筒2，并在下切剪刀4中間通過，進入受料部。當(dāng)調(diào)直鋼筋端頭頂動定長裝置的直桿5后，切斷剪刀便對鋼筋進行切斷動作，然后剪刀有恢復(fù)原位或固定不動。
2.2.2調(diào)直機構(gòu)方案設(shè)計
根據(jù)上述工作原理調(diào)直機構(gòu)選用如下圖所示結(jié)構(gòu)：
圖1-2調(diào)直機機構(gòu)方案簡圖
1-電動機；2-調(diào)直筒
采用一臺電動機作動力裝置，電動機軸端安裝兩個V帶輪，驅(qū)動調(diào)直筒和牽引機構(gòu)。其牽引機構(gòu)傳動如下：電動機啟動后，經(jīng)V帶輪帶動減速齒輪帶動一對同速反向回轉(zhuǎn)齒輪，使?fàn)恳嗈D(zhuǎn)動，牽引鋼筋向前運動。
2.2.2切斷機構(gòu)設(shè)計
根據(jù)上述工作原理切斷機構(gòu)機構(gòu)選用如下圖所示結(jié)構(gòu)：
圖1-3 切斷機構(gòu)方案簡圖
1-曲柄輪；2-連桿；3-錘頭；4-定長拉桿；5-鋼筋；6-復(fù)位彈簧；7-刀臺座；8-下切刀；9-上切刀；10-上切刀架；
下切刀8固定在刀座臺7上，調(diào)直后的鋼筋從切刀中孔中通過。上切刀9安裝在刀架10上，非工作狀態(tài)時，上刀架被復(fù)位彈簧6推至上方，當(dāng)定長拉桿4將刀臺座7拉到錘頭3下面時，上刀架受到錘頭的沖擊向下運動，鋼筋在上、下刀片間被切斷。
2.3主要參數(shù)計算
2.3.1 生產(chǎn)率計算
（2-1）
式中：
D-牽引輪直徑（mm）
N-牽引輪轉(zhuǎn)速（r/min）
-每米鋼筋重量（kg）
K-滑動系數(shù)，一般取K=0.95～0.98
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得：
2.3.2 功率計算及電動機選擇
調(diào)直部分：
調(diào)直筒所需的功率：
（2-2）
式中 `
調(diào)直筒的扭矩：
（2-3）
式中
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，得：
牽引部分：
鋼筋牽引功率：
（2-4）
式中
牽引輪壓緊力：
（2-5）
式中
切斷部分：
鋼筋剪切功率：
（2-6）
式中
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，經(jīng)計算得：
鋼筋切斷力P：
（2-7）
式中 d-鋼筋直徑，mm
-材料抗剪極限強度，
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得：
鋼筋切斷機動刀片的沖程數(shù)n：
(r/min) （2-8）
式中 -電動機轉(zhuǎn)速，r/min
i-機械總傳動比
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得：
(r/min)
作用在偏心輪軸的扭矩M：
（2-9）
式中 -偏心距，mm
－偏心輪半徑與滑塊運動方向所成之角
－
L-連桿長度，mm
－偏心輪軸徑的半徑，mm
-偏心輪半徑，mm
－滑塊銷半徑，mm
-滑動摩擦系數(shù)，=0.10～0.15
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得：
驅(qū)動功率N：
（2-10）
式中 -作用在偏心輪軸的扭矩，N mm
-鋼筋切斷次數(shù)，1/min
-傳動系統(tǒng)總效率
帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得：
=
總功率：
考慮到摩擦損耗等因素，選電動機型號為，功率為5.5KW，轉(zhuǎn)速為1440r/min.
第三章 主要零部件的設(shè)計
3.1第一組V帶傳動設(shè)計
設(shè)計的原始條件為：傳動的工作條件，傳遞的功率P，主、從動輪的轉(zhuǎn)速、（傳動比i），傳動對外廓尺寸的要求。
設(shè)計內(nèi)容：確定帶的型號、長度、根數(shù)；
傳動中心距；
帶輪基準(zhǔn)直徑及結(jié)構(gòu)尺寸；
計算初拉力， 帶對軸的壓力
設(shè)計的步驟和方法
3.1.1 確定設(shè)計功率
考慮載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)的時間等因素，設(shè)計功率要求要比傳遞的功率略大，即：
（2-11）
式中 P-傳遞的額定功率，（KW）
-工作情況系數(shù)，=1.2
4.141.2=4.97(KW)
3.1.2 初選帶的型號
根據(jù)設(shè)計功率和主動輪轉(zhuǎn)速=1440r/mim。選定帶的型號為A型。
3.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和
（1）選擇，由，查表得 =280（mm）
（2）驗算帶速V，帶速太高則離心力大，減小帶與帶輪間的壓力易打滑，帶速太低，要求傳遞的圓周力大，使帶根速過多，故V應(yīng)在5～25mm/s之內(nèi)。
（2-12）
（3）計算從動輪基準(zhǔn)直徑：
=i ==138.57（mm） （2-13）
取標(biāo)準(zhǔn)值=140（mm）
3.1.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度
一般取 （2-14）
計算相應(yīng)于的帶基準(zhǔn)長度：
根據(jù)初定的查表，選取接近值的基準(zhǔn)長度=1600（mm）
實際中心距： （2-15）
3.1.5 驗算小輪包角
（2-16）
3.1.6 計算帶的根數(shù)
取Z=2 （2-17）
式中 -包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（）時對傳動能力的影響
-長度系數(shù)，考慮帶長與實驗條件不符時對傳動能力的影響
-實驗條件下，單根V帶所能傳遞的功率
-單根V帶傳遞功率的增量
考慮傳動比時，帶在大輪上的彎曲應(yīng)力小，故在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率，其計算式為：
（2-18）
式中 -彎曲影響系數(shù)，
-傳動比系數(shù) =1.12
3.1.7 計算帶作用在軸上的載荷Q
為設(shè)計軸和軸承，應(yīng)計算出V帶對軸的壓力Q：
（2-19）
式中 Z-帶的根數(shù)
-單根V帶的初拉力N
（2-20）
（2-21）
3.2第二組V帶設(shè)計
設(shè)計的原始條件為：傳動的工作條件，傳遞的功率P，主、從動輪的轉(zhuǎn)速、（傳動比i），傳動對外廓尺寸的要求。
設(shè)計內(nèi)容：確定帶的型號、長度、根數(shù)；
傳動中心距；
帶輪基準(zhǔn)直徑及結(jié)構(gòu)尺寸；
計算初拉力， 帶對軸的壓力
3.2.1 確定設(shè)計功率
考慮載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)的時間等因素，設(shè)計功率要求要比傳遞的功率略大，即：
（2-22）
式中 P-傳遞的額定功率，KW
-工作情況系數(shù)，=1.2
1.361.2=1.632(KW)
3.2.2 初選帶的型號
根據(jù)設(shè)計功率和主動輪轉(zhuǎn)速=1440r/mim。選定帶的型號為A型。
3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和
（1）選擇，由，查表得 =140mm
（2）驗算帶速V，帶速太高則離心力大，減小帶與帶輪間的壓力易打滑，帶速太低，要求傳遞的圓周力大，使帶根速過多，故V應(yīng)在5～25mm/s之內(nèi)。
（2-23）
（3）計算從動輪基準(zhǔn)直徑：
=i ==280（mm） （2-24）
取標(biāo)準(zhǔn)值=280mm
3.2.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長度
一般取 （2-25）
計算相應(yīng)于的帶基準(zhǔn)長度：
根據(jù)初定的查表，選取接近值的基準(zhǔn)長度=1400（mm）
實際中心距： （2-26）
3.2.5 驗算小輪包角
（2-27）
3.2.6 計算帶的根數(shù)
取Z=2 （2-28）
式中 -包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（）時對傳動能力的影響
-長度系數(shù)，考慮帶長與實驗條件不符時對傳動能力的影響
-實驗條件下，單根V帶所能傳遞的功率
-單根V帶傳遞功率的增量
考慮傳動比時，帶在大輪上的彎曲應(yīng)力小，故在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率，其計算式為：
（2-29）
式中 -彎曲影響系數(shù)，
-傳動比系數(shù) =1.12
3.2.7 計算帶作用在軸上的載荷Q
為設(shè)計軸和軸承，應(yīng)計算出V帶對軸的壓力Q：
（2-30）
式中 Z-帶的根數(shù)
-單根V帶的初拉力N
在閉式傳動中，輪齒折斷和點蝕均可能發(fā)生，設(shè)計時先按齒面接觸疲勞強度確定傳動主要參數(shù)，再驗算齒根彎曲疲勞強度。
3.3齒輪傳動設(shè)計
已知一級傳遞功率，小齒輪轉(zhuǎn)速=720r/min,傳動比i=2.7,每天1班，，預(yù)期壽命10年。
3.3.1確定齒輪傳動精度等級
根據(jù)使用情況和估計速度m/s,則選用8級精度的齒輪。選擇材料：小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，；大齒輪選用45號鋼 ，正火處理，；按國家標(biāo)準(zhǔn)，分度圓上的壓力角；對于正常齒，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)
計算許用應(yīng)力：
（3-1）
主動輪和從動輪齒面硬度為230HBS和170HBS，，并查圖得，=570Mpa,=520Mpa,查圖得，=1.0，=1.14, =1.0,
=1.0,=1.0,=0.92,=1.0。
（3-2）
（3-3）
3.3.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距
小齒輪轉(zhuǎn)距：
（3-4）
初取，取，查表得，
（3-5）
確定中心距：
（3-6）
取a=155mm
估計模數(shù)：m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×155=1.085～3.1mm,取m=3mm.
各輪齒數(shù)：
（3-7）
取
際傳動比 （3-8）
傳動比誤差 許用
分度圓直徑：
（3-9）
驗算圓周速度 ,選擇8級精度的齒輪合適。
3.3.3 驗算齒面接觸疲勞強度
因電機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，查表，，由于速度v=3.17m/s,8級精度齒輪 ，查圖得 ，軸上軸承不對稱分布，且，查圖得 ，齒寬b=。取b=54mm,。
查表得
載荷系數(shù) （3-10）
計算端面和縱向重合度：
（3-11）
（3-12）
由查圖得，，取u=2.7
（3-13）
=158MP 安全。
3.3.4 驗算齒根彎曲疲勞強度
根據(jù)材料熱處理，查圖 ，查圖 ，則計算出許用應(yīng)力
（3-14）
（3-15）
由圖得，
驗算彎曲疲勞強度
（3-16）
（3-17）
安全。
3.3.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸
mm
mm
mm
mm
mm
mm
同理
當(dāng)3軸4軸間傳動比=2.5時，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
軸4和軸5間的傳動比=1，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
3.4軸的設(shè)計
3.4.1 Ⅰ軸的設(shè)計
（1）求出齒輪受力
輸出軸轉(zhuǎn)矩：
（5-1）
齒輪圓周力：
（5-2）
齒輪軸向力： （5-3）
齒輪徑向力： （5-4）
支反力： XOY面 （垂直面）
（5-5）
XOZ面（水平面）
（5-6）
XOY面上的彎矩：
（5-7）
XOZ面上的彎矩：
（5-8）
合成彎矩：
（5-9）
當(dāng)量彎矩：
（5-10）
取危險截面按當(dāng)量彎矩驗算直徑。危險截面取左軸承處（載荷最大）及安裝帶輪處（軸徑最小且載荷較大、有鍵槽）。
右軸承部位驗算
（5-11）
d=45mm＞35mm,合格。
安裝帶輪部位驗算
（5-12）
d=30mm＞20mm,合格。
該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=30＞20×1.04=20.8，合格
綜上計算結(jié)果，該軸強度足夠。
3.4.2 Ⅱ軸的設(shè)計
求出齒輪受力：
輸出軸轉(zhuǎn)矩：
（5-13）
圓柱齒輪
齒輪圓周： （5-14）
齒輪徑向力： （5-15）
標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪
齒輪圓周力：
（5-15）
齒輪軸向力：
（5-16）
齒輪徑向力： （5-17）
支反力 XOY面 （垂直面）
（5-18）
XOZ面（水平面）
（5-19）
XOY面上的彎矩：
（5-20）
XOZ面上的彎矩：
（5-21）
合成彎矩：
（5-22）
當(dāng)量彎矩：
（5-23）
取危險截面按當(dāng)量彎矩驗算直徑。危險截面取右軸承處（載荷最大）、安裝圓柱齒輪處、安裝錐齒輪處及安裝偏心輪處。
右軸承處驗算
（5-24）
d=35mm＞29.8mm,合格。
安裝圓柱齒輪處驗算
（5-25）
d=40mm＞28.4mm,合格。
該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=40＞28.4×1.04=29.5mm,合格。
安裝錐齒輪處驗算
（5-26）
d=35mm＞18mm,合格。
該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=35＞18×1.04=18.72mm,合格。
安裝偏心輪處
（5-27）
d=25mm＞17mm,合格。
該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=25＞17×1.04=17.68mm，合格。
綜上計算結(jié)果，該軸強度足夠。
3.5主要零件的規(guī)格及加工要求
3.5.1調(diào)直筒及調(diào)直塊
調(diào)直筒及調(diào)直塊的尺寸要求見零件圖，調(diào)直筒可用一般結(jié)構(gòu)鋼或碳鋼制造，調(diào)直塊須用廠具鋼制造，并進行熱處理，塊的內(nèi)孔要具有一定的光潔度。GT4-8型調(diào)直機的調(diào)直筒，有兩套調(diào)直模，每套有五個，其中一套內(nèi)徑為10mm，可以調(diào)直6～8mm直徑的鋼筋，另一套內(nèi)徑為6mm，可調(diào)直5mm直徑以下的鋼筋。調(diào)直模用工具鋼制成，并經(jīng)熱處理。安裝時，調(diào)直模的喇叭口應(yīng)全部向調(diào)直筒進口方向。
調(diào)直模偏移量的大小，要根據(jù)調(diào)直模的磨損程度和鋼筋的性質(zhì)通過試驗確定，一般為7～10mm，但不論采用哪種方法，調(diào)直筒最外兩端的兩個調(diào)直模，必須在調(diào)直筒導(dǎo)孔的軸線上，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋調(diào)的不直，應(yīng)及時調(diào)整調(diào)直模的偏移量。
3.5.2齒輪
調(diào)直機上的所有齒輪均采用45號鋼加工制造，并須經(jīng)過表面淬火等熱處理。
3.5.3調(diào)直機的各傳動軸均安裝滾動軸承
表1-1鋼筋調(diào)直切斷機的軸承型號及用量
軸承名稱
型號
數(shù)量
安裝部位
軸承名稱
型號
數(shù)量
安裝部位
單列圓錐滾子軸承
7206
1
錐齒輪軸左端
單列圓錐滾子軸承
7512
1
偏心軸下端
雙列向心球軸承
1307
1
錐齒輪軸右端
單列向心球軸承
306
2
下壓輥軸兩端
單列圓錐滾子軸承
7308
1
偏心軸上端
單列向心球軸承
306
2
上壓輥軸兩端
3.5.4傳送壓輥的選用和調(diào)整
調(diào)直機有兩對鋼筋傳送壓輥供選用，每對壓輥上又有兩種深度的環(huán)槽，因此應(yīng)根據(jù)鋼筋直徑選擇適當(dāng)?shù)膲狠伈邸Ｒ话阍趭A緊鋼筋后，應(yīng)保證上下壓輥之間有3mm左右的間隙為合適。
傳送鋼筋的牽引力，決定于壓輥間的壓緊程度，壓緊度要保證鋼筋能順利的被牽引前進，不應(yīng)有明顯的轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，而且在被切斷的一瞬間，應(yīng)能允許鋼筋與壓輥之間發(fā)生打滑現(xiàn)象。
3.5.5定長機構(gòu)的選擇與調(diào)整
鋼筋切斷長度，由定長機構(gòu)自動調(diào)整，為了保證切斷質(zhì)量，首先要按滑動刀臺的活動上切刀位置，調(diào)整其固定切刀，使上下兩切刀的刃口間有1mm以內(nèi)的間隙，并經(jīng)常檢查下切刀的鎖緊螺母有無松動現(xiàn)象，以及上切刀的抬刀彈簧的彈性。
滑動刀臺的回位是靠壓縮彈簧的張力，在定尺拉桿上裝有三個壓縮彈簧，在調(diào)直粗鋼筋時，三個彈簧同時起作用。當(dāng)調(diào)直細(xì)鋼筋時，只需1～2彈簧。彈簧的預(yù)緊力是以保證能可靠的回位為準(zhǔn)。如果彈簧預(yù)緊力不足，會造成滑動刀臺停留在錘頭下發(fā)生連切鋼筋的故障，若彈簧預(yù)緊力過大，則鋼筋不易頂動頂尺板，而發(fā)生鋼筋頂彎或切斷尺寸不準(zhǔn)，并造成壓輥過度損傷鋼筋的現(xiàn)象。
鋼筋發(fā)生連切現(xiàn)象，除由于彈簧的預(yù)緊力不足外，還可能是傳送壓輥壓力過大，或者是料槽的鋼筋下落阻力過大所造成的。所以，發(fā)生不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即停車檢查，進行調(diào)整。
第四章 基于Pro/E的三維設(shè)計
4.1 Pro/E三維設(shè)計軟件概述
Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)重要位置。
Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的軟件名稱，但在中國用戶所使用的名稱中，并存著多個說法，比如ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指Pro/Engineer軟件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0\creo2.0等等都是指軟件的版本。
Pro/E第一個提出了參數(shù)化設(shè)計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設(shè)計。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計、鈑金設(shè)計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。
（1）參數(shù)化設(shè)計
相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。但是無法在零件模塊下隱藏實體特征。
（2）基于特征建模
Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計者提供了在設(shè)計上從未有過的簡易和靈活。
（3）單一數(shù)據(jù)庫（全相關(guān)）
Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。這一優(yōu)點，使得設(shè)計更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。
Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色，實體或線框造型，完整工程圖的產(chǎn)生及不同視圖展示（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持Postscript格式的彩色打印機。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下（沒有任何附加模塊）具有大部分的設(shè)計能力，組裝能力（運動分析、人機工程分析）和工程制圖能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn)），并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。Pro/Engineer功能如下：
（1）特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）；
（2）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）；
（3）通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進行設(shè)計；
（4）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計的程序化方法等）。
（5）貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性（任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方變動）。其它輔助模塊將進一步提高擴展 Pro/ENGINEER的基本功能。
4.2三維設(shè)計
4.2.1牽引輪軸
牽引輪軸如下圖示：
圖4-1輸入齒輪軸
4.2.2齒輪
各齒輪設(shè)計結(jié)果如下圖示：
圖4-2齒輪
4.2.3軸
V帶輪設(shè)計結(jié)果如下圖示：
圖4-3軸
4.2.4調(diào)直筒
調(diào)直筒如下圖示：
圖4-4 調(diào)直筒
4.2.5箱體
箱體設(shè)計結(jié)果如下圖示：
圖4-5 箱體
4.2.6三維裝配
圖4-5 總裝配圖
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機會，通過這次對圓柱齒輪減速器理論知識和實際設(shè)計的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運用所學(xué)專業(yè)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高了我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范能力以及其他專業(yè)知識水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。
這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在，提高是有限的但卻是全面的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計讓我積累了許多實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝起來，也必然讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。
順利如期的完成本此畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，但同時也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足與欠缺，留下了些許遺憾，不過不足與遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新科技新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進知識，更好的為祖國的四化服務(wù)。
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致 謝
大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠摯的感謝。
首先，向本設(shè)計的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計重點，如何合理安排時間和論文的編寫，同時在畢業(yè)設(shè)計過程中，她和我們在一起共同解決了設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題。
其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個完整的論文。
另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。
總之，本次的設(shè)計是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計的一個月里，我們合作的非常愉快，教會了大我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！
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