畢業(yè)論文立式鋼筋切斷機設(shè)計

1、立式鋼筋切斷機設(shè)計作 者 姓 名 ： 專 業(yè) ： 機械制造及自動化指導(dǎo)教師姓名： 專業(yè)技術(shù)職務(wù)： 目 錄摘 要 1第一章 引言31.1切斷機簡介31.2發(fā)展?fàn)顩r31.3題目選取41.4立式切斷機的特點4第二章 切斷機的整體裝置設(shè)計 42.1傳動裝置的設(shè)計42.2電機的選擇52.3傳動裝置各運動參數(shù)和動力參數(shù)62.3.1總傳動比的確定及各級傳動比的分配62.3.2計算機構(gòu)各軸的運動及動力參數(shù)72.4帶傳動的設(shè)計82.5齒輪傳動的設(shè)計102.5.1低速級齒輪傳動設(shè)計102.5.2高速級齒輪設(shè)計152.6軸的設(shè)計192.6.1低速軸設(shè)計192.6.2中間軸設(shè)計212.6.3高速軸的設(shè)計222.6.4

2、軸的校核232.7鋼筋切斷機的摩擦、磨損和潤滑27第三章 結(jié) 論28參考文獻(xiàn) 29致 謝 30摘 要本課題設(shè)計建筑上的立式鋼筋切斷機的工作原理是：采用電動機經(jīng)一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動偏心圓旋轉(zhuǎn),偏心圓推動連桿使刀架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。根據(jù)電機的工作環(huán)境選擇電動機類型，采用立式安裝，防護(hù)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、和過載保護(hù)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

3、，傳動比準(zhǔn)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(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作是回轉(zhuǎn)運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構(gòu)需要的直線往復(fù)運動,為了實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機構(gòu),齒輪齒條機構(gòu)。本課題采用偏心輪機構(gòu)作為本機械的執(zhí)行機構(gòu)。關(guān)鍵詞切斷 建筑 鋼筋 齒輪 偏心輪ABSTRACTThis article introduces a kind of architectural stand type steel cutting machines. Its operating principles are: It use electr

4、ic motors level triangle belt transmission and secondary gear transmission to slowdown. Then, it drives the cam rotate, The cam 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.

5、 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 intr

6、oduction 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 t

7、he 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

8、the back and forth straight line sport ,in order to achieve this transformation, we can use slider-cam institutions or gear and rack. I decided to consider realistic conditions using slider-cam as the executing machinery.KeywordsCutting; architectural; reinforcing steel dar; gear; slider-cam第1章 引言1.

9、1切斷機簡介鋼筋切斷機是把鋼筋切成所需長度的專用機械, 它是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，在大型建筑工地上的應(yīng)用非常廣泛。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)帶傳動和二級齒輪傳動減速后，帶動偏心輪旋轉(zhuǎn),偏心輪推動動刀片在機座的支架上作往復(fù)直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。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(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。1.2發(fā)展?fàn)顩r近年來，我國在鋼筋加工技術(shù)裝備方面有了長足的進(jìn)步，但產(chǎn)品的技術(shù)水平與國外先進(jìn)水平相比，尚有以下幾個

10、方面的差距：1) 切斷機頻率低。國內(nèi)鋼筋切斷機每分鐘切斷次數(shù)一般28-31次，而國外的鋼筋切斷機每分鐘切斷次數(shù)為43-51次，最高切斷次數(shù)甚至可以達(dá)到61r/min。2) 設(shè)計合理性較差。國內(nèi)鋼筋切斷機的刀片采用單螺栓固定，且厚度較薄，而國外切斷機刀片采用雙螺栓固定，因此導(dǎo)致刀片的受力和壽命等綜合性能都較國外有一定差距。國外的鋼筋切斷機在細(xì)節(jié)上設(shè)計更為合理。例如日本的立式鋼筋切斷機的偏心距較國內(nèi)的大，但是更有利于用戶更換刀片，調(diào)整剪切角度。3) 自動化水平不高。國內(nèi)鋼筋切斷機的切斷機的控制精度較低，不適合上自動化加工作業(yè)，而國外鋼筋切斷機的操作控制技術(shù)和計算機、電子技術(shù)的應(yīng)用都處于較高水平，機

11、電液一體化程度較高，可以工廠化生產(chǎn)建筑用各種形式的鋼筋。如奧地利的EVG公司的產(chǎn)品通過觸摸顯示屏。IJ以自接編輯數(shù)據(jù)，程序控制所需箍筋的形狀和質(zhì)量，能滿足建設(shè)工程用各種形式鋼筋。4) 外觀質(zhì)量粗糙國內(nèi)鋼筋切斷機的觀感較差、整機性能不盡人意。而國外切斷機的外罩采用一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆處理，色澤搭配美觀方。從鋼筋切斷機的發(fā)展趨勢看，隨著建筑設(shè)計與建筑配筋表采購鋼筋，鋼筋一化生產(chǎn)就要求鋼筋切斷機必須實現(xiàn)自動控制鋼筋自動送料，定尺后自動切斷、落料。同時國外的產(chǎn)品充分融合液壓技術(shù)、機械技術(shù)、電子技術(shù)等，形成以機械為筋革、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

12、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較高的生產(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)揮各自的優(yōu)勢，將是今后研究的主要方向。1.3題目選取畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是立式鋼筋切斷機的設(shè)計。要求切斷鋼筋的最大直徑是14mm，切斷速度是30r/min。在設(shè)計中通過計算和考慮實際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的過程。畢業(yè)設(shè)計是對三年大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。1.4立式鋼筋切斷機的特點立式切斷機與普通的臥式切斷機不同，立式切斷機的切斷方向是沿

13、豎直方向，由于這一特點，其內(nèi)部傳動裝置與臥式切斷機是不同的，但它們的目的都是為了能實現(xiàn)鋼筋的切斷功能，總體的切斷原理沒有太大差別。與臥式切斷機相比，立式切斷機具有潤滑性能好、功耗少，移動方便等優(yōu)點。切斷機的進(jìn)退刀裝置采用的是偏心圓和彈簧連桿的組合，可已實現(xiàn)刀具的慢進(jìn)快退，是整個切斷過程更高效，同時提高了切斷質(zhì)量。切斷機的切斷高度是一米左右，更加人性化，有利于操作。第2章 切斷機的整體裝置設(shè)計2.1傳動裝置的設(shè)計選擇三級減速，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)、噪音小、合過載保護(hù)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

14、任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍較大，傳動效率高、傳動比正確，實用壽命長，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(gòu)。由于傳動系統(tǒng)做的是回轉(zhuǎn)運動，而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構(gòu)需要的直線是往復(fù)運動，為了實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，可以采用曲柄滑塊機構(gòu)，判刑凸輪移動滾子從動件機構(gòu)，齒輪齒條機構(gòu)?？紤]現(xiàn)實條件我決定采用偏心輪機構(gòu)作為本機械的執(zhí)行機構(gòu)。2.2電機的選擇為了保證鋼筋的剪斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過材料的許應(yīng)剪應(yīng)力。即切斷鋼筋的條件為：=Q/A查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：取最大值。由于本次切斷機切斷的最大剛筋粗度為：=14mm，則本機器的最小切斷力為：Q/（142/4）=1423

15、.14=21848N 取切斷機的Q=22000N。刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P:查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為 0.940.97； 二級齒輪減速器的效率為0.960.99； 滾動軸承的傳動效率為 0.940.98； 連聯(lián)軸器的效率為0.810.88由以上可知總的傳動效率為:0.940.960.940.81=0.67由此可知所選電機功率最小應(yīng)為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Y132S-8，具體參數(shù)如下：電機名稱：Y系列三相異步電機型號：Y132S-8額定功率：2.2轉(zhuǎn)速r/min：750電流：5.8 效率：80.5功率因子：

16、0.71 堵轉(zhuǎn)電流額定電流：5.5堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩：2 最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩：2重量：65 類別：Y系列2.3傳動裝置各運動參數(shù)和動力參數(shù)2.3.1總傳動比的確定及各級傳動比的分配 1、已選定輸出端主軸轉(zhuǎn)速30r/min , 滿載轉(zhuǎn)速： 750r/min 可得傳動系統(tǒng)的總傳動比：i=252、分配傳動裝置的傳動比：i=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的齒數(shù)。初步取，則8.33記，3、分配減速器的各級傳動比兩級大齒輪浸油深度相近且材質(zhì)及齒寬系數(shù)相近，分配減速器的各級傳動比按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取，2.3.2計算機構(gòu)各軸的運動及動力參數(shù)1、各軸的轉(zhuǎn)速小

17、帶輪軸 750大帶輪軸 高速軸 中間軸 低速軸 2、各軸功率各軸的效率：帶：01=0.97，齒輪：02=0.97，03=0.97，聯(lián)軸器：04=0.99=2.2 X 0.99=2.2kw=01=2.2=2.134kw=02=2.0699kw=03=2.0079kw=04=1.9878kw3、各軸的轉(zhuǎn)矩NmNm Nm237.191 481 NmNm2.4帶傳動的設(shè)計帶傳動是一種常見的機械傳動形式，它由主、從動帶輪和傳動帶組成。帶傳動的優(yōu)點：能緩沖、吸振。且運動平穩(wěn)、噪聲小，并可以通過增減帶長適應(yīng)不同的中心距要求。最主要的是可以起過載保護(hù)的作用。在本設(shè)計中選擇V帶作為一級傳動。1、由設(shè)計可知：V帶

18、傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為750r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為250r/min。查表可知，工況系數(shù)取 KA=1.2 ，Pc=1.22.2=2.64kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速，查相應(yīng)的圖表選取A型V帶。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=3100=300mm，圓整后d2=315mm。3、 帶速的確定： 4、中心矩、帶長及包角的確定。由式 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 可知： 0.7(100+315)a00.07d,故d=75mm，軸環(huán)寬度b1.4h,取L=10mm4）軸承端蓋總寬度為20mm，由軸承端蓋的裝拆及便于

19、對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離為L=30mm，所以L=50mm5）取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離為a=16mm，兩圓柱齒輪間距離c=20mm,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知軸承寬度T=23.75mm，大齒輪輪轂長L=49mm 則 L=T+s+a+(103-98)=52.75mm L=L+c+a+s-L=83mm各尺寸如下圖4（3）軸上零件的周向定位齒輪、聯(lián)軸器、與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d查手冊的平鍵截面bh=1811，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為90mm；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接采用平鍵為16mm10mm100mm

20、（4）確定軸上圓角和倒角尺寸 查手冊，取軸端側(cè)角為圖2-4 低速軸基本尺寸2.6.2中間軸設(shè)計1、裝配方案圖（見圖5）2、初步確定軸的最小直徑選軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查手冊取A0=112，于是的3、 由dmin選擇滾動軸承因軸承同時受徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)工作要求并由d-=55mm,由軸承產(chǎn)品目錄列表中初選0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為dDT=35mm72mm18.25mm，故d-=d-35mm，d-=d-=40mm，由于軸肩高度h0.07d,故取h=6，故d-=52mm。中間軸的各尺寸圖見圖6。 圖2-5 中間軸的裝配方案圖4、

21、軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d-查手冊的平鍵截面bh=128，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為100mm；同樣，按d-查手冊的平鍵截面bh=128，鍵槽用鍵槽銑刀加工長為36mm。5、確定軸上圓角和倒角尺寸 查手冊，取軸端側(cè)角為2，各軸端半徑為R2.2.6.3高速軸的設(shè)計設(shè)計過程同低速軸與中間軸，計算過程略，通過計算，得到各軸基本尺寸：d-=23mm,d-=27mm,d-=d-=35mm,選用軸承為30207，dDT=35mm72mm18.25mm，d-=49.40mm，d-=d-=39mm。高速軸各尺寸圖略。2.6.4軸的校核1、軸的力學(xué)模型的建立1）軸上力的作用點位置和支點

22、跨距的確定齒輪對軸的作用點按照簡化的原則應(yīng)在齒輪寬度中點，因此可決定低速軸上齒輪的作用點位置，軸上安裝的軸承由表可知他的負(fù)荷作用中心到軸承端面的距離a=22.3mm。古可計算出支點跨距和軸上各力作用相互位置尺寸，支點跨距L=222.9mm，齒輪作用點C到左支點A的距離L1=99.25mm,C點到右支點B之間的距離L2=123.65mm。圖2-6 中間軸的基本尺寸2）繪制軸的力學(xué)模型圖 初步選定高速級小齒輪為左旋，高速級大齒輪為右旋，根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求，低速級小齒輪為左旋，低速級大齒輪為右旋。根據(jù)要求的傳動速度方向，繪制軸的力學(xué)模型如圖7。2、計算軸上的作用力 =401.31N3、計

23、算支反力1）垂直面的支反力由繞支點的力矩和MBr=0，得N 圖2-7軸的力學(xué)模型圖2)水平面支反力 由繞支點的力矩和MBH=0，得得，=2 418.64N3）A點的總支反力4、繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖1）垂直面的彎矩圖C處彎矩=111.462）水平面內(nèi)的彎矩圖3）合成彎矩圖，參看4）扭矩圖5)當(dāng)量彎矩將扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折算系數(shù)=0.65、彎扭合成強度校核 進(jìn)行校核的通常只校核軸上受力最大彎矩和扭矩的截面C（即危險截面c） 根據(jù)選定軸的材料45號鋼，調(diào)制處理，=60Mpa,因ca，低速軸校核安全。2.7鋼筋切斷機的摩擦、磨損和潤滑摩擦是不可避免的自然現(xiàn)象，摩擦得結(jié)果造成機器的能量損耗、效率降

24、低、溫度升高、出現(xiàn)噪聲、性能下降的問題。摩擦必然會造成磨損，在實際應(yīng)用中有許多零件都 因磨損過渡而報廢。潤滑則是改善摩擦、減緩磨損的有效方法。切斷機中的摩擦主要是軸承的摩擦，而磨損包括滑動摩擦和滾動摩擦。軸承就是滾動摩擦，其摩擦力較小損耗也較小。摩擦得結(jié)果勢必會造成磨損，而影響磨損的因素也有很多，主要有載荷大小、材料匹配、潤滑狀況、工作溫度等。為減少磨損需要從這些方面入手，采取各種有效方法，減少磨損。減少磨損的主要方法有：1.潤滑。2.注意選擇材料，按照基本磨損形式正確選擇材料是提高機械和零件耐磨性的關(guān)鍵之一。3.提高加工精度和表面質(zhì)量也可以減少磨損。4.合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，正確合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是減

25、少磨損和提高耐磨性的有效途徑。5.正確使用和維護(hù)。第3章 結(jié) 論本次設(shè)計的是一種結(jié)構(gòu)比較簡單實用的鋼筋切斷裝置，該裝置的特點是價格低廉，節(jié)省空間，維修方便。該切斷機是采用電動機經(jīng)一級帶傳動和二級齒輪傳動減速后，帶動偏心輪旋轉(zhuǎn)，偏心輪推動刀桿使刀桿在支架中作往復(fù)直線運動，使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋，并用型鋼焊接了鋼架，使其結(jié)構(gòu)盡可能的簡單。 在設(shè)計中，我盡可能的采用通用部件，從而使設(shè)計周期縮短，成本降低。設(shè)計過程中，我主要考慮了機器的性能以及經(jīng)濟(jì)性，在保證其完成工作要求的前提下，盡可能的提高其性價比。 這是我第一次搞這次設(shè)計，所以在設(shè)計中難免會出現(xiàn)一些漏洞或不足之處，如一些結(jié)構(gòu)的合計，標(biāo)準(zhǔn)件的選用或一些經(jīng)濟(jì)性上的構(gòu)思可能有欠妥當(dāng)，造成一些不必要的浪費，敬請各位老師給予批評和指正。 通過這次設(shè)計，使我的綜合考慮問題的能力得到了提高，而且聽過綜合的運用機械知識，是自己的專業(yè)水平得到了很大的進(jìn)步，已經(jīng)能夠?qū)⒗碚撝R運用到實踐中去，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 蘇翼林主編