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黃河科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
工 學(xué)院 機 械 系 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 08 級 機電一 班
學(xué)號 080105007 學(xué)生 谷繼強 指導(dǎo)教師 王良文
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 GQ40型鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動分析
畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻）以及設(shè)計技術(shù)要求、注意事項等）
一、設(shè)計技術(shù)要求、原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻）
1、設(shè)計要求：
1）建立運動分析模型 ，分析曲柄滑塊機構(gòu)的位移、速度、加速度。
2）完成40型鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并畫出結(jié)構(gòu)圖及部件圖。
3）完成傳動系統(tǒng)的設(shè)計計算。
2、原始資料（數(shù)據(jù)）：
切斷機的電機，2.2 kw；切斷次數(shù)，32（次/分)；切斷行程：34mm。
3、參考資料
1）筑路機械工程著作；
2）建筑機械雜志。
二、設(shè)計目標與任務(wù)
設(shè)計出滿足要求的鋼筋切斷機，并完成其裝配圖與部分零件圖，查閱文獻資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇。
1、文獻綜述一篇，不少于3000字，與專業(yè)相關(guān)的英文翻譯一篇，不少于3000漢字。
2、畢業(yè)設(shè)計說明書一份，內(nèi)容與字數(shù)都不少于規(guī)定的任務(wù)量。
3、圖紙若干（折合后不少于A1圖紙3張，可以用計算機繪圖）。
4、包含本次設(shè)計的所有內(nèi)容的光盤一張。
畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范及有關(guān)要求，請查閱《黃河科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)手冊》。
三、時間安排
1-4 周 完成開題報告、文獻翻譯、文獻綜述及總體方案設(shè)計
5-11 周 完成總體設(shè)計、完成部分機構(gòu)的裝配圖及部分零件圖并撰寫說明書
12-13 周 修改論文、資格審查等
14 周 畢業(yè)答辯
畢業(yè)設(shè)計（論文）時間： 年 月 日至 年 月 日
計 劃 答 辯 時 間： 年 月 日
專業(yè)（教研室）審批意見：
審批人簽名：
目 錄
1．任務(wù)書………………………………………………………1
2．開題報告……………………………………………………2
3．指導(dǎo)教師評閱表……………………………………………3
4．主審教師評審表……………………………………………4
5．畢業(yè)設(shè)計答辯評審與總成績評定表………………………5
6．畢業(yè)設(shè)計說明書……………………………………………6
7．文獻綜述……………………………………………………58
8．文獻翻譯……………………………………………………64
9．光盤
10．設(shè)計圖紙
單位代碼 02
學(xué) 號 080105022
分 類 號 TH
密 級
畢業(yè)設(shè)計說明書
GQ40型鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動分析
院系名稱
工學(xué)院
專業(yè)名稱
機械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名
谷繼強
指導(dǎo)教師
王良文
2012年 5 月 15 日
黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 50 頁
前 言
隨著現(xiàn)在建筑工業(yè)的發(fā)展，建筑機械正在以其前所未有的速度發(fā)展著。鋼筋切斷機的應(yīng)用也日益廣泛，需求和生產(chǎn)呈現(xiàn)日益上升的趨勢。這不可避免加劇了建筑行業(yè)內(nèi)的競爭，為了在競爭中取勝，各建筑機械生產(chǎn)廠家努力降低設(shè)計和生產(chǎn)成本。
通過研究分析GQ40型鋼筋切斷機，歸納建立了切斷機的動力學(xué)仿真系統(tǒng)，這樣我們在新產(chǎn)品設(shè)計和技術(shù)開發(fā)時，在不需要制出樣機的情況下，通過分析，就可以得到動力學(xué)參數(shù)，分析設(shè)計結(jié)果，對設(shè)計結(jié)果進行必要的改進。該思路在國內(nèi)外尚且是首次提出，對鋼筋切斷機的設(shè)計和開發(fā)具有指導(dǎo)性的意義。
經(jīng)過幾年的大學(xué)學(xué)習(xí)，我們不僅掌握了一些專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)理論課，而且還具有了設(shè)計機電設(shè)備的一些最基本的方法和思路，值此畢業(yè)設(shè)計之際，作為對幾年來課程學(xué)習(xí)的一個綜合性鍛煉和考試，我們決定設(shè)計對鋼筋切斷機進行動力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計，來解決以上生產(chǎn)廠家和消費者的難題，并對設(shè)備進行優(yōu)化。
雖然，我們也有過一些實際的手工實習(xí)和多次到工作一線去參觀，但由于我們對設(shè)計設(shè)備的知識掌握還不夠全面，設(shè)計的思路還不夠完善，考慮問題還不夠成熟，所以在設(shè)計過程中，必定會存在一些這樣或那樣的問題，不足之處或錯誤在所難免，望老師指正。
GQ40型鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動分析
摘 要
本文主要講述了GQ40型鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其運動分析。
本產(chǎn)品設(shè)計給定的原始參數(shù)是：切斷能力為（φ6-φ40）mm的圓鋼；電機功率為2.2kw；沖切次數(shù)為32次/min；切斷行程為34mm。此次設(shè)計的主要研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵是：根據(jù)鋼筋切斷機的使用要求，確定其工作原理，在此基礎(chǔ)上進行鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定主要結(jié)構(gòu)尺寸。主要包括以下幾點：1、電動機的選擇；2、傳動裝置的設(shè)計和計算；3、軸承的選擇；4、曲軸連桿機構(gòu)的設(shè)計；5、機體的設(shè)計；6、刀片的設(shè)計選擇。然后根據(jù)這些設(shè)計數(shù)據(jù)進行產(chǎn)品的建模及運動仿真
GQ40型鋼筋切斷機是以電動機為動力源，通過帶傳動和三級齒輪傳動，并將動力傳遞給曲柄滑塊機構(gòu)，活動刀座固定在滑塊上，與固定在機體上的固定刀片的沖切，完成鋼筋的切斷。
關(guān)鍵詞: GQ40型鋼筋切斷機，運動分析，動力學(xué)仿真， 結(jié)構(gòu)設(shè)計
Velocity Analytics and Structure Design of Model GQ40 Steel Bar Cutter.
Author：Gu Jiqiang
Tutor：Wang Liangwen
Abstract
Structure design The theme mainly tells velocity analytics and structure design of model GQ40 steel bar cutter.
This product design parameters are given of the original: cutting ability for (phi 6-phi 40) mm round steel; The motor power for 2.2 kw; For punching number 32 times/min; Cut off the trip to 34 mm. The design of the main research contents, technology and the key is: according to the use requirement reinforced cutting machine, determine its working principle, and based on the structure of the steel cutting machine design, confirming the main structure size. Mainly include the following: 1, the choice of the motor; 2, the design and calculation of transmission device; 3, bearing choice; 4, crankshaft connecting rod design of organization; 5, the body's design; 6, the blade design choices. Then according to the design data modeling of products and movement simulation.
Therefore, concerning real kinematics equation of the motor, we can’t work out its results with an analytical method. Thus, the theme describes the motor’s real kinematics curve with the iterative method.
Keyword ：GQ40 steel bar cutter，velocity analytics，movement simulation ，
目錄
1 引言 1
1.1 概述 1
1.2 鋼筋切斷機的種類和特點 2
1.3 我國鋼筋切斷機的發(fā)展方向 4
1.4 題目的選取 5
1.5 鋼筋切斷機的工作原理 6
1.6傳動方式的選擇 7
1.7 執(zhí)行機構(gòu)的選擇 7
2 電機選擇 8
2.1 傳動方案簡述 8
2.2 功率選擇 8
3. 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 9
3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算 9
3.1.1 分配傳動比 9
3.1.2 計算機構(gòu)各軸的運動及動力參數(shù) 9
3.2 帶傳動設(shè)計 10
3.3 齒輪傳動設(shè)計 12
3.3.1 第一級齒輪傳動設(shè)計 12
3.3.2 第二級齒輪傳動設(shè)計： 16
3.3.3 第三級齒輪傳動設(shè)計： 19
3.4 軸的校核 23
3.4.1 一軸的校核 23
3.4.2 三軸的校核 27
3.5 鍵的校核 31
3.5.1 鍵的選擇 31
3.5.2 驗算擠壓強度. 32
3.6 軸承的校核 33
3.6.1 初選軸承型號 33
3.6.2壽命計算 33
4 鋼筋切斷機的摩擦、磨損和潤滑 36
5 傳動機構(gòu)的運動仿真 37
5.1 傳動機構(gòu)零件建模 37
5.1.1 曲軸的設(shè)計 37
5.1.2 傳動機構(gòu)其余零部件的設(shè)計與建模 39
5.2傳動機構(gòu)的裝配 42
5.3建立運動仿真 43
6. 曲柄滑塊機構(gòu)的動力分析 45
6.1 數(shù)學(xué)模型的建立 45
6.2 分析曲柄滑塊的位移、速度、加速度 45
結(jié)束語 48
致謝 49
參 考 文 獻 50
1 引言
1.1 概述
鋼筋切斷機是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷。鋼筋切斷機與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點，因此近年來逐步被機械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
國內(nèi)外切斷機的對比：由于切斷機技術(shù)含量低、易仿造、利潤不高等原因，所以廠家?guī)资陙砘揪S持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。
1)國外切斷機偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機偏心距24mm，而國內(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．因為在由切大料到切小料時，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉(zhuǎn)換角度。
2)國外切斷機的機架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產(chǎn)機器．
3)國內(nèi)切斷機刀片設(shè)計不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國外都是雙螺栓固定，25～27mm厚，因此國外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內(nèi)優(yōu)良。
4)國內(nèi)切斷機每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為28～31次，國外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。
5)國外機型一般采用半開式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤滑．國內(nèi)機型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉3種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。
6)國內(nèi)切斷機外觀質(zhì)量、整機性能不盡人意；國外廠家一般都是規(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，整機光潔美觀。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，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，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟建設(shè)的快速發(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，無疑是我國鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1.2 鋼筋切斷機的種類和特點
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用鋼筋切斷機市場現(xiàn)已基本形成。目前，市場上生產(chǎn)和銷售的鋼筋切斷機種類很多，根據(jù)設(shè)備組成的各工作機構(gòu)特點可以按6 種方法進行分類，見表1
表１ 鋼筋調(diào)直切斷機的分類：
形式
特點
調(diào)直方式
調(diào)直模式
鋼筋調(diào)直效果好，比較容易控制。但調(diào)直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋。
曲線輥式
調(diào)直速度較快，鋼筋調(diào)直效果好，且易控制。但被加工鋼筋表面劃傷較重，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋和對鋼筋表面劃傷要求不高的場合。
對輥式
調(diào)直速度快，被加工鋼筋表面有劃傷輕微，工作噪聲??；鋼筋調(diào)直效果一般，控制要求較高。適合各種鋼筋，特別適合冷、熱軋帶肋鋼筋。
調(diào)直模式+ 對輥復(fù)合式
鋼筋調(diào)直效果比較好，比較容易控制。調(diào)直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較??；適合各種鋼筋。
切斷方式
錘擊切斷方式
適用中、小直徑鋼筋，工作噪聲連續(xù)、較大。易出現(xiàn)連切現(xiàn)象，定尺誤差最小。適用于中、低速度的鋼筋調(diào)直機和對定尺精度要求較高的場合。
飛剪切斷方式
適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲較大，不連續(xù)。定尺精度不高，但沒有連切現(xiàn)象。適用于高速鋼筋調(diào)直機。
液壓切斷方式
適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲小。沒有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的鋼筋調(diào)直機。
落料方式
支撐柱式
結(jié)構(gòu)簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋調(diào)直度較高的場合。
翻板式
結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。
撤板式
結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。
敞口式
結(jié)構(gòu)簡單，工作噪聲較小，適用于大、中直徑鋼筋，且鋼筋調(diào)直較好的場合。
定尺方式
機械式
定尺誤差小，易控制。噪聲較大，壽命短。適用于對定尺誤差要求較高，速度要求不高的場合。
機電式
定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長。適用于對定尺誤差要求較低，調(diào)直速度要求較高的場合
控制方式
普通電氣控制
線路復(fù)雜，對維護人員要求較高?？刂凭鹊?，易發(fā)生故障，初期調(diào)試麻煩。
ＰＬＣ控制
線路簡單，對維護人員要求不高?？刂凭容^高，運行比較穩(wěn)定，初期調(diào)試簡單。
上料方式
開卷式
設(shè)備復(fù)雜，放線速度快、鋼筋不扭轉(zhuǎn)，特別適合于高速工作狀態(tài)。
非開卷式
設(shè)備單一，適于調(diào)直速度不太高的工作場合。放線時鋼筋自然扭轉(zhuǎn)。
根據(jù)工作環(huán)境及任務(wù)要求，我初步選定錘擊式切斷方式、PLC控制電動機。
1.3 我國鋼筋切斷機的發(fā)展方向
縱觀我國建筑用鋼筋切斷機的總體水平，與國際上先進產(chǎn)品相比還是比較落后。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。大部分產(chǎn)品調(diào)直速度較低，鋼筋的直線度不高，表面劃傷較重。造成這種局面的主要原因在于，我國的建筑用鋼筋切斷機市場還沒有真正形成，還處在地域及價格因素占主導(dǎo)位置的過渡階段，尚未進入真正的市場競爭階段。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)象嚴重，很難找到擁有自主知識產(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)。
建筑用新Ⅲ級鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機的生產(chǎn)企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。為此，許多企業(yè)投入大量資金，爭相開發(fā)、研制適合新!級鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋切斷機。
在傳統(tǒng)的調(diào)直模式和曲線輥式調(diào)直切斷機中廣泛采用的錘擊式切斷機構(gòu)，長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，想盡了各種辦法，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構(gòu)的連切問題，而且調(diào)直度好，長度誤差小，受到了新老戶、特別是廣大鋼筋焊網(wǎng)企業(yè)的熱烈歡迎。僅傳統(tǒng)設(shè)備改造一項就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場。
采用剪式切斷機構(gòu)的新型對輥式鋼筋切斷機的使用，不僅明顯地降低了對冷、熱軋帶肋鋼筋表面的傷，也使得鋼筋的調(diào)直速度由過去的４０－６０m/min， 提高到90-120m/min、150m/min，甚至達到180m/min以上，直線度≤3mm/m，長度誤差±2mm，完全可以和國外產(chǎn)品媲美。
復(fù)合式（對輥+調(diào)直模式）鋼筋切斷機，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品（調(diào)直模式）調(diào)直度好的特點，同時也使對輥式調(diào)直機的優(yōu)勢得到了充分發(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φ5-10mm提高到φ14mm，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)，竟相采用先進的PLC 式電腦控制，不僅使控制單元得到了簡化，整機的運行更加穩(wěn)定、可靠，維護更加簡單，更使我國建筑用鋼筋切斷機的整體水平躍上一個新的臺階，極大地縮短了與國際上先進產(chǎn)品的差距。
面對空前廣闊的鋼筋切斷機市場，廣大生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。多年來，受運輸長度等多種因素影響，大型軋鋼企業(yè)生產(chǎn)的直徑小于φ14鋼筋都是以盤條形式走向市場。目前已有個別企業(yè)看準后續(xù)加工（即鋼筋的調(diào)直與定尺切斷）中的可觀利潤，開始購入單機。一旦這些企業(yè)實現(xiàn)并完成對現(xiàn)有生產(chǎn)線的改進，將以往的盤條改為直條走向市場，勢必對現(xiàn)有的鋼筋切斷機市場，特別是對鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠慮，必有近憂，這是一個應(yīng)該引起廣大鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問題。
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切斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1.4 題目的選取
本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機的設(shè)計。要求切斷鋼筋的切斷行程34mm，切斷速度為32次/分。
在設(shè)計中通過計算和考慮實際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達到設(shè)計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的過程。。畢業(yè)設(shè)計是對四年大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。
1.5 鋼筋切斷機的工作原理
工作原理：采用電動機經(jīng)一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復(fù)直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。如圖1.1：
圖1.1 典型鋼筋切斷機的結(jié)構(gòu)
1-電機 2-小帶輪 3-大帶輪 4-Ⅰ軸連軸齒輪
5-Ⅱ軸大齒輪 6-Ⅲ軸連軸齒輪 7-游動大齒輪
8-離合器 9-機體 10-Ⅰ軸 11-Ⅱ軸連軸齒輪
12-Ⅱ軸 13-Ⅲ軸大齒輪 14-Ⅲ軸 15-曲柄
16-連桿 17-活動刀座 18-活動刀片 19-固定刀片
1.6傳動方式的選擇
選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護等優(yōu)點。并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因為它可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可靠等特點。
1.7 執(zhí)行機構(gòu)的選擇
動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構(gòu)需要的直線往復(fù)運動,為了實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機構(gòu),齒輪齒條機構(gòu)。
三種方案優(yōu)缺點分析：
曲柄滑塊機構(gòu),實現(xiàn)直線往復(fù)運動比較容易,通過改變不同長度比的桿件搭配就可以控制滑塊的行程及速度
齒輪齒條機構(gòu),傳動平穩(wěn),速度均勻,但是它的輸出運動為單向的,在一個工作周期內(nèi)只有通過改變齒輪的轉(zhuǎn)動方向才能實現(xiàn)往復(fù),不適合本題的要求.
盤行凸輪移動滾子從動件機構(gòu),通過計算出移動滾子從動件的位移S和轉(zhuǎn)動角R的關(guān)系S(R),由S(R)計算出凸輪廓線,然后制造出相應(yīng)形狀的凸輪,可以比較精確的實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的動力學(xué)要求.但是,正如上述分析,凸輪制造比較麻煩,除非特殊需要,否則在一般條件下,不宜使用這種方案.
綜合上述分析,考慮現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構(gòu)作為本機械的執(zhí)行機構(gòu)?。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。通過考慮實際情況，我決定選擇曲軸式。
同時，在帶輪處安裝一飛輪，用于儲存慣性能。使切斷過程順利進行。
2 電機選擇
2.1 傳動方案簡述
傳動方案簡述：選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護等優(yōu)點，并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因為齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可靠等特點。動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構(gòu)需要的直線往復(fù)運動,為了實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機構(gòu),齒輪齒條機構(gòu)?？紤]現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構(gòu)作為本機械的執(zhí)行機構(gòu)?。
2.2 功率選擇
查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為η= 0.94~0.97； 三級齒輪減速器的效率為η= 0.96~0.99； 滾動軸承的傳動效率為η= 0.94~0.98； 連桿傳動的效率為η= 0.81~0.88；滑動軸承的效率為
由以上可知總的傳動效率為:
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
查手冊并根據(jù)電機的工作環(huán)境和性質(zhì)選取電機為：Y系列封閉式三相異步電動機，代號為Y112M-6，輸出功率為2.2kw，輸出速度為2840 r/min。
3. 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算
3.1.1 分配傳動比
電動機型號為Y，滿載轉(zhuǎn)速為2840 r/min。
a) 總傳動比
b) 分配傳動裝置的傳動比 （3.1)
上式中i0、i1分別為帶傳動與減速器（兩級齒輪減速）的傳動比，為使V帶傳動的外廓尺寸不致過大，同時使減速器的傳動比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取i0 =1.53，則減速器的傳動比為
c) 分配減速器的各級傳動比
按展開式布置，查閱有關(guān)標準，取 i11=3.71，i22=4.25,則i33=3.69。（注以下有i1代替i11，i2代替i22，i3代替i33）
3.1.2 計算機構(gòu)各軸的運動及動力參數(shù)
a) 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
Ⅳ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
Ⅳ 軸
c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動機輸出轉(zhuǎn)矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
Ⅳ 軸
3.2 帶傳動設(shè)計
(1) 由設(shè)計可知：V帶傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為2880r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為1882.35r/min。
查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，Pc=1.5×2.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng)得圖表選取B型V帶。
(2) 帶輪基準直徑：查閱相關(guān)手冊選取小帶輪基準直徑為d1=200mm，則大帶輪基準直徑為d2=1.53×100=3.6mm
(3) 帶速的確定： （3.2)
(4) 中心矩、帶長及包角的確定。由式
0.7(d1+d2)
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