卧式钢筋切断机设计毕业设计Word文档格式.doc
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目录
第1章引言...............................................................................................................................1
1.1概述..................................................................................................................................1
1.2题目的选取......................................................................................................................1
1.3钢筋切断机的原理..........................................................................................................1
第2章电机选择........................................................................................................................2
2.1切断钢筋需用力计算......................................................................................................2
2.2功率计算..........................................................................................................................3
第3章传动结构设计................................................................................................................5
3.1基本传动数据计算..........................................................................................................5
3.1.1分配传动比.....................................................................................................................5
3.1.2计算机构各轴的运动及动力参数 ........................................................................5
3.2带传动设计.......................................................................................................................6
3.2.1带型的确定.....................................................................................................................6
3.2.2带轮基准直径.................................................................................................................6
3.2.3带速的确定.....................................................................................................................6
3.2.4中心距、带长及包角的确定.........................................................................................6
3.2.5确定带的根数.................................................................................................................7
3.2.6张紧力............................................................................................................................7
3.2.7作用在轴上的载荷.........................................................................................................7
3.2.8带轮结构与尺寸见零件图.............................................................................................7
3.3齿轮传动设计...................................................................................................................8
3.3.1第一级齿轮传动设计......................................................................................................8
3.3.2第二级齿轮传动设计.....................................................................................................12
3.4轴的校核..........................................................................................................................15
3.4.1一轴的校核.....................................................................................................................15
3.4.2三轴的校核.....................................................................................................................19
3.5平键的校核.......................................................................................................................22
3.6轴承的校核 ...................................................................................................................23
3.6.1初选轴承型号.................................................................................................................23
3.6.2寿命计算.........................................................................................................................24
第4章总结..............................................................................................................................27
参考文献......................................................................................................................................28
致谢..............................................................................................................................................29
第1章引言
1.1概述
钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一,它主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断。
钢筋切断机与其他切断设备相比,具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点,因此近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用,在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。
国内外切断机的对比:
由于切断机技术含量低、易仿造、利润不高等原因,所以厂家几十年来基本维持现状,发展不快,与国外同行相比具体有以下几方面差距。
全球经济建设的快速发展为建筑行业,特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展空间,为广大生产企业提供一个展示自己的舞台。
面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场,加强企业的经营管理,加大科技投入,重视新技术、新产品的研究开发,提高产品质量和产品售后服务水平,积极、主动走向市场,使企业的产品不断地满足用户的需求,尽快缩短与国外先进企业的差距,无疑是我国钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。
1.2题目的选取
本次毕业设计的任务是卧式钢筋切断机的设计。
要求切断钢筋的最大直径14mm,切断速度为15次/分。
在设计中通过计算和考虑实际情况选则合适的结构及参数,从而达到设计要求,同时尽可能的降低成本,这也是一个综合运用所学专业知识的过程。
毕业设计是对三年大学所学知识的一个总结,也是走上工作岗位前的一次模拟训练。
1.3钢筋切断机的工作原理
工作原理:
第2章电机选择
传动方案简述:
首先采用一级带传动,因为它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪声小、和过载保护等优点,并安装张紧轮。
然后采用两级齿轮减速,因为齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力,并具有功率范围大,传动效率高,传动比准确,使用寿命长,工作安全可靠等特点。
由于传动系统作的是回转运动,而钢筋切断机的执行机构需要的直线往复运动,为了实现这种转换,可以采用曲柄滑块机构,盘行凸轮移动滚子从动件机构,齿轮齿条机构。
考虑现实条件,我决定采用曲柄滑块机构作为本机械的执行机构。
2.1切断钢筋需用力计算
为了保证钢筋的剪断,剪应力应超过材料的许应剪应力。
即切断钢筋的条件为:
查资料可知钢筋的许用剪应力为:
MPa,取最大值142MPa。
由于本切断机切断的最大刚筋粗度为:
mm。
则本机器的最小切断力为:
取切断机的切断力Q=22000N。
2.2功率计算
刀的速度小于曲轴处的线速度。
则切断处的功率P:
W
查表可知在传动过程中,带传动的效率为η=0.94~0.97;
二级齿轮减速器的效率为η=0.96~0.99;
滚动轴承的传动效率为η=0.94~0.98;
连杆传动的效率为η=0.81~0.88;
滑动轴承的效率为
由以上可知总的传动效率为:
η=0.94×
0.96×
0.98×
0.81=0.72
由此可知所选电机功率最小应为kw
查手册并根据电机的工作环境和性质选取电机为:
Y系列封闭式三相异步电动机,代号为Y112M-6,输出功率为2.2kw,输出速度为960r/min。
第3章传动结构设计
3.1基本传动数据计算
3.1.1分配传动比
电动机型号为Y,满载转速为960r/min。
(1)总传动比
(2)分配传动装置的传动比
上式中i0、i1分别为带传动与减速器(两级齿轮减速)的传动比,为使V带传动的外廓尺寸不致过大,同时使减速器的传动比圆整以便的获得圆整的齿数。
初步取i0=2,则减速器的传动比为
(3)分配减速器的各级传动比
按展开式布置,查阅有关标准,取i11=6.4,则i22=5。
(注以下用i1代替i11,i2代替i22)
3.1.2计算机构各轴的运动及动力参数
⑴各轴的转速ⅠⅡⅢ
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
⑵各轴的输入功率
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
⑶各轴的输入转矩
电动机输出转矩
Ⅱ轴
3.2带传动设计
3.2.1带型的确定
由设计可知:
V带传动的功率为2.2kw,小带轮的转速为960r/min,大带轮的转速为480r/min。
查表可知工况系数取KA=1.5,Pc=1.5×
2.2=3.3kw。
根据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取A型V带。
3.2.2带轮基准直径
查阅相关手册选取小带轮基准直径为d1=100mm,则大带轮基准直径为d2=2×
100=200mm
3.2.3带速的确定
3.2.4中心矩、带长及包角的确定。
由式
0.7(d1+d2)<
a0<
2(d1+d2)可知:
0.7(100+200)<
2(100+200)得210〈a0〈600
初步确定中心矩为a0=400
根据相关公式初步计算带的基准长度:
查表选取带的长度为1250mm
计算实际中心矩:
取386mm
验算小带轮包角:
3.2.5确定带的根数
查表知p1=0.97Δp1=0.11ka=0.965kl=0.93则取Z=4
3.2.6张紧力
查表q=0.10kg/m
3.2.7作用在轴上的载荷
3.2.8带轮结构与尺寸见零件图
图3-2带轮的结构与尺寸图
3.3齿轮传动设计
3.3.1第一级齿轮传动设计
(1)选材料、确定初步参数
①选材料小齿轮:
40Cr钢调制,平均取齿面硬度为260HBS
大齿轮:
45钢调制,平均取齿面硬度为260HBS
②初选齿数取小齿轮的齿数为20,则大齿轮的齿数为20×
6.4=128
③齿数比即为传动比
④选择尺宽系数ψd和传动精度等级情况,参照相关手册并根据以前学过的知识选取ψd=0.6
初估小齿轮直径d1=60mm,则小齿轮的尺宽为b=ψd×
d1=0.6×
60=36mm
⑤齿轮圆周速度为:
参照手册选精度等级为9级。
⑥计算小齿轮转矩T1
⑦确定重合度系数Zε、Yε:
由公式可知重合度为
则由手册中相应公式可知:
⑧确定载荷系数KH、KF
确定使用系数KA:
查阅手册选取使用系数为KA=1.85
确定动载系数Kv:
查阅手册选取动载系数Kv=1.10
确定齿间载荷分布系数KHa、KFa:
则
载荷系数KH、KF的确定,由公式可知
(2)齿面疲劳强度计算
①确定许用应力[σH]
②总工作时间th,假设该切断机的寿命为10年,每年工作300天,每天工作8个小时,则:
③应力循环次数N1、N2
④寿命系数Zn1、Zn2,查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.15
⑤接触疲劳极限取:
σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa
⑥安全系数取:
Sh=1.0
⑦许用应力[σh1]、[σh2]
⑶弹性系数ZE查阅机械设计手册可选取
⑷节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.5
⑸求所需小齿轮直径d1
与初估大小基本相符。
⑹确定中心距,模数等几何参数
中心距a:
圆整中心矩取222mm
模数m:
由中心矩a及初选齿数Z1、Z2得:
分度圆直径d1,d2
确定尺宽:
取大齿轮尺宽为b1=60×
0.6=36mm
小齿轮尺宽取b2=40mm
⑺抗弯疲劳强度验算
①求许用弯曲应力[σF]
应力循环次数NF1、NF2
②寿命系数Yn1、Yn2,查阅相关手册选取Yn1=1、Yn2=1
③极限应力取:
σFlim1=290MPa、σFl
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