2696 钢筋调直机设计1
2696 钢筋调直机设计1,钢筋,调直机,设计
河南理工大学万方科技学院本科毕业设计(论文)中期检查表指导教师: 周龙 职称: 所在院(系): 机械设计制造及自动化 教研室(研究室):题 目 钢筋调直机设计学生姓名 郭庆轩 专业班级 08 机制 4 班 学号 0828200061一、选题质量:(主要从以下四个方面填写:1、选题是否符合专业培养目标,能否体现综合训练要求;2、题目难易程度;3、题目工作量;4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度)21世纪是一个技术创新的时代,随着我国经济建设的高速发展,钢筋混泥土结构与设计概念得到不断创新,高性能材料的开发应用使预应力混泥土技术获得了高速而广泛的应用,在钢筋混泥土中,钢筋是不可或缺的构架材料,而钢筋的加工和成型直接影响到钢筋混泥土结构的强度、造价、工程质量以及施工进度。所以,钢筋加工机械是建筑施工中不可缺少的机械设备。在实际生产中,钢筋全是圆盘状出现的,这样生产者方便运输,但工地施工所需要的钢筋都为直钢筋,这是钢筋调直机的作用是不可缺少的,他将盘状钢筋调直成为直钢筋用于建筑中。因此,对钢筋调直机的设计意义深远,为我国建筑事业的发展做出贡献,同时巩固理论课上所学的知识,理论联系实践,锻炼自己的动手能力,激发研究潜能,提高同学之间的协作精神。二、开题报告完成情况:在指导老师和同学们的帮助之下,经过一番查阅资料,我顺利的开始了本次毕业设计。虽然我平常生活中经常听说有关钢筋调直的各方面知识,但我对这方面的了解是明显的不够多。所以在刚开始不是很顺利,甚至无从入手。但经过指导老师的引导和在网上查找相关资料,我逐渐找到了设计的切入点,顺利得完成了开题报告。并有了一定的成果和进行了一些前期的工作,并使本次设计有了一个良好的开始。最后我在查阅了一些资料以后,现在已经进入了计算设计过程,我将在以后工作中继续努力,认真完成这次毕业设计。三、阶段性成果:1、根据题目所要求的内容,查阅钢筋调直的相关资料,对此次设计做了全面的了解和分析,在网上查阅了设计所需要的资料。加深了对钢筋调直的认识。2、依据任务书确定了基本的设计方案、详细的进度计划,完成了开题报告和开题答辩。3、逐步熟练掌握了CAD软件的操作应用4、进行了调直机结构形式的分析确定,主要参数的选择及设计计算,同时还对齿轮和中间轴进行了强度校核。现在正在进行装配图的绘制。四、存在主要问题:1、由于对 CAD 软件的不太熟悉,学习软件花费很长时间,从而进度上比计划慢一些2、由于对以前学过的知识掌握不牢固加上对调直机的认识不深,导致在参数选择时不是很确定,计算过程中重复计算几次3、基础知识不太扎实,不能灵活运用以前的知识,对调直机各个方面的设计考虑不是很全面,通过这段时间的设计,使我巩固了基础,学习到了更多设计方面的实践知识五、指导教师对学生在毕业实习中,劳动、学习纪律及毕业设计(论文)进展等方面的评语指导教师: (签名)年 月 日河南理工大学万方科技学院本科毕业设计(论文)开题报告题目名称 钢筋调直机设计学生姓名 郭 庆 轩 专业班级 08 机制 4 班 学号 08282000611、设计(论文)依据及研究意义:伴随着建筑业的发展,建筑机械成为现代工业与民用建筑施工与生产过程中不可缺少的设备。建筑生产与施工过程实现机械化、自动化、降低施工现场人员的劳动强度、提高劳动生产率以及降低生产施工成本,为建筑业的发展奠定了坚实的基础。由于建筑机械能够为建筑业提供必要的技术设备,因此成为衡量建筑业生产力水平的一个重要标志,并且为确保工程质量、降低工程造价、提高经济效益、社会效益与加快工程建设速度提供了重要的手段。所以,提高建筑机械的管理、使用、维护与维修能力,对加快建筑生产与施工速度,具有十分重要的意义。 在建筑物中,钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土机构得到广泛的应用,而钢筋作为结构中的骨架起着级其重要的作用。因此,钢筋加工机械成为建设施工工程中不可缺少的重要设备。而钢筋调直机作为一种重要的钢筋加工机械,是其中使用较多的一种设备。为了更快速、更有效的调直出高质量的钢筋,设计一种自动化程度高、加工质量好、结构简单,调节方便,加工品种多,工作效率高,适用于建筑、水利、桥梁等施工行业的钢筋调直机,既能提高生产效率和钢筋调直质量,又能简化操作程序,而且可以减轻工人的劳动强度。钢筋调直是钢筋加工中的一项重要工序,通常,钢筋调直机用于调直 14以下的盘圆钢筋和冷拔钢筋,并且根据需要的长度进行自动调直,在调直过程中将钢筋表面的氧化皮、铁锈和污物除掉。钢筋调直机又分为孔模式和斜辊式两种。而孔模式是现今应用较多的一种方式。本次设计的建筑钢筋调直机为 GT4-8 型钢筋调直机,采用切刀断料式的调直剪切方法,这种调直机结构简单,造型独特,噪声较低,功率损失少,效率较高,钢筋调直准确,调直范围大,操作安全可靠,特别是减轻了工人的劳动强度。综上所述,此钢筋调直机制造难度小,精度易控制,成本也较低,能够很好的完成钢筋调直工作。2二、研究方案及预期结果GT4-8 型钢筋调直机为切刀断料式,主要由调直筒、传动箱、切断机构、承受架、及机座等组成,能够调直切断直径为 48的钢筋,钢筋抗拉强度 650MPa,切断长度为 300-6000,切断长度误差3,牵引速度为 40m/min,调直筒转速为2800r/min,送料、牵引辊直径为 90,调直、牵引与切断电机型号为 JO2-42-4 型,调直、牵引与切断功率为 5.5KW,外形尺寸长宽高为 72506001220,整机重量为 1000Kg。调直过程:钢筋经导向筒进入调直筒,调直筒内装有五个不在同一中心线上的调直块,钢筋在每个调直块的中孔中穿过,由上、下牵引轮夹紧后向前送进,穿过切断机构到受料槽中,调直筒以高速旋转,调直块反复的连续弯曲钢筋,将钢筋调直,同时清除钢筋表面的污物。传动系统:电动机通过三角胶带传动装置带动调直筒旋转而进行调直工作。经电动机上的另一胶带轮以及一对锥齿轮带动偏心轴,再经二级齿轮减速,驱动上下压辊等速反向旋转,从而实现钢筋牵引运动。又经过偏心轴和双滑块机构,带动锤头上下运动,当上切刀进入锤头下面时即受到锤头敲击,完成钢筋切断。切断机构主要由曲柄轮、连杆、锤头、定长拉杆、复位弹簧、刀台座、上切刀、下切刀、上切刀架组成。电器线路主要由熔断器、交流接触器、热继电器、常开按钮、电动机、转换开关等组成。3三、设计(论文)研究方法及进度安排(按周说明)第 5 6 周 调研收集资料;第 7 周 拟订设计方案;第 811 周 对钢筋调直机总体设计;第 12 周 对传动系统和电器线路进行设计;第 13 周 对调直机机构和牵引剪切机构进行设计;第 14 周 整理图纸、编写设计说明书;第 15 周 进行论文的检查并准备答辩四、参考文献1 田奇 马志奇 童占荣 王进钢筋及预应力机械应用技术M中国建材工业出版社. 2004.5.2 田奇 建筑机械使用与维护M. 中国建材工业出版社 2003.8.3 孟宪源现代机构手册M第 1 版北京:机械工业出版社1994.6.4 徐灏机械设计手册(1)M 第 2 版北京:机械工业出版社2000.5 徐灏机械设计手册(2)M 第 2 版北京:机械工业出版社2000.6 徐灏机械设计手 册(3)M 第 2 版北京:机械工业出版社2000.7 王宗林CHC5/14 钢筋矫直切断机M北京建筑机械2003.8 何斌 宋铭奇中小型建筑机械手册M长沙湖南科学技术出版社1986.9 建筑机械使用手册编写组建筑机械使用手册M北京中国建筑工业出版社1990.10 Zhou Youqiang,Shu Xiaolong.Anglysis of the contact tooth number and load sharing of the small teeth differenceC. Tokyo: International Symposium on Design and Synthesis.1996.11 Shu Xiaolong.Determination of load sharing factor for plametary gearing with small tooth number differenceJ.Mechanism and Machine Throry,1995.45五、指导教师审批意见:指导教师: 年 月 日钢筋调直机设计摘 要伴随着建筑业的发展,建筑机械成为现代工业与民用建筑施工与生产过程中不可缺少的设备。建筑生产与施工过程实现机械化、自动化、降低施工现场人员的劳动强度、提高劳动生产率以及降低生产施工成本,为建筑业的发展奠定了坚实的基础。由于建筑机械能够为建筑业提供必要的技术设备,因此成为衡量建筑业生产力水平的一个重要标志,并且为确保工程质量、降低工程造价、提高经济效益、社会效益与加快工程建设速度提供了重要的手段。因此,对建筑机械的设计和研究具有十分重要的意义。本文对钢筋调直机的设计进行了比较系统的研究,对钢筋调直机进行了分类和综合的介绍;对钢筋调直机的控制系统进行了概述;对钢筋调直机的工作原理进行了系统的分析;对钢筋调直机的功率计算与分配、受力分析、结构设计、主要零部件设计与选择等进行了详细的介绍。结合实际生产的需要,对产品总体结构和工作性能进行了优化设计,达到了比较完善的设计要求,最后对钢筋调直机进行了总体调试。本次设计的钢筋调直机为电机驱动下切剪刀式钢筋调直机,用于调直直径为 14mm 以下的盘圆钢筋或冷拔钢筋。并且根据需要长度进行自动调直和切断,调直过程中将钢筋表面氧化皮、铁锈和污物除掉。充分发挥了其良好的机动性,体积小,操作简单,效率高等特点,在提高施工速度,保证施工质量的同时,降低了人工与材料的成本,减轻了劳动强度,提高了劳动生产率。关键词:钢筋调直机;建筑;机械;施工河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2AbstractAlong with the development of the construction industry, construction machinery become indispensable in modern industrial and civil construction and production process equipment. Mechanization and automation of building production and construction process to reduce the labor intensity of construction site, to improve labor productivity, and reduce the cost of production and construction, has laid a solid foundation for the development of the construction industry. Construction machinery to provide the necessary technical equipment for the construction industry has therefore become an important indicator to measure construction productivity levels, and ensure project quality, reduce project cost, and improve economic efficiency and social benefits and speed up the construction speed provides an important means. Therefore, the design and construction machinery has great significance.In this paper, the design of reinforced Straightening Machine System, classification and comprehensive introduction of reinforced Straightening Machine; an overview of the Bar Straightening Machine Control System; Bar Straightening Machine works carried outsystem analysis; power calculation and allocation of reinforced Straightening Machine, stress analysis, structural design, design of main components and the choice of detail. Combined with the actual production needs, the product of the overall structure and performance optimized design to achieve design requirements, the final overall debugging Bar Straightening Machine.The design of reinforced Straightening Machine for a motor-driven cutting scissors reinforced Straightening Machine for Straightening diameter less than 14mm coiled steel or cold drawn steel bar. Automatic straightening and cutting off the required length, the straightening process will be reinforced surface oxide, rust and dirt to get rid of. Give full play to its mobility, small size, simple operation, high efficiency, and improve the speed of construction to ensure construction quality at the same time, reduces labor and materials costs, reduce labor intensity and improve labor productivity.Key words: Steel Bar Straightening machine; building; machinery; construction目 录前 言 .1第一章 钢筋调直机的设计 .21.1 钢筋调直机的分类 .21.2 钢筋调直切断机的构造及概述 .21.3 钢筋调直机调直剪切原理 .31.4 钢筋调直机工作原理与基本构造 .41.5 钢筋调直机的主要技术性能 .7第二章 主要计算 .82.1 生产率和功率计算 .82.1.1 生产率计算 .82.1.2 功率计算,选择电动机 .82.2 第一组皮带传动机构的设计 .122.2.1 确定设计功率 .122.2.2 初选带的型号 .122.2.3 确定带轮的基准直径 .122.2.4 确定中心距和带的基准长度 .132.2.5 验算小轮包角 .132.2.6 计算带的根数 .132.2.7 计算带作用在轴上的载荷 .142.3 第二组皮带传动机构的设计 .142.3.1 确定设计功率 .142.3.2 初选带的型号 .152.3.3 确定带轮的基准直径 .152.3.4 确定中心距和带的基准长度 .152.3.5 验算小轮包角 .162.3.6 计算带的根数 .162.3.7 计算带作用在轴上的载荷 .162.3.8 主动带轮设计 .17第三章 直齿轮设计 .183.1 确定齿轮传动精度等级 .183.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 .193.1.3 验算齿面接触疲劳强度 .203.1.4 验算齿根弯曲疲劳强度 .203.1.5 齿轮主要参数和几何尺寸 .21第四章 锥齿轮设计 .23第五章 轴的设计与强度校核 .285.1 I 轴的设计与强度校核 .285.1.1 轴的结构设计 .285.1.2 求出齿轮受力 .285.2 轴的设计与强度校核 .305.2.1 轴的结构设计 .30河南理工大学万方科技学院本科毕业论文45.2.2 求出齿轮受力 .30第六章 主要零件的规格及加工要求 .346.1 调直筒及调直块 .346.2 齿轮 .346.3 传送压辊的选用和调整 .346.4 调直机的各传动轴均安装滚动轴承 .356.5 定长机构的选择与调整 .35结 论 .36致 谢 .37参考文献 .38河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前 言21 世纪是一个技术创新的时代,随着我国经济建设的高速发展,钢筋混凝土结构与设计概念得到不断创新,高性能材料的开发应用使预应力混凝土技术获得高速而广泛的发展,在钢筋混凝土中,钢筋是不可缺少的构架材料,而钢筋的加工和成型直接影响到钢筋混凝土结构的强度、造价、工程质量以及施工进度。所以,钢筋加工机械是建筑施工中不可缺少的机械设备。在土木工程中,钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土是主要的建筑构件,担当着极其重要的承载作用,其中混凝土承受压力,钢筋承担压力。钢筋混凝土构件的形状千差万别,从钢材生产厂家购置的各种类型钢筋,根据生产工艺与运输需要,送达施工现场时,其形状也是各异。为了满足工程的需要,必须先使用各种钢筋机械对钢筋进行预处理及加工。为了保证钢筋与混凝土的结合良好,必须对锈蚀的钢筋进行表面除锈、对不规则弯曲的钢筋进行拉伸于调直;为了节约钢材,降低成本,减少不必要的钢材浪费,可以采用钢筋的冷拔工艺处理,以提高钢筋的抗拉强度。在施工过程中,根据设计要求进行钢筋配制时,由于钢筋配制的部位不同,钢筋的形状、大小与粗细存在着极大差异,必须对钢筋进行弯曲、切断等等。随着社会与经济的高速发展,在土木工程与建筑施工中,不同类型的钢筋机械与设备的广泛应用,对提高工程质量、确保工程进度,发挥着重要作用。钢筋调直机械作为钢筋及预应力机械的一种类型,在土木与建筑工程建设中有重要应用,钢筋调直也是钢筋加工中的一项重要工序。通常钢筋调直机用于调直 14mm 以下的盘圆钢筋和冷拔钢筋,并且根据需要的长度进行自动调直和切断,在调直过程中将钢筋表面的氧化皮、铁锈和污物除掉。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2第一章 钢筋调直机的设计1.1 钢筋调直机的分类钢筋调直机按调直原理的不同分为孔摸式和斜辊式两种;按切断机构的不同分为下切剪刀式和旋转剪刀式两种;而下切剪刀式按切断控制装置的不同又可分为机械控制式与光电控制式。本次设计为机械控制式钢筋调直机,切断方式为下切剪刀式。1.2 钢筋调直切断机的构造及概述钢筋调直切断机有调直机构、送料、液压切断、受料架与电器控制装置部分组成。(1)改线部分(该部分由用户根据材料尺寸自理)该部分可实现无吊装自动放线,应该安装于钢筋调直机前端约 6-8 米以外,以确保钢筋调直过程中有足够的张力和长度富余量。(2)预调部分(该部分根据需要定制,不是必备部分)该部分主要靠垂直的 5 套矫轮,来完成从料架供给线材的应力消除处理从而达到线材表面除锈部位装有进线导套装置,进线导套装有 309 轴承一套由 1511 瓦座固定。预调部分,靠紧与应力消除的预调工作,主要有应力轮,应力轮调整方瓦、板座、与架子部分组成。在进线安装与主机的后部。(3)调直筒部分该部分主要靠对称的 5 套曲线调直轮加调直筒的旋转供线材在双曲线的作用下较完全的消除应力并推进线材运行。利用调直轮支架左右丝的前进后退可随意调整线材的平直度,从而完面线材的调直工作。主要有调直筒支架、轴、调直轮支架。(4)牵引送料部分该部分主要有主动送料箱(前箱)与被动送料箱(后箱)各一套。主动送料箱靠 大架 7.5kw 电机为动力传递给送料箱蜗杆带轮,并带动蜗轮轴轮与啮合的活动支架齿轮及轴。从而带动两端装配的一对送料轮来完成送料。在主动箱蜗轮轴的后面装配带动被动箱的链轮及链条,从而带动后面的被动箱来完成调直前后的整个送料工作。主要有箱体、蜗杆、蜗轮及轴,活动支架及轴、送料轮、链轮、链条等组成,某些机型根据需要没有设置被动送料箱。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文(5)切断部分该部分主要有一台 4kw-4 极电机带动液压泵站产生液压动力,通过电磁换向及溢流阀控制平行道轨活动小车的油缸活塞飘走上装配的活动上刀往复行程与油缸座上装配的固定圆底刀行程交错移动,从而把经过圆底刀的线材切断。由于线材在运行中切断,切断时的瞬间阻力推动活动小车前行,形成跟刀运动。当活塞杆带动下刀回位后,供线材消除了阻力,这时活动小车在重砣作用下被钢丝绳拉回复位,回到初始待切状态。主要有 4kw-4 极电机。齿轮泵、电磁换向阀、溢流阀、积成块、活动小车,平衡道轨、高压油管、储油箱等组成。(6)料架部分当调直好线材通过活动小车上的圆底刀,进入受料架后,顺从受料架前行到预先设定的尺寸时,通过导料斜板顶动定尺器装配的接近开关,常闭板成断开形式,这时接近开关发出信号给电器控制电磁换向阀的交流接触器控制换向阀换向,换向后输出的油路在高压溢流阀的作用下形成 8-10mpa 的压力,推动油缸活塞与上刀前行,在通过固定圆底刀的孔时,把圆底刀孔中行进的线材切断,此时在电器控制柜中间时间继电器的作用下控制在 0.2 秒左右后,再次控制电磁换向阀换向,换向后输出的油路在低压溢流阀的作用下形成 2.5-3.5mpa 的压力推动油缸活塞与下刀后行从而完面单条钢筋的切断循环。当线材顶动接近开关时,同时发给计数器信号,供计数器计一次数,达到规定的切断根数后,计数器自动断电,切断了系充运行的电路,控制调直电机自动停机。1.3 钢筋调直机调直剪切原理下切剪刀式钢筋调直机调直剪切原理如图所示:图 1-1 调直剪切原理1-盘料架;2-调直筒;3-牵引轮;4-剪刀;5-定长装置;河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4工作时,绕在旋转架 1 上的钢筋,由连续旋转着的牵引辊 3 拉过调直筒 2,并在下切剪刀 4 中间通过,进入受料部。当调直钢筋端头顶动定长装置的直杆 5 后,切断剪刀便对钢筋进行切断动作,然后剪刀有恢复原位或固定不动。如果钢丝的牵引速度 V=0.6m/s.而剪刀升降时间 t=0.1s,则钢丝在切断瞬间的运动距离 S=Vt=0.60.1=0.06m,为此,剪刀阻碍钢丝的运动,而引起牵引辊产生滑动现象,磨损加剧,生产率降低,故此种调直机的调直速度不宜太快。1.4 钢筋调直机工作原理与基本构造该钢筋调直机为下切剪刀式,工作原理如图所示:图 1-2 钢筋调直机机构简图1-电动机;2- 调直筒; 3-减速齿轮;4-减速齿轮;5- 减速齿轮; 6-圆锥齿轮;7-曲柄轴;8- 锤头;9-压缩弹簧;10-定长拉杆;11-定长挡板;12- 钢筋;13-滑动刀台;14-牵引轮;15-皮带传动机构采用一台电动机作总动力装置,电动机轴端安装两个 V 带轮,分别驱动调直筒、牵引和切断机构。其牵引、切断机构传动如下:电动机启动后,经 V 带轮带动圆锥齿轮 6旋转,通过另一圆锥齿轮使曲柄轴 7 旋转,在通过减速齿轮 3、4、5 带动一对同速反向回转齿轮,使牵引轮 14 转动,牵引钢筋 12 向前运动。曲柄轮 7 上的连杆使锤头 8 上、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文下运动,调直好的钢筋顶住与滑动刀台 13 相连的定长挡板 11 时,挡板带动定长拉杆 10将刀台拉到锤头下面,刀台在锤头冲击下将钢筋切断。调直机的传动示意展开图:图 1-3 钢筋调直机的传动示意展开图1-电动机;2-调直筒;3-皮带轮;4-皮带轮;5-皮带轮;6-齿轮;7-齿轮;8-齿轮;9-齿轮;10-齿轮;11-齿轮;12-锥齿轮;13-锥齿轮;14-上压辊;15-下压辊;16-框架;17-双滑块机构;18-双滑块机构;19-锤头;20-上切刀;21-方刀台;22-拉杆;电动机经三角胶带驱动调直筒 2 旋转,实现钢筋调直。经电动机上的另一胶带轮以及一对锥齿轮带动偏心轴,再经二级齿轮减速,驱动上下压辊 14、15 等速反向旋转,从而实现钢筋牵引运动。又经过偏心轴和双滑块机构 17、18,带动锤头 19 上下运动,当上切刀 20 进入锤头下面时即受到锤头敲击,完成钢筋切断。上压辊 14 装在框架 16 上,转动偏心手柄可使框架销作转动,以便根据钢筋直径调整压辊间隙。方刀台 21 和承受架的拉杆 22 相连,当钢筋端部顶到拉杆上的定尺板时,将方河南理工大学万方科技学院本科毕业论文6刀台拉到锤头下面,可切断钢筋。定尺板在承受架上的位置,可按切断钢筋长度进行调节。图 1-4 钢筋调直机的切断机构1-曲柄轮;2-连杆;3-锤头;4-定长拉杆;5- 钢筋;6-复位弹簧;7-刀台座;8-下切刀;9-上切刀;10-上切刀架;下切刀 8 固定在刀座台 7 上,调直后的钢筋从切刀中孔中通过。上切刀 9 安装在刀架 10 上,非工作状态时,上刀架被复位弹簧 6 推至上方,当定长拉杆 4 将刀台座 7 拉到锤头 3 下面时,上刀架受到锤头的冲击向下运动,钢筋在上、下刀片间被切断。在切断钢筋时,切刀有一个下降过程,下降时间一般为 0.1s,而钢筋的牵引速度为 0.6m/s,因此在切断瞬间,钢筋可有 0.60.1=0.06m 的运动距离,而实际上钢筋在被切断的瞬间是停止运动的,所以造成钢筋在牵引轮中的滑动,使牵引轮受到磨损。因此,调直机的调直速度不宜太快。调直机的电气控制系统图为:河南理工大学万方科技学院本科毕业论文图 1-5 钢筋调直机的电器线路RD-熔断器;D-交流接触器;RJ- 热继电器; AN-常开按钮;D- 电动机;QK- 转换开关;1.5 钢筋调直机的主要技术性能表 1-1 钢筋调直机的型号规格及技术要求参数名称 数值调直切断钢筋直径(mm) 47钢筋抗拉强度(MPa) 650切断长度(mm) 3006000切断长度误差(mm/m) 3牵引速度(m/min) 40调直筒转速(r/min) 2850送料、牵引辊直径(mm) 90电机型号:调直牵引切断 4-Y12M功率: 调直(kW)牵引(kW)切断(kW)4外形尺寸:长(mm)宽(mm)高(mm)72506001220河南理工大学万方科技学院本科毕业论文8整机重量(kg) 1000第二章 主要计算2.1 生产率和功率计算 2.1.1 生产率计算 (2-)/(06.0hkgKDnGQ1)式中: D-牵引轮直径(mm)N-牵引轮转速(r/min)-每米钢筋重量(kg)0GK-滑动系数,一般取 K=0.950.98带入相应数据得: )/(4.2958.03.45901.360)/(06.0 hkghkgKDnQ 2.1.2 功率计算,选择电动机调直部分:调直筒所需的功率: 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文(2-)(974011KWMnN2)式中: 调直筒转速( )1nmin/r传动效率,皮带传动可取 0.961调直筒的扭矩:(2-3)()123mNLfebdMs式中: 钢筋屈服点( )s2/mN调直块偏移量( )e钢筋弯曲次数,一般取 4b钢筋直径( )d钢筋对调直块的摩擦系数,一般取 0.12-0.15f f调直块的间距( )Lm带入相应数据,得:)70.928015.42357mNM()()(3.296.74.1 KWN牵引部分:钢筋牵引功率:(2-)(102P4)式中: 调直速度( )sm/传动效率,按综合传动来计算28.095.78.09.2 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文10牵引轮压紧力:(2-)( NfPsin415)式中: 牵引钢筋所需的拉力( )P钢筋对牵引轮的摩擦系数取 0.21f轮槽角度,一般为 45)(84sin2.0NP.18KWN切断部分:钢筋剪切功率:(2-)(9740sin213KdRNc6)式中: 曲柄偏心距1R钢筋直径d剪切极限强度,约等于抗拉强度的 0.7-0.8 倍 c89.05.978.03708.42来 计 算传 动 效 率 , 按 综 合 传 动)齿 刀 切 角 (每 分 钟 切 断 次 数 )( CmNc带入相应数据,经计算得: )(56.089.0744sin3214.3 KWN钢筋切断力 P:(2-)(42dc河南理工大学万方科技学院本科毕业论文7)式中: d-钢筋直径,mm-材料抗剪极限强度,c2/mN带入相应数据得:)(138670.41.322 NdPc 钢筋切断机动刀片的冲程数 n:(r/min) (2-iI8)式中: -电动机转速,r/minIni-机械总传动比带入相应数据得:(r/min)6.1289.014inI作用在偏心轮轴的扭矩 M:(2-0si()Pr()cokkk abrNmL9)式中: -偏心距,mmkr偏心轮半径与滑块运动方向所成之角LrKk其 中 :),sinarc(L-连杆长度,mm偏心轮轴径的半径,mm0r-偏心轮半径,mma滑块销半径,mmbr-滑动摩擦系数, =0.100.15带入相应数据得:河南理工大学万方科技学院本科毕业论文12驱动功率 N:(2-)(36.18971620kWMnN10)式中: -作用在偏心轮轴的扭矩,N mmM-钢筋切断次数,1/minn-传动系统总效率带入相应数据得:=36.18971620MnN )(3.26.189.07294kW总功率: 524 KN考虑到摩擦损耗等因素,选电动机型号为 ,功率为 4.0KW,转速为41MY1440r/min.2.2 第一组皮带传动机构的设计设计的原始条件为:传动的工作条件,传递的功率 P,主、从动轮的转速 、 (传1n2动比 i) ,传动对外廓尺寸的要求。设计内容:确定带的型号、长度、根数;传动中心距;带轮基准直径及结构尺寸;计算初拉力 ,带对轴的压力0F0Q设计的步骤和方法)(192763 10521405.21.074.5cos)0in8)si(PrmLrrMkbkak 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文2.2.1 确定设计功率 cp考虑载荷性质和每天运转的时间等因素,设计功率要求要比传递的功率略大,即:(2-)(kWPKAC11)式中: P-传递的额定功率, (KW)83.2-工作情况系数, =1.2AKA2.83 1.2=3.39(KW)CP2.2.2 初选带的型号根据设计功率 和主动轮转速 =1440r/mim。选定带的型号为 A 型。c1n2.2.3 确定带轮的基准直径 和1d2(1)选择 ,由 ,查表得 =280(mm)1dmin1d1d(2)验算带速 V,带速太高则离心力大,减小带与带轮间的压力易打滑,带速太低,要求传递的圆周力大,使带根速过多,故 V 应在 525mm/s 之内。(2-)/(84.1)06(2814.3)06(1 smnd12)(3)计算从动轮基准直径 :2d= = =141.47(mm) (2-2d1i12n2805413)取标准值 =140(mm)2d2.2.4 确定中心距 a 和带的基准长度 dL一般取 (2-)(2)(7.021021 dd河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1414)计算相应于 的带基准长度 :0a0dL )(702.16504)28()140(2.354)()(2 20210 madLd 根据初定的 查表,选取接近 值的基准长度 =1600(mm)0ddLdL实际中心距: (2-)(649.270.165020 mad 15)2.2.5 验算小轮包角 2(2-2 120642arcsin1801d16)2.2.6 计算带的根数取 Z=2 (2-3.19.06)15.02(3)(0 LCKPZ17)式中: -包角系数,考虑包角与实验条件不符( )时对传动能力的影响K28-长度系数,考虑带长与实验条件不符时对传动能力的影响L-实验条件下,单根 V 带所能传递的功率0P-单根 V 带传递功率的增量考虑传动比 时,带在大轮上的弯曲应力小,故在寿命相同的条件下,可增大传1i递的功率,其计算式为:(2-)(16.0)(10 kWKnPiB18)式中: -弯曲影响系数,BKB30.河南理工大学万方科技学院本科毕业论文-传动比系数, =1.12iKiK2.2.7 计算带作用在轴上的载荷 Q为设计轴和轴承,应计算出 V 带对轴的压力 Q:(2-)(2sin10NZFQ19)式中: Z-带的根数 -单根 V 带的初拉力 N0F(2-)(65.10784.0)196.52(84.1350)196.52( 220 NqvzPC 20)(2-)(3.27sin26.7NQ21)2.3 第二组皮带传动机构的设计设计的原始条件为:传动的工作条件,传递的功率 P,主、从动轮的转速 、3n(传动比 i) ,传动对外廓尺寸的要求。4n设计内容:确定带的型号、长度、根数;传动中心距;带轮基准直径及结构尺寸;计算初拉力 ,带对轴的压力0F0Q2.3.1 确定设计功率 cP考虑载荷性质和每天运转的时间等因素,设计功率要求要比传递的功率略大,即:(2-)(kWKAC河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1622)式中: P-传递的额定功率, KW17.P-工作情况系数, =1.2AKAK1.17 1.2=1.40(KW)CP2.3.2 初选带的型号根据设计功率 和主动轮转速 =1440r/mim。选定带的型号为 A 型。c3n2.3.3 确定带轮的基准直径 和d4(1)选择 ,由 ,查表得 =140mm3dmin3d3(2)验算带速 V,带速太高则离心力大,减小带与带轮间的压力易打滑,带速太低,要求传递的圆周力大,使带根速过多,故 V 应在 525mm/s 之内。(2-)/(.10)60(41.3)60(3 smnd23)(3)计算从动轮基准直径 :4d=i = =280(mm) (2-4d334dn1407224)取标准值 =280mm4d2.3.4 确定中心距 a 和带的基准长度 dL一般取 (2-)(2)(7.043043 dda25)计算相应于 的带基准长度 :0a0dL )(73.12504)28()1280(4.324)()(203340 madLd 根据初定的 查表,选取接近 值的基准长度 =1400(mm)0ddLdL河南理工大学万方科技学院本科毕业论文实际中心距: (2-)(3627.15403200 mLad 26)2.3.5 验算小轮包角 1(2-1 1207.52arcsin8043d27)2.3.6 计算带的根数取 Z=2 (2-5.196.03)16.09(4)(0 LCKPZ28)式中: -包角系数,考虑包角与实验条件不符( )时对传动能力的影响K28-长度系数,考虑带长与实验条件不符时对传动能力的影响L-实验条件下,单根 V 带所能传递的功率0P-单根 V 带传递功率的增量考虑传动比 时,带在大轮上的弯曲应力小,故在寿命相同的条件下,可增大传递1i的功率,其计算式为:(2-)(16.0)(30 kWKnPiB29)式中: -弯曲影响系数,BKBK31.-传动比系数 =1.12i i2.3.7 计算带作用在轴上的载荷 Q为设计轴和轴承,应计算出 V 带对轴的压力 Q:(2-)(2sin10NZF河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1830)式中: Z-带的根数 -单根 V 带的初拉力 N0F)(14.675.01)93.052(.1450)193.52( 220 NqvzPC )(9637.sin467Q2.3.8 主动带轮设计轴伸直径 d=38mm, 长度 L=80mm,故主动带轮轴孔直径应取 ,毂长应小于md38080mm.大主动带轮结构为辐板式带轮,小主动带轮结构为实心式带轮,轮槽尺寸及轮宽等按表计算得:小带轮:基准宽度 10mm,顶宽 b=13mm;基准线上槽深 5mm;基准线下槽深db ah12mm;槽间距 mm;第一槽对称面至端面的距离 mm;最小轮缘厚fh3.015e 210f;带轮宽 ,z轮槽数;外径m6in mfzB35102)(2)( ;轮槽角 ;极限偏差 mm;当 B1.5 时,L=B=35mm, 为daa028sdsd轴的直径。大带轮:基准宽度 10mm,顶宽 b=13mm;基准线上槽深 5mm;基准线下槽深db ah12mm;槽间距 mm; 第一槽对称面至端面的距离 mm;最小轮缘厚fh3.015e 210f;带轮宽 ,z轮槽数;极限偏差m6in mfzB35102)(2)( mm;外径 轮槽角 ;1;mhdaa98; ;为 轴 的 直 径ssd,76382 dD46)(.10。D2)761(2.0)(.0(10 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文第三章 直齿轮设计在闭式传动中,轮齿折断和点蚀均可能发生,设计时先按齿面接触疲劳强度确定传动主要参数,再验算齿根弯曲疲劳强度。小齿轮齿数 应大于 17 齿,以避免根切现象而1Z影响齿根弯曲强度,一般取 =1840, =i 。为防止轮齿早期损坏, , 应尽量1Z2 1Z2互为质数。当分度圆直径确定时,在满足齿根弯曲强度的前提下,适当减少模数以增加齿数,有利于提高重合度。对传递动力的齿轮传动,模数应大于 2mm(至少 1.5mm),齿数比(传动比)i 不宜过大,以小于 5 为佳,以防止两齿轮直径相差过大及轮齿工作负担相差过大。增大齿宽 b 时,轮齿的工作应力 和 都将减少,有利于提高轮齿承载能力,但 b 过大FH易造成载荷沿齿宽分布不均匀。对于制造安装精度要求高,轴和支承刚度大,齿轮相对于轴承是对称布置时,可取稍大些, 0.81.4。非对称布置时 0.61.2;悬臂dd布置及开式传动中 0.30.4。在硬度 HB350 的硬齿面传动中, 还应下降 50%。d一级减数直齿轮设计已知一级传递功率 ,小齿轮转速 =720r/min,传)(31.97.036.101 KWP 1n动比 i =2.7,每天 1 班, ,预期寿命 10 年。12河南理工大学万方科技学院本科毕业论文203.1 确定齿轮传动精度等级根据使用情况和估计速度 m/s,则选用 8 级精度的齿轮。选择材料:小齿轮选用6v45 号钢,调质处理, ;大齿轮选用 45 号钢,正火处理,1275HBSBS;按国家标准,分度圆上的压力角 ;对于正常齿,齿顶高系2167HBS =20o数 ,顶隙系数=ah=0.c3.1.1 计算许用应力(3-1)991291 1038.7.04104.26iNjLnh1主动轮和从动轮齿面硬度 230HBS 和 170HBS,并查图得,=570Mpa, =520Mpa,查图得, =1.0, =1.14, =1.0,lim1Hlim2H1NZ2N1XZ=1.0, =1.0, =0.92, =1.0。2XZWLVRZHS(3-lim11 570 1.09254.()HNXWLVR MPa2)(3-lim22250 1.4.09254.376()HNXWLVRZ aS3)3.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距小齿轮转距: (3-)(694.173520.5.961 mNT4)初取 ,取 ,查表得 ,2.tKZ 2.71., 0.645adau18.9EZMpa2.cosincosinH(3-5)河南理工大学万方科技学院本科毕业论文确定中心距:(3-)(34.150)4.52918(7.30261.)7.()(2)1( 3 232 mZuKTaHEat 6)取 a=155mm估计模数:m=(0.0070.02)a=(0.0070.02)155=1.0853.1mm,取 m=3mm.各轮齿数:(3-122157.93()3(.)794aZmui7) 取 128,5Z实际传动比 (3-1.68i实8)传动比误差 许用2.710%0.7%5i理 实理分度圆直径:(3-12384()752dmZm9)验算圆周速度: ,选择 8 级精度的齿轮13.4803.17/6/606dnv sm合适。3.1.3 验算齿面接触疲劳强度因电机驱动,载荷平稳,查表, ,由于速度 v=3.17m/s,8 级精度齿轮 ,查1.0AK图得 ,轴上轴承不对称分布,且 ,查图得: ,齿宽 b=1.2vK.6475d1.04K。取 b=54mm, 。10.6475839d河南理工大学万方科技学院本科毕业论文22查表得: 1.0K载荷系数 (3-1.02.410.6AvK10)计算端面和纵向重合度: (3-12.83cosZ1.832751.811)(3-10.8tan0d12)由 查图得: ,取 u=2.7和 .Z(3-12HEKTuZbd13)21.6735.0.118.9250.84987=158 设计安全 MpaH3.1.4 验算齿根弯曲疲劳强度根据材料热处理,查图: 查图: lim1lim2435,415,1.25FFFPaMPaS取 。,则计算出许用应力:1212.0,.02.0NXSTYYY。 取(3-lim11 1.02.69()5FNXS a14)(3-lim224 1.02.64()25FNXSTYMPa15)由图得: 1212.86,.4,1.79,0.FaFaSaSaY Y和河南理工大学万方科技学院本科毕业论文验算弯曲疲劳强度:(3-112FFaSKTYbdm16).6735.942.86150.78)(14.MPa1F(3-221FaSKTYbdm17).6735.94.21790.8设计安全。2.()FMPa3.1.5 齿轮主要参数和几何尺寸128,75,.,3,1.0,.25aZumhc(3-1284dZ18)mm2375mm (3-18421.09aadmh19)mm253.aamm (3-1()842(1025)76.fdhc20)mm2()53(.)1.f ammm (3-12(84)5d21)河南理工大学万方科技学院本科毕业论文24121254,50,60bmbmb取当 3 轴 4 轴间传动比 =2.5 时,齿轮主要参数和几何尺寸34i0,7,.,3,1.,.5aZuhcmm309dmZmm4752mm3231.6aahmm4 0dmmm3()90(.25)8.f acmm42253117fhmm341()().d33460,0,6bmbmb取轴 4 和轴 5 间的传动比 =1,齿轮主要参数和几何尺寸45i62,15,1.,0.25aZuhcmm520dmZmm6mm515.10aahmm6202dmmm5()(.)87.5f acmm6150fhmm34()()12dmm567b河南理工大学万方科技学院本科毕业论文第四章 锥齿轮设计计算两锥齿轮,参照 GT4-8 型调直机的传动示意展开图,齿数比 u=1,锥齿轮材料采用 45 号钢加工制造,采用大圆角留磨滚刀加工,齿面渗碳淬火磨齿,并采用齿面强化喷丸工艺,以提高接触与弯曲强度。锥齿轮 63,精度 6Cgb11365-89。( 喷58HRC丸强化工艺,此技术提供一种通过利用喷丸强化工艺在齿轮表面形成压缩残余应力来提高齿轮的疲劳强度的方法。此技术方法是在利用高压空气向齿轮表面投射大量的喷丸时向与连接作为喷射对象齿轮齿的齿根圆与渐开线的交点及与上述喷射对象的齿轮齿相邻的齿轮齿的齿顶圆与渐开线的交点的直线平行的方向,是向与该直线成 0至 15角的方向投射。)轴交角 。由电动机驱动,工作载荷略有轻微冲击,锥齿轮 1 悬臂支承,锥齿90轮 2 两端支承,转速 720r/min,传递转矩:。 (4-mKNnPT016.72.59.2111)(1)基本参数: 。顶 隙 系 数齿 顶 高 系 数齿 数压 力 角模 数 20.;25;0;4 chzma(2)初步设计: (4-)(19321muKTdHPe2)式中: K-载荷系数,取 1.5u-齿数比,取 1-齿轮的许用接触应力HP )/(182.302lim mNSHP-估计时的安全系数,取 1.1S-试验齿轮的接触疲劳极限limH )/(1302limH估算的结果: = 321195PeuKTd85.92m河南理工大学万方科技学院本科毕业论文26几何尺寸: 齿数比: 齿数 =25; =25 1251zu1z2(4-3)=4 m模数em大端分度圆直径:(4-zdee104251 mzde1042524)分锥角:(4-45arctn212z5)(4-4590216)外锥距: (4-mdRee 7120sin217)齿宽:=0.250.33 取 =0.3 (4-mRbe3.217.0RR8)(重载荷 3.0 3.5)b平均分度圆直径:(4-md mRe8585)3.01(0).1(29)中锥距: (4-10)RRem 35.60).51(7).01( 平均模数: (4-m445河南理工大学万方科技学院本科毕业论文11)齿距: P= =3.14 4=12.56mm (4- m12)齿宽系数: =0.3R节锥角: 451452高度变位系数: (4-0)1(39.0X13) 2齿顶高: (4-mXhea41)(114)a412齿根高: (4-xcmhef 8.4)201()(1 mhf8.4215)顶隙: (4-.42.016)齿顶角: (4-211 5.3)7arctn()arctn( aeRh17)齿根角: (4-211 86.3)74arctn()arctn( feffh18)齿宽中点分度圆直径:(4-211 8510)3.5()5.0( mRm ddd 19) 齿宽中点螺旋角: 3m大端齿顶圆直径:河南理工大学万方科技学院本科毕业论文28(4-211 10645cos20cos2 aaea dhd 20)大端齿根圆直径:(4-211 9345cos8.20cos2 ffef dhd 21)顶锥角: (4-211 .5.34aaa 22)根锥角:
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