I摘 要GT1-4 型調直切斷機用于調直和切斷直徑 1-4mm 鋼筋，可廣泛用于五金制品、工藝品及日用品生產的各個領域。該機器由進線部分、調直部分、切斷部分等組成，可設定鋼筋切斷長度并自動落料。本文對鋼筋調直切斷機的設計進行了比較系統(tǒng)的研究，對鋼筋調直切斷機進行了分類和綜合的介紹；對鋼筋調直切斷機的工作原理進行了系統(tǒng)的分析；對鋼筋調直切斷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。對產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，最后對鋼筋調直切斷機進行了總體調試。本次設計的鋼筋調直切斷機為電機驅動鋼筋調直切斷機，用于調直直徑為1-4mm 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，提高了勞動生產率。關鍵詞：鋼筋；調直；切斷；設計IIAbstractGT1-4 type straightening cutting machine for straightening and cutting diameter of 1-4mm steel can be widely used in various fields of hardware products, crafts and daily necessities production. The machine is composed of straight line part, part cut part, set steel cutting length and automatic blanking.The tune for a reinforced straight cutting machine design of systematic research, of reinforced straight cutting machine were classified and comprehensive presentation; of reinforced straight cutting machine principle of work analysis system; of reinforced straight cutting machine power calculation and allocation, force analysis, structure design, design of the main parts and the selection etc. were introduced in detail. The overall product structure and properties of the optimal design, meet the requirements of the design more perfect, at the end of the steel bar straightening and cutting machine for the overall debugging.The design of reinforced straight cutting machine for motor drive reinforced straight cutting machine for straightening diameter for 1-4 of coiled steel or cold drawn bar. And according to the required length of automatic straightening and cutting, straightening process will be reinforced surface oxide skin, remove rust and dirt. Give full play to its good maneuverability, small size, simple operation, high efficiency, in improving the speed of construction to ensure construction quality, reducing the cost of labor and materials, reduce the labor intensity, improve the labor productivity.Keywords: reinforced; straightening; cut; designIII目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 11.1 課題背景及意義 .11.2 國內外發(fā)展現(xiàn)況 11.3 發(fā)展前景 .2第二章 總體方案設計與參數(shù)計算 32.1 設計要求 .32.2 方案設計 .32.2.1 原理分析 .32.2.2 調直機構方案設計 .32.2.2 切斷機構設計 .42.3 主要參數(shù)計算 .42.3.1 生產率計算 42.3.2 功率計算及電動機選擇 5第三章 主要零部件的設計 93.1 第一組 V 帶傳動設計 93.1.1 確定設計功率 .9cp3.1.2 初選帶的型號 93.1.3 確定帶輪的基準直徑 和 .91d23.1.4 確定中心距 a 和帶的基準長度 .10dL3.1.5 驗算小輪包角 .102?3.1.6 計算帶的根數(shù) 103.1.7 計算帶作用在軸上的載荷 Q113.2 第二組 V 帶設計 113.2.1 確定設計功率 .11cP3.2.2 初選帶的型號 113.2.3 確定帶輪的基準直徑 和 .113d43.2.4 確定中心距 a 和帶的基準長度 .12dLIV3.2.5 驗算小輪包角 .121?3.2.6 計算帶的根數(shù) 123.2.7 計算帶作用在軸上的載荷 Q133.3 齒輪傳動設計 .133.3.1 確定齒輪傳動精度等級 .133.3.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 143.3.3 驗算齒面接觸疲勞強度 153.3.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 153.3.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 163.4 軸的設計 .173.4.1 Ⅰ軸的設計 .173.4.2 Ⅱ軸的設計 .193.5 主要零件的規(guī)格及加工要求 .223.5.1 調直筒及調直塊 .223.5.2 齒輪 .223.5.3 調直機的各傳動軸均安裝滾動軸承 .223.5.4 傳送壓輥的選用和調整 .233.5.5 定長機構的選擇與調整 .23第四章 基于 Pro/E 的三維設計 .244.1 Pro/E 三維設計軟件概述 .244.2 三維設計 .254.2.1 牽引輪軸 .254.2.2 齒輪 .254.2.3 軸 .264.2.4 調直筒 .264.2.5 箱體 .264.2.6 三維裝配 .27總 結 28參考文獻 29致 謝 30寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）1第一章 緒論1.1 課題背景及意義21 世紀是一個技術創(chuàng)新的時代，隨著我國經濟建設的高速發(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。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過程中不可缺少的設備。建筑生產與施工過程實現(xiàn)機械化、自動化、降低施工現(xiàn)場人員的勞動強度、提高勞動生產率以及降低生產施工成本，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。而鋼筋調直切斷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)的鋼筋調直切斷機，既能提高生產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。1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)況鋼筋矯直切斷機在建筑行業(yè)運用廣泛，國內外對鋼筋矯直切斷機的研究也比較多，國內對于鋼筋矯直切斷機的需求空間很廣，但國內的矯直切斷機只能滿足一般的需求，對于一些矯直精度較高，切斷質量要求也較高的鋼筋就無法滿足了，需要從國外進口有關設備，總體來說國內的技術還落后于國外。由于冷軋帶肋鋼筋需要經矯直切斷后才可使用，但目前對于冷軋帶肋鋼筋矯直的理論研究還不是很完善，冷軋帶肋鋼筋矯直的無劃傷問題一直沒有得到很好的解決，冷軋帶肋鋼筋矯直機的系統(tǒng)參數(shù)設計也主要是依據(jù)普通圓鋼筋矯直機的有關參數(shù)。國內還沒有能滿足矯直性能要求的數(shù)控冷軋帶肋鋼筋矯直切斷機，而從國外進口一臺數(shù)控冷軋帶肋鋼筋矯直切斷機需要 8 萬美元，一般用戶難以承擔。市場上急需一種矯直質量較好、自動化程度及生產效率較高的矯直切斷機。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）2國內的機器最缺少的技術就是矯直技術了，而這一方面國際上有些國家發(fā)展的較好，如前蘇聯(lián)，德國和日本在這方面起步較早。國內有關技術人員也在矯直理論和技術的研究方面作出了很大的努力，其中有部分成果的水平居領先地位，如列入1998 河北省企業(yè)技術開發(fā)第二批計劃的 GTK6/12 數(shù)控冷軋帶肋鋼筋矯直切斷機已經解決了有關技術上的難題其水平已達到國內領先地位，它在提高矯直質量、保證矯直后鋼筋表面無劃傷的基礎上，采用了數(shù)控技術，提高了自動化程度，實現(xiàn)了自動定長切斷、記數(shù)（鋼筋長度、單根重量、總重、鋼筋總數(shù)）及自動停車等功能。1.3 發(fā)展前景綜上所述，我國經濟建設的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產企業(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械市場，加強企業(yè)的經營管理，加大科技投入，重視新技術、新產品的研究開發(fā)，提高產品質量和產品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產品不斷地滿足廣大用戶的需求，盡快縮短與國外先進企業(yè)的差距，無疑是我國廣大鋼筋調直切斷機生產企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）3第二章 總體方案設計與參數(shù)計算2.1 設計要求GT1-4 型調直切斷機用于調直和切斷直徑 1-4 毫米鋼筋，可廣泛用于五金制品、工藝品及日用品生產的各個領域。該機器由進線部分、調直部分、切斷部分等組成，可設定鋼筋切斷長度并自動落料。主要參數(shù)如下：（1）調直鋼筋直徑：1-4mm；（2）自動切斷長度：50-1000mm；（3）調直速度：≤25m/min；（4）調直、切斷電機功率：0.5kW×2；（5）外形尺寸（長×寬×高）：2250mm×400mm×900mm；（6）整機重量：180kg。2.2 方案設計2.2.1 原理分析鋼筋調直切斷機調直切斷原理如圖所示：圖 1-1 調直切斷原理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。2.2.2 調直機構方案設計根據(jù)上述工作原理調直機構選用如下圖所示結構：寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）4圖 1-2 調直機機構方案簡圖1-電動機；2-調直筒采用一臺電動機作動力裝置，電動機軸端安裝兩個 V 帶輪，驅動調直筒和牽引機構。其牽引機構傳動如下：電動機啟動后，經 V 帶輪帶動減速齒輪帶動一對同速反向回轉齒輪，使牽引輪轉動，牽引鋼筋向前運動。2.2.2 切斷機構設計根據(jù)上述工作原理切斷機構機構選用如下圖所示結構：圖 1-3 切斷機構方案簡圖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。2.3 主要參數(shù)計算寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）52.3.1 生產率計算（2-1）)/(06.0hkgKDnGQ??式中：D-牽引輪直徑（mm）N-牽引輪轉速（r/min）-每米鋼筋重量（kg）0K-滑動系數(shù)，一般取 K=0.95～0.98帶入相應數(shù)據(jù)得： )/(5.2698.035.4901.360)/(06.0 hkghkgKDnGQ ??????2.3.2 功率計算及電動機選擇調直部分：調直筒所需的功率：（2-2）)(974011KWMnN??式中 `96.0min/1 取傳 動 效 率 ， 皮 帶 傳 動 可）調 直 筒 轉 速 （?r調直筒的扭矩：（2-3）)()23mNLfebdMs????式中 )15.02.42mLffdbes調 直 塊 的 間 距 （ 數(shù) ， 一 般 取鋼 筋 對 調 直 塊 的 摩 擦 系）鋼 筋 直 徑 （鋼 筋 彎 曲 次 數(shù) ， 一 般 ?。┱{ 直 塊 偏 移 量 （ ）鋼 筋 屈 服 點 （? ???帶入相應數(shù)據(jù)，得： ).(368.1).(138680)5.(41235 mNNM?????)(.96.74.1 KWN寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）6牽引部分：鋼筋牽引功率：（2-4）)(102KWPN???式中 8.095.708.9.0/2 ???????來 計 算傳 動 效 率 ， 按 綜 合 傳 動按 性 能 參 數(shù) 查 表 取 得）調 直 速 度 （ sm牽引輪壓緊力：（2-5））（ NfP?sin4][1?式中 01452.][輪 槽 角 度 ， 一 般 為 數(shù) 取鋼 筋 對 牽 引 輪 的 摩 擦 系 ）牽 引 鋼 筋 所 需 的 拉 力 （??f N)(845sin2.0P????39.18KWN切斷部分：鋼筋剪切功率：（2-6）)(9740sin213dRc??????式中 89.05.9708./3708. 8.07421 ???????????來 計 算傳 動 效 率 ， 按 綜 合 傳 動）齒 刀 切 角 （每 分 鐘 切 斷 次 數(shù) ）（ 倍抗 拉 強 度 的剪 切 極 限 強 度 ， 約 等 于）鋼 筋 直 徑 （ ）曲 柄 偏 心 距 （CmNdcc?寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）7帶入相應數(shù)據(jù)，經計算得： )(73.089.07445sin32014.3 KWN?????鋼筋切斷力 P：（2-7）)(42dc??式中 d-鋼筋直徑，mm-材料抗剪極限強度，c 2/mN帶入相應數(shù)據(jù)得： )(148730.481.322dPc ?????鋼筋切斷機動刀片的沖程數(shù) n：(r/min) （2-8）inI式中 -電動機轉速，r/minIi-機械總傳動比帶入相應數(shù)據(jù)得：(r/min)6.1289.014???inI作用在偏心輪軸的扭矩 M：（2-9）)]}([cos)i({Pr0 mNLrrMkbkak ??????式中 -偏心距，mmk－偏心輪半徑與滑塊運動方向所成之角－?LrKk?其 中 ：),sinarc(?L-連桿長度， mm－偏心輪軸徑的半徑，mm0r-偏心輪半徑，mma－滑塊銷半徑，mmbr寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）8-滑動摩擦系數(shù)， =0.10～0.15??帶入相應數(shù)據(jù)得： )(25180 ]}105]2[405.12[.074.5cos)3in({47]}[)siPrmNLrrMkbkak?? ??????o??驅動功率 N：（2-10）)(36.1976kWMn??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：=36.18971620???MnN )(3.06.189.0725kW??總功率： )(26.57.94314 KN???考慮到摩擦損耗等因素，選電動機型號為 ，功率為 5.5KW，轉速為2?JO1440r/min.寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）9第三章 主要零部件的設計3.1 第一組 V 帶傳動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 、1n（傳動比 i） ，傳動對外廓尺寸的要求。2n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0F0Q設計的步驟和方法3.1.1 確定設計功率 cp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）)(kWPKAC?式中 P-傳遞的額定功率， （KW）14.?CP-工作情況系數(shù)， =1.2AA4.14 1.2=4.97(KW)?CP?3.1.2 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。c1n3.1.3 確定帶輪的基準直徑 和d2（1）選擇 ，由 ，查表得 =280（mm）1dmin1d?1d（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）)/(84.1)06(2814.3)06(1 sndV?????（3）計算從動輪基準直徑 ：2d寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）10=i = =138.57（mm） （2-13）2d112dn2804??取標準值 =140（mm）d3.1.4 確定中心距 a 和帶的基準長度 dL一般取 （2-14）)(2)(7.021021dd???計算相應于 的帶基準長度 ： )(702.16504)28()140(2.354)()(2 20210 madaLdd ????????????根據(jù)初定的 查表，選取接近 值的基準長度 =1600（mm）0ddLdL實際中心距： （2-15）)(649.270.165020 ma???????3.1.5 驗算小輪包角 ?（2-16）2???? 12062arcsin1801????d3.1.6 計算帶的根數(shù)取 Z=2 （2-17）7.19.06)15.03(74)(0 ??????LCKPZ?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2???80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L-實驗條件下，單根 V 帶所能傳遞的功率0P-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1?i大傳遞的功率，其計算式為：（2-18）)(5.0)(10 kWKnPiB???寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）11式中 -彎曲影響系數(shù)，BKBK310.???-傳動比系數(shù) =1.12i i3.1.7 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）)(2sin10NZFQ??式中 Z-帶的根數(shù) -單根 V 帶的初拉力 N0（2-20）)(28.14.0)196.52(84.1750)196.2(520 NqvzPFC ???????????（2-21）)(.6sin8.4Q?3.2 第二組 V 帶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 、3n（傳動比 i） ，傳動對外廓尺寸的要求。4n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0F0Q3.2.1 確定設計功率 cP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）)(kWKPAC?式中 P-傳遞的額定功率， KW36.1?CP-工作情況系數(shù)， =1.2AAK1.36 1.2=1.632(KW)?CP?寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）123.2.2 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。cP3n3.2.3 確定帶輪的基準直徑 和d4（1）選擇 ，由 ，查表得 =140mm3dmin3d?3d（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）)/(5.10)60(41.3)60(3 sndV?????（3）計算從動輪基準直徑 ：4d=i = =280（mm） （2-24）4d334dn1072??取標準值 =280mmd3.2.4 確定中心距 a 和帶的基準長度 dL一般取 （2-25）)(2)(7.043043dd???計算相應于 的帶基準長度 ： )(73.12504)28()1280(4.324)()(203340 madaLdd ??????????根據(jù)初定的 查表，選取接近 值的基準長度 =1400（mm）0ddLdL實際中心距： （2-)(3627.153020 ma???????26）3.2.5 驗算小輪包角 1?（2-27）1???? 1207.52arcsin8043????d3.2.6 計算帶的根數(shù)取 Z=2 （2-28）.9603.)19.()(0 ?????LCKPZ?寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）13式中 -包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（ ）時對傳動能力?K2???180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L-實驗條件下，單根 V 帶所能傳遞的功率0P-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1?i傳遞的功率，其計算式為：（2-29）)(16.0)(30 kWKnPiB???式中 -彎曲影響系數(shù)，KB3.??-傳動比系數(shù) =1.12i i3.2.7 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：（2-30）)(2sin10NZFQ??式中 Z-帶的根數(shù) -單根 V 帶的初拉力 N0 )(5.604.1)93.052(54.106)193.52( 220 NqvzPFC ???????????)(7.sin6Q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。3.3 齒輪傳動設計已知一級傳遞功率 ，小齒輪轉速)(31.97.036.101 KWP????=720r/min,傳動比 i =2.7,每天 1 班， ，預期壽命 10 年。1n23.3.1 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6?v寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）14選用 45 號鋼，調質處理， ；大齒輪選用 45 號鋼 ，正火處理，1275HBSBS?～；按國家標準，分度圓上的壓力角 ；對于正常齒，齒216~7HBS? =20o?頂高系數(shù) ，頂隙系數(shù)=ah?=0.25c?計算許用應力：（3-1）919926071381.06.380.42hNnjLi?????主動輪和從動輪齒面硬度為 230HBS 和 170HBS， ，并查圖得， =570Mpa,lim1H?=520Mpa,查圖得， =1.0， =1.14, =1.0,lim2H?1NZ2N1XZ=1.0, =1.0, =0.92, =1.0。XZWLVRHS（3-2）lim11 570[] 109254.()HNX MPaS????（3-3）li22 2[] .4376()HXWLVRZ??3.3.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距小齒輪轉距：（3-4）)(694.173520.5.961 mNT????初取 ，取 ，查表得2.tKZ?? 12.71.,0350.645adau???????，18.9EMP?（3-5）22.5cosincos0inHZ???????確定中心距：（3-6）)(34.150).2498(7.35261.)7.()][(2)1(32 mZuKTaHEat ????????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.寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）15各輪齒數(shù)：（3-7） 122157.93()3(.)794aZmui????取 128,5際傳動比 （3-8）1.68Zi?實傳動比誤差 許用2.7680%10.7%5i?????????理 實理分度圓直徑：（3-9）12384()752dmZm???驗算圓周速度 ,選擇 8 級精度13.487203.1/6/606dnv ms?????的齒輪合適。3.3.3 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 1.0AK?，查圖得 ，軸上軸承不對稱分布，且 ，查圖得 ，齒1.2vK?.6475d?1.04K??寬 b= 。取 b=54mm, 。064758.39d????查表得 .?載荷系數(shù) （3-10）1.02.410.6AvK?????計算端面和縱向重合度： （3-11）12.83cosZ???????????????.83175???????????????.84?（3-12）0.tan0d????由 查圖得， ，取 u=2.7??和 .8?寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）16（3-13）12HEKTuZbd????2.6735.94.7118.950.88???=158MP 安全。][H??3.3.4 驗算齒根彎曲疲勞強度根據(jù)材料熱處理，查圖 ， 查圖 lim1lim2435,415,1.25FFFMPaPaS?????取 。，則計算出許用應力1212.0,.02.0NXSTYYY??。 取（3-14）lim435[] 169()FNST a??（3-15）li22[] .02.4()2FXSTYMP???由圖得， 1 12.86,5,1.79,0.FaFaSaSaYY?和驗算彎曲疲勞強度（3-16）112FFaSKTYbdm???.6735.942.86150.78??)(14.MPa?1[]F??（3-17）221FFaSKTYbdm??.6735.942.1790.8???安全。2.()[]FMPa??3.3.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸128,75,.,3,1.0,.25aZumhc?????34dm?mm2寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）17mm128431.09aadmh?????mm52mm1()(.25)76.f ac????mm2 310.1fdmh?????mm12()(845).a12125,~0,60bbmb????取同理當 3 軸 4 軸間傳動比 =2.5 時，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸34i0,75,2.,,1.0,.25aZuhc?????mm390dm?mm4mm3231.96aah????mm4520dm?mm3()(.25)8.f ac????mm4231.17fh????mm341()(9025)7.ad34346,~1,6bmbmb????取軸 4 和軸 5 間的傳動比 =1，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸45i5620,,,.0,.25aZuhc??mm10d???mm6m寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）18mm521025.10aadmh?????mm6mm5()(.25)87.f ac????mm621020fdmh?????mm341()()amm5670b?3.4 軸的設計3.4.1 Ⅰ軸的設計（1）求出齒輪受力輸出軸轉矩：（5-1）NnPT18039726.05.905.9161 ?????齒輪圓周力： （5-2）mmzdFRRmt 85)3.01(254).01()1(98532 ???????? ????齒輪軸向力： （5-NFta 1274costan9sin1????3）齒輪徑向力： （5-Ntr 27cos11??4）支反力： XOY 面 （垂直面）（5-5）NRBYAY 1982657419823????????XOZ 面（水平面） 寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）19（5-6）NRBZA64269157413903????????XOY 面上的彎矩： （5-7）mNMmNBYAY ?????? ??? 5.19327851069.642右左右左 ????XOZ 面上的彎矩：（5-8）mNBZAZ ???????95342146902786右左右左 ????合成彎矩：（5-mNMBZYBAZYA ???????? ??9723540.19326085.6413722222 2）（）（ ）（ ）（ ）（右右右 左左左 右右右 左左左 ????9）當量彎矩：（5-10）mNTMmNTMPaavDBvAvbb Bv ???? ????? ??? ?????104628395.097818035.72456.108395041379][,5][ 64.)(22222 220112????）（）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（查 表 ，鋼 取轉 矩 為 一 般 性 質 ， 故右右 左左 右右 左左 ????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）及安裝帶寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）20輪處（軸徑最小且載荷較大、有鍵槽） 。右軸承部位驗算（5-11）mMdbvA351.0287][1.033?????d=45mm＞35mm, 合格。安裝帶輪部位驗算（5-12）dbvD2051.46][1.033?????d=30mm＞20mm, 合格。該軸段有鍵槽，計算軸徑加大 4%，d=30＞20×1.04=20.8，合格綜上計算結果，該軸強度足夠。3.4.2 Ⅱ軸的設計求出齒輪受力：輸出軸轉矩：（5-13）NnPT173620.5.9105.96262 ?????圓柱齒輪齒輪圓周： （5-14）dTFt 4181齒輪徑向力： （5-15）Ntr50an??標準直齒圓錐齒輪齒輪圓周力：（5-15）mmzdTFRRmt 85)3.01(254).01()1(85736222 ????????? ????齒輪軸向力：（5-16）Nta 4costan8sin22 ?????齒輪徑向力： （5-17） Ftr 102???支反力 XOY 面 （垂直面）寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）21（5-18）NRBYAY 9735454102801435??????? ????XOZ 面（水平面） （5-19）NRBZA 47354120841390???????????XOY 面上的彎矩： （5-20）mNMmNmNMBYDYCY?? ???????????????0 42851024301542979687501右左右左右左 ????XOZ 面上的彎矩：（5-21）mNMBZDZC??????????????63021301456847980320右左右左右左 ????合成彎矩：（5-22）mNMNmBZYBDZYDCZYC ?????? ?????????6300145428759602961154478322222 222 2）（ ）（ ）（）（ ）（ ）（）（ ）（右右右 左左左 右右右 左左左 右右右 左左左 ????寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）22當量彎矩：（5-23）mNTMmNTNMmPaaTMvDPBvDvCvbb Bv ???? ????? ??? ????? ???????10783658.0271365.29456.41207358019.96578624130758.0379][,5][ 64.)(22222 2201122?????）（）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（ ）（）（查 表 ，鋼 取轉 矩 為 一 般 性 質 ， 故右右 左左 右右 左左 右右 左左 ????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（5-24）mdbvB8.2951.046][1.033?????d=35mm＞29.8mm, 合格。安裝圓柱齒輪處驗算（5-25）MdbvC4.2851.067][1.033?????d=40mm＞28.4mm, 合格。該軸段有鍵槽，計算軸徑加大 4%，d=40＞28.4×1.04=29.5mm,合格。安裝錐齒輪處驗算（5-26）mdbvC185.092][1.033?????d=35mm＞18mm, 合格。該軸段有鍵槽，計算軸徑加大 4%，d=35＞18×1.04=18.72mm,合格。安裝偏心輪處（5-27）mMdbvP175.02][1.033?????寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）23d=25mm＞17mm, 合格。該軸段有鍵槽，計算軸徑加大 4%，d=25＞17×1.04=17.68mm，合格。綜上計算結果，該軸強度足夠。3.5 主要零件的規(guī)格及加工要求3.5.1 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。3.5.2 齒輪調直機上的所有齒輪均采用 45 號鋼加工制造，并須經過表面淬火等熱處理。3.5.3 調直機的各傳動軸均安裝滾動軸承表 1-1 鋼筋調直切斷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3.5.4 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?。一般在夾緊鋼筋后，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。3.5.5 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，并經常檢查下切刀的鎖緊螺母有無松動現(xiàn)象，以及上切刀的抬刀彈簧的彈性。寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）24滑動刀臺的回位是靠壓縮彈簧的張力，在定尺拉桿上裝有三個壓縮彈簧，在調直粗鋼筋時，三個彈簧同時起作用。當調直細鋼筋時，只需 1～2 彈簧。彈簧的預緊力是以保證能可靠的回位為準。如果彈簧預緊力不足，會造成滑動刀臺停留在錘頭下發(fā)生連切鋼筋的故障，若彈簧預緊力過大，則鋼筋不易頂動頂尺板，而發(fā)生鋼筋頂彎或切斷尺寸不準，并造成壓輥過度損傷鋼筋的現(xiàn)象。鋼筋發(fā)生連切現(xiàn)象，除由于彈簧的預緊力不足外，還可能是傳送壓輥壓力過大，或者是料槽的鋼筋下落阻力過大所造成的。所以，發(fā)生不正常現(xiàn)象時，應立即停車檢查，進行調整。第四章 基于 Pro/E 的三維設計4.1 Pro/E 三維設計軟件概述Pro/Engineer 操作軟件是美國參數(shù)技術公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一體化的三維軟件。Pro/Engineer 軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。Pro/Engineer 作為當今世界機械CAD/CAE/CAM 領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE 軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據(jù)重要位置。Pro/Engineer 和 WildFire 是 PTC 官方使用的軟件名稱，但在中國用戶所使用的名稱中，并存著多個說法，比如 ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指 Pro/Engineer軟件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0\creo2.0 等等都是指軟件的版本。Pro/E 第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）25安裝所有模塊。Pro/E 的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。Pro/E 采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。（1）參數(shù)化設計相對于產品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構成特征，而每一種構成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。但是無法在零件模塊下隱藏實體特征。（2）基于特征建模Pro/E 是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。（3）單一數(shù)據(jù)庫（全相關）Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不像一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的數(shù)據(jù)結構與工程設計的完整的結合，使得一件產品的設計結合起來。這一優(yōu)點，使得設計更優(yōu)化，成品質量更高，產品能更好地推向市場，價格也更便宜。Pro/Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色，實體或線框造型，完整工程圖的產生及不同視圖展示（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉） 。Pro/Engineer 是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs） 、槽（ Slots） 、倒角（ Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復雜的幾何設計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關系，任何一個參數(shù)改變，其他相關的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持 Postscript格式的彩色打印機。Pro/Engineer 還可輸出三維和二維圖形給予其他應用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer 軟件的其它模塊或自行利用 C 語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下（沒有任何附加模塊）具有大部分的設計能力，組裝能力（運動分析、寧波大紅鷹學院畢業(yè)設計（論文）26人機工程分析）和工程制圖能力（不包括 ANSI， ISO， DIN 或 JIS 標準） ，并且支持符合工業(yè)標準的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。Pro/Engineer 功能如下：（1）特征驅動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等） ；（2）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等） ；（3）通過零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關系來進行設計；（4）支持大型、復雜組合件的設計（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM 的各種能用零件設計的程序化方法等） 。（5）貫穿所有應用的完全相關性（任何一個地方的變動都將引起與之有關的每個地方變動） 。其它輔助模塊將進一步提高擴展 Pro/ENGINEER 的基本功能。4.2 三維設計4.2.1 牽引輪軸牽引輪軸如下圖示：圖 4-1 輸入齒輪軸4.2.2 齒輪各齒輪設計結果如下圖示：圖 4-2 齒輪4.2.3 軸