卧式钢筋切断机的结构设计文档格式.doc
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卧式钢筋切断机的结构设计文档格式.doc
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3.设计钢筋切断机的传动方式并绘制其传动原理图;
4.设计钢筋切断机的结构并绘制其装配图;
5.绘制主要零部件的部装图和零件图;
6.编写设计计算说明书一份;
7.答辩。
3.对本毕业设计(论文)课题成果的要求〔包括毕业设计论文、图表、实物样品等〕:
1.翻译相关英文科技资料5000汉字以上;
2.毕业设计中的全部文件资料符合学校规定的格式和要求;
3.绘制的图纸数量合零号图4张以上;
4.设计计算说明书要在8000汉字以上;
5.课题成果属湘潭大学所有。
4.主要参考文献:
1苏翼林主编.材料力学(第3版).天津:
天津大学出版社,2001
2孙桓陈作模主编.机械原理(第6版).北京:
高等教育出版社,2001
3李继庆陈作模主编.机械设计基础.北京:
高等教育出版社,1999
4梁崇高等著.平面连杆机构的计算设计.北京:
高等教育出版社,1993
5刘政昆编著.间歇运动机构.大连:
大连理工大学出版社,1991
6福尔摩J等著.连杆机构.石则昌等译.北京:
机械工业出版社,1990
7王慰椿.机械基础与建筑机械.南京:
东南大学出版社,1990
8高蕊.钢筋切断机刀片合理侧隙的保证方法.建筑机械化,1997年第4期37-38页
9王平,张强,许世辉.钢筋调直切断机的顶刀与连切[J].建筑机械,1997年第5期47-48页
10宜亚丽.钢筋矫直切断机剪切机构研究分析.机械,2004年第10期14-16页
5.本毕业设计(论文)课题工作进度计划:
起迄日期
工作内容
2012年
3月16日~4月6日
4月7日~4月12日
4月13日~5月1日
5月2日~5月12日
5月13日~5月20日
5月21日~5月29日
5月31日
搜集、整理、熟悉分析、翻译相关资料,写出开题报告;
设计钢筋切断机的传动方式并绘制传动原理图;
设计钢筋切断机的结构并绘制其装配图;
绘制钢筋切断机的主要部装图和零件图;
编制设计计算说明书;
修改完善;
论文答辩;
所在专业审查意见:
负责人:
年 月 日
学院意见:
主管院长:
年 月 日
毕业论文(设计)评阅表
学号2008963331姓名汪鹏专业机械设计制造及其自动化
毕业论文(设计)题目:
卧式钢筋切断机的结构设计
评价项目
评价内容
选题
1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;
2.难度、份量是否适当;
3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。
能力
1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;
2.是否有综合运用知识的能力;
3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;
4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;
5.工科是否有经济分析能力。
论文
(设计)质量
1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;
实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;
技术用语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;
2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;
3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。
综
合
评
价
本设计选题综合性较强,符合机械专业培养目标和要求;
题目难度适中,与工业生产实际结合紧密。
该生具有较强的查阅文献和综合归纳资料的能力,综合应用本科所学知识能力较强;
计算机应用能力较好,英文水平及应用不错。
论文立论正确,论述比较充分,整体结构尚可;
设计与计算科学,技术用语准确,图纸完备,引文规范。
论文文字通顺,该设计具有一定的实际应用价值。
同意参加答辨。
评阅人:
2012年月日
毕业论文(设计)鉴定意见
学号:
2008963331姓名:
汪鹏专业:
机械设计制造及其自动化
毕业论文(设计说明书)40页图表12张
论文(设计)题目:
卧式钢筋切断机的结构设计
内容提要:
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。
毕业设计是对四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。
工作原理:
采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后,带动曲轴旋转,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。
传动方案简述:
选择三级减速,先是一级带减速,再两级齿轮减速。
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、合过载保护等优点,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。
动力由电动机输出,通过减速系统传动,把动力输入到执行机构。
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
。
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。
指导教师评语
2012年月日
答辩简要情况及评语
答辩小组组长:
2012年月日
答辩委员会意见
经答辩委员会讨论,同意该毕业论文(设计)成绩评定为
答辩委员会主任:
2012年月日
目录
1引言
1.1卧式钢筋切断机概述……………………………………………………3
1.2题目的选取………………………………………………………………4
1.3钢筋切断机的工作原理…………………………………………………4
2电机的选择
2.1切断钢筋需要用力计算……………………………………………………4
2.2功率计算……………………………………………………………………5
3传动结构设计
3.1基本传动数据的计算………………………………………………………5
3.2带传动设计…………………………………………………………………7
3.3齿轮传动设计………………………………………………………………8
3.4轴的校核……………………………………………………………………16
3.5键的校核……………………………………………………………………24
3.6轴承的校核…………………………………………………………………25
4钢筋切断机的摩擦磨损和润滑…………………………………28
卧式钢筋切断机的结构设计
摘要
本文讲述了卧式钢筋切断机的基本原理和结构设计过程。
本论文首先概述了钢筋切断机的国内外发展趋势,了解了钢筋切断机的基本构件参数,然后明确技术要求对卧式钢筋切断机进行了分析和设计,其中包括对传动系统的选择和数据计算。
同时,对卧式钢筋切断机的机架结构进行了分析和设计。
关键词:
卧式钢筋切断机;
二级齿轮减速;
传动;
刀片,切断;
摩擦润滑。
ABSTRACT
.Thispaperdescribesthehorizontalsteelbarcuttingmachine'
sbasicprincipleandthestructuredesignprocess.
Thispaperfirstgivesanoverviewofthesteelbarcuttingmachineathomeandabroadthedevelopmenttrend,understandingofthesteelbarcuttingmachinebasiccomponentparameters,andclarifythetechnicalrequirementofhorizontalsteelbarcuttingmachineisanalyzedanddesigned,includingtheselectionandcalculationofthedatatransmissionsystem.Atthesametime,thehorizontalsteelcutterframestructureareanalyzedandthedesign
Keyword:
.
Horizontalsteelbarcuttingmachine;
twogearreducer;
gear;
blade,cutting;
frictionandlubrication
1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。
1)国外切断机偏心轴的偏心距较大,如日本立式切断机偏心距24mm,而国内一般为17mm.看似省料、齿轮结构偏小些,但给用户带来麻烦,不易管理.因为在由切大料到切小料时,不是换刀垫就是换刀片,有时还需要转换角度。
2)国外切断机的机架都是钢板焊接结构,零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬,使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器.
3)国内切断机刀片设计不合理,单螺栓固定,刀片厚度够薄,40型和50型刀片厚度均为17mm;
而国外都是双螺栓固定,25~27mm厚,因此国外刀片在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。
4)国内切断机每分钟切断次数少.国内一般为28~31次,国外要高出15~20次,最高高出30次,工作效率较高。
5)国外机型一般采用半开式结构,齿轮、轴承用油脂润滑,曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀座、转体处用手工加稀油润滑.国内机型结构有全开、全闭、半开半闭3种,润滑方式有集中稀油润滑和飞溅润滑2种。
6)国内切断机外观质量、整机性能不尽人意;
国外厂家一般都是规模生产,在技术设备上舍得投入,自动化生产水平较高,形成一套完整的质量保证加工体系。
尤其对外观质量更是精益求精,外罩一次性冲压成型,油漆经烤漆喷涂处理,色泽搭配科学合理,外观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角,整机光洁美观。
而国内一些一些厂家虽然生产历史较长,但没有一家形成规模,加之设备老化,加工过程拼体力、经验,生产工艺几十年一贯制,所以外观质量粗糙、观感较差。
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
1.3钢筋切断机的工作原理
2电机选择
传动方案简述:
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Q=22000N。
2.2功率计算
由图可知,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
3.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。
a)总传动比
b)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更方便的获得圆整地齿数。
初步取i0=2,则减速器的传动比为
c)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。
(注以下有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
a)各轴的转速ⅠⅡⅢ
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
b)各轴的输入功率
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
c)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1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
a)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
b)齿面疲劳强度计算
1)确定许用应力[σH]
①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:
②应力循环次数N1、N2
③寿命系数Zn1、Zn2,查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1.15
④接触疲劳极限取:
σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa
⑤安全系数取:
Sh=1.0
⑥许用应力[σh1]、[σh2]
2)弹性系数ZE查阅机械设计手册可选取
3)节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.5
4)求所需小齿轮直径d1
与初估大小基本相符。
5)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
c)齿根抗弯疲劳强度验算
1)求许用弯曲应力[σF]
①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、σFlim2=220MPa
④尺寸系数Yx:
查阅机械设计手册选,取Yx=1.5
⑤安全系数SF:
参照表9-13,取SF=1.5
⑥需用应力[σF1]、[σF2]由式(9-20),许用弯曲应力
2)齿形系数YFa1、YFa2由图9-19,取
YFa1=2.56YFa2=2.15
3)应力修正系数Ysa1、Ysa2由图9-20,取
Ysa1=1.62Ysa2=1.82
4)校核齿根抗弯疲劳强度由式(9-17),齿根弯曲应力
3.3.2第二级齿轮传动设计:
2)初选齿数取小齿轮的齿数为28,则大齿轮的齿数为28×
5=140
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=2/3
初估小齿轮直径d1=84mm,则小齿轮的尺宽为b=ψd×
d1=2/3×
84=56mm
齿轮圆周速度为:
参照手册选精度等级为9级。
5)计算小齿轮转矩T1
6)确定重合度系数Zε、Yε:
由公式可知重合度
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