自動鋼絲線材整直切斷機(jī)設(shè)計

自動鋼絲線材整直切斷機(jī)設(shè)計,自動,鋼絲,線材,切斷,割斷,設(shè)計 i 自動鋼絲線材整直切斷機(jī)設(shè)計 Automatic wire rod cutting machine design 摘 要 這些年來我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速的發(fā)展，建筑行業(yè)也在同時快速地發(fā)展。而鋼絲線材 作為建筑工程中的重要材料，其需求量更是極大地增長，這有力地拉動了鋼絲線材整直 切斷機(jī)的市場需求。而這幾年來，新的 I、級鋼絲材料，它們以其硬度高、塑性能好的 優(yōu)良性能，很快的在我國建筑行業(yè)中得到廣泛地應(yīng)用。這也對建筑鋼絲線材整直切斷機(jī) 提出了更高的要求。所以許多企業(yè)紛紛都在研制適合 I級鋼筋要求的高速、大直徑鋼絲 線材整直切斷機(jī)，投入大量資金，本文主要是對自動鋼絲線材整直切斷機(jī)進(jìn)行設(shè)計研究， 希望通過本研究，可以促進(jìn)我國自動鋼絲線材整直切斷機(jī)的生產(chǎn)與發(fā)展。 關(guān)鍵詞：自動鋼絲線材 整直切斷機(jī) 設(shè)計 ii Abstract With the rapid development of Chinas economic construction, construction projects have also been developed rapidly. Steel wire as an important material in construction engineering, its demand is increasing greatly, which is a powerful driving force for the market demand of wire rod straightening and cutting machine. In recent years, new I - grade rebar has been widely used in national construction projects with its high strength and excellent ductility. This also puts forward higher requirements for the straightening and cutting machine of construction steel wire. For this reason, many enterprises have invested a lot of money to develop and develop high speed and large diameter steel wire straighteners suitable for new I - grade steel bar. This paper is mainly about the design and research of automatic wire rod straightener cutting machine. It is hoped that this study can promote the production and development of automatic wire rod cutting machine in China. Keywords： Automatic wire rod Rectifying machine Design 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 引言 1 1.1 鋼筋整直切斷機(jī)簡介 1 1.1.1 定尺方式 1 1.1.2 落料方式 1 1.1.3 控制方式 2 1.1.4 上料方式 2 1.1.5 整直方式 2 1.1.6 切斷方式 3 1.2 鋼絲整直切斷機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 3 1.3 鋼絲切斷機(jī)的發(fā)展前景 4 1.4 本課題研究的意義和目的 5 2 傳動方案 6 2.1 切割鋼絲力計算 6 2.2 電機(jī) 7 3 傳動部分設(shè)計 8 3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算 8 3.1.1 分配傳動比 8 3.1.2 計算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動及動力參數(shù) 8 3.2 帶傳動設(shè)計 9 3.2.1 帶速的計算 9 3.2.2 中心距、帶長及包角的計算 9 3.2.3 帶的根數(shù) 9 3.2.4 計算壓軸力 9 3.3 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸的零件圖 10 3.4 齒輪傳動設(shè)計 10 3.4.1 一級齒輪傳動設(shè)計 10 3.4.2 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 10 3.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 11 3.4.4 幾何尺寸計算 13 3.4.5 一級齒輪結(jié)構(gòu)與尺寸的零件圖 13 3.4.6 二級齒輪設(shè)計 13 3.4.7 二級齒輪結(jié)構(gòu)與尺寸的零件圖 14 3.5 軸的校核 14 3.6 鍵的校核 16 3.7 軸承的校核 17 3.8 飛輪 17 3.9 鋼筋切割機(jī)刀片 18 3.10 鋼筋切割機(jī)易出現(xiàn)的故障 18 4 鋼筋切割機(jī)的摩擦 30 5 結(jié) 論 31 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34 1 1 引言 1.1 鋼筋整直切斷機(jī)簡介 鋼絲切斷機(jī)是一種剪切鋼絲是所使用的一種工具。一般有全自動鋼絲切斷機(jī)，和半 自動鋼絲切斷機(jī)之分。鋼絲整直切斷機(jī)它是鋼絲剪切加工必不可少的設(shè)備，它主要應(yīng)用 于房屋建造、地鐵、橋梁建筑等大型建筑。鋼絲整直切斷機(jī)相比于其他切斷機(jī)，具有效 率高、消耗材料少、方便攜帶等特點(diǎn)，因此這些年來逐步被一些機(jī)械加工廠和軋鋼廠等 廣泛應(yīng)用，在為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。 在我國鋼筋切斷機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了比較曲折的道路。再設(shè)計第一臺鋼絲切斷機(jī)的時候， 都是從別的國家引進(jìn)來得到，我國鋼絲切斷機(jī)的研究是落后于現(xiàn)金國家的，我國鋼絲切 斷機(jī)的研發(fā)改良時間是落后的. 目前，在我國生產(chǎn)鋼絲整直切斷機(jī)企業(yè)有很多，市場上的種類也很，根據(jù)它們的組 成和各工作機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，可以按以下 6 種方式進(jìn)行分類：按定尺式、按落料方式、按控 制方式、按上料方式、按整直方式和按切斷方式。下面分別就這幾種方式進(jìn)行介紹。 1.1.1 定尺方式 鋼絲切斷機(jī)的定尺方式一般存在兩種方式：機(jī)械式和機(jī)電式。 (1)機(jī)械式定尺誤差小，易控制，但噪聲較大，壽命短。適用于對定尺誤差要求較高， 速度要求不高的場合。 (2)機(jī)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，整直速 度要求較高的場合。機(jī)械信號，行程開關(guān)(接觸或非接觸式)發(fā)出的電信號，光電碼盤發(fā)出 的電訊號這三種形式是定尺剪切訊號。一般情況下，定尺的精度主要取決丁二從發(fā)出訊 號到切刀響應(yīng)的時間誤差。機(jī)械訊號的精度最高，誤差可在士 lmm，這是因為它與刀具 直聯(lián)，響應(yīng)時間。 1.1.2 落料方式 落料方式主要有支撐柱式、翻板式、撤板式和敞口式四種。 (1)支撐柱式結(jié)構(gòu)簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋整直度較高的 2 場合。 (2)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。 (3)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。 (4)敞 VI 式結(jié)構(gòu)簡單，工作噪聲較小。適用大、中直徑鋼筋，且鋼筋整直度較高的場 合。 1.1.3 控制方式 控制方式分普通電氣控制和 PLC 控制。 （1）普通電氣控制線路復(fù)雜，對維護(hù)人員要求較高?？刂凭鹊?，易于發(fā)生故障， 初期調(diào)試麻煩。 （2）PCL 控制線路簡單，對維護(hù)人員要求不高?？刂凭容^高，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初 期調(diào)試簡單。 1.1.4 上料方式 上料方式分開卷式和非開卷式。 (1)開卷式設(shè)備較復(fù)雜，放鋼絲速度很快、鋼絲不扭轉(zhuǎn)，特別適合用于高速工作狀態(tài)。 (2)非開卷式設(shè)備單一，適于整直速度不太高的工作場合。放線時鋼絲自然扭轉(zhuǎn)。 1.1.5 整直方式 鋼絲整直切斷機(jī)的整直方式有四種，主要有整直模式、曲線輥式、對輥式和整直模 式加對輥復(fù)合式。 (1)整直模式鋼絲整直效果好，比較容易控制。但是因為它的整直速度有點(diǎn)低，被加 工鋼絲表面容易出現(xiàn)劃傷，工作時產(chǎn)生的噪聲大。該模式適合各種光圓鋼絲。 (2)曲線輥式整直速度較快，鋼絲整直效果好，且容易控制。被加工鋼絲表面產(chǎn)生的 劃傷較重，工作時產(chǎn)生的噪聲也較大。適合各種光圓鋼絲和對鋼絲表面劃傷要求不高的 場合。 (3)對輥式整直速度快，被 NT 鋼絲表面有輕微劃傷，工作噪聲小。鋼筋整直效果一 般，控制要求較高。適合各種鋼絲，特別適合冷、熱軋帶肋鋼絲。 (4)整直模式加對輥復(fù)合式整直效果相對于其它的方式是比較好，比較容易控制它。 3 整直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工鋼絲表面產(chǎn)生有劃傷，工作是產(chǎn)生噪聲比 較小，適合各種鋼絲。 1.1.6 切斷方式 選擇不同的切斷方式，切斷機(jī)的性能也會不一樣。切斷方式按照切刀的移動方式不 同，可以分為：旋轉(zhuǎn)式剪切、上下移動式剪切和下移式剪切三種切斷方式。 1.2 鋼絲整直切斷機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 這些年來我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑行業(yè)也得到了訊速地發(fā)展。而鋼絲作為建 造房屋、地鐵等行業(yè)中的重要材料，其所需要的需求量每年都是不斷增加，鋼絲整直切 斷機(jī)的市場需求就不斷的增加。而在近幾年來，新 I、級鋼絲以其強(qiáng)度很高、延展性好 的性能，迅速的在全國建筑行業(yè)里中得到廣泛地應(yīng)用。這也對建筑鋼筋整直切斷機(jī)提出 了更高的要求。為此，許多公司都紛紛投入大量資金，研發(fā)、研制出更加適合新 I、級 鋼絲的要求，要更加高速、大直徑鋼絲整直切斷機(jī)。 我國在 1958 年造出了我國第一臺鋼絲整直切斷機(jī)，是從前蘇聯(lián)引進(jìn)的臥式鋼絲切斷 機(jī)圖紙?，F(xiàn)在生產(chǎn)出的 GQ40A 型鋼絲整直切斷機(jī)就是其改進(jìn)版。40A 型代表的是鋼絲切 斷機(jī)是全開式，它設(shè)備中含有的傳動齒輪全部是在外面露出來的。因此，它的防塵性能 較差、容易受到磨損，沖切次數(shù)為一分鐘 28 次，并且它沒有離合器控制，操作不安全， 質(zhì)量體積較大。在 1966 年到 1985 年期間一直以該機(jī)型為主導(dǎo)產(chǎn)品。在 1982 年制造出了 GQ40B II 型鋼絲切斷機(jī)，是由太原重型機(jī)械研究所制造出來的，GQ40B II 型鋼絲切斷機(jī) 的曲軸大齒輪主要是安裝的剛性鍵離合器，采用踏板控制機(jī)構(gòu)控制切削，同時安裝物料 塞和進(jìn)給裝置。本機(jī)具有操作安全、切割材料長度精確、勞動強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在的鋼 絲切斷機(jī)主要是 GB50B 系列鋼絲切斷機(jī)，它采用全封閉、系統(tǒng)潤滑、雙飛輪、Haff 箱體 結(jié)構(gòu)，操作維修方便，安全可靠，效率高，重量輕，節(jié)能降耗。市場上還有別的型號的 鋼絲切斷機(jī)，比如 GT 系列鋼絲整直切斷機(jī)，它主要用于整直、定尺切斷建筑用冷軋帶肋 鋼筋、熱車 LII!級鋼筋和冷軋光圓鋼絲。該系列設(shè)備自動化程度高，設(shè)備使用故障率低。 這是一種連續(xù)工作方式。它消耗能很低、制造出來的噪聲小、震動輕、并且設(shè)有安全裝 置，自動計數(shù)停車裝置，具有高效適用運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。此外，市場上還存在多種液壓 式的鋼筋整直切斷機(jī)，如 DYJ。32 型和 YQJ32 型液壓鋼絲切斷機(jī)等，這兩種切斷機(jī)主 4 要采用了柱塞泵驅(qū)動主切割機(jī)結(jié)構(gòu)，操作起來相對簡單，加工難度很大，精度難以保證， 無法實(shí)現(xiàn)快速回程，效率低。 和國際先進(jìn)產(chǎn)品相比，我國鋼絲整直切斷機(jī)的整體水平還是相對落后的。 主要表現(xiàn) 為：企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品技術(shù)含量低，生產(chǎn)效率低，自動化水平不夠高、外觀質(zhì)量粗 糙等。并且大部分產(chǎn)品整直速度較低，鋼絲的直線度不高，表面產(chǎn)生劃傷有點(diǎn)嚴(yán)重。我 們國家在技術(shù)上面是落后于其他國家，但是在未來，我相信我們國家會在機(jī)械領(lǐng)域能夠 達(dá)到世界水平。 在我國的工程機(jī)械市場，各公司的產(chǎn)品市場斗爭日益激烈，各公司都應(yīng)加大資金投 入，研究出新的技術(shù)和產(chǎn)品，提升產(chǎn)品質(zhì)量，使企業(yè)產(chǎn)品不斷地滿足廣大用戶的需求， 盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，使我國的鋼絲整直切斷機(jī)達(dá)到國際先進(jìn)水平，這是我 國機(jī)械公司的生存之道。 在我們國家制造出來的鋼絲切斷機(jī)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到買家的滿意程度，在外國，它們的 企業(yè)都是大量研發(fā)新的鋼絲切斷機(jī)，舍得投資，而且能夠自動化大規(guī)模的生產(chǎn)，對自己 的產(chǎn)品要求嚴(yán)格。對自己的產(chǎn)品負(fù)責(zé)。外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔 美觀。所以他們生產(chǎn)出來的產(chǎn)品值得別人信賴。而我們國家的制造商現(xiàn)在才開始知道科 技才是自己企業(yè)的生存之道。要加大投入，不僅要在外觀上做出改變，也要自己所生產(chǎn) 出來的鋼絲剪斷機(jī)的水平不斷提高。 1.3 鋼絲切斷機(jī)的發(fā)展前景 從目前的國內(nèi)使用情況來看，錘擊、機(jī)械定尺結(jié)構(gòu)的鋼絲整直切斷機(jī)起主導(dǎo)作用。 由于采用機(jī)械定尺的定尺精度高，所以預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絲的生產(chǎn)適用于采用機(jī)械定尺， 這種結(jié)構(gòu)的鋼絲整直切斷機(jī)采用這種結(jié)構(gòu)。它的鋼前進(jìn)速度一般為 0.50.8m/s。對鋼絲的 定尺精準(zhǔn)度要求不高的客戶，可靠性能要求是主要要求的，故障率應(yīng)盡可能地低，輸出 率應(yīng)盡可能的高。所以無捆鋼絲整直切斷機(jī)的發(fā)展方向就是利用液壓式切斷機(jī)機(jī)構(gòu)簡單、 性能可靠，剪切時間短，提升生產(chǎn)效率。但是現(xiàn)在的液壓式鋼絲切斷機(jī)的剪切速度都比 較慢。如果液壓式切斷機(jī)需要 1s 完成一次剪切，而鋼絲的前進(jìn)速度為 1m/s，則剪切過程 中液壓剪需要隨鋼筋前進(jìn) 0.5m，這樣液壓切斷機(jī)的滑道的需要就比較長了，如果鋼絲的 前進(jìn)速度大于 1m/s，其滑道將隨著前進(jìn)速度的增大而對應(yīng)的加長。因此可以看出，鋼絲 5 整直切斷機(jī)它的整直速度低的關(guān)鍵原因就是剪切的周期太長，切斷機(jī)效率的提高就被極 大的限制了。我們國家生產(chǎn)出來的鋼絲整直切斷機(jī)，它們的剪切時間一般都在 80120ms 范圍內(nèi)，它的整直速度就只能在 50 70m/min 之間。相對較在國外生產(chǎn)出來的鋼絲整直 機(jī)的整直速度之所以一般都能夠達(dá)到 120m/min。它主要原因就是能夠把剪切時間縮短至 20ms 以下。因此，如何縮短鋼絲切斷機(jī)的剪切時間，是對鋼絲切斷機(jī)進(jìn)行改進(jìn)的重要任 務(wù)之一。鋼絲切斷機(jī)不但要在實(shí)現(xiàn)定長剪切時，能夠高精度控制它，同時它的生產(chǎn)效率 也應(yīng)該相對的提高。所以，我們要利用鋼絲切斷機(jī)它的特點(diǎn)，要讓鋼絲切斷機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電 液高度集成，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，將是今后研究的主要方向。 1.4 本課題研究的意義和目的 本課程設(shè)計是大學(xué)生在完成四年大學(xué)生涯等專業(yè)課學(xué)習(xí)之后的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)， 整體目標(biāo)是讓學(xué)生在老師的指導(dǎo)下通過課程設(shè)計。系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和完善理論知識，運(yùn)用所 學(xué)到的理論知識，通過調(diào)查研究設(shè)計一個機(jī)電控制方面的課題，我們要從理論到實(shí)踐過 度，接受訓(xùn)練，運(yùn)用我們四年來所學(xué)到的理論知識，來培養(yǎng)自己獨(dú)立解決問題的能力， 具體有以下幾點(diǎn)： 一、通過在知網(wǎng)檢索和查閱運(yùn)用參考資料，培養(yǎng)起學(xué)生檢索查閱資料的方法和能力。 二、通過檢索查閱課程理論知識，運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)課，專業(yè)技術(shù)課和專業(yè) 課知識， 培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際問題正確設(shè)計總體方案，分析具體問題，進(jìn)行工程設(shè)計能力。 6 2 傳動方案 選擇三級減速，先用一級帶傳動，然后再用二級齒輪減速。這樣選擇它們有傳動效 率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命相對長一點(diǎn)，工作安全可靠點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)?？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)。 2.1 切割鋼絲力計算 要想使切割出來的鋼絲質(zhì)量好，就必須保證 這種公式。AQ 切割鋼筋的最大剪應(yīng)力為 KQb21max 其中 為刀刃磨鈍后，由于刀刃間隙增加，切割力增大系數(shù)，取 1.3。 為鋼筋抗1K 2K 剪與抗拉極限強(qiáng)度比，取 0.6。 為鋼筋極限抗拉強(qiáng)度，查資料取 400Mpa。A 為切割面b 面積。由于本切割機(jī)切割的最大鋼筋粗度為： mm。這樣40maxd NAKQb21max 3918724106.32 切斷鋼絲的條件為： F/A 可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：142M Pa，取最大值 143MPa。又由于本液壓剪鉗切斷的最 大剛筋粗度為： d max400=mm 那 么 這 個 機(jī) 器 的 最 小 切 斷 力 應(yīng) 該 為 F/A F-為 切 斷 鋼 筋 所 需 最 大 切 割 力 A- 為鋼筋的橫切面積等于 dmax/4 所以 F=21848N ，切斷力為 F=361326.08N 7 2.2 電機(jī) 根據(jù)公式 得nCKAN601 其中 A 為一次剪切所需總功。 ； K 為電機(jī)安全系數(shù)，取 1.2；n 為321A 動刀行程次數(shù)； 為行程利用系數(shù)， 。查資料可知經(jīng)驗公式，算得：nCn0,784.03615.0.1 JQd 算得 的值為 ， 。12A2 JA12.897204.13 n=30， 算得為 。查表可知在傳動過程中nC3 取帶傳動的效率為 =0.94； 二級齒輪減速器的效率為 =0.96；滾動軸承的傳動效 率為 =0.94； 連桿傳動的效率為 =0.81 。 由以上可知總的傳動效率為： = 算得：62.08194.0694.022KWCnKAN73311 根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)，選擇型號 Y132S-6 的電動機(jī)，額定功率為 3kw，滿載轉(zhuǎn)速為 960r/min。重量 73Kg。 8 3 傳動部分設(shè)計 3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算 3.1.1 分配傳動比 我們選用的電動機(jī)型號為 Y，滿轉(zhuǎn) 960r/min。 總傳動比 32096i 分配傳動裝置的傳動比 10i i0、i 1 為傳動比，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 。62301i c) 分配減速器的各級傳動比 按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=5，則 i22=3.2。 （注以下有 i1 代替 i11，i 2 代替 i22） 3.1.2 計算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動及動力參數(shù) a) 各軸的轉(zhuǎn)速 軸 min/r48029601inm 軸 512 軸 min/r30.9623in b) 各軸的輸入功率 軸 kw82.94 011 p 540682. 22p 95 33 c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 9 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 mN84.2960395dT1056 011 i 23. 212 mN9.7490235 33 T 3.2 帶傳動設(shè)計 3.2.1 帶速的計算 v 必須在 故合適。smvsm/30/5 3.2.2 中心距、帶長及包角的計算 初步確定中心矩為 a0=400 根據(jù)相關(guān)公式初步計算帶的基準(zhǔn)長度： m25.174)(2021210 addaLd）（ 選取帶的長度為 1250mm 計算實(shí)際中心矩： m386a 3.2.3 帶的根數(shù) 查機(jī)械設(shè)計教材表 8-4a 及 8-4b 知 p 0=0.96（插值LaAcakpPKPZ0r 法： ） 0.12(插值法： )。算得0965.0961.5p 3.7 取 Z=43096)12.(P0rLaAcakpKZ 10 3.2.4 計算壓軸力 壓軸力最小值為：pF NFzp 1582.6sin142sin)(21m0min 3.3 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸的零件圖 3.4 齒輪傳動設(shè)計 3.4.1 一級齒輪傳動設(shè)計 a) 選材料、確定初步參數(shù) 1) 選材料 大齒輪和小齒輪齒面硬度分別為 240HBS 和 280HBS 2) 初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為 20，則大齒輪的齒數(shù)為 205=1001z2z 3) 齒數(shù)比即為傳動比 520i 11 3.4.2 齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由公式 3 2112.HEdt ZuKTd (1) 確定公式內(nèi)各計算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) 1tK 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNmNnPT 45151 106.54802.90.9 3）選取齒寬系數(shù) 。7d 4）可知材料的彈性影響 。2 1.9MPaZE 5）小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H601lim 。MPaH02lim 6）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)則： h53832hL 811 104.1564806hjLnN82.54. 7)取接觸疲勞壽命系數(shù) ，9501HNK12HNK 8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力MPaSKHNH 76.1lim1 MPaHNH 502lim2 計算模數(shù) m。 mZd86.20571 3.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 （1）確定321FSadYZKTm 12 公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；a501MPFE a3802MPFE 2）彎曲疲勞壽命系數(shù) , ;8.NK9.2FNK 3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 S=1.4 得 MPaaSKFENF 29.314MP4.150811 4）計算載荷系數(shù) K。FENF922 1.295305KKFVA 5）查取齒形系數(shù)。 由表 10-5 查得 ； 。8.2Y1Fa 8Y2Fa 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由表 10-5 查得 ；51Sa1.792Sa 7）計算大小齒輪的 并加以比較。FY01389.29314580.Y1FaS7672FaS 大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計計算 mm0278.015936.207.659134m 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù) m 大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)， 由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所 決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的 模數(shù) 2.02078 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5mm，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 mm，算出小齒輪齒數(shù)75.91d 13 235.71mdZ 大齒輪齒數(shù) 2 這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并 做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 3.4.4 幾何尺寸計算 （1）計算分度圓直徑 mm5.7231mzd mm852 （2）計算中心距 mm5.1722.721 da （3）計算齒輪寬度 mm415.70b1d 取 =41mm, =45mm2B 3.4.5 一級齒輪結(jié)構(gòu)與尺寸的零件圖 14 3.4.6 二級齒輪設(shè)計 a) 選材料、確定初步參數(shù) 1)初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為 28，則大齒輪的齒數(shù)為 283.2=903z4z 2) 齒數(shù)比即為傳動比 2.890i 3.4.7 二級齒輪結(jié)構(gòu)與尺寸的零件圖 3.5 軸的校核 設(shè)計軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖。 15 16 3.6 鍵的校核 鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)使用要求和工作狀況來選擇。鍵的主要尺寸為其橫截 面尺寸( 鍵寬 b 鍵高 h)與長度 L。 由設(shè)計手冊查得： 鍵寬 b=8mm 鍵高 h=7mm 鍵長 L=56mm 查資料得到靜聯(lián)接 ppkldT2 式中： 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T)mN( 軸的直徑 d 鍵與輪轂的接觸高度(mm)，一般取 k 2hk 鍵的接觸長度(mm).圓頭平鍵 l bLl 許用擠壓應(yīng)力 )pMPa( 鍵的工作長度 m4856bLl 擠壓面高度 m28hk 轉(zhuǎn)矩為 17 npT6105.9 mN1056.480215.956 許用擠壓應(yīng)力，查表， MPap 則擠壓應(yīng)力 MPa1203.24481056.2 5apkldT 所以 此鍵是安全的。 鍵的材料要有足夠的硬度，所以根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用抗拉強(qiáng)度不低于 的Pa60 鋼制造，選用 45 鋼。 3.7 軸承的校核 滾動軸承是工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件。因為國家有了軸承的標(biāo)準(zhǔn)，所以我們只需要對照表 格選取對應(yīng)的數(shù)據(jù)。并進(jìn)行軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計。 選擇 6206 的軸承型號，查資料得到軸承的參數(shù)。 壽命計算 a) 計算軸承徑向力（軸向力無從得知，略去） N6.2093804.214169221 RF 因為 所以驗證第二個軸承21RF b) 當(dāng)量動載荷計算 由式 得RpPfNFRpP 52.19620.1 c) 計算軸承壽命 h1536048.16097)29()06PhFCnL 計算結(jié)果表明，選用的 6206 深溝球軸承能滿足要求。 18 3.8 飛輪 鋼絲切割機(jī)的主要零件中有飛輪，要讓飛輪完成多次連續(xù)切割，應(yīng)盡可能使飛輪轉(zhuǎn) 速降低多些，這也可以節(jié)約能源，減輕機(jī)器重量。在此次設(shè)計的飛輪中，飛輪主要提供 的能量不多，我把飛輪安裝在第三根軸上。切斷的能量可以部分由飛輪來提供，這樣可 以選用功率較小的電機(jī)來拖動，進(jìn)而達(dá)到減少投資及降低能耗的目的，但本設(shè)計開始算 得的電機(jī)基本上能滿足所需功率，故此處飛輪提供的能量足夠。 飛輪轉(zhuǎn)動慣量計算： )8/(21gDGJAF 4/)3.0(6.1405.74) 2hgVmA Kg8.5221 / m 飛輪提供能量： JnJWF 0.46081.022 3.9 鋼筋切割機(jī)刀片 鋼絲的刀片是一個最容易發(fā)生損壞的一個部件，刀片在沖擊載荷及過載情況下工作， 很容易發(fā)生早期失效。材料的選用和熱處理工藝是否合理。是提高刀片斷裂韌性，延長 使用壽命的關(guān)鍵。 3.10 鋼筋切割機(jī)易出現(xiàn)的故障 1虎口部位開裂 操作過程中一定要按照正確的操作方法進(jìn)行。如果不讓正確的操作方式，在進(jìn)行切 割過程中就會讓刀具上面的虎口部位發(fā)生破損，所以在進(jìn)行操作過程中一定要按照正確 的操作方法進(jìn)行。 2. 機(jī)蓋開裂 鋼絲切斷機(jī)在進(jìn)行長期工作的時候，沒有進(jìn)行過維護(hù)，切斷機(jī)就會在長期的使用中 19 固定到的螺釘就會松動，就會導(dǎo)致動刀片擠壓機(jī)蓋，使機(jī)蓋開裂。因此在使用了一定時 間后要定期維修檢查。 30 4 鋼筋切割機(jī)的摩擦 摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象，摩擦得結(jié)果造成機(jī)器的能量損耗、效率降低、溫度升 高、出現(xiàn)噪聲、性能下降的問題。摩擦必然會造成磨損，在實(shí)際應(yīng)用中有許多零件都 因 磨損過渡而報廢。潤滑則是改善摩擦、減緩磨損的有效方法。 鋼絲切割機(jī)的軸承就是滾動摩擦，其摩擦力較小損耗也較小。機(jī)器的摩擦就會磨損 機(jī)器，所以摩擦就會讓機(jī)器的壽命減少，材料之間的摩擦度，材料與機(jī)器之間的潤滑程 度等都會影響到機(jī)器的壽命，所以為減少磨損需要從這些方面入手，采取各種有效方法， 減少磨損。 減少磨損的主要方法有：1.潤滑。2.注意選擇材料，按照基本磨損形式正確選擇材料 是提高機(jī)械和零件耐磨性的關(guān)鍵之一。3.提高加工精度和表面質(zhì)量也可以減少磨損。4.合 理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，正確合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是減少磨損和提高耐磨性的有效途徑。5.正確使用和 維護(hù)。 31 5 結(jié) 論 本設(shè)計的就是一個鋼絲的切割機(jī)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)維修方便，效率高，能切割大直徑系列的 鋼筋。在設(shè)計中，我盡可能采用通用部件，從而使設(shè)計周期縮短，成本降低。盡可能的 提高該切割機(jī)的性價比。 在這大學(xué)四年來，我學(xué)習(xí)到了很多知識，老師不僅教育我們知識，還教育我們在社 會上怎么做人，做畢業(yè)論文，讓我學(xué)習(xí)到了很多，把自己大學(xué)里學(xué)習(xí)到的知識又重新學(xué) 習(xí)了一遍，感謝老師在我做畢業(yè)設(shè)計時候為了解決掉的一些困難，謝謝老師！也謝謝學(xué) 校四年的培養(yǎng)！畢業(yè)設(shè)計的水平高低同時也反映了我們在大學(xué)里學(xué)到的理論知識的高低， 學(xué)校比較重視我們學(xué)到的知識，所以加強(qiáng)了學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)。在大學(xué)畢業(yè)的最后時 間段，畢業(yè)設(shè)計是我們畢業(yè)一個重要的環(huán)節(jié)，使我們總結(jié)四年來所學(xué)習(xí)到知識，是讓我 們在參與到社會時能夠更好地去與實(shí)踐相結(jié)合，畢業(yè)設(shè)計它能讓我們與社會過渡。完成 畢業(yè)設(shè)計更有利于把自身能力的提高。社會在不斷的變化和發(fā)展的，目前，社會變化迅 速，對人才的要求也越來越高，我們應(yīng)該從發(fā)展的角度看問題，要學(xué)會學(xué)習(xí)，學(xué)會創(chuàng)新， 學(xué)會響應(yīng)社會發(fā)展的需要。馬上就要走出校園，走向社會，把握住現(xiàn)在，努力創(chuàng)造未來， 感謝老師們的教誨，讓我懂得了更多處世為人的道理，更好地立足于社會。讓我有了一 定的創(chuàng)新精神和鉆研精神。 通過這個畢業(yè)設(shè)計，我不僅整合了知識，而且豐富了我的大腦，同時，在搜索信息 的過程中，我也學(xué)習(xí)到了大量課外知識，拓寬了自己的視野，認(rèn)識了將來鋼絲切斷機(jī)的 發(fā)展方向，讓自己在專業(yè)知識和動手能力方面實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。 馬上就要畢業(yè)了，心里還是有點(diǎn)舍不得畢業(yè)。畢業(yè)論文也慢慢的就開始做完了。在 不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在讀大學(xué)的時候，自己以為畢業(yè)論文是一件很 簡單的事，就是把自己在大學(xué)里學(xué)習(xí)到的知識一種積累然后做到論文上去。到了現(xiàn)在， 自己開始做畢業(yè)設(shè)計就覺得完全不是自己當(dāng)初想的那么回事，畢業(yè)論文是對自己以前學(xué) 習(xí)到的知識加以溫習(xí)，然后自己獨(dú)立去設(shè)計。培養(yǎng)自己的能力。這次畢業(yè)設(shè)計讓我明白 一些道理，我在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識都是理論知識，自己獨(dú)立完成一個課題不是那么的容易， 所以要在今后也要學(xué)習(xí)，人生就是一個學(xué)習(xí)的過程。要在不斷地學(xué)習(xí)過程中來不斷地完 32 善自己。經(jīng)過這次自己獨(dú)立完成一個課題，讓我知道不是所有的事情都是自己想出來的， 而是做出來的，課題雖然有點(diǎn)難，但是我在里面學(xué)習(xí)到了很多，又讓我把以前的知識溫 習(xí)了一遍，這讓我能夠更好畢業(yè)了去公司學(xué)習(xí)，不用到頭什么都忘記了。 最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。有一句話是這么說的實(shí)踐出真理，我們在大 學(xué)里學(xué)習(xí)的大多是理論上的知識，進(jìn)入到社會后，我們就要把我們學(xué)習(xí)的理論知識與實(shí) 踐相結(jié)合起來。不然我們就只知道機(jī)器是怎么運(yùn)轉(zhuǎn)的，而不知到機(jī)器怎么使用。有時候 自己總以為有些東西以為是學(xué)會了，但是到了真正要用到它的時候才知道這其實(shí)不是這 一回事，所以我覺得我們大學(xué)里學(xué)習(xí)到的知識應(yīng)該多運(yùn)用到實(shí)際中，學(xué)以致用。 33 參考文獻(xiàn) 1 田野.我國鋼筋整直切斷機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀J.建筑機(jī)械化，2015(1) 2 盂進(jìn)禮.鋼筋切斷機(jī)發(fā)展的幾點(diǎn)看法J.建筑機(jī)械化，2015(2) 3 顧守泉.液壓鋼筋切斷機(jī)J.建筑機(jī)械,2014(11) 4 侯寶佳.慕尼黑國際建筑機(jī)械博覽會感觀J.建筑機(jī)械化，2015(4) 5 張強(qiáng).鋼筋整直切斷機(jī)剪切機(jī)構(gòu)的分析與研究J.建筑機(jī)械，2014(12) 6 梁楚華.一種鋼筋自動校直切斷機(jī)切斷與長度控制機(jī)構(gòu)J.機(jī)械工藝師, 2015(7) 7 顧春雷整直機(jī)定長切割控制系統(tǒng)J.機(jī)床與液壓，2016(7) 8 葛宜遠(yuǎn)液壓元件與系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014 9 張利平.液壓傳動系統(tǒng)及設(shè)計M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015 10 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2014 11 羅曉鳴并聯(lián)和串聯(lián)囊式蓄能器的理論分析和數(shù)字仿真J.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報。 2015 12 趙克定.二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)中液壓蓄能器數(shù)學(xué)模型的研究J.中國機(jī)械工程2015(12) 13 陸劍波.采用蓄能器吸收壓力脈動的回路配置與分析J.流體傳動與控制.2014(3) 14 任國龍. 氣囊式蓄能器選型計算煤礦機(jī)械，2015(7) 15 賈延林.機(jī)械設(shè)計學(xué) M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014 16 李學(xué)榮.新機(jī)器機(jī)構(gòu)的創(chuàng)造發(fā)明機(jī)構(gòu)綜合M.重慶:重慶出版社，2015(2) 34 致 謝 通過這三個多月來的忙碌和學(xué)習(xí)，本次設(shè)計已接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè) 計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，在這里衷心感謝指導(dǎo)老師的督促 指導(dǎo)，以及一起學(xué)習(xí)的同學(xué)們的支持，讓我按時完成了這次設(shè)計。 在畢業(yè)論文設(shè)計過程中，我遇到了許許多多的困難。在此我要感謝我的指導(dǎo)老師給 我悉心的幫助和對我耐心而細(xì)致的指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計是一新題，開始幾乎無從下手， 但是老師仍然細(xì)心地糾正設(shè)計中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平以外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn) 和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作，我才得 以解決畢業(yè)設(shè)計中遇到的種種問題。同時感謝我們學(xué)院導(dǎo)對我們的教導(dǎo)和關(guān)注；感謝大 學(xué)四年傳授我們專業(yè)知識的所有老師。謝謝你們嘔心瀝血的教導(dǎo)。還有謝謝我周圍的同 窗朋友，他們給了我無數(shù)的關(guān)心和鼓勵，也讓我的大學(xué)生活充滿了溫暖和歡樂。如果沒 有他們的幫助，此次設(shè)計的完成將變得困難。他們在我設(shè)計中給了我許多寶貴的意見和 建議。同時也要感謝自己遇到困難的時候沒有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方 法來解決問題。最后，感謝生我養(yǎng)我的父母。謝謝他們給了我無私的愛，為我求學(xué)所付 出的巨大犧牲和努力。