毕业设计论文GW40钢筋弯曲机设计含全套CAD图纸

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1、本科学生毕业设计GW-40型钢筋弯曲机由于部分原因，说明书删除部分，完整版说明书，CAD图纸，联系153893706 系部名称： 机电工程系 专业班级： 机械 08-12班 学生姓名： 指导教师： 职 称： 副教授 二一二年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeGW-40 Steel bar bending machineCandidate：Specialty：Mechanical Design and Manufacture & AutomationClass：08-12Supervisor：Associate ProfHeilongjian

2、g Institute of Technology2012-06Harbin黑龙江工程学院本科生毕业设计（论文）摘 要钢筋加工机械是工程建筑行业不可或缺的的作业工具。就钢筋弯曲机的具体传动方案，目前可主要划分为“带-两级齿轮-涡轮蜗杆传动”及“带-三级齿轮传动”两种。目前，钢筋弯曲机的性能结构、操作方法和控制及综合技术指标等方面还有很大的提升空间。本课题主要内容是通过对过去钢筋弯曲机的设计方案的比较，改变个别零件及电动机功率等，升级为能加工直径40的GW-40型钢筋弯曲机，增大钢筋刚加加工范围，提高劳动效率，减轻钢筋加工的劳动强度，保证建筑工程的质量及进度。同时还能准确弯曲固定角度，不像以往的

3、钢筋弯曲机，需要凭借经验判断，使加工更精确。关键词：钢筋弯曲机；传动方案；强度；功率；效率ABSTRACTSteel processing machinery construction industry indispensable working tool.Reinforced 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， s

4、teel bending machine performance and structure， method of operation and control and integrated technical indicators， 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 po

5、wer， upgrade to machining diameter of40 GW-40 type steel bar bending machine， increasing reinforced just add processing， improve labor efficiency， reduce the labor intensity of steel processing， ensuring construction quality and progress.Keywords：steel bending machine；transmission scheme；strength；po

6、wer；efficiency II目 录摘要Abstract 第1章 绪论11.1 概述11.2 钢筋弯曲机产品结构1 1.2.1 钢筋弯曲机的类型1 1.2.2 钢筋弯曲机的构造11.3 钢筋弯曲机产品质量差异11.4 发展现状21.5 本章小结3第2章 钢筋弯曲机的工作原理及工作盘的设计42.1 钢筋弯曲机工作原理42.2 钢筋弯曲机的机构42.3 钢筋弯曲机工作盘的设计52.4 钢筋弯曲所需弯矩52.5 本章小结5第3章 电动机选择及传动比的分配6 3.1 电动机的选择63.2 传动比的分配63.3 各轴的转速63.4 各轴的输入功率63.5 各轴的输入转矩63.6 数据整理73.7 本

7、章小结7第4章 带传动的设计8 4.1 V带的设计计算84.2 带轮结构的设计104.3 本章小结10第5章 圆柱齿轮设计115.1 第一、二齿轮设计11 5.1.1齿轮类型11 5.1.2校核齿根弯曲疲劳强度12 5.1.3第一、二齿轮尺寸表125.2 第三、四齿轮设计13 5.2.1齿轮类型13 5.2.2校核齿根弯曲疲劳强度14 5.2.3第三、四齿轮尺寸表155.3 第五、六齿轮设计15 5.3.1齿轮类型15 5.3.2校核齿根弯曲疲劳强度16 5.3.3第五、六齿轮尺寸表175.4 本章小结17第6章 轴的设计186.1 轴设计18 6.1.1估算轴的基本直径18 6.1.2轴的结

8、构设计18 6.1.3轴的受力分析186.2轴设计21 6.2.1估算轴的基本直径21 6.2.2轴的结构设计21 6.2.3轴的受力分析216.3轴设计24 6.3.1估算轴的基本直径24 6.3.2轴的结构设计24 6.3.3轴的受力分析246.4轴设计27 6.4.1估算轴的基本直径27 6.4.2轴的结构设计27 6.4.3轴的受力分析276.5 本章小结20结论31参考文献 32致谢34第一章 绪 论1.1概论钢筋弯曲机，钢筋加工机械之一。工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，把钢筋置于图中虚线位置，支承销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲

9、。为了弯曲各种直径的钢筋， 在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可相应地更换不同直径的中心销轴。钢筋弯曲机属于一种对钢筋弯曲机结构的改进。本实用新型包括减速机、大齿轮、小齿轮、弯曲盘面，其特征在于结构中：双级制动电机与减速机直联作一级减速；小齿轮与大齿轮啮合作二级减速；大齿轮始终带动弯曲盘面旋转；弯曲盘面上设置有中心轴孔和若干弯曲轴孔；工作台面的定位方杠上分别设置有若干定位轴孔。由于双级制动电机与减速机直联作一级减速，输入、输出转数比准确，弯曲速度稳定、准确，且可利用电气自动控制变换速度，制动器可保证弯曲角度。利用电机的正反转，对钢筋进行双向弯曲。中心轴可替换，便于维修。可以采用智能化控制。

10、国外品牌都是贴牌生产 很少是全套进口 据调查所知 很多国外打牌都是国内生产商生产。1.2钢筋弯曲机产品结构1.2.1钢筋弯曲机的类型1、按传动方式分机械式钢筋弯曲机、液压式钢筋弯曲机；2、按工作原理分为蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机、齿轮式钢筋弯曲机；3、按结构型式分台式钢筋弯曲机、手持式钢筋弯曲机。1.2.2钢筋弯曲机的构造各厂家的钢筋弯曲机的构造基本相同。钢筋弯曲机的传动方案有以下两种：“带-两级齿轮-蜗轮蜗杆传动”和“带-三级齿轮传动”。钢筋弯曲机传动方案的比较与选择证明了采用蜗轮蜗杆传动的钢筋弯曲机，其传动效率不如齿轮传动的弯曲机。也就是说，在同样的驱动电动机功率条件下，齿轮传动的弯曲机弯曲同直

11、径的钢筋显得更轻松。但蜗轮蜗杆传动的自锁特性，使工作中弯曲的定位精度会更高些。目前，以“带-两级齿轮-蜗轮蜗杆传动”方案的弯曲机的产生、应用较为普遍，市场占有率高。在这2中传动方案的钢筋弯曲机中，工作面板以上的部分相同。图1为应用最多的“带-两级轮齿-蜗轮蜗杆传动”的弯曲机的结构。1.3钢筋弯曲机产品质量差异目前，机械传动类钢筋弯曲机的结构与生产工艺已经非常成熟。各个厂家产品的质量差异主要体现在以下几点：1、各个厂家的机箱的造型及用料有较大的差异。用料太少的钢筋弯曲机，设备的整体刚性太差，外形也缺乏美感。2、仅有少量厂家注重工作圆盘及其他附件的表面质量，将工作圆盘及其他附件进行了镀层处理，将各

12、插控采用橡胶套堵封。3、有些钢筋弯曲机的生产厂家，配用非标生产的电机。这些电机的输出功率偏小，在连续工作中容易起热，无法弯曲标定直径的钢筋。4、传动系统的齿轮、蜗轮蜗杆等，在加工质量，材料的选用，热处理工艺方面有差异。5、大量厂家的弯曲机不注意外观涂装质量，少量厂家采用喷塑处理方式，外观视觉效果还不错。1.4发展现状当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设，各种建筑耗费了大量的钢筋，其中箍筋加工的效率和质量是最难解决的问题之一，箍筋不仅使用量非常大，而且形状和尺寸变化复杂，尺寸精度要求高，箍筋的制做在原钢筋加工中是劳动强度大，人力物力消耗大，低效率，低质量保证的环节。随着我过建筑业的高速发展，

13、大型工程项目也日渐增多，工程中使用的钢筋直径有逐渐曾大的趋势。钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于各类建筑工程中对钢筋的弯曲。钢筋弯曲机通常与切断机配套使用，其应用十分广泛。随着郭嘉投资拉动的效果显现，尤其是国家大力开展高铁的建设，钢筋弯曲机的生产销售增长迅速。我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展，一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因，另一方面国家连续多年实施的积极的财政政策更是促使行业增长的根本动因。受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激，包括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路（道路）、城市基础设施建设等一

14、大批依托工程项目的实施，这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇，因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入WTO和国家鼓励出口政策的激励，工程建筑机械产品的出口形势也明显好转。我国建筑机械行业运行的基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及2010年我国建筑机械行业发展的前景趋势进行了深入透彻的分析与其他的钢筋切断机、弯箍机、调直切断机的情况类似，河南省长葛市已经形成了该类机械的生产基地。国产产品大多能满足使用需求，但也有一些产品的质量不能满足郭嘉标准的要求。河南长葛本地的钢筋

15、弯曲机生产现状也质量水平反映了国产钢筋弯曲机的现状。1.5本设计内容钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一，本设计GW-40型钢筋弯曲机，增大钢筋刚加加工范围，提高劳动效率，减轻钢筋加工的劳动强度，保证建筑工程的质量及进度。同时还能准确弯曲固定角度，不像以往的钢筋弯曲机，需要凭借经验判断，使加工更精确。3第二章 钢筋弯曲机的工作原理及工作盘的设计2.1钢筋弯曲机的工作原理GW-40钢筋弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，采用电动机经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作机构，GW-40钢筋弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，如图（2.1）所示，把钢筋置于途

16、中虚线位置，支撑销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋，在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可响应地更换不同直径的中心销轴。通过改变中心销轴的直径来弯曲各种直径的钢筋。图2.1 钢筋弯曲机工作原理2.2 钢筋弯曲机的结构GW-40钢筋弯曲机通过控制系统启动电动机，经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作盘。图2.2 钢筋弯曲机结构简图2.3钢筋弯曲机工作盘的设计此处已删除（3）合成弯矩 （6.10）（4）截面C的校核 （6.11）查机械设计基础表11.4得，40Cr材料的， （6.12）截面D经计算所以轴强度足够。4、轴受力分

17、析图图6.4 轴的受力分析图6.3轴的设计6.3.1估算轴的基本直径 此轴选用40Cr，正火处理，估计直径，由机械设计基础表11.1查得，查表11.3，C在97112，取C=110，由式（6.13）得： （6.13）d为最小直径，应为装齿轮处的受扭转的轴段的直径。因该处有一键槽，应将直径增大3%，取标准直径d=70mm6.3.2轴的结构设计1、初定各轴段直径和长度表6.3 轴结构尺寸表位置轴直径轴段长度轴承处7037齿轮处75118轴肩处80137齿轮处8568轴环处9515轴肩处8072轴承处70242、轴承的选择由于主要承受径向力，轴向力很小，选择深沟球轴承6214；3、键的选择大齿轮处：

18、A型键小齿轮处：A型键6.3.3轴的受力分析1、轴上的作用力大齿轮切向力： （6.14） 径向力： （6.15）小齿轮切向力： 径向力：2、计算轴的跨距图6.5 轴的结构简图轴承6214，3、校核强度(1)水平面计算： (2)垂直面计算：（3）合成弯矩 （6.17）（4）截面C的校核 （6.18）由机械设计基础表11.4得，40Cr材料的， （6.19）所以轴强度足够。4、轴受力分析图图6.6 轴的受力分析图6.4轴的设计6.4.1估算轴的基本直径 此轴选用40Cr调质，估计直径，由机械设计基础表11.1查得，查表11.3，C在99112，取C=105，由式（6.20）得 （6.20）d为最小

19、直径，应为装齿轮处的受扭转的轴段的直径。因该处有一键槽，应将直径增大3%，取标准直径d=100mm。6.4.2轴的结构设计1、初定各轴段直径和长度表6.4 轴的结构尺寸表位置轴直径轴段长度轴承工作盘100132齿轮处110105轴环处12010过渡处1105轴承处100242、轴承的选择由于主要承受径向力，轴向力很小，选择深沟球轴承6020；3、键的选择齿轮处：A型键工作台：A型键6.4.3轴的受力分析1、轴上的作用力齿轮切向力： （6.21） 径向力： （6.22）钢筋对轴的反作用力： 2、计算轴的跨距图6.7 轴结构简图轴承6020，3、校核强度(1)水平面计算： (2)垂直面计算：（3）

20、合成弯矩 （6.23）（4）截面C的校核 （6.24）由机械设计基础表11.4得，40Cr材料的， （6.25）所以轴强度足够。4、轴受力分析图图6.8 轴的受力分析图6.5 本章小结 轴是组成机器的重要零件之一。轴的主要功用是支撑机器中的旋转零件，保证旋转零件有确定的工作位置，并传递运动和动力，本章通过对轴的设计和校核，保证轴在运转过程中平稳，强度足够。结 论近三个月的毕业设计终于结束了，通过这段日子的设计学习，自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事本专业工作有着深远的影响。现在就此谈谈对本次毕业设计过程中的认识和体会。首先，我学会了查阅资料和独立思考。我的课题是

21、钢筋弯曲机的设计。在设计过程中，真正体会到了实践的重要性。我曾到建筑工地去参观学习，了解现场环境和设备，真正从实际出发来考虑自己的设计。同时，广泛深入图书馆，实事求是，认真查阅有关书籍资料，锻炼了自己的分析问题、解决问题的能力。不可否认，在这个过程中，也遇到不少困难，所幸的是得到了王老师的悉心指导，起到了点石成金的作用，大大启发了我，使我能不断前进。其次，认识到实践的重要性。这次设计我做了很多重复工作、无用功，但是这些重复工作和无用功积累了设计经验。同时也认识到设计不能只在脑子里想其结构、原理，必须进行实际操作。另外，也应从多个角度来思考问题的所在，尝试其它的方法，以求找到最佳方法，因为即使想

22、的很完美，但到实际的设计时会遇到很多想不到的实际问题。在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，就是支架，减速器的箱盖只能靠想象，不能根据实际的情况来作合适、客观地修改，难免有些缺点和不足，由于诸多原因，本次设计存在一些不足和有待改善的地方，希望老师能够给予指导。参考文献1王良文，陈学文.国产钢筋切断机的生产现状与改良方向J.建筑机械技术与管理，2009(3)：83.2王良文，王新杰，李荣华.钢筋弯曲机传动方案的比较与选择J.郑州轻工业学院学报：自然科学版，2003，18(4)：45.3王良文，尚欣，黄书明.基于ANSYS的钢筋切断机集体的有限元分析J.建筑机械化，2006(7)：244王良

23、文，郭志强，王俊涛，等.基于Matlab的钢筋弯曲机齿轮传动系统的优化设计J.建筑机械，2008(4)：83.5王良文，陈学文，李安生.基于Matlab的钢筋弯曲机蜗轮传动系统的优化设计J.建筑机械化，2009(3)：40.6赵金喜，杨丽江，谢之.钢筋弯曲机的改造J.建筑工人，2004(4)：32.7王艳敏.钢筋弯曲机的改造及应用J.河北煤炭，2004(4)：548张海南，王金生，徐和生.新型半自动液压钢筋弯曲机设计J.成组技术与生产现代化，2007，24(2)：629徐灵根，张美娟，申来明.新型刻度盘式自动归位钢筋弯曲机J.浙江水利水电专科学校学报，200618(2)：3610王良文，武燕，

24、马俊涛，等.GWG20型子栋角度钢筋弯箍机J.建筑机械，2006(8)：9611樊小彬，冯清秀，汤漾平，等.一种加工钢筋棒料的新型数控弯曲机J.锻压装备与工业炉，2003(1).3512王良文，李菊丽，高春成，郑越久.基于VB的钢筋弯曲机的通用动力学计算模型J.建筑机械，1992，(3).13王良文，王新杰，李荣华，钢筋弯曲机传动方案的比较与选择J.郑州轻工业学院学报：自然科学版，Vol.18No.414郭仁生，苏君，卢洪胜.优化设计应用J.建筑机械，199915吴学松.钢筋弯曲机弯曲钢筋扭矩计算公式探讨J.建筑机械化，1992，（5）16 李仁炜，陆念力，王树春.一种新型钢筋切断机的设计研究

25、J.机械传动，2004年第2期48-49页17Byton B，Clow.Magnesium Industry Overview.Journal of Advanced Materials&Processes，1996，33(4)：9-1018Fachgemeinschaft Gusseisene Rohre.Handbuch Gussrohr Technik.Koeln，200119Mechnical Design And Systems.Handbook H.A.Robthart，200320Orlovp.Fundamentals of Macheine Design Moscow.Mir

26、Pub，2003致 谢首先，感谢母校黑龙江工程学院四年来对我的教导。在大学期间，通过老师们的谆谆教导，我已具备了一名本科学生应具有的基本素质。特别是创新和实践能力。我会把黑龙江工程学院的精神带到我工作的地方。让人们了解我院的优良品德。其次，在这次的毕业设计中，我要感谢我的指导教师王东胜副教授。本次毕业设计是在王老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，王老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在他的教导下我，我把四年的专业知识与生产实际联系在了一起。用在了GW-40钢筋弯曲机的设计上。并且，在本次毕业设计中，我知道了自己的不足在哪里，了解到理论与实际的差异。在以后工作中要逐步完善知识，将理论与实际有机的结合在一起。此外，我还要感谢我身边的同学，是在设计中我们一起探讨，遇到困难时，给予我帮助，我才能在规定时间内完成设计，谢谢同学们。16