【正文】 process. Thus, this design of the steel bar bender aimed at the rebar under 30mm in diameter utilizes the driving approach of threestage gear and worm, which helps improve the transmission efficiency a great deal. In this design, the working plate of steel bar bender is improved so well that it can not only satisfy the different bending angles of rebar that the existing steel bar bender requires but also make rebar bee arcs of different diameters to meet the demand that rebar can be bent into different shapes in architecture sites. KEY WORDS steel bar bender。此次設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)針對直徑在 30mm 以下的鋼筋，設(shè)計(jì)采用了 “帶 三級齒輪 ”傳動方案，可以大大提高鋼筋彎曲機(jī)的傳動效率。 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 設(shè)計(jì)題目 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 機(jī)械 103 學(xué) 號 1007202195 學(xué)生姓名 陳上富 指導(dǎo)教師 王一軍 老師 2021 年 5 月 15 日 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 摘要 鋼筋彎曲機(jī)是現(xiàn)在建筑行業(yè)最主要的工程機(jī)械之一，主要用于彎曲各種型號鋼筋以滿足建筑工地施工?，F(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)主要是采用 “帶 兩級齒輪 蝸輪蝸桿 ” 的傳動方式，其弊端在于蝸輪蝸桿傳動效率不高，加工難度大。本設(shè)計(jì)還對現(xiàn)有鋼筋彎曲機(jī)的工作盤進(jìn)行改良，使?jié)M足現(xiàn)有鋼筋彎曲機(jī)對鋼筋彎成不同角度的同時，還可以對鋼筋彎成不同直徑的弧形，以更大的滿足建筑工地對鋼筋彎曲成不同形狀的要求。 threestage gear。目前在工程應(yīng)用上使用的比較廣泛的是國產(chǎn) GW40 型鋼筋彎曲機(jī)，它的主要特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、適用性比較強(qiáng)，可以把直徑在 40mm 以下的建筑鋼筋彎彎曲成不同的角度。 但現(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)大多數(shù)是手動或者半自動，而且功能單一，只能將鋼筋彎曲成不同的角度，不能很好的滿足建筑需求，而且現(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)幾乎都是采用典型的 “帶 兩級齒輪 蝸輪蝸桿 ”的傳動方式，傳動效率低下，能源耗損嚴(yán)重。除此之外還對現(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)的工作盤進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)改進(jìn)，變得簡單實(shí)用并且具有通用性，除了可以把不同直徑的鋼筋彎曲成所需角度，同時也可以通過工作盤的調(diào)節(jié)，把鋼筋彎成不同直徑的弧形，解決了以往鋼筋彎曲機(jī)功能單一的問題，不用再購置鋼筋彎弧機(jī)類似機(jī)器，造成資源資金的浪費(fèi)。典型的鋼筋彎曲機(jī)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。 本設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)主要由控制設(shè)備、電動機(jī)、帶輪、減速箱和工作臺幾部分組成，其中減速箱由三級齒輪組成。為了 適用于不同 直徑的鋼筋， 在工作 圓 盤上 多開 幾個孔，用 來 插 彎曲 軸， 也可以換成不同直徑的中心軸，以達(dá)到彎曲不同直徑鋼筋的目的。 ‘’ 設(shè)兩套筒軸心的連線與圓盤切線的距離為 L,d為鋼筋直徑 ,R為弧形鋼筋的曲線半徑。 (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(diào)節(jié)滑動體調(diào)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(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 4 鋼筋彎曲機(jī)傳動方案選擇 典型的鋼筋彎曲機(jī)傳動方案 現(xiàn)行的鋼筋彎曲機(jī)主要有兩種傳動方案 [3]，一種為電機(jī)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(jī)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。 （ 1） 蝸輪蝸桿傳動 蝸輪蝸桿傳動的效率 η=η1η2η3 式中， η1為第 1級齒輪傳動效率，取 ； η2為第 2級齒輪傳動效率，取 ； η3為蝸桿傳動效率，這是本文分析的關(guān)鍵，而 η3=η31η32η33 式中， η31為攪油及濺油效率 ,它與裝油量、回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)速和浸油深度等有關(guān)，取 ；η32為軸承效率，在此不計(jì)功率損失； η33為蝸輪螺旋副嚙合效率。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 速度 Vs=πdn /(6104)。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 —14有 ρν≈5176。/tan(12176。43′)≈。 （ 2） 全齒輪傳動 全齒輪傳動的效率 η=η1η2η3 式中 , η η η3分別為第 1， 2， 3級齒輪傳動的效率 ,均取為 ，則 η=. 傳動效率的比較 通過兩種傳動方案 的比較 ，蝸輪蝸桿 的傳動 主要有以下幾點(diǎn) 不足 [5]： 1）蝸輪蝸桿傳動效率 比較 低 ，只是 全齒輪傳動的 65%， ,； 2）由于蝸輪蝸桿嚙合面間存在相當(dāng)大的滑動速度 ， 故齒面容易產(chǎn)生磨損和發(fā)熱 ,對潤滑條件要求較高； 3）蝸輪蝸桿 的 加工較困難 ,不適合批量生產(chǎn)； 4） 因?yàn)?彎曲機(jī)的工作強(qiáng)度 和工作時間都 比較高 ， 蝸輪 比較容易 磨損，尤其是在 缺少潤滑 的情況下 ,蝸輪很快 就 磨損失效 ，當(dāng) 更換蝸輪時互換性不好，更換較困難 。 這一章通過對鋼筋的受力分析確定所需的最大扭矩，從而確定鋼筋彎曲機(jī) 的各參數(shù)，然后進(jìn)行鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算。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(qiáng)化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩： M=（ K1+K0/2Rx） Wσs 式中， K0為強(qiáng)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(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)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=（ N K=1701（ Nn/9550=3KW, n= 考慮到部分機(jī)械效率 η=，則電動機(jī)最大負(fù)載功率 A= A0/η=3/=（ KW） 電動機(jī)選用 Y 系列三相異步電動機(jī)，型號為 Y112M4，額定功率 P=4KW，轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min 主參數(shù)確定 （ 1） 傳動比分配 設(shè)減速器輸入軸轉(zhuǎn)速 n1=514r/min，皮帶輪的傳動比 i0=1440r/min/514r/min= 三級齒輪傳動比的分配，根據(jù)文獻(xiàn)《三級齒輪傳動最佳傳動比配比的研究》 [8]得出各級傳動比的最佳分配為： i1=(4i)1/7 i2= i12 / 2 i3 = i22 / 2 根據(jù)輸出轉(zhuǎn)速為 總傳動比 i=514/=，所以 i1=(4i)1/7= i2= i12 / 2 = i3 = i22 / 2 = 所以選最后取整 i1=2, i1=, i1= 即可滿足精度要求 . （ 2） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 9 nI=n 電機(jī) =1440r/min nII=nI/i 帶 1==1440/=(r/min) nIII=nII/i/2=(r/min) nⅣ =nII/i1=(r/min) nⅤ =nII/i1=(r/min) （ 3） 計(jì)算各軸的功率 PI=P 工作 = PII=PIη 帶 == PIII=PIIη 軸承 η 齒輪 = = PⅣ =PⅢ η 軸承 η 齒輪 = = PⅤ =PⅣ η 軸承 η 齒輪 = =3KW （ 4） 計(jì)算各軸扭矩 TI=9550PI/nI=9550=m TIII=9550PIII/nIII=9550 =m TⅤ =9550PⅤ /nⅤ =95503/ = 則取 dd1=100mmdmin=75 dd2=n1/n2 （ 4）確定帶長和中心矩 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P152 式（ 514）得 0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 0. 7(100+280)≤a0≤2(100+280) 所以有： 266mm≤a0≤760mm 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P158 式（ 822）得： L0=2a0+(dd1+dd2)+(dd2dd1)/4a0 =2500+(100+280)+(280100)2/（ 4500） = 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P146 表（ 82）取 Ld=1600mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P158 式（ 823）得： a≈a0+（ LdL0） /2=500+（ ） /2 = = （ 5）驗(yàn)算小帶輪包角 α1=1800（ dd2dd1） /a =1800(280100)/ = =1200（適用） （ 6）確定帶的根數(shù) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P152 表（ 84a）單根普通 v 帶基本額定功率 P0= 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P153 表（ 84b）單根普通 v 帶基本額定功率的增量 △ P0= 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P155 表（ 85）包角 修正系數(shù) Kα= 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P146 表（ 82）長度系數(shù) KL= 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 12 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P158 式（ 826）得 Z=PC/Pr=PC/(P0+△ P0)KαKL =(+) = 取根數(shù) Z=4 （ 7）計(jì)算軸上壓力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P149 表 83 查得 q=，由式（ 827）單根 V 帶的初拉力： F0=500（ Kα） PC/ KαZV+qV2 =[500（ ） ()+]N = 則作用在軸承的壓力 Fp，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P159 式（ 828） Fp=2ZF0sinα1/2=2 = （ 8）帶輪設(shè)計(jì) 簡圖 圖 32 帶輪 設(shè)計(jì)簡圖 齒輪設(shè)計(jì) 廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)論文 13 第一級齒輪傳動設(shè)計(jì) ? 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （ 1）按照設(shè)計(jì)選用直齒圓柱齒輪傳動 （ 2）考慮鋼筋彎曲機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p210 表108， 故選用 7 級精度。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 p191 表 1401，選擇小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 241~286HBS，取 280HBS。 （ 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(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算 3211 ][ ???????????HEdtZuuKTd ?? （ d1t 為設(shè)計(jì)小齒輪直徑； K為計(jì)算齒輪強(qiáng)度用的載荷系數(shù)； T1為小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩； φd 為齒寬系數(shù)； u 為齒輪傳動