钢筋拉直机的设计(三维SW模型及全套CAD图纸)
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摘 要钢筋拉直机作为施工现场不可缺少的机器,可有效提高生产效率,降低工人劳动强度,提高钢筋拉直精度。本文设计的钢筋拉直机适用于2 mm钢的拉直加工。与市场上常用的其他钢制拉直机相比,解决了大多数拉直机不能连续夹紧、进给和拉直的问题。通过拉直装置对钢筋进行拉直,达到拉直要求。本文对齿轮、轴等关键零件进行了设计计算,并对轴、键、带等关键零件进行了强度分析、计算和校核,表明该钢筋拉直机完全满足设计要求。近年来,我国工程机械行业发展迅速,部分原因是引进国外先进技术升级产品,国内劳动力成本低。另一方面,国家多年来实施的积极财政政策是该产业发展的根本原因。通过国家多年来实施的积极财政政策刺激,包括发展西部地区、西气东输管道、青藏铁路、房地产开发以及公路(道路)、大量城市基础设施建设。基于该项目的实施,装备行业对于大型建筑工程项目的工程机械行业来说,是一个难得的机遇,因此行业内需势头强劲。同时,中国加入世贸组织和国家鼓励出口的政策,工程机械出口也显著提高。我国工程机械行业的基本环境、工程机械行业运行创新的基本情况、工程机械、工程机械行业的发展政策环境、国内工程机械公司的比较结合国外工程机械公司的竞争力和未来发展趋势,对2004年我国工程机械行业的发展进行了深入分析。关键词:钢筋; 拉直机; 减速器; 齿轮传动AbstractAs an indispensable machine in construction site, steel straightening machine can effectively improve production efficiency, reduce labor intensity of workers and improve the accuracy of steel straightening. The steel bar straightening machine designed in this paper is suitable for 2 mm steel straightening. Compared with other steel straighteners commonly used in the market, it solves the problem that most straighteners can not be continuously clamped, fed and straightened. The steel bar is straightened by the straightening device to meet the straightening requirements.This paper designs and calculates the key parts such as gears and shafts, and analyses, calculates and checks the strength of the key parts such as shafts, keys and belts. It shows that the steel bar straightening machine fully meets the design requirements.In recent years, Chinas construction machinery industry has developed rapidly, partly because of the introduction of advanced foreign technology to upgrade products, and the low cost of domestic labor. On the other hand, the active fiscal policy implemented by the state for many years is the fundamental reason for the development of this industry. Through the active fiscal policy incentives implemented by the state for many years, it includes the development of the western region, the West-East Gas Pipeline, the Qinghai-Tibet Railway, real estate development, highway (road) and a large number of urban infrastructure construction. Based on the implementation of the project, the equipment industry is a rare opportunity for the construction machinery industry of large-scale construction projects, so the domestic demand of the industry is strong. At the same time, Chinas accession to the WTO and the states policy of encouraging exports have significantly increased the export of construction machinery. The basic environment of Chinas construction machinery industry, the basic situation of operation innovation of construction machinery industry, the development policy environment of construction machinery and construction machinery industry, the comparison of domestic construction machinery companies and the competitiveness and future development trend of foreign construction machinery companies, the development of Chinas construction machinery industry in 2004 was analyzed in depth.Key words: steel bar; straightening machine; reducer; gear transmission目 录摘 要1Abstract2目 录31 绪论51.1 课题研究背景及意义51.2 拉直机的研究和发展情况51.3 研究设计路线71.4 本文工作内容72 拉直机总体结构设计72.1 主要技术参数72.2 拉直结构设计72.3 结构受力分析83 电动机的选择93.1 电动机类型和结构93.2 选择电动机的容量93.3 选择电动机型号104 减速器的设计114.1 选择减速器的类型114.2 计算总传动比和各级传动比114.3 计算、轴转速、功率和转矩114.4 齿轮设计124.5 轴的设计计算144.5.1 设计要求144.5.2 轴二的设计144.5.3 轴一的设计154.5.4 轴三的设计154.6 箱体的设计165. 联轴器的选择175.1 联轴器的计算转矩175.2 选择联轴器的型号176 离合器的确定177 摩擦轮的确定198 滑动轴承的选择198.1 轴承型号的确定198.2 轴承宽度的确定208.3 检验轴颈的圆周速度208.4选择轴承的配合208.5 滑动轴承润滑剂的选择209 总结展望209.1 全文总结209.2 研究展望21参考文献22致 谢231 绪论1.1 课题研究背景及意义建筑业是我国国民经济发展的支柱产业,建筑用钢是建筑工程的基础材料之一,对建筑业的发展起着重要作用。中国的土木工程和建筑都是以钢筋混凝土结构为基础的。据估计,我国每年用于混凝土结构的钢筋,包括预应力和非预应力钢,总重量超过5000万吨。钢筋是混凝土结构中的关键材料,其强度等级直接影响到建设工程的质量和安全。中国大力发展城市化建设。各种土木工程和高层建筑的施工消耗大量的钢筋,其中钢筋弯箍的效率和质量是最难解决的问题之一。钢箍的使用量很大,而且对形状和尺寸的要求也比较多,尺寸精度要求也比较高,加工时间和劳动量也比较大。在钢筋加工过程中,加工和成形被认为是最耗时的部分。如果不能及时完成钢筋处理,则不能进行所有的施工项目。在传统的手工工艺中,大量时间用于更换各种型号和直径的钢筋,不仅浪费了大量的人力和物力,而且成为钢筋加工行业的瓶颈,大大降低了生产效率。钢铁产品的性能。随着工业生产的发展,对钢筋的需求量越来越大,对钢筋形状的要求也越来越高。然而,钢材拉直机的出现解决了这一问题。钢筋的拉直作用将钢筋加工成各种形状,以满足工业生产的需要。钢筋拉直机是目前施工现场不可缺少的设备。如何提高机械生产效率,降低人工劳动强度,提高拉直加工的自动化程度,提高拉直加工精度,一直是钢筋拉直机械开发人员关注的问题。自钢卷板机问世以来,其发展非常迅速。从原来的小型液压半自动、机械半自动拉直机到现在的大型多轴自动数控拉直机。对于在建筑业中广泛应用的半自动数控拉直机,该拉直机具有以下特点:首先,机电一体化程度较高,加工效率相对较高。第二,维护管理更简单。再次,通过微机控制,通过软件实现不同直径钢筋的拉直方式和加工角度的变化,大大提高了自动化程度。然而,缺点也很明显:第一,进给仍然是手动的,卸载是由工人完成的。这导致了一个仍然需要时间的过程。这需要更多的自动拉直机,但成本相对较高。1.2 拉直机的研究和发展情况FASTI公司研制的904-125130型拉直机,其拉直力为1230kN,工作台长度为3050mm。两个油缸分别用比例阀和光栅尺构成闭环控制系统,实现对滑块速度、压力、位置和同步的精确控制。数控拉直机在国外相当普遍。例如,瑞典Pulhnax公司的Ursviken部门每年生产大约200台拉直机,其中90%以上有数控系统。公司研制了具有伺服控制系统的拉直机,该拉直机的“双工基准”可以补偿机身在拉直过程中的变形,重复精度高达0.01mm。高性能多轴控制可使拉直机有效控制。液压模具的悬架结构和夹紧装置可以实现模具的自动快速切换,并配有板厚测量装置,可以检测拉直工件的厚度变化是否在拉直加工的允许范围内。自20世纪60年代中期在法国引进普罗米卡姆生产工艺以来,阿玛达一直致力于下动拉直机的生产和改进,并于80年代中期开发出FINE&BENDER系列精密下动拉直机。回旋压缩技术,使上梁和滑块在不同的外载荷和不同的拉直长度下产生相同的均匀变形,并采用两三套滚子进行导向,提高了抗卸载能力。LVD公司是国外最大的拉直机制造商之一。MMC8500和MNC9000数控系统采用CAD/CAM技术,开发了一套专用的三维软件,实现了钢筋拉直过程的全自动化。待拉直工件的参数输入系统后,系统可以自动计算拉直加工所需的全部数据,确定专用控制程序,并发送指令控制计算机系统进行拉直加工。20世纪70年代中期,哈默尔开发了一种结构独特的三点拉直机。在拉直过程和车身结构方面有许多创新和突破。目前,公司生产的拉直机不仅仍具有三点拉直模和滑块式液压缓冲等特征机构,而且由两个油缸分别采用比例阀和光栅尺构成闭环控制系统。使滑块速度、压力和位置精确控制,同步精度达到0.00 5mm。FASTI公司研制的904-12530型拉直机的拉直力为1230kN,工作台长度为3050mm。两缸分别采用比例阀和光栅尺组成闭环控制系统,实现对滑块的速度、压力、位置和同步的精确控制。小松的PHS系列拉直力为500 kN2000 kN。拉直机工作台最大长度为4000毫米,规格13个。本系列拉直机采用伸长补偿机构,以其独特的结构来补偿载荷和油温,从而保持深度位置。利用角度控制器,可以简单地调整全长角度。利用三维CAD/CAM系统,可自动计算拉直过程,并可同时在屏幕上显示8道工序的拉直形状。就国内拉直机的发展现状而言,一般来说,我国钢筋加工机的技术水平与国外相比相对落后,可以加工钢筋等产品,品种规格较少。电子结构形式比较传统,自动化程度和制造精度较低,国际竞争力较弱。由于传统的拉直加工工艺不能满足加工精度和通用型式的要求,基于缠绕工艺的拉直机逐渐成为解决钢筋拉直问题的最通用的方法。我国棒材拉直机的发展始于20世纪70年代,早期生产了一些简单的拉直装置。20世纪80年代初,以GW-40A型钢卷板机为代表,形成了一定的规模。GW-40-传动部分采用蜗轮蜗杆,通过变速箱来调节拉直速度,拉直机构由带孔体电插片在圆盘、叉、匾和齿轮齿条等表面上,采用可逆开关,直接由手动按钮控制电动机op对于拉直、停止和反向动作,拉直角的精度取决于操作者的技术水平和经验,因此工人的劳动强度较大。该拉直机可以加工不同拉直角度的钢筋,在一定程度上提高了功能和通用性。但是,同一种拉直件只能加工一个拉直角,加工精度和自动化水平较低。1.3 研究设计路线调查研究完成开题报告确定总体方案钢筋拉直机整体方案的设计确定组成部分的具体方案动力设备选型计算各部分的动力传动装置设计绘制钢筋拉直机的总装配图及零件图撰写设计论文。1.4 本文工作内容 本文主要工作内容为,完成了论文研究意义的探究,在通过大量阅读国内外相关文献的基础上,着重研究了文章的研究意义,并从中寻找到了研究突破点。在文章中着重描述了研究领域的方法和意义,总结并阐述了研究领域的国内外研究发展状况,并介绍了国内外研究发展之间的差距。鉴于钢筋拉直机构领域的研究意义重大,发展前景广阔,因此本文的主要研究内容为:(1)查阅大量国内外文献,研究总结了近期钢筋拉直机构国内外发展现状及研究发展趋势;(2)了解了钢筋拉直机构的基本组成及工作原理及分类;(3)对普钢筋拉直机构需求进行调研;(4)调查发现钢筋拉直机构行业发展中存在的问题。2 拉直机总体结构设计2.1 主要技术参数钢筋拉直机的基本参数主要有:钢筋直径2mm,钢筋输出效率50m/min。最大定尺长度850mm。2.2 拉直结构设计图2.1 拉直机结构图钢筋拉直机构工作了原理图如图2.1所示。通过上述装置的结构设计,从而可以实现钢筋的拉直目的。当钢筋进入工作盘时,随着工作盘的转动,钢筋进入工作状态,在中心轴和拉直轴的同时作用下,钢筋的头部受到拉直载荷,同时在力矩的作用下,由于杠杆作用,钢筋的尾部需要提供必要的支撑反力来保证钢筋的拉直目的的实现,故在此拉直机构中,钢筋尾部的支撑挡块,为钢筋的拉直提供了必要的支撑反力。2.3 结构受力分析图3-1钢筋拉直机结构图与钢筋拉直机受力分析图钢筋在拉直时候受前后两摩擦轮的牵引力和摩擦力的作用,钢筋在前后力的作用下产生塑性变形而被拉直,要使钢筋被拉直,钢筋所受的力必须至少达到屈服点250MPa。牵引力按下式计算F=+式中为使盘圆钢筋开卷所需的牵引力,为使钢筋被拉直达到屈服点所受的牵引力。=k+式中:d为钢筋直径;k为张力系数,k=0.030.05;为盘圆钢筋与盘料架间摩擦因数;w为盘圆钢筋所受重力;s为钢筋材料的屈服极限。=摩擦轮压紧力式中:为摩擦轮与钢筋间的摩擦因数。要使盘圆钢筋被拉时产生残余的塑性变形而被拉直,所需的摩擦轮对钢筋的牵引力很大,这样摩擦轮的压紧力也必须很大。这在机构上很难实现,而且由于摩擦轮对钢筋的压紧力很大,钢筋被拉直时径向产生变形而影响其使用性能。以最常用的6和8小直径钢筋为例。当d=1.5mm时,所需牵引力P=P1+P27300N,摩擦轮压紧力Q=12170N;当d=2mm时,所需牵引力P13000N,摩擦轮压紧力Q=21667N。由于要传递的力和力矩都很大,需要用大功率的电机。d=1.5mm时,电机功率W=17.4kW;当d=2mm时,电机功率W=31kW。进过计算,当钢筋直径为2mm时候,要使钢筋既能被拉直又不会超过抗拉强度断裂,当摩擦轮速度为0.6m/s时,工作机的功率为=9kw13kw。3 电动机的选择3.1 电动机类型和结构电动机类型和结构型式要根据电源(交流或直流),工作条件(温度、空间、尺寸等)和载荷特点(性质大小、启动性能和过载情况)转速来选择。由于本设计没有特殊的要求,以及本设计本身的要求,本设计的电动机均由Y系列电动机中选出,Y系列电动机适用于不易燃不易爆无腐蚀性气体的场合,以及要求具有较好启动性能的机械,在经常启动,制动和反转的场合。最终本人选用了Y系列三相鼠笼式异步电动机。3.2 选择电动机的容量标准电动机的容量由额定功率表示。所选用电动机的额定功率应稍大于工作要求的功率。若容量小于工作要求,则不能保证工作机正常工作,或使电动机长期过载,极易损坏;容量过大则增加成本从而造成浪费。电动机的容量主要由运行时发热条件限定,在不变或变化很小的载荷下长期连续运行的机械,只要其电动机的负载不超过额定值,通常不必校验发热和启动力矩。总效率按下式计算:其中分别为传动装置中的每一传动副,每对轴承,每个联轴器。总效率为由表8-24查得,在传动装置中,两对齿轮传动每对齿轮的效率=0.97,每对摩擦轮效率=0.96,三对轴承每对轴承的效率=0.98,两个联轴器每个的效率=0.99。总效率为:=0.82,的电动机功率=11kw16kw,所以可以选择电动机功率15kw。3.3 选择电动机型号对Y系列电动机,通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机,如无特殊需要,不选低于750r/min的电动机。这里我综合电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总的传动比的特点及大小,我选用970r/min的电动机。由表16-1查得,可选取Y180L型电动机。Y180L n=970r/min P=15KW电动机所需功率为:=式中Te为摩擦轮机构的总传动力矩 Ne为摩擦轮转速 为电动机至工作机之间传动装置的总效率 查表得工作机的转速和功率可以选择为=44.7r/min,=12.3kw4 减速器的设计4.1 选择减速器的类型在本设计中选择的是二级展开式圆柱齿轮减速器,它结构简单,但齿轮相对轴承的位置不对称,因此轴应具有较大刚度。高速轴齿轮布置在远离转矩输入端,这样轴在转矩作用下产生的扭转变形将能减缓轴在弯矩作用下产生拉直变形所拉起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象,本产品适用于载荷比较平稳的场合。4.2 计算总传动比和各级传动比总传动比为 i=/=970/44.7=21.6因为是齿轮传动,由表6-13417查得,高速级传动比i1=4.3,低速级传动比i2=5.0,实际总传动比为i,=i1i2=4.35.0=21.5传动比误差为i=4.6 %5%传动误差很小,由此可见选用参数合理。4.3 计算、轴转速、功率和转矩各轴的转速n1=970r/minn2=n1/i1=225r/minn3=n2/i2=45 r/min各轴的功率 P1=14.85KW P2=P1=14.12KW P3=P2=13.5KW各轴的转矩 T1=9550=146200 T2=9550=600000 T3=9550=28700004.4 齿轮设计齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动方式。用于平行轴之间的直齿圆柱齿轮传动,传动力矩的齿轮多为渐开线齿轮。齿轮传动的主要优点是传动功率和速度的范围很广,传动比准确、可靠,传动效率较高,工作可靠,寿命长,结构紧凑。主要缺点是制造成本较高,需用专门的机床、刀具和测量仪器等,不宜用于轴间距很大的传动,精度低时噪音大。从表6-5,6-6 3中选用材料。调质处理,硬度不高,还可以精加工,但强度韧性等方面的综合性能好。耐磨性虽然较差,但适用于低速中等载荷齿轮。为了防止强度不够,发生意外,以及增加安全系数及使用时间小齿轮选用40Gr钢调质处理。硬度241286HBS,b=686MPa,s=490 MPa。大齿轮选用42SiMn,调质处理,硬度217255HBS,b=686 MPa,s=441 MPa(选用八级精度)3。按齿面接触疲劳强度来设计:计算公式为:=64mm 由表6-10 3 可知软齿轮面在对称安装的时候,齿宽系数d=1.2。由表6-7 3 可知使用系数KA=1.35。由图6-6a 3 取动载系数Kv1=1.13,Kv3=1.10。由图6-8 3 按齿轮在两轴承中间对称布置,取K=1.10由表6-8 3 按齿面未硬化,直齿轮,8级精度,KAKt/b100N/m,K=1.2K1=1.351.131.101.2=2.0。K2=1.351.101.101.2=1.97。初步确定节点区域系数ZH=2.5,重合度系数Z=0.9,由表6-9 3确定弹性系数ZE=189.8。齿面接触许用应力的公式: H=HlimZN/SH。由图6-22 3,查得接触疲劳极限应力为:Hlim1=850 MPa,Hlim2=650 MPa。本机械预选使用10年,每天工作10个小时,一年工作250天。小齿轮1的应力循环次数:N1=60n1th=1.44109。大齿轮2的应力循环次数:N2=60n2th=3.35108。小齿轮3的应力循环次数:N3=60n2th=3.35108。大齿轮4的应力循环次数:N4=60n3th=0.67108。由表6-11求得寿命系数是:ZN1=(109/N1)0.057=(1/1.44)0.0706=0.975ZN2=(109/N2)0.057=(1/0.335)0.057=1.06ZN3=(109/N3)0.057=1.06ZN4=(109/N4)0.057=1.17由表6-12 3 可知安全系数SH=1.25。选择小齿轮齿数为=21,大齿轮齿数为=214.3=90.3,选择90,模数为3.49mm,选取标准值=3.5mm,实际传动比为4.285,误差很小,符合要求。小齿轮1分度圆直径为=73.5mm大齿轮2分度圆直径为=315mm所以=0.8773.5=64mm,大齿轮齿宽=54mm。=100mm小齿轮3取齿数为21,则大齿轮齿数为215=105,模数为4.7mm,选取模数为4.5mm,实际传动比为5。小齿轮3分度圆直径为=94.5mm大齿轮4分度圆直径为=472.5mm=1.0694.5=100mm,大齿轮齿宽=90mm。以上数据经过计算校核,均符合要求。表-1 有关四个齿轮的有关数据基本参数齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4分度圆直径D=73.5mm=315mm=94.5mm=472.5mm啮合角 =20=20齿顶圆直径=77mmda2=319.38mmda3=99.00mmda4=478.13mm齿根圆dfdf1=69.06mmdf2=311.5mmdf3=88.8mmdf4=468mm节圆直径dd1=73.5md2=315mmd3=94.5mmd4=472.5mm齿宽b 1=64mmb 2=54mmb 3 =100mmb 4=90mm(齿顶高系数ha*=1,c*=0.25)4.5 轴的设计计算4.5.1 设计要求轴作为机械传动中重要的零件,设计时应满足下列几方面的要求,合理的结构,足够的强度,必要的刚度和振动稳定性及良好的工艺性能等。轴的结构设计必须考虑轴上零件便于装拆。通常,轴都采用阶梯形结构,这样既符合接近等强度梁的要求,也使轴上零件固定可靠。因为需要合理的轴长,所以我们首先设计第二根轴。所有轴的材料选择:因为45号优质碳素钢应用广泛而本设计又无任何特殊要求,所以轴的材料选用正火,回火处理的45号优质碳素钢,以达到提高轴的耐磨性以及疲劳强度的目的。联轴器和滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的,而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的,故先要计算轴径。轴的直径可按扭转强度法进行估算,即式中:为轴传递的功率(kW),为轴的转速(r/min);为为由轴的材料和受载情况确定的系数。若轴的材料为45钢,通常取=106117。值应考虑轴上弯矩对轴强度的影响,当只受转矩影响或弯矩相对转矩较小时,取小值;当弯矩相对转矩较大时,取较大值。在多级齿轮减速器中,高速轴的转矩较小,取较大值;低速轴的转矩较大,取较小值;中间轴取中间值。初算轴径还要考虑键槽对轴强度的影响,当该轴段截面上有一个键槽时,增大;有两个键槽时,增大。然后将轴径圆整为标准值。上述计算出的周径,一般作为输入输出轴外伸段最小直径;对中间轴,可作为最小直径;若作为装齿轮出的周径,应取大值。4.5.2 轴二的设计轴径的粗选=44mm因此选=50mm安装深沟球轴承,因为安装处的为50mm。所以选用的型号为6210的轴承,其中D=90mm B=20mm (两端安装的轴承为同一类型)。两端为50mm,阶梯轴每段增加8mm,则从左至右分别为:50mm,66mm,74mm,66mm,50mm,主要校核装齿轮的轴段,经验算,符合要求。L2=30+50+10+98+83=280mm4.5.3 轴一的设计轴径的粗选=29.0mm,有安装键槽,增加为30.5mm因此选d=35mm安装深沟球轴承,因为安装处的 为45mm所以选用的型号为6209的轴承,其中D=85mm B=19mm (两端安装一样的轴承)阶梯轴每段直径从左至右分别为:45mm,50mm,60mm,50mm,45mm,40mm,35mm主要校核装齿轮的轴段,经验算,符合要求。L1=18+79+20+144+19+196+50=427mm4.5.4 轴三的设计轴径的粗选=70.245mm,有安装键槽,增加为73mm因此选d=75mm安装深沟球轴承,因为安装处的 为85mm所以选用的型号为6217的轴承,其D=150mm B=28mm (两端安装一样的轴承)阶梯轴每段直径从左至右分别为100mm,85mm,95mm,100mm,95mm,85mm,80mm,75mm.主要校核装齿轮的轴段,经验算,符合要求。L3=94+85+10+82+28+41+159=416mm4.6 箱体的设计箱盖和箱座是用螺栓联结成一整体。这种箱体结构紧凑、安装方便,因此应用较为广泛。具体尺寸如下。减速器我选用材料是HT200的铸造箱体。表-2 减速箱体主要参数名称符号尺 寸 关 系结果/mm箱座壁厚0.025a+3810.0箱盖壁厚0.888.0箱盖凸缘厚度12.0箱座凸缘厚度1.515.0箱座底凸缘厚度20.0地脚螺钉直径0.036a+1210地脚螺钉数目查表6轴承旁连接螺栓直径10盖与座连接螺栓直径10连接螺栓的间距150-200160视孔盖螺钉直径10,至外箱壁距离查表35,至凸缘边缘距离查表20外箱壁至轴承座端面距离60大齿轮顶圆与内箱壁距离114齿轮端面与内箱壁距离212箱盖,箱座肋厚连接螺栓直径d(0.70.8)10通孔直径d10底座底面至轴中心线高度H2805. 联轴器的选择卷筒轴与减速器的低速轴之间是用联轴器联接的。联轴器是连接轴或轴与其他回转件的一种装置,使它们在传递运动和动力过程中一起回转而不脱开。联轴器主要有机械式、液力式、和电磁式三种。机械式联轴器是应用最广泛的联轴器,它借助于机械构件相互间的机械作用力来传递转矩。联轴器可以根据所联轴径、所传递的转矩和轴的转速,从有关手册中选择合适的型号。由前述可知,低速轴的转矩T3=2870000 N.mm,转速n3=44.7 r/min,所联轴径d=75。本设计选用的是凸缘联轴器,这种联轴器可传递较大转矩,结构简单,工作可靠,容易维护,但要求凸缘端面与轴线有较高的垂直度。5.1 联轴器的计算转矩TC=KT选择工作情况系数K,查表14-13,取K=1.5,则计算转矩TC=KT=1.52870000=43050005.2 选择联轴器的型号查17,根据轴径和计算转矩,最后选用凸缘联轴器的型号为GY9。6 离合器的确定电动机轴与减速器的高速轴之间是用离合器联接的。离合器在机械运转时,把原动机的回转运动和动力传给工作机,并可随时分离或接合工作机.因为离合器在机器运转过程中可随时接合或分离,由相关材料可知离合器的要求为:1工作可靠,接合平稳,分离迅速;2操作和维修方便;3外廓尺寸小,重量轻;4抗磨性和散热性能好。本设计选用的是矩形齿牙嵌式离合器(如图20),其特点为:制造容易,接合,脱开较困难,停车时可不关机,开机时启动平稳适于频繁开机。为了便于接合,常采用较大的牙间间隙。此离合器适用于重载可传递双向载荷。一般用于不经常离合的传动中。应在静止或转差在10r/min以下接合。材料为20Cr,渗碳(0.5-1.0mm)表面硬度HRC=5662,多应用于中等尺寸的高转速合中等单位压力的离合器。根据所联轴径d=50mm,由 17查得D=50,D1=35,d=20,h0.3=4.3,h1=5,=36。,=5。,K(-0.1)=15.04,K1(-0.1)=15.45,齿数z=5,同时接触齿数z=3。 图6-1 矩形齿牙嵌式离合器离合器的校核 牙面上的压强 P=2KT/zD0A 牙根拉直应力 b=KTh/zD0W 式中:A每个牙的接触面积,mm2;D0牙所在圆环的平均直径,mm;h牙的高度,mm;z牙的数目;W牙根部的抗弯截面系数,mm3,W=a2b/6。因此,A=h(D-D1)/2=4.3(50-35)/2=32.25 mm2 D0=(D+D1)/2=(50+35)/2=42.5 mma=D0/2z+=42.5/254.3=13.7mmb=(D-D1)/2=(50-35)/2=7.5 mmW=13.727.5/6=234.6 mm3将以上数据代入式、中,得P=21.539103/(542.532.25)=17 MPab=1.5391034/(542.5234.6)=4.35 MPa在运转时接合,取P=40MPa,b= S/3.5=400/3.5=114MPa,按牙面比压和牙根拉直强度均小于许用值,离合器强度合格。牙齿啮合的摩擦角合格。7 摩擦轮的确定图7-1 摩擦轮结构示意图和摩擦轮工作示意图摩擦轮的材料为选用正火,回火处理的45号优质碳素钢。摩擦轮的直径由下式确定,-摩擦轮转速(r/min)-摩擦轮直径(m)-钢筋的进给速度(m/min)-时间(min)得到=0.25m=250mm,在本设计中,一共有四个摩擦轮,两两一组。一组的作用是给钢筋拉力,使它产生塑性变形,而另一组的作用是起固定加紧作用。摩擦轮固定在轴上,一端轴尖定位,一端是圆螺母定位,使之不产生位移。8 滑动轴承的选择8.1 轴承型号的确定摩擦轮的速度v=0.6m/s和=1.2MPa,属于低速中载,查表10-11,故选用代号为ZHSi80-3-3黄铜,其使用性能为=12N/mm2,2m/s,=10Nm/(smm2),最高工作温度为200,C轴颈硬度为200HB.8.2 轴承宽度的确定 轴承宽度B可以根据宽径比B/d=0.6-1.5来确定。B/d值过小,则润滑油易从轴承两端流失,致使润滑不良,磨损加剧;B/d过大,则润滑油流失的路程长,摩擦热不能很快扩散降温,使轴承温度升高,而且当轴挠曲或偏斜时势必造成轴瓦两端严重磨损。故选B/d=1.2。8.3 检验轴颈的圆周速度设轴颈的圆周速度为v,轴承摩擦系数为f,则fpv就是轴承单位时间面积是的摩擦功,摩擦功转变为热量。通常摩擦系数与轴承局部接触,此时即使平均比压p较小,p和pv值都小于许用值,但也可能由于轴颈圆周速度过高而使轴承局部过度磨损或胶合。因此,当安装精度较差,轴的弹性变形较大和轴承宽径比较大时,还需检验轴颈圆周速度v值。V=0.60.0375=0.0225m/svmax 此数值远小于规定值,十分安全。8.4选择轴承的配合 滑动轴承根据不同的使用要求,为了保证一定的旋转精度,必须合理地选择轴承的配合,以保证有一定的间隙。轴颈与轴承孔间的间隙x,是按以下原则来选择的:转速愈高,轴承中的间隙应该愈大;在相同的情况下,载荷越大,轴承间隙应当小一些。由本轴的特点以及数据可知 x=(0.00070.0012)d=0.0350.06mm8.5 滑动轴承润滑剂的选择滑动轴承必须要润滑剂用来降低摩擦和磨损,以提高轴承的效率;润滑剂是工作介质,同时对轴承起冷却作用。润滑油是滑动轴承中应用最广泛的润滑剂,因此选润滑油作为润滑剂。润滑剂的使用原则为:当转速高、比压p小时,可选粘度较低的油;反之,当转速低,比压大时,应选粘度较高的油。由于轴颈速度v=0.60.0375=0.0225m/s,表10-71,选70号机械油作为润滑剂。9 总结展望9.1 全文总结在完成了论文的撰写后,回忆论文的撰写过程,联想到周围同学的一起努力的过程,感觉大学生活真是一个美好的回忆。转眼间快大学快毕业了,在我的大学生活,很开心能融入大学这个集体,很高兴认识了周围这么多朋友,很激情周围充满正能量,很自信人生新的起点的开始。在撰写论文的过程中,我和我的同学的相处中,一直以来我觉得自己总是比较幸运的,因为每次集体宿舍生活都能遇到很好的舍友,同时我也是很好相处的人,大学生活就像大草原上一样和谐静谧,让人留连。我们一起研究论文的难点,并一起并肩解决问题,我虽然很简单,但我不平凡,我始终把自己的钻研精神当作重要的财富。在本次论文的设计过程中,从一开始的选题开始,我的思想历程经历了一系列的慢慢变化。从初始选题开始,当时的心态是选择一个简单的课题,越简单越好,好方便自己顺利完成毕设,花最少的时间和精力进行论文的设计,从而可以节省出大量的时间去打游戏。但是在课题确定的时候,我发现,本次论文的要求并不简单。首先论文设计要求的结构复杂,并不是简单常见的结构,需要在此类结构中加入创新点,同时,在设计思路确定了以后,还需要由深厚的机械设计功底和软件使用功底,包括三维软件的使用,二维软件,文字编辑软件,如visio等微软软件。在得知论文的难度后,经过了一段思想斗争,我开始慢慢接受了论文的严格要求,逐渐的开始充实自己的专业能力,学会去思考和学会寻找工具解决问题。论文的题目确定的开始阶段,从我的手足无措开始,对于论文的理解也是两眼一抹黑,兼职不清楚什么是论文,论文需要完成什么,后来通过一次一次的困难探索和解决,逐步完成了论文的工作。每每回顾论文的完成历程,尽管过程中比较艰辛,但是回想起来却记忆深刻,虽然遇到了困难,但还是凭着自己的努力战胜了困难,解决了问题,我想这也是对我能力的一种考验,锻炼了我解决问题的能力,遇事分析的能力:(1)在论文的结构设计中,在一些关键部分的设计过程中是很困难的,在整个结构清晰之后,总会有个别的困难,无法完成后续的设计,而且可能会耽误我半个月的时间,对一个困难犹豫不决的整体进度滞后导致论文的拖延,在为了解决类似的问题,我会和本班的同学讨论,最常见的方法是在网上搜索解决方案和方法。在解决问题的过程中,我无意中发现了一个非常有用的网站,51自学网,该网站的对老师在很多领域的讲解和软件的设计使用都非常熟练,尤其是刘国峰老师,我的CAD和UG的软件使用就是刘老师的视频教程教的。在本文我的设计过程中,有很多设计思想和使用能力都进行了研究,学习了相关的设计方法之后。根据总体设计思路,经过几天的研究,终于找到了解决这一问题的方法。(2)总结本文的全过程,论文主题结构的主要实现,论文研究的意义,国内外研究与开发的发展现状,然后对论文结构的构思与设计、图纸、绘图、三维和二维绘图、论文设计的改进进行了总结。内容、结构以完成设计思想和内容。在整个设计过程中,从开始的冲突和恐惧,到后来的无助和适应,积极解决难题,然后学习专业知识的冷静和超然,解决问题后的成就感,因此,虽然论文完成的过程充满了艰辛,但收获肯定是巨大的,不仅培养了我解决问题的能力,而且磨练了我吃苦耐劳的品格。9.2 研究展望在论文完成后,回过头来思考论文的研究历程,对论文的后期研究方向也有了自己的心得体会。在论文的研究过程中,在一开始的选题过程中,为了选择简单的课题而挖空心思,想来真是好笑,既来之则安之的心态也给自己带来了无限的收获,不仅锻炼了能力,同时还磨练了性格。此次的毕业设计花时十几周,细细回忆中间的曲折过程,希望以此总结,对自己后续的研究起到指导作用。本次论文的设计内容是的结构设计和关键零部件的设计,部分原因是引进国外先进技术升级产品,国内劳动力成本低。另一方面,国家多年来实施的积极财政政策是该产业发展的根本原因。通过国家多年来实施的积极财政政策刺激,大量城市基础设施建设。基于该项目的实施,装备行业对于大型建筑工程项目的工程机械行业来说,是一个难得的机遇,因此行业内需势头强劲。同时,中国加入世贸组织和国家鼓励出口的政策,工程机械出口也显著提高。我国工程机械行业的基本环境、工程机械行业运行创新的基本情况、工程机械、工程机械行业的发展政策环境、国内工程机械公司的比较结合国外工程机械公司的竞争力和未来发展趋势。通过一段时间的在外实习的过程,我对自己论文的感悟有了新的认识,在论文的完成过程中是需要有实习经历的。在实习过程之前,听到学院说我们需要进行实习,当时我们大部分同学的思想都很抵触,主要原因是,我们学生通常在宿舍里养尊处优,不愿意去生产一线吃苦,同时同学们在宿舍里可以一起玩游戏,一起吃饭看电影,并不愿意吧时间放在实习上,同时还应为实习环境比较脏累差,这将会是对我们意志的最大的考验,同时由于我们的态度不端正,并不能充分意识到实习的好处,故而大多数同学对实习这件事情是非常排斥的。但是在学院通知需要进行实习过程之后,我们每个人又不得不去工厂进行实习,就这样被半强制的送进了实习车间,虽然一开始心理老大不愿意,但是随着几天的实习下来,自己还真的学习到了不少的知识,尤其是这些知识根本无法在书本上看到,在实习的过程中,由于在车间,手机都被没收了,索性没有什么可以玩的,那就好好实习吧,于是我经常想车间的师傅们请教问题,遇到任何的疑惑,在思考了以后就开始咨询师傅们的理解,通过类似的请教过程,我对车间生产一线的了解更近一步了,对于机械零部件的生产加工有了新的认知,对车镗铣刨磨等加工方式有了更深的理解。在对加工方式有了深刻的理解以后,我对零部件的设计思路和设计意图也有了更深入的理解,从开始对机械结构的茫然,到现在对机械结构的设计方式和设计意图的了解,终于发现,以前不理解的机械结构的设计思路,设计意图,因此,我对设计过程也有了深入的了解,明白了自己课题的机械结构的设计要求,从而能设计出更为合理的机械结构。致 谢在完成了本文的设计过程之后,每每回忆起本次论文的设计过程,期间经过的坎坷和困难,从论文的选题,理论,设计,结构,绘图等多个步骤,无一不包含了自身的努力和周围人的帮助。在论文完成的过程中,虽说离不开自己的努力研究和辛苦写作,但是首先需要感谢的就是老师的功劳,感谢老师的耐心指导,感谢老师的及时指点,感谢老师的谆谆教导。正是有了老师的无私帮助,才有了今天论文的顺利完成。回顾本次论文的设计过程,论文的设计过程包括论文的选题,在学院召开毕业设计论文选题大会的时候,学院老师对我们进行了思想动员,积极鼓励我们乐观对待论文,正确对待论文,不要怀着抵触的心态面对论文,需要靠着自己的努力去解决遇到的所有问题,不可以选择消极逃避的形态,更不可以去投机取巧,不得在网上进行抄袭。正是由于学院老师的谆谆教诲和不耐其烦的提醒,才是的我端正了论文研究态度,没有抄袭任何人的文章结构,在面对困难的设计点时,采取的都是正确的积极的方法去解决问题,而不是消极逃避。虽然在论文的完成过程中遇到了许多不如意的地方,如一开始对论文的不了解,对论文研究思路的不清晰,对机械结构的不习惯,对绘图软件的不熟悉,等等的问题,但我们还是一步一个脚印的走下来了,期间,我们班级所有的同学互相鼓励,互相学习,始终互相帮扶,终于使得我们班所有的同学都能够顺利的完成论文工作,顺利的完成答辩任务。为此,在论文完成后,学期的最末,感谢多年来所有关心我和帮助我的人,感谢多年来学院老师的关心和指导,感谢大学同学的陪伴,感谢大家的同学经历。同时还要感谢我的父母多年来对我的支持和信任,才有了我今天的论文撰写成功,最终再一次感谢我的老师对我的论文的指导,感谢所有的同学和帮助过我的人,感谢大家!参考文献1 苏翼林.材料力学(第3版)M.天津:天津大学出版社,2011.2 孙桓,陈作模.机械原理(第6版)M.北京:高等教育出版社,2014.3 李继庆,陈作模.机械设计基础M.北京:高等教育出版社,2016.4 梁崇高.平面连杆机构的计算设计M.北京:高等教育出版社,2017.5 刘政昆.间歇运动机构M.大连:大连理工大学出版社,2015.6 伏尔默J.连杆机构M.北京:机械工业出版社,2013.7 王慰椿.机械基础与建筑机械M.南京:东南大学出版社,2011.8 吴碧金,胡国清.小型钢筋矫直机连续拉直机构的设计问题R.机械,2003年第30 卷3期26-28页.9 王平,张强,许世辉.钢筋调直切断机的顶刀与连切M.建筑机械,2007年第5期47页. 10 宜亚丽.钢筋矫直切断机剪切机构研究分析M.机械,2014年第10期14-16页.31
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