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1、-毕业设计（论文）-钢筋弯曲机的设计（全套图纸三维）-第 20 页钢筋弯曲机设计说明书摘 要钢筋弯曲机是建筑业常用的工程机械之一，主要用于各种型号的钢筋的弯曲，以用于工程施工工地上。通过强度计算分析，认为现有弯曲机的大部分零件有较大的设计裕量，需要改变个别零部件及电动机功率即可大幅度提高加工能力，满足40钢筋的弯曲加工。.本文所设计的半自动可调速钢筋弯曲机适用于弯曲6-40毫米钢筋之用，本机的传动机构采用全封闭式，变速杆换挡，可使工作盘得到两种转速，钢筋的弯曲角度由工作盘侧面的挡块调节，机械部分通过电器控制实现半自动。钢筋弯曲机适用于建筑行业弯曲640钢筋之用。 本机工作程序简单，弯曲形状一致
2、，调整简单，操作方便，性能稳定，它能将Q23540圆钢或832螺纹钢筋弯曲成工程中所需要的各种形状。关键词 钢筋弯曲机 ；弯矩 ；主轴扭矩全套图纸，加153893706AbstractSteel bending machine is commonly used in the construction industry, one ofconstructionmachinery, mainly for various types of bending steel bars for construction site. Strengthcalculation through analysis, th
3、at the existing bending machine are larger parts of most of the design margin, need to change the individual parts and components and electrical power can significantly increase the processing capacity to meet the needs of the bending of reinforced 40. Can also be upgraded to steel bending machine.
4、This article is designed to speed steel semi-automatic bending machine for bending 6-40 mm steel used, the machine-wide closed-end transmission, gear shift, work can be two types of disk rotational speed, angle of bending steel plate by the side of the block adjustment, the mechanical parts of elect
5、rical control through the realization of semi-automatic. -type steel bending machine bending applied to the construction industry reinforced 6-40 purposes. Working procedures of this machine is simple, curved shape of the same adjustment is simple, easy to operate, stable performance, it will be rou
6、nd or Q23540 thread 8-32 bending steel into works of various forms required for.Keywords Steel bending machine ；Moment before ；End moment ；Spindle torque目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论2第2章弯矩计算与电动机选择32.1 弯矩计算与电动机选择32.2 材料达到屈服极限时的始弯矩3第3章v带传动设计53.1V带轮的设计计算5第4章 圆柱齿轮设计84.1选择材料84.2按接触强度进行初步设计84.3齿轮校核94.4 齿轮及齿轮副精
7、度的检验项目计算12第5章 蜗轮蜗杆设计145.1选择蜗轮蜗杆传动类型145.2 选择材料145.4 校核计算19第6章 轴的设计216.1 计算作用在轴上的力216.2 计算支力和弯矩216.3 对截面进行校核24第7章 主轴设计277.1计算作用在轴上的力277.2计算支力和弯矩277.3 对截面进行校核29第8章 轴承的选择31总 结32参考文献33致 谢34第1章 绪 论我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展，一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因，另一方面国 家连续多年实施的积极的财政政策更是促使行业增长的根本动因。本机用于弯曲各种A3钢和I
8、I级螺纹钢，工作程式简单，弯曲形状一致，调整简单，操作方便，使用可靠，性能稳定。它能将材料完成工作中所需要的各种形状。本机使用一段时间后应将工作盘换180度方位使用，这样内部机件也改变了180度位置，使机械零件达到均匀磨损，延长机械使用寿命。受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激，包括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路（道路）、城市基础设施建设等一大批依托工程项目的实施，这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇，因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入WTO和国家鼓励出口政策的激励，工程建筑机械产品的出口形势也明显好转。我国建筑机械行业运行的
9、基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及2004年我国建筑机械行业发展的前景趋势进行了深入透彻的分析。第2章 弯矩计算与电动机选择2.1 弯矩计算与电动机选择1. 钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸见图2-1。设钢筋所需弯矩：Mt=式中 F为拨斜柱对钢筋的作用力；Fr为F的径向分力;a为F与钢筋轴线夹角。 当Mt一定，a越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小；a=arcos(L1/Lo)一定，Lo越大。因此，弯曲机的工作盘应加大直径，增大拨斜柱中心到主轴中心距离L0GW-50钢筋弯曲机的工作盘设计：直径400m
10、m，空间距120mm，L0=169.7 mm，Ls=235，a=43.80 图2-1 钢筋受力情况1-工作盘2-中心柱套3-拨斜柱 4-拨斜柱 5-钢筋6-插入座 2.钢筋弯曲机所需主轴扭矩及功率按照钢筋弯曲加工规范规定的弯曲半径弯曲钢筋，其弯曲部分的变形量均接近或过材的额定延伸率，钢筋应力超过屈服极限产生塑性变形。2.2 材料达到屈服极限时的始弯矩1.按40螺纹钢筋公称直径计算M0=K1Ws式中，M0为始弯矩，W为抗弯截面模数，K 1为截面系数，对圆截面K 1=1.7；对于25MnSi螺纹钢筋M0=373（N/mm2）,则得出始弯矩M0=3977（Nm）2. 钢筋变形硬化后的终弯矩钢筋在塑性
11、变形阶段出现变形硬化（强化），产生变形硬化后的终弯矩：M=（K 1+K0/2Rx）Ws式中，K0为强化系数，K0=2.1/p=2.1/0.14=15, p为延伸率，25MnSi的 p=14%，Rx=R/d0,R为弯心直径，R=3 d0，则得出终弯矩 M=11850（Nm）3. 钢筋弯曲所需矩Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）式中，K为弯曲时的滚动摩擦系数，K=1.05 按上述计算方法同样可以得出50I级钢筋（b=450 N/mm2）弯矩所需弯矩：Mt=8739（Nm）,取较大者作为以下计算依据。4. 电动机功率由功率扭矩关系公式 A0=Tn/9550=4.7KW,考虑到部分机械效率=
12、0.75，则电动机最大负载功率 A= A0/=4.7/0.75=6.26（KW），电动机选用Y系列三相异步电动机，额定功率为=7.5（KW）,额定转速=1440r/min。第3章 v带传动设计3.1 V带轮的设计计算电动机与齿轮减速器之间用普通v带传动，电动机为Y132M-4，额定功率P=7.5KW，转速=1440，减速器输入轴转速=576，输送装置工作时有轻微冲击，每天工作16个小时1. 设计功率根据工作情况由表8122查得工况系数=1.2，=P=1.24.7=5.64KW2. 选定带型根据=5.64KW和转速=1440，有图812选定A型3. 计算传动比=2.54. 小带轮基准直径由表81
13、12和表8114取小带轮基准直径=90mm5. 大带轮的基准直径大带轮的基准直径=（1-）取弹性滑动率=0.02= （1-）=2.5=2224.8mm实际传动比=2.5 从动轮的实际转速=576 转速误差=1.7% 对于带式输送装置，转速误差在范围是可以的6. 带速 =5.627. 初定轴间距0.7（+）（+）0.7（75+205）（75+205）196取=400mm8. 所需v带基准长度 =2+ =2 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表818选取9. 实际轴间距a=400mm10. 小带轮包角11. 单根v带的基本额定功率根据=75mm和=1440由表8127（c）
14、用内插法得A型v带的=0.68KW12. 额定功率的增量根据和由表8127（c）用内插法得A型v带的=0.17KW13. V带的根数ZZ=根据查表8123得=0.95根据=1250mm查表得818得=0.93Z=6.38取Z=7根14. 单根V带的预紧力 =500（ 由表8124查得A型带m=0.10则=500（=99.53N15. 压轴力=2=1372N 第4章 圆柱齿轮设计4.1 选择材料确定和及精度等级参考表8324和表8325选择两齿轮材料为：大，小齿轮均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48-50HRc，精度等级为6级。按硬度下限值，由图838（d）中的MQ级质量指标查得=1
15、120Mpa；由图839（d）中的MQ级质量指标查得FE1=FE2=700Mpa, Flim1=Flim2=350 4.2 按接触强度进行初步设计1. 确定中心距a(按表8328公式进行设计) aCmAa(+1)=1K=1.7 取2. 确定模数m(参考表834推荐表) m=(0.0070.02)a=2.54, 取m=3mm3. 确定齿数z,zz=22.51 取z=24z=z=224=48 取z=484. 计算主要的几何尺寸（按表835进行计算）分度圆的直径 d=m z=324=72mm d=m z=3*48=144mm齿顶圆直径 d= d+2h=63+23=69mm d= d+2h=348+2
16、3=353mm端面压力角 基圆直径 d= dcos=63cos20=59.15mm d= dcos=348cos20=326.77mm齿顶圆压力角 =arccos=31.02 = arccos=22.63端面重合度 = z（tg-tg）+ z(tg-tg) =1.9齿宽系数 =1.3纵向重合度 =04.3 齿轮校核1. 校核齿面接触强度（按表8315校核） 强度条件：= 计算应力：=ZZZZZ 式中： 名义切向力F=2005N 使用系数 K=1（由表8331查取） 动载系数Kv=（） 式中 V= A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2齿向载荷分布系数 K=1.35（由表8332按硬齿
17、面齿轮，装配时检修调整，6级精度K非对称支称公式计算）齿间载荷分配系数 （由表8333查取）节点区域系数 =1.5（由图8311查取） 重合度的系数 （由图8312查取） 螺旋角系数 （由图8313查取） 弹性系数 （由表8334查取） 单对齿啮合系数 Z=1 = =143.17MPa许用应力：= 式中：极限应力=1120MPa 最小安全系数=1.1（由表8335查取） 寿命系数=0.92（由图8317查取） 润滑剂系数=1.05（由图8319查取，按油粘度等于350） 速度系数=0.96（按由图8320查取） 粗糙度系数=0.9（由图8321查取） 齿面工作硬化系数=1.03（按齿面硬度45
18、HRC，由图8322查取） 尺寸系数=1（由图8323查取）则： =826MPa 满足2. 校核齿根的强度（按表8315校核） 强度条件：= 许用应力： =； 式中：齿形系数=2.61， =2.2（由图8315（a）查取） 应力修正系数，（由图8316（a）查取） 重合度系数 =1.9 螺旋角系数=1.0（由图8314查取） 齿向载荷分布系数=1.3（其中N=0.94，按表8330计算） 齿间载荷分配系数=1.0（由表8333查取） 则 =94.8MPa=88.3MPa许用应力：= （按值较小齿轮校核） 式中： 极限应力=350MPa 安全系数=1.25（按表8335查取） 应力修正系数=2（
19、按表8330查取） 寿命系数=0.9（按图8318查取） 齿根圆角敏感系数=0.97（按图8325查取） 齿根表面状况系数=1（按图8326查取） 尺寸系数=1（按图8324查取）则 = 满足， 验算结果安全4.4 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算1. 确定齿厚偏差代号为：6KL GB1009588（参考表8354查取）2. 确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值（参考表8358查取）第公差组检验切向综合公差，=0.063+0.009=0.072mm,(按表8369计算，由表8360，表8359查取)；第公差组检验齿切向综合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（
20、按表8369计算，由表8359查取）；第公差组检验齿向公差=0.012（由表8361查取）。3.确定齿轮副的检验项目与公差值（参考表8358选择）对齿轮，检验公法线长度的偏差。按齿厚偏差的代号KL，根据表8353m的计算式求得齿厚的上偏差=-12=-120.009=-0.108mm，齿厚下偏差=-16=-160.009=-0.144mm；公法线的平均长度上偏差=*cos-0.72sin=-0.108cos-0.72 =-0.110mm,下偏差=cos+0.72sin=-0.144cos+0.720.036sin=-0.126mm；按表8319及其表注说明求得公法线长度=87.652，跨齿数K=
21、10，则公法线长度偏差可表示为：,对齿轮传动，检验中心距极限偏差，根据中心距a=200mm，由表查得8365查得=；检验接触斑点，由表8364查得接触斑点沿齿高不小于40%，沿齿长不小于70%；检验齿轮副的切向综合公差=0.05+0.072=0.125mm（根据表8358的表注3，由表8369，表8359及表8360计算与查取）；检验齿切向综合公差=0.0228mm，（根据8358的表注3，由表8369，表8359计算与查取）。对箱体，检验轴线的平行度公差，=0.012mm，=0.006mm（由表8363查取）。确定齿坯的精度要求按表8366和8367查取。根据大齿轮的功率，确定大轮的孔径为5
22、0mm，其尺寸和形状公差均为6级，即0.016mm，齿轮的径向和端面跳动公差为0.014mm。3. 齿轮工作图（见图4-1）图4-1 大齿轮二 由于第一级齿轮传动比与第二级传动比相等，则对齿轮的选择，计算以及校核都与第一级一样 。第二级小齿轮齿数为25，大齿轮齿数为50，模数选取4。 第5章 蜗轮蜗杆的设计5.1蜗轮蜗杆设计计算5.1.选择蜗杆传动类型根据GB/T 100851988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。5.2.选择材料 根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC。蜗杆用铸锡
23、磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。5.3.按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（11-12），传动中心距1）确定作用在蜗轮上的转矩2）确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数由表115选取使用系数.15，由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数则：3）确定弹影响系数，因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和蜗杆相配，故。4）确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a比值从机械设计图11-18中可得。5）确定许用接触应力根据蜗杆材料为铸锡磷青
24、铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力=268MPa。应力循环次数寿命系数所以，。6）计算中心距取中心距a=73.75mm,因i=10故从表11-2取模数m=2.5，蜗杆分度圆直径d1=,45mmmm,这时d1/a=0.39,因为因此以上计算可用。4.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸计算1）蜗杆轴向齿距Pa=,直径系数q= 17.5;齿顶圆直径 50mm，齿根圆直径；分度圆导程角蜗杆轴向齿厚。2）蜗轮蜗轮齿数Z2=41,变位系数;验算传动比,是允许的。蜗轮的分度圆直径：蜗轮喉圆直径： 蜗轮齿根圆直径： 外圆直径： 蜗轮宽度B: 5.校
25、核齿根弯曲疲劳强度当量齿数 根据x2=0,从图11-19中可查得齿形系数。螺旋系数 许用弯曲应力 从表11-8中查得由铸锡磷青铜ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力寿命系数 ；所以弯曲强度是满足的。6.精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T10089-1988圆柱蜗杆、蜗杆精度等级中选7级精度、侧隙种类为f,表注为8f GB/T100然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度，此处从略。图5-2 蜗轮第6章 蜗杆轴的设计6.1 计算作用在轴上的力大轮的受力：圆周力 =径向力 轴向力 小轮的受力：圆周力 = 径向力 =轴向力 =
26、6.2 计算支力和弯矩1.垂直平面中的支反力：2. 水平面中的支反力： =2752.3N =261N3. 支点的合力 ，： 轴向力 应由轴向固定的轴承来承受。4. 垂直弯矩：截面 截面 5. 水平弯矩：截面截面 =2752 =504N5. 合成弯矩：截面截面6. 计算轴径截面截面8. 轴的受力及结构尺寸见图6-1所示。图6-1 轴的受力及结构尺寸简图6.3 对截面进行校核1. 截面校核 （由表412得）齿轮轴的齿 （由表4117得） （由表4117得）S1.8则 轴的强度满足要求2. 截面校核 （由表412得）齿轮轴的齿 （由表4117得） （由表4117得）S1.8则 轴的强度满足要求3.
27、轴的结构简图见图纸。第7章 主轴设计6.1 计算作用在轴上的力1.齿轮的受力：扭矩 T T=圆周力 =径向力 轴向力 2. 工作盘的合弯矩Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）式中，K为弯曲时的滚动摩擦系数，K=1.05 按上述计算方法同样可以得出50I级钢筋（b=450 N/mm2）弯矩所需弯矩：Mt=8739（Nm）由公式Mt=式中 F为拨斜柱对钢筋的作用力；Fr为F的径向分力;a为F与钢筋轴线夹角。 则 工作盘的扭矩 所以T齿轮能够带动工作盘转动6.2 计算支力和弯矩1.垂直平面中的支反力：2.水平面中的支反力： =11198.37N =-3217.9N 3.支点的合力 ，： 轴向力 应由轴向固定的轴承来承受。4.垂直弯矩：截面 截面 5.水平弯矩：截面截面 =11198.37 =-66.77N6.合成弯矩：截面截面7.计算轴径截面截面7.3 对截面进行校核1.截面校核 （由表412得）齿轮轴的齿 （由表4117得） （由表4117得）