GW鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)

1、本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)GW-40型鋼筋彎曲機(jī) 系部名稱： 機(jī)電工程系 專業(yè)班級： 機(jī)械 08-12班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授 XXXX 學(xué) 院二一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeGW-40 Steel bar bending machineCandidate： Specialty： Class：08-12Supervisor： 2012-06·Harbin摘 要鋼筋加工機(jī)械是工程建筑行業(yè)不可或缺的的作業(yè)工具。就鋼筋彎曲機(jī)的具體傳動(dòng)方案，目前可主要?jiǎng)澐譃椤皫?兩級齒輪-渦輪蝸桿傳動(dòng)”及“帶-三級齒輪傳動(dòng)”

2、兩種。目前，鋼筋彎曲機(jī)的性能結(jié)構(gòu)、操作方法和控制及綜合技術(shù)指標(biāo)等方面還有很大的提升空間。本課題主要內(nèi)容是通過對過去鋼筋彎曲機(jī)的設(shè)計(jì)方案的比較，改變個(gè)別零件及電動(dòng)機(jī)功率等，升級為能加工直徑40的GW-40型鋼筋彎曲機(jī)，增大鋼筋剛加加工范圍，提高勞動(dòng)效率，減輕鋼筋加工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證建筑工程的質(zhì)量及進(jìn)度。同時(shí)還能準(zhǔn)確彎曲固定角度，不像以往的鋼筋彎曲機(jī)，需要憑借經(jīng)驗(yàn)判斷，使加工更精確。關(guān)鍵詞：鋼筋彎曲機(jī)；傳動(dòng)方案；強(qiáng)度；功率；效率ABSTRACTSteel processing machinery construction industry indispensable working tool.Re

3、inforced bending machine specific transmission scheme， there can be mainly divided into" take - two stage gear - worm drive" and" take - three stage gear" two. At present， steel bending machine performance and structure， method of operation and control and integrated technical in

4、dicators， there is still much room for improvement. The main contents of this topic is based on the past steel bending machine design scheme comparison， changes in individual parts and motor power， upgrade to machining diameter of40 GW-40 type steel bar bending machine， increasing reinforced just ad

5、d processing， improve labor efficiency， reduce the labor intensity of steel processing， ensuring construction quality and progress.Keywords：steel bending machine；transmission scheme；strength；power；efficiency目 錄摘要Abstract 第1章 緒論11.1 概述11.2 鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)1 1.2.1 鋼筋彎曲機(jī)的類型1 1.2.2 鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造11.3 鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量差異11.4

6、 發(fā)展現(xiàn)狀21.5 本章小結(jié)3第2章 鋼筋彎曲機(jī)的工作原理及工作盤的設(shè)計(jì)42.1 鋼筋彎曲機(jī)工作原理42.2 鋼筋彎曲機(jī)的機(jī)構(gòu)42.3 鋼筋彎曲機(jī)工作盤的設(shè)計(jì)52.4 鋼筋彎曲所需彎矩52.5 本章小結(jié)5第3章 電動(dòng)機(jī)選擇及傳動(dòng)比的分配6 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇63.2 傳動(dòng)比的分配63.3 各軸的轉(zhuǎn)速63.4 各軸的輸入功率63.5 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩63.6 數(shù)據(jù)整理73.7 本章小結(jié)7第4章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)8 4.1 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算84.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)104.3 本章小結(jié)10第5章 圓柱齒輪設(shè)計(jì)115.1 第一、二齒輪設(shè)計(jì)11 5.1.1齒輪類型11 5.1.2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度12 5.

7、1.3第一、二齒輪尺寸表125.2 第三、四齒輪設(shè)計(jì)13 5.2.1齒輪類型13 5.2.2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度14 5.2.3第三、四齒輪尺寸表155.3 第五、六齒輪設(shè)計(jì)15 5.3.1齒輪類型15 5.3.2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度16 5.3.3第五、六齒輪尺寸表175.4 本章小結(jié)17第6章 軸的設(shè)計(jì)186.1 軸設(shè)計(jì)18 6.1.1估算軸的基本直徑18 6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18 6.1.3軸的受力分析186.2軸設(shè)計(jì)21 6.2.1估算軸的基本直徑21 6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21 6.2.3軸的受力分析216.3軸設(shè)計(jì)24 6.3.1估算軸的基本直徑24 6.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24

8、6.3.3軸的受力分析246.4軸設(shè)計(jì)27 6.4.1估算軸的基本直徑27 6.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27 6.4.3軸的受力分析276.5 本章小結(jié)20結(jié)論31參考文獻(xiàn) 32致謝34第一章 緒 論1.1概論鋼筋彎曲機(jī)，鋼筋加工機(jī)械之一。工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤，把鋼筋置于圖中虛線位置，支承銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤上，圓盤回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋， 在工作盤上有幾個(gè)孔，用以插壓彎銷軸，也可相應(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。鋼筋彎曲機(jī)屬于一種對鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。本實(shí)用新型包括減速機(jī)、大齒輪、小齒輪、彎曲盤面，其特征在于結(jié)構(gòu)中：雙級制動(dòng)電機(jī)與

9、減速機(jī)直聯(lián)作一級減速；小齒輪與大齒輪嚙合作二級減速；大齒輪始終帶動(dòng)彎曲盤面旋轉(zhuǎn)；彎曲盤面上設(shè)置有中心軸孔和若干彎曲軸孔；工作臺面的定位方杠上分別設(shè)置有若干定位軸孔。由于雙級制動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)作一級減速，輸入、輸出轉(zhuǎn)數(shù)比準(zhǔn)確，彎曲速度穩(wěn)定、準(zhǔn)確，且可利用電氣自動(dòng)控制變換速度，制動(dòng)器可保證彎曲角度。利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，對鋼筋進(jìn)行雙向彎曲。中心軸可替換，便于維修?？梢圆捎弥悄芑刂?。國外品牌都是貼牌生產(chǎn) 很少是全套進(jìn)口 據(jù)調(diào)查所知 很多國外打牌都是國內(nèi)生產(chǎn)商生產(chǎn)。1.2鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)1.2.1鋼筋彎曲機(jī)的類型1、按傳動(dòng)方式分機(jī)械式鋼筋彎曲機(jī)、液壓式鋼筋彎曲機(jī)；2、按工作原理分為蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲

10、機(jī)、齒輪式鋼筋彎曲機(jī)；3、按結(jié)構(gòu)型式分臺式鋼筋彎曲機(jī)、手持式鋼筋彎曲機(jī)。1.2.2鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造各廠家的鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造基本相同。鋼筋彎曲機(jī)的傳動(dòng)方案有以下兩種：“帶-兩級齒輪-蝸輪蝸桿傳動(dòng)”和“帶-三級齒輪傳動(dòng)”。鋼筋彎曲機(jī)傳動(dòng)方案的比較與選擇證明了采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的鋼筋彎曲機(jī)，其傳動(dòng)效率不如齒輪傳動(dòng)的彎曲機(jī)。也就是說，在同樣的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率條件下，齒輪傳動(dòng)的彎曲機(jī)彎曲同直徑的鋼筋顯得更輕松。但蝸輪蝸桿傳動(dòng)的自鎖特性，使工作中彎曲的定位精度會(huì)更高些。目前，以“帶-兩級齒輪-蝸輪蝸桿傳動(dòng)”方案的彎曲機(jī)的產(chǎn)生、應(yīng)用較為普遍，市場占有率高。在這2中傳動(dòng)方案的鋼筋彎曲機(jī)中，工作面板以上的部分相同。

11、圖1為應(yīng)用最多的“帶-兩級輪齒-蝸輪蝸桿傳動(dòng)”的彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)。1.3鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量差異目前，機(jī)械傳動(dòng)類鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟。各個(gè)廠家產(chǎn)品的質(zhì)量差異主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：1、各個(gè)廠家的機(jī)箱的造型及用料有較大的差異。用料太少的鋼筋彎曲機(jī)，設(shè)備的整體剛性太差，外形也缺乏美感。2、僅有少量廠家注重工作圓盤及其他附件的表面質(zhì)量，將工作圓盤及其他附件進(jìn)行了鍍層處理，將各插控采用橡膠套堵封。3、有些鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)廠家，配用非標(biāo)生產(chǎn)的電機(jī)。這些電機(jī)的輸出功率偏小，在連續(xù)工作中容易起熱，無法彎曲標(biāo)定直徑的鋼筋。4、傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪、蝸輪蝸桿等，在加工質(zhì)量，材料的選用，熱處理工藝方面有差異。5

12、、大量廠家的彎曲機(jī)不注意外觀涂裝質(zhì)量，少量廠家采用噴塑處理方式，外觀視覺效果還不錯(cuò)。1.4發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前我國正在大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)及城市化建設(shè)，各種建筑耗費(fèi)了大量的鋼筋，其中箍筋加工的效率和質(zhì)量是最難解決的問題之一，箍筋不僅使用量非常大，而且形狀和尺寸變化復(fù)雜，尺寸精度要求高，箍筋的制做在原鋼筋加工中是勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力物力消耗大，低效率，低質(zhì)量保證的環(huán)節(jié)。隨著我過建筑業(yè)的高速發(fā)展，大型工程項(xiàng)目也日漸增多，工程中使用的鋼筋直徑有逐漸曾大的趨勢。鋼筋彎曲機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用于各類建筑工程中對鋼筋的彎曲。鋼筋彎曲機(jī)通常與切斷機(jī)配套使用，其應(yīng)用十分廣泛。隨著郭嘉投資拉動(dòng)的效果顯現(xiàn)，尤其

13、是國家大力開展高鐵的建設(shè)，鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)銷售增長迅速。我國工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面國家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長的根本動(dòng)因。受國家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開發(fā)以及公路（道路）、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施，這對于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來說可謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢頭旺盛。同時(shí)受我國加入WTO和國家鼓勵(lì)出口政策的激勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢也明顯好轉(zhuǎn)。我國建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)

14、行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內(nèi)建筑機(jī)械公司與國外建筑機(jī)械公司的競爭力比較以及2010年我國建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進(jìn)行了深入透徹的分析與其他的鋼筋切斷機(jī)、彎箍機(jī)、調(diào)直切斷機(jī)的情況類似，河南省長葛市已經(jīng)形成了該類機(jī)械的生產(chǎn)基地。國產(chǎn)產(chǎn)品大多能滿足使用需求，但也有一些產(chǎn)品的質(zhì)量不能滿足郭嘉標(biāo)準(zhǔn)的要求。河南長葛本地的鋼筋彎曲機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀也質(zhì)量水平反映了國產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)的現(xiàn)狀。1.5本設(shè)計(jì)內(nèi)容鋼筋彎曲機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，本設(shè)計(jì)GW-40型鋼筋彎曲機(jī)，增大鋼筋剛加加工范圍，提高勞動(dòng)效率，減輕鋼筋加工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證建筑工程的質(zhì)量及進(jìn)

15、度。同時(shí)還能準(zhǔn)確彎曲固定角度，不像以往的鋼筋彎曲機(jī)，需要憑借經(jīng)驗(yàn)判斷，使加工更精確。第二章 鋼筋彎曲機(jī)的工作原理及工作盤的設(shè)計(jì)2.1鋼筋彎曲機(jī)的工作原理GW-40鋼筋彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤，采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級三角帶傳動(dòng)和三級齒輪傳動(dòng)減速后，帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，GW-40鋼筋彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤，如圖（2.1）所示，把鋼筋置于途中虛線位置，支撐銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤上，圓盤回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋，在工作盤上有幾個(gè)孔，用以插壓彎銷軸，也可響應(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。通過改變中心銷軸的直徑來彎曲各種直徑

16、的鋼筋。圖2.1 鋼筋彎曲機(jī)工作原理2.2 鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)GW-40鋼筋彎曲機(jī)通過控制系統(tǒng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)一級三角帶傳動(dòng)和三級齒輪傳動(dòng)減速后，帶動(dòng)工作盤。圖2.2 鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖2.3鋼筋彎曲機(jī)工作盤的設(shè)計(jì)Mt=式中，F(xiàn)為撥斜柱對鋼筋的作用力；Fr為F的徑向分力；a為F與鋼筋軸線夾角。當(dāng)Mt一定，越大則撥斜柱及主軸徑向負(fù)荷越?。灰欢?，Lo越大。因此，彎曲機(jī)的工作盤應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離Lo。GW-40鋼筋彎曲機(jī)的工作盤設(shè)計(jì)：工作盤直徑350mm，壓彎銷軸直徑，中心銷軸直徑，支撐銷軸，工作盤厚度。2.4鋼筋彎曲所需彎矩1、鋼筋彎曲初始彎矩（N·m） （3.1）式中

17、：K1為截面系數(shù)，對圓截面=1.7；W為抗彎截面模量為所彎曲鋼筋屈服強(qiáng)，25MnSi的=373MPa2、鋼筋變形硬化后的終彎矩鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強(qiáng)化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩： （3.2）式中：K0為強(qiáng)化系數(shù)為相對強(qiáng)化系數(shù)，=14%為延伸率，25MnSi的=14%，R為彎心直徑，被彎曲鋼筋的直徑，則得出終彎矩M=10026.24（N·m）3、鋼筋彎曲所需彎矩（N·m） （3.3）式中：彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)K=1.052.5 本章小結(jié)鋼筋彎曲機(jī)就是將電動(dòng)機(jī)給出的動(dòng)力，經(jīng)一級三角帶傳動(dòng)和三級齒輪傳動(dòng)減速，達(dá)到一定速度，傳遞給工作盤，通過壓彎銷軸，中心銷軸和支撐銷軸

18、的配合，使鋼筋彎曲。再通過對工作盤合理的設(shè)計(jì)，可以減輕主軸的載荷。計(jì)算鋼筋彎曲所需彎矩時(shí)，還要考慮鋼筋變性后的終彎矩。第三章 電動(dòng)機(jī)選擇及傳動(dòng)比的分配3.1電動(dòng)機(jī)的選擇由功率扭矩關(guān)系公式，為輸出功率，n為工作盤轉(zhuǎn)速7（r/min），V帶傳動(dòng)效率，齒輪傳動(dòng)效率，效率，從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為：，電動(dòng)機(jī)選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)T132M-4，額定功率為，額定轉(zhuǎn)速。3.2傳動(dòng)比的分配1、總傳動(dòng)比為2、分配傳動(dòng)比為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，現(xiàn)選V帶傳動(dòng)比：；則減速器的傳動(dòng)比為：；。3.3各軸的轉(zhuǎn)速1軸；2軸；3軸；4軸3.4各軸的輸入功率1軸 ；2軸 ；3軸 ；4軸 3.

19、5各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸 ；1軸 ；2軸 ；3軸 ；4軸 3.6 數(shù)據(jù)匯于表 表3.1 各軸數(shù)據(jù)整理軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速電機(jī)軸7.542.44144016.14122.1448025.90469.5412035.671804.953045.447421.7173.7 本章小結(jié)電動(dòng)機(jī)功率在傳遞過程中，在通過齒輪嚙合和軸承時(shí)，會(huì)有損耗，因此在電動(dòng)機(jī)的選擇時(shí)，要選擇功率稍微大一點(diǎn)的。通過對總傳動(dòng)比的合理分配，使齒輪大小適中，整體結(jié)構(gòu)得到協(xié)調(diào)。第四章 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)4.1 V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算1、計(jì)算功率已知：；查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.9得工況系數(shù)：；則：2、選取V帶型號根據(jù)、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖8.12選用A型V帶3、確

20、定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑（1）由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.4選擇小帶輪的基準(zhǔn)直徑：；（2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑： (4.1)取基準(zhǔn)直徑，誤差小于5%，是允許的。4、驗(yàn)算帶速 (4.2)在525m/s的范圍，帶的速度合適。5、確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距（1）初定中心距 (4.3)初選中心距 。 （2）基準(zhǔn)長度：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.3選用（3）實(shí)際中心距： (4.4)6、驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 (4.5)主動(dòng)輪上的包角合適。7、計(jì)算V帶的根數(shù)（1） (4.6)，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.6得：；（2），查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.7得：；（3）由查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.8得，包角修正系數(shù)（4）由，與V帶型號A型查表8.3得：

21、綜上數(shù)據(jù)，得,取Z=7<10合適。8、計(jì)算預(yù)緊力（初拉力）根據(jù)帶型A型查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-2得：9、計(jì)算作用在軸上的壓軸力其中為小帶輪的包角。10、V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表表4.1 V帶傳動(dòng)主要參數(shù)帶型帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)傳動(dòng)比基準(zhǔn)長度(mm)A31400中心距（mm）根數(shù)初拉力(N)壓軸力(N)410.57136.611869.244.2帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1、帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（選用材料45）2、帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī)，較小，所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪；大帶輪采用腹板式。3、帶輪寬：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8.5推出，B=2f+(Z-1)e=1

22、8+90=108mm4.3帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)不但傳遞動(dòng)力，還可以起到減速的作用，選擇合適的傳動(dòng)比，能夠協(xié)調(diào)零件的尺寸，對設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)有影響。第五章 圓柱齒輪設(shè)計(jì)5.1第一、二齒輪設(shè)計(jì)5.1.1齒輪類型1、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表5.4選用6級直齒，日工作15小時(shí)，300天，兩班制。小齒輪為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度55HRc，圖5.28（e）接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，圖5.27（d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪選45鋼，齒面硬度55HRc圖5.28（e）接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，圖5.27（d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限；2、齒數(shù)：初選Z=20，大齒輪數(shù)Z=uZ=4×20=803、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

23、 （5.1）（1）根據(jù)工作條件，選取載荷系數(shù)K=1.3（2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3）選取齒寬系數(shù)=1（4）標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，Z=2.5，查表5-7彈性系數(shù)Z=189.8（鍛鋼-鍛鋼）（5）又公式（5-16）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （5.2） （5.3）6)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5.26查得7）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度的許應(yīng)力，取失效率為1%，安全系數(shù)S=1 1=1080MPa （5.4） 2=1092.5MPa8)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1 mm9）確定齒輪參數(shù) ，取模數(shù)m=2.5 ，取60mm =2.5×80=200mm5.1.2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1、由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表5.6得 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為：2、由

24、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5.25得彎曲疲勞壽命系數(shù)3、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 =452.57MPa （5.5） =450.00MPa4、計(jì)算圓周力 （5.6）5、計(jì)算齒輪齒根彎曲應(yīng)力 （5.7） a=（20+80）=125mm （5.8）5.13第一、二齒輪尺寸匯于表表5.1 第一第二齒輪主要參數(shù)序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)2.5mm2分度圓直徑50mm；200mm3齒頂高2.5mm4齒根高=（）m=（1+0.25）2.53.125mm5全齒高5.625mm6頂隙0.625mm7齒頂圓直徑55mm；205mm8齒根圓直徑43.75mm；193.759

25、中心距1255.2第3、4齒輪的設(shè)計(jì)5.2.1齒輪的類型1小齒輪為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度55HRc，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5.28（e）接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，圖5.27（d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪選45鋼，齒面硬度55HRc圖5.28（e）接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，圖5.27（d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限；2、齒數(shù)：初選Z=20，大齒輪齒數(shù)Z=uZ=4×20=803、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （5.9）1）根據(jù)工作條件，選取載荷系數(shù)K=1.32）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T=469.54N·M3）選取齒寬系數(shù)=14）對于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，Z=2.5，查表5.7彈性系數(shù)Z=189.8（鍛鋼-鍛鋼）5

26、）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （5.10）6)由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5.26查得K=0.94，K=0.957）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度的許應(yīng)力，取失效率為1%，安全系數(shù)S=1 3=1128MPa （5.11）4=1092.5MPa8)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1mm9）確定齒輪參數(shù) =由表5-1，取模數(shù)m=3.5=3.5×20=70mm，d=3.5×80=280mm5.2.2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1、由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表5.6得 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為：2、由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5.25得彎曲疲勞壽命系數(shù)3、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 =452.57MPa （5.12） =

27、450.00MPa4、計(jì)算圓周力 （5.13）5、計(jì)算齒輪齒根彎曲應(yīng)力。由式（5-20）得 （5.14）a=（20+80）=175mm （5.15）5.2.3第三、四齒輪尺寸匯于表表5.2 第三、四齒輪主要參數(shù)序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)3.5mm2分度圓直徑70mm；280mm3齒頂高1×3.53.5mm4齒根高=（）m=（1+0.25）3.54.375mm5全齒高7.875mm6頂隙0.875mm7齒頂圓直徑77mm；287mm8齒根圓直徑61.25mm；271.259中心距1755.3 第五、六齒輪設(shè)計(jì)5.3.1齒輪類型1、查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表5.4選用6級直齒，日工作

28、15小時(shí)，300天，兩班制。小齒輪為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度55HRc圖5.28（e）接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，圖5.27（d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪選45鋼，齒面硬度55HRc圖5.28（e）接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，圖5-27（d）彎曲疲勞強(qiáng)度極限；2、齒數(shù)：初選Z=20，大齒輪數(shù)Z=uZ=4.29×20=85.8 取863、齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （5.16）1）根據(jù)工作條件，選取載荷系數(shù)K=1.32）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T3=1804.95N·M3）選取齒寬系數(shù)=14）標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，Z=2.5，查表5-7彈性系數(shù)Z=189.8（鍛鋼-鍛鋼）5）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （5.1

29、7）6)由圖5-26查得KHN1=0.95 KHN2=0.957）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度的許應(yīng)力，取失效率為1%，安全系數(shù)S=1 =1040MPa （5.18）=1092.5MPa8)計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1mm9）確定齒輪參數(shù) （5.19）由表5-1，取模數(shù)m=5.5=5.5×20=110mm ；取120mm=5.5×86=473mm5.3.2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1、由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表5.6得 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)為：2、由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖5.25得彎曲疲勞壽命系數(shù)3、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 （5.20）4、計(jì)算圓周力5、計(jì)算齒輪齒根彎曲

30、應(yīng)力。由式（5-20）得=291.5mm5.3.3第五、六齒輪的尺寸匯于表表5.3 第五、六齒輪主要參數(shù)表序號名稱符號計(jì)算公式及參數(shù)選擇1端面模數(shù)5.5mm2分度圓直徑110mm；473mm3齒頂高5.5mm4齒根高=（）m =（1+0.25）5.56.875mm5全齒高12.375mm6頂隙1.375mm7齒頂圓直徑121mm；484mm8齒根圓直徑96.25mm；459.25mm9中心距291.55.4本章小結(jié) 在分配了傳動(dòng)比后，對所有齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，在選擇材料上，為了提高扛膠合能力，每嚙合的兩個(gè)齒輪的材料不相同，小齒輪吃面硬度略大宇大齒輪，齒輪都為圓柱直齒，大齒輪采用腹板式齒輪。

31、第六章 軸的設(shè)計(jì)6.1軸的設(shè)計(jì)6.1.1估算軸的基本直徑 此軸為齒輪軸，所以與齒輪材料相同，40Cr調(diào)質(zhì)，估計(jì)直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.1查得，查表11.3，C在97112，取C=110，由式（6.1）得： （6.1）d為最小直徑，應(yīng)為裝鏈輪處的受扭轉(zhuǎn)的軸段的直徑。因該處有一鍵槽，應(yīng)將直徑增大3%， 取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=30mm6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、初定各軸段直徑和長度表6.1 軸結(jié)構(gòu)尺寸表位置軸直徑軸段長度鏈輪處30105油封處3545軸承處4035齒輪處5060過渡處4590軸承處40 302、軸承的選擇由于軸向力很小，選用深溝球軸承6208；減速箱寬165mm。3、鍵的選擇鏈輪處：選用A

32、型鍵，6.1.3軸的受力分析1、軸上的作用力齒輪切向力： （6.2）齒輪徑向力： （6.3）2、計(jì)算軸的跨距圖6.1 軸結(jié)構(gòu)簡圖軸承6208，3、校核強(qiáng)度(1)水平面計(jì)算：(2)垂直面計(jì)算：（3）合成彎矩 （6.4）（4）截面C的校核 （6.5）由表11-4得，40Cr材料的， （6.6）截面B經(jīng)計(jì)算所以軸強(qiáng)度足夠。4、軸受力分析圖圖6.2 軸的受力分析圖6.2軸的設(shè)計(jì)6.2.1估算軸的基本直徑 此軸為齒輪軸，所以與齒輪材料相同，40Cr調(diào)質(zhì)，估計(jì)直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.1查得，查表11.3，C在97112，取C=110，由式（6.7）得：，取45mm （6.7）6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、

33、初定各軸段直徑和長度表6.2 軸結(jié)構(gòu)尺寸表位置軸直徑軸段長度軸承處4542齒輪處5048過渡處6010齒輪處7080軸承處45 352、軸承的選擇由于軸向力很小，選用深溝球軸承6209；3、鍵的選擇齒輪處：選用A型鍵，6.2.3軸的受力分析1、軸上的作用力大齒輪切向力： （6.8） 徑向力： （6.9）小齒輪切向力： 徑向力：2、計(jì)算軸的跨距圖6.3 軸結(jié)構(gòu)簡圖軸承6209，3、校核強(qiáng)度(1)水平面計(jì)算：(2)垂直面計(jì)算：（3）合成彎矩 （6.10）（4）截面C的校核 （6.11）查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.4得，40Cr材料的， （6.12）截面D經(jīng)計(jì)算所以軸強(qiáng)度足夠。4、軸受力分析圖圖6.4 軸

34、的受力分析圖6.3軸的設(shè)計(jì)6.3.1估算軸的基本直徑 此軸選用40Cr，正火處理，估計(jì)直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.1查得，查表11.3，C在97112，取C=110，由式（6.13）得： （6.13）d為最小直徑，應(yīng)為裝齒輪處的受扭轉(zhuǎn)的軸段的直徑。因該處有一鍵槽，應(yīng)將直徑增大3%，取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=70mm6.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、初定各軸段直徑和長度表6.3 軸結(jié)構(gòu)尺寸表位置軸直徑軸段長度軸承處7037齒輪處75118軸肩處80137齒輪處8568軸環(huán)處9515軸肩處8072軸承處70242、軸承的選擇由于主要承受徑向力，軸向力很小，選擇深溝球軸承6214；3、鍵的選擇大齒輪處：A型鍵小齒輪處：

35、A型鍵6.3.3軸的受力分析1、軸上的作用力大齒輪切向力： （6.14） 徑向力： （6.15）小齒輪切向力： 徑向力：2、計(jì)算軸的跨距圖6.5 軸的結(jié)構(gòu)簡圖軸承6214，3、校核強(qiáng)度(1)水平面計(jì)算：(2)垂直面計(jì)算：（3）合成彎矩 （6.17）（4）截面C的校核 （6.18）由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.4得，40Cr材料的， （6.19）所以軸強(qiáng)度足夠。4、軸受力分析圖圖6.6 軸的受力分析圖6.4軸的設(shè)計(jì)6.4.1估算軸的基本直徑 此軸選用40Cr調(diào)質(zhì)，估計(jì)直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.1查得，查表11.3，C在99112，取C=105，由式（6.20）得 （6.20）d為最小直徑，應(yīng)為裝齒輪處

36、的受扭轉(zhuǎn)的軸段的直徑。因該處有一鍵槽，應(yīng)將直徑增大3%，取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=100mm。6.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、初定各軸段直徑和長度表6.4 軸的結(jié)構(gòu)尺寸表位置軸直徑軸段長度軸承工作盤100132齒輪處110105軸環(huán)處12010過渡處1105軸承處100242、軸承的選擇由于主要承受徑向力，軸向力很小，選擇深溝球軸承6020；3、鍵的選擇齒輪處：A型鍵工作臺：A型鍵6.4.3軸的受力分析1、軸上的作用力齒輪切向力： （6.21） 徑向力： （6.22）鋼筋對軸的反作用力： 2、計(jì)算軸的跨距圖6.7 軸結(jié)構(gòu)簡圖軸承6020，3、校核強(qiáng)度(1)水平面計(jì)算：(2)垂直面計(jì)算：（3）合成彎矩 （6.23

37、）（4）截面C的校核 （6.24）由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11.4得，40Cr材料的， （6.25）所以軸強(qiáng)度足夠。4、軸受力分析圖圖6.8 軸的受力分析圖6.5 本章小結(jié) 軸是組成機(jī)器的重要零件之一。軸的主要功用是支撐機(jī)器中的旋轉(zhuǎn)零件，保證旋轉(zhuǎn)零件有確定的工作位置，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，本章通過對軸的設(shè)計(jì)和校核，保證軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中平穩(wěn)，強(qiáng)度足夠。結(jié) 論近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，通過這段日子的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，自己的專業(yè)知識和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會(huì)從事本專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就此談?wù)剬Ρ敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)過程中的認(rèn)識和體會(huì)。首先，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是鋼筋彎曲機(jī)的設(shè)計(jì)。在

38、設(shè)計(jì)過程中，真正體會(huì)到了實(shí)踐的重要性。我曾到建筑工地去參觀學(xué)習(xí)，了解現(xiàn)場環(huán)境和設(shè)備，真正從實(shí)際出發(fā)來考慮自己的設(shè)計(jì)。同時(shí)，廣泛深入圖書館，實(shí)事求是，認(rèn)真查閱有關(guān)書籍資料，鍛煉了自己的分析問題、解決問題的能力。不可否認(rèn)，在這個(gè)過程中，也遇到不少困難，所幸的是得到了王老師的悉心指導(dǎo)，起到了點(diǎn)石成金的作用，大大啟發(fā)了我，使我能不斷前進(jìn)。其次，認(rèn)識到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無用功，但是這些重復(fù)工作和無用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也認(rèn)識到設(shè)計(jì)不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進(jìn)行實(shí)際操作。另外，也應(yīng)從多個(gè)角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因?yàn)榧词瓜氲暮芡昝?，但到?shí)際的

39、設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)遇到很多想不到的實(shí)際問題。在設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是支架，減速器的箱蓋只能靠想象，不能根據(jù)實(shí)際的情況來作合適、客觀地修改，難免有些缺點(diǎn)和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計(jì)存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠給予指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1 王良文，陳學(xué)文.國產(chǎn)鋼筋切斷機(jī)的生產(chǎn)現(xiàn)狀與改良方向J.建筑機(jī)械技術(shù)與管理，2009(3)：83.2 王良文，王新杰，李榮華.鋼筋彎曲機(jī)傳動(dòng)方案的比較與選擇J.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，18(4)：45.3 王良文，尚欣，黃書明.基于ANSYS的鋼筋切斷機(jī)集體的有限元分析J.建筑機(jī)械化，2006(7)：244王良文，郭志強(qiáng)，王俊濤，等.基于Matlab的鋼筋彎曲機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)J.建筑機(jī)械，2008(4)：83.5 王良文，陳學(xué)文，李安生.基于Matlab的鋼筋彎