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陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文
題 目 GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與運動仿真
學(xué)生姓名 潘林豐 學(xué)號 1015014221
所在學(xué)院 機械工程學(xué)院
專業(yè)班級 機自1008班
指導(dǎo)教師 賈吉林
完成地點 校內(nèi)
2014年5月30日
GQ50鋼筋切斷機結(jié)構(gòu)設(shè)計與運動仿真
潘林豐
（陜理工學(xué)院機械工程學(xué)院機自專業(yè)1008班，陜西 漢中 723003）
指導(dǎo)老師：賈吉林
【摘要】
鋼筋切斷機是把鋼筋切成所需長度的專用機械,在大型建筑工地上的應(yīng)用非常廣泛。鋼筋切斷機分為機械傳動和液壓傳動兩種。機械傳動式鋼筋切斷機,工作時大都采用電動機經(jīng)一級三角帶傳動和三級齒輪傳動減速后,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(fù)直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。GQ50型鋼筋切斷機，其剪切運動是由一偏心輪連桿機構(gòu)完成的。但是由于切斷機機體內(nèi)腔狹小，在裝配曲軸連桿時比較困難。尤其是在使用中發(fā)生故障需要維修時，拆卸曲軸連桿更加不容易，給維修造成很大的不變，因此在不改變設(shè)備功能的情況下，我對曲軸連桿機構(gòu)做了一些改進。改進后的偏心輪結(jié)構(gòu)直接從機體的注冊孔中裝入和取出。而不必拆卸連桿，大大簡化了裝配程序，減輕的工人的勞動強度。同時也極大的方便了維修，還簡化了零件的工藝過程，取得良好的經(jīng)濟效益。
【關(guān)鍵詞】：鋼筋切斷機；偏心輪；曲軸連桿機構(gòu)
GQ50 reinforcing steel cutter structural design and movement simulation
Pan Linfeng
（Grade10,Class08,Major Mechanical Design，Manufacturing and Automation
Dept.，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723003Shaanxi）
Tutor：Jia Jilin
Abstract
Reinforcing steel cutting machine is used to cut the required length of steel machinery specialized for large construction sites in the application of very extensive. Reinforcing steel cutting machine into mechanical transmission and hydraulic transmission of two. Mechanical transmission reinforced cutting machine, working mostly used as a V-belt drive motor and gear drive slow down after three, driven crankshaft rotation, promoting the crankshaft and connecting rod to move the slider blade in the frame of the chute in a reciprocating linear motion So that the activities of the blade and a fixed blade and cut off the wrong steel. GQ50-steel cutter, whose movement from one type of the crankshaft linkage to complete. However, due to cut off the small inner cavity of the body, in the assembly when the crankshaft link more difficult. Especially in the use of a fault in need of repair, demolition crank link more difficult to repair a big change, so do not change the function of the equipment under the circumstances, we have made some improvement to crank linkage. The improved structure of the cam directly from the body of the aircraft registered in the hole and packed out. Without dismantling the link, greatly simplifies the assembly, reducing labor intensity of workers. But also greatly facilitate the maintenance, has also simplified the process of parts and achieved good economic returns.
Key words: steel cutting machine, the structure design, proe, virtual assembling, movement
simulation
目錄
1 緒論 1
1.1 鋼筋切斷機的研究現(xiàn)狀 1
1.2 本次設(shè)計的任務(wù) 2
1.3 本次設(shè)計目的與意義 3
2 鋼筋切斷機的總體設(shè)計 4
2.1 鋼筋切斷機的基本介紹 4
2.2 GQ50型鋼筋切斷機的改良方向 5
2.3鋼筋切斷機的工作原理 6
2.4 鋼筋切斷機的基本結(jié)構(gòu) 6
2.4.1 GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)的設(shè)計方案的確定 6
2.4.2 GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)設(shè)計的基本思路 7
2.4.3 GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)設(shè)計的方法 7
3 方案設(shè)計比較 8
3.1驅(qū)動裝置方案選擇 8
3.1.1液壓驅(qū)動 8
3.1.2 手動驅(qū)動 8
3.1.3 電機驅(qū)動 8
3.2傳動裝置方案選擇 9
3.2.1 液壓傳動 9
3.2.2 帶傳動 9
3.2.3 齒輪傳動 9
3.2.4 組合傳動 9
3.3執(zhí)行裝置方案選擇 9
3.3.1曲柄滑塊機構(gòu) 9
3.3.2齒輪齒條機構(gòu) 10
3.3.3凸輪機構(gòu) 10
4 鋼筋切斷機傳動設(shè)計 12
4.1電動機的選擇 12
4.2 基本傳動數(shù)據(jù)計算 12
4.2.1傳動比的分配 12
4.2.2 各軸的運動及動力參數(shù)分析 13
4.3 帶傳動的設(shè)計 14
4.3.1帶型的選擇 14
4.3.2帶輪基準(zhǔn)直徑的確定 14
4.3.3帶速的確定 15
4.3.4中心距、帶長及包角的確定 15
4.3.5確定帶的根數(shù) 16
4.4 齒輪傳動的設(shè)計 16
4.4.1選材料、確定初步參數(shù) 16
4.4.2齒面疲勞強度計算 18
4.4.3齒根抗彎疲勞強度驗算 20
4.5 軸的設(shè)計 21
4.6鍵的選取與校核 22
4.6.1鍵的選取 22
4.6.2鍵強度的校核 22
4.7軸承的組合設(shè)計 23
4.8連桿的設(shè)計 24
4.9切斷鋼筋需用力計算 24
4.10減速器附件的選擇 25
5 鋼筋切斷機的摩擦、磨損和潤滑 26
6 機械式鋼筋切斷機調(diào)整及保養(yǎng)的使用 27
6.1 鋼筋切斷機的使用調(diào)整 27
6.2 鋼筋切斷機的保養(yǎng) 28
6.3鋼筋切斷機的一般安全的規(guī)定 29
7 建模與仿真 30
7.1 三維軟件的介紹 30
7.2 鋼筋切斷機的建模與仿真 31
7.2.1 鋼筋切斷機主要零件的三維建模 31
7.2.2 GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)的裝配與仿真 40
致謝 43
參考文獻 44
- IV -
1 緒論
1.1 鋼筋切斷機的研究現(xiàn)狀
縱觀我國建筑用鋼筋切斷機的總體水平，與國際上先進產(chǎn)品相比還是比較落后。主要表現(xiàn)在：企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，生產(chǎn)效率低下。大部分產(chǎn)品調(diào)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(dǎo)位置的過渡階段，尚未進入真正的市場競爭階段。生產(chǎn)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(chǎn)企業(yè)中很難形成強大的技術(shù)投入在這種條件下，企業(yè)之間相互抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，很難找到擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領(lǐng)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(chǎn)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(diào)直模式和曲線輥式調(diào)直切斷機中廣泛采用的錘擊式切斷機構(gòu)，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(chǎn)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(shù)“錘擊式?jīng)_壓及切斷設(shè)備的零連切裝置”的開發(fā)與應(yīng)用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機構(gòu)的連切問題，而且調(diào)直度好，長度誤差小，受到了新老戶、特別是廣大鋼筋焊網(wǎng)企業(yè)的熱烈歡迎。僅傳統(tǒng)設(shè)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(gòu)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(diào)直速度由過去的４０－６０m/min， 提高到90-120m/min、150m/min，甚至達(dá)到180m/min以上，直線度≤3mm/m，長度誤差±2mm，完全可以和國外產(chǎn)品媲美。
復(fù)合式（對輥+調(diào)直模式）鋼筋切斷機，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品（調(diào)直模式）調(diào)直度好的特點，同時也使對輥式調(diào)直機的優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，調(diào)直速度由過去的30-50m/min 提高到80m/min。調(diào)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(shù)，竟相采用先進的PLC 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(chǎn)品的差距。
面對空前廣闊的鋼筋切斷機市場，廣大生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴(yán)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(chǎn)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(zhǔn)后續(xù)加工（即鋼筋的調(diào)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(chǎn)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(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠(yuǎn)慮，必有近憂，這是一個應(yīng)該引起廣大鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問題。
綜上所述，我國經(jīng)濟建設(shè)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(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(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(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
本次畢業(yè)設(shè)計采用計算機仿真技術(shù)結(jié)合動力學(xué)理論，對鋼筋切斷機進行零件三維設(shè)計、裝配，建立鋼筋切斷機三維仿真模型，模擬鋼筋切斷機運行狀況，對鋼筋切斷機進行仿真分析研究，以加快產(chǎn)品技術(shù)更新。
1.2 本次設(shè)計的任務(wù)
鋼筋切斷機是一種剪切鋼筋所使用的一種工具。一般有全自動鋼筋切斷機，和半自動鋼筋切斷機之分。它是鋼筋加工必不可少的設(shè)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(shè)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(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
采用計算機仿真技術(shù)結(jié)合動力學(xué)理論，對鋼筋切斷機進行零件三維設(shè)計、裝配，建立鋼筋切斷機三維仿真模型，模擬鋼筋切斷機運行狀況，對鋼筋切斷機進行仿真分析研究，以加快產(chǎn)品技術(shù)更新。
本次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計參數(shù)：
1、本次設(shè)計的切斷材料為：切斷圓鋼（Q235-A）；
2、被切材料的直徑：Φ6~Φ50mm；
3、效率：連續(xù)切斷次數(shù) 28次/ min；
4、功率：電機功率4.0KW。
1.3 本次設(shè)計目的與意義
本次畢業(yè)設(shè)計的題目是：GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與運動仿真。本次設(shè)計的研究對象為鋼筋切斷機。
鋼筋切斷機是一種剪切鋼筋所使用的一種工具。一般有全自動鋼筋切斷機，和半自動鋼筋切斷機之分。它是鋼筋加工必不可少的設(shè)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(shè)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(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
通過對GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)的設(shè)計與運動仿真，熟悉機械設(shè)計的基本步驟，基本方法，培養(yǎng)本人查找文獻、手冊等的綜合能力。
通過對此處畢業(yè)設(shè)計也達(dá)到自己熟悉使用二維CAD軟件和三維PRO/E軟件的能力。
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2鋼筋切斷機的總體設(shè)計
2.1 鋼筋切斷機的基本介紹
鋼筋切斷機是建筑機械的一種。它是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，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(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點，因此近年來逐步被建筑工地和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
新中國成立初期，建筑工程中鋼筋加工技術(shù)非常落后，主要依靠手工或者簡單工具，勞動強度大、生產(chǎn)效率低、工程質(zhì)量很難保證。太原重型機械學(xué)院是國內(nèi)最早生產(chǎn)鋼筋切斷機的單位之一。他們于1958年首次引進蘇聯(lián)的臥式鋼筋切斷機圖紙，生產(chǎn)了國內(nèi)第一臺鋼筋切斷機。隨后又于1985年引進了日本立式鋼筋切斷機和德國臥式鋼筋切斷機，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)了GQ40、GQ50、GQ65等一系列開式、封閉式及半封閉式切斷機。該系列的鋼筋切斷機均是采用機械輪剪切進行切斷的。此外，沈陽建筑工程學(xué)院工廠、陜西渭南農(nóng)業(yè)科技股份有限公司、黑虎建筑機械公司等企業(yè)也生產(chǎn)過不同類型的機械式鋼筋切斷機。
目前，國內(nèi)的鋼筋切斷機多以機械輪剪式切斷為主。其工作過程基本為：電動機輸出動力經(jīng)過帶傳動和三級齒輪傳動減速后，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做往復(fù)直線運動，使動刀片和定刀片相錯而切斷鋼筋。
近年來，我國在鋼筋切斷機技術(shù)裝備方面有了長足的進步，但產(chǎn)品的技術(shù)水平與國外先進水平相比，尚有以下幾個方面的差距：
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?？此剖×?、齒輪結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(shè)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(jié)構(gòu)。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(jié)構(gòu)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(shù)設(shè)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(xué)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)一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)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。
從鋼筋切斷機的發(fā)展趨勢看，隨著建筑設(shè)計與建筑施工技術(shù)的國際化，建筑工程設(shè)計與應(yīng)用鋼筋必將進入商品化供應(yīng)時代，即根據(jù)建筑配筋表采購鋼筋，鋼筋使用現(xiàn)場轉(zhuǎn)化成可用鋼筋，商品化供應(yīng)鋼筋。而鋼筋的一體化生產(chǎn)就要求鋼筋切斷機必須實現(xiàn)自動控制——鋼筋自動送料，定尺寸后自動切斷、落料。
另一方面，國外的產(chǎn)品充分融合了機械技術(shù)、電子技術(shù)、液壓技術(shù)等，形成了以機械為筋骨、液壓為肌肉、電氣為神經(jīng)的機電液一體化綜合控制技術(shù)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，體現(xiàn)綜合最優(yōu)驅(qū)動及控制能力。因此，鋼筋切斷機不但要求實現(xiàn)定長剪切的高精度控制，同時要求其具有相對高的生產(chǎn)效率。所以，如何使鋼筋切斷機的機電液系統(tǒng)有機地高度集成，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，將是今后研究的主要方向。
2.2 GQ50型鋼筋切斷機的改良方向
真對鋼筋切斷機存在的這些問題，現(xiàn)提出兩方面改良意見：
（1）輕量化設(shè)計的改進
輕量化設(shè)計可節(jié)省資源、減少生產(chǎn)、使用、回收等環(huán)節(jié)中了浪費，而且就
機器本身而言，也可以通過輕量化設(shè)計，在最低成本下達(dá)到機器的使用性能。就
目前來說，可通過建立虛擬樣機、并對其進行有限元分析實現(xiàn)輕量化設(shè)計及制造。
（2）結(jié)構(gòu)與造型的改良。
目前的鋼筋切斷機有閉式與開式兩大類。開式由于體積大，搬移不便、潤
滑差等，已經(jīng)很少生產(chǎn)使用。而閉式結(jié)構(gòu)的體積雖較為緊湊，但存在的主要問題
是在傳動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，維修不太方便。目前在市場上出現(xiàn)了一種在整體閉式
結(jié)構(gòu)上的改良設(shè)計。即將機體一側(cè)的1/2-1/3設(shè)計為可拆卸結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖然在加工上增加了工序，但鑄造環(huán)節(jié)更簡單，安裝比較方便，尤其是便于售后服務(wù)。
2.3鋼筋切斷機的工作原理
工作原理：采用電動機經(jīng)過一級帶傳動和三級齒輪傳動減速后，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做往復(fù)直線運動，這樣，活動刀片和固定刀片就能相錯而切斷鋼筋。
2.4 鋼筋切斷機的基本結(jié)構(gòu)
2.4.1、GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)的設(shè)計方案的確定
通過查找GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)設(shè)計的相關(guān)稅資料和專利文獻選取本次設(shè)計的基本設(shè)計方案為圖2-1：
圖2-1 切斷機主傳動機構(gòu)設(shè)計
圖2-1中：1.電機，2.小帶輪，大帶輪4.一軸5.二軸連軸齒輪 6.三軸 7.曲軸大齒輪 8.機體 9.二軸 10.三軸連軸齒輪11.曲軸 12.連桿13.活動刀座 14.活動刀片 5.固定刀片
該方案是在一種改進的鋼筋切斷機。它的箱體由側(cè)面箱板和箱底板組裝成封閉型式：其傳動系統(tǒng)采用三軸（六齒輪）三級齒輪傳動結(jié)構(gòu)；而其曲柄桿與滑塊采用鉤型連接結(jié)構(gòu)。這種改進，使箱體制造工藝簡化。由于是三級齒輪傳動節(jié)省了一根中間傳動軸，故而使整機體積縮小了許多，且降低了成本。而曲柄桿與滑塊的鉤型連接方式，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且提高了機械強度，不易損壞，使整機延長了壽命。并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，工作安全可靠等優(yōu)點
考慮到工地上的機械需要經(jīng)常變幻地方，且考慮到經(jīng)濟性，應(yīng)盡量使產(chǎn)品的尺寸減小、結(jié)構(gòu)緊湊，所以本設(shè)計中的小齒輪都采用齒輪軸的形式。為了節(jié)能、儲能和減震，本設(shè)計運用了飛輪的優(yōu)點。為了使飛輪的結(jié)構(gòu)尺寸不至于過大，本產(chǎn)品把飛輪與大帶輪作為一個整體來設(shè)計，故安裝在第一根軸上。
2.4.2、GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)設(shè)計的基本思路：
首先，查找相關(guān)文獻了解鋼筋切斷機的基本工作原理，熟悉鋼筋切斷機的基本結(jié)構(gòu)特別是對本次設(shè)計的重點住傳動機構(gòu)的傳動原理進行仔細(xì)分析。
其次，對鋼筋切斷機中基本傳動數(shù)據(jù)進行計算，包括鋼筋切斷機各軸的運動及動力參數(shù)，鋼筋切斷機帶型的選擇、帶輪基準(zhǔn)直徑的確定、帶速的確定、中心距、帶長及包角的確定、鋼筋切斷機帶的根數(shù)、帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸、鋼筋切斷機齒輪傳動的設(shè)計（包鋼筋切斷機選材料、確定初步參數(shù)、鋼筋切斷機齒面疲勞強度計算、鋼筋切斷機齒根抗彎疲勞強度驗算）。
2.4.3、GQ50型鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)設(shè)計的方法
查找機械設(shè)計手冊、機械設(shè)計原理、機械設(shè)計基礎(chǔ)等書籍、以及相關(guān)中文和外文文獻、國內(nèi)外相關(guān)專利等等對鋼筋切斷機主傳動機構(gòu)進行基本設(shè)計。
利用pro/e三維軟件對鋼筋切斷機轉(zhuǎn)動主體零部件進行三維建模和仿真分析，對設(shè)計結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性進行分析（包過尺寸干涉、強度分析等等）。
3方案設(shè)計比較
3.1驅(qū)動裝置方案選擇
3.1.1液壓驅(qū)動
（1）液壓驅(qū)動有作用通過幾乎不可壓縮的油液的壓強來實現(xiàn)，而壓力的大小又取決于負(fù)載的大??；液壓傳動可以很容易地實現(xiàn)無級變速；液壓輸入功率等于油液壓強與油液流量的乘積。主要有齒輪泵，葉片泵，柱塞泵。前兩種輸出為旋轉(zhuǎn)運動，后者輸出為直線運動。
（2）基于鋼筋切斷機的工作狀態(tài)，環(huán)境及成本，最宜選擇齒輪泵。齒輪泵有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、工作可靠、自吸性能好、抗油污能力強，但效率低，大，流量脈動大，不能用做變量泵等特點。
結(jié)構(gòu)圖如圖3-1。采用液壓系統(tǒng)配合液壓控制裝置，很容易實現(xiàn)機械系統(tǒng)的控制。
圖3-1 液壓控制裝置
3.1.2 手動驅(qū)動
當(dāng)設(shè)計要求為便攜式鋼筋切斷機時可考慮此方案。使用手動驅(qū)動一般會用到液壓和壓力倍增機構(gòu)，設(shè)計相對復(fù)雜，要求較高。在這里暫不予以考慮。
3.1.3 電機驅(qū)動
電機驅(qū)動是較為常用和傳統(tǒng)的驅(qū)動方式，特別是三相交流異步電機應(yīng)用更為廣泛。三相異步電機的輸出功率比較大，完全可以滿足本設(shè)計的驅(qū)動要求。故選用電機驅(qū)動作為此切斷機的切斷驅(qū)動裝置。
3.2傳動裝置方案選擇
3.2.1 液壓傳動方式
若采用液壓泵作為驅(qū)動裝置，則應(yīng)選擇液壓的傳動方式，因為本設(shè)計已經(jīng)不予以考慮。故排除此傳動方式。
3.2.2 帶傳動
帶傳動為撓性傳動，它具有防抱死工況的發(fā)生，所以在以內(nèi)燃機或工況較惡劣下工作時的電機為原機時常被采用，特別常在第一級傳動中出現(xiàn)；但由于是靠摩擦來傳遞動力，導(dǎo)致部分能量轉(zhuǎn)化為熱，效率下降。盡管如此該傳動方式符合本設(shè)計要求，予以考慮。
3.2.3 齒輪傳動
在機械傳動中應(yīng)用最廣泛的傳動方式，其傳動準(zhǔn)確可靠，效率很高，噪聲小，可以滿足不同工況要求，但其加工成本比較高，可實現(xiàn)傳動比不是很大，需要多級傳動才能達(dá)到大傳動比的要求。予以考慮
3.2.4 組合傳動
由于機械運動形式、運動規(guī)律和機械性能等方面要求的多樣性和復(fù)雜性，而以上傳動機構(gòu)的局限性，因此常常需要將幾種機構(gòu)配合起來，形成組合傳動機構(gòu)。
3.3執(zhí)行裝置方案選擇
執(zhí)行機構(gòu)選擇的關(guān)鍵是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，同時保證好的運動和動力特性。有以下三種方案：
3.3.1曲柄滑塊機構(gòu)
采用曲柄滑塊機構(gòu)，如圖3-2所示，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，缺點是運動軌跡設(shè)計很難達(dá)到設(shè)計要求，從而導(dǎo)致動力特性不是很好。
圖3-2 曲柄滑塊機構(gòu)
3.3.2齒輪齒條機構(gòu)
采用齒輪齒條機構(gòu)，如圖3-3所示，優(yōu)點傳動比精確，但在本方案中，亦沒有這方面的要求，且動刀運動需要較好的急回特性，明顯該機構(gòu)不滿足，故舍棄。
圖3-3 齒輪齒條機構(gòu)
3.3.3凸輪機構(gòu)
采用凸輪機構(gòu)，如圖3-4所示，該方案優(yōu)點是設(shè)計靈活，可以達(dá)到高精度的運動曲線和運動特性要求，但設(shè)計也相對復(fù)雜。
圖3-4 凸輪機構(gòu)
綜上， 本設(shè)計采用方案1，性能可以達(dá)到設(shè)計要求
4鋼筋切斷機傳動設(shè)計
4．1電動機的選擇
根據(jù)本次設(shè)計的任務(wù)書選取電機功率為：4kw。
因此根據(jù)《機械設(shè)計手冊》由功率數(shù)值和鋼筋切斷機的應(yīng)用場合由電動機功率為4kw，所以選擇電動機型號為：
Y112M-2
該電機的額定轉(zhuǎn)速為2890 r/min，滿載轉(zhuǎn)速為3000r/min。
4.2 基本傳動數(shù)據(jù)計算
減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的蝸桿傳動、齒輪傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，此時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準(zhǔn)確可靠、使用維護簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機械中應(yīng)用很廣。本設(shè)計中采用的是三級減速器。
4.2.1傳動比的分配
1）總傳動比：
2）分配傳動裝置的傳動比：
上述表達(dá)式中：
分別為帶傳動與減速器（三級齒輪減速）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?。?
=1.6
則減速器的傳動比為：
3）分配減速器的各級傳動比
《機械設(shè)計手冊》，?。?
=4，=4
則：
=4。
4.2.2 各軸的運動及動力參數(shù)分析
1、各軸的轉(zhuǎn)速計算
根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書結(jié)合上述計算結(jié)果有：
1） Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速為：
2） Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速比為：
3） Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速比為：
4）曲軸的傳動比為：
2、各軸輸入功率的計算
查《機械設(shè)計手冊》可以選?。?
A） 帶傳動的傳動效率=0.96
B） 齒輪傳動的傳動效率為0.97。則
1）Ⅰ軸的傳動功率為：
2）Ⅱ軸的傳動功率為：
4） Ⅲ軸的傳動功率為：
5）曲軸的傳動功率為：
3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算
根據(jù)相關(guān)設(shè)計資料和設(shè)計公式有：
1）電動機的輸出轉(zhuǎn)矩為：
2）Ⅰ軸的輸出轉(zhuǎn)矩為：
3）Ⅱ軸的輸出轉(zhuǎn)矩為：
4）Ⅲ軸的輸出轉(zhuǎn)矩：
5）曲軸的輸出轉(zhuǎn)矩：
4.3 帶傳動的設(shè)計
4.3.1帶型的選擇
由上述設(shè)計數(shù)據(jù)可知，V帶的傳動功率為4kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為2890r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為1806r/min。
查《機械設(shè)計手冊》可知：
工況系數(shù)?。?
KA=1.5
傳遞功率為：
Pc=1.5×4=6kw
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B型V帶。
4.3.2帶輪基準(zhǔn)直徑的確定
由《機械設(shè)計手冊》，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑為：
則大帶輪的基準(zhǔn)直徑為：
4.3.3帶速的確定
根據(jù)《機械設(shè)計手冊》的相關(guān)公式可以計算得到帶速：
4.3.4中心距、帶長及包角的確定
由《機械設(shè)計手冊》知，帶的中心距選取為：
0.7(d1+d2)
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