鋼筋調直機設計【鋼筋校直機】

鋼筋調直機設計【鋼筋校直機】,鋼筋校直機,鋼筋調直機設計【鋼筋校直機】,鋼筋,調直機,設計,校直機 河南理工大學萬方科技學院 本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 指導教師： 周龍 職稱： 所在院（系）： 機械設計制造及自動化 教研室（研究室）： 題 目 鋼筋調直機設計 學生姓名 郭慶軒 專業(yè)班級 08機制4班 學號 0828200061 一、選題質量：（主要從以下四個方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標，能否體現(xiàn)綜合訓練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟、社會、文化及實驗室建設等實際的結合程度） 21世紀是一個技術創(chuàng)新的時代，隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，鋼筋混泥土結構與設計概念得到不斷創(chuàng)新，高性能材料的開發(fā)應用使預應力混泥土技術獲得了高速而廣泛的應用，在鋼筋混泥土中，鋼筋是不可或缺的構架材料，而鋼筋的加工和成型直接影響到鋼筋混泥土結構的強度、造價、工程質量以及施工進度。所以，鋼筋加工機械是建筑施工中不可缺少的機械設備。在實際生產(chǎn)中，鋼筋全是圓盤狀出現(xiàn)的，這樣生產(chǎn)者方便運輸，但工地施工所需要的鋼筋都為直鋼筋，這是鋼筋調直機的作用是不可缺少的，他將盤狀鋼筋調直成為直鋼筋用于建筑中。因此，對鋼筋調直機的設計意義深遠，為我國建筑事業(yè)的發(fā)展做出貢獻，同時鞏固理論課上所學的知識，理論聯(lián)系實踐，鍛煉自己的動手能力，激發(fā)研究潛能，提高同學之間的協(xié)作精神。 二、開題報告完成情況： 在指導老師和同學們的幫助之下，經(jīng)過一番查閱資料，我順利的開始了本次畢業(yè)設計。 雖然我平常生活中經(jīng)常聽說有關鋼筋調直的各方面知識，但我對這方面的了解是明顯的 不夠多。所以在剛開始不是很順利，甚至無從入手。但經(jīng)過指導老師的引導和在網(wǎng)上查找相 關資料，我逐漸找到了設計的切入點，順利得完成了開題報告。并有了一定的成果和進行了 一些前期的工作，并使本次設計有了一個良好的開始。最后我在查閱了一些資料以后，現(xiàn)在 已經(jīng)進入了計算設計過程，我將在以后工作中繼續(xù)努力，認真完成這次畢業(yè)設計。 三、階段性成果： 1、根據(jù)題目所要求的內容，查閱鋼筋調直的相關資料，對此次設計做了全面的了解和分析，在網(wǎng)上查閱了設計所需要的資料。加深了對鋼筋調直的認識。 2、依據(jù)任務書確定了基本的設計方案、詳細的進度計劃，完成了開題報告和開題答辯。 3、逐步熟練掌握了CAD軟件的操作應用 4、進行了調直機結構形式的分析確定，主要參數(shù)的選擇及設計計算，同時還對齒輪和中間軸進行了強度校核?，F(xiàn)在正在進行裝配圖的繪制。 四、存在主要問題： 1、由于對CAD軟件的不太熟悉，學習軟件花費很長時間,從而進度上比計劃慢一些 2、由于對以前學過的知識掌握不牢固加上對調直機的認識不深，導致在參數(shù)選擇時不是很確定，計算過程中重復計算幾次 3、基礎知識不太扎實，不能靈活運用以前的知識，對調直機各個方面的設計考慮不是很全面，通過這段時間的設計，使我鞏固了基礎，學習到了更多設計方面的實踐知識 五、指導教師對學生在畢業(yè)實習中，勞動、學習紀律及畢業(yè)設計（論文）進展等方面的評語 指導教師： （簽名） 年 月 日 河南理工大學萬方科技學院 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目名稱 鋼筋調直機設計 學生姓名 郭 慶 軒 專業(yè)班級 08機制4班 學號 0828200061 1、 設計（論文）依據(jù)及研究意義： 伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑機械成為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑施工與生產(chǎn)過程中不可缺少的設備。建筑生產(chǎn)與施工過程實現(xiàn)機械化、自動化、降低施工現(xiàn)場人員的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)施工成本，為建筑業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。由于建筑機械能夠為建筑業(yè)提供必要的技術設備，因此成為衡量建筑業(yè)生產(chǎn)力水平的一個重要標志，并且為確保工程質量、降低工程造價、提高經(jīng)濟效益、社會效益與加快工程建設速度提供了重要的手段。所以，提高建筑機械的管理、使用、維護與維修能力，對加快建筑生產(chǎn)與施工速度，具有十分重要的意義。 在建筑物中，鋼筋混凝土與預應力鋼筋混凝土機構得到廣泛的應用，而鋼筋作為結構中的骨架起著級其重要的作用。因此，鋼筋加工機械成為建設施工工程中不可缺少的重要設備。而鋼筋調直機作為一種重要的鋼筋加工機械，是其中使用較多的一種設備。為了更快速、更有效的調直出高質量的鋼筋，設計一種自動化程度高、加工質量好、結構簡單，調節(jié)方便，加工品種多，工作效率高，適用于建筑、水利、橋梁等施工行業(yè)的鋼筋調直機，既能提高生產(chǎn)效率和鋼筋調直質量，又能簡化操作程序，而且可以減輕工人的勞動強度。 鋼筋調直是鋼筋加工中的一項重要工序，通常，鋼筋調直機用于調直φ14㎜以下的盤圓鋼筋和冷拔鋼筋，并且根據(jù)需要的長度進行自動調直，在調直過程中將鋼筋表面的氧化皮、鐵銹和污物除掉。鋼筋調直機又分為孔模式和斜輥式兩種。而孔模式是現(xiàn)今應用較多的一種方式。本次設計的建筑鋼筋調直機為GT4-8型鋼筋調直機，采用切刀斷料式的調直剪切方法，這種調直機結構簡單，造型獨特，噪聲較低，功率損失少，效率較高，鋼筋調直準確，調直范圍大，操作安全可靠，特別是減輕了工人的勞動強度。綜上所述，此鋼筋調直機制造難度小，精度易控制，成本也較低，能夠很好的完成鋼筋調直工作。 二、研究方案及預期結果 GT4-8型鋼筋調直機為切刀斷料式，主要由調直筒、傳動箱、切斷機構、承受架、及機座等組成，能夠調直切斷直徑為4—8㎜的鋼筋，鋼筋抗拉強度650MPa，切斷長度為300-6000㎜，切斷長度誤差≤3，牽引速度為40m/min，調直筒轉速為2800r/min，送料、牽引輥直徑為90㎜，調直、牽引與切斷電機型號為JO2-42-4型，調直、牽引與切斷功率為5.5KW，外形尺寸長×寬×高為7250㎜×600㎜×1220㎜，整機重量為1000Kg。 調直過程：鋼筋經(jīng)導向筒進入調直筒，調直筒內裝有五個不在同一中心線上的調直塊，鋼筋在每個調直塊的中孔中穿過，由上、下牽引輪夾緊后向前送進，穿過切斷機構到受料槽中，調直筒以高速旋轉，調直塊反復的連續(xù)彎曲鋼筋，將鋼筋調直，同時清除鋼筋表面的污物。 傳動系統(tǒng)：電動機通過三角膠帶傳動裝置帶動調直筒旋轉而進行調直工作。經(jīng)電動機上的另一膠帶輪以及一對錐齒輪帶動偏心軸，再經(jīng)二級齒輪減速，驅動上下壓輥等速反向旋轉，從而實現(xiàn)鋼筋牽引運動。又經(jīng)過偏心軸和雙滑塊機構，帶動錘頭上下運動，當上切刀進入錘頭下面時即受到錘頭敲擊，完成鋼筋切斷。 切斷機構主要由曲柄輪、連桿、錘頭、定長拉桿、復位彈簧、刀臺座、上切刀、下切刀、上切刀架組成。 電器線路主要由熔斷器、交流接觸器、熱繼電器、常開按鈕、電動機、轉換開關等組成。 三、設計（論文）研究方法及進度安排（按周說明） 第5 ~6周 調研收集資料； 第 7 周 擬訂設計方案； 第8~11周 對鋼筋調直機總體設計； 第 12 周 對傳動系統(tǒng)和電器線路進行設計； 第 13 周 對調直機機構和牽引剪切機構進行設計； 第 14 周 整理圖紙、編寫設計說明書； 第 15 周 進行論文的檢查并準備答辯 四、參考文獻 [1] 田奇 馬志奇 童占榮 王進．鋼筋及預應力機械應用技術[M]．中國建材工業(yè)出版社. 2004.5. [2] 田奇 建筑機械使用與維護[M]. 中國建材工業(yè)出版社 2003.8. [3] 孟憲源．現(xiàn)代機構手冊[M]．第1版．北京：機械工業(yè)出版社．1994.6. [4] 徐灝．機械設計手冊（1）[M] ．第2版．北京：機械工業(yè)出版社．2000. [5] 徐灝．機械設計手冊（2）[M] ．第2版．北京：機械工業(yè)出版社．2000. [6] 徐灝．機械設計手 冊（3）[M] ．第2版．北京：機械工業(yè)出版社．2000. [7] 王宗林．CHC5/14鋼筋矯直切斷機[M]．北京．建筑機械．2003. [8] 何斌 宋銘奇．中小型建筑機械手冊[M]．長沙．湖南科學技術出版社．1986. [9] 《建筑機械使用手冊》編寫組．建筑機械使用手冊[M]．北京．中國建筑工業(yè)出版社．1990. [10] ]Zhou Youqiang,Shu Xiaolong.Anglysis of the contact tooth number and load sharing of the small teeth difference[C]. Tokyo: International Symposium on Design and Synthesis.1996. [11] Shu Xiaolong.Determination of load sharing factor for plametary gearing with small tooth number difference[J].Mechanism and Machine Throry,1995. 五、指導教師審批意見： 指導教師： 年 月 日 5 鋼筋調直機設計 摘 要 伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑機械成為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑施工與生產(chǎn)過程中不可缺少的設備。建筑生產(chǎn)與施工過程實現(xiàn)機械化、自動化、降低施工現(xiàn)場人員的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)施工成本，為建筑業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。由于建筑機械能夠為建筑業(yè)提供必要的技術設備，因此成為衡量建筑業(yè)生產(chǎn)力水平的一個重要標志，并且為確保工程質量、降低工程造價、提高經(jīng)濟效益、社會效益與加快工程建設速度提供了重要的手段。因此，對建筑機械的設計和研究具有十分重要的意義。 本文對鋼筋調直機的設計進行了比較系統(tǒng)的研究，對鋼筋調直機進行了分類和綜合的介紹；對鋼筋調直機的控制系統(tǒng)進行了概述；對鋼筋調直機的工作原理進行了系統(tǒng)的分析；對鋼筋調直機的功率計算與分配、受力分析、結構設計、主要零部件設計與選擇等進行了詳細的介紹。結合實際生產(chǎn)的需要，對產(chǎn)品總體結構和工作性能進行了優(yōu)化設計，達到了比較完善的設計要求，最后對鋼筋調直機進行了總體調試。 本次設計的鋼筋調直機為電機驅動下切剪刀式鋼筋調直機，用于調直直徑為14mm以下的盤圓鋼筋或冷拔鋼筋。并且根據(jù)需要長度進行自動調直和切斷，調直過程中將鋼筋表面氧化皮、鐵銹和污物除掉。充分發(fā)揮了其良好的機動性，體積小，操作簡單，效率高等特點，在提高施工速度，保證施工質量的同時，降低了人工與材料的成本，減輕了勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。 關鍵詞：鋼筋調直機；建筑；機械；施工 Abstract Along with the development of the construction industry, construction machinery become indispensable in modern industrial and civil construction and production process equipment. Mechanization and automation of building production and construction process to reduce the labor intensity of construction site, to improve labor productivity, and reduce the cost of production and construction, has laid a solid foundation for the development of the construction industry. Construction machinery to provide the necessary technical equipment for the construction industry has therefore become an important indicator to measure construction productivity levels, and ensure project quality, reduce project cost, and improve economic efficiency and social benefits and speed up the construction speed provides an important means. Therefore, the design and construction machinery has great significance. In this paper, the design of reinforced Straightening Machine System, classification and comprehensive introduction of reinforced Straightening Machine; an overview of the Bar Straightening Machine Control System; Bar Straightening Machine works carried outsystem analysis; power calculation and allocation of reinforced Straightening Machine, stress analysis, structural design, design of main components and the choice of detail. Combined with the actual production needs, the product of the overall structure and performance optimized design to achieve design requirements, the final overall debugging Bar Straightening Machine. The design of reinforced Straightening Machine for a motor-driven cutting scissors reinforced Straightening Machine for Straightening diameter less than 14mm coiled steel or cold drawn steel bar. Automatic straightening and cutting off the required length, the straightening process will be reinforced surface oxide, rust and dirt to get rid of. Give full play to its mobility, small size, simple operation, high efficiency, and improve the speed of construction to ensure construction quality at the same time, reduces labor and materials costs, reduce labor intensity and improve labor productivity. Key words: Steel Bar Straightening machine; building; machinery; construction 目 錄 前 言 1 第一章 鋼筋調直機的設計 2 1.1 鋼筋調直機的分類 2 1.2 鋼筋調直切斷機的構造及概述 2 1.3 鋼筋調直機調直剪切原理 3 1.4 鋼筋調直機工作原理與基本構造 4 1.5 鋼筋調直機的主要技術性能 7 第二章 主要計算 8 2.1 生產(chǎn)率和功率計算 8 2.1.1 生產(chǎn)率計算 8 2.1.2 功率計算，選擇電動機 8 2.2 第一組皮帶傳動機構的設計 12 2.2.1 確定設計功率 12 2.2.2 初選帶的型號 12 2.2.3 確定帶輪的基準直徑 12 2.2.4 確定中心距和帶的基準長度 13 2.2.5 驗算小輪包角 13 2.2.6 計算帶的根數(shù) 13 2.2.7 計算帶作用在軸上的載荷 14 2.3 第二組皮帶傳動機構的設計 14 2.3.1 確定設計功率 14 2.3.2 初選帶的型號 15 2.3.3 確定帶輪的基準直徑 15 2.3.4 確定中心距和帶的基準長度 15 2.3.5 驗算小輪包角 16 2.3.6 計算帶的根數(shù) 16 2.3.7 計算帶作用在軸上的載荷 16 2.3.8 主動帶輪設計 17 第三章 直齒輪設計 18 3.1 確定齒輪傳動精度等級 18 3.1.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 19 3.1.3 驗算齒面接觸疲勞強度 20 3.1.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 20 3.1.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 21 第四章 錐齒輪設計 23 第五章 軸的設計與強度校核 28 5.1 I軸的設計與強度校核 28 5.1.1 軸的結構設計 28 5.1.2 求出齒輪受力 28 5.2 Ⅱ軸的設計與強度校核 30 5.2.1 軸的結構設計 30 5.2.2 求出齒輪受力 30 第六章 主要零件的規(guī)格及加工要求 34 6.1 調直筒及調直塊 34 6.2 齒輪 34 6.3 傳送壓輥的選用和調整 34 6.4 調直機的各傳動軸均安裝滾動軸承 35 6.5 定長機構的選擇與調整 35 結 論 36 致 謝 37 參考文獻 38 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 前 言 21世紀是一個技術創(chuàng)新的時代，隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結構與設計概念得到不斷創(chuàng)新，高性能材料的開發(fā)應用使預應力混凝土技術獲得高速而廣泛的發(fā)展，在鋼筋混凝土中，鋼筋是不可缺少的構架材料，而鋼筋的加工和成型直接影響到鋼筋混凝土結構的強度、造價、工程質量以及施工進度。所以，鋼筋加工機械是建筑施工中不可缺少的機械設備。 在土木工程中，鋼筋混凝土與預應力鋼筋混凝土是主要的建筑構件，擔當著極其重要的承載作用，其中混凝土承受壓力，鋼筋承擔壓力。鋼筋混凝土構件的形狀千差萬別，從鋼材生產(chǎn)廠家購置的各種類型鋼筋，根據(jù)生產(chǎn)工藝與運輸需要，送達施工現(xiàn)場時，其形狀也是各異。為了滿足工程的需要，必須先使用各種鋼筋機械對鋼筋進行預處理及加工。為了保證鋼筋與混凝土的結合良好，必須對銹蝕的鋼筋進行表面除銹、對不規(guī)則彎曲的鋼筋進行拉伸于調直；為了節(jié)約鋼材，降低成本，減少不必要的鋼材浪費，可以采用鋼筋的冷拔工藝處理，以提高鋼筋的抗拉強度。在施工過程中，根據(jù)設計要求進行鋼筋配制時，由于鋼筋配制的部位不同，鋼筋的形狀、大小與粗細存在著極大差異，必須對鋼筋進行彎曲、切斷等等。 隨著社會與經(jīng)濟的高速發(fā)展，在土木工程與建筑施工中，不同類型的鋼筋機械與設備的廣泛應用，對提高工程質量、確保工程進度，發(fā)揮著重要作用。鋼筋調直機械作為鋼筋及預應力機械的一種類型，在土木與建筑工程建設中有重要應用，鋼筋調直也是鋼筋加工中的一項重要工序。通常鋼筋調直機用于調直14mm以下的盤圓鋼筋和冷拔鋼筋，并且根據(jù)需要的長度進行自動調直和切斷，在調直過程中將鋼筋表面的氧化皮、鐵銹和污物除掉。 第一章 鋼筋調直機的設計 1.1 鋼筋調直機的分類 鋼筋調直機按調直原理的不同分為孔摸式和斜輥式兩種；按切斷機構的不同分為下切剪刀式和旋轉剪刀式兩種；而下切剪刀式按切斷控制裝置的不同又可分為機械控制式與光電控制式。本次設計為機械控制式鋼筋調直機，切斷方式為下切剪刀式。 1.2 鋼筋調直切斷機的構造及概述 鋼筋調直切斷機有調直機構、送料、液壓切斷、受料架與電器控制裝置部分組成。 （1）改線部分（該部分由用戶根據(jù)材料尺寸自理） 該部分可實現(xiàn)無吊裝自動放線，應該安裝于鋼筋調直機前端約6-8米以外，以確保鋼筋調直過程中有足夠的張力和長度富余量。 （2）預調部分（該部分根據(jù)需要定制，不是必備部分） 該部分主要靠垂直的5套矯輪，來完成從料架供給線材的應力消除處理從而達到線材表面除銹部位裝有進線導套裝置，進線導套裝有309軸承一套由1511瓦座固定。預調部分，靠緊與應力消除的預調工作，主要有應力輪，應力輪調整方瓦、板座、與架子部分組成。在進線安裝與主機的后部。 （3）調直筒部分 該部分主要靠對稱的5套曲線調直輪加調直筒的旋轉供線材在雙曲線的作用下較完全的消除應力并推進線材運行。利用調直輪支架左右絲的前進后退可隨意調整線材的平直度，從而完面線材的調直工作。主要有調直筒支架、軸、調直輪支架。 （4）牽引送料部分 該部分主要有主動送料箱（前箱）與被動送料箱(后箱）各一套。主動送料箱靠 大架7.5kw電機為動力傳遞給送料箱蝸桿帶輪，并帶動蝸輪軸輪與嚙合的活動支架齒輪及軸。從而帶動兩端裝配的一對送料輪來完成送料。在主動箱蝸輪軸的后面裝配帶動被動箱的鏈輪及鏈條，從而帶動后面的被動箱來完成調直前后的整個送料工作。主要有箱體、蝸桿、蝸輪及軸，活動支架及軸、送料輪、鏈輪、鏈條等組成，某些機型根據(jù)需要沒有設置被動送料箱。 （5）切斷部分 該部分主要有一臺4kw-4極電機帶動液壓泵站產(chǎn)生液壓動力，通過電磁換向及溢流閥控制平行道軌活動小車的油缸活塞飄走上裝配的活動上刀往復行程與油缸座上裝配的固定圓底刀行程交錯移動，從而把經(jīng)過圓底刀的線材切斷。由于線材在運行中切斷，切斷時的瞬間阻力推動活動小車前行，形成跟刀運動。當活塞桿帶動下刀回位后，供線材消除了阻力，這時活動小車在重砣作用下被鋼絲繩拉回復位，回到初始待切狀態(tài)。主要有4kw-4極電機。齒輪泵、電磁換向閥、溢流閥、積成塊、活動小車，平衡道軌、高壓油管、儲油箱等組成。 （6）料架部分 當調直好線材通過活動小車上的圓底刀，進入受料架后，順從受料架前行到預先設定的尺寸時，通過導料斜板頂動定尺器裝配的接近開關，常閉板成斷開形式，這時接近開關發(fā)出信號給電器控制電磁換向閥的交流接觸器控制換向閥換向，換向后輸出的油路在高壓溢流閥的作用下形成8-10mpa的壓力，推動油缸活塞與上刀前行，在通過固定圓底刀的孔時，把圓底刀孔中行進的線材切斷，此時在電器控制柜中間時間繼電器的作用下控制在0.2秒左右后，再次控制電磁換向閥換向，換向后輸出的油路在低壓溢流閥的作用下形成2.5-3.5mpa的壓力推動油缸活塞與下刀后行從而完面單條鋼筋的切斷循環(huán)。當線材頂動接近開關時，同時發(fā)給計數(shù)器信號，供計數(shù)器計一次數(shù)，達到規(guī)定的切斷根數(shù)后，計數(shù)器自動斷電，切斷了系充運行的電路，控制調直電機自動停機。 1.3 鋼筋調直機調直剪切原理 下切剪刀式鋼筋調直機調直剪切原理如圖所示： 圖1-1 調直剪切原理 1-盤料架；2-調直筒；3-牽引輪；4-剪刀；5-定長裝置； 工作時，繞在旋轉架1上的鋼筋，由連續(xù)旋轉著的牽引輥3拉過調直筒2，并在下切剪刀4中間通過，進入受料部。當調直鋼筋端頭頂動定長裝置的直桿5后，切斷剪刀便對鋼筋進行切斷動作，然后剪刀有恢復原位或固定不動。如果鋼絲的牽引速度V=0.6m/s.而剪刀升降時間t=0.1s，則鋼絲在切斷瞬間的運動距離S=Vt=0.6×0.1=0.06m，為此，剪刀阻礙鋼絲的運動，而引起牽引輥產(chǎn)生滑動現(xiàn)象，磨損加劇，生產(chǎn)率降低，故此種調直機的調直速度不宜太快。 1.4 鋼筋調直機工作原理與基本構造 該鋼筋調直機為下切剪刀式，工作原理如圖所示： 圖1-2 鋼筋調直機機構簡圖 1-電動機；2-調直筒；3-減速齒輪；4-減速齒輪；5-減速齒輪；6-圓錐齒輪；7-曲柄軸；8-錘頭；9-壓縮彈簧；10-定長拉桿；11-定長擋板；12-鋼筋；13-滑動刀臺；14-牽引輪；15-皮帶傳動機構 采用一臺電動機作總動力裝置，電動機軸端安裝兩個V帶輪，分別驅動調直筒、牽引和切斷機構。其牽引、切斷機構傳動如下：電動機啟動后，經(jīng)V帶輪帶動圓錐齒輪6旋轉，通過另一圓錐齒輪使曲柄軸7旋轉，在通過減速齒輪3、4、5帶動一對同速反向回轉齒輪，使牽引輪14轉動，牽引鋼筋12向前運動。曲柄輪7上的連桿使錘頭8上、下運動，調直好的鋼筋頂住與滑動刀臺13相連的定長擋板11時，擋板帶動定長拉桿10將刀臺拉到錘頭下面，刀臺在錘頭沖擊下將鋼筋切斷。 調直機的傳動示意展開圖： 圖1-3 鋼筋調直機的傳動示意展開圖 1-電動機；2-調直筒；3-皮帶輪；4-皮帶輪；5-皮帶輪；6-齒輪；7-齒輪；8-齒輪；9-齒輪；10-齒輪；11-齒輪；12-錐齒輪；13-錐齒輪；14-上壓輥；15-下壓輥；16-框架；17-雙滑塊機構；18-雙滑塊機構；19-錘頭；20-上切刀；21-方刀臺；22-拉桿； 電動機經(jīng)三角膠帶驅動調直筒2旋轉，實現(xiàn)鋼筋調直。經(jīng)電動機上的另一膠帶輪以及一對錐齒輪帶動偏心軸，再經(jīng)二級齒輪減速，驅動上下壓輥14、15等速反向旋轉，從而實現(xiàn)鋼筋牽引運動。又經(jīng)過偏心軸和雙滑塊機構17、18，帶動錘頭19上下運動，當上切刀20進入錘頭下面時即受到錘頭敲擊，完成鋼筋切斷。 上壓輥14裝在框架16上，轉動偏心手柄可使框架銷作轉動，以便根據(jù)鋼筋直徑調整 壓輥間隙。方刀臺21和承受架的拉桿22相連，當鋼筋端部頂?shù)嚼瓧U上的定尺板時，將方 刀臺拉到錘頭下面，可切斷鋼筋。定尺板在承受架上的位置，可按切斷鋼筋長度進行調節(jié)。 圖1-4 鋼筋調直機的切斷機構 1-曲柄輪；2-連桿；3-錘頭；4-定長拉桿；5-鋼筋；6-復位彈簧；7-刀臺座；8-下切刀；9-上切刀；10-上切刀架； 下切刀8固定在刀座臺7上，調直后的鋼筋從切刀中孔中通過。上切刀9安裝在刀架10上，非工作狀態(tài)時，上刀架被復位彈簧6推至上方，當定長拉桿4將刀臺座7拉到錘頭3下面時，上刀架受到錘頭的沖擊向下運動，鋼筋在上、下刀片間被切斷。在切斷鋼筋時，切刀有一個下降過程，下降時間一般為0.1s，而鋼筋的牽引速度為0.6m/s,因此在切斷瞬間，鋼筋可有0.6×0.1=0.06m的運動距離，而實際上鋼筋在被切斷的瞬間是停止運動的，所以造成鋼筋在牽引輪中的滑動，使牽引輪受到磨損。因此，調直機的調直速度不宜太快。 調直機的電氣控制系統(tǒng)圖為： 圖1-5 鋼筋調直機的電器線路 RD-熔斷器；D-交流接觸器；RJ-熱繼電器；AN-常開按鈕；D-電動機；QK-轉換開關； 1.5 鋼筋調直機的主要技術性能 表1-1 鋼筋調直機的型號規(guī)格及技術要求 參數(shù)名稱 數(shù)值 調直切斷鋼筋直徑（mm） 4～7 鋼筋抗拉強度(MPa) 650 切斷長度(mm) 300～6000 切斷長度誤差(mm/m) 牽引速度(m/min) 40 調直筒轉速(r/min) 2850 送料、牽引輥直徑(mm) 90 電機型號：調直 牽引 切斷 功率： 調直(kW) 牽引(kW) 切斷(kW) 4 外形尺寸：長(mm) 寬(mm) 高(mm) 7250 600 1220 整機重量(kg) 1000 第二章 主要計算 2.1 生產(chǎn)率和功率計算 2.1.1 生產(chǎn)率計算 （2-1）式中： D-牽引輪直徑（mm） N-牽引輪轉速（r/min） -每米鋼筋重量（kg） K-滑動系數(shù)，一般取K=0.95～0.98 帶入相應數(shù)據(jù)得： 2.1.2 功率計算，選擇電動機 調直部分： 調直筒所需的功率： （2-2） 式中： 調直筒轉速（） 傳動效率，皮帶傳動可取0.96 調直筒的扭矩： （2-3) 式中： 鋼筋屈服點（） 調直塊偏移量（） 鋼筋彎曲次數(shù)，一般取4 鋼筋直徑（） 鋼筋對調直塊的摩擦系數(shù)，一般取0.12-0.15 調直塊的間距() 帶入相應數(shù)據(jù)，得： 牽引部分： 鋼筋牽引功率： （2-4） 式中： 調直速度（） 傳動效率，按綜合傳動來計算 牽引輪壓緊力： （2-5） 式中： 牽引鋼筋所需的拉力（） 鋼筋對牽引輪的摩擦系數(shù)取0.2 輪槽角度，一般為 切斷部分： 鋼筋剪切功率： （2-6） 式中： 曲柄偏心距 鋼筋直徑 剪切極限強度，約等于抗拉強度的0.7-0.8倍 帶入相應數(shù)據(jù)，經(jīng)計算得： 鋼筋切斷力P： （2-7） 式中： d-鋼筋直徑，mm -材料抗剪極限強度， 帶入相應數(shù)據(jù)得： 鋼筋切斷機動刀片的沖程數(shù)n： (r/min) （2-8） 式中： -電動機轉速，r/min i-機械總傳動比 帶入相應數(shù)據(jù)得： (r/min) 作用在偏心輪軸的扭矩M： （2-9） 式中： -偏心距，mm －偏心輪半徑與滑塊運動方向所成之角 － L-連桿長度，mm －偏心輪軸徑的半徑，mm -偏心輪半徑，mm －滑塊銷半徑，mm -滑動摩擦系數(shù)，=0.10～0.15 帶入相應數(shù)據(jù)得： 驅動功率N： （2-10）式中： -作用在偏心輪軸的扭矩，N mm -鋼筋切斷次數(shù)，1/min -傳動系統(tǒng)總效率 帶入相應數(shù)據(jù)得： = 總功率： 考慮到摩擦損耗等因素，選電動機型號為，功率為4.0KW，轉速為1440r/min. 2.2 第一組皮帶傳動機構的設計 設計的原始條件為：傳動的工作條件，傳遞的功率P，主、從動輪的轉速、（傳動比i），傳動對外廓尺寸的要求。 設計內容：確定帶的型號、長度、根數(shù)； 傳動中心距； 帶輪基準直徑及結構尺寸； 計算初拉力，帶對軸的壓力 設計的步驟和方法 2.2.1 確定設計功率 考慮載荷性質和每天運轉的時間等因素，設計功率要求要比傳遞的功率略大，即： （2-11） 式中： P-傳遞的額定功率，（KW） -工作情況系數(shù)，=1.2 2.831.2=3.39(KW) 2.2.2 初選帶的型號 根據(jù)設計功率和主動輪轉速=1440r/mim。選定帶的型號為A型。 2.2.3 確定帶輪的基準直徑和 （1）選擇，由，查表得 =280（mm） （2）驗算帶速V，帶速太高則離心力大，減小帶與帶輪間的壓力易打滑，帶速太低，要求傳遞的圓周力大，使帶根速過多，故V應在5～25mm/s之內。 （2-12） （3）計算從動輪基準直徑： ===141.47（mm） （2-13） 取標準值=140（mm） 2.2.4 確定中心距a和帶的基準長度 一般取 （2-14） 計算相應于的帶基準長度： 根據(jù)初定的查表，選取接近值的基準長度=1600（mm） 實際中心距： （2-15） 2.2.5 驗算小輪包角 （2-16） 2.2.6 計算帶的根數(shù) 取Z=2 （2-17） 式中： -包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（）時對傳動能力的影響 -長度系數(shù)，考慮帶長與實驗條件不符時對傳動能力的影響 -實驗條件下，單根V帶所能傳遞的功率 -單根V帶傳遞功率的增量 考慮傳動比時，帶在大輪上的彎曲應力小，故在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率，其計算式為： （2-18） 式中： -彎曲影響系數(shù)， -傳動比系數(shù)，=1.12 2.2.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 為設計軸和軸承，應計算出V帶對軸的壓力Q： （2-19） 式中： Z-帶的根數(shù) -單根V帶的初拉力N （2-20） （2-21） 2.3 第二組皮帶傳動機構的設計 設計的原始條件為：傳動的工作條件，傳遞的功率P，主、從動輪的轉速、（傳動比i），傳動對外廓尺寸的要求。 設計內容：確定帶的型號、長度、根數(shù)； 傳動中心距； 帶輪基準直徑及結構尺寸； 計算初拉力，帶對軸的壓力 2.3.1 確定設計功率 考慮載荷性質和每天運轉的時間等因素，設計功率要求要比傳遞的功率略大，即： （2-22） 式中： P-傳遞的額定功率，KW -工作情況系數(shù)，=1.2 1.171.2=1.40(KW) 2.3.2 初選帶的型號 根據(jù)設計功率和主動輪轉速=1440r/mim。選定帶的型號為A型。 2.3.3 確定帶輪的基準直徑和 （1）選擇，由，查表得 =140mm （2）驗算帶速V，帶速太高則離心力大，減小帶與帶輪間的壓力易打滑，帶速太低，要求傳遞的圓周力大，使帶根速過多，故V應在5～25mm/s之內。 （2-23） （3）計算從動輪基準直徑： =i ==280（mm） （2-24） 取標準值=280mm 2.3.4 確定中心距a和帶的基準長度 一般取 （2-25） 計算相應于的帶基準長度： 根據(jù)初定的查表，選取接近值的基準長度=1400（mm） 實際中心距： （2-26） 2.3.5 驗算小輪包角 （2-27） 2.3.6 計算帶的根數(shù) 取Z=2 （2-28） 式中：-包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（）時對傳動能力的影響 -長度系數(shù)，考慮帶長與實驗條件不符時對傳動能力的影響 -實驗條件下，單根V帶所能傳遞的功率 -單根V帶傳遞功率的增量 考慮傳動比時，帶在大輪上的彎曲應力小，故在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率，其計算式為： （2-29） 式中：-彎曲影響系數(shù)， -傳動比系數(shù) =1.12 2.3.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 為設計軸和軸承，應計算出V帶對軸的壓力Q： （2-30） 式中： Z-帶的根數(shù) -單根V帶的初拉力N 2.3.8 主動帶輪設計 軸伸直徑d=38mm, 長度L=80mm，故主動帶輪軸孔直徑應取，轂長應小于80mm.大主動帶輪結構為輻板式帶輪，小主動帶輪結構為實心式帶輪，輪槽尺寸及輪寬等按表計算得： 小帶輪：基準寬度10mm，頂寬b=13mm；基準線上槽深5mm；基準線下槽深12mm；槽間距 mm;第一槽對稱面至端面的距離mm;最小輪緣厚；帶輪寬，z—輪槽數(shù)；外徑；輪槽角；極限偏差mm；當B＜1.5時，L=B=35mm，為軸的直徑。 大帶輪：基準寬度10mm，頂寬b=13mm；基準線上槽深5mm；基準線下槽深12mm；槽間距 mm; 第一槽對稱面至端面的距離mm;最小輪緣厚；帶輪寬，z—輪槽數(shù)；極限偏差mm；外徑輪槽角；；；。 第三章 直齒輪設計 在閉式傳動中，輪齒折斷和點蝕均可能發(fā)生，設計時先按齒面接觸疲勞強度確定傳動主要參數(shù)，再驗算齒根彎曲疲勞強度。小齒輪齒數(shù)應大于17齒，以避免根切現(xiàn)象而影響齒根彎曲強度，一般取=18～40，=i。為防止輪齒早期損壞，，應盡量互為質數(shù)。當分度圓直徑確定時，在滿足齒根彎曲強度的前提下，適當減少模數(shù)以增加齒數(shù)，有利于提高重合度。對傳遞動力的齒輪傳動，模數(shù)應大于2mm（至少1.5mm）,齒數(shù)比(傳動比)i不宜過大,以小于5為佳,以防止兩齒輪直徑相差過大及輪齒工作負擔相差過大。 增大齒寬b時，輪齒的工作應力和都將減少，有利于提高輪齒承載能力，但b過大易造成載荷沿齒寬分布不均勻。對于制造安裝精度要求高，軸和支承剛度大，齒輪相對于軸承是對稱布置時，可取稍大些，0.8～1.4。非對稱布置時0.6～1.2；懸臂布置及開式傳動中0.3～0.4。在硬度HB＞350的硬齒面?zhèn)鲃又?，還應下降50%。 一級減數(shù)直齒輪設計 已知一級傳遞功率，小齒輪轉速=720r/min,傳動比i=2.7,每天1班，，預期壽命10年。 3.1 確定齒輪傳動精度等級 根據(jù)使用情況和估計速度m/s,則選用8級精度的齒輪。選擇材料：小齒輪選用45號鋼，調質處理，；大齒輪選用45號鋼，正火處理，；按國家標準，分度圓上的壓力角；對于正常齒，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù) 3.1.1 計算許用應力 }（3-1) 主動輪和從動輪齒面硬度230HBS和170HBS，并查圖得，=570Mpa,=520Mpa,查圖得，=1.0，=1.14, =1.0, =1.0,=1.0,=0.92,=1.0。 （3-2） （3-3） 3.1.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 小齒輪轉距： （3-4） 初取，取，查表得， （3-5） 確定中心距： （3-6） 取a=155mm 估計模數(shù)：m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×155=1.085～3.1mm,取m=3mm. 各輪齒數(shù)： （3-7） 取 實際傳動比 （3-8） 傳動比誤差 許用 分度圓直徑： （3-9） 驗算圓周速度： ,選擇8級精度的齒輪合適。 3.1.3 驗算齒面接觸疲勞強度 因電機驅動，載荷平穩(wěn)，查表，，由于速度v=3.17m/s,8級精度齒輪 ，查圖得 ，軸上軸承不對稱分布，且，查圖得：，齒寬b=。取b=54mm,。 查表得： 載荷系數(shù) （3-10） 計算端面和縱向重合度： （3-11） （3-12） 由查圖得：，取u=2.7 （3-13） =158 設計安全 3.1.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 根據(jù)材料熱處理，查圖：查圖： ，則計算出許用應力： （3-14） （3-15） 由圖得： 驗算彎曲疲勞強度： （3-16） （3-17） 設計安全。 3.1.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 （3-18） mm mm （3-19） mm mm （3-20） mm mm （3-21） 當3軸4軸間傳動比=2.5時，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 mm mm mm mm mm mm mm 軸4和軸5間的傳動比=1，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 mm mm mm mm mm mm mm mm 第四章 錐齒輪設計 計算兩錐齒輪，參照GT4-8型調直機的傳動示意展開圖，齒數(shù)比u=1，錐齒輪材料采用45號鋼加工制造，采用大圓角留磨滾刀加工，齒面滲碳淬火磨齒，并采用齒面強化噴丸工藝，以提高接觸與彎曲強度。錐齒輪～63，精度6Cgb11365-89。（ 噴丸強化工藝,此技術提供一種通過利用噴丸強化工藝在齒輪表面形成壓縮殘余應力來提高齒輪的疲勞強度的方法。此技術方法是在利用高壓空氣向齒輪表面投射大量的噴丸時向與連接作為噴射對象齒輪齒的齒根圓與漸開線的交點及與上述噴射對象的齒輪齒相鄰的齒輪齒的齒頂圓與漸開線的交點的直線平行的方向，是向與該直線成0°至15°角的方向投射。） 軸交角。由電動機驅動，工作載荷略有輕微沖擊，錐齒輪1懸臂支承，錐齒輪2兩端支承，轉速720r/min，傳遞轉矩： 。 （4-1） （1）基本參數(shù)： （2） 初步設計： （4-2）式中： K-載荷系數(shù)，取1.5 u-齒數(shù)比，取1 -齒輪的許用接觸應力 -估計時的安全系數(shù)，取1.1 -試驗齒輪的接觸疲勞極限 估算的結果： = 幾何尺寸： 齒數(shù)比： 齒數(shù) =25；=25 （4-3） =4 m—模數(shù) 大端分度圓直徑： （4-4） 分錐角： （4-5） （4-6） 外錐距： （4-7） 齒寬： =0.25～0.33取=0.3 （4-8） （重載荷3.03.5） 平均分度圓直徑： （4-9） 中錐距： （4-10) 平均模數(shù)： （4-11） 齒距： P==3.144=12.56mm （4-12） 齒寬系數(shù)： =0.3 節(jié)錐角： 高度變位系數(shù)： （4-13） 齒頂高： （4-14） 齒根高： （4-15） 頂隙： （4-16） 齒頂角： （4-17） 齒根角： （4-18） 齒寬中點分度圓直徑： （4-19） 齒寬中點螺旋角： 大端齒頂圓直徑： （4-20） 大端齒根圓直徑： （4-21） 頂錐角： （4-22） 根錐角： （4-23） 安裝距： A，根據(jù)結構而定。 冠頂距： 軸線交角 （4-24） 當 （4-25） 輪冠距： （4-26） 錐齒輪強度校核計算： 接觸強度校核: （4-27） 式中: 分度圓的切向力 N 使用系數(shù) 動載荷系數(shù) 載荷分布系數(shù) 載荷分配系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 彈性系數(shù) 重合度、螺旋角系數(shù) 錐齒輪系數(shù) 計算結果： 許用接觸應力: （4-28） 式中: 試驗齒輪接觸疲勞極限 壽命系數(shù) 潤滑油膜影響系數(shù) 最小安全系數(shù) 尺寸系數(shù) 工作硬化系數(shù) 計算結果: 通過 彎曲強度校核: （4-29） 式中： 復合齒形系數(shù) 重合度和螺旋角系數(shù) 其余項同前，并且 計算結果： 許用彎曲應力： （4-30） 式中： 齒根基本強度 壽命系數(shù) 相對齒根圓角敏感系數(shù) 相對齒根表面狀況系數(shù) 尺寸系數(shù) 最小安全系數(shù) 計算結果: 通過 第五章 軸的設計與強度校核 5.1 I軸的設計與強度校核 5.1.1 軸的結構設計 軸的結構圖如下： 圖5-1 軸的結構圖 5.1.2 求出齒輪受力 輸出軸轉矩： （5-1） 齒輪圓周力： （5-2） 齒輪軸向力： （5-3） 齒輪徑向力： （5-4） 支反力： XOY面 （垂直面） （5-5） XOZ面（水平面）： （5-6） XOY面上的彎矩： （5-7） XOZ面上的彎矩： （5-8） 合成彎矩： （5-9） 當量彎矩： （5-10） 取危險截面按當量彎矩驗算直徑。危險截面取左軸承處（載荷最大）及安裝帶輪處（軸徑最小且載荷較大、有鍵槽）。 右軸承部位驗算: （5-11） d=45mm＞31.6mm,合格。 安裝帶輪部位驗算: （5-12） d=38mm＞11.8mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=38＞11.8×1.04=12.3，合格 綜上計算結果，該軸強度足夠。 5.2 Ⅱ軸的設計與強度校核 5.2.1 軸的結構設計 軸的結構圖如下： 圖5-2 軸的結構圖 5.2.2 求出齒輪受力 輸出軸轉矩： （5-13） 圓柱齒輪 齒輪圓周： （5-14） 齒輪徑向力： （5-15） 標準直齒圓錐齒輪 齒輪圓周力： （5-15） 齒輪軸向力： （5-16） 齒輪徑向力： （5-17） 支反力 XOY面 （垂直面） （5-18） XOZ面（水平面） （5-19） XOY面上的彎矩： （5-20） XOZ面上的彎矩： （5-21） 合成彎矩： （5-22） （5-23） （5-24） （5-25） 當量彎矩： （5-26） 取危險截面按當量彎矩驗算直徑。危險截面取右軸承處（載荷最大）、安裝圓柱齒輪處、安裝錐齒輪處及安裝偏心輪處。 右軸承處驗算: （5-27） d=35mm＞28.4mm,合格。 安裝圓柱齒輪處驗算: （5-28） d=40mm＞28mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=40＞28×1.04=29.12mm,合格。 安裝錐齒輪處驗算: （5-26） d=35mm＞25.4mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=35＞25.4×1.04=26.42mm,合格。 安裝偏心輪處: （5-27） d=25mm＞16.9mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=25＞16.9×1.04=17.60mm，合格。 綜上計算結果，該軸強度足夠。 第六章 主要零件的規(guī)格及加工要求 6.1 調直筒及調直塊 調直筒及調直塊的尺寸要求見零件圖，調直筒可用一般結構鋼或碳鋼制造，調直塊須用廠具鋼制造，并進行熱處理，塊的內孔要具有一定的光潔度。GT4-8型調直機的調直筒，有兩套調直模，每套有五個，其中一套內徑為10mm，可以調直6～8mm直徑的鋼筋，另一套內徑為6mm，可調直5mm直徑以下的鋼筋。調直模用工具鋼制成，并經(jīng)熱處理。安裝時，調直模的喇叭口應全部向調直筒進口方向。調直模在調直筒中的安裝位置如圖所示， 圖6-1 調直模的安裝方法 調直模偏移量的大小，要根據(jù)調直模的磨損程度和鋼筋的性質通過試驗確定，一般為7～10mm，但不論采用哪種方法，調直筒最外兩端的兩個調直模，必須在調直筒導孔的軸線上，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋調的不直，應及時調整調直模的偏移量。 6.2 齒輪 調直機上的所有齒輪均采用45號鋼加工制造，并須經(jīng)過表面淬火等熱處理。 6.3 傳送壓輥的選用和調整 調直機有兩對鋼筋傳送壓輥供選用，每對壓輥上又有兩種深度的環(huán)槽，因此應根據(jù)鋼筋直徑選擇適當?shù)膲狠伈邸Ｒ话阍趭A緊鋼筋后，應保證上下壓輥之間有3mm左右的間隙為合適。 傳送鋼筋的牽引力，決定于壓輥間的壓緊程度，壓緊度要保證鋼筋能順利的被牽引前進，不應有明顯的轉動現(xiàn)象，而且在被切斷的一瞬間，應能允許鋼筋與壓輥之間發(fā)生打滑現(xiàn)象。 6.4 調直機的各傳動軸均安裝滾動軸承 表1-1 鋼筋調直機的軸承型號及用量 軸承名稱 型號 數(shù)量 安裝部位 軸承名稱 型號 數(shù)量 安裝部位 單列圓錐滾子軸承 7206 1 錐齒輪軸左端 單列圓錐滾子軸承 7512 1 偏心軸下端 雙列向心球軸承 1307 1 錐齒輪軸右端 單列向心球軸承 306 2 下壓輥軸兩端 單列圓錐滾子軸承 7308 1 偏心軸上端 單列向心球軸承 306 2 上壓輥軸兩端 6.5 定長機構的選擇與調整 鋼筋切斷長度，由定長機構自動調整，為了保證切斷質量，首先要按滑動刀臺的活動上切刀位置，調整其固定切刀，使上下兩切刀的刃口間有1mm以內的間隙，并經(jīng)常