【正文】 CH2=Fr285= 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 34 因此 σca＜ [σ1]，所以安全。 (5)按彎矩復合強度計算 1）軸承支反力： 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 36 根據(jù)平行方程總力偶為 0 得 FAY=Fr195/190－ Ft2cos45122/190= FBY=Fr195/190－ Ft2cos45217/190= 2）大齒輪處截面 1 在垂直面的彎矩為 MCH1=FAy95=根據(jù)《機械設計》 p373式 155，及上面所計算的數(shù)據(jù)，以及軸脈動循環(huán)變應力，取 α= ? ?322222ca 17 155 326 37 .12 ? ????? ）（W TM C ??= 因為軸的材料是選用 40Cr，查《機械設計》 p362表 151得 [σ1]=70MPa。mm 5）計算扭矩 TIV=1715560N 2）確定軸各段直徑和長度 I 段： d1=60mm 長度 L1=110mm II 段（軸承段） :軸承選擇接觸角軸承，型 號為 7213AC，內徑 d 為 65mm，寬度B 為 23mm，所以直徑 d2=65mm，設定這段長度 L5=30mm III 段：此段連接大齒輪，取 d3=68mm，根據(jù)箱體，設定長度 d3=140mm IV段：根據(jù)軸肩高度 h=（ mm (6)按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。tanα=tan200= (3)按扭矩初算軸徑 選用 40Cr，調質，硬度 241~286HBS 根據(jù)《機械設計》 P370（ 152）式 ，并查表 153，取 A0=100 d≥ 30 nPA=100()1/3mm= 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d=(1+5%)mm= ∴ 選 d=35mm (4)軸的結構設計 1）軸上零件的定位，固定和裝配 將小齒輪安排在箱體中間，齒輪下方由軸肩定位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承由軸肩定位；大齒輪安排在末端，由端蓋與卡簧定位 2）確定軸各段直徑和長度 I 段（軸承段）： d1=35mm 軸承選用角接觸軸承，型號為 7207AC，內徑 d 為35mm，寬度 B 為 17，所以長度取 L1=17mm II 段 :取第二段 d2=38mm，根據(jù)設計箱體大小與齒輪寬度，設定長度 L2=140mm III 段（定位軸肩）：取根據(jù)軸肩高度 h=（ mm 6）繪制扭矩圖 TIII=9550103PIII/nIII =9550103 =tanα=tan200= 大齒輪： Fr2=Ftmm Mc1 豎直面彎矩圖 水平面彎矩圖 Mc2 51436Nmm (2)求作用在齒輪上的力 1)已知分度圓直徑： d1=64mm 2)轉矩：已知 T2= （ 3）材料選擇。 （ 3）材料選擇。 （ 3）材料選擇。m TII=9550PII/nII =9550 = 所以傳動方案的話，選擇一級帶傳動、三級齒輪傳動。代入相關參數(shù)計算得 Vs≈ m/s。 電動機 帶 輪 減 速 箱 控制設備 工作臺 圖 21 工作框圖 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 3 當想把鋼筋彎成弧形時，可以在工作盤上插上一個圓盤（如下圖 23），調節(jié)燕尾槽的滑動體，鋼筋通過兩個套筒，隨著圓盤的轉動，可以把鋼筋彎成弧形，調節(jié)滑動體，可以實現(xiàn)彎曲成不同形狀的鋼筋弧形 [1][2]。此次設計的鋼筋彎曲機主要 在傳動方式上做了個改進，采用了 “帶 三級齒輪 ”的傳動方式，大大的提高了傳動效率，減少能耗，同時也減少了加工難度。此次設計的鋼筋彎曲機針對直徑在 30mm 以下的鋼筋，設計采用了 “帶 三級齒輪 ”傳動方案，可以大大提高鋼筋彎曲機的傳動效率。 threestage gear。典型的鋼筋彎曲機的傳動方式都是二級齒輪 +蝸輪蝸桿的傳遞方式，傳動效率低下。 (R+d+r)2=(L/2)2+(R一 x)2 22 ( L /2 )r)d(RRx ??? , 這樣 ,要加工成型任意弧度的弧形鋼筋 ,只需通過調節(jié)滑動體調整 x距離即可 , 圖 23 改造后工作臺原理圖 圓盤 滑動體 燕尾槽 套筒 圖 22 工作原理圖 [1] 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 4 鋼筋彎曲機傳動方案選擇 典型的鋼筋彎曲機傳動方案 現(xiàn)行的鋼筋彎曲機主要有兩種傳動方案 [3]，一種為電機通過一級帶傳動、兩級齒輪傳動、一級蝸輪蝸桿傳動，簡稱蝸輪 蝸桿傳動方案， ,如圖 25所示；另一種為電機通過一級帶傳動、三級齒輪傳動，簡稱全齒輪傳動方案，如圖 26。/tan(12176。m） （ 2） 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（強化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩： M=（ K1+K0/2Rx） Wσs 式中， K0為強化系數(shù)， K0=E/δp =, δp 為延伸率， 25MnSi 的圖 31 鋼筋受力分析圖 （直接為 D） 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 8 δp=14%， Rx=R/d0,R 為彎心直徑， R=3 d0， 則得出終彎矩 M=（ Nm TⅤ =9550PⅤ /nⅤ =95503/ = （ 4）選小齒輪齒數(shù) z1=24，大齒輪齒數(shù) z2=224=48 ? 按齒面接觸疲勞強度設計 由設計計算公式進行試算 3211 ][ ???????????HEdtZuuKTd ?? （ d1t 為設計小齒輪直徑； K為計算齒輪強度用的載荷系數(shù)； T1為小齒輪傳遞的轉矩； φd 為齒寬系數(shù)； u 為齒輪傳動比； ZE為材料的彈性影響系數(shù)； [σH]為許用接觸應力） （ 1）確定公式內有關參數(shù)如下 1）試選載荷系數(shù) kt= 2）計算小齒輪傳遞的轉矩 T1=106P/n1=106 = （ 4）選小齒輪齒數(shù) z1=20，大齒輪齒數(shù) z2=20=56 ? 按齒面接觸疲勞強度設計 由設計計算公式進行試算 3211 ][ ???????????HEdtZuuKTd ?? （ d1t 為設計小齒輪直徑； K 為計算齒輪強度用的載荷系數(shù)； T1為小齒輪傳遞的轉矩； φd 為齒寬系數(shù)； u 為齒輪傳動比； ZE為材料的彈性影響系數(shù)； [σH]為許用接觸應力） （ 1）確定公式內有關參數(shù)如下 1）試選載荷系數(shù) kt= 2）計算小齒輪傳遞的轉矩 T1=106P/n1=106 （ 4）選小齒輪齒數(shù) z1=18，大齒輪齒數(shù) z2=22=121， ? 按齒面接觸疲勞強度設計 由設計計算公式進行試算 3211 ][ ???????????HEdtZuuKTd ?? 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 21 （ d1t 為設計小齒輪直徑； K為計算齒輪強度用的載荷系數(shù)； T1為小齒輪傳遞的轉矩 ； φd 為齒寬系數(shù)； u 為齒輪傳動比； ZE為材料的彈性影響系數(shù)； [σH]為許用接觸應力） （ 1）確定公式內有關參數(shù)如下 1）試選載荷系數(shù) kt= 2）計算小齒輪傳遞的轉矩 T1=106P/n1=106 =） d，可以取 d4=37mm,長度L4=12mm V段：此段軸承使用軸套定位，軸承選擇接觸角軸承，型號為 7207AC，內徑 d為 35mm，寬度 B 為 17mm，所以直徑 d5=35mm，根據(jù)箱體間隙和軸承寬度，設 定這段長度 L5=55mm VI 段：這段用于裝帶輪，取直徑 d6=31mm，長度 L6=135mm 3)確定鍵槽長度 鍵選用圓頭平鍵，根據(jù)軸的直徑為 31mm，可以選取鍵的寬度 b=10，高 h=8 根據(jù)鍵的標準長度及齒輪輪轂寬度，初選鍵長度為 40mm (5)求軸上的載荷 1） 繪制軸受力簡圖 ,如圖 34 2） 繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： FAY=Fr（ 175+67+50） =176N FBY=Fr（ 175+67+50） =616N 截面 C 在 垂直面的彎矩為 MC1=FBy=51436N根據(jù)《機械設計》 p373式 155，及上面所計算的數(shù)據(jù)，以及軸脈動循環(huán)變應力，取 α= ? ?322222ca ? ????? W TM C ??= 因為軸的材料是選用 45鋼，查《機械設計》 p362表 151得 [σ1]=60MPa。mm 截面 2 在垂直面的彎矩為 MCH2=FAy85= 因此 σca＜ [σ1]，所以安全。mm 3）計算水平面彎矩 FAz=Ft170/140－ Ft2225/140= FBz=Ft170/140－ Ft285/140= 小齒輪處截面 1 在水平面的彎矩為 MCV1=FBZ70= (7)軸 工作圖 圖 38 軸 IV 主軸的設計 (1)輸出軸上功率 P轉速 n2和轉矩 T2 P2= n2= T2=1715560Nmm 工作盤截面 2 在垂直面的彎矩為 MCH2=Ft2cos4527= 因此 σca＜ [σ1]，所以安全。mm 2c H 222cVC2M MM ?? =cos45=2cos450= (3)按扭矩初算軸徑 選用 40Cr，調質，硬度 241~286HBS 根據(jù)《機械設計》 P370（ 152）式，并查表 153，取 A0=100 d≥ 30 nPA=100()1/3mm= 考慮有鍵槽，將直徑增大 5%，則 d=(1+5%)mm= ∴ 選 d=60mm (4)軸的結構設計 1）軸上零件的定位，固定和裝配 將大齒輪安排在箱體中間，齒輪下方由軸肩定位，上方由卡簧定位，聯(lián)接以平鍵作過渡配合固定，兩軸承由軸肩定位。mm 5）計算扭矩 TIV=tanα=tan200= 大齒輪： Fr2=Ftmm 2c H 222cVC2M MM ?? =mm 3） 求圓周力： Ft 根據(jù)公式得 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 28 小齒輪： Ft1=2T2/d1=2125900/70= 大齒輪： Ft2=2T2/d1=2125900/128= 4） 求徑向力 Fr 根據(jù)公式得 小齒輪： Fr1=Ftmm T m Ft Fr FAy FAz FBz FBy B A m=1603=480mm （ 2）計算中心距 480872da 21 ????? d 廣州大學機械與電氣工程學院畢業(yè)論文 24 (3)計算齒輪寬度 b=Φdd1=187=87mm 取 B2=87mm， B1=90mm 軸的設計 軸 II 的設計 (1)輸出軸上功率 P轉速 n2和轉矩 T2 P2= n2= T2=m=79= （ 2）計算中心距 21 ????? d (3)計算齒輪寬度 b=Φdd1=170=70mm 取 B2=70mm， B1=75mm 第三級齒輪傳動設計 ? 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）按照設計選用直齒圓柱齒輪傳動 （ 2）考慮鋼筋彎曲機為一般工作機器，速度不高，參考《機械設計》 p210 表108， 故選用 7 級精度。m=642=128mm （ 2）計算中心距 962128642da 21 ????? d (3)計算齒輪寬度 b=Φdd1=164=64mm 取 B2=64mm， B1=70mm ? 小齒輪簡圖 圖 33 小齒輪簡圖 第二級齒輪傳動