臥式鋼筋切斷機(jī)設(shè)計(jì)——畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 臥式鋼筋切斷機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 此次課題設(shè)計(jì)主要是建筑上廣泛使用的臥式鋼筋切斷機(jī)，它主要的工作原理是：應(yīng)用電動機(jī)經(jīng)一級三角帶傳動，二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動連桿使滑塊以及動刀片在切斷機(jī)機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,因此使活動刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。 與此同時(shí)應(yīng)根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境選擇電動機(jī)類型，采用臥式安裝方式，防護(hù)式電機(jī)，鼠籠式三相異步電動機(jī)。選擇三級減速，先是一級帶減速，再采用兩級齒輪減速。一級帶傳動具有緩沖、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。兩級齒輪減速的主要優(yōu)點(diǎn)是

2、齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的動力和運(yùn)動，并且具有功率范圍大，傳動比準(zhǔn)確，傳動效率高，使用壽命長，工作安全可靠等一系列特點(diǎn)。動力由電動機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動,而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)。本課題采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：建筑 切斷 齒輪 鋼筋 曲柄滑 Abstract The article introduces a kind of architectural li

3、e 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 straigh

4、t 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 b

5、elt 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 b

6、e 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 ex

7、ecutive 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 executin

8、g machinery. Key words ：cutting architectural reinforcing steel dar gear slider-crank 目 錄 中文摘要……………………………………………………………………….1 英文摘要……………………………………………………………………….2 引言……………………………………………………………………………..3 1.1 概述................................................................................

9、..................................................1 1.2 題目的選取......................................................................................................................1 1.3 鋼筋切斷機(jī)的原理...................................................................................................

10、.......1 第2章 電機(jī)選擇........................................................................................................................2 2.1 切斷鋼筋需用力計(jì)算......................................................................................................2 2.2 功率計(jì)算...............................

11、...........................................................................................3 第3章 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)................................................................................................................5 3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計(jì)算....................................................................

12、......................................5 3.1.1分配傳動比.....................................................................................................................5 3.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動及動力參數(shù) ........................................................................ 5 3.2 帶傳動設(shè)計(jì)....................

13、...................................................................................................6 3.2.1帶型的確定.....................................................................................................................6 3.2.2帶輪基準(zhǔn)直徑.......................................................

14、..........................................................6 3.2.3帶速的確定.....................................................................................................................6 3.2.4中心距、帶長及包角的確定.........................................................................................6

15、 3.2.5確定帶的根數(shù).................................................................................................................7 3.2.6張緊力............................................................................................................................ 7 3.2.7作用在軸上的載荷...................

16、......................................................................................7 3.2.8帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸見零件圖.............................................................................................7 3.3 齒輪傳動設(shè)計(jì).......................................................................................

17、............................8 3.3第一級齒輪傳動設(shè)計(jì)......................................................................................................8 3.3.第二級齒輪傳動設(shè)計(jì).....................................................................................................12 3.4 軸的校核........................

18、..................................................................................................15 3.4.一軸的校核.....................................................................................................................15 3.4.三軸的校核.........................................................

19、............................................................19 3.5 平鍵的校核.......................................................................................................................22 3.6 軸承的校核 .............................................................................................

20、......................23 3.6.初選軸承型號.................................................................................................................23 3.6.壽命計(jì)算.........................................................................................................................24 第4章 總結(jié)......

21、........................................................................................................................27 參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................28 致謝...................................

22、.........................................................................................................29 引言 1．1 概述 鋼筋切斷機(jī)是鋼筋在加工的過程中必不可少的設(shè)備，它主要用于房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，主要具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn)，因此近年來逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。 國內(nèi)外切斷機(jī)的對比：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤不高等原

23、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。 全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機(jī)械市場，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)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(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 1．2 選題 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)。要求所要切斷鋼筋的最大直徑15mm，切斷速度為16次/分。 在本

24、次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中通過計(jì)算和考慮實(shí)際情況來選擇合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡可能的降低設(shè)計(jì)成本，從而達(dá)到一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對三年大學(xué)所學(xué)知識的一個(gè)總結(jié)和綜合運(yùn)用，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。 1．3 臥式鋼筋切斷機(jī)的工作原理 工作原理：采用電動機(jī)經(jīng)一級三角帶傳動,二級齒輪傳動減速,帶動曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,使活動刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。 而按照鋼筋切斷機(jī)的剪切方式有大致可以分為二種形式：旋轉(zhuǎn)式剪切，下移式剪切，現(xiàn)在對它們的工作原理進(jìn)行分別介紹

25、。 如圖采用的是旋轉(zhuǎn)式鋼筋切斷機(jī)剪切的工作原理,通常的情況下,該切斷機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是由牽引輪.定長開關(guān).電磁鐵.剪切裝置.和承料架組成。在鋼筋通過倆切斷齒輪中間的縫隙時(shí)進(jìn)入承料架并觸動定長開關(guān)時(shí)，這樣電磁鐵就帶動離合器飛輪軸與主動齒輪軸相連接，主動齒輪旋轉(zhuǎn)一周，切斷齒輪將旋轉(zhuǎn)三分之一周，與此同時(shí)切斷鋼筋。 不足之處：此類鋼筋切斷機(jī)采用的是牙嵌離合器進(jìn)行聯(lián)接，受工作原理的限制，速度不能過大。所以就導(dǎo)致鋼筋前進(jìn)的速度不能太大。又由于切斷齒輪轉(zhuǎn)動慣量比較大容易造成連切得現(xiàn)象。 下切實(shí)剪切系統(tǒng)的形式比較多，按照刀具的驅(qū)動形式答題可以分為：擺動式，錘擊式，液壓式。目前國內(nèi)使用的均為錘

26、擊式。其工作原理為電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動曲軸轉(zhuǎn)動,進(jìn)而捶頭在曲軸的作用下將做不停的高速上下運(yùn)動.當(dāng)鋼筋前進(jìn)到預(yù)算的長度時(shí),鋼筋觸動到與倒臺相連定齒板,其將前移.當(dāng)?shù)杜_移到錘頭時(shí),錘頭將擊打刀架,所以切刀將鋼筋切斷。切斷的鋼筋將落入承料架內(nèi)。 該鋼筋切斷機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)和定尺裝置直接聯(lián)系且無中間環(huán)節(jié).所以此切割的精度就比較高，又該裝置無離合器因此鋼筋的前進(jìn)的速度較高。但在使用的過程中如果調(diào)整的不合適，將造成鋼筋的連切現(xiàn)象。 第2章 電機(jī)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?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、和過載保護(hù)等

27、優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因?yàn)辇X輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全可靠等特點(diǎn)。動力由電動機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動,而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)?？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切斷鋼筋需用力計(jì)算 為了保證鋼筋能夠被完全剪斷，需要加剪切應(yīng)力應(yīng)超過材料本身的許應(yīng)剪應(yīng)力。即切斷鋼筋的條件為： 查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：143.

28、5 MPa，取最大值144MPa。又由于本切斷機(jī)切斷的最大剛筋粗度為：mm。 那么該機(jī)器的最小切斷力為： 取切斷機(jī)的切斷力Q=21900N。 2.2 功率計(jì)算 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= 0.940.960.980.81=0.72 由此可知所選電機(jī)功率最小應(yīng)為 kw 查手冊并根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境和

29、性質(zhì)選取電機(jī)為：Y系列封閉式三相異步電動機(jī)，代號為Y112M-6，輸出功率為2.2kw，輸出速度為960 r/min。 第3章 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計(jì)算 3.1.1 減速器的分配傳動比 電動機(jī)型號為Y，滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min。 (1) 總傳動比 (2) 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(shí)使減速器的傳動比圓整以便的獲得圓整的齒數(shù)。初步取i0 =2，則減速器的傳動比為 32 2 64 0 1 = = = i i i (3) 分配減速器的各級傳動比

30、 按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=6.4，則i22=5。（注以下用i1代替i11，i2代替i22） 3.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動及動力參數(shù) ⑴ 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢ Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 ⑵ 各軸的輸入功率 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 ⑶ 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 = Ⅰ 軸 m N 15 . 41 94 . 0 2 89 . 21 01 0 1 = = η i T T d Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 3.2 帶傳動設(shè)計(jì)

31、3.2.1 帶型的確定 由設(shè)計(jì)可知：V帶傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為960r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為480r/min。 查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，Pc=1.52.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng)得圖表選取A型V帶。 3.2.2 帶輪基準(zhǔn)直徑 查閱相關(guān)手冊選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d1=100mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑為d2=2100=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)

32、 得 210〈a0〈600 初步確定中心矩為 a0=400 根據(jù)相關(guān)公式初步計(jì)算帶的基準(zhǔn)長度： 查表選取帶的長度為1250mm 計(jì)算實(shí)際中心矩： 取386mm 驗(yàn)算小帶輪包角： 3.2.5 確定帶的根數(shù) 查表知 p1=0.97 Δp1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 則 取Z=4 3.2.6 張緊力 查表 q=0.10kg/m 3.2.7 作用在軸上的載荷 3.2.8 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸 圖3-2 帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸圖 3.3

33、齒輪傳動設(shè)計(jì) 3.3.1 第一級齒輪傳動設(shè)計(jì) (1) 選材料、確定初步參數(shù) ① 選材料 小齒輪：40Cr鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS 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206.4=128 ③齒數(shù)比即為傳動比 ④選擇尺寬系數(shù)ψd和傳動精度等級情況，參照相關(guān)手冊并根據(jù)以前學(xué)過的知識選取 ψd=0.6 初估小齒輪直徑d1=60mm，則小齒輪的尺寬為b=ψd d1=0.660=36mm ⑤ 齒輪圓周速度為： 參照手冊選精度等級為9級。 ⑥計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩T1 ⑦確定重

34、合度系數(shù)Zε、Yε：由公式可知重合度為 則由手冊中相應(yīng)公式可知： ⑧確定載荷系數(shù) KH 、KF 確定使用系數(shù) KA：查閱手冊選取使用系數(shù)為KA=1.85 確定動載系數(shù)Kv：查閱手冊選取動載系數(shù)Kv=1.10 確定齒間載荷分布系數(shù)KHa、KFa： 則 載荷系數(shù)KH、KF 的確定，由公式可知 （2）齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ①確定許用應(yīng)力[σH] ② 總工作時(shí)間th，假設(shè)該切斷機(jī)的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個(gè)小時(shí)，則： ③ 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1、N2 ④ 壽命系數(shù) Zn1、Zn2 ，查閱相關(guān)手冊選取Zn1=1.0、Zn2=1

35、.15 ⑤ 接觸疲勞極限取：σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa ⑥安全系數(shù)取：Sh=1.0 ⑦ 許用應(yīng)力 [σh1]、[σh2] ⑶ 彈性系數(shù)ZE 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選取 ⑷ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選取ZH=2.5 ⑸ 求所需小齒輪直徑d1 與初估大小基本相符。 ⑹ 確定中心距，模數(shù)等幾何參數(shù) 中心距a： 圓整中心矩取222mm 模數(shù)m：由中心矩a及初選齒數(shù)Z1 、Z2得： 分度圓直徑d1,d2 確定尺寬：取大齒輪尺寬為 b1=600.6=

36、36mm 小齒輪尺寬取 b2=40mm ⑺ 抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 ① 求許用彎曲應(yīng)力 [σF] 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF1、NF2 ② 壽命系數(shù)Yn1、Yn2 ，查閱相關(guān)手冊選取Yn1=1、Yn2=1 ③ 極限應(yīng)力取：σFlim1=290MPa、σFlim2=220MPa ④ 尺寸系數(shù)Yx：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選，取Yx=1.5 ⑤ 安全系數(shù)SF：參照表9-13，取SF=1.5 ⑥ 需用應(yīng)力[σF1] 、[σF2] 由式（9-20），許用彎曲應(yīng)力 齒形系數(shù)YFa1、YFa2 由圖9

37、-19，取 YFa1=2.56 YFa2=2.15 應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1、Ysa2 由圖9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2=1.82 校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度 由式（9-17），齒根彎曲應(yīng)力 3.3.2 第二級齒輪傳動設(shè)計(jì) ⑴ 選材料、確定其初步參數(shù) ① 選材料 小齒輪：40Cr鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為260HBS ② 初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為28，則大齒輪的齒數(shù)為285=140 ③ 齒數(shù)比即為傳動比 ⑵ 選擇尺寬系數(shù)

38、ψd和傳動精度等級情況，參照相關(guān)手冊并根據(jù)以前學(xué)過的知識選取 ψd=2/3 初估小齒輪直徑d1=84mm，則小齒輪的尺寬為b=ψd d1=2/384=56mm 齒輪圓周速度為： 參照手冊選精度等級為9級。 ⑶ 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩T1 ⑷ 確定重合度系數(shù)Zε、Yε：由公式可知重合度為 則由手冊中相應(yīng)公式可知： ⑸ 確定載荷系數(shù) KH 、KF 確定使用系數(shù) KA：查閱手冊選取使用系數(shù)為KA=1.85 確定動載系數(shù)Kv：查閱手冊選取動載系數(shù)Kv=1.0 確定齒間載荷分布系數(shù)KHa、KFa： 則 載荷系數(shù)KH、KF 的確定，由公式可知

39、齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ⑴ 確定許用應(yīng)力[σH] ①總工作時(shí)間th，假設(shè)該彎曲機(jī)的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個(gè)小時(shí)，則： ②應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1、N2 ③壽命系數(shù) Zn1、Zn2 ，查閱相關(guān)手冊選取Zn1=1.33、Zn2=1.48 ④接觸疲勞極限?。害襤lim1=760MPa、σhlim2=760MPa ⑤安全系數(shù)?。篠h=1 ⑥許用應(yīng)力 [σh1]、[σh2] ⑵ 彈性系數(shù)ZE 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選取 ⑶節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選取ZH=2.5 ⑷求所需小齒輪直徑d1 與初估大小基本相符。 ⑸

40、確定中心距，模數(shù)等幾何參數(shù) 中心距a： 圓整中心矩取252mm 模數(shù)m：由中心矩a及初選齒數(shù)Z1 、Z2得： 分度圓直徑d1,d2 確定尺寬：取大齒輪尺寬為 b1=842/3=56mm 小齒輪尺寬取 b2=60mm 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 ⑴ 求許用彎曲應(yīng)力 [σF] ① 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NF1、NF2 ② 壽命系數(shù)Yn1、Yn2 ，查閱相關(guān)手冊選取Yn1=1、Yn2=1 ③ 極限應(yīng)力?。害褾lim1=290MPa、σFlim2=230M

41、Pa ④ 尺寸系數(shù)Yx：查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選，取Yx=1.5 ⑤ 安全系數(shù)SF：參照表9-13，取SF=1.5 ⑥ 需用應(yīng)力[σF1] 、[σF2] 由式（9-20），許用彎曲應(yīng)力 ⑵齒形系數(shù)YFa1、YFa2 由圖9-19，取 ①應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1、Ysa2 由圖9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2=1.82 ②校核齒根抗彎疲勞強(qiáng)度 由式（9-17），齒根彎曲應(yīng)力 3.4 軸的校核 3.4.1 一軸的校核 軸直徑的設(shè)計(jì)式 ⑴ 按當(dāng)量彎矩法校核軸的強(qiáng)度

42、 ①設(shè)計(jì)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。 圖3-1 軸的受力轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 ②求作用在軸上的力如表3-1，作圖如圖3-1c 表3-1 作用在軸上的力 垂直面（Fv） 水平面（Fh） 軸承1 F2=12N F4=891N 齒輪 2 =N 軸承3 F1=476N F3=1570N 帶輪4 1056N ③ 求作用在軸上的彎矩如表3-2，作出彎矩圖如圖3-2d、3-2e 表3-2 作用在軸上的彎矩 垂直面（Mv） 水平面（Mh） Ⅰ截面 N.mm 合成彎矩 Ⅱ截面

43、 合成彎矩 ④作出轉(zhuǎn)彎矩圖如圖3-2f ⑤作出當(dāng)量彎矩圖如圖3-2g，并確定可能的危險(xiǎn)截面Ⅰ、Ⅱ如圖3-2a。并算出危險(xiǎn)截面的彎矩如表3-3。 表3-3截面的彎矩 Ⅰ截面 Ⅱ截面 ⑥確定許用應(yīng)力 已知軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa。 ⑦校核軸徑如表3-4 表3-4 驗(yàn)算軸徑 Ⅰ截面 Ⅱ截面 結(jié)論：按當(dāng)量彎矩法校核，軸的強(qiáng)度足夠。 ⑵ 軸的剛度計(jì)算 530888 32 I 4 2 p2 = = d p 所以軸的剛度足夠 3.4.2

44、 三軸的校核 軸直徑的設(shè)計(jì)式 ⑴ 按當(dāng)量彎矩法校核軸的強(qiáng)度 設(shè)計(jì)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。 ① 軸的受力簡圖如圖3-3a 圖3-3 軸的受力彎矩轉(zhuǎn)矩圖 1） 求作用在軸上的力如表3-5，并作圖如圖3-3c 表3-5 作用在軸上的力 垂直面（Fv） 水平面（Fh） 軸承1 F3=1627N F1=8362N 齒輪 =2381N 軸承2 F4=754N F3=12619N 曲軸 21848N ②計(jì)算出彎矩如表3-6，并作圖如圖3-3d 表3-6 軸上的彎矩 垂直面

45、（Mv） 水平面（Mh） Ⅰ截面 N.mm 合成彎矩 Ⅱ截面 合成彎矩 ③作出轉(zhuǎn)彎矩圖如圖3-3f ④作出當(dāng)量彎矩圖如圖3-3g，并確定可能的危險(xiǎn)截面Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的彎矩 如表7 表3-7危險(xiǎn)截面的彎矩 Ⅰ截面 Ⅱ截面 ⑤確定許用應(yīng)力 已知軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa ⑥校核軸徑如表3-8 表3-8 校核軸徑 Ⅰ截面 Ⅱ截面 結(jié)論：按當(dāng)量彎矩法校核，軸的強(qiáng)度足夠。 ⑵ 軸的剛度計(jì)算 所以軸的剛度足夠 3.5 鍵的校核 3.5.1. 平

46、鍵的強(qiáng)度校核 ⑴ 鍵的選擇 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。選擇時(shí)應(yīng)考慮傳遞轉(zhuǎn)拒的大小，聯(lián)接的對中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離長短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸(鍵寬b 鍵高h(yuǎn))與長度L。鍵的橫截面尺寸bh 依軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選取。鍵的長度L一般可按輪轂的長度選定，即鍵長略短于輪轂長度，并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度系列。 故根據(jù)以上所提出的以及該機(jī)工作時(shí)的要求，故選用A型普通平鍵。 由設(shè)計(jì)手冊查得： 鍵寬 b=16mm 鍵高 h=10mm 鍵長 L=30mm ⑵ 驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度. 平鍵聯(lián)接的失效形

47、式有：對普通平鍵聯(lián)接而言，其失效形式為鍵，軸，輪轂三者中較弱的工作表面被壓潰。 工程設(shè)計(jì)中，假定壓力沿鍵長和鍵高均勻分布，可按平均擠壓應(yīng)力進(jìn)行擠壓強(qiáng)度或耐磨性的條件計(jì)算，即： 靜聯(lián)接 式中 ———— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 ———— 軸的直徑 ———— 鍵與輪轂的接觸高度(mm)，一般取 ———— 鍵的接觸長度(mm).圓頭平鍵 ———— 許用擠壓應(yīng)力) 鍵的工作長度 擠壓面高度 轉(zhuǎn)矩 許用擠壓應(yīng)力，查表， 則 擠壓應(yīng)力 所以 此鍵是安全的。 附：鍵的材料：因?yàn)閴?/p>

48、潰和磨損是鍵聯(lián)接的主要失效形式，所以鍵的材料要求有足夠的硬度。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鍵用抗拉強(qiáng)度不低于的鋼制造，如 45鋼 Q275 等。 3.6 軸承的校核 滾動軸承是又專業(yè)工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件。滾動軸承的類型、尺寸和公差等級均已制訂有國家標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中只需根據(jù)工作條件選擇合適的軸承類型、尺寸和公差等級等，并進(jìn)行軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.6.1 初選軸承型號 試選10000K軸承，查GB281-1994，查得10000K軸承的性能參數(shù)為： C=14617N Co=162850N (脂潤滑) 3.6.2切斷機(jī)壽命計(jì)算 ⑴ 第一步計(jì)算軸承內(nèi)部軸向力.

49、 首先查表得10000K軸承的內(nèi)部軸向力可知: 則： ⑵ 計(jì)算外加軸向載荷 ⑶ 計(jì)算軸承的軸向載荷 因?yàn)? 故 軸承1 軸承2 ⑷ 當(dāng)量動載荷計(jì)算 由式 查表得： 的界限值 查表知 故 故 則：

50、 式中. (輕度沖擊的運(yùn)轉(zhuǎn)) 由于 ，且軸承1、2采用型號、尺寸相同的軸承，谷只對軸承2進(jìn)行壽命計(jì)算。 ⑸ 計(jì)算軸承壽命 ⑹ 極限轉(zhuǎn)速計(jì)算 由式 查得：載荷系數(shù) 載荷分布系數(shù) 故 計(jì)算結(jié)果表明，選用的10000K型圓柱孔調(diào)心軸承能滿足要求。總 結(jié) 此次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的是一種結(jié)構(gòu)比較簡明但卻實(shí)用的鋼筋切斷裝置，該裝置的特點(diǎn)是節(jié)省空間，價(jià)格低廉,維修方

51、便。 該切斷機(jī)所采用的主要原理是電動機(jī)經(jīng)一級帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉(zhuǎn)曲軸推動連桿從而使滑塊和動刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,這樣就使活動刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。并且在設(shè)計(jì)的過程中用型鋼焊接了鋼架使其結(jié)構(gòu)盡可能的簡單。 在本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中，我盡可能的采用通用部件，從而使設(shè)計(jì)周期縮短成本降低。設(shè)計(jì)過程中，我主要考慮了機(jī)器的性能和經(jīng)濟(jì)性，在完全保證其完成工作要求的前提下，盡可能的提高其性價(jià)比。 設(shè)計(jì)中難免將會會出現(xiàn)一些漏洞或不足之處，如一些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及標(biāo)準(zhǔn)件的選用或者一些經(jīng)濟(jì)性上的構(gòu)思可能有欠妥當(dāng)，從而造成一些不必要的經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，在此敬請各位老師給予批評和指正。

52、 通過這次設(shè)計(jì)，使我整體的能力有所提高,對專業(yè)知識有了更高的了解,也為我以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 徐灝．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（2、3、4）．清華大學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社，1991　　 [2] 李慶華.壓力機(jī)去皺的可靠性分析.南京，東南大學(xué)出版社，1990 [3] 高蕊.鋼筋切斷機(jī)切斷過程分析及最大沖切力計(jì)算.建筑機(jī)械，1995第2期 [4] 何德譽(yù).曲柄壓力機(jī).北京，清華大學(xué)出版社，1987 [5] 王亮.壓力機(jī)的控制及其應(yīng)用，1997年第4期 [6] 宜亞麗.鋼筋切斷機(jī)剪切機(jī)構(gòu)研究分析，2004年第10期 [7] 梁崇高.平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì).北京，高等教

53、育出版社，1993 [8] 張祥林.帶式制動器優(yōu)化設(shè)計(jì).北京，清華大學(xué)出版社，1987 致 謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)的最后一站，它與以往的課程設(shè)計(jì)不同。課程設(shè)計(jì)主要是針對某一門課程或幾門課程進(jìn)行的綜合練習(xí)，而畢業(yè)設(shè)計(jì)是綜合性的，它反映了學(xué)生對所學(xué)各門專業(yè)知識運(yùn)用能力。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我們運(yùn)用專業(yè)知識的能力得到了進(jìn)一步提高，知識得到了鞏固，使我們對設(shè)備的整體設(shè)計(jì)思想有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，通過對臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)，我們運(yùn)用了各門專業(yè)課程，再一次夯實(shí)了我們的知識。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在陳平老師的悉心指導(dǎo)下完成的，對此我表示衷心的感謝。由于我水平有限，設(shè)計(jì)中難免有不足，歡迎各位老師指正批評。 31