臥式鋼筋切斷機的設計

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題 目： 臥式鋼筋切斷機的設計 英文題目： Horizontal Bar Cutting Machine 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 學 號： 指導教師： 2016年 月 日 摘 要 此次畢業(yè)設計是建筑機械上常用的臥式鋼筋切斷機的設計，其工作原理是：利用電動機經(jīng)過一級三角帶傳動與二級齒輪傳動減速之后,使曲軸旋轉(zhuǎn)起來,然后利用曲軸推動連桿帶動滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,最終使得活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。 依據(jù)電動機的工作環(huán)境選取電動機類型，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，首先采用一級帶減速，然后再是兩級齒輪減速。一級帶傳動的優(yōu)點是，它具有吸振、緩沖、噪聲小、運行平穩(wěn)、和過載保護等等一些優(yōu)勢。 兩 級齒 輪減 速，齒輪傳 動可以傳 遞空間 任意兩 軸之間 的動力 和運動，而且具有傳動效率好，功率范圍廣，傳動比準確，使用壽命長，工作安全性可靠等優(yōu)點。它的動力由電動機輸出,經(jīng)過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構。由于需要將傳動系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機構的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,能采取的機構有曲柄滑塊機構,齒輪齒條機構，盤行凸輪移動滾子從動件機構。綜合各機構的特點來看我選擇的是曲柄滑塊機構作執(zhí)行機構。 關鍵詞：建筑，切斷，鋼筋，齒輪，曲柄滑塊Abstract The graduation project is the construction of the horizontal reinforced cutting machine, its working principle is: use the motor through a triangle belt transmission and the secondary gear deceleration after so that the crankshaft to rotate, and then using the crank push rod drives the slide block and moving blades in the base of the slip road to make reciprocating linear motion, and ultimately makes the movable blade and the fixed blade is wrong and cut steel. According to the working conditions of the motor, the motor type is selected, and the type of the motor is horizontal, and the protective type motor is used as the squirrel cage type three-phase asynchronous motor. Select the three level of reduction, first of all the use of a slowdown, and then a two - level gear reducer. The advantage of a belt drive is that it has some advantages, which is absorbing vibration, buffer, noise, running smoothly, and overload protection. Two-stage gear reducer, gear transmission can transfer any space between the axes of power and movement, but also has good transmission efficiency, wide power range, transmission ratio is accurate, using long service life, safety and reliable. Its power output by the motor, through the reduction system, the power input to the executive body. Because of the need to convert the rotation movement of the drive system to the linear reciprocating movement of the actuator, the mechanism of the mechanism of the crank slider mechanism, the gear rack mechanism, the cam follower mechanism. In view of the characteristics of the various organizations, I chose the crank slider mechanism as the executing agency. Keywords: Construction, cutting, reinforcement, gear, crank slider 目 錄 1 概述..............................................................1 1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀......................... .........................1 1.2 題目的選取...................................................1 1.3 鋼筋切斷機的工作原理.........................................2 2 總體方案設計......................................................3 2.1 切斷鋼筋需用力計算...........................................3 2.2 功率計算.....................................................3 3 傳動結構設計......................................................5 3.1基本傳動數(shù)據(jù)計算..............................................5 3.11分配傳動比...................................................5 3.12計算機構各軸的運動及動力參數(shù).................................5 3.2帶傳動設計....................................................6 3.21帶型的確定...................................................6 3.22帶輪基準直徑.................................................6 3.23帶速的確定...................................................6 3.24中心距、帶長、包角的計算取值.................................6 3.25確定帶的根數(shù).................................................7 3.26張緊力.......................................................7 3.27作用在軸上的載荷.............................................7 3.28帶輪結構與尺寸見零件圖.......................................7 3.3齒輪傳動設計..................................................8 3.3.1第一級齒輪傳動設計..........................................8 3.3.2第二級齒輪傳動設計.........................................12 4軸的選擇.........................................................15 4.1一軸的校核...................................................15 4.2二軸的校核...................................................19 4.3鍵的校核.....................................................23 4.3.1平鍵的強度校核...........................................23 4.4軸承的選擇...................................................24 4.4.1初選軸承型號.............................................25 4.4.2壽命計算.................................................25 5 鋼筋切斷機的保養(yǎng)................................................28 6 結論............................................................29 致謝..............................................................30 參考文獻..........................................................31 1 概述 1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀 在當今中國經(jīng)濟快速發(fā)展的時代，國家大力實行工業(yè)化、城鎮(zhèn)化，我國由以前的農(nóng)業(yè)大國逐步發(fā)展到今天的工業(yè)化，乃至多元化強國。在國家前進的路上，我們國家對于鋼筋的需求量正在不斷增加，各行各業(yè)很多方面都需要用到鋼筋。鋼筋成為了一個國家工業(yè)化的標志產(chǎn)業(yè)。在這一過程中，我們需要使用大量的加固處理設備及其切斷設備，然而此過程中鋼筋切斷機就是最重要的設備。我國的工業(yè)化，為加強鋼筋切斷機的發(fā)展提供了極好的發(fā)展機遇，特別是對臥式鋼筋切斷機的廣泛應用。臥式鋼筋切斷機以重量輕、節(jié)約能耗、體積小、性能穩(wěn)定、操作簡單方便、工作效率較高等等一些優(yōu)點應用最為廣泛。臥式鋼筋切斷機即能對鋼筋進行定長切斷，為鋼筋的加工使用提供了方便。 國內(nèi)與國外鋼筋切斷機的比較：目前因為鋼筋切斷機制造精度和技術含量不高，假冒偽劣產(chǎn)品層出不窮，利潤微薄難以維持企業(yè)長遠發(fā)展等因素，導致國內(nèi)廠商對鋼筋切斷機的研究開發(fā)工作失去信心，長期基本保持不變，發(fā)展速度緩慢。我國的鋼筋切斷機客觀來說，在各方面與發(fā)達國家還存在著一些有待改進的方面。 在全球經(jīng)濟建設快速前進的情況下，建筑市場對鋼筋及各種加工設備的需求越來越大，這為臥式鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)的進步與改造也帶來了絕佳的機會。這是一次機會，也是一次競爭。首先在當今以經(jīng)濟建設為中心的政策下，企業(yè)要想在市場立足，增強自生競爭力是必須要做的。企業(yè)必須做出創(chuàng)新和改變才能適應時代的需要，加強企業(yè)的經(jīng)營管理水平，加大科技上的投入，重視新技術、新產(chǎn)品的研究與開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務水平，積極主動地走向市場、使企業(yè)產(chǎn)品不斷地滿足客戶的需求，與時俱進，盡快縮短與國外先進企業(yè)的差距，這無疑是我國加強鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)生存和發(fā)展的需要。 1.2 題目的選取 臥式鋼筋切斷機的設計是這次我所需要去努力研究和設計計算的課題，之所以選擇這個題目作為我的課題，是因為我覺得它有很大的應用價值和研究性，設計的主要內(nèi)容是，可切斷半徑最大為7mm的鋼筋，速度需要達到每分鐘15次。 在設計中選擇合適的結構和參數(shù)需要通過 計算和考慮實際 情況來確定，從而滿足設計要求，除此之外還得考慮在滿足鋼筋切斷機基本性能的前提下，如何 降低成本，符合企業(yè)長遠發(fā)展利益，一個企業(yè)對利益的追求只要是正當?shù)暮侠淼?，就應該去努力爭取。同時我們需要去積極努力的打造一個屬于自己的品牌，取得客戶的信任。在其中我們也可能涉及到一些新的知識，這就要求我們不斷地學習，樹立良好的學習態(tài)度。畢業(yè)設計就像是我們?nèi)蘸蠊ぷ髑暗囊淮文M實訓，相信通過這次考驗，我們能更好的適應以后的工作。 1.3 鋼筋切斷機的工作原理 工作原理：首先動力來源由發(fā)電機提供，發(fā)電機帶動V帶轉(zhuǎn)動，電機經(jīng)過減速之后，使得活動刀片在軌道中做來回直線運動，再固定一個定刀片，最后達到活動刀片與定刀片不斷來回切斷鋼筋的目的。鋼筋切斷機的原理圖如下所示： 圖1-1 鋼筋切斷機原理圖 2 總體方案設計 2.1切斷鋼筋需用力計算 鋼筋需要被切斷，前提條件是剪切應力必須大于原料的許應剪切應力 。所以鋼筋被切斷需滿足的要求是： 根據(jù)有關知識我們可以確定，鋼筋許用剪應力的取值范圍是：,為了使得所有鋼筋都沒有問題，因此我們需要選擇最大的許用剪應力，這樣才能確保生產(chǎn)加工沒有問題。因此我選擇的是最大值。所以我通過設計計算得到了切斷機需切斷的最大剛筋直徑為：。 則我對此機械所需要的最小切斷力計算如下所示 為了計算方便我們?nèi)≌?，則本機器的最小切斷是：。 2.2 功率計算 從圖中即自己的設計計算可以知道，曲軸和該刀進行比較來說曲軸的線速度更快。因此根據(jù)設計和公式計算可以得出如下所示的切斷處的功率P為：W 檢表在傳輸?shù)倪^程中，為帶傳動的傳輸效率取值范圍； 為兩齒輪減速器效率取值范圍； 為滾動軸承的傳動效率取值范圍； 為連桿傳動的效率取值范圍；是滑動軸承的效率取值范圍 根據(jù)以上可知總的傳動效率為: η= 0.940.960.980.81=0.72 由此可知所選電機功率最小應為 kw 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 電機型號為Y，滿載轉(zhuǎn)速為960轉(zhuǎn)/分。 a) 總傳動比 b) 分配傳動裝置的傳動比 上訴I0和I1依次是皮帶傳動和齒輪減速器（二級齒輪減速）傳動比，為了保證V帶傳動的外廓尺寸不太大。同時，減速裝置的傳動比為圓整，更為方便，易得到圓整地齒數(shù)。初步采取，得減速器的傳動比： c) 合理分布減速器的傳動比 根據(jù)展開式布置，由相關的機械設計手冊規(guī)定，選擇 i11=6.4，得i22=5。（以下用表示 ，表示） 3.1.2 該機構各個軸的運動與動力數(shù)值計算： a) 各軸的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩 電動機輸出轉(zhuǎn)矩 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 3.2 帶傳動設計 3.2.1 帶型的確定:根據(jù)以上設計可知得，V帶傳動的功率為2200w，小帶輪的轉(zhuǎn)速為960r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為480r/min。 檢查表可以知道，工作條件系數(shù)取PC = 1.5*2.2=3300w，Ka = 1.5。由上訴設計計算和小帶輪的轉(zhuǎn)速查閱圖8-11選取A型V帶較為合適。 3.2.2 帶輪基準直徑：根據(jù)有關的機械設計手冊選擇小帶輪基準直徑為，則大帶輪基準直徑為 3.2.3 帶速的確定，由公式得： 3.2.4 中心矩、帶長、包角的計算取值， 由公式: 0.7(d1+d2)[M].Printed in the U.S.A 1989 [18] Richard R .Kibbe .Marchine Tool Practices[M]. Printed in the U.S.A， 1992