【正文】 ? ?? ?? ??? ? ? 參照 機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè)選 齒輪 精度等級(jí)為 8 級(jí) 6) 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1 6 6 511p 2 . 7 4T 9 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 . 6 1 0 N m mn 1 0 2 . 4? ? ? ? ? ? ? ? ? 7) 確定重合度系數(shù) Zε 、 Yε ：由公式可知重合度為 111 . 8 8 3 . 2 1 . 6 51 7 7 8??? ? ? ? ?????ε 則由手冊(cè)中相應(yīng)公式可知： 4 4 1 . 6 5 0 . 8 6 833Z ??? ? ?ε ε 1 .6 60 .2 5 0 .7 0 2Y ? ? ?ε ε 8) 確定載荷系數(shù) KH 、 KF 確定使用系數(shù) KA：查閱手冊(cè)選取使用系數(shù)為 KA= 確定動(dòng)載系數(shù) Kv：查閱手冊(cè)選取動(dòng)載系數(shù) Kv= 確定齒間載荷分布系數(shù) KHa、 KFa： 5112 2 1 . 6 1 . 8 3 1 0 3 1 8 . 7 N / m m 1 0 0 N / m m7 0 2 6 . 2 5At AKF KTb b d?? ? ? ?? ? ? ??? 則 ? ? 載荷系數(shù) KH、 KF 的確定，由公式可知 1 .6 1 .7 1 .1 8 1 .2 2 .6 5H A V HK K K K K?? ? ? ? ? ? ? ? ?α 1 . 22 . 6 5 2 . 6 51 . 2FaFHHaKKK K? ? ? ? b) 齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1) 確定許用應(yīng)力 [σ H] ① 總工作時(shí)間 th，假設(shè)該彎曲機(jī)的壽命為 10 年，每年工作 300 天， 每天工作 8 個(gè)小時(shí)，則： h1202183005 ????ht ② 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N2 ? ?1 1 11 16 . 6 6 . 6 6 . 676060 1 110 120 00 1 10i h ivhi hTtN N rn tTt?????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? 67122 ?????? uNNN v ③ 壽命系數(shù) Zn Zn2 ，查閱相關(guān)手冊(cè)選取 Zn1=、 Zn2= ④ 接觸疲勞極限取：σ hlim1=760MPa、σ hlim2=760MPa ⑤ 安全系數(shù)?。?Sh=1 ⑥ 許用應(yīng)力 [σ h1]、 [σ h2] ? ? M P 01 ???? h nHh S Zσσ ? ? M P 241 ???? h nHh S Zσσ 2) 彈性系數(shù) ZE 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取 MPa190?EZ 3) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取 ZH= 4) 求所需小齒輪直徑 d1 ? ?? ?21312532 12 10 4 1 190 2 / 3 4 mh e hdhk T Z Z Zudu???? ? ? ????? ? ? ? ? ?????? ??? ???εψ σ 與初估大小基本相符。 1 8 0 0 1 8 3 05 0 0 4 8 5 m m22ddLLaa ? ?? ? ? ? ? 取 485mm 驗(yàn)算小帶輪包角： 211 8 0 5 7 . 3 1 4 4 . 6dda?? ? ? ?α 2． 1． 6 確定帶的根數(shù) NiN0k1k2Z ? 式中令 N0= Ni=3 k1= k2= 3 3 .6 41 .5 0 .7 0 .8Z ? ? ??? 根 式中 N0—— 單根 帶所傳遞的功率 Ni—— 電動(dòng)機(jī)功率 k1—— 工作狀況系數(shù) k2—— 包角影響系數(shù) 2． 1． 7 單根普通 V 帶輪預(yù)緊力 20 2 .55 0 0 ( 1 )cpF m vvZ k? ? ? 查表 m=20 2 .1 2 .55 0 0 ( 1 ) 0 .1 0 2 1 5 5 6 .7 1 N3 1 5 0 .9 4F ? ? ? ? ? ?? 2． 1． 8 有效圓周力 1 0 0 0 2 .11000 15paF v ?? ? ?140N 2． 2 齒輪的設(shè)計(jì) 2． 2． 1 第一級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) （Ⅰ，Ⅱ 軸） a) 選材料、確定初步參數(shù) 1) 選材料 小齒輪： 40Cr 鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為 280HBS 大齒輪： 45 鋼調(diào)制，平均取齒面硬度為 280HBS 2) 初選齒數(shù) 取小齒輪的齒數(shù)為 18，則大齒輪的齒數(shù)為 18 =63 3) 齒數(shù)比即為傳動(dòng)比 63 ?? 4) 選擇尺寬系數(shù)ψ d 和傳動(dòng)精度等級(jí)情況，參 63 ??照相關(guān)手冊(cè) 查相關(guān)手冊(cè)取 ψ d= 初估小齒輪直徑 d1=100mm，則小齒輪的尺寬為 ： b=ψ d d1= 100=48mm 5) 齒輪圓周速度為： 11 1 0 0 3 5 7 .5 1 .8 7 m / s6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv ?? ??? ? ?π π 參照 機(jī)械 手冊(cè)選 齒輪 精度等級(jí)為 8 級(jí) 6) 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 T1 6 6 41139 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 . 9 2 5 1 0 N m m3 5 7 . 5pT n? ? ? ? ? ? ? ? ? 7） 確定重合度系數(shù) Zε 、 Yε ：由公式可知重合度為 111 . 8 8 3 . 2 1 . 6 51 8 6 3??? ? ? ? ?????ε 則由手冊(cè)中相應(yīng)公式可知： 4 4 1 . 6 5 0 . 8 8 533Z ??? ? ?ε ε 0 .7 50 .2 5 0 .7Y ? ? ?ε 8） 確定載荷系數(shù) KH 、 KF 確定使用系數(shù) KA：查閱手冊(cè)選取使用系數(shù)為 KA= 確定動(dòng)載系數(shù) Kv：查閱手冊(cè)選取動(dòng)載系數(shù) Kv= 確定齒間載荷分布系數(shù) KHa、 KFa： 4112 * * 2 1 . 6 1 . 9 2 5 1 0 1 2 . 8 3 N / m m 1 0 0 N / m m* 4 8 1 0 0At AKF KTb b d ? ? ?? ? ? ?? 2211 1 .20 .8 7 7HaK Z? ? ?ε 11 1 .20 .6 9 2FaK Y? ? ?ε 載 荷系數(shù) KH、 KF 的確定，由公式可知 1 .6 70 1 .16 1 .2 0H A V HK K K K K? ? ? ? ? ? ? ? ?β α 1 . 2 02 . 6 2 . 6 01 . 2 0FaFHHaKKK K? ? ? ? b) 齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1) 確定許用應(yīng)力 [σ H] ① 總工作時(shí)間 th，假設(shè)該切斷機(jī)的壽命為 10 年，每年工作 300 天，每天工作 8 個(gè)小時(shí)，則： h1202183005 ????ht ② 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N2 ? ?6. 631 1 11 16. 6 6. 6 6. 686060 1 715 120 00 1 10i hivhi hTtN N rn tTt?????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? 8 7122 6 . 7 4 1 0 1 . 1 6 1 06 . 5v NNN u ?? ? ? ? ? ③ 壽命系數(shù) Zn Zn2 ，查閱相關(guān)手冊(cè)選取 Zn1=、 Zn2=1 ④ 接觸疲勞極限?。害?hlim1=290MPa、σ hlim2=220MPa ⑤ 安全系數(shù)?。?Sh= ⑥尺寸系數(shù) YX 取 YX=1 ⑦ 許用應(yīng)力 [σ h1]、 [σ h2] ? ? l i m1 Z n 1 Y x 2 2 9 0 1 1 5 8 0 M Pa1Hh hS ? ? ?? ? ?2 σσ ? ? l i m Z n 2 Y x 2 2 2 0 1 11 4 4 0 M Pa1H hh S ? ? ?? ? ?2 σσ 2) 齒形系數(shù) YFa1 YFa2由 機(jī)械設(shè)計(jì) 圖 919 取 YFa1= YFa2= 3) 應(yīng)用力修止系數(shù) YSa1 YSa2由圖可知 YSa1= YSa2= 4) 彈性系數(shù) ZE 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取 MPa190?EZ 5) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ZH查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選取 ZH= 6) 求所需小齒輪直徑 d1 ? ?? ?2131432 12 9 10 1 19 0 771 58 097 .34 m mh e hdhk T u Z Z Zudu???? ? ?????? ? ? ? ? ?????? ??? ???εψ σ 與初估大小基本相符。 2． 1． 4 帶速的確定 1 3 .1 4 1 0 0 1 4 3 0 7 .5 m / s6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv ?? ??? ? ???π 2． 1． 5 中心矩、帶長(zhǎng)及包角的確定 由式 (d1+d2)a02(d1+d2) 可知： (100+400)a02(100+400) 得 350〈 a0〈 1000 中心距過小，將降低帶的壽命，中心距過大會(huì)引起帶的震動(dòng)。由于 V帶的楔形增壓原理 ，結(jié)構(gòu)緊湊，且多已標(biāo)準(zhǔn)化并大批量生產(chǎn)， 因此采用 V帶傳動(dòng)。 1． 5． 2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) a) 各軸的轉(zhuǎn)速Ⅰ ， Ⅱ ， Ⅲ Ⅰ 軸1 0 1430 3 5 7 .5 r / m ini4mnn ? ? ? Ⅱ 軸 12 1 3 5 7 . 5 1 0 2 . 1 4 r / m in3 . 5nn i? ? ? Ⅲ 軸 23 2 1 0 2 .1 4 2 2 r / m in4 .6 4nn i? ? ? b) 各軸的輸入功率 Ⅰ 軸 1 01 3 0 .96 8kwpp? ? ? ? ?η Ⅱ 軸 2 1 12 kwpp? ? ? ? ? ?η Ⅲ 軸 3 2 23 kwpp? ? ? ? ? ?η c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 Ⅰ 軸 119550dpT n?? 2 .8 89 5 5 0 7 6 .9 N m3 5 7 .5? ? ? ? Ⅱ 軸 119550dpT n?? 2 .7 49 5 5 0 2 5 5 .5 N m1 0 2 .4? ? ? ? Ⅲ 軸 119550dpT n?? 2 .6 09 5 5 0 6 9 4 .5 N m22? ? ? ? 計(jì)算出的各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)如下表 表 各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 軸名 功率 P（ kw） 轉(zhuǎn)矩 T (Nm? ) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 傳動(dòng)比 i 電機(jī)軸 3 1430 4 I 軸 II 軸 III 軸 22 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 2． 1 帶輪的設(shè)計(jì) 2． 1． 1 功率的計(jì)算 考慮到帶在工作時(shí)的工作條件不同，帶傳動(dòng)的功率回有變化，按計(jì)算功率Pc 設(shè)計(jì) ： Pc = KAP 式中： P—— 傳動(dòng)的名義功率， KW KA—— 工作情況系數(shù)，詳見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 a）總傳動(dòng) 比 1430 6522i?? b) 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 10 iii ?? 上式中 i0、 i1分別為帶傳動(dòng)與減速器（兩級(jí)齒輪減速）的傳動(dòng)比，為使 V帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，同時(shí)使減速器的傳動(dòng)比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。但這樣機(jī)器成本就會(huì)增加，因此采用自行設(shè)計(jì)的齒輪，由于機(jī)體較大，因此傳動(dòng)比不必過多考慮結(jié)構(gòu)上的緊湊。第二、三級(jí)齒輪傳動(dòng)。 1． 5 主參數(shù)的確定 此次設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)采用三級(jí)傳動(dòng)。綜上所述在本次設(shè)計(jì)中，我決定采用全齒輪傳動(dòng)方案，由于彎曲機(jī)的 轉(zhuǎn)速為 22 次 /min，因此采用三級(jí)減速就可以了，即電機(jī)經(jīng)過一級(jí)帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng) 。 對(duì)于絕大多數(shù)手動(dòng)操作的鋼筋彎曲機(jī) ， 其生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)或者用戶選擇時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮采用全齒輪傳動(dòng) 。 圖 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 圖 全齒輪傳動(dòng) 兩者相比較：（ 1） 采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的鋼筋彎曲機(jī)的傳動(dòng)效率遠(yuǎn)低于全齒輪傳動(dòng)的鋼筋彎曲機(jī) ， 其使用過程中功率損失較大 ， 這是機(jī)器對(duì)較大鋼筋彎不動(dòng)或者電機(jī)發(fā)熱的主要原因 。 另一種為電機(jī)通過一級(jí)帶傳動(dòng)、三級(jí)齒輪傳動(dòng) ， 簡(jiǎn)稱全齒輪傳動(dòng)方案 ， 如圖 2 所示 。 從理論 上講 ， 可以通過增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率來解決此類問題 ， 但這會(huì)增加產(chǎn)品的生產(chǎn)及使用成本 ， 因此設(shè)計(jì)生產(chǎn)性價(jià)比優(yōu)良的鋼筋彎曲機(jī)一直是生產(chǎn)廠家努力的目標(biāo) 。 近來國(guó)產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn) 使用呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì) ， 其傳動(dòng)方案主要有兩種 ，即“帶 — 兩級(jí)齒輪 — 蝸輪蝸桿傳動(dòng)”及“帶 — 三級(jí)齒輪傳動(dòng)”， 其中以“帶 — 兩級(jí)齒輪 — 蝸輪蝸桿傳動(dòng)”方案的彎曲機(jī)的生產(chǎn)、應(yīng)用較為普遍 ， 市場(chǎng)占有率高 。 根據(jù)彎曲鋼筋的直徑