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河 北 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
學(xué) 院： 機(jī)械電子工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名: 閆立業(yè) 學(xué) 號: 020501120
設(shè)計(論文)題目： 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計
起 迄 日 期: 2006年3月13日-6月23日
設(shè)計(論文) 地點(diǎn): 河北科技大學(xué)
指 導(dǎo) 教 師: 雒運(yùn)強(qiáng)（副教授）
專 業(yè) 負(fù) 責(zé) 人: 鄭惠萍（教授）
任務(wù)書下達(dá)日期: 2006年3月 6 日
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
通過本畢業(yè)設(shè)計課題使學(xué)生基本掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算的基本方法和步驟，掌握建筑鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用方法并了解其現(xiàn)狀。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過的基本理論知識和專業(yè)知識及專業(yè)技能的能力，使學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)進(jìn)一步得到提高。
2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
設(shè)計一臺臥式鋼筋切斷機(jī)，最大切斷鋼筋直徑14mm，切斷次數(shù)15次/分；
1． 調(diào)研，搜集資料，翻譯相關(guān)英文科技資料；
2． 編寫開題報告；
3． 設(shè)計鋼筋切斷機(jī)的傳動方式并繪制其傳動原理圖；
4． 設(shè)計鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)并繪制其裝配圖；
5． 繪制主要零部件的部裝圖和零件圖；
6． 編寫設(shè)計計算說明書一份；
7.答辯。
3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實(shí)物樣品等〕：
1． 翻譯相關(guān)英文科技資料5000漢字以上；
2． 畢業(yè)設(shè)計中的全部文件資料符合學(xué)校規(guī)定的格式和要求；
3． 繪制的圖紙數(shù)量合零號圖4張以上；
4． 設(shè)計計算說明書要在1.5萬漢字以上；
5. 以上所有資料刻錄光盤一張；
6. 課題成果屬河北科技大學(xué)所有。
4．主要參考文獻(xiàn)：
1 蘇翼林主編.材料力學(xué)（第3版）.天津：天津大學(xué)出版社，2001
2 孫桓 陳作模主編.機(jī)械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，2001
3 李繼慶 陳作模主編.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1999
4 梁崇高等著.平面連桿機(jī)構(gòu)的計算設(shè)計.北京：高等教育出版社，1993
5 劉政昆編著.間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu).大連：大連理工大學(xué)出版社，1991
6 伏爾默J等著.連桿機(jī)構(gòu).石則昌等譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990
7 王慰椿.機(jī)械基礎(chǔ)與建筑機(jī)械.南京：東南大學(xué)出版社，1990
8 高蕊.鋼筋切斷機(jī)刀片合理側(cè)隙的保證方法.建筑機(jī)械化，1997年第4期37-38頁
9 王平，張強(qiáng)，許世輝.鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的頂?shù)杜c連切[J].建筑機(jī)械,1997年第5期47-48頁
10 宜亞麗.鋼筋矯直切斷機(jī)剪切機(jī)構(gòu)研究分析.機(jī)械，2004年第10期14-16頁
5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2006年
3月13日~4月8日
4月9日~4月15日
4月16日~5月10日
5月11日~6月1日
6月2日~6月10日
6月11日~6月14日
6月15日~6月20日
6月21日~6月23日
搜集、整理、熟悉分析、翻譯相關(guān)資料，寫出開題報告；
設(shè)計鋼筋切斷機(jī)的傳動方式并繪制傳動原理圖；
設(shè)計鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)并繪制其裝配圖；
繪制鋼筋切斷機(jī)的主要部裝圖和零件圖；
編制設(shè)計計算說明書；
修改完善；
論文答辯；
其它。
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
學(xué)院意見：
主管院長：
年 月 日
河 北 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)
學(xué)生姓名： 閆立業(yè) 學(xué) 號： 020501120
學(xué) 院： 機(jī)械電子工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
題 目： 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計
指導(dǎo)教師： 雒運(yùn)強(qiáng)（副教授）
評閱教師： 付其鳳（副教授）
2006年6月
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
河 北 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目： 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計
學(xué)生姓名： 閆立業(yè) 學(xué) 號： 020501120
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師： 雒運(yùn)強(qiáng)（副教授）
2006年4月16日
1 文獻(xiàn)綜述
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅猛發(fā)展，建筑市場呈現(xiàn)出前所未有的喜人景象。鋼筋在建筑上應(yīng)用非常廣泛，它可以用作預(yù)制構(gòu)件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機(jī)按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。目前建筑工地使用的鋼筋切斷機(jī)雖能完成切斷動作，但其執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有考慮到對切刀運(yùn)動規(guī)律和動力特性的要求，切刀工作過程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機(jī)加以改進(jìn)，重新設(shè)計，以獲得動態(tài)性能較好的鋼筋切斷機(jī)。
1.1 鋼筋切斷機(jī)的種類和特點(diǎn)
經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用鋼筋切斷機(jī)市場現(xiàn)已基本形成。目前，市場上生產(chǎn)和銷售的鋼筋切斷機(jī)種類很多，根據(jù)設(shè)備組成的各工作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)可以按6 種方法進(jìn)行分類，見表1
表１ 鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的分類：
形式
特點(diǎn)
調(diào)直方式
調(diào)直模式
鋼筋調(diào)直效果好，比較容易控制。但調(diào)直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋。
曲線輥式
調(diào)直速度較快，鋼筋調(diào)直效果好，且易控制。但被加工鋼筋表面劃傷較重，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋和對鋼筋表面劃傷要求不高的場合。
對輥式
調(diào)直速度快，被加工鋼筋表面有劃傷輕微，工作噪聲??；鋼筋調(diào)直效果一般，控制要求較高。適合各種鋼筋，特別適合冷、熱軋帶肋鋼筋。
調(diào)直模式+ 對輥復(fù)合式
鋼筋調(diào)直效果比較好，比較容易控制。調(diào)直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較?。贿m合各種鋼筋。
切斷方式
錘擊切斷方式
適用中、小直徑鋼筋，工作噪聲連續(xù)、較大。易出現(xiàn)連切現(xiàn)象，定尺誤差最小。適用于中、低速度的鋼筋調(diào)直機(jī)和對定尺精度要求較高的場合。
飛剪切斷方式
適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲較大，不連續(xù)。定尺精度不高，但沒有連切現(xiàn)象。適用于高速鋼筋調(diào)直機(jī)。
液壓切斷方式
適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲小。沒有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的鋼筋調(diào)直機(jī)。
落料方式
支撐柱式
結(jié)構(gòu)簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋調(diào)直度較高的場合。
翻板式
結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。
撤板式
結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。
敞口式
結(jié)構(gòu)簡單，工作噪聲較小，適用于大、中直徑鋼筋，且鋼筋調(diào)直較好的場合。
定尺方式
機(jī)械式
定尺誤差小，易控制。噪聲較大，壽命短。適用于對定尺誤差要求較高，速度要求不高的場合。
機(jī)電式
定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長。適用于對定尺誤差要求較低，調(diào)直速度要求較高的場合
控制方式
普通電氣控制
線路復(fù)雜，對維護(hù)人員要求較高?？刂凭鹊?，易發(fā)生故障，初期調(diào)試麻煩。
ＰＬＣ控制
線路簡單，對維護(hù)人員要求不高?？刂凭容^高，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初期調(diào)試簡單。
上料方式
開卷式
設(shè)備復(fù)雜，放線速度快、鋼筋不扭轉(zhuǎn)，特別適合于高速工作狀態(tài)。
非開卷式
設(shè)備單一，適于調(diào)直速度不太高的工作場合。放線時鋼筋自然扭轉(zhuǎn)。
根據(jù)工作環(huán)境及任務(wù)要求，我初步選定錘擊式切斷方式、PLC控制電動機(jī)。
1.2 我國鋼筋切斷機(jī)的發(fā)展方向
縱觀我國建筑用鋼筋切斷機(jī)的總體水平，與國際上先進(jìn)產(chǎn)品相比還是比較落后。主要表現(xiàn)在：企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，生產(chǎn)效率低下。大部分產(chǎn)品調(diào)直速度較低，鋼筋的直線度不高，表面劃傷較重。造成這種局面的主要原因在于，我國的建筑用鋼筋切斷機(jī)市場還沒有真正形成，還處在地域及價格因素占主導(dǎo)位置的過渡階段，尚未進(jìn)入真正的市場競爭階段。生產(chǎn)企業(yè)多而零散，且大都處在一種小而全、小而不全的狀態(tài)，在這些生產(chǎn)企業(yè)中很難形成強(qiáng)大的技術(shù)投入在這種條件下，企業(yè)之間相互抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，很難找到擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領(lǐng)軍式的企業(yè)。
建筑用新Ⅲ級鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。為此，許多企業(yè)投入大量資金，爭相開發(fā)、研制適合新!級鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋切斷機(jī)。
在傳統(tǒng)的調(diào)直模式和曲線輥式調(diào)直切斷機(jī)中廣泛采用的錘擊式切斷機(jī)構(gòu)，長期以來一直存在連切的問題，被行業(yè)稱之為老大難問題。多少年來，許多生產(chǎn)企業(yè)和使用單位為此傷透了腦筋，想盡了各種辦法，始終沒有徹底解決。隨著專利技術(shù)“錘擊式?jīng)_壓及切斷設(shè)備的零連切裝置”的開發(fā)與應(yīng)用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機(jī)構(gòu)的連切問題，而且調(diào)直度好，長度誤差小，受到了新老戶、特別是廣大鋼筋焊網(wǎng)企業(yè)的熱烈歡迎。僅傳統(tǒng)設(shè)備改造一項(xiàng)就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場。
采用剪式切斷機(jī)構(gòu)的新型對輥式鋼筋切斷機(jī)的使用，不僅明顯地降低了對冷、熱軋帶肋鋼筋表面的傷，也使得鋼筋的調(diào)直速度由過去的４０－６０m/min， 提高到90-120m/min、150m/min，甚至達(dá)到180m/min以上，直線度≤3mm/m，長度誤差±2mm，完全可以和國外產(chǎn)品媲美。
復(fù)合式（對輥+調(diào)直模式）鋼筋切斷機(jī)，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品（調(diào)直模式）調(diào)直度好的特點(diǎn)，同時也使對輥式調(diào)直機(jī)的優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，調(diào)直速度由過去的30-50m/min 提高到80m/min。調(diào)直鋼筋的范圍也由φ5-10mm提高到φ14mm，直線度≤4‰，定尺精度≤10mm。
在電氣控制方面，眾多企業(yè)紛紛淘汰傳統(tǒng)的電氣控制技術(shù)，竟相采用先進(jìn)的PLC 式電腦控制，不僅使控制單元得到了簡化，整機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠，維護(hù)更加簡單，更使我國建筑用鋼筋切斷機(jī)的整體水平躍上一個新的臺階，極大地縮短了與國際上先進(jìn)產(chǎn)品的差距。
面對空前廣闊的鋼筋切斷機(jī)市場，廣大生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。多年來，受運(yùn)輸長度等多種因素影響，大型軋鋼企業(yè)生產(chǎn)的直徑小于φ14鋼筋都是以盤條形式走向市場。目前已有個別企業(yè)看準(zhǔn)后續(xù)加工（即鋼筋的調(diào)直與定尺切斷）中的可觀利潤，開始購入單機(jī)。一旦這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)并完成對現(xiàn)有生產(chǎn)線的改進(jìn)，將以往的盤條改為直條走向市場，勢必對現(xiàn)有的鋼筋切斷機(jī)市場，特別是對鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠(yuǎn)慮，必有近憂，這是一個應(yīng)該引起廣大鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問題。
綜上所述，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機(jī)械市場，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足廣大用戶的需求，盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國廣大鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
２ 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑
2.1 這次我要做地題目是臥式鋼筋切斷機(jī)，本次設(shè)計的基本要求
a．用手工將不同規(guī)格的鋼筋按送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截斷。
b．運(yùn)動要求
i）在切斷過程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質(zhì)量，減少沖擊。
ii）保證切刀行程H。
iii) 切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率。
vi) 保證切刀的每分鐘切斷次數(shù)（生產(chǎn)率）。
c．動力要求：切刀能產(chǎn)生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動性能。
2.2 我的設(shè)計的工作原理
采用電動機(jī)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(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。如圖1：
圖1傳動簡圖
2.2.1 電機(jī)的選擇
根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境選擇電動機(jī)類型，采用臥式安裝，防護(hù)式電機(jī)，繞線型三相異步電動機(jī)。
2.2.2 傳動方式的選擇
選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因?yàn)樗捎脕韨鬟f空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全可靠等特點(diǎn)。
2.2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇
動力由電動機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動,而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)。
三種方案優(yōu)缺點(diǎn)分析：
曲柄滑塊機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動比較容易,通過改變不同長度比的桿件搭配就可以控制滑塊的行程及速度
齒輪齒條機(jī)構(gòu),傳動平穩(wěn),速度均勻,但是它的輸出運(yùn)動為單向的,在一個工作周期內(nèi)只有通過改變齒輪的轉(zhuǎn)動方向才能實(shí)現(xiàn)往復(fù),不適合本題的要求.
盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),通過計算出移動滾子從動件的位移S和轉(zhuǎn)動角R的關(guān)系S(R),由S(R)計算出凸輪廓線,然后制造出相應(yīng)形狀的凸輪,可以比較精確的實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力學(xué)要求.但是,正如上述分析,凸輪制造比較麻煩,除非特殊需要,否則在一般條件下,不宜使用這種方案.
綜合上述分析,考慮現(xiàn)實(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。曲柄的主要結(jié)構(gòu)型式又分為四種：圓盤式，偏心輪式，偏心軸式，曲軸式。通過考慮實(shí)際情況，我決定選擇曲軸式。
同時，在曲軸處安裝一飛輪，用于儲存慣性能。使切斷過程順利進(jìn)行。
2.2.4 外殼的選擇
我采用全開式，原因有兩個方面。一 有利于散熱，同時方便在關(guān)鍵部位放潤滑油。二 價格便宜，制造簡單。
2.3 方案的優(yōu)缺點(diǎn)的分析
從整體上來說，臥式鋼筋切斷機(jī)占地面積較大，但相對的高度較小。從結(jié)構(gòu)上說，用電動機(jī)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(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋，
有較好的急回特性，推程速度平穩(wěn)，急回速度較快。
參考文獻(xiàn)
1 蘇翼林主編.材料力學(xué)（第3版）.天津：天津大學(xué)出版社，2001
2 孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，2001
3 李繼慶，陳作模主編.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1999
4 梁崇高等著.平面連桿機(jī)構(gòu)的計算設(shè)計.北京：高等教育出版社，1993
5 劉政昆編著.間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu).大連：大連理工大學(xué)出版社，1991
6 伏爾默J等著.連桿機(jī)構(gòu).石則昌等譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990
7 田野編寫.我國鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展.建筑機(jī)械化，2005年第1期23頁
8 王慰椿.機(jī)械基礎(chǔ)與建筑機(jī)械.南京：東南大學(xué)出版社，1990
9 高蕊.鋼筋切斷機(jī)切斷過程分析及最大沖切力的計算.建筑機(jī)械，1995第2期24-25頁
10 何德譽(yù).曲柄壓力機(jī).北京：清華大學(xué)出版社，1987
11 車仁煒，陸念力 王樹春.一種新型鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計研究.機(jī)械傳動，2004年第2期48-49頁
12 高蕊.鋼筋切斷機(jī)刀片合理側(cè)隙的保證方法.建筑機(jī)械化，1997年第4期37-38頁
13 王平，張強(qiáng)，許世輝.鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的頂?shù)杜c連切[J].建筑機(jī)械,1997年第5期47-48頁
14 宜亞麗.鋼筋矯直切斷機(jī)剪切機(jī)構(gòu)研究分析.機(jī)械，2004年第10期14-16頁
15 孟進(jìn)禮，衛(wèi)青珍.對鋼筋切斷機(jī)發(fā)展的幾點(diǎn)看法.建筑機(jī)械化，2000年第2期14-15頁
指導(dǎo)教師意見：
1.對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
該同學(xué)搜集到的文獻(xiàn)資料具有很強(qiáng)的針對性，特別是對文獻(xiàn)中的結(jié)構(gòu)和形式分析較為具體全面，為下面所設(shè)計的鋼筋切斷機(jī)的選型和方案制定打下了基礎(chǔ)。
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
本課題有一定的深度，所設(shè)計的內(nèi)容包括了皮帶傳動、齒輪傳動、曲柄連桿機(jī)構(gòu)等。要求對機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用焊接結(jié)構(gòu)，需要學(xué)生有一定的想象力。本課題適合于機(jī)械類學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，可以使學(xué)生得到綜合的訓(xùn)練。本課題有一定的難度和工作量要求，經(jīng)過學(xué)生努力后可以按時完成本設(shè)計。
指導(dǎo)教師：
2006年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù) 責(zé) 人：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要
本課題設(shè)計建筑上的臥式鋼筋切斷機(jī)的工作原理是：采用電動機(jī)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(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。
根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境選擇電動機(jī)類型，采用臥式安裝，防護(hù)式電機(jī)，鼠籠式三相異步電動機(jī)。選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。一級帶傳動，它具有緩沖、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。兩級齒輪減速，齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全可靠等特點(diǎn)。動力由電動機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動,而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)。本課題采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。
關(guān)鍵詞 切斷 建筑 鋼筋 齒輪 曲柄滑塊
畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要
Title lie type steel cutting machines’designing
Abstract
This article introduces a kind of architectural lie type steel cutting machines. Its operating principles are: It use electric motors level triangle belt transmission and secondary gear transmission to slowdown. Then, it drives the crank rotate, The crank connected to slide block and moving blades in the slippery way make the back and forth straight line sport, makes the moving blades and the fixed blade shear and cut steel.
According to the working environment choice the type of electric motors, using horizontal installation, protection of the electrical, squirrel-cage three-phase asynchronous motor. Option three slowdown,
first level belt slowdown, followed by the secondary gear deceleration. First level with the introduction of automated, because it has a buffer, absorb shock and operate smoothly, small noise, and can protect the over loading. Then introduce a secondary gear deceleration slowdown, because gear transmission can be used to transmit arbitrary space between the two axis movement and momentum, and the scope of power, transmission efficient transmission accurately, long using life, such as safe and reliable character. Power output by electric motors through slow down transmission system to import power to the executive body. As the system make rotation movement, The steel cutting machine needs the back and forth straight line sport ,in order to achieve this transformation, we can use c slider-crank institutions or gear and rack. I decided to consider realistic conditions using slider-crank as the executing machinery.
Keywords cutting architectural reinforcing steel dar gear slider-crank
目 錄
1 引言…………………………………………………………………………………… 1
1.1概述…………………………………………………………………………………………………1
1.2題目的選取……………………………………………………………………………………… 2
1.3鋼筋切斷機(jī)的工作原理…………………………………………………………………………2
2 電機(jī)的選擇…………………………………………………………………………2
2.1 鋼筋切斷機(jī)需用力計算 ………………………………………………………… 2
2.2 功率計算 ………………………………………………………………………… 3
3 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………………………… 3
3.1 基本傳動設(shè)計計算…………………………………………………………………… 3
3.2帶傳動設(shè)計……………………………………………………………………………5
3.3齒輪傳動設(shè)計 ……………………………………………………………………… 6
3.4軸的校核 ……………………………………………………………………………14
3.5 鍵的校核…………………………………………………………………………… 22
3.6軸承的校核 ………………………………………………………………………… 23
4 鋼筋切斷機(jī)的摩擦 磨損和潤滑 ………………………………………………… 25
結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 27
致謝 ………………………………………………………………………………… 28
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………29
1 引言
1．1 概述
鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn)，因此近年來逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
國內(nèi)外切斷機(jī)的對比：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤不高等原因，所以廠家?guī)资陙砘揪S持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。
1)國外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm，而國內(nèi)一般為17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉(zhuǎn)換角度。
2)國外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機(jī)在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產(chǎn)機(jī)器．
3)國內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國外都是雙螺栓固定，25～27mm厚，因此國外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內(nèi)優(yōu)良。
4)國內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為28～31次，國外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。
5)國外機(jī)型一般采用半開式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤滑．國內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉3種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。
6)國內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機(jī)械市場，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足用戶的需求，盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1．2 題目的選取
本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計。要求切斷鋼筋的最大直徑14mm，切斷速度為15次/分。
在設(shè)計中通過計算和考慮實(shí)際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的過程。。畢業(yè)設(shè)計是對四年大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。
1．3 鋼筋切斷機(jī)的工作原理
工作原理：采用電動機(jī)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(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。
2 電機(jī)選擇
傳動方案簡述：選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因?yàn)辇X輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全可靠等特點(diǎn)。動力由電動機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動,而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)?？紤]現(xiàn)實(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。
2.1切斷鋼筋需用力計算
為了保證鋼筋的剪斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過材料的許應(yīng)剪應(yīng)力。即切斷鋼筋的條件為：
查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機(jī)切斷的最大剛筋粗度為：mm。
則本機(jī)器的最小切斷力為：
取切斷機(jī)的Q=22000N。
2.2 功率計算
由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P：W
查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為η= 0.94~0.97； 二級齒輪減速器的效率為η= 0.96~0.99； 滾動軸承的傳動效率為η= 0.94~0.98； 連桿傳動的效率為η= 0.81~0.88；滑動軸承的效率為
由以上可知總的傳動效率為:
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
由此可知所選電機(jī)功率最小應(yīng)為 kw
查手冊并根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境和性質(zhì)選取電機(jī)為：Y系列封閉式三相異步電動機(jī)，代號為Y112M-6，輸出功率為2.2kw，輸出速度為960 r/min。
3. 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算
3.1.1 分配傳動比
電動機(jī)型號為Y，滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min。
a) 總傳動比
b) 分配傳動裝置的傳動比
上式中i0、i1分別為帶傳動與減速器（兩級齒輪減速）的傳動比，為使V帶傳動的外廓尺寸不致過大，同時使減速器的傳動比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取i0 =2，則減速器的傳動比為
c) 分配減速器的各級傳動比
按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=6.4，則i22=5。（注以下有i1代替i11，i2代替i22）
3.1.2 計算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)
a) 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
3.2 帶傳動設(shè)計
本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 29 頁 共 29 頁
1 引言
1．1 概述
鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn)，因此近年來逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
國內(nèi)外切斷機(jī)的對比：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤不高等原因，所以廠家?guī)资陙砘揪S持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。
1)國外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm，而國內(nèi)一般為17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉(zhuǎn)換角度。
2)國外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機(jī)在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產(chǎn)機(jī)器．
3)國內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國外都是雙螺栓固定，25～27mm厚，因此國外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內(nèi)優(yōu)良。
4)國內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為28～31次，國外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。
5)國外機(jī)型一般采用半開式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤滑．國內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉3種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。
6)國內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機(jī)械市場，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足用戶的需求，盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1．2 題目的選取
本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計。要求切斷鋼筋的最大直徑14mm，切斷速度為15次/分。
在設(shè)計中通過計算和考慮實(shí)際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識的過程。。畢業(yè)設(shè)計是對四年大學(xué)所學(xué)知識的一個總結(jié)，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。
1．3 鋼筋切斷機(jī)的工作原理
工作原理：采用電動機(jī)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(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。
2 電機(jī)選擇
傳動方案簡述：選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因?yàn)辇X輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全可靠等特點(diǎn)。動力由電動機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動,而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動,為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動滾子從動件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)?？紤]現(xiàn)實(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。
2.1切斷鋼筋需用力計算
為了保證鋼筋的剪斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過材料的許應(yīng)剪應(yīng)力。即切斷鋼筋的條件為：
查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機(jī)切斷的最大剛筋粗度為：mm。
則本機(jī)器的最小切斷力為：
取切斷機(jī)的Q=22000N。
2.2 功率計算
由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P：W
查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為η= 0.94~0.97； 二級齒輪減速器的效率為η= 0.96~0.99； 滾動軸承的傳動效率為η= 0.94~0.98； 連桿傳動的效率為η= 0.81~0.88；滑動軸承的效率為
由以上可知總的傳動效率為:
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
由此可知所選電機(jī)功率最小應(yīng)為 kw
查手冊并根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境和性質(zhì)選取電機(jī)為：Y系列封閉式三相異步電動機(jī)，代號為Y112M-6，輸出功率為2.2kw，輸出速度為960 r/min。
3. 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 基本傳動數(shù)據(jù)計算
3.1.1 分配傳動比
電動機(jī)型號為Y，滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min。
a) 總傳動比
b) 分配傳動裝置的傳動比
上式中i0、i1分別為帶傳動與減速器（兩級齒輪減速）的傳動比，為使V帶傳動的外廓尺寸不致過大，同時使減速器的傳動比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取i0 =2，則減速器的傳動比為
c) 分配減速器的各級傳動比
按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=6.4，則i22=5。（注以下有i1代替i11，i2代替i22）
3.1.2 計算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動及動力參數(shù)
a) 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
3.2 帶傳動設(shè)計
3.2.1 由設(shè)計可知：V帶傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為960r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為480r/min。
查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，Pc=1.5×2.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng)得圖表選取A型V帶。
3.2.2 帶輪基準(zhǔn)直徑：查閱相關(guān)手冊選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d1=100mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑為d2=2×100=200mm
3.2.3 帶速的確定：
3.2.4 中心矩、帶長及包角的確定。由式
0.7(d1+d2)
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