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河 北 科 技 大 學
畢業(yè)設計（論文）任務書
學 院： 機械電子工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學生姓名: 閆立業(yè) 學 號: 020501120
設計(論文)題目： 臥式電纜割斷機的設計
起 迄 日 期: 2006年3月13日-6月23日
設計(論文) 地點: 河北科技大學
指 導 教 師: 雒運強（副教授）
專 業(yè) 負 責 人: 鄭惠萍（教授）
任務書下達日期: 2006年3月 6 日
畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書
1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：
通過本畢業(yè)設計課題使學生基本掌握機械結構設計和計算的基本方法和步驟，掌握建筑電纜割斷機的結構特點和使用方法并了解其現(xiàn)狀。培養(yǎng)學生綜合運用所學過的基本理論知識和專業(yè)知識及專業(yè)技能的能力，使學生的專業(yè)能力和綜合素質進一步得到提高。
2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：
設計一臺臥式電纜割斷機，最大切斷電纜直徑14mm，切斷次數(shù)15次/分；
1． 調研，搜集資料，翻譯相關英文科技資料；
2． 編寫開題報告；
3． 設計電纜割斷機的傳動方式并繪制其傳動原理圖；
4． 設計電纜割斷機的結構并繪制其裝配圖；
5． 繪制主要零部件的部裝圖和零件圖；
6． 編寫設計計算說明書一份；
7.答辯。
3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等〕：
1． 翻譯相關英文科技資料5000漢字以上；
2． 畢業(yè)設計中的全部文件資料符合學校規(guī)定的格式和要求；
3． 繪制的圖紙數(shù)量合零號圖4張以上；
4． 設計計算說明書要在1.5萬漢字以上；
5. 以上所有資料刻錄光盤一張；
6. 課題成果屬河北科技大學所有。
4．主要參考文獻：
1 蘇翼林主編.材料力學（第3版）.天津：天津大學出版社，2001
2 孫桓 陳作模主編.機械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，2001
3 李繼慶 陳作模主編.機械設計基礎.北京：高等教育出版社，1999
4 梁崇高等著.平面連桿機構的計算設計.北京：高等教育出版社，1993
5 劉政昆編著.間歇運動機構.大連：大連理工大學出版社，1991
6 伏爾默J等著.連桿機構.石則昌等譯.北京：機械工業(yè)出版社，1990
7 王慰椿.機械基礎與建筑機械.南京：東南大學出版社，1990
8 高蕊.電纜割斷機刀片合理側隙的保證方法.建筑機械化，1997年第4期37-38頁
9 王平，張強，許世輝.電纜調直切斷機的頂?shù)杜c連切[J].建筑機械,1997年第5期47-48頁
10 宜亞麗.電纜矯直切斷機剪切機構研究分析.機械，2004年第10期14-16頁
5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內 容
2006年
3月13日~4月8日
4月9日~4月15日
4月16日~5月10日
5月11日~6月1日
6月2日~6月10日
6月11日~6月14日
6月15日~6月20日
6月21日~6月23日
搜集、整理、熟悉分析、翻譯相關資料，寫出開題報告；
設計電纜割斷機的傳動方式并繪制傳動原理圖；
設計電纜割斷機的結構并繪制其裝配圖；
繪制電纜割斷機的主要部裝圖和零件圖；
編制設計計算說明書；
修改完善；
論文答辯；
其它。
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
學院意見：
主管院長：
年 月 日
畢業(yè)設計（論文）開題報告
河 北 科 技 大 學
畢業(yè)設計(論文)開題報告
題 目： 臥式電纜割斷機的設計
學生姓名： 閆立業(yè) 學 號： 020501120
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
指導教師： 雒運強（副教授）
2006年4月16日
1 文獻綜述
隨著我國經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展，建筑市場呈現(xiàn)出前所未有的喜人景象。電纜在建筑上應用非常廣泛，它可以用作預制構件，電纜混凝土和箍筋等。為此，需要電纜割斷機按所要求的電纜的規(guī)格的長度將其切斷。目前建筑工地使用的電纜割斷機雖能完成切斷動作，但其執(zhí)行機構沒有考慮到對切刀運動規(guī)律和動力特性的要求，切刀工作過程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的電纜割斷機加以改進，重新設計，以獲得動態(tài)性能較好的電纜割斷機。
1.1 電纜割斷機的種類和特點
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用電纜割斷機市場現(xiàn)已基本形成。目前，市場上生產(chǎn)和銷售的電纜割斷機種類很多，根據(jù)設備組成的各工作機構特點可以按6 種方法進行分類，見表1
表１ 電纜調直切斷機的分類：
形式
特點
調直方式
調直模式
電纜調直效果好，比較容易控制。但調直速度低，被加工電纜表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓電纜。
曲線輥式
調直速度較快，電纜調直效果好，且易控制。但被加工電纜表面劃傷較重，工作噪聲較大；適合各種光圓電纜和對電纜表面劃傷要求不高的場合。
對輥式
調直速度快，被加工電纜表面有劃傷輕微，工作噪聲小；電纜調直效果一般，控制要求較高。適合各種電纜，特別適合冷、熱軋帶肋電纜。
調直模式+ 對輥復合式
電纜調直效果比較好，比較容易控制。調直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工電纜表面有劃傷。工作噪聲比較??；適合各種電纜。
切斷方式
錘擊切斷方式
適用中、小直徑電纜，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、低速度的電纜調直機和對定尺精度要求較高的場合。
飛剪切斷方式
適用大、中直徑電纜，工作噪聲較大，不連續(xù)。定尺精度不高，但沒有連切現(xiàn)象。適用于高速電纜調直機。
液壓切斷方式
適用大、中直徑電纜，工作噪聲小。沒有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的電纜調直機。
落料方式
支撐柱式
結構簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓電纜，且電纜調直度較高的場合。
翻板式
結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑電纜。
撤板式
結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑電纜。
敞口式
結構簡單，工作噪聲較小，適用于大、中直徑電纜，且電纜調直較好的場合。
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，調直速度要求較高的場合
控制方式
普通電氣控制
線路復雜，對維護人員要求較高?？刂凭鹊停装l(fā)生故障，初期調試麻煩。
ＰＬＣ控制
線路簡單，對維護人員要求不高。控制精度較高，運行比較穩(wěn)定，初期調試簡單。
上料方式
開卷式
設備復雜，放線速度快、電纜不扭轉，特別適合于高速工作狀態(tài)。
非開卷式
設備單一，適于調直速度不太高的工作場合。放線時電纜自然扭轉。
根據(jù)工作環(huán)境及任務要求，我初步選定錘擊式切斷方式、PLC控制電動機。
1.2 我國電纜割斷機的發(fā)展方向
縱觀我國建筑用電纜割斷機的總體水平，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)品的技術含量低，生產(chǎn)效率低下。大部分產(chǎn)品調直速度較低，電纜的直線度不高，表面劃傷較重。造成這種局面的主要原因在于，我國的建筑用電纜割斷機市場還沒有真正形成，還處在地域及價格因素占主導位置的過渡階段，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)權的產(chǎn)品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領軍式的企業(yè)。
建筑用新Ⅲ級電纜的推廣使用為電纜割斷機的生產(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!級電纜要求的高速、大直徑電纜割斷機。
在傳統(tǒng)的調直模式和曲線輥式調直切斷機中廣泛采用的錘擊式切斷機構，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“錘擊式?jīng)_壓及切斷設備的零連切裝置”的開發(fā)與應用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機構的連切問題，而且調直度好，長度誤差小，受到了新老戶、特別是廣大電纜焊網(wǎng)企業(yè)的熱烈歡迎。僅傳統(tǒng)設備改造一項就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場。
采用剪式切斷機構的新型對輥式電纜割斷機的使用，不僅明顯地降低了對冷、熱軋帶肋電纜表面的傷，也使得電纜的調直速度由過去的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。
復合式（對輥+調直模式）電纜割斷機，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品（調直模式）調直度好的特點，同時也使對輥式調直機的優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，調直速度由過去的30-50m/min 提高到80m/min。調直電纜的范圍也由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，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，更使我國建筑用電纜割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。
面對空前廣闊的電纜割斷機市場，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電纜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（即電纜的調直與定尺切斷）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)有的電纜割斷機市場，特別是對電纜割斷機生產(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠慮，必有近憂，這是一個應該引起廣大電纜割斷機生產(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、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)品售后服務水平，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，無疑是我國廣大電纜割斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
２ 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑
2.1 這次我要做地題目是臥式電纜割斷機，本次設計的基本要求
a．用手工將不同規(guī)格的電纜按送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截斷。
b．運動要求
i）在切斷過程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質量，減少沖擊。
ii）保證切刀行程H。
iii) 切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率。
vi) 保證切刀的每分鐘切斷次數(shù)（生產(chǎn)率）。
c．動力要求：切刀能產(chǎn)生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動性能。
2.2 我的設計的工作原理
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,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷電纜。如圖1：
圖1傳動簡圖
2.2.1 電機的選擇
根據(jù)電機的工作環(huán)境選擇電動機類型，采用臥式安裝，防護式電機，繞線型三相異步電動機。
2.2.2 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。
2.2.3 執(zhí)行機構的選擇
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。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉運動,而電纜割斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構。
三種方案優(yōu)缺點分析：
曲柄滑塊機構,實現(xiàn)直線往復運動比較容易,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,傳動平穩(wěn),速度均勻,但是它的輸出運動為單向的,在一個工作周期內只有通過改變齒輪的轉動方向才能實現(xiàn)往復,不適合本題的要求.
盤行凸輪移動滾子從動件機構,通過計算出移動滾子從動件的位移S和轉動角R的關系S(R),由S(R)計算出凸輪廓線,然后制造出相應形狀的凸輪,可以比較精確的實現(xiàn)執(zhí)行機構的動力學要求.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作為本機械的執(zhí)行機構?。曲柄的主要結構型式又分為四種：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，在曲軸處安裝一飛輪，用于儲存慣性能。使切斷過程順利進行。
2.2.4 外殼的選擇
我采用全開式，原因有兩個方面。一 有利于散熱，同時方便在關鍵部位放潤滑油。二 價格便宜，制造簡單。
2.3 方案的優(yōu)缺點的分析
從整體上來說，臥式電纜割斷機占地面積較大，但相對的高度較小。從結構上說，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,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷電纜，
有較好的急回特性，推程速度平穩(wěn)，急回速度較快。
參考文獻
1 蘇翼林主編.材料力學（第3版）.天津：天津大學出版社，2001
2 孫桓，陳作模主編.機械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，2001
3 李繼慶，陳作模主編.機械設計基礎.北京：高等教育出版社，1999
4 梁崇高等著.平面連桿機構的計算設計.北京：高等教育出版社，1993
5 劉政昆編著.間歇運動機構.大連：大連理工大學出版社，1991
6 伏爾默J等著.連桿機構.石則昌等譯.北京：機械工業(yè)出版社，1990
7 田野編寫.我國電纜調直切斷機的現(xiàn)狀及發(fā)展.建筑機械化，2005年第1期23頁
8 王慰椿.機械基礎與建筑機械.南京：東南大學出版社，1990
9 高蕊.電纜割斷機切斷過程分析及最大沖切力的計算.建筑機械，1995第2期24-25頁
10 何德譽.曲柄壓力機.北京：清華大學出版社，1987
11 車仁煒，陸念力 王樹春.一種新型電纜割斷機的設計研究.機械傳動，2004年第2期48-49頁
12 高蕊.電纜割斷機刀片合理側隙的保證方法.建筑機械化，1997年第4期37-38頁
13 王平，張強，許世輝.電纜調直切斷機的頂?shù)杜c連切[J].建筑機械,1997年第5期47-48頁
14 宜亞麗.電纜矯直切斷機剪切機構研究分析.機械，2004年第10期14-16頁
15 孟進禮，衛(wèi)青珍.對電纜割斷機發(fā)展的幾點看法.建筑機械化，2000年第2期14-15頁
指導教師意見：
1.對“文獻綜述”的評語：
該同學搜集到的文獻資料具有很強的針對性，特別是對文獻中的結構和形式分析較為具體全面，為下面所設計的電纜割斷機的選型和方案制定打下了基礎。
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
本課題有一定的深度，所設計的內容包括了皮帶傳動、齒輪傳動、曲柄連桿機構等。要求對機架的結構設計采用焊接結構，需要學生有一定的想象力。本課題適合于機械類學生的畢業(yè)設計，可以使學生得到綜合的訓練。本課題有一定的難度和工作量要求，經(jīng)過學生努力后可以按時完成本設計。
指導教師：
2006年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負 責 人：
年 月 日
河 北 科 技 大 學
畢業(yè)設計說明書(論文)
學生姓名： 閆立業(yè) 學 號： 020501120
學 院： 機械電子工程學院
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
題 目： 臥式電纜割斷機的設計
指導教師： 雒運強（副教授）
評閱教師： 付其鳳（副教授）
2006年6月
畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要
本課題設計建筑上的臥式電纜割斷機的工作原理是：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,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷電纜。
根據(jù)電機的工作環(huán)境選擇電動機類型，采用臥式安裝，防護式電機，鼠籠式三相異步電動機。選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。一級帶傳動，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。兩級齒輪減速，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。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉運動,而電纜割斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構。本課題采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構?。
關鍵詞 切斷 建筑 電纜 齒輪 曲柄滑塊
畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要
Title lie type steel cutting machines’designing
Abstract
This article introduces a kind of architectural lie type steel cutting machines. Its operating principles are: It use electric motors level triangle belt transmission and secondary gear transmission to slowdown. Then, it drives the crank rotate, The crank connected to slide block and moving blades in the slippery way make the back and forth straight line sport, makes the moving blades and the fixed blade shear and cut steel.
According to the working environment choice the type of electric motors, using horizontal installation, protection of the electrical, squirrel-cage three-phase asynchronous motor. Option three slowdown,
first level belt slowdown, followed by the secondary gear deceleration. First level with the introduction of automated, because it has a buffer, absorb shock and operate smoothly, small noise, and can protect the over loading. Then introduce a secondary gear deceleration slowdown, because gear transmission can be used to transmit arbitrary space between the two axis movement and momentum, and the scope of power, transmission efficient transmission accurately, long using life, such as safe and reliable character. Power output by electric motors through slow down transmission system to import power to the executive body. As the system make rotation movement, The steel cutting machine needs the back and forth straight line sport ,in order to achieve this transformation, we can use c slider-crank institutions or gear and rack. I decided to consider realistic conditions using slider-crank as the executing machinery.
Keywords cutting architectural reinforcing steel dar gear slider-crank
本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁
目 錄
1 引言…………………………………………………………………………………… 1
1.1概述…………………………………………………………………………………………………1
1.2題目的選取……………………………………………………………………………………… 2
1.3電纜割斷機的工作原理…………………………………………………………………………2
2 電機的選擇…………………………………………………………………………2
2.1 電纜割斷機需用力計算 ………………………………………………………… 2
2.2 功率計算 ………………………………………………………………………… 3
3 傳動結構設計 ………………………………………………………………… 3
3.1 基本傳動設計計算…………………………………………………………………… 3
3.2帶傳動設計……………………………………………………………………………5
3.3齒輪傳動設計 ……………………………………………………………………… 6
3.4軸的校核 ……………………………………………………………………………14
3.5 鍵的校核…………………………………………………………………………… 22
3.6軸承的校核 ………………………………………………………………………… 23
4 電纜割斷機的摩擦 磨損和潤滑 ………………………………………………… 25
結論 ………………………………………………………………………………… 27
致謝 ………………………………………………………………………………… 28
參考文獻………………………………………………………………………………29
1 引言
1．1 概述
電纜割斷機是電纜加工必不可少的設備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對電纜的定長切斷。電纜割斷機與其他切斷設備相比，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)濟建設的各個領域發(fā)揮了重要的作用。
國內外切斷機的對比：由于切斷機技術含量低、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，而國內一般為17mm．看似省料、齒輪結構偏小些，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，有時還需要轉換角度。
2)國外切斷機的機架都是鋼板焊接結構，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)國內切斷機刀片設計不合理，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優(yōu)良。
4)國內切斷機每分鐘切斷次數(shù)少．國內一般為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構，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉體處用手工加稀油潤滑．國內機型結構有全開、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)國內切斷機外觀質量、整機性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術設備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質量保證加工體系。尤其對外觀質量更是精益求精，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，所以外觀質量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟建設的快速發(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、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)品售后服務水平，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，無疑是我國電纜割斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1．2 題目的選取
本次畢業(yè)設計的任務是臥式電纜割斷機的設計。要求切斷電纜的最大直徑14mm，切斷速度為15次/分。
在設計中通過計算和考慮實際情況選則合適的結構及參數(shù)，從而達到設計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運用所學專業(yè)知識的過程。。畢業(yè)設計是對四年大學所學知識的一個總結，也是走上工作崗位前的一次模擬訓練。
1．3 電纜割斷機的工作原理
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,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷電纜。
2 電機選擇
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。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉運動,而電纜割斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構?？紤]現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構?。
2.1切斷電纜需用力計算
為了保證電纜的剪斷，剪應力應超過材料的許應剪應力。即切斷電纜的條件為：
查資料可知電纜的許用剪應力為：MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機切斷的最大剛筋粗度為：mm。
則本機器的最小切斷力為：
取切斷機的Q=22000N。
2.2 功率計算
由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P：W
查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為η= 0.94~0.97； 二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
由此可知所選電機功率最小應為 kw
查手冊并根據(jù)電機的工作環(huán)境和性質選取電機為：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960 r/min。
3. 傳動結構設計
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，滿載轉速為960 r/min。
a) 總傳動比
b) 分配傳動裝置的傳動比
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 =2，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，查閱有關標準，取 i11=6.4，則i22=5。（注以下有i1代替i11，i2代替i22）
3.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數(shù)
a) 各軸的轉速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
c) 各軸的輸入轉矩
電動機輸出轉矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
3.2 帶傳動設計
本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁 共 29 頁
1 引言
1．1 概述
電纜割斷機是電纜加工必不可少的設備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對電纜的定長切斷。電纜割斷機與其他切斷設備相比，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)濟建設的各個領域發(fā)揮了重要的作用。
國內外切斷機的對比：由于切斷機技術含量低、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，而國內一般為17mm．看似省料、齒輪結構偏小些，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，有時還需要轉換角度。
2)國外切斷機的機架都是鋼板焊接結構，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)國內切斷機刀片設計不合理，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優(yōu)良。
4)國內切斷機每分鐘切斷次數(shù)少．國內一般為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構，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉體處用手工加稀油潤滑．國內機型結構有全開、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)國內切斷機外觀質量、整機性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術設備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質量保證加工體系。尤其對外觀質量更是精益求精，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，所以外觀質量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟建設的快速發(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、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質量和產(chǎn)品售后服務水平，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，無疑是我國電纜割斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1．2 題目的選取
本次畢業(yè)設計的任務是臥式電纜割斷機的設計。要求切斷電纜的最大直徑14mm，切斷速度為15次/分。
在設計中通過計算和考慮實際情況選則合適的結構及參數(shù)，從而達到設計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運用所學專業(yè)知識的過程。。畢業(yè)設計是對四年大學所學知識的一個總結，也是走上工作崗位前的一次模擬訓練。
1．3 電纜割斷機的工作原理
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,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷電纜。
2 電機選擇
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。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉運動,而電纜割斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構?？紤]現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構?。
2.1切斷電纜需用力計算
為了保證電纜的剪斷，剪應力應超過材料的許應剪應力。即切斷電纜的條件為：
查資料可知電纜的許用剪應力為：MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機切斷的最大剛筋粗度為：mm。
則本機器的最小切斷力為：
取切斷機的Q=22000N。
2.2 功率計算
由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P：W
查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為η= 0.94~0.97； 二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
由此可知所選電機功率最小應為 kw
查手冊并根據(jù)電機的工作環(huán)境和性質選取電機為：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960 r/min。
3. 傳動結構設計
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，滿載轉速為960 r/min。
a) 總傳動比
b) 分配傳動裝置的傳動比
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 =2，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，查閱有關標準，取 i11=6.4，則i22=5。（注以下有i1代替i11，i2代替i22）
3.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數(shù)
a) 各軸的轉速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
c) 各軸的輸入轉矩
電動機輸出轉矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
3.2 帶傳動設計
3.2.1 由設計可知：V帶傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉速為960r/min，大帶輪的轉速為480r/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)值及小帶輪的轉速查相應得圖表選取A型V帶。
3.2.2 帶輪基準直徑：查閱相關手冊選取小帶輪基準直徑為d1=100mm，則大帶輪基準直徑為d2=2×100=200mm
3.2.3 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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