678 臥式鋼筋切斷機的設計,臥式,鋼筋,切斷,割斷,設計
課題名: 臥式鋼筋切斷機的設計說明書.doc(29頁6800字)開題報告.doc目次.doc任務書.doc摘要.docA3齒輪二.dwgA3齒輪一.dwgA3導桿.dwgA3二軸.dwgA3飛輪.dwgA1機架圖.dwgA2三軸.dwg受力分析圖.dwgA2一軸.dwgA2原理圖.dwgA3張緊輪.dwgA0總裝圖.dwg1 引言1．1 概述鋼筋切斷機是鋼筋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鋼筋的定長切斷。鋼筋切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 建設的 重要的作用。國 切斷機的對比 切斷機 量 、 、利 不高等原因， 廠 年來 ，?不￠，與國 ￡?相比具￥有 ? §currency1'“。1)國 切斷機??軸的??“?大，fifl 式切斷機??“24mm，–國 一??17mm．· ??、齒輪???小”，?…用‰ 來? ，不 `理．因?在 切大?′切小??，不是?ˉ?˙是?ˉ¨，有? ?要?? ?。2)國 切斷機的機架?是鋼ˇ— ??， 加工 ?、 ? 其 理工 ， 切斷機在 受 ?、 a 效、 等§currency1? 國?機?．3)國 切斷機ˉ¨設計不?理，o 定，ˉ¨ ? ?，40型和50型ˉ¨ ? ?17mm –國 ?是定，25?27mm ，因此國 ˉ¨在受力 ?等???能§currency1??國 ? 。4)國 切斷機 分 切斷次 少．國 一??28?31次，國 要高出15?20次，最高高出30次，工作效率?高。5)國 機型一?采用半開式??，齒輪、軸 用油脂 滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切ˉ座、?￥ 用手工加稀油 滑．國 機型??有全開、全閉、半開半閉3種， 滑§式有集中稀油 滑和飛濺 滑2種。6)國 切斷機 觀質量、整機?能不盡人意 國 廠 一??是規(guī)模生?，在 設備上舍得投入，自動化生?水平?高，形成一套完整的質量保證加工￥系。 其對 觀質量更是 益求 ， 罩一次?沖壓成型，油漆 烤漆噴涂 理，色澤搭配科學?理， 觀·不′哪兒有—縫、毛刺、尖 ，整機光潔美觀。–國 一”一”廠 雖然生?歷史?長，?沒有一 形成規(guī)模，加之設備老化，加工 程拼￥力、 驗，生?工 年一貫制， 觀質量 、觀感?'。全球 建設的￠速 ??建筑?業(yè)，特別是?建筑機械的 ?提供 一 廣闊的 ?空間，?廣大生?企業(yè)提供一 ?示自己的舞臺。currency1對競爭fl益激烈的我國建筑機械市場，加強企業(yè)的 營`理，加大科 投入，重視新 、新?品的研究開 ，提高?品質量和?品售后服務水平，積極、主動走向市場， 企業(yè)的?品不斷地滿足用‰的?求，盡￠縮短與國 先進企業(yè)的'“，無疑是我國鋼筋切斷機生?企業(yè)生存與 ?的必 之路。1．2 題目的選取次 業(yè)設計的任務是臥式鋼筋切斷機的設計。要求切斷鋼筋的最大 徑14mm，切斷速??15次/分。在設計中 計 和 選 ? 的?? ， – ′設計要求，￡?盡可能的 成 ， 是一 ?? 用 學 業(yè) 的 程。。 業(yè)設計是對 年大學 學 的一 總?， 是走上工作 的一次模 。1．3 鋼筋切斷機的工作原理工作原理 采用電動機 一 三 動和二 齒輪 動 速后, 動曲軸 ?,曲軸?動連桿 滑￠和動ˉ¨在機座的滑道中作￡? ￥ 動, ?動ˉ¨和 定ˉ¨相§–切斷鋼筋。2 電機選currency1'' 動§“?述 選currency1三 速，先是一 速，?? 齒輪 速。fi先采用一 動，因?它具有fl沖、–、 ?平?、?·小、? 保 等?點，??裝張緊輪。然后采用? 齒輪 速，因?齒輪 動可用來?空間任意?軸間的 動和動力，?具有?率”?大， 動效率高， 動比…‰， 用 ?長，工作?全可靠等特點。動力 電動機 出, 速系? 動, 動力 入′`?機?。 動系?作'的是′? 動,–鋼筋切斷機的`?機??要的 ￥￡? 動,? 種??,可 采用曲?滑￠機?,??ˉ輪?動˙¨動 機?,齒輪齒 機?。 我?定采用曲?滑￠機?作? 機械的`?機?'。2.1切斷鋼筋?用力計 ? 保證鋼筋的?斷，? 力 ??的? ? 力'。ˇ切斷鋼筋的 ? ''— ?可 鋼筋的?用? 力? 'MPa,取最大 142MPa。 切斷機切斷的最大 筋 ?? 'mm。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： 臥式鋼筋切斷機的設計 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，掌握建筑鋼筋切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 ） ：設計一臺臥式鋼筋切斷機，最大切斷鋼筋直徑 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．設計鋼筋切斷機的傳動方式并繪制其傳動原理圖；4．設計鋼筋切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。 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書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，20012 孫桓 陳作模主編.機械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，20013 李繼慶 陳作模主編.機械設計基礎.北京：高等教育出版社，19994 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，19935 劉政昆編著.間歇運動機構.大連：大連理工大學出版社，19916 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，19907 王慰椿.機械基礎與建筑機械.南京：東南大學出版社，19908 高蕊.鋼筋切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.鋼筋調直切斷機的頂?shù)杜c連切[J].建筑機械,1997年第5期47-48頁10 宜亞麗.鋼筋矯直切斷機剪切機構研究分析.機械，2004年第10期14-16頁畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書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；設計鋼筋切斷機的傳動方式并繪制傳動原理圖；設計鋼筋切斷機的結構并繪制其裝配圖；繪制鋼筋切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。畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日學院意見：主管院長： 年 月 日河 北 科 技 大 學畢 業(yè) 設 計 (論 文 )開 題 報 告題 目： 臥式鋼筋切斷機的設計 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 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1 文獻綜述隨著我國經濟建設的迅猛發(fā)展，建筑市場呈現(xiàn)出前所未有的喜人景象。鋼筋在建筑上應用非常廣泛，它可以用作預制構件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。目前建筑工地使用的鋼筋切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，切刀工作過程中產生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機加以改進，重新設計，以獲得動態(tài)性能較好的鋼筋切斷機。1.1 鋼筋切斷機的種類和特點經過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用鋼筋切斷機市場現(xiàn)已基本形成。目前，市場上生產和銷售的鋼筋切斷機種類很多，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 鋼筋調直切斷機的分類：形式 特點調直模式 鋼筋調直效果好，比較容易控制。但調直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋。曲線輥式 調直速度較快，鋼筋調直效果好，且易控制。但被加工鋼筋表面劃傷較重，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋和對鋼筋表面劃傷要求不高的場合。對輥式 調直速度快，被加工鋼筋表面有劃傷輕微，工作噪聲小；鋼筋調直效果一般，控制要求較高。適合各種鋼筋，特別適合冷、熱軋帶肋鋼筋。調直方式調直模式+ 對輥復合式鋼筋調直效果比較好，比較容易控制。調直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較小；適合各種鋼筋。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 錘擊切斷方式適用中、小直徑鋼筋，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、低速度的鋼筋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、中直徑鋼筋，工作噪聲較大，不連續(xù)。定尺精度不高，但沒有連切現(xiàn)象。適用于高速鋼筋調直機。切斷方式液壓切斷方式適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲小。沒有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的鋼筋調直機。支撐柱式 結構簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋調直度較高的場合。翻板式 結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。撤板式 結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。落料方式敞口式 結構簡單，工作噪聲較小，適用于大、中直徑鋼筋，且鋼筋調直較好的場合。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。定尺方式機電式 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普通電氣控制線路復雜，對維護人員要求較高?？刂凭鹊?，易發(fā)生故障，初期調試麻煩?？刂品绞剑校蹋每刂凭€路簡單，對維護人員要求不高?？刂凭容^高，運行比較穩(wěn)定，初期調試簡單。開卷式 設備復雜，放線速度快、鋼筋不扭轉，特別適合于高速工作狀態(tài)。上料方式非開卷式 設備單一，適于調直速度不太高的工作場合。放線時鋼筋自然扭轉。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 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 我國鋼筋切斷機的發(fā)展方向縱觀我國建筑用鋼筋切斷機的總體水平，與國際上先進產品相比還是比較落后。主要表現(xiàn)在：企業(yè)生產規(guī)模小，產品的技術含量低，生產效率低下。大部分產品調直速度較低，鋼筋的直線度不高，表面劃傷較重。造成這種局面的主要原因在于，我國的建筑用鋼筋切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權的產品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領軍式的企業(yè)。建筑用新Ⅲ級鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機的生產企業(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!級鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋切斷機。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“錘擊式沖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、特別是廣大鋼筋焊網企業(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鋼筋切斷機的使用，不僅明顯地降低了對冷、熱軋帶肋鋼筋表面的傷，也使得鋼筋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，完全可以和國外產品媲美。復合式（對輥+調直模式）鋼筋切斷機，不僅保持了傳統(tǒng)產品（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。調直鋼筋的范圍也由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 畢業(yè)設計（論文）開題報告 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，更使我國建筑用鋼筋切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品的差距。面對空前廣闊的鋼筋切斷機市場，廣大生產企業(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)生產的直徑小于φ14鋼筋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（即鋼筋的調直與定尺切斷）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)有的鋼筋切斷機市場，特別是對鋼筋切斷機生產企業(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鋼筋切斷機生產企業(yè)十分重視的大問題。綜上所述，我國經濟建設的飛速發(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)的經營管理，加大科技投入，重視新技術、新產品的研究開發(fā)，提高產品質量和產品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產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，無疑是我國廣大鋼筋切斷機生產企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 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鋼筋切斷機，本次設計的基本要求a．用手工將不同規(guī)格的鋼筋按送至刀口，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)（生產率）。c．動力要求：切刀能產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鋼筋。如圖 1： 畢業(yè)設計（論文）開題報告 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,而鋼筋切斷機的執(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。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 2.3 方案的優(yōu)缺點的分析從整體上來說，臥式鋼筋切斷機占地面積較大，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鋼筋，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，20012 孫桓，陳作模主編.機械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，20013 李繼慶，陳作模主編.機械設計基礎.北京：高等教育出版社，19994 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，19935 劉政昆編著.間歇運動機構.大連：大連理工大學出版社，19916 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，19907 田野編寫.我國鋼筋調直切斷機的現(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，19909 高蕊.鋼筋切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，198711 車仁煒，陸念力 王樹春.一種新型鋼筋切斷機的設計研究.機械傳動，2004年第2期48-49頁12 高蕊.鋼筋切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.鋼筋調直切斷機的頂?shù)杜c連切[J].建筑機械,1997年第5期47-48頁14 宜亞麗.鋼筋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.對鋼筋切斷機發(fā)展的幾點看法.建筑機械化，2000年第2期14-15頁 畢業(yè)設計（論文）開題報告 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，為下面所設計的鋼筋切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： 臥式鋼筋切斷機的設計 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鋼筋切斷機的工作原理是：采用電動機經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鋼筋。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,而鋼筋切斷機的執(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 鋼筋 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 AbstractThis 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…………………………………………………………………………………… 11.1 概述…………………………………………………………………………………………………11.2 題目的選取……………………………………………………………………………………… 21.3 鋼筋切斷機的工作原理…………………………………………………………………………22 電機的選擇…………………………………………………………………………22.1 鋼筋切斷機需用力計算 ………………………………………………………… 22.2 功率計算 ………………………………………………………………………… 33 傳動結構設計 ………………………………………………………………… 33.1 基本傳動設計計算…………………………………………………………………… 33.2 帶傳動設計……………………………………………………………………………53.3 齒輪傳動設計 ……………………………………………………………………… 63.4 軸的校核 ……………………………………………………………………………143.5 鍵的校核…………………………………………………………………………… 223.6 軸承的校核 ………………………………………………………………………… 234 鋼筋切斷機的摩擦 磨損和潤滑 ………………………………………………… 25結論 ………………………………………………………………………………… 27致謝 ………………………………………………………………………………… 28參考文獻………………………………………………………………………………291 引言1．1 概述鋼筋切斷機是鋼筋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鋼筋的定長切斷。鋼筋切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，在國民經濟建設的各個領域發(fā)揮了重要的作用。 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁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，在技術設備上舍得投入，自動化生產水平較高，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、經驗，生產工藝幾十年一貫制，所以外觀質量粗糙、觀感較差。全球經濟建設的快速發(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)的經營管理，加大科技投入，重視新技術、新產品的研究開發(fā)，提高產品質量和產品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產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，無疑是我國鋼筋切斷機生產企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。1．2 題目的選取本次畢業(yè)設計的任務是臥式鋼筋切斷機的設計。要求切斷鋼筋的最大直徑 14mm， 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁切斷速度為 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 鋼筋切斷機的工作原理工作原理：采用電動機經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鋼筋。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,而鋼筋切斷機的執(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 切斷鋼筋需用力計算為了保證鋼筋的剪斷，剪應力應超過材料的許應剪應力 。即切斷鋼筋的條件為：????????AQ查資料可知鋼筋的許用剪應力為： MPa,取最大值 142MPa。由于本??142~8??切斷機切斷的最大剛筋粗度為： mm。maxd則本機器的最小切斷力為： 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁??21844)(.32max2???QdQ??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 ：W8.6901.20615?????QP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 9.0~8.??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 kw94.172.06??P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 641590?ib) 分配傳動裝置的傳動比 10i?上式中 i0、i 1 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 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁i0 =2，則減速器的傳動比為 326401?ic) 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，i 2 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ⅠⅡⅢⅠ 軸 min/r48029601?nmⅡ 軸 i/r75.12iⅢ 軸 in/r23?inb) 各軸的輸入功率Ⅰ 軸 kw068.294.011?ηpⅡ 軸 9.1722 ??ηⅢ 軸 ..33ηc) 各軸的輸入轉矩電動機輸出轉矩 mN89.2160.95???dTⅠ 軸 N15.4.01 ???ηiⅡ 軸 m3.2098765.4122 ?ηⅢ 軸 .333??ηiT3.2 帶傳動設計 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 29 頁1 引言1．1 概述鋼筋切斷機是鋼筋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鋼筋的定長切斷。鋼筋切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，在技術設備上舍得投入，自動化生產水平較高，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、經驗，生產工藝幾十年一貫制，所以外觀質量粗糙、觀感較差。全球經濟建設的快速發(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) 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 29 頁展空間，為廣大生產企業(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)的經營管理，加大科技投入，重視新技術、新產品的研究開發(fā)，提高產品質量和產品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產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，無疑是我國鋼筋切斷機生產企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。1．2 題目的選取本次畢業(yè)設計的任務是臥式鋼筋切斷機的設計。要求切斷鋼筋的最大直徑 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 鋼筋切斷機的工作原理工作原理：采用電動機經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鋼筋。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,而鋼筋切斷機的執(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。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 。2.1 切斷鋼筋需用力計算為了保證鋼筋的剪斷，剪應力應超過材料的許應剪應力 。即切斷鋼筋的條件為：??? 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 29 頁?????AQ查資料可知鋼筋的許用剪應力為： MPa,取最大值 142MPa。由于本??142~8??切斷機切斷的最大剛筋粗度為： mm。maxd則本機器的最小切斷力為： ??21844)(.32max2???QdQ??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 ：W8.6901.20615?????QP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 9.0~8.??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 kw94.172.06??P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 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 29 頁電動機型號為 Y，滿載轉速為 960 r/min。a) 總傳動比 641590?ib) 分配傳動裝置的傳動比 10i?上式中 i0、i 1 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 326401?ic) 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，i 2 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ⅠⅡⅢⅠ 軸 min/r48029601?nmⅡ 軸 i/r75.12iⅢ 軸 in/r23?inb) 各軸的輸入功率Ⅰ 軸 kw068.294.011?ηpⅡ 軸 9.1722 ??ηⅢ 軸 ..33ηc) 各軸的輸入轉矩電動機輸出轉矩 mN89.2160.95???dTⅠ 軸 N15.4.01 ???ηi 本 科 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 29 頁Ⅱ 軸 mN3.25098.704.615212 ?????ηiTⅢ 軸 1333η3.2 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 ，P c=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=200mm3.2.3 帶速的確定： s/m0.516094.3160?????ndvπ3.2.4 中心矩、帶長及包角的確定。由式0.7(d1+d2)
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