裝配圖鋼筋彎曲機設計及其運動過程虛擬,裝配,鋼筋,彎曲,曲折,設計,及其,運動,過程,進程,虛擬 湛江海洋大學 本科生畢業(yè)論文（設計）書 題目 鋼筋彎曲機設計及其運動過程虛擬 （中英文） 作者姓名 胡 茂 正 所在專業(yè) 機械設計制造及其自動化 所在班級 00機制四班 申請學位 湛江海洋大學 指導教師 劉杰華 職稱 教授 答辯時間 2004年 6 月 9 日  畢業(yè)論文(設計)任務書 論文(設計) 題 目 鋼筋彎曲機設計及其運動過程虛擬 工程 院(系) 機械設計制造極其自動化 專業(yè) 00 級 學生姓名 胡 茂 正 指導教師 劉杰華 招惠玲 陳敏華 職稱 起訖日期 2004年3月25日-6月8日 地 點 湛江海洋大學 發(fā)任務書日期： 2004 年 3 月 25 日 畢業(yè)論文（設計）任務的內容和要求 （包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求） 我國工程建筑機械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進國外先進技術提升自身產品檔次和國內勞動力成本低廉是一個原因，另一方面國家連續(xù)多年實施的積極的財政政策更是促使行業(yè)增長的根本動因。 　　 受國家連續(xù)多年實施的積極財政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路、房地產開發(fā)以及公路（道路）、城市基礎設施建設等一大批依托工程項目的實施，這對于重大建設項目裝備行業(yè)的工程建筑機械行業(yè)來說可謂是難得的機遇，因此整個行業(yè)的內需勢頭旺盛。同時受我國加入WTO和國家鼓勵出口政策的激勵，工程建筑機械產品的出口形勢也明顯好轉。 　　 我國建筑機械行業(yè)運行的基本環(huán)境、建筑機械行業(yè)運行的基本狀況、建筑機械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內建筑機械公司與國外建筑機械公司的競爭力比較以及2004年我國建筑機械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進行。 本課題要求的具體工作是： 1、 熟悉國內各種鋼筋彎曲機型號及各自的性能與應用，結合各鋼筋彎曲機使用的情況與現(xiàn)狀的市場情況對各自的優(yōu)缺點進行比較并設計出合適的鋼筋彎曲機。 2、 鋼筋彎曲機滿足ф40鋼筋的彎曲加工，彎曲角度為90度的彎曲件做為設計對象。對鋼筋彎曲機進行應用范圍設計。 3、 完成鋼筋彎曲機各主要非標準零件計算及設計和標準件的選擇及應用。 4、 用autocad軟件對各鋼筋彎曲機的裝配圖繪制以及非標準零件的繪制工作。 5、 寫出設計鋼筋彎曲機設計的說明書。 6、 最后進行答辯。 格式采用“字體：仿宋；字號：小4號；行距：固定值=22”  圖紙內容及張數(shù) 格式采用“字體：仿宋；字號：小4號；行距：固定值=22” 實物內容及要求 格式采用“字體：仿宋；字號：小4號；行距：固定值=22”  其 他 格式采用“字體：仿宋；字號：小4號；行距：固定值=22” 參考文獻 格式采用“字體：仿宋；字號：小4號；行距：固定值=22” 畢業(yè)論文（設計）進度計劃 起訖日期 工 作 內 容 備注 畢業(yè)論文（設計）答辯提問錄 學生姓名 學號 所在學院 專業(yè) 答辯日期 答辯時間 答辯組所提問題及學生解答情況（簡述） 答辯小組組長(簽名) 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）成績評定 指導教師評語： 指導教師(簽名) 年 月 日 答辯小組評語： 答辯小組組長(簽名) 年 月 日 畢業(yè)論文 （設計） 成績 系主任 （簽名） 年 月 日 審批單位 （蓋章） 年 月 日 （鋼筋彎曲機設計） 1 目錄 目錄………………………………………………………………………… 1 中英文摘要 …………………………………………………………………2 緒論 …………………………………………………………………………3 第 1 章 彎矩計算與電動機選擇 …………………………………………4 1.1 工作狀態(tài) …………………………………………………………… 4 2.1 材料達到屈服極限時的始彎矩 ……………………………………4 第 2 章 v 帶傳動設計 …………………………………………………… 5 2.1 V 帶輪的設計計算 ……………………………………………………5 第 3 章 第一級圓柱齒輪設計 ……………………………………………8 3.1 選擇材料 …………………………………………………………… 8 3.2 接觸強度進行初步設計 …………………………………………… 8 3.3 齒輪校核 …………………………………………………………… 10 3.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 ……………………………… 12 第 4 章 第三級圓柱齒輪設計 ……………………………………………14 4.1 選擇材料 …………………………………………………………… 14 4.2 接觸強度進行初步設計 …………………………………………… 14 4.3 齒輪校核 …………………………………………………………… 15 4.4 4齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 ………………………………18 第 5 章中間軸設計 …………………………………………………………20 5.1 計算作用在軸上的力 …………………………………………………20 5.2 計算支力和彎矩 ………………………………………………………20 5.3 截面校核 ………………………………………………………………22 第 6 章主軸設計 ……………………………………………………………24 6.1 計算作用在軸上的力 …………………………………………………24 6.2 計算支力和彎矩 ………………………………………………………25 6.3 截面校核 ………………………………………………………………26 第 7 章 軸承的選擇 ……………………………………………………… 28 7.1 滾動軸承選擇 ………………………………………………………… 28 中英文 ……………………………………………………………………… 28 總結 ………………………………………………………………………… 32 參考文獻 …………………………………………………………………… 33 （鋼筋彎曲機設計） 2 摘 要 通過強度計算分析，認為現(xiàn)有 GW-40 彎曲機的大部分零件有較大的設計裕 量，需要改變個別零部件及電動機功率即可大幅度提高加工能力，滿足 ф40 鋼筋的 彎曲加工。還可以升級為 GW-50 鋼筋彎曲機。 關鍵詞 鋼筋彎曲機 始彎矩 終彎矩 主軸扭矩 【Abstract】 Adopt analyze and count of the intensity ,we believe that the components of the Steel reinforcing bar- curved equipment have the huge design foreground . we can Improve the ability of machining, only change very few components and the electric Motor’s efficiency. It can be contented to the machining of the ф40 screw thread steel and go up to the Ф50 steel reinforcing bar –curved equipment. Key words: steel reinforcing bar-curved equipment first curved last curved Main shaft curved. （鋼筋彎曲機設計） 3 鋼筋彎曲機設計及其運動過程虛擬 專業(yè):機械設計制造及其自動化, 學號:2000121406,姓名:胡茂正 指導教師:劉杰華,招惠玲,陳敏華 緒論 我國工程建筑機械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進國 外先進技術提升自身產品檔次和國內勞動力成本低廉是一個原因，另一方面 國家連續(xù)多年實施的積極的財政政策更是促使行業(yè)增長的根本動因。 受國家連續(xù)多年實施的積極財政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西氣東輸、 西電東送、青藏鐵路、房地產開發(fā)以及公路（道路） 、城市基礎設施建設等一 大批依托工程項目的實施，這對于重大建設項目裝備行業(yè)的工程建筑機械行 業(yè)來說可謂是難得的機遇，因此整個行業(yè)的內需勢頭旺盛。同時受我國加入 WTO 和國家鼓勵出口政策的激勵，工程建筑機械產品的出口形勢也明顯好轉。 我國建筑機械行業(yè)運行的基本環(huán)境、建筑機械行業(yè)運行的基本狀況、建筑 機械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內建筑機械公司與國外建 筑機械公司的競爭力比較以及 2004 年我國建筑機械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進行 了深入透徹的分析。 （鋼筋彎曲機設計） 4 第 1 章 彎矩計算與電動機選擇 1.1 工作狀態(tài) 1.鋼筋受力情況與計算有關的幾何尺寸標記圖 1。設鋼筋所需彎矩：M t= 式?sini0LFr 中 F 為撥斜柱對鋼筋的作用力；F r為 F 的徑向分力;a 為 F 與鋼筋軸線夾角。 當 Mt 一定，a 越大則撥斜柱及主軸徑向負荷越小；a=arcos(L 1/Lo)一定，L o越大。因此， 彎曲機的工作盤應加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離 L0 GW-50 鋼筋彎曲機的工作盤設計：直徑 Ф400mm，空間距 120mm，L 0=169.7 mm，Ls=235，a=43.8 0 a工 作 盤 ； 2-中 心 柱 套 ； 3撥 料 柱4擋 料 柱 ； 5鋼 筋 ； 6插 入 座17.45圖 1 鋼 筋 受 力 情 況 2.鋼筋彎曲機所需主軸扭矩及功率 按照鋼筋彎曲加工規(guī)范規(guī)定的彎曲半徑彎曲鋼筋，其彎曲部分的變形量均接近或過材 的額定延伸率，鋼筋應力超過屈服極限產生塑性變形。 2.1 材料達到屈服極限時的始彎矩 1.按 Ф40 螺紋鋼筋公稱直徑計算 M0=K1Wσ s式中，M 0為始彎矩，W 為抗彎截面模數(shù)，K 1為截面系數(shù)，對圓截面 K 1=1.7；對于 25MnSi 螺紋鋼筋 M0=373（N/mm 2）,則得出始彎矩 M0=3977（N·m） 2. 鋼筋變形硬化后的終彎矩 鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強化） ，產生變形硬化后的終彎矩：M=（K 1+K0/2Rx） Wσ s式中，K 0為強化系數(shù)，K 0=2.1/δ p=2.1/0.14=15, δ p為延伸率，25MnSi 的 δ p=14%，R x=R/d0,R 為彎心直徑，R=3 d 0， 則得出終彎矩 M=11850（N·m） 3. 鋼筋彎曲所需距 Mt=[(M0+M)/2]/K=8739（N·m）式中，K 為彎曲時的滾動摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計算方 法同樣可以得出 Ф50I 級鋼筋（σ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：M t=8739（N·m）,取較大者作 為以下計算依據(jù)。 4. 電動機功率 由功率扭矩關系公式 A0=T·n/9550=2.9KW,考慮到部分機械效率 η=0.75，則電動機最大 （鋼筋彎曲機設計） 5 負載功率 A= A0/η=2.9/0.75=3.9（KW） ，電動機選用 Y 系列三相異步電動機，額定功率為 =4（KW）,額定轉速 =1440r/min。eAen 6. 電動機的控制 （如圖 2 所知） 圖 2 鋼 筋 彎 曲 電 氣 圖 制 動 剎 車電 機 反 轉電 機 正 轉 第 2 章 v 帶傳動設計 2.1 V 帶輪的設計計算 電動機與齒輪減速器之間用普通 v 帶傳動，電動機為 Y112M-4，額定功率 P=4KW，轉速 =1440 ，減速器輸入軸轉速 =514 ，輸送裝置工作時有輕微沖擊，每天工作 161nmir2nmir 個小時 1. 設計功率 根據(jù)工作情況由表 8—1—22 查得工況系數(shù) =1.2， = P=1.2 4=4.8KWAKdPA?? 2. 選定帶型 根據(jù) =4.8KW 和轉速 =1440 ，有圖 8—1—2 選定 A 型dP1nmir 3. 計算傳動比 ì= = =2.821n540 4. 小帶輪基準直徑 1d 由表 8—1—12 和表 8—1—14 取小帶輪基準直徑 =75mm1d 5. 大帶輪的基準直徑 2d （鋼筋彎曲機設計） 6 大帶輪的基準直徑 = （1- ）2di1? 取彈性滑動率 =0.02? = （1- ）=2.8 =205.8mm2di1 )02.(75?? 實際傳動比 = =2.85i)(12?d 從動輪的實際轉速 = = =505.262ni85.40minr 轉速誤差 =1.7%1652??? 對于帶式輸送裝置，轉速誤差在 范圍是可以的%? 6. 帶速 ? = =5.6210647501???ndsm 7. 初定軸間距 a 0.7（ + ） （ + ）1d20?1d2 0.7（75+205） （75+205） 196 560?a 取 =400mm 8. 所需 v 帶基準長度 0dL =2 +0dLa021214)()(add??? =2 )75()75(42?? =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表 8—1—8 選取 mLd1250? 9. 實際軸間距 a （鋼筋彎曲機設計） 7 =400mm200dLa??? 10. 小帶輪包角 1? = -1080123.57??ad = 006. = 1238? 11. 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據(jù) =75mm 和 =1440 由表 8—1—27（c）用內插法得 A 型 v 帶的 =0.68KW1dnmir 1p 12. 額定功率的增量 1? 根據(jù) 和 由表 8—1—27（c）用內插法得 A 型 v 帶的in401r?5.2? =0.17KWp 13. V 帶的根數(shù) Z Z= Ldk????)(1 根據(jù) 查表 8—1—23 得 =0.9503.6??k 根據(jù) =1250mm 查表得 8—1—8 得 =0.93DL Z= = =6.38Ldkp????)(1 93.05)7.06.(4?? 取 Z=7 根 14. 單根 V 帶的預緊力 0F =500（ 由表 8—1—24 查得 A 型帶 m=0.100F2)15.2??mzpkd?? mkg 則 =500（ =99.53N0 2).d （鋼筋彎曲機設計） 8 15. 壓軸力 QF = =2 =1372N2sin10?Z238.16sin75.90? 16. 繪制工作圖 3.27圖 帶 輪 第 3 章 圓柱齒輪設計 3.1 選擇材料 確定 和 及精度等級limH?liF 參考表 8—3—24 和表 8—3—25 選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為 40Cr，并經調質及表 面淬火，齒面硬度為 48-50HRc，精度等級為 6 級。按硬度下限值，由圖 8—3—8（d）中的 MQ 級質量指標查得 = =1120Mpa；由圖 8—3—9（d）中的 MQ 級質量指標查得limHliF? σ FE1=σ FE2=700Mpa, σ Flim1=σ Flim2=350 MPa 3.2 按接觸強度進行初步設計 1. 確定中心距 a(按表 8—3—28 公式進行設計) a>CmAa(μ+1) ??321HKT????? =1C483?? （鋼筋彎曲機設計） 9 K=1.7 mNT??1642.0??MPaH8? 取a175?20? 2. 確定模數(shù) m (參考表 8—3—4 推薦表) m=(0.007~0.02)a=1.4~4, 取 m=3mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 z = = =20.51 取 z =211)(??ma)5.(30?1 z =μz =5.5 21=115.5 取 z =1162 2 4. 計算主要的幾何尺寸（按表 8—3—5 進行計算） 分度圓的直徑 d =m z =3 21=63mm1? d =m z =3*116=348mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =63+2 3=69mm1aa d = d +2h =348+2 3=353mm2? 端面壓力角 0?? 基圓直徑 d = d cos =63 cos20 =59.15mm1b 0 d = d cos =348 cos20 =326.77mm2? 齒頂圓壓力角 =arccos =31.02?1at1ab0 = arccos =22.632at 2abd0 端面重合度 = [ z （tg -tg ）+ z (tg -tg )]a??1?1at 2?2at （鋼筋彎曲機設計） 10 =1.9 齒寬系數(shù) = = =1.3d?1b6380 縱向重合度 =0?? 3.3 齒輪校核 1. 校核齒面接觸強度 （按表 8—3—15 校核） 強度條件： =[ ]H? 計算應力： =Z Z Z Z Z 1BE?????1?bdFKktHVA = 2H?1BD 式中： 名義切向力 F = = =2005Nt10dT?6317.0 使用系數(shù) K =1（由表 8—3—31 查取）A 動載系數(shù) =（ ）V20?B? 式中 V= smnd7.1654.316????? A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8—3—32 按硬齒面齒輪，裝配時檢修調整，6 級?H 精度 K 非對稱支稱公式計算）?H34.1? 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8—3—33 查?。?.1??H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8—3—11 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由圖 8—3—12 查?。?.? 螺旋角系數(shù) （由圖 8—3—13 查?。??? （鋼筋彎曲機設計） 11 彈性系數(shù) （由表 8—3—34 查取）MPaZE8.19? 單對齒嚙合系數(shù) Z =1B = 1H? = 143.17MPa2H? ?????? 806325.1035.180.7.1895. 許用應力：[ ]= XWRVLNTHZZSlim 式中：極限應力 =1120MPali? 最小安全系數(shù) =1.1（由表 8—3—35 查?。﹍imH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8—3—17 查取）NTZ 潤滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8—3—19 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8—3—20 查?。￢,7.1s?? 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8—3—21 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8—3—22 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由圖 8—3—23 查?。 則： [ ]= =826MPaH?0.1596.012.10?? 滿足 [ ]?H? 2. 校核齒根的強度 （按表 8—3—15 校核） 強度條件： =[ ]1F? 許用應力： = ； 1 ????FVASaFnt KYbm1212??SFF?? （鋼筋彎曲機設計） 12 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8—3—15（a）查?。??FY2?F 應力修正系數(shù) ， （由圖 8—3—16（a）查取）6.?Sa7.1SaY 重合度系數(shù) =1.9? 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8—3—14 查?。?Y 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8—3—30 計算）?FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8—3—33 查?。? 則 =94.8MPa1F? = =88.3MPa26.127? 許用應力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlim??limF? 式中： 極限應力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8—3—35 查取）limFS 應力修正系數(shù) =2（按表 8—3—30 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8—3—18 查取）S 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8—3—25 查?。﹔elT? 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8—3—26 查取）lYR 尺寸系數(shù) =1（按圖 8—3—24 查?。 則 [ ]=F?MPa497.025.13?? 滿足， 〈 〈[ ] 驗算結果安全1F? 3.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 1.確定齒厚偏差代號為：6KL GB10095—88（參考表 8—3—54 查?。?2.確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值（參考表 8—3—58 查?。┑冖窆罱M檢驗切 向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8—3—69 計算，由表 8—3—60，1iFifP? （鋼筋彎曲機設計） 13 表 8—3—59 查取)；第Ⅱ公差組檢驗齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf? =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8—3—69 計算，由表 8—3—59 查?。?；第Ⅲ公差組檢驗 齒向公差 =0.012（由表 8—3—61 查?。?。?F 3.確定齒輪副的檢驗項目與公差值（參考表 8—3—58 選擇）對齒輪，檢驗公法線長度的偏 差 。按齒厚偏差的代號 KL，根據(jù)表 8—3—53m 的計算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12wE sEptf 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm；公法線的平均長度上偏差?siEptf? = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差WSs?TF0202sin36.a? = cos +0.72 sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8—wiEsi 3—19 及其表注說明求得公法線長度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表示為：knW ,對齒輪傳動，檢驗中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=200mm，由表查得 8—10.26.587? ?f 3—65 查得 = ；檢驗接觸斑點，由表 8—3—64 查得接觸斑點沿齒高不小于 40%，沿齒?f3.? 長不小于 70%；檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)表 8—3—58 的表注icF 3，由表 8—3—69，表 8—3—59 及表 8—3—60 計算與查?。?；檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8—3—58 的表注 3，由表 8—3—69，表 8—3—59 計算與查?。?。對箱體，icf 檢驗軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8—3—63 查?。?。確定齒坯的精度xfyf 要求按表 8—3—66 和 8—3—67 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為 50mm，其尺寸和 形狀公差均為 6 級，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 3. 齒輪工作圖 0.81.6 圖 4 大 齒 輪 （鋼筋彎曲機設計） 14 二 由于第一級齒輪傳動比與第二級傳動比相等，則對齒輪的選擇，計算以及校核都與第一級 一樣 第 4 章 第三級圓柱齒輪的設計 4.1 選擇材料 1.確定 σ Hlim和 σ Flim及精度等級。 參考表 8—3—24 和表 8—3—25 選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為 40Cr，并經調質及表 面淬火，齒面硬度為 48~50HRc，精度等級為 6 級。按硬度下限值，由圖 8—3—8（d）中的 MQ 級質量指標查得 σ Hlim=σ Hlim=1120Mpa；由圖 8—3—9（d）中的 MQ 級質量指標查得 σ FE1=σ FE2=700Mpa, σ Flim1=σ Flim2=350 Mpa. 4.2 按接觸強度進行初步設計 1. 確定中心距 a(按表 8—3—28 公式進行設計) a>CmAa(μ+1) ??21HKT????? =1C483?? K=1.7 mNT?1624.0???MPaH8?6? 則 a=325mm 取 a=400mm 2. 確定模數(shù) m (參考表 8—3—4 推薦表) m=(0.007~0.02)a=2.8~8, 取 m=4mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 0421??? z = = =28 取 z =281)(?ma)16(?1 （鋼筋彎曲機設計） 15 z =172 取 z =1722 2 4. 計算主要的幾何尺寸（按表 8—3—5 進行計算） 分度圓的直徑 d =m z =4 28=112mm1? d =m z = =688mm2724 齒頂圓直徑 d = d +2h =112+2 4=120mm1aa d = d +2h =688+2 4=696mm2? 齒根圓直徑 mzf 1025.1?? f 6782 端面壓力角 0?? 基圓直徑 d = d cos =112 cos20 =107.16mm1b?0 d = d cos =688 cos20 =646.72mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =?1at1ab07.26 = arccos =2at 2abd0. 端面重合度 = [ z （tg -tg ）+ z (tg -tg )]a??1?1at 2?2at =1.15 齒寬系數(shù) = = =1.3 d?1b6380 齒寬 ma1604.????? 縱向重合度 =0?? 4.3 校核齒輪 1.校核齒面接觸強度 （按表 8—3—30 校核） 強度條件： =[ ]H? （鋼筋彎曲機設計） 16 計算應力： =Z Z Z Z Z 1H?BE?????1?bdFKktHVA = 21BD 式中： 名義切向力 F = = =34107Nt10dT?631902 使用系數(shù) K =1（由表 8—3—31 查取）A 動載系數(shù) =（ ）V20?B? 式中 V= smnd09.16716???? A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8—3—32 按硬齒面齒輪，裝配時檢修調 6 級精度?H K 非對稱支稱公式計算）?H34.1? 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8—3—33 查取）0.1??H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8—3—11 查取）Z 重合度的系數(shù) （由圖 8—3—12 查?。?.? 螺旋角系數(shù) （由圖 8—3—13 查?。??? 彈性系數(shù) （由表 8—3—34 查?。㎝PaZE.18 單對齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H? = 301.42MPa2H? ?????? 806325.1035.180.7.1895. （鋼筋彎曲機設計） 17 許用應力：[ ]=H?XWRVLNTZZSlim 式中：極限應力 =1120MPali 最小安全系數(shù) =1.1（由表 8—3—35 查取）limH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8—3—17 查?。㎞TZ 潤滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8—3—19 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8—3—20 查取）V,7.1s?? 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8—3—21 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8—3—22 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由圖 8—3—23 查?。 則： [ ]= =826MPaH?0.1596.012.10?? 滿足 [ ]?H? 2. 校核齒根的強度 （按表 8—3—15 校核） 強度條件： =[ ]1F? 許用應力： = ； 1 ????FVASaFnt KYbm1212??SFF?? 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8—3—15（a）查取）1?Y2 應力修正系數(shù) ， （由圖 8—3—16（a）查取）6.?Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9? 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8—3—14 查?。?Y 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8—3—30 計算）?FKNH （鋼筋彎曲機設計） 18 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8—3—33 查?。?FK 則 =94.8MPa1F? = =88.3MPa26.127? 許用應力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlim??limF? 式中： 極限應力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8—3—35 查取）limFS 應力修正系數(shù) =2（按表 8—3—30 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8—3—18 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8—3—25 查取）relT? 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8—3—26 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按圖 8—3—24 查?。 則 [ ]=F?MPa497.025.13?? 滿足， 〈 〈[ ] 驗算結果安全1F? 4.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 1.確定齒厚偏差代號為：6KL GB10095—88（參考表 8—3—54 查?。?2.確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值（參考表 8—3—58 查?。?第Ⅰ公差組檢驗切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按1iiFfP? 表 8—3—69 計算，由表 8—3—60，表 8—3—59 查取)； 第Ⅱ公差組檢驗齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8—3—69 計算，由表 8—3—59 查?。?； 第Ⅲ公差組檢驗齒向公差 =0.012（由表 8—3—61 查取） 。?F 3.確定齒輪副的檢驗項目與公差值（參考表 8—3—58 選擇） 對齒輪，檢驗公法線長度的偏差 。按齒厚偏差的代號 KL，根據(jù)表 8—3—53wE （鋼筋彎曲機設計） 19 的計算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12sEptf? 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm；公法線的平sit 均長度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSs?TF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0.144 cos02sin36.0a?wiEsi?TF? +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8—3—19 及其表注說明求得公法線0 長度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長度偏差可表示為：kn 對齒輪傳動，檢驗中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=200mm，10.26.587? ?f 由表查得 8—3—65 查得 = ；檢驗接觸斑點，由表 8—3—64 查得接觸?f023.? 斑點沿齒高不小于 40%，沿齒長不小于 70%；檢驗齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)表 8—3—58 的表注 3，由表 8—3—69，表—3—icF 59 及表 8—3—60 計算與查取） ；檢驗齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8—icf 3—58 的表注 3，由表 8—3—69，表 8—3—59 計算與查取） 。對箱體，檢驗軸線 的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8—3—63 查?。?。xfyf 4. 確定齒坯的精度要求按表 8—3—66 和 8—3—67 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔 徑為 50mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動公差為 0.014mm。 5. 齒輪工作圖如下 圖 5 小 齒 輪1.61.608 （鋼筋彎曲機設計） 20 第 5 章 軸的設計 6.1 計算作用在軸上的力 大輪的受力： 圓周力 = =1F12dTN8.95.347?? 徑向力 1rtg726.00?? 軸向力 a 小輪的受力： 圓周力 = 2FNdT10246372?? 徑向力 =2rtg3968.02? 軸向力 =a 5.2 計算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： BR' NlcFb 62213048.95)(21 ???????lac 805.9.6104)(2' ? 2. 水平面中的支反力： lcbFdcFdRrarfaB )(5.5.0' 12211 ?????? = 343700496874.9 ?? =2752.3N ??ldFadFbaR frfarc 11222' 5.5.?????? = 13748.9076.04.16398 ??? =261N 3. 支點的合力 ， ：BRC （鋼筋彎曲機設計） 21 =BRNB68402756'2' ???? RCC 18422'' 軸向力 Faa .908.5012 ??? 應由軸向固定的軸承來承受。aF 4. 垂直彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ 1'wM1' mNaRB?????4.751.962' 截面Ⅱ—Ⅱ ?'' C?.36884' 5. 水平彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ mNaRBw ?????27.305.4927'1' dFMBa 86.1.18.'1' ???? 截面Ⅱ—Ⅱ mNCRw ??????2.5026'' ??' 11' dFbaarBa??? =2752 74957265. ? =504N m? 7. 合成彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ ?? mNMww ????????? 30.82109564'22' aa??? 75..72'' 截面Ⅱ—Ⅱ ??www ???????? 9.1368.4.1368' 222'2 mNMaa 4570'' 8. 計算軸徑 截面Ⅰ—Ⅰ （鋼筋彎曲機設計） 22 ???? mTMdWw 5837.0.162417.0)(13322 ????????? 截面Ⅱ—Ⅱ ????aw 745..98.323222?2103741.5Fraar軸 的 受 力 和 結 構 尺 寸 簡 圖 5.3 對截面進行校核 1. 截面Ⅰ—Ⅰ校核 mNMw???8203mNnPT ????34725.91015.96633328dW???390mT （由表 4—1—2 得）MPa351?? .?? 齒輪軸的齒 ?k??472.16.06470.19?????k （由表 4—1—17 得）3.??? （由表 4—1—17 得）2? （鋼筋彎曲機設計） 23 268.1????k9.????78.5492.1.3431 ??????????????????TWKMS?????8.1 S>1.8 則 軸的強度滿足要求 2. 截面Ⅱ—Ⅱ校核 mNMw???136890mNnPT ????34725.105. 6333.97242dW???31.5mT （由表 4—1—2 得）MPa31?? .0?? 齒輪軸的齒 ?k??472.16.0647.19?????k （由表 4—1—17 得）8.0??? （由表 4—1—17 得）?0.3???k271.??? （鋼筋彎曲機設計） 24 ??1976.52.13431 ??????????????????TWKMS?????8.1 S>1.8 則 軸的強度滿足要求 3. 如下圖 6.345°2圖 軸 第 6 章 主軸設計 6.1 計算作用在軸上的力 1.齒輪的受力： 扭矩 T T= mN???9.105379.25 圓周力 = =1F1dT68.24 徑向力 1rtg.053.60???? 軸向力 a 2. 工作盤的合彎矩 Mt=[(M0+M)/2]/K=8739（N·m）式中，K 為彎曲時的滾動摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計算方法 同樣可以得出 Ф50I 級鋼筋（σ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：M t=8739（N·m） 由公式 Mt= 式中 F 為撥斜柱對鋼筋的作用力；F r為 F 的徑向分力;a 為 F 與?sini0LFr （鋼筋彎曲機設計） 25 鋼筋軸線夾角。 08.43??mL71690 則 NFr 工作盤的扭矩 mNLTr ?????? 1.270496.1086sin02? 所以 T> 齒輪能夠帶動工作盤轉動 6.2 計算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： BR' NlcFb 8.53421837.0245.6.2)(21 ????????lac 1.6..1037)(2' 2.水平面中的支反力： lcbFdFRrrfaB )(5.0' 1211 ?????? = 8325.16.075.63468.2?? =11198.37N ??ldFadFbaR frfarc 11222' ..0?????? = 1833468.75.65.1608??? =-3217.9N 3.支點的合力 ， ：BRC = N6.124073.98.5342'2' ???? RCC ..1222'' 軸向力 NFa68.1? 應由軸向固定的軸承來承受。a （鋼筋彎曲機設計） 26 4.垂直彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ 1'wM1' mNaRB ?????58.3247.6085342' 截面Ⅱ—Ⅱ ?'' C?9..1' 5.水平彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ mNaRBw ?????3.68075.3.198'1' dFMBa 3.1427.4.22'1' ???? 截面Ⅱ—Ⅱ mNCRw ??????7.65.0937'' ??2' 11' dFbaarBa??? =11198.37 3468.5.06.5.62? =-66.77N m? 6.合成彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ ?? mNMww ????????? 38.12.4517.03'22' aa??? 7469'' 截面Ⅱ—Ⅱ ??www ???????? 5.23.4582.5'2'2 mNMaa 64'' 7.計算軸徑 截面Ⅰ—Ⅰ ????TdWw 60357.04.119827.0)(13322 ????????? 截面Ⅱ—Ⅱ ???? mMaw 85...33222? 6.3 對截面進行校核 1.截面Ⅰ—Ⅰ校核 （鋼筋彎曲機設計） 27 mNMw???3180mNnPT ????1508.2430595.96633312dW???340mT （由表 4—1—2 得）MPa351?? .?? 齒輪軸的齒 ?k??472.16.06470.19?????k （由表 4—1—17 得）3.??? （由表 4—1—17 得）2?68.???k9.1?????47.68.53431 ???????????????TWKMS?????8.1? S>1.8 則 軸的強度滿足要求 2. 如下圖 （鋼筋彎曲機設計） 28 圖 7 主 軸 第 7 章 軸承的選擇 7.1 滾動軸承選擇. 1. 根據(jù)撥盤的軸端直徑選取軸承，軸承承受的力主要為徑向力，因而采用深溝球軸承，選定 為型號為 16008 的軸承,其中 16008 的技術參數(shù)為： d=40mm D=68mm B=9mm 2. 16008 軸承的配合的選擇： 軸承的精度等級為 D 級，內圈與軸的配合采用過盈配合,軸承內圈與軸的配合采用基孔制， 由此軸的公差帶選用 k6,查表得在基本尺寸為 200mm 時，IT 6DE 公差數(shù)值為 29um，此時軸得基本 下偏差 ei=+0.017mm，則軸得尺寸為 mm。外圈與殼體孔的配合采用基軸制，過渡配合，046.17?? 由此選用殼體孔公差帶為 M6，IT 6基本尺寸為 68mm 時的公差數(shù)值為 0.032mm，孔的基本上偏差 ES=-0.020，則孔的尺寸為 mm。02.58? 中英文 薄壁模具成功的秘密 要求生產一種小的輕的零件,就要我們尋找一個能夠注出薄壁工件的注塑模具.現(xiàn)在,”薄壁” 在微電子方面通常定義為少于1m壁厚.在大的自動化方面,”薄”可能意味是2mm左右.無論怎么 樣,越薄壁的地方,在生產過程中要求的變化就越多:更高的壓力和速度,更短的冷卻時間,和改注 射的方法和工作排列的方式.這些過程的改變在模具,機構和零件設計中要引起一系列的思考 機械方面的思考: （鋼筋彎曲機設計） 29 標準的注塑機都能夠應用于大多數(shù)的薄壁注射.新標準的注塑機的容量遠超過了十幾年前的機 器.先進的材料和技術,高超過的設計水平大大的增加了薄壁零件對標準注塑機的要求. 但是當薄壁不斷的收縮,要求有更大的高速帶來的特殊壓力.例如微電子零件的壁厚少于1m, 填充時間要少于0.5秒和注射壓力大于30000psi是不罕見的.為薄壁注射而設計的水力機械通常 儲蓄的能量既用于注射又用于夾緊循環(huán).純電的和水電混合的機械的出現(xiàn)往往能夠提供更高的速 度和更大的壓力. 為了抵抗高壓,在注射范圍內,夾緊里應該是在5-7噸每平方英寸.另外,連接桿到壓盤有助于 減少彎曲,當墻壁厚度減少,注射壓力上升.薄壁注射機的連接桿到壓盤厚度的距離通常是2:1,或 者是更低的比率.而且,隨著壁厚的變薄,注射速度的閉環(huán)的控制,轉移壓力和其他的過程變量能 在高速度和壓力擁包的情況下幫助控制充滿型腔. 當它開始注射容量時，大量的塑料裝入型腔太多了。我們建議注射40%~70%的型腔容量到模 的型腔里面。在薄壁注射的應用中經常能見到的大大地減少的總循環(huán)周期時間可以使把最小注 射量降低到型腔容量的20%~30%成為可能，但是 ，只有在徹底了解零件因材料變化而引起的其 特性的變化的情況下才能實現(xiàn)。用戶必須小心，小的注射量可能引起材料性能的降低，因此， 意味著更長的只社時間。 模子：本身的精度 速度是薄壁模能否做成功的關鍵的因素之一。更快的折射速度和更高的注射壓力把溶解的熱 塑性的材料在一個足夠的速度下注入狹窄的型腔以避免其凝固。如果標準零件注射時間在2sec 內，如果它的厚度減少25%那么充型時間就能減少50%，即1sec鐘就能充滿型腔。 薄壁模具的好處之一是當壁厚減少時，需要冷卻的材料也相應的減少。隨著主要壁厚的減少， 循環(huán)周期能減少50%，熔化狀態(tài)下的系統(tǒng)的小心的管理能使分流道和主流道縮小循環(huán)周期的時間。 熱的分流道和主流道通常用于薄壁零件的注塑以利于把周期時間減少到最小。 模具的材料也應該被檢查。P20鋼在傳統(tǒng)的應用中廣大被使用，但是，由于薄壁注射的壓力 不斷的增大，模具也必須做得更堅固。H-13鋼和其它的堅韌的鋼為薄壁的工具提供了額外的安 全保證。（另外，如果可能，你也可以選用模具的材料這 可以使在高速度注入型腔的時候，不 會加快模具的磨損。） 不過，比標準的零件來說精密的模具可能要多花費30%~40%?？墒牵a率成倍提高可以彌 補這多花費的部分。實際上，薄壁的注塑的方法是經常用于省錢途徑之一。100%的生產率的提 高意味著要做的模具就更少因此在生產程序中節(jié)省更多的錢。 這里是一些薄壁的工具設計上的技巧： 1.對于主要薄壁工作的應用，一般用硬度大于鋼p20的材料，尤其是要求有大的磨損和腐蝕的時 候。H-13和D-2鋼就是最常用的兩棲種材料著之一。 2.模具的鎖定有時是彎曲的不對齊。 3.型腔孔的型心能有助于減少型心在轉換時的破損。 4.在型腔和主流道下面用更重的支持板（通常是2~3英寸厚）和較重的導柱（一般是增加0.005 英寸） 5.比傳統(tǒng)的模具使用更大更多的推桿，以減少推桿的壓力 6.考慮滑塊和導套的放置。 注射模具避免在復合材料上的缺陷 兩鐘或更多材料的注射模需要一個兩個澆口澆鑄方式或同時技術。不管使用程序如何，造模 者在達到高質量塑件方面面對相同的挑戰(zhàn)。任何多種材料成型過程的三個共同的問題是不足的 聚合體的化學和機械結合，一個或更多成分的不完全填補，和一個更多的成分的“flash”。 這些情況能發(fā)生是否材料組合加強的和沒被加強的，實心的和起泡的，剛硬的和軟的，原料 （鋼筋彎曲機設計） 30 和再研磨，有色素和無色素，等等。 多種材料模和它的問題及問題的解決是復雜的題目，不能在簡短的文章里徹底探討清楚，接 下來說明相關變量的范圍，以及對一些比較重要的問題作簡單的介紹。 時間和溫度 引起材料之間結合不足的原因與材料注射時間和第二材料熔合時第一材料的溫度有關。第一材 料的過分冷卻往往使熔合變弱。另外，第一次注射必須足夠冷卻才能不使第二次注射時不引起 變形和錯位。如果第一次材料仍然很軟，而第二次注射來得太快，答二材料將在第一材料是形 成縮孔和飛邊。引起“流涎”現(xiàn)象。 在兩個注射機上的流動材料（在一個注射機上第一次注射，接著把它插入到另一個注射機上） 不易產生和旋轉桌面的兩個澆口的注射機上的流動材料一樣好的結合。甚至當用相容材料時兩 次注射之間延長的時間相對要長，并且地一槍可能會太冷。一般認為一個比較高塑件溫度有更 好的化學/機械結合。如果當?shù)谝淮巫⑸滢D移到第二個模具上時吸附了一些灰塵，那么將會對結 合有很大的影響。一些材料往往很自然比其它材料粘貼的更好。為了overmolding ,樹脂供應者 —特別是TPES的制造者—通過提高對其它聚合物的粘附范圍努力地將某一等級最佳化。 添加劑和色素也會影響結合。在第一材料里面的玻璃纖維能提高與第二材料的結合質量。這 些材料表面上的纖維能促進與第二注射材料的機械結合。 注意包含有像滑石或碳酸鈣一樣的填充物的材料應被足夠烘干，因為這些填充物含有很多能 是結合減弱的濕氣。 質量影響元素 為了防止任一材料的沒填充和裝得太多（和飛邊），機器的從注射到 注射的準確性明顯的 是一個關鍵的因素。一般建議注射量少于0.3%到0.5%。有注射速度閉環(huán)控制的注射機是最好的 選擇。 第二是選擇一個有多種材料塑件成型經驗的模具制造者。如果開始就有很好的模具設計，這 樣能省掉很多花費。例如，它有助于增加那些有通過用undercuts或相似設計獲得 的機械結合 的材料之間的熱化結合。 確保多孔模具平衡好，熱流動的 maniflod也必須平衡好，而且下降的數(shù)字和大小一定對低壓的 填充物是充分的。 模具的溫度是另一個重要因素。當有核心lifter的移動模具的第二次注射時，溫度準確控 制是強制的。因為鋼或鋼合金有不同 的熱膨脹，所以不正確的溫度會引起lifter的契入和堵塞。 為了獲得好的多種材料塑件成型，操作者必須有很好的訓練。 當塑件制造結果不好時， 錯誤的制造環(huán)境經常是罪魁禍首。因為它的 復雜性，所以如果當事情出錯時，也只有懂得程序 的人才被允許去糾正。 獲得材料間好的結合也經常取決于當?shù)诙牧献⑸鋾r第一材料的溫度 Secret of successful thin-wall molding Demands to create smaller, lighter parts have made thin-wall molding one of the most sought after capabilities for an injection molder. These days ,”thin-wall” is generally defined by portable electronics parts having a wall thickness less than 1mm . for large automotive parts , “thin” may mean 2 mm . In any case, thinner wall sections bring changes in processing requirements: higher pressure and speeds, faster cooling times, and modification to part-ejection and gating arrangements .These process changes have in turn prompted new considerations in mold ,machinery ,and part design Machinery considerations （鋼筋彎曲機設計） 31 Standard molding machinery can be used for many thin-wall applications. Capabilities built into newer standard machines go well beyond those of 10 years ago. Advances in materials, gating technology and design further expand the capabilities of a standard machine to fill thinner parts . But as wall thicknesses continue to shrink, a more specialized press with higher speed and pressure capabilities may be required. For example, with a portable electronics part less than 1 mm thick, fill times of less than 0.5 sec and injection pressures greater than 30,000psi are not uncommon. Hydraulic machines designed for thin-wall molding frequently have accumulators driving both injection and clamping cycles. All-electric and hybrid electric/hydraulic models with high speed and pressure capabilities are starting to appear as well. To stand up to the high pressures involved, clamp force should be a minimum of 5-7tons/sq in. of projected area. In addition,extra-heavy platens help to redu