【導讀】學號：2009000。。。。用鋼材是建筑工程用基礎材料之一，對建筑業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。以來，國內(nèi)新增建筑鋼材產(chǎn)能產(chǎn)線數(shù)量占現(xiàn)有總數(shù)的兩成以上。建筑大型工程承重結(jié)構(gòu)，抗震設計最佳選材。我國土木工程、房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)形式是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。噸，約占鋼材使用量的一半。扭耳等)，熱處理鋼筋，低碳冷拔絲，普通松弛，低松弛預應力鋼絲，技術(shù)人員正在研究鋼筋彎曲機，以實現(xiàn)高效率的生產(chǎn)。當前我國正在大力發(fā)展基礎建設及城市化建設，各種建筑耗費了大量的鋼筋，技術(shù)的迫切要求，急需一種適用特殊范圍鋼筋彎曲機。其中以GW40A型鋼筋彎曲機為代表。數(shù)控技術(shù)應用于各種建筑機械當中，同時也制造出了數(shù)控彎曲機。鋼筋彎曲機也是在全速的發(fā)展，各項投入都在增加。輪一蝸輪蝸桿傳動"方案的彎曲機的生產(chǎn)、應用較為普遍，市場占有率高。因此，對鋼筋彎曲機傳動方案進行改變，間的距離，方便彎曲不同直徑的鋼筋。當工作盤轉(zhuǎn)動時，心軸和工作軸都在轉(zhuǎn)動，

　　

【正文】 式 33 得 Mt=[(+)/2]/ ==。 鋼筋彎曲力 RKdF b / ?? 公式（ 34） 式中， d 為彎曲鋼筋直徑 (mm) ， d =10mm（取最大直徑）； b? 為材料強度，由手冊查得 b? =600MPa； K 為安全系數(shù) (取 1. 3)； R 為彎曲半徑，彎曲直徑120mm210mm,取最小 R=120/2=60mm。則代入公式 34 數(shù)據(jù)得 F1= 10 600/60=78KN 由 M=F1L0sin2α =78 ( 22 )= 知，圓盤工作能力滿足要求，因此其尺寸也就符合設計要求。 17 彎曲電動機的選擇 由于本設計中要求對鋼筋的彎曲角度實現(xiàn)精確地控制，故選用步進電機來控制。通過以上計算可知彎曲鋼筋時需要轉(zhuǎn)矩為 ，結(jié)合步進電機參數(shù)，選用型號為 130BYG350，其參數(shù)如表 表 規(guī)格型號 相數(shù) 步距角（ ?） 相電流（ A） 保持轉(zhuǎn)矩（ ） 轉(zhuǎn)動慣量（） 重量 (Kg) 外形尺寸 (mm) 130BYG350FH 3 ?? 同時選用 HJ 系列減速器， HJ 系列行星減速器參數(shù)如表 表 130HJ 系列普通行星減速箱技術(shù)參數(shù) 速比 4/5/6 16/24/36 反向間距 ? ? 輸出力矩有效值 93% 95% 級數(shù) 一級 二級 厚度（ mm） 128 158 最高轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分鐘） 200 25 額定最大輸出力矩（ ） 190 280 130HJ 系列普通行星減速器安裝尺寸 邊長 凸臺直徑 軸徑 軸長 出軸方式 130mm 95mm 30mm 70mm 10x50 鍵槽 安裝孔數(shù)量 安裝孔位置 其他 4 Ф 150 M10 岀軸已加工為 M10x22 內(nèi)孔 18 切斷電機的選擇 用電動機經(jīng)一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后 ,帶動曲軸旋轉(zhuǎn) ,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動 ,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。本次畢業(yè)設計的鋼筋切斷機 ， 要求切斷鋼筋的最大直徑 10mm，切斷速度為 30 次 /分。 切斷鋼筋時受力分析 為了保證鋼筋的剪斷，剪應力應超過材料的許應剪應力 ??? 。即切斷鋼筋的條件為：? ??? ??AQ 查資料可知鋼筋的許用剪應力為： ? ? 142~128?? MPa,取最大值 142MPa。由于本切斷機切斷的最大剛筋粗度為：10max?dmm。 則本機器的最小切斷力為： ][Q42max ?? ? 4142Q 2maxd??? 2??? 11147Q? N 取切斷機的 Q=12021N。 很明顯滿足要求 功率計算 由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。 而設計的曲軸的偏心距為 15mm，則切斷處的功率 P ：WWvQvFP 23012021 ?????????? ? 查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為η = ~； 齒輪減速器的效率為η = ~； 滾動軸承的傳動效率為η = ~； 連桿傳動的效率為 19 η = ~；滑動軸承的效率為 ~?? 由以上可知總的傳動效率為 : η = = 由此可知所選電機功率最小應為 ???Pkw 切斷電機的選擇 結(jié)合以上計算功率 ， 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 Y160M8，輸出功率為 4kw，輸出速度為720r/min。 該電機的參數(shù)為表 表 型號 額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率 因素 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流 最大轉(zhuǎn)矩 噪聲 振動 速度 重量 額定轉(zhuǎn)速 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 1級 2級 KW A r/min % cosФ 倍 倍 倍 dB Mm’ s kg Y160M8 4 720 84 2 6 2 64 66 105 回送電機的選擇 由于本設計一大特別之處就是在于能夠快捷地彎曲長鋼筋而不需 要卸下鋼筋重新裝夾，其中需要的一個步驟就是彎曲完鋼筋的一端后在彎曲另一端時需要把鋼筋往回送，而且需要對彎曲的長度給予控制，故此處需要一個能控制進給量的電機。 20 回送鋼筋的受力分析 鋼筋要想彎曲另外一端時，需要先將鋼筋切斷，然后夾住鋼筋往回走。此時的鋼筋只受鋼筋的重力，工作臺的支持力。當往回過程中時還受工作臺與鋼筋的摩擦力以及絲杠傳動的力。 其受力示意圖如圖 : 圖 鋼筋受力示意圖 由于后面支撐可以用一個滾動支撐，以 5m 長的 10mm 的 鋼筋為例。其質(zhì)量為 22 ???????? ??? 其重力為 G=mg=?10= 摩擦系數(shù)按照??來計算 則有 ???? ? 回送電機的分析選擇 由以上算的結(jié)果可知，需要的驅(qū)動絲杠的電機不大，則此處選擇的是一個42BYGH601704A 型步進電機。并 由此組成絲杠傳動系統(tǒng)。該電機的參數(shù)為表 表 規(guī)格型號 相數(shù) 步距角（ ?） 相電流（ A） 保持轉(zhuǎn)矩（ ） 轉(zhuǎn)動慣量（） 重量 (Kg) 外形尺寸 (mm) 42BYG25 2 ?? 21 0C0151 4 確定傳動比和參數(shù) 傳動比的分配 為了使傳動過程中各部分達到最好的協(xié)調(diào)以及各部分形狀尺寸的要求，需要對傳動比進行分配。 分配原則： a、 使各級傳動的承載能力大致相等 。 b、 減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。 c、 使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑最為簡便。 矯直部分傳動比的分配 由選的電機參數(shù)可以得知， Y132M8 三相異步電動機的額定轉(zhuǎn)速為710r/min。而矯直機需要的矯直速度為每分鐘 40 米，矯直所需的餓牽引輪的直徑為 120mm，由此可以初略估算牽引輪所需要的轉(zhuǎn)速 由 wrv? ， nw ?2?可得 min/ 400002 rrvn ????? ?? 故傳動需要的總傳動比是 ?i 由于該設計中尺寸位置的限制，初級帶輪選擇的傳動比為 ??? DD 后 級帶傳動時，由于使用帶根數(shù)比較少，采用的傳動比為 1，故齒輪減速器的傳動比為 ??? iii 根據(jù)減速器的參數(shù)選擇了減速器的型號為 ZD15，傳動比選用 5，滿足以上 22 要求。 切斷部分傳動比的分配 有之前選擇的電機的參數(shù)可知，切斷電機的功率為 4kw，額定轉(zhuǎn)速為720r/min。 總傳動比為24307200 ??? nni 由于三角帶采取的減速比 ??? DDi 故齒輪減速器的減速比為 ??iii 取 2i=18，故選取傳動比為 18 的二級齒輪減速，其型號為 ZL25，傳動比 18，滿足以上要求。 5 V 帶傳動的設計 a. 由設計可知： V 帶傳動的功率為 3kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為 710r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為 542r/min。 查表可知 工況系數(shù)取 KA= ， Pc= 3=。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應得圖表選取 B 型 V 帶。 b. 帶輪基準直徑：查閱相關(guān)手冊選取小帶輪基準直徑為 d1=160mm，則大帶輪基準直徑為 d2= 160=200mm ：s/ 1 ?? ???? ??? ndv π d. 中心矩、帶長及包角的確定。由式 (d1+d2)a02(d1+d2) 可知： (160+200)a02(160+200) 得 252〈 a0〈 720 初步確定中心矩為 a0=500mm 根據(jù)相關(guān)公式初步計算帶的基準長度： 23 )160200()202160(250024 )(22 20 221210 ????????????? π）（π a ddddaL d查表選取帶的長度為 1600mm 計算實際中心矩： 39。0 ??????? dd LLaa 取 517mm 驗算小帶輪包角： ?? 12 ????? ? a ddα e. 確定帶的根數(shù)： ? ? lac kkPP PZ ???? 0Δ 查表知 0P=, Δ 1P= ka= kl= 則 ? ? ?????Z 取 z=2 f. 張緊力 20 )(500 qvkvZpF c ??? 查表 q=) ( 20 ???????F g. 作用在軸上的載荷： N11862 0 ????????? αFq h. 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸見零件圖 圖 24 圖 帶輪的結(jié)構(gòu)與尺寸圖 25 6 軸的設計校核 軸的設計 參數(shù)確定 軸上的功率 P、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T P=4KW， n=106r/min， T= 求作用在 帶 輪上的力 因為mmd 301 ? 切向力 NTF t 1 1 ???? 徑向力 NFF tr n ???? ?? 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)設計手冊，取 A0=112,于是得 mmnPAd 33330m in ???? 取最小直徑的 dmin=26mm。 最小直徑顯然安在大帶輪上。 軸的結(jié)構(gòu)設計 （ 1）根據(jù)軸上零 件的裝配方案，確定 I 軸的大體形狀 ,如圖 61 所示。 26 圖 Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)示意圖 軸的校核 按當量彎矩法校核 設計軸系結(jié)構(gòu)，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當量彎矩圖。 1） 軸的受力簡圖如圖 6a 27 28 圖 6a 軸的受力彎矩轉(zhuǎn)矩圖 2） 求作用在軸上的力如表 5，并作圖如圖 6c 表 5 作用在軸上的力 垂直面（ Fv） 水平面（ Fh） 軸承 1 F3=1627N F1=8362N 帶輪 BvF =2381N 867NFAH ? 29 軸承 2 F4=754N F3=12619N 牽引輪 0Fv? ?BHF 21848N 3）計算出彎矩如表 6，并作圖如圖 6d、 e 表 6 軸上的彎矩 垂直面（ Mv） 水平面（ Mh） Ⅰ截面 .m m 3 1 4 8 2 4 .5 N1 9 3 . 5 F p1 ???vM 1 6 1 8 0 4 71 9 3 .51 ??? cH FM 合成彎矩 ? ? ? ? m1 6 4 0 0 0 0 N .mN .m m1 6 1 8 0 4 73 1 4 8 2 4 .5 22 ???ⅠM Ⅱ截面 1 8 9 2 7 2 N .m m?ⅡvM N .m 1 5 4 6 7 5H ?ⅡM 合成彎矩 ? ? ? ? m3 1 6 0 0 0 0 N .mN .m m3 1 5 4 6 7 5 .51 8 9 2 7 2 22 ???ⅡM 4）作出轉(zhuǎn)彎矩圖如圖 6f 5）作出當量彎矩圖如圖 6g，并確定可能的危險截面Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的彎矩 如表 7 表 7 危險截面的彎矩 Ⅰ截面 ? ? m1640 000N .mTM 22 ??? ?ⅠⅠeM Ⅱ截面 ? ? m31 60 00 0 N .mTM 22 ??? ?ⅡⅡeM 6）確定許用應力 已知軸材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)，查表得 b? =650MPa 。用插入法查表得? ?b0? =， ? ?b1?? =60MPa ? ?? ? 01 ??? ???? 30 7）校核軸徑如表 8 表 8 校核軸徑 Ⅰ截面 ? ? mm8464 .89 m M3 1be ??? ?? ⅠⅠd Ⅱ截面 ? ? mm9080 .58 m M3 1be ??? ?? ⅡⅡd 結(jié)論：按當量彎矩法校核，軸的強度足夠。 軸的剛度計算 ??? ??? ????? 7 17 1410 165 i pi iii pi iini pi ii I LTI LTI LTG? ??? 所以軸的剛度足夠 7 彎曲電機軸 上鍵的校核 平鍵的選擇 鍵的類型應根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)使用要求和工作狀況來選擇。選擇時應考慮傳遞轉(zhuǎn)拒的大小，聯(lián)接的對中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離長短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸 (鍵寬 b 鍵高 h)與長度 L。鍵的橫截面尺寸 b h 依軸的直徑 d 由標準中選取。鍵的長度 L 一般可按輪轂的長度選定，即鍵