【正文】 切向力 NTF t 1 1 ???? 徑向力 NFF tr n ???? ?? 先初步估算軸的最小直徑。 將以上數(shù)據(jù)代入公式 62得 mmmmm 2 3 ??? ???? 對比計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) m=4,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=,得出 小齒輪齒數(shù) z1= ??md 大齒輪齒數(shù) z2=293=87 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。YSa2=。 取彎曲疲勞 安全系數(shù) S=，得 ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? ? ? MP aMP aSK FEFNF ???? ?? （ 3）計(jì)算載荷系數(shù) K K=KAKVKFαKFβ=1= （ 4）齒形系數(shù) 由設(shè)計(jì)手冊查得 YFa1=； YFa2=。 根據(jù) v=， 8 級精度，并有由設(shè)計(jì)手冊查得，動(dòng)載系數(shù) Kv=；直齒輪，KHα=KFα=1；使用系數(shù) KA=；用插值法查得 8級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時(shí)，KHΒ=；由 ?hb ， KHΒ=，查得 KFΒ=。KHN2=，取失效 概率為 1%，安全系數(shù)S=1，得 ? ? MP aSK HNH ???? ?? ? ? MP aSK HNH ???? ?? （ 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t,在公式 61代入 [ζH]中較小的值 d1t≥ 323 ??????????? （ 2）計(jì)算圓周速度 v v= smnd t / 21 ?? ???? ?? （ 3）計(jì)算齒寬 b b=Φd （ 2）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。由設(shè)計(jì)手冊查得，齒寬系數(shù) Φd=1，材料彈性影響系數(shù) ZE=189。 （ 3）選用小齒輪齒數(shù) z1=25,大齒輪齒數(shù) z2= 75253 ?? 。 （ 2）材料選擇。 齒輪的結(jié)構(gòu) 齒輪 Ⅰ ，如圖 61；齒輪 2，如圖 62。 由公式 62得， mmmmm 2 3 ??? ???? xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 對比計(jì)算結(jié)果，由齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) m=,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=,得出 小齒輪齒數(shù) z1= ??md 大齒輪齒數(shù) z2=284=112 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 （ 5）應(yīng)力校正系數(shù) 設(shè)計(jì)手冊查得 YSa1=； YSa2=。 N1=60n1jLh=603601830015=108 N2=108/4=108 （ 3）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 由設(shè)計(jì)手冊取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=， KHN2=；取失效概率為 1%，安全系數(shù)S=1，得 ? ? MP aSK HNH ???? ?? ? ? MP aSK HNH ???? ?? xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 （ 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t,代入 [ζH]中較小的值 d1t≥ 323 ??????????? （ 2）計(jì)算圓周速度 v v= smnd t /100060 11 ?? ???? ?? （ 3）計(jì)算齒寬 b b=Φd；按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ζHlim 1=600MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ζHlim 2=550MPa。 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 d1t= ? ?3 21 )(HEdt ZuuTK ?? ??? 公式 （ 61） （ 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試 選載荷系數(shù) Kt=。 選擇小齒輪 材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度相差為 40HBS。 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 5— 1大帶輪 圖 5— 2小帶輪 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 6 圓柱齒輪設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)壽命為 15年，假設(shè)每年工作 300天，每天工作 8小時(shí) 第一級齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 選定精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）彎曲機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8級精度。 大帶輪根據(jù)結(jié)構(gòu)需要采用輪輻式，如圖 5— 1，具體尺寸詳見圖紙。 V帶的初拉力的最小值 F0 由設(shè)計(jì)手冊得 A型帶的單位長度質(zhì)量 q=。 （ 3）計(jì)算實(shí)際中心距 a mmmmLLaa dd 533)2 17341800500(2 00 ??????? mmmmLaa d 5 0 6)1 8 0 00 1 3 3(0 1 i n ?????? mmmmLaa d 587)( a x ?????? 所以中心距變動(dòng)范圍為， 506mm— 587mm 1? ? ? ? ? ????? 90157533 0121 ???????? add dd? z （ 1）計(jì)算單根 V帶的額定功率 由 mmdd 901 ? 和 min/1440m rn ? ，由設(shè)計(jì)手冊查得 kWP ? 根據(jù) min/1440 rnm ? ， i=4和 A帶型，查設(shè)計(jì)手冊得 kWP ?? 由設(shè)計(jì)手冊查得 ??K ， ?lK ，于是 ? ? ? ? kWKWKKPPP Lr ???????? ? （ 2）計(jì)算 V帶的根數(shù) z。 （ 3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1 mmmmdid dd 360904102 ???? 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊標(biāo)準(zhǔn)，將大帶輪直徑圓整為 dd2=355mm V帶的中心距和基準(zhǔn)長度 （ 1） 初選中心距 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材 [15]查得， (dd1+dd2)≤a≤2(dd1+dd2) 公式（ 51） 由公式 51計(jì)算得， ≤a≤890mm， 初定中心距 mma 5000 ? 。 （ 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1=90mm。i 2，其中 i1為高速級齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比， i2為低速級齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 因?yàn)?? ?ii ~ ? ，取 i1=4，則 i2=3。 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 4 確定傳動(dòng)比及運(yùn)動(dòng)參數(shù) 48301440 ??? nni ma 由 iiia .0? ，式中 ii ,0分別 為帶傳動(dòng)和減速器傳動(dòng)比。n/9550=30/9550KW= 式中， P0為輸出功率； n 為主軸轉(zhuǎn)速； T為主軸傳遞的扭矩， T=Mt=。 由上面計(jì)算可知 Mt=，又有已知條件知轉(zhuǎn)速 n=30r/min。 鋼筋彎曲力 RKdF b / ?? 公式 （ 34） 式中， d為彎曲鋼筋直徑 (mm) ， d =20mm（取最大直徑）； b? 為材料強(qiáng)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。 將以上計(jì)算數(shù)值代入公式 32得， M1=[(+15/6)800373]=。 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 M1=（ k1+k0/2Rx） Wζs 公式 （ 32） 其中， k0為相對強(qiáng)化系數(shù)，由延伸率 δp=， 15 ??? pk ?。對于 25MnSi， ζs=373N/mm2。 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 圖 21 彎曲工作部分示意圖 1壓彎銷軸 2鋼筋 3中心銷軸 4工作圓盤 5支承擋銷 初 步 設(shè) 計(jì) 鋼 筋 彎 曲 機(jī) 的 工 作 盤 尺 寸 為 ： 直 徑 400mm,L1=120mm ，L0=170mm, 3 240L mm? ,α=arcos(L1/L0)= arcos(120/170)=45o。首次彎曲時(shí)，現(xiàn)將行程開關(guān)移動(dòng)到一個(gè)角度，并且試彎一根鋼筋，然后將彎好的鋼筋取下用鋼筋角 度測量器量取試彎角度，將該角度與所要彎曲的角度經(jīng)行比較，移動(dòng)形成開關(guān)，減去試彎角度與實(shí)際xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 需要角度之間的差值，從而可以獲得精確的彎曲角度。將鋼筋放于中心銷軸與壓彎銷軸之間，開動(dòng)機(jī)器，即可實(shí)現(xiàn)對鋼筋的彎曲。 圖 11 傳動(dòng)原理示意圖 1壓彎 銷軸 2中心銷軸 3工作圓盤 4齒輪 5電機(jī) 6帶輪 7V帶 工作臺面彎曲方案 傳動(dòng)系統(tǒng)將動(dòng)力傳至工作圓盤，在工作圓盤中心位置安裝有中心銷軸，并在圓盤上安裝壓彎銷軸。 由于傳動(dòng)級數(shù)越多，能量損失越大，因此 為了減少能量損失，盡量減少變速等級，所以初步選擇三級變速，包括帶傳動(dòng)和二級齒輪變速；同時(shí)綜合考慮鋼筋彎曲機(jī)的工作環(huán)境及要求，選擇全齒輪傳動(dòng)方案。 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 經(jīng)過對渦輪機(jī)構(gòu)和全齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)精度和 傳動(dòng)效率的比較發(fā)現(xiàn)， 渦輪蝸桿雖然傳動(dòng)精度較高，但是能量損失太大，況且本文所設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)對鋼筋彎曲的精度控制與傳動(dòng)方案 的精度關(guān)系很小，本文所采用的是另一種由行程開關(guān)、分度盤等組成的自動(dòng)化裝置，更好的控制彎曲精度，從這方面考慮，全齒輪傳動(dòng)方案，比較適合應(yīng)用于鋼筋彎曲機(jī)。 （ 3）傳動(dòng)效率的比較 由上述計(jì)算可知，蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率僅為全齒輪傳動(dòng)的 %。43′)≈ 又由公式 24得 2? == 將 2? 代入公式 23得渦輪蝸桿傳動(dòng)效率 η==。/tan(12176。左右，蝸桿的分度圓直徑 d=76 mm左右，其蝸輪蝸桿表面的滑動(dòng)速度 )106/( 4???? nds ?? ，代入相關(guān)參數(shù)計(jì)算得 Vs≈ m/s。43′。而 2322212 ???? ? 公式 （ 24） 式中， 21? 為攪油及濺油效率，取 ； 22? 為軸承效率，在此不計(jì)功率損失； 23? 為蝸輪螺旋副嚙合效率。 由此可得出， 采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)時(shí) ,傳動(dòng)精度較高。 代入 式 22相 關(guān)參數(shù)有 31 5/ gg ??? ????? ? （ 3）傳動(dòng)精度的比較 為便于比較 ,設(shè)定各級齒輪傳動(dòng)誤差相同，均以 g?? 表示 ,蝸輪蝸桿傳動(dòng)的誤差與齒輪傳動(dòng)誤差幾乎相等，即 wg ?? ??? 。 代入 式 21相關(guān)參數(shù)有 wg ??? ????? 30/1 （ 2）全齒輪傳動(dòng) 全齒輪傳動(dòng)的精度 2341 )//( gg ZZ ??? ????? ? 公式 （ 22） 式中 , 21, gg ?? ?? 為第 1,2級齒輪傳動(dòng)誤差。 xxxx 大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 總體方案的確定 傳動(dòng)方案的確定 下面以二級 變速對各方案的精度和效率進(jìn)行計(jì)算比較。設(shè)計(jì)過程中主要用到、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)等課程方面的知識。 本文對 V 帶輪和圓柱傳動(dòng)齒輪進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對軸、鍵和軸承等關(guān)鍵部件進(jìn)行了力學(xué)分析計(jì)算和強(qiáng)度校核，表明該鋼筋彎曲機(jī)完全符合設(shè)計(jì)要求。 鋼筋的彎曲角度由工作盤側(cè)面的觸桿與限位開關(guān)調(diào)節(jié)， 打彎鋼筋后可以自動(dòng)歸位，能 實(shí)現(xiàn)彎曲角度的自動(dòng)化。 ..................................................