GQ40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析【說(shuō)明書(shū)+CAD】,說(shuō)明書(shū)+CAD,GQ40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析【說(shuō)明書(shū)+CAD】,gq40,型鋼,切斷,割斷,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),運(yùn)動(dòng),分析,說(shuō)明書(shū),仿單,cad
黃河科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
工 學(xué)院 機(jī) 械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 08 級(jí) 機(jī)電一 班
學(xué)號(hào) 080105007 學(xué)生 谷繼強(qiáng) 指導(dǎo)教師 王良文
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 GQ40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、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(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等）
一、設(shè)計(jì)技術(shù)要求、原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻(xiàn)）
1、設(shè)計(jì)要求：
1）建立運(yùn)動(dòng)分析模型 ，分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度。
2）完成40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并畫(huà)出結(jié)構(gòu)圖及部件圖。
3）完成傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
2、原始資料（數(shù)據(jù)）：
切斷機(jī)的電機(jī)，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(jī)械工程著作；
2）建筑機(jī)械雜志。
二、設(shè)計(jì)目標(biāo)與任務(wù)
設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足要求的鋼筋切斷機(jī)，并完成其裝配圖與部分零件圖，查閱文獻(xiàn)資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇。
1、文獻(xiàn)綜述一篇，不少于3000字，與專(zhuān)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(jì)說(shuō)明書(shū)一份，內(nèi)容與字?jǐn)?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(jì)算機(jī)繪圖）。
4、包含本次設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容的光盤(pán)一張。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范及有關(guān)要求，請(qǐng)查閱《黃河科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)手冊(cè)》。
三、時(shí)間安排
1-4 周 完成開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)翻譯、文獻(xiàn)綜述及總體方案設(shè)計(jì)
5-11 周 完成總體設(shè)計(jì)、完成部分機(jī)構(gòu)的裝配圖及部分零件圖并撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
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(jì)（論文）時(shí)間： 年 月 日至 年 月 日
計(jì) 劃 答 辯 時(shí) 間： 年 月 日
專(zhuān)業(yè)（教研室）審批意見(jiàn)：
審批人簽名：
目 錄
1．任務(wù)書(shū)………………………………………………………1
2．開(kāi)題報(bào)告……………………………………………………2
3．指導(dǎo)教師評(píng)閱表……………………………………………3
4．主審教師評(píng)審表……………………………………………4
5．畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評(píng)審與總成績(jī)?cè)u(píng)定表………………………5
6．畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)……………………………………………6
7．文獻(xiàn)綜述……………………………………………………58
8．文獻(xiàn)翻譯……………………………………………………64
9．光盤(pán)
10．設(shè)計(jì)圖紙
單位代碼 02
學(xué) 號(hào) 080105022
分 類(lèi) 號(hào) TH
密 級(jí)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
GQ40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析
院系名稱(chēng)
工學(xué)院
專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
谷繼強(qiáng)
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(jì)說(shuō)明書(shū) 第 50 頁(yè)
前 言
隨著現(xiàn)在建筑工業(yè)的發(fā)展，建筑機(jī)械正在以其前所未有的速度發(fā)展著。鋼筋切斷機(jī)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(shì)。這不可避免加劇了建筑行業(yè)內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)，為了在競(jìng)爭(zhēng)中取勝，各建筑機(jī)械生產(chǎn)廠(chǎng)家努力降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。
通過(guò)研究分析GQ40型鋼筋切斷機(jī)，歸納建立了切斷機(jī)的動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)，這樣我們?cè)谛庐a(chǎn)品設(shè)計(jì)和技術(shù)開(kāi)發(fā)時(shí)，在不需要制出樣機(jī)的情況下，通過(guò)分析，就可以得到動(dòng)力學(xué)參數(shù)，分析設(shè)計(jì)結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行必要的改進(jìn)。該思路在國(guó)內(nèi)外尚且是首次提出，對(duì)鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有指導(dǎo)性的意義。
經(jīng)過(guò)幾年的大學(xué)學(xué)習(xí)，我們不僅掌握了一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)理論課，而且還具有了設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備的一些最基本的方法和思路，值此畢業(yè)設(shè)計(jì)之際，作為對(duì)幾年來(lái)課程學(xué)習(xí)的一個(gè)綜合性鍛煉和考試，我們決定設(shè)計(jì)對(duì)鋼筋切斷機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來(lái)解決以上生產(chǎn)廠(chǎng)家和消費(fèi)者的難題，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。
雖然，我們也有過(guò)一些實(shí)際的手工實(shí)習(xí)和多次到工作一線(xiàn)去參觀，但由于我們對(duì)設(shè)計(jì)設(shè)備的知識(shí)掌握還不夠全面，設(shè)計(jì)的思路還不夠完善，考慮問(wèn)題還不夠成熟，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必定會(huì)存在一些這樣或那樣的問(wèn)題，不足之處或錯(cuò)誤在所難免，望老師指正。
GQ40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析
摘 要
本文主要講述了GQ40型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)分析。
本產(chǎn)品設(shè)計(jì)給定的原始參數(shù)是：切斷能力為（φ6-φ40）mm的圓鋼；電機(jī)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(jì)的主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵是：根據(jù)鋼筋切斷機(jī)的使用要求，確定其工作原理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定主要結(jié)構(gòu)尺寸。主要包括以下幾點(diǎn)：1、電動(dòng)機(jī)的選擇；2、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算；3、軸承的選擇；4、曲軸連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；5、機(jī)體的設(shè)計(jì)；6、刀片的設(shè)計(jì)選擇。然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品的建模及運(yùn)動(dòng)仿真
GQ40型鋼筋切斷機(jī)是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，通過(guò)帶傳動(dòng)和三級(jí)齒輪傳動(dòng)，并將動(dòng)力傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，活動(dòng)刀座固定在滑塊上，與固定在機(jī)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(jī)，運(yùn)動(dòng)分析，動(dòng)力學(xué)仿真， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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(jī)的種類(lèi)和特點(diǎn) 2
1.3 我國(guó)鋼筋切斷機(jī)的發(fā)展方向 4
1.4 題目的選取 5
1.5 鋼筋切斷機(jī)的工作原理 6
1.6傳動(dòng)方式的選擇 7
1.7 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 7
2 電機(jī)選擇 8
2.1 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述 8
2.2 功率選擇 8
3. 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.1 基本傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算 9
3.1.1 分配傳動(dòng)比 9
3.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 9
3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10
3.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 12
3.3.1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 12
3.3.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)： 16
3.3.3 第三級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)： 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(yàn)算擠壓強(qiáng)度. 32
3.6 軸承的校核 33
3.6.1 初選軸承型號(hào) 33
3.6.2壽命計(jì)算 33
4 鋼筋切斷機(jī)的摩擦、磨損和潤(rùn)滑 36
5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真 37
5.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件建模 37
5.1.1 曲軸的設(shè)計(jì) 37
5.1.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)其余零部件的設(shè)計(jì)與建模 39
5.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配 42
5.3建立運(yùn)動(dòng)仿真 43
6. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)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(yǔ) 48
致謝 49
參 考 文 獻(xiàn) 50
1 引言
1.1 概述
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(lái)逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠(chǎng)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。
國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的對(duì)比：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(chǎng)家?guī)资陙?lái)基本維持現(xiàn)狀，發(fā)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(hù)帶來(lái)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)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(guò)硬，使切斷機(jī)在承受過(guò)載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過(guò)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，25～27mm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。
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28～31次，國(guó)外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。
5)國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)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．國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)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(chǎng)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(chǎng)家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，但沒(méi)有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過(guò)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)量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的我國(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(kāi)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(dòng)走向市場(chǎng)，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，盡快縮短與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的差距，無(wú)疑是我國(guó)鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1.2 鋼筋切斷機(jī)的種類(lèi)和特點(diǎn)
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)的建筑用鋼筋切斷機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)已基本形成。目前，市場(chǎng)上生產(chǎn)和銷(xiāo)售的鋼筋切斷機(jī)種類(lèi)很多，根據(jù)設(shè)備組成的各工作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)可以按6 種方法進(jìn)行分類(lèi)，見(jiàn)表1
表１ 鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的分類(lèi)：
形式
特點(diǎn)
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(xiàn)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(duì)鋼筋表面劃傷要求不高的場(chǎng)合。
對(duì)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(duì)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(xiàn)輥式，低于對(duì)輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較?。贿m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(jī)和對(duì)定尺精度要求較高的場(chǎng)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(méi)有連切現(xiàn)象。適用于高速鋼筋調(diào)直機(jī)。
液壓切斷方式
適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲小。沒(méi)有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的鋼筋調(diào)直機(jī)。
落料方式
支撐柱式
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǎng)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(jiǎn)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(chǎng)合。
定尺方式
機(jī)械式
定尺誤差小，易控制。噪聲較大，壽命短。適用于對(duì)定尺誤差要求較高，速度要求不高的場(chǎng)合。
機(jī)電式
定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長(zhǎng)。適用于對(duì)定尺誤差要求較低，調(diào)直速度要求較高的場(chǎng)合
控制方式
普通電氣控制
線(xiàn)路復(fù)雜，對(duì)維護(hù)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(xiàn)路簡(jiǎn)單，對(duì)維護(hù)人員要求不高?？刂凭容^高，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初期調(diào)試簡(jiǎn)單。
上料方式
開(kāi)卷式
設(shè)備復(fù)雜，放線(xiàn)速度快、鋼筋不扭轉(zhuǎn)，特別適合于高速工作狀態(tài)。
非開(kāi)卷式
設(shè)備單一，適于調(diào)直速度不太高的工作場(chǎng)合。放線(xiàn)時(shí)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(dòng)機(jī)。
1.3 我國(guó)鋼筋切斷機(jī)的發(fā)展方向
縱觀我國(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(xiàn)度不高，表面劃傷較重。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(méi)有真正形成，還處在地域及價(jià)格因素占主導(dǎo)位置的過(guò)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(méi)有出現(xiàn)可以稱(chēng)得上領(lǐng)軍式的企業(yè)。
建筑用新Ⅲ級(jí)鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。為此，許多企業(yè)投入大量資金，爭(zhēng)相開(kāi)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(xiàn)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(lái)一直存在連切的問(wèn)題，被行業(yè)稱(chēng)之為老大難問(wèn)題。多少年來(lái)，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(méi)有徹底解決。隨著專(zhuān)利技術(shù)“錘擊式?jīng)_壓及切斷設(shè)備的零連切裝置”的開(kāi)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(wèn)題，而且調(diào)直度好，長(zhǎng)度誤差小，受到了新老戶(hù)、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(xiàng)就為開(kāi)發(fā)企業(yè)帶來(lái)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、熱軋帶肋鋼筋表面的傷，也使得鋼筋的調(diào)直速度由過(guò)去的４０－６０m/min， 提高到90-120m/min、150m/min，甚至達(dá)到180m/min以上，直線(xiàn)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(guò)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(xiàn)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)，廣大生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。多年來(lái)，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φ14鋼筋都是以盤(pán)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(kāi)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(xiàn)的改進(jìn)，將以往的盤(pán)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(wú)遠(yuǎn)慮，必有近憂(yōu)，這是一個(gè)應(yīng)該引起廣大鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問(wèn)題。
綜上所述，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的我國(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(kāi)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(dòng)走向市場(chǎng)，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿(mǎn)足廣大用戶(hù)的需求，盡快縮短與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的差距，無(wú)疑是我國(guó)廣大鋼筋切斷機(jī)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(jì)的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)。要求切斷鋼筋的切斷行程34mm，切斷速度為32次/分。
在設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算和考慮實(shí)際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡可能的降低成本，這也是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的過(guò)程。。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)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(jī)的工作原理
工作原理：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(xiàn)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1.1：
圖1.1 典型鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)
1-電機(jī) 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(dòng)大齒輪
8-離合器 9-機(jī)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(dòng)刀座 18-活動(dòng)刀片 19-固定刀片
1.6傳動(dòng)方式的選擇
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(guò)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?lái)傳遞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)，工作安全可靠等特點(diǎn)。
1.7 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇
動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出,通過(guò)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(xiàn)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),盤(pán)行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)。
三種方案優(yōu)缺點(diǎn)分析：
曲柄滑塊機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)比較容易,通過(guò)改變不同長(zhǎng)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(jī)構(gòu),傳動(dòng)平穩(wěn),速度均勻,但是它的輸出運(yùn)動(dòng)為單向的,在一個(gè)工作周期內(nèi)只有通過(guò)改變齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向才能實(shí)現(xiàn)往復(fù),不適合本題的要求.
盤(pán)行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),通過(guò)計(jì)算出移動(dòng)滾子從動(dòng)件的位移S和轉(zhuǎn)動(dòng)角R的關(guān)系S(R),由S(R)計(jì)算出凸輪廓線(xiàn),然后制造出相應(yīng)形狀的凸輪,可以比較精確的實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)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(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。曲柄的主要結(jié)構(gòu)型式又分為四種：圓盤(pán)式，偏心輪式，偏心軸式，曲軸式。通過(guò)考慮實(shí)際情況，我決定選擇曲軸式。
同時(shí)，在帶輪處安裝一飛輪，用于儲(chǔ)存慣性能。使切斷過(guò)程順利進(jìn)行。
2 電機(jī)選擇
2.1 傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述
傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述：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(guò)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)辇X輪傳動(dòng)可用來(lái)傳遞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)，工作安全可靠等特點(diǎn)。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出,通過(guò)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(xiàn)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),盤(pán)行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)?？紤]現(xiàn)實(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。
2.2 功率選擇
查表可知在傳動(dòng)過(guò)程中，帶傳動(dòng)的效率為η= 0.94~0.97； 三級(jí)齒輪減速器的效率為η= 0.96~0.99； 滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率為η= 0.94~0.98； 連桿傳動(dòng)的效率為η= 0.81~0.88；滑動(dòng)軸承的效率為
由以上可知總的傳動(dòng)效率為:
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
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2840 r/min。
3. 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 基本傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算
3.1.1 分配傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為2840 r/min。
a) 總傳動(dòng)比
b) 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 （3.1)
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(guò)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)。初步取i0 =1.53，則減速器的傳動(dòng)比為
c) 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比
按展開(kāi)式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，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(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(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
Ⅳ 軸
3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
(1) 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(zhǔn)直徑：查閱相關(guān)手冊(cè)選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d1=200mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑為d2=1.53×100=3.6mm
(3) 帶速的確定： （3.2)
(4) 中心矩、帶長(zhǎng)及包角的確定。由式
0.7(d1+d2)
收藏