3606 臥式鋼筋切斷機的結構設計,臥式,鋼筋,切斷,割斷,結構設計
XXXXXXX畢業(yè)設計說明書題 目： 臥式鋼筋切斷機的結構設計 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： 2008963331 姓 名： XXXXXXX 指導教師： XXXXXXX 完成日期： 2012.5.30 XXXXXXX畢業(yè)設計（論文）任務書學 院： XXXXXXX 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 : 汪 鵬 學 號: 2008963331 設計(論文) 題目： 臥式鋼筋切斷機的設計 起 迄 日 期: 2012 年 3月 20日-5 月 30日 設計(論文) 地點: XXXXXXX 指 導 教 師: XXXXXXX（講師） 任務書下達日期: 2012 年 3 月 16 日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(zhì)進一步得到提高。2． 本 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 課 題 任 務 的 內(nèi) 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(diào)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。 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 8000 漢字以上；5. 課題成果屬湘潭大學所有。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 福爾摩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(diào)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5．本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容2012 年3 月 16 日~4 月 6 日4 月 7 日~4 月 12 日4 月 13 日~5 月 1 日5 月 2 日~5 月 12 日5 月 13 日~5 月 20 日5 月 21 日~5 月 29 日5 月 31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；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XXXXXXX畢業(yè)論文（設計）評閱表學號 2008963331 姓名 汪 鵬 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 臥式鋼筋切斷機的結構設計 XXXXXXX畢業(yè)論文（設計）鑒定意見學號： 2008963331 姓名： 汪 鵬 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 評價項目 評 價 內(nèi) 容選題1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的；2.難度、份量是否適當；3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結合。能力1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力；4.是否具備一定的外文與計算機應用能力；5.工科是否有經(jīng)濟分析能力。論文（設計）質(zhì)量1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范；2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或?qū)嶋H應用價值，有無創(chuàng)新之處。綜合評價本設計選題綜合性較強，符合機械專業(yè)培養(yǎng)目標和要求；題目難度適中，與工業(yè)生產(chǎn)實際結合緊密。該生具有較強的查閱文獻和綜合歸納資料的能力，綜合應用本科所學知識能力較強；計算機應用能力較好，英文水平及應用不錯。論文立論正確，論述比較充分，整體結構尚可；設計與計算科學，技術用語準確，圖紙完備，引文規(guī)范。論文文字通順，該設計具有一定的實際應用價值。同意參加答辨。評閱人： 2012 年 月 日畢業(yè)論文（設計說明書） 40 頁 圖 表 12 張論文（設計）題目： 臥式鋼筋切斷機的結構設計 內(nèi)容提要：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。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(zhuǎn),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。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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 。查手冊并根據(jù)電機的工作環(huán)境和性質(zhì)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。指導教師評語指導教師： 2012 年 月 日 答辯簡要情況及評語答辯小組組長： 2012 年 月 日答辯委員會意見經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設計）成績評定為答辯委員會主任： 2012 年 月 日目 錄1引言1.1臥式鋼筋切斷機概述 …………………………………………………… 31.2題目的選取 ……………………………………………………………… 41.3鋼筋切斷機的工作原理 ………………………………………………… 42電機的選擇2.1切斷鋼筋需要用力計算…………………………………………………… 42.2功率計算…………………………………………………………………… 53傳動結構設計3.1基本傳動數(shù)據(jù)的計算……………………………………………………… 53.2帶傳動設計………………………………………………………………… 73.3齒輪傳動設計……………………………………………………………… 83.4軸的校核…………………………………………………………………… 163.5鍵的校核…………………………………………………………………… 243.6軸承的校核………………………………………………………………… 254鋼筋切斷機的摩擦磨損和潤滑 ………………………………… 281臥式鋼筋切斷機的結構設計摘要本文講述了臥式鋼筋切斷機的基本原理和結構設計過程。本論文首先概述了鋼筋切斷機的國內(nèi)外發(fā)展趨勢，了解了鋼筋切斷機的基本構件參數(shù)，然后明確技術要求對臥式鋼筋切斷機進行了分析和設計，其中包括對傳動系統(tǒng)的選擇和數(shù)據(jù)計算。同時，對臥式鋼筋切斷機的機架結構進行了分析和設計。關鍵詞：臥式鋼筋切斷機；二級齒輪減速；傳動；刀片，切斷；摩擦潤滑。2ABSTRACT. This paper describes the horizontal steel bar cutting machine 's basic principle and the structure design process.This paper first gives an overview of the steel bar cutting machine at home and abroad the development trend, understanding of the steel bar cutting machine basic component parameters, and clarify the technical requirement of horizontal steel bar cutting machine is analyzed and designed, including the selection and calculation of the data transmission system. At the same time, the horizontal steel cutter frame structure are analyzed and the designKeyword:.Horizontal steel bar cutting machine; two gear reducer; gear; blade, cutting; friction and lubrication31 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(jīng)濟建設的各個領域發(fā)揮了重要的作用。國內(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)優(yōu)良。4)國內(nèi)切斷機每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)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(zhuǎn)體處用手工加稀油潤滑．國內(nèi)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(nèi)切斷機外觀質(zhì)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(zhì)量保證加工體系。尤其對外觀質(zhì)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(nèi)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(zhì)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(zhì)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，無疑是我國鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與4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(jīng)一級三角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(zhuǎn)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(zhuǎn)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。由于本切??12~8??斷機切斷的最大剛筋粗度為： mm。1maxd5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(zhì)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(zhuǎn)速為 960 r/min。6a) 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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩電動機輸出轉(zhuǎn)矩 mN89.2160.95???dTⅠ 軸 N15.4.01 ???ηiⅡ 軸 m3.209875.4122 ?η7Ⅲ 軸 mN91.8.09753.20323 ?????ηiT3.2 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(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 ，P c=1.5×2.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)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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