GW40型鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動分析【說明書+CAD】,說明書+CAD,GW40型鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動分析【說明書+CAD】,gw40,型鋼,彎曲,曲折,結(jié)構(gòu)設(shè)計,運(yùn)動,分析,說明書,仿單,cad 課題名稱 Gw40型鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動分析 課題來源 黃河旋風(fēng)股份有限公司 指導(dǎo) 教師 王良文 課題類型 AX 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生 名稱 葛文會 學(xué) 號 080105019 開題報告內(nèi)容: (調(diào)研質(zhì)料的準(zhǔn)備, 設(shè)計的目的, 要求, 思路與預(yù)期成果; 任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排; 完成設(shè)計(論文)所具備的條件因素等.) 一. 資料的準(zhǔn)備: 1,了解黃河旋風(fēng)有限公司的產(chǎn)品G40型鋼筋彎曲機(jī)的有關(guān)性能,參數(shù),以及特點(diǎn). 2.上網(wǎng)查詢國內(nèi)外有關(guān)鋼筋彎曲機(jī)的發(fā)展情況,比較同類產(chǎn)品,在設(shè)計參數(shù),結(jié)構(gòu),性能,等方面的差別,綜合了解不同產(chǎn)品各自的特點(diǎn).為下一步的設(shè)計做準(zhǔn)備. 3.查閱有關(guān)鋼筋彎曲機(jī)方面的論文,了解理論及實(shí)際生產(chǎn)方面鋼筋彎曲機(jī)的發(fā)展情況. 4.查閱有關(guān)鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的近期發(fā)表論文,了解最新成果. 二. 目的, 要求, 思路與預(yù)期成果: 設(shè)計目的:設(shè)計用于建筑工程中的Gw40鋼筋彎曲機(jī). 設(shè)計要求: 1)全面了解Gw40型鋼筋彎曲機(jī). 2)建立運(yùn)動分析模型,對于運(yùn)動過程中的位移.速度,設(shè)計準(zhǔn)則做全方位的分析計算. 3)確定工作方案并完成對鋼筋彎曲機(jī)的V帶,齒輪,蝸輪蝸桿,軸等的設(shè)計. 4)設(shè)計整體結(jié)構(gòu)，并畫出結(jié)構(gòu)圖及部件圖. 三, 任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排: 第一周 熟悉任務(wù), 學(xué)習(xí)彎曲機(jī)的工作原理. 第二周 畢業(yè)實(shí)習(xí)查資料,寫文獻(xiàn)綜述,外文翻譯. 第三周 至 第五周 推導(dǎo)相關(guān)公式,完成結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計分析 第六周 至 第八周 完成結(jié)構(gòu)圖設(shè)計 第九周 完成說明書的編寫. 第十周 至 第十一周 設(shè)計審核并修改. 第十二周 準(zhǔn)備答辯. 指導(dǎo)教師: 日期: 開題報告表 課題類型:(1)A—工程設(shè)計;B—技術(shù)開發(fā);C—軟件工程;D—理論研究; (2)X—真實(shí)課題;Y—模擬課題;Z—虛擬課題;要求(1),(2)均要求,如AY,BX等 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 III 頁 摘　要 鋼筋彎曲機(jī)是建筑工業(yè)常用的工程機(jī)械之一,主要用于各種型號的鋼筋的彎曲,以用于工程在施工工地上。如何更有效提高機(jī)械生產(chǎn)效率，減少工人勞動強(qiáng)度，提高鋼筋加工角度精度以及有更好的安全措施是鋼筋制作中被普遍關(guān)注的問題。本文設(shè)計的GW40鋼筋彎曲機(jī)適用于建筑行業(yè)彎曲鋼筋之用。本機(jī)工作程序簡單，彎曲形狀一致，調(diào)整簡單，操作方便，性能穩(wěn)定.它能將Q23540圓鋼或8—36螺紋鋼筋彎曲成工程中所需的各種形狀。 本次設(shè)計先由兩種典型的傳動方案入手，分別對其傳動精度和傳動效率進(jìn)行分析，從而選擇傳動方案。然后簡單說明其主要的工作裝置的設(shè)計。通過對鋼筋彎曲所需扭矩的計算選擇電動機(jī)，再初步確定其傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)。最后分別對V帶、圓柱齒輪、蝸輪蝸桿、軸等進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計和計算。 通過此次對鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與運(yùn)動分析，使我的理論和實(shí)際聯(lián)系的更加緊密，豐富了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從中發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)了好多自身不足之處，獲益匪淺。 關(guān)鍵詞: 鋼筋彎曲機(jī)；彎矩；主軸扭矩。 Abstract Author：gewenhui Tutor：wangliangwen Steel bending machine is commonly used in the construction industry,one of construction machinery,mainly for various types of bending steel bars for construction site.How to more effectively improve mechanical production efficiency more effectively, reduce labor intensity, improve the processing precision Angle steel and have a better security is a universal concern in che progress of steel making.The designed GW40 reinforced bending machineIn this pape is applicable to bend steel in the construction industry.Working procedure of the machine is simple, curved shape of the same ajustment is simple, easy to operate, stable performance.It will round or Q23540 thread 8-32 bending steel into works of various of forms required for. In this design firstly the two typical transmission scheme of its transmission precision and respectively on transmission efficiency is analyzed, and choose transmission scheme. And then that the simple the main job of the design of the device. Through the calculation of bending torque required reinforced the choice of motor, and preliminary determine its transmission device sports and dynamic parameters. Finally, the V belt, cylindrical gears, worm and shafts of related is designed and calculated. Through the reinforced bending machine to the structural design and movement analysis, It makes my theory and actual connection more closely, richs my practical experience, findsand makes up a lot of my own shortcomings, benefit. Keyword： Steel bending machine;Bending moment;Spindle torque. 目錄 1 緒論 1 2 鋼筋彎曲機(jī)的方案與選擇 3 2.1 引言 3 2.2 典型的鋼筋彎曲機(jī)傳動方案 3 2.3 鋼筋彎曲機(jī)的傳動精度 4 2.4 鋼筋彎曲機(jī)的傳動效率 5 3 彎矩的計算與電動機(jī)的選擇 7 3.1 工作裝置的設(shè)計 7 3.2 彎矩的計算 11 3.3 電動機(jī)的選擇 12 3.4 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 12 4 V帶傳動設(shè)計 15 5 圓柱齒輪的設(shè)計 17 5.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算 17 5.2低速級齒輪傳動的設(shè)計計算 19 6 蝸輪蝸桿的設(shè)計 22 7 軸的設(shè)計 24 7.1 Ⅰ軸的設(shè)計 24 7.2 Ⅱ軸設(shè)計 27 7.3主軸的設(shè)計 27 結(jié)論 29 參考文獻(xiàn) 30 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 9 頁 Gw40型鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu) 設(shè)計與運(yùn)動分析綜述 1 引言 鋼筋彎曲機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用于各類建筑工程中對鋼筋的彎曲．鋼筋彎曲機(jī)通常與切斷機(jī)配套使用，其應(yīng)用十分廣泛．隨著國家投資拉動的效果顯現(xiàn)，尤其是國家大力開展高鐵的建設(shè)，鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)銷售增長迅速．與其他的鋼筋切斷機(jī)、彎箍機(jī)、調(diào)直切斷機(jī)的的情況類似，河南省長葛市已經(jīng)形成了該類機(jī)械的生產(chǎn)基地．國產(chǎn)產(chǎn)品大多能滿足使用需求，但也有一些產(chǎn)品的質(zhì)量不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的要求．河南長葛本地的鋼筋彎曲機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀與質(zhì)量水平反映了國產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)的現(xiàn)狀[1]. 2 鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 各廠家的鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造基本相同．鋼筋彎曲機(jī)的傳動方案有以下2種：“帶一兩級齒輪一蝸輪蝸桿傳動”和“帶一三級齒輪傳動”[2]．采用蝸輪蝸桿傳動的鋼筋彎曲機(jī)，其傳動效率不如齒輪傳動的彎曲機(jī)．也就是說，在同樣的驅(qū)動電機(jī)功率條件下，齒輪傳動的彎曲機(jī)彎曲同直徑的鋼筋顯得更輕松．但蝸輪蝸桿傳動的自鎖特性，使工作中彎曲的定位精度會更高些．目前，以“帶一兩級齒輪一蝸輪蝸桿傳動”方案的彎曲機(jī)的生產(chǎn)、應(yīng)用較為普遍，市場占有率高．在這2種傳動方案的鋼筋彎曲機(jī)中，工作面板以上的部分相同．圖1為應(yīng)用最多的“帶一兩級齒輪一蝸輪蝸桿傳動”的彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)． 3 鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量差異 目前，機(jī)械傳動類鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟．各個廠家產(chǎn)品的質(zhì)量差異主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1)各個廠家的機(jī)箱的造型及用料有較大的差異．用料太少的鋼筋彎曲機(jī)，設(shè)備的整體剛性太差，外型也缺乏美感．2)僅有少量廠家注重工作圓盤及其他附件的表面質(zhì)量，將工作圓盤及其他附件進(jìn)行了鍍層處理，將各插孑L采用橡膠套堵封．3)有些鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)廠家，配用非標(biāo)生產(chǎn)的電機(jī)．這些電機(jī)的輸出功率偏小，在連續(xù)工作中容易起熱，無法彎曲標(biāo)定直徑的鋼筋．4)傳動系統(tǒng)的齒輪、蝸輪蝸桿等，在加工質(zhì)量，材料的選用，熱處理工藝等方面有差異．5)大量廠家的彎曲機(jī)不注意外觀涂裝質(zhì)量，少量廠家采用噴塑處理的方式，外觀視覺效果還不錯． 4 彎曲機(jī)技術(shù)的發(fā)展與改良方向 4.1 輕量化設(shè)計 通過輕量化設(shè)計，可以節(jié)省資源，有效地降低彎曲機(jī)的生產(chǎn)、運(yùn)輸成本，提升產(chǎn)品的性價比及市場競爭力．鋼筋彎曲機(jī)的輕量化設(shè)計技術(shù)，主要有以下幾點(diǎn): 1)采用有限元技術(shù)對蝸輪變速箱體或者齒輪變速箱體進(jìn)行輕量化[3]．鋼筋彎曲機(jī)蝸輪變速箱體或者齒輪變速箱體的制造成本在整機(jī)的成本中占有較大的比重．如果能夠進(jìn)一步減輕其質(zhì)量，不僅能夠節(jié)約生產(chǎn)成本，也可以使面板的材料變?。羧狈_的理論數(shù)據(jù)，將蝸輪變速箱體或者齒輪變速箱體盲目去重，有可能出現(xiàn)產(chǎn)品的箱體在使用過程中開裂． 目前，蝸輪變速箱體或者齒輪變速箱體的材料大多采用鑄鐵，通過建立有限元分析模型可以在不需要制造出箱體實(shí)體的條件下，得到箱體的受力分析結(jié)果．并根據(jù)這些結(jié)果對箱體進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)．通過減輕產(chǎn)品的質(zhì)量而降低生產(chǎn)成本，這對于提高產(chǎn)品的競爭力非常有益． 2)對傳動系統(tǒng)的齒輪傳動優(yōu)化．在鋼筋彎曲機(jī)的設(shè)計中，可以對其傳動系統(tǒng)的齒輪傳動進(jìn)行優(yōu)化[4]．采用以齒輪傳動的總中心距最小為目標(biāo)函數(shù)，通過優(yōu)化技術(shù)來獲得滿足傳動要求的各齒輪參數(shù)．該類問題采用Matlab提供的有關(guān)優(yōu)化函數(shù)工具箱很容易求解．優(yōu)化設(shè)計模型的約束條件主要包含性能約束及邊界約束．建立的性能約束主要包括：齒根彎曲強(qiáng)度要求；齒面接觸強(qiáng)度要求等．邊界約束包括：根據(jù)傳遞扭矩估計出的齒輪副模數(shù)的范圍；綜合考慮傳動平穩(wěn)、軸齒輪的分度圓直徑不能太小等因素，估計傳動大齒輪的齒數(shù)范圍、傳動比范圍等；設(shè)計中要保證高速級大齒輪與低速級軸不發(fā)生干涉條件等． 3)對傳動系統(tǒng)的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化．對鋼筋彎曲機(jī)進(jìn)行輕量化設(shè)計也可以通過對傳動系統(tǒng)的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化來進(jìn)行[5] ．在保證相同承載能力條件下，取蝸輪和蝸桿中心距最小作為目標(biāo)函數(shù)． 該模型下的約束條件同樣包含性能約束及邊界條件約束．性能約束包括：蝸輪齒面接觸強(qiáng)度的要求；蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度的限制；蝸桿剛度的限制．邊界條件約束包括：蝸輪、蝸桿的齒數(shù)范圍；蝸輪、蝸桿模數(shù)范圍；蝸桿直徑系數(shù)的范圍等． 同樣可以方便地利用Matlab提供的有關(guān)優(yōu)化函數(shù)工具箱或者其他的優(yōu)化求解技術(shù)，對該模型進(jìn)行優(yōu)化求解． 4.2 發(fā)展新的品種 發(fā)展新的品種包含同類傳動方式的大型化、開發(fā)新的傳動方式及擴(kuò)展功能． 1)同類傳動方式的大型化．目前的鋼筋彎曲機(jī)主要是GW40型，有極少量GW50型．從產(chǎn)品的投入產(chǎn)出看，生產(chǎn)大型的鋼筋彎曲機(jī)效益更明顯．多生產(chǎn)GW50型的彎曲機(jī)、適量開發(fā)能夠彎曲更大鋼筋的彎曲機(jī)是個方向．在大型化的過程中，驅(qū)動系統(tǒng)、電機(jī)、工作盤等的協(xié)調(diào)是關(guān)鍵． 2)開發(fā)新的傳動方式．上述結(jié)構(gòu)的國產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)大多采用電機(jī)為動力，也有一些其他動力的彎曲機(jī)，如采用柴油機(jī)或汽油機(jī)驅(qū)動的．鋼筋彎曲機(jī)采用液壓驅(qū)動，將改變上述彎曲機(jī)傳動結(jié)構(gòu)．目前，主要由廣東的幾個廠家生產(chǎn)．如某廠家生產(chǎn)的W-40型，可以彎40 mm直徑的螺紋鋼，采用雙聯(lián)變速油缸，有2檔速度．采用液壓驅(qū)動，通過對液壓系統(tǒng)的控制，可以使設(shè)備更方便地實(shí)現(xiàn)更多的功能．但如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則維修困難．受設(shè)備使用者素養(yǎng)的限制，這類結(jié)構(gòu)的使用尚不普及． 3)擴(kuò)展功能．鋼筋彎曲機(jī)、切斷機(jī)、彎箍機(jī)通常是配套使用的，在同臺設(shè)備上實(shí)現(xiàn)多種功能，是技術(shù)的發(fā)展方向之一．通過在原鋼筋彎曲機(jī)的工作盤上固定圓盤，并在插座板位置安裝燕尾槽，在燕尾槽內(nèi)嵌入帶有固定芯軸的滑動體，彎l曲機(jī)的功能就可以擴(kuò)展為能夠彎弧[6-7]. 采用液壓傳動的鋼筋彎曲機(jī)，可以設(shè)計為既可以彎鋼筋，又可以彎圓箍[8] ．但這樣的傳動已經(jīng)與常用的鋼筋彎曲機(jī)不屬于一類機(jī)型，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜．也有個別廠家生產(chǎn)液壓鋼筋彎切機(jī)，在一臺設(shè)備上實(shí)現(xiàn)鋼筋的切斷與彎曲功能．采用純機(jī)械傳動，實(shí)現(xiàn)鋼筋的切斷與彎曲功能，則設(shè)備體積偏大．應(yīng)該說，在一臺設(shè)備上實(shí)現(xiàn)鋼筋的切斷與彎曲功能，在某些場合體現(xiàn)了一定的優(yōu)越性．尤其是對設(shè)備的使用量要求不大，但要實(shí)施對鋼筋切斷與彎曲的．如一種WQ一32Y型液壓鋼筋彎切機(jī)，采用二三速變換、半自動操控、自動復(fù)位，彎曲角度無級調(diào)整，并可以在2個設(shè)定角度間快速轉(zhuǎn)換． 4.3 自動控制角度鋼筋彎曲機(jī)的開發(fā) 開發(fā)自動控制角度鋼筋彎曲機(jī)是一個方向．也是鋼筋彎曲機(jī)走出國門、參與國際競爭的關(guān)鍵．設(shè)計制造簡單可靠的角度控制系統(tǒng)是關(guān)鍵，在鋼筋彎曲機(jī)上，開發(fā)完善角度控制系統(tǒng)，可以使鋼筋彎曲機(jī)與鋼筋彎箍機(jī)的功能相重疊．為了鋼筋彎曲機(jī)工作后可以自動歸位，可以采用離合器單向傳動技術(shù)，并通過扭力彈簧使工作盤歸位[9] ．文獻(xiàn)[1O]介紹了一種自動角度鋼筋彎箍機(jī)，結(jié)構(gòu)十分典型，對改造現(xiàn)有鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)有重要參考意義．其主軸傳動示意如圖2. 為實(shí)現(xiàn)工作圓盤轉(zhuǎn)動角度控制，結(jié)構(gòu)上通過旋轉(zhuǎn)手輪驅(qū)動錐齒輪，錐齒輪與接近開關(guān)安裝板固聯(lián)，從而調(diào)整接近開關(guān)安裝板的位置．安裝板上安裝接近開關(guān)，主軸上固聯(lián)有遮光板．工作中，當(dāng)動力驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動時，遮光板隨之轉(zhuǎn)動；當(dāng)遮光板運(yùn)動到接近開關(guān)的位置時，接近開關(guān)將發(fā)生控制信號的改變，從而控制電機(jī)的運(yùn)動． 采用該原理設(shè)計自動角度鋼筋彎曲機(jī)，要注意的問題是接近開關(guān)的壽命、工作圓盤的準(zhǔn)確復(fù)位等．此外，對不同直徑的鋼筋，當(dāng)工作圓盤的轉(zhuǎn)角相同時，成型角度有較大的差異．當(dāng)然也可以采用數(shù)控技術(shù)控制電機(jī)的運(yùn)動角度，從而實(shí)現(xiàn)對工作圓盤的轉(zhuǎn)角控制，進(jìn)而控制鋼筋彎曲角度[11] ．采用數(shù)控技術(shù)控制鋼筋彎曲機(jī)，關(guān)鍵是提高控制系統(tǒng)的可靠性與降低設(shè)備的制造成本． 4.4 涂裝質(zhì)量及其他 目前的國產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)已經(jīng)批量出口到東南亞、非洲、中東、俄羅斯及其他獨(dú)聯(lián)體國家．涂裝質(zhì)量的要求隨出口地的不同有所區(qū)別．在產(chǎn)品出口中，要特別注意產(chǎn)品在海上運(yùn)輸中防止其受海水的 腐蝕．由于鋼筋彎曲機(jī)單機(jī)的價格不高，國內(nèi)很多廠家對涂裝及包裝質(zhì)量重視不夠，這不利于出口.由于各廠家生產(chǎn)的能夠出口的鋼筋彎曲機(jī)的內(nèi)在質(zhì)量差距不大，所以產(chǎn)品的外型及涂裝質(zhì)量對．外銷有直接的作用． 5 具體優(yōu)化設(shè)計內(nèi)容 基于Matlab的齒輪傳動優(yōu)化設(shè)計。Matlab是美國Mathworks公司推出的用于科學(xué)計算的可視化軟件包。其方便、友好的用戶環(huán)境，強(qiáng)大的擴(kuò)展能力使許多領(lǐng)域的科學(xué)計算和工程應(yīng)用節(jié)省時間、降低成本、提高效率。本文所介紹的是應(yīng)用Matlab對齒輪傳動進(jìn)行優(yōu)化，這里介紹了從建立目標(biāo)函數(shù)、確定約束條件到編制Matlab程序以及對程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行的整個過程。 基于嚙合角函數(shù)的平面共軛齒廓凹凸性判斷計[12]。提出基于嚙合角函數(shù)的平面共軛齒廓凹凸性判別方法給出六項判據(jù)根據(jù)這些判據(jù),無需求解齒廓方程,由嚙合角函數(shù)直接判別共軛齒廓凹凸性為設(shè)計高性能的齒輪齒廓提供了新途徑。 現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了，利用一個簡單的程序調(diào)用齒輪理論，來描繪環(huán)狀－漸開線- 牙齒形類型的齒輪的情況。這種球形－漸開線齒輪有兩層的自由度，在原有自由度的基礎(chǔ)上又獲得了一個轉(zhuǎn)動自由度。對球形－漸開線的分析可以描繪為以下兩個步驟。首先, 齒輪理論是用于在傳統(tǒng)理論上獲得發(fā)展的基礎(chǔ)。其次，改革中獲得的自由度用來替換關(guān)于一個軸的一個角度。 基于這二個步驟, 一個有弧形齒形和兩層自由度的齒輪的數(shù)學(xué)模型產(chǎn)生了。 把已有數(shù)學(xué)模型在程序中進(jìn)行分析，這里需要一個軟件包提供必需的切斷路徑，在齒輪的生產(chǎn)過程中同時需要計算機(jī)輔助軟件的幫助[13]。 科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展已經(jīng)要求齒輪傳輸表現(xiàn)的逐漸比較高需求。 影響動態(tài)的齒輪表現(xiàn)的主要因素是被以網(wǎng)捕捉的齒輪形式牙齒描繪。為了改善齒輪的傳輸表現(xiàn)，在 1990 年代早期內(nèi)被稱為 LogiX 齒輪的一個新類型的齒輪被發(fā)展。 然而,對于那里保持許多未知的理論上的和實(shí)際的問題被解決的這個特別類型的齒輪。在這一張紙中，這個新類型的齒輪設(shè)計原則更進(jìn)一步被學(xué)習(xí)，而且它的牙齒描繪的數(shù)學(xué)組件推論。在牙齒的這一個類型的形式方面的影響力描繪和輪廓對于 LogiX 叁數(shù)被提供的齒輪它的叁數(shù)被討論的固有基本的它網(wǎng)孔表現(xiàn),和合理的選擇。如此關(guān)于 LogiX 齒輪的資訊被發(fā)展而且使富足的理論上的系統(tǒng)。 這一項研究擠入得最重要現(xiàn)代運(yùn)動的傳輸產(chǎn)品的負(fù)荷能力，小型化和耐久性的進(jìn)步[14]。 關(guān)于淬火后表面硬度變化的圓筒筒形齒輪的研究[15]。1.對不同叁數(shù)的齒輪在熱處理之前后法向精度的分析表明，熱處理之前后齒輪的法向精度發(fā)生了大的變化。這使使用少數(shù)的樣品解決不同的制造問題是可能的。在熱處理后齒輪的精密度減少 1 –2 個等級。常態(tài)化合接合 ( 特別是瓦斯接合) 對弄歪以至毀壞齒輪影響最大。 在常態(tài)化之后，歪曲率高達(dá) 30% 。利用溶鹽和堿的熱處理不僅減少齒輪的毀壞而且能減少歪曲。然而，當(dāng)刻度不被變的時候, 獲得較多齒輪的大小不變是可能的。一些被發(fā)現(xiàn)的關(guān)系決定通常的常態(tài)長度和直徑使之在熱處理前后之間的連結(jié)不變是可能。因?yàn)椋蟛糠莸凝X輪,是在熱處理之后選擇大小和型號而且是在錯誤的散布極限里面的。 我們也用毀壞系數(shù)作為這這一標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)查結(jié)果表明允許了我們在熱處理后增加牙齒形齒輪的模數(shù)，以提高38% 的精密。 關(guān)于齒輪傳動計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)的研究[16] 。針對漸開線圓柱齒輪減速器的研究開發(fā)了齒輪參數(shù)設(shè)計、分析計算及計算機(jī)繪圖的計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng),為齒輪設(shè)計和生產(chǎn)提供一個高效、實(shí)用、準(zhǔn)確、可靠的設(shè)計及繪圖工具。齒輪作為最重要的基礎(chǔ)傳動部件被廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石化、煤炭、水電等行業(yè)。在齒輪箱設(shè)計和生產(chǎn)過程中,需要大量的分析、計算和繪圖工作,采用現(xiàn)代設(shè)計方法可徹底改變過去依靠手工計算和繪圖時的效率低、易出錯等局面,使齒輪設(shè)計人員借助計算機(jī)及相應(yīng)軟件可迅速、高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行設(shè)計方案的確定、比較、分析和繪圖;為生產(chǎn)企業(yè)以高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本占領(lǐng)市場提供技術(shù)保障。齒輪參數(shù)設(shè)計通用多級齒輪傳動參數(shù)設(shè)計是齒輪傳動設(shè)計的一個重要方面。本系統(tǒng)提出了通用平行定軸圓柱齒輪傳動參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法?！±迷撓到y(tǒng)可方便地完成漸開線圓柱齒輪減速器的齒輪參數(shù)設(shè)計、零件的強(qiáng)度計算、齒輪的許用功率計算、滾動軸承的壽命計算及齒輪、軸、端蓋、鍵、套筒和系列齒輪箱箱體圖、總裝圖的繪制工作。 關(guān)于一種簡便的齒輪傳動等強(qiáng)度優(yōu)化設(shè)計方法[17]。根據(jù)等強(qiáng)度優(yōu)化理論,通過分析齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度的內(nèi)在聯(lián)系,引進(jìn)復(fù)合齒形系數(shù)和齒數(shù)算子的概念,提出了一種能直接求得齒輪傳動優(yōu)化參數(shù)的簡便方法。將該方法用于二級或多級齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計,其優(yōu)化過程更為直觀、清晰,編程更為簡單、快捷。齒數(shù)算子前言在進(jìn)行齒輪傳動設(shè)計時,一般總是希望齒輪的尺寸最小,承載能力最大,亦即要求齒輪的材料利用率最高;同時,從改善傳動的平穩(wěn)性、減少磨損和膠合的可能性、提高加工效率等方面考慮,還要求在滿足彎曲強(qiáng)度的前提下,選取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)。為達(dá)到此目的,可利用各種優(yōu)化方法對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 6 結(jié)語 鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)批量巨大，技術(shù)也較為成熟．只有不斷改良技術(shù)，才能進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性價比，增強(qiáng)市場競爭力．本文討論的改良方向?qū)τ谔岣咄惍a(chǎn)品，如鋼筋調(diào)直機(jī)、鋼筋彎箍機(jī)等的質(zhì)量，有一定的啟發(fā)意義． 參考文獻(xiàn)： [1] 王良文，陳學(xué)文·國產(chǎn)鋼筋切斷機(jī)的生產(chǎn)現(xiàn)狀與改良方向[J]·建筑機(jī)械技術(shù)與管理,2009(3)：83. 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各廠家的鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造基本相同．鋼筋彎曲機(jī)的傳動方案有以下2種：“帶一兩級齒輪一蝸輪蝸桿傳動”和“帶一三級齒輪傳動”[2]．采用蝸輪蝸桿傳動的鋼筋彎曲機(jī)，其傳動效率不如齒輪傳動的彎曲機(jī)．也就是說，在同樣的驅(qū)動電機(jī)功率條件下，齒輪傳動的彎曲機(jī)彎曲同直徑的鋼筋顯得更輕松．但蝸輪蝸桿傳動的自鎖特性，使工作中彎曲的定位精度會更高些．目前，以“帶一兩級齒輪一蝸輪蝸桿傳動”方案的彎曲機(jī)的生產(chǎn)、應(yīng)用較為普遍，市場占有率高． 目前，機(jī)械傳動類鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟．各個廠家產(chǎn)品的質(zhì)量差異主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1)各個廠家的機(jī)箱的造型及用料有較大的差異．用料太少的鋼筋彎曲機(jī)，設(shè)備的整體剛性太差，外型也缺乏美感．2)僅有少量廠家注重工作圓盤及其他附件的表面質(zhì)量，將工作圓盤及其他附件進(jìn)行了鍍層處理，將各插孑L采用橡膠套堵封．3)有些鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)廠家，配用非標(biāo)生產(chǎn)的電機(jī)．這些電機(jī)的輸出功率偏小，在連續(xù)工作中容易起熱，無法彎曲標(biāo)定直徑的鋼筋．4)傳動系統(tǒng)的齒輪、蝸輪蝸桿等，在加工質(zhì)量，材料的選用，熱處理工藝等方面有差異．5)大量廠家的彎曲機(jī)不注意外觀涂裝質(zhì)量，少量廠家采用噴塑處理的方式，外觀視覺效果還不錯． 本機(jī)用于彎曲各種A3鋼和Ⅱ級螺紋鋼，工作方式簡單，彎曲形狀一致，調(diào)整簡單，操作方便，使用可靠，性能穩(wěn)定。它能將材料彎成工作中所需的各種形狀。本機(jī)使用一段時間后應(yīng)將工作盤換180°方位使用，這樣內(nèi)部機(jī)件也改變了180°位置，使機(jī)械零件達(dá)到均勻磨損，延長機(jī)械使用壽命。 受國家連續(xù)多年實(shí)施的積極財政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西電東送、房地產(chǎn)開發(fā)以及公路道路建設(shè)、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項目的實(shí)施，這對于重大建設(shè)項目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來說可謂是難得的機(jī)遇，因此整個行業(yè)的內(nèi)需勢頭旺盛，技術(shù)創(chuàng)新層出不窮，彎曲機(jī)的設(shè)計改良也不斷得到更新與進(jìn)步，具有良好的發(fā)展前景。 2 鋼筋彎曲機(jī)的方案與選擇 2.1 引言 在各種建筑工程中,大量使用鋼筋彎曲機(jī).近來國產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)、使用呈現(xiàn)快速增長的趨勢,其傳動方案主要有兩種,即“帶—兩級齒輪—蝸輪蝸桿傳動”及“帶—三級齒輪傳動”,其中以“帶—兩級齒輪—蝸輪蝸桿傳動”方案的彎曲機(jī)的生產(chǎn)、應(yīng)用較為普遍,市場占有率高.隨著所需加工彎曲的鋼材尺寸逐漸加大,鋼材技術(shù)性能的不斷改良,在使用中發(fā)現(xiàn)有彎不動的情況或者電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重的現(xiàn)象.從理論上講,可以通過增加驅(qū)動電機(jī)的功率來解決此類問題,但這會增加產(chǎn)品的生產(chǎn)及使用成本,因此設(shè)計生產(chǎn)性價比優(yōu)良的鋼筋彎曲機(jī)一直是生產(chǎn)廠家努力的目標(biāo).國內(nèi)設(shè)計工作者很早就對此問題進(jìn)行了研究一二,但相關(guān)文獻(xiàn)主要探討鋼筋彎曲變形所需功率的大小,而未涉及傳動方案不同對其的影響,亦未見國外對此問題的研究報道.本文擬對鋼筋彎曲機(jī)傳動方案從傳動效率、傳動精度方面進(jìn)行分析比較,指出兩種傳動方案在傳動效率、傳動精度方面顯著的差別及選擇使用的原則、場合,并提出一種傳動方案的改良思路,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)計生產(chǎn)滿足市場需要的產(chǎn)品,促進(jìn)國產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計、生產(chǎn)、使用水平的進(jìn)一步提高. 2.2 典型的鋼筋彎曲機(jī)傳動方案 現(xiàn)行的鋼筋彎曲機(jī)主要有兩種傳動方案,一種為電機(jī)通過一級帶傳動、兩級齒輪傳動、一級蝸輪蝸桿傳動,簡稱蝸輪蝸桿傳動方案,如圖1所示.另一種為電機(jī)通過一級帶傳動、三級齒輪傳動,簡稱全齒輪傳動方案,如圖2所示.蝸輪蝸桿傳動彎曲機(jī)的市場占有率遠(yuǎn)大于全齒輪傳動彎曲機(jī)。 圖1 蝸輪蝸桿傳動 圖2 全齒輪傳動 2.3 鋼筋彎曲機(jī)的傳動精度 現(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)多為人工操作，也有半自動及全自動的。在彎曲過程中,當(dāng)達(dá)到所需位置時，由人工切斷電機(jī)電源，或者用行程開關(guān)類電器發(fā)出指令，控制電機(jī)電源。此時，電機(jī)停止工作,由于彎曲機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)受所彎鋼筋的反向作用，工作盤所停位置較準(zhǔn)確。但在工作盤返回到原始位置，準(zhǔn)備下一次彎曲時，其停頓位置受傳動精度的影響較大，因此，需分析傳動方案的精度。為便于比較，均從第1級齒輪傳動誤差開始計算，不計皮帶傳動的影響。 1. 蝸輪蝸桿傳動 蝸輪蝸桿傳動的精度 　 （1-1） 式中，為第1,2級齒輪傳動誤差；為蝸輪蝸桿傳動誤差；為蝸輪蝸桿傳動比，取19.9。 代入相關(guān)參數(shù)有 　 2. 全齒輪傳動 全齒輪傳動的精度 式中, ，為第1,2,3級齒輪傳動誤差。 代入相關(guān)參數(shù)有 　 3. 傳動精度的比較 為便于比較,設(shè)定各級齒輪傳動誤差相同，均以表示,蝸輪蝸桿傳動的誤差與齒輪傳動誤差幾乎相等，即。則， 很顯然,采用蝸輪蝸桿傳動時,傳動精度較高。 2.4 鋼筋彎曲機(jī)的傳動效率 隨著所需加工彎曲的鋼筋的尺寸逐漸加大,對同樣的驅(qū)動電機(jī),鋼筋彎曲機(jī)的傳動效率將是設(shè)計或選擇使用的重要指標(biāo)之一.為方便分析比較,略去帶傳動及各支承軸承處的效率損失。 1. 蝸輪蝸桿傳動的效率 　 （1-2） 式中，為第1級齒輪傳動效率取0.98；為第2級齒輪傳動效率，取0.98，為蝸桿傳動效率,取0.73。而 η=0.97×0.97×0.73=0.687。 2. 全齒輪傳動 全齒輪傳動的效率 　 式中， ，，分別為第1，2，3級齒輪傳動的效率,均取為0.913，則η=0.94。 比較后可得出結(jié)論： 第一 采用蝸輪蝸桿傳動的鋼筋彎曲機(jī)的傳動效率遠(yuǎn)低于全齒輪傳動的鋼筋彎曲機(jī),其使用過程中功率損失較大,這是機(jī)器對較大鋼筋彎不動或者電機(jī)發(fā)熱的主要原因. 第二 采用蝸輪蝸桿傳動的鋼筋彎曲機(jī)的傳動精度略高于全齒輪傳動鋼筋彎曲機(jī). 對于絕大多數(shù)手動操作的鋼筋彎曲機(jī),其生產(chǎn)廠家設(shè)計生產(chǎn)時或者用戶選擇時應(yīng)該優(yōu)先考慮采用全齒輪傳動. 第三 對于少數(shù)采用全自動或者半自動操作的鋼筋彎曲機(jī),為了提高彎曲機(jī)的停歇位置精度,簡化相關(guān)控制裝置,可考慮采用蝸輪蝸桿傳動. 通過對鋼筋彎曲機(jī)傳動效率及傳動精度的分析比較，認(rèn)為：手動操作的彎曲機(jī)，宜采用“帶—三級齒輪傳動”結(jié)構(gòu)，以利提高其傳動效率；而全自動或半自動操作的彎曲機(jī)，宜采用“帶—兩級齒輪—蝸輪蝸桿傳動”結(jié)構(gòu)，以利提高傳動精度。 綜上所述，本次設(shè)計的GW40鋼筋彎曲機(jī)所適應(yīng)彎曲鋼筋的直徑范圍是（光圓鋼筋），8—36（Ⅱ級螺紋鋼），要求有較高的傳動精度，屬于半自動操作所以此次設(shè)計的鋼筋彎曲機(jī)采用方案一，即電機(jī)通過一級帶傳動、兩級齒輪傳動、一級蝸輪蝸桿傳動。 3 彎矩的計算與電動機(jī)的選擇 3.1 工作裝置的設(shè)計 如圖所示為其結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)工作需要，并且借鑒現(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)的臺面尺寸，定其大致尺寸見下圖 1—當(dāng)鐵軸孔 2—圓輪 3—心軸孔 4—成型軸 5—啟動銷釘 6—滾軸 7—孔眼條板 8—鋼筋 9—分離式擋板 10—凸輪 圖4 工作裝置結(jié)構(gòu) 3.1.1 工作臺面的各部分組成 鋼筋彎曲機(jī)的工作臺面主要由，工作盤，心軸、成型軸、擋鐵軸等主要部件組成。 1．心軸 按規(guī)范規(guī)定，鋼筋的彎曲半徑是1.25倍鋼筋直徑，因此不同直徑鋼筋的彎曲半徑是不同的，為了保證彎曲半徑，應(yīng)設(shè)計不同直徑的心軸。根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計九種不同直徑即16、20、25、35、45、60、75、85、100。如彎一根直徑6mm鋼筋的彎鉤，彎曲半徑是7.5mm，可選擇16mm的心軸，而彎一根直徑25mm鋼筋的彎鉤，彎曲半徑是31mm,則可選擇60mm的心軸，即心軸約等于2 倍的彎曲半徑。其構(gòu)造如圖5所示： 圖5 心軸結(jié)構(gòu) 2．成型軸 成型軸是和工作臺一起旋轉(zhuǎn)驅(qū)使鋼筋彎曲成型的構(gòu)件，一般成型軸孔和心軸孔的距離是一定值，成型軸至心軸的距離隨著鋼筋和心軸直徑的變化而變化，所以為了更好的調(diào)節(jié)心軸、鋼筋和成型軸三者之間的間隙，有時可在成型軸上加一個偏心套。一般將成型孔和心軸孔設(shè)計相同，成型軸直徑定為80mm。 3．擋鐵軸 擋鐵軸是阻止鋼筋隨著成型軸旋轉(zhuǎn)的附件，其插在擋鐵插座上。擋鐵軸可用一般心軸代替，為了便于鋼筋彎曲時，鋼筋和擋鐵軸不發(fā)生摩摖，直接讓偏心套環(huán)繞擋鐵軸旋轉(zhuǎn)，可在擋鐵軸上加一個偏心套即可。 4．分離式擋板 鋼筋擋架是在彎曲鋼筋彎時，防止鋼筋發(fā)生向上拱曲，使鋼筋成型正確。鋼筋擋架是分離式擋板可變擋架，其圖如下： 分離式擋板上后擋板的長短是可調(diào)的，楔鐵緊一點(diǎn)，擋距變小，楔鐵松一點(diǎn)，擋距變大，使用靈活方便的擋架支撐桿是可調(diào)的，當(dāng)鋼筋彎曲粗鋼筋時，將擋桿縮短，彎曲細(xì)鋼筋時，將擋桿調(diào)長，使擋架的擋板緊貼鋼筋，當(dāng)鋼筋成型后，工作盤反轉(zhuǎn)，超過起始位置時，擋架的擋板鉤能從擋柱體上滑脫，使擋架離開工作盤，避免損壞設(shè)備。 圖6 分離式擋板 3.1.2結(jié)構(gòu)及工作原理 該機(jī)的臺面系統(tǒng)為彎曲鋼筋的結(jié)構(gòu)和工作原理系統(tǒng)，根據(jù)所彎鋼筋直經(jīng)的大小，首先通過手輪使插入座橫向位移，調(diào)整擋料裝置與心軸之間的距離，使鋼筋能順利進(jìn)入。工作盤上有9個孔，中心孔用來插心軸，周圍的8個孔用來插成型軸。工作盤外的插入孔上插有擋鐵軸。它由電動機(jī)帶動蝸桿減速器旋轉(zhuǎn)，蝸桿減速器通過齒輪傳動，再帶動工作盤旋轉(zhuǎn)。當(dāng)工作盤旋轉(zhuǎn)時，中心軸和成型軸都在轉(zhuǎn)動，由于中心軸在圓心上，圓盤雖在轉(zhuǎn)動，但中心軸位置并沒有移動；而成型軸卻圍繞著中心軸作圓弧轉(zhuǎn)動。如果鋼筋一端被擋鐵軸阻止自由活動，那么鋼筋就被成型軸繞著中心軸進(jìn)行彎曲。通過調(diào)整成型軸的位置，可將鋼筋彎曲成所需要的形狀。改變中心軸的直徑(16、20、25、35、45、60、75、85、100 mm)，可保證不同直徑的鋼筋所需的不同的彎曲半徑。在工作盤的圓周上有燕尾槽是安裝碰塊之用，并在工作盤的圓周上標(biāo)有的刻度線，根據(jù)鋼筋所需的彎曲角度，選擇相應(yīng)的角度，調(diào)整碰塊的位置;當(dāng)彎曲鋼筋時，碰塊與行程開關(guān)接觸，通過行程開關(guān)使電動機(jī)達(dá)到正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鋼筋彎曲的一次循環(huán)。送料滾裝在臺面的兩側(cè)，送料有力，防止臺面拉傷。 3.1.3 工作過程 鋼筋彎曲機(jī)的工作過程如圖所示。將鋼筋放在工作盤的心軸和成型軸之間，開動彎曲機(jī)使工作盤轉(zhuǎn)動，當(dāng)工作盤轉(zhuǎn)動到一個位置時，成型軸也跟隨一起轉(zhuǎn)動，由于鋼筋一端被擋鐵軸擋住不能自由運(yùn)動，成型軸就迫使鋼筋繞著心軸彎成相應(yīng)的角度，如果工作盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，成型軸也就跟隨旋轉(zhuǎn)。用倒順開關(guān)使工作盤反轉(zhuǎn)，成型軸回到起始位置并卸料，即一根鋼筋的彎曲結(jié)束。不同直徑的鋼筋其彎曲半徑一般是不同的，為了彎曲各種直徑鋼筋，在工作盤中間孔中換不同直徑的心軸，并選擇成型軸在工作盤的位置和擋鐵軸的位置即可。該彎曲機(jī)的通用性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，操縱方便，可將鋼筋彎曲成各種形狀和角度。 （a）裝料 （b）彎 （c）彎 （d）回位 1—心軸 2—成型軸 3—擋鐵軸 4—鋼筋 5—工作盤 鋼筋彎曲機(jī)工作過程 3.1.4 工作盤的設(shè)計 鋼筋受力情況及與計算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記見圖。設(shè)彎曲鋼筋所需彎矩： 式中F為撥料柱對鋼筋的作用力；Fr為F的徑向分力；a為F與鋼筋軸線夾角。當(dāng)一定、a越大則撥料柱及主軸徑向負(fù)荷越??；，一定、越大則a越大。因此，若想提高彎曲機(jī)的工作能力，則應(yīng)加大彎曲機(jī)的工作盤的直徑，增大撥料柱中心到主軸中心距離。 根據(jù)工作需求，初步設(shè)計鋼筋彎曲機(jī)的工作盤尺寸為：直徑345mm， =88mm。。 則 。 1—工作盤 2—中心柱套(直徑D) 3—撥料柱(直徑d) 4—擋料柱 5—鋼筋(公稱直徑d) 6—插入座 3.2 彎矩的計算 鋼筋最大彎曲力矩的計算 Mmax=(k1+k0/2Rx)Ws (2-1) 式中 Kt=1.7（對圓斷面），為形狀系數(shù)； W為鋼筋抗彎截面模量； k0=/s，為塑性模量；k0=11.6 σs鋼筋屈服強(qiáng)度； Rx=R/d，( R為鋼筋的最小彎曲半徑（R=1.75d）,d為被彎曲鋼筋的直徑。) 查找《機(jī)械設(shè)計手冊》，可知： σs =353Mpa Eˊ=0.5E 所以： Mmax=(k1+k0/2Rx)Ws =（1.7+11.6/2×1.75）×0.1×403×235×103=7547.9 3.3 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)選用Y系列三相異步電動機(jī)，額定功率；額定轉(zhuǎn)速。其電動機(jī)的型號為Y100L2—4。由表3－3查的電動機(jī)中心高H＝100mm，軸伸出部分用于裝聯(lián)軸器軸段的直徑和長度分別為D=28mm和E=60mm。 表1；其技術(shù)參數(shù)： 型 號 額定功率 /kW 滿載時 額定轉(zhuǎn)矩 最大 轉(zhuǎn)矩 重量/kg 額定電流/A 轉(zhuǎn)速 /r.min Y100L2-4 3 8.8 1430 2.2 2.3 38 表2；其安裝尺寸： 機(jī)座號 安裝尺寸 H A B C 63 D E F G K 12 100L 160 140 60 8 24 3.4計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 總傳動比。 本次設(shè)計為多級傳動，i=i1i2i3i4 在已知總傳動比要求時，如何合理選擇和分配各級傳動比，要考慮以下幾點(diǎn)： 1） 各級傳動機(jī)構(gòu)的傳動比應(yīng)盡量在推薦范圍內(nèi)選取。 2） 應(yīng)使傳動裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量較輕。 3） 應(yīng)使各傳動件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理，避免干涉碰撞。 由表13-2可知普通V帶的傳動功率適中，單級傳動比為2-4，這里我們選取i1=2.6。蝸桿傳動但級傳動比為10-40，取i4=20。 i2i3=。取i2=1.4， i3=2.5 綜上取 i1=2.6， i2=1.4， i3=2.5， i4=20. 則： 1、各軸轉(zhuǎn)速 電動機(jī)軸為0軸，減速器高速軸為1軸，中速軸為2軸，低速軸為3軸，蝸桿軸為4軸，則各軸轉(zhuǎn)速分別為： r/min 2、 各軸輸入功率 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》表2-4得：V帶傳動效率=0.96，圓柱齒輪傳動效率為==0.97蝸輪蝸桿傳動效率=0.73， P3=P2 P4=P3 3各軸轉(zhuǎn)矩 T4= 4 V帶傳動設(shè)計 V帶的設(shè)計計算 電動機(jī)與齒輪減速器之間用普通V帶傳動，電動機(jī)為Y100L2-4，額定功率P=3KW，轉(zhuǎn)速n1=1430r/min,i=2.6，每天工作16個小時。 1設(shè)計功率 根據(jù)工作情況由表8-7得工作情況系數(shù)KA=1.2. Pca=KAP=1.23=3.6KW 2選定帶型 根據(jù)Pca=3.6KW，n1=1430r/min，由圖8-11查得選擇A型。 3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1，并驗(yàn)算帶速 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1,由表8-6和8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=98mm。 2）驗(yàn)算帶速v。v=m/s 因?yàn)?m/s 8計算壓軸力Fp 壓軸力的最小值為（Fp）min=。 5 齒輪的設(shè)計 5.1高速級齒輪傳動的設(shè)計計算 １． 齒輪材料，熱處理及精度 選用直齒圓柱齒輪，工作壽命15年（每年工作300天）兩班制。 材料： 高速級小齒輪選用調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS ， 高速級大齒輪選用調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 220HBS， 由表10-19取解除疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.92,KNH2=0.94, 由表10-18得KFN1= 0.85 ,KFN2=0.88 取失效概率為1%，安全系數(shù)，SF=1.25 []= []= []= []= 2. 齒輪精度 按GB/T10095－1998，選擇8級 3.初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸 高速級傳動比，高速軸轉(zhuǎn)速傳動功率 取載荷系數(shù)（表10-2）KA= 1.5 齒寬系數(shù)（表10-7） 小齒輪上轉(zhuǎn)矩 取(表10-6)， 齒數(shù)，則，取Z2=33，則實(shí)際傳動比 模數(shù) 齒寬 取 按表4-1取，， 中心距 4.驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù)， ， 安全 5.小齒輪的圓周速度 對照表11-2 可知選用8級精度是合適的 （二）低速級齒輪傳動的設(shè)計計算 1.齒輪材料，熱處理及精度 材料： 小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 260HBS ， 大齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 240HBS， 由表11-5，取, KHN1=0.92,KNH2=0.94 KFN1= 0.85 ,KFN2=0.88 [] = [] = [] = [] = 2. 齒輪精度 按GB/T10095－1998，選擇8級 3.初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸 高速級傳動比，高速軸轉(zhuǎn)速傳動功率 齒輪按8精度制造。取載荷系數(shù)（表11-3）齒寬系數(shù)（表11-6） 小齒輪上轉(zhuǎn)矩 取((表11-4)， 齒數(shù)，則，則實(shí)際傳動比 模數(shù) 齒寬 取 按表4-1取，， 中心距 4.驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù)， ， 安全 5.齒輪的圓周速度 對照表11-2 可知選用8級精度是合適的。 6 蝸輪蝸桿的設(shè)計 已知輸入功率P=2.71KW，蝸桿轉(zhuǎn)速n3=157.7r/min,傳動比i4=20，要求壽命Lh=12000h。 1 選擇蝸桿傳動類型 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用阿基米德蝸桿（ZA）。 2選擇材料 考慮到傳動功率不大，速度中等，故選擇45鋼。蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45-55HRC。蝸輪用ZCuA110Fe3，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒面用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 （1） 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 Z1=2 （2） 確定載荷系數(shù) 取載荷分布不均勻系數(shù)=1.3，由表11-5選取使用系數(shù)=1.15，動載荷系數(shù)=1.15 K== （3）確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，=160 （4）確定接觸系數(shù)Zp 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值d1/a =0.35,從圖11-18中可查Zp=2.9. （5） 確定許用接觸應(yīng)力[] 蝸輪的基本許用應(yīng)力[]，=268MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60jn2Lh= 壽命系數(shù)KHN= []=KHN[]，=1.0737268=288MPa （6） 計算中心距 mm 取中心距a=200mm，因i=20，所以從表11-2中可得蝸桿分度圓直徑d1=80mm，這時d1/a=0.4 4蝸桿和蝸輪的主要參數(shù)和幾何尺寸 （1） 蝸桿 軸向齒距Pa=25.133mm，直徑系數(shù)q=10，齒頂圓直徑da1=96mm，齒根圓直徑df1=60.8mm，分度圓倒程角=，蝸桿軸向齒厚sa=12.5mm （2） 蝸輪 蝸輪齒數(shù)z2=40。 蝸輪分度圓直徑d2=mz2=840=320mm 蝸輪喉圓直徑da2=d2+2ha2=320+28=336mm 蝸輪齒根圓直徑df2=d2-2hf2=320-21.28=300.8mm 蝸輪咽喉母圓半徑rg2=a- 5校核齒根圓彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù)zv2= 根據(jù)zv2=42.42，從圖11-19中可查齒形系數(shù)YFa2=2.87 螺旋角系數(shù) 由表11-8可得[]，=90MPa，KFN=0.644 許用彎曲應(yīng)力[]=[]，KFN=57.96MPa 彎曲強(qiáng)度滿足要求 7 軸的設(shè)計 7.1 Ⅰ軸的設(shè)計 1材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第230頁表14-2 C=112 =2.88kw。 =50N.m =550r/min 2各軸段直徑的確定：19.4。 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1): 擬定軸上零件的裝配方案 (2): 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ①: 軸向定位要求1-2軸段右端要求制出一軸肩，取L1=55 ， 且. ②: 考慮到主要承受徑向力，軸向也可承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最少，在高速轉(zhuǎn)時也可承受純的軸向力，工作中容許的內(nèi)外圈軸線偏斜量（8`-16`）大量生產(chǎn)價格最低，固選用深溝球軸，選6007。查手冊可知d2=39（mm），l2=30（mm)，3-4段安裝軸承，左端用軸端擋圈定位，右端用軸肩定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=38（mm）。3-4段的直徑 ，。d3=40,l3=20因?yàn)?-6段軸也要安裝一個相同軸承，故d5=40（mm），l5=20(mm) 。③: 6-7段軸沒有什么與之相配合的零件，但是其右端要有一個軸肩以使軸承能左端軸向定位，d6=39（mm）；又因?yàn)楦鶕?jù)減減速器的整體方案，此段軸設(shè)計時長度應(yīng)該長一些，故取l6=67（mm）。 ④: 4-5段軸沒有什么與之相配合的零件，但是其左端要有一個軸肩以使軸承能右端軸向定位，d4=48（mm），由于5-6段軸的直徑較大，所以做成連軸齒，分度圓d=45(mm) 已知齒輪的輪轂的寬度為55（mm），所以l5=55（mm）。d7=35,l7=32. 各段直徑和長度如下： Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 直徑 32 39 40 48 40 39 35 長度 55 30 20 55 20 67 32 示意圖： 畫受載簡圖: 作用在齒輪上的 圓周力為： N 徑向力為：286*tg=104N 作用在軸1帶輪上的外力： 286N 286* tg=104N 求垂直面的支反力： 101N 求水平面的支承力： N -6625N 求選定截面的彎矩，并畫彎矩圖。 截面I的彎矩： 6625*55=364375N.m 5555N.m =364417N.m 截面II的彎矩： =925458N.m 16355N.m =1032861 N.m 彎矩和扭矩圖： 畫當(dāng)量彎扭圖（彎扭合成） 傳動的扭矩T等于常數(shù)，有輕微振動，單向傳動，取 63012 N.m 154602 N.m 當(dāng)量應(yīng)力的計算: 對于界面I，由于和齒輪周向固定，有鍵槽，計算軸徑降低4% 確定[]: 軸徑d=35,由設(shè)計手冊查得，軸承代號為6307，D=72,B=19, 7.2 Ⅱ軸設(shè)計 同軸Ⅰ，尺寸如下： Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 直徑 35 48 40 48 40 39 35 長度 25 55 20 55 20 35 52 示意圖： 7.3主軸的設(shè)計 同上得主軸尺寸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 直徑 74 80 73 長度 65 75 102 示意圖如下： 結(jié)論 21世紀(jì)是一個創(chuàng)新的時代，隨著我國經(jīng)濟(jì)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)用是預(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，而鋼筋的加工與成型直接影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、造價、工程質(zhì)量以及施工進(jìn)度。所以，鋼筋加工機(jī)械是建筑施工中不可缺少的機(jī)械設(shè)備。隨著機(jī)械自動化的發(fā)展，鋼筋彎曲機(jī)的應(yīng)用將會越來越廣。 本次畢業(yè)設(shè)計通過自身的努力和學(xué)習(xí)，以及指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，不僅使我強(qiáng)化了自己的建筑機(jī)械知識和電路控制理論，更加熟練的操作AutoCAD繪圖軟件。使我認(rèn)識到了機(jī)電一體化的結(jié)合在機(jī)械中的重要性。機(jī)電結(jié)合實(shí)現(xiàn)了機(jī)器的全自動化、高效率、高質(zhì)量的發(fā)展。而且深切的體會到要把所學(xué)的知識理論變成可實(shí)際應(yīng)用的系統(tǒng)時所面對的種種難題，認(rèn)識到提高運(yùn)用知識、解決實(shí)際問題的能力是十分重要的。 當(dāng)然，由于時間和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的不足，本次畢業(yè)設(shè)計必然有很多不足和錯誤之處，希望各位老師給予指點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) [1]. 吳宗澤主編，機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊。北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 [2]. 江耕華，陳啟松主編。機(jī)械傳動手冊。北京：煤炭工業(yè)出版社。 [3]. 機(jī)械化科學(xué)研究院編。實(shí)用機(jī)械設(shè)計手冊。北京：中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社。 [4]. 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編。機(jī)械設(shè)計。北京：高等教育出版社 [5]. 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