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武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 摘 要 论文较为全面系统的研究了钢筋的拉直理论及拉直切断机的基本形式、结构、参数和选型方法，确定了钢筋拉直切断机的总体设计方案，论文运用材料力学和弹性力学的基本原理，将拉直过程中的钢筋看做一个连续弯曲的梁 ，对钢筋的弯曲变形做出了详尽的描述。论文对钢筋的拉直原理作了进一步的叙述，在此理论的基础上，研究分析了拉直系统参数确定的方法，提出了新的拉直方法。论文设计了一种较为简单实用的剪切机构。论文创造性地在拉直切断机上引入了行程开关，实现对钢筋的自动定尺切断，提高了自动化程度。论文在理论分析的基础上，充分联系实 际中已有的拉直切断机原理机构。在降低机器成本的基础上，提高了切断效率，并实现了自动化。 关键词： 钢筋； 拉直； 行程开关； 剪切； 自动化 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 of of of a as a in of of is is on of of is is of is An is on be in it on of on of to be 汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 目 录 1 绪论 . 1 内外钢筋拉直切断技术的发展状况 . 1 轧带 肋钢筋的概述 . 2 筋的种类 . 2 轧带肋钢筋的表面形式 . 3 轧带肋钢筋基本性能 . 3 题的提出和意义 . 4 2 对钢筋类金属材料弹塑性弯曲的分析 . 4 述 . 4 塑性弯曲的变形过程 . 6 3 拉直 机的预算 . 7 能参数计算 . 7 直机构设计中的几个问题 . 8 4 电动机的选择 . 8 动机类型和结构 . 8 择电动机的容量 . 8 择电动机型号 . 9 5 减速器的设计 . 9 择减速器的类型 . 9 算总传动比和各级传动比 . 10 算、轴转速、功率和转矩 . 10 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 轮设计 . 10 的设计计算 . 13 计要求 . 13 二的设计 . 13 一的设计 . 14 三的设计 . 14 体的设计 . 14 6. 联轴器的选择 . 16 轴器的计算转矩 . 16 择联轴器的型号 . 16 7 离合器的确定 . 16 8 摩擦轮的确定 . 18 9 滑动轴承的选择 . 19 承型号的确定 . 19 承宽度的确定 . 19 验轴颈的圆周速度 . 19 . 19 动轴承润滑剂的选择 . 19 10 夹具的设计 . 20 11 钢筋拉直切断机切断机构的设计 . 21 断机构的概括 . 21 料机构 . 21 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 动系统 . 21 筋拉直切断机剪切机构的分析与研究 . 22 述 . 22 切形式的分类 . 22 12 钢筋拉直切断机的承料机构 . 23 料机构分析 . 23 筋拉直切断机承料机构的设计 . 24 13 机座的设计 . 25 参考文献： . 26 致 谢 . 26 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 1 1 绪论 内外钢筋拉直切断技术的发展状况 钢筋拉直切断机在建筑行业运用广泛，国内外对钢筋拉直切断机的研究也比较多，国内对于钢筋拉直切断机的需求空 间很广，但国内的拉直切断机只能满足一般的需求，对于一些拉直精度较高，切断质量要求也较高的钢筋就无法满足了，需要从国外进口有关设备，总体来说国内的技术还落后于国外。 随着社会的发展进步，人们的生活水平的提高，人们对住房的要求有了不小的提高，由此带动了中国建筑业的蓬勃发展。钢筋作为建筑业中极为重要的建筑材料必定会大批量的生产和运输。运输中为了方便以及节省运输空间常常会将 10下钢筋卷成直径约为 1米左右的钢筋圈。但是 ，作成 了盘状的钢筋不能作为建筑工程的材料，所以，我们必须有一样工具能够把弯曲的钢筋拉直 以方便施 工。由此，可见钢筋拉直机是必不可少的的机械，在 建筑业中有很大的作用。 由于冷轧带肋钢筋需要经拉直切断后才可使用，但目前对于冷轧带肋钢筋拉直的理论研究还不是很完善，冷轧带肋钢筋拉直的无划伤问题一直没有得到很好的解决，冷轧带肋钢筋拉直机的系统参数设计也主要是依据普通圆钢筋拉直机的有关参数。国内还没有能满足拉直性能要求的数控冷轧带肋钢筋拉直切断机，而从国外进口一台数控冷轧带肋钢筋拉直切断机需要 8 万美元，一般用户难以承担。市场上急需一种拉直质量较好、自动化程度及生产效率较高的拉直切断机。 国内的机器最缺少的技术就是 拉直技术了，而这一方面国际上有些国家发展的较好，如前苏联，德国和日本在这方面起步较早。国内有关技术人员也在拉直理论和技术的研究方面作出了很大的努力，其中有部分成果的水平居领先地位，如列入 1998 河北省企业技术开发第二批计划的 2 数控冷轧带肋钢筋拉直切断机已经解决了有关技术上的难题其水平已达到国内领先地位，它在提高拉直质量、保证拉直后钢筋表面无划伤的基础上，采用了数控技术，提高了自动化程度，实现了自动定长切断、记数（钢筋长度、单根重量、总重、钢筋总数）及自动停车等功能。 本设计中的钢筋拉直切断机机主 要由电动机，减速器，离合器，摩擦轮和切断机组成。它结构简单，机身小，可由工作人员单一操作，而且操作简单（但要求操作人员进行一定的安全技术培训），安全性比较高，可以在环境较差的条件下工作，在机构方面本人力求简单普及，力求降低维修的难度从而为广大工作者带来了方便，这也是作为设计者的最为关心的事情。因此，在本设计的夹具设计中本人将钢筋的弯曲工序武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 2 和装夹工序同时进行 ,这样可以节约时间，减小工作空间。 轧带肋钢筋的概述 筋的种类 建筑上常用的钢筋分为热轧钢筋，冷拉钢筋，热处理钢筋，钢丝和钢绞线等 许多类。 在常温下对钢筋进行加工称为“冷加工”。用冷加工方法可以使热轧钢筋的强度得以提高，是节约钢材行之有效的方法之一。常用的冷加工方法有冷拉和冷拔两种，近十年来，又发展了冷轧和冷轧扭等方法。 冷轧带肋钢筋是采用强度较低，塑性较好的普通低碳钢或低合金钢热轧圆棚条钢筋为母材，经冷轧或冷拔工艺减径后在其表面冷轧成具有三面或两面月牙形的钢筋。轧制冷轧带肋钢筋的普通低碳钢牌号为 轧圆盘条钢筋，低合金钢牌号有 2420热轧圆盘条钢筋。 鉴于目前国内生产的冷轧带肋钢筋的母材品种较多， 冷轧加工工艺也不尽相同，冷轧带肋钢筋的强度差异较大，国际冷轧带肋钢筋将冷轧带肋钢筋分为 个级别。在本课题中所设计的钢筋基本性能。 钢筋强度较低，主要用以替代钢筋混凝土结构中的小直径热轧 I 级光圆钢筋，做钢筋混凝土机构中的受力钢筋、架立钢筋、分布钢筋。 钢筋宜用 轧圆盘防金轧制，钢筋的公称直径有 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 12种规格。 冷轧带肋钢筋是近三十多年国外发展的一个新钢种，具有抗拉强度高和延伸率好的特性，与普通热轧线材比较，可 节约金属材料 30 40%以上，并使钢筋混凝土强度和预应力混凝土构件强度提高，节约水泥。 1968 年由德国、荷兰、比利时研制成功，七十年代在欧美得到了大力发展应用，并有各自相应的国家标准。 我国起步较晚，自八十年代后期起，我国开始引进冷轧带肋钢筋生产设备。先后有南京、苏州、上海、青岛等地分别从德国、意大利等国引进 11套设备。九十年代中期又有安徽、广东、江苏等省的合资或外商独资企业，从国外引进几条生产线。与此同时，国内有些科研单位和企业着手研制或仿制冷轧设备。迄今已有十多个单位在生产和销售冷轧带肋钢筋全套设备，分 布于北京、辽宁、江苏、河北、天津等地。 国家科委已将冷轧带肋钢筋列入国家重点推广项目。建设部将它纳入“九五”期间建筑业重点推广的 10项新技术之一。 1997 年 8月，建设部将国家跨世纪重大技术推广工作命名为“广厦工程”，冷轧带肋钢筋的推广作为“广厦工程”的先期启动项目最先开始实武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 3 施。据不完全统计，仅 1998 年全国的推广量已超过 60 万吨。用于城乡住宅及公共建设的建筑面积达 平方米，今后还将有较大的增长。 轧带肋钢筋的表面形式 我国生产的冷轧戴了钢筋大部分为三面带有月牙形横肋，横肋沿钢筋横截面周圈 上分布，且其中必须有一面的方向与另两面反向。肋中心线与钢筋纵轴夹角 B 为 40 60。肋两侧面与钢筋表面斜角 a 不得小于 45。肋间隙总和不大于公称周长的 20%， 。相对肋面积 s i Ff 式中 K =3（三面带肋）； 一个肋的纵向截面积： 肋与钢筋轴线的夹角； d 钢筋公称直径； c 肋的间距。 在生产实际中，除三面冷轧带肋钢筋外，还有少数厂家生产两面带肋的冷轧钢筋，有的生产表面有压痕的冷轧带肋钢筋。个别厂家还生产表面带阴螺纹 的冷轧钢筋，以减少肋造成的应力集中现象。 根据许多单位所做的材料性能实验，两面冷轧带肋钢筋与三面冷轧带肋钢筋的力学性能并无显著的区别。 冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程未将两种带肋钢筋的力学性能加以区别。同时考虑到三面冷轧带肋钢筋应用最广泛，在本文设计计算中将参考三面冷轧带肋钢筋的各方面参数。 轧带肋钢筋基本性能 由图 1轧带肋钢筋均无物理屈服点的硬钢，则条件屈服强度采用 ，图中所示，其 曲线表现一段较长的非弹性过程，说明弹性和塑性关系比较优化，综合力学性能较好。对于 钢筋， 相当于 b ，伸长率按 10 计算，在新制定的国武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 4 家标准中， 钢筋伸长率10 8%，与国际标准规定相同。 冷轧带肋钢筋的曲强比在 右。 制组根据 三种强度级别，测得冷轧带肋钢筋的弹性模量变化范围为（ 5210 /N 钢筋的弹性模量 5 /10 题的提出和意义 我们所设计的该种钢筋切断机在参考国内已有 机型的基础上加以改进，减低了成本，在拉直技术上又加以改进，增加了行程开关使其可以自动定长切断，承料槽也加以改进，使得钢筋可以自动落下，上面研究重点即课题研究内容： 出新的系统参数设计，提高拉直质量、保证拉直后钢筋表面无划伤。 得拉直速度达到 36m/高了效率，但提高拉直速度的同时又要保证拉直质量。 36m/条件下进行切断。 现自动定长剪切，钢筋可以自动落料 。 2 对钢筋类金属材料弹塑性弯曲的分析 述 钢筋在拉直机上被拉直 ,是通过自身的弹塑性弯曲变形来实现的。因此，探究钢筋的拉直原理以及制定拉直方案应从研究金属材料的弹塑性弯曲变形着手。 金属材料的弹塑性弯曲变形过程在外力矩作用下的弯曲阶段和外力矩去除后的弹性恢复阶段组成。金属材料在外力矩的作用下弯曲时，除中性层因应力为零不会变形外，其它各层纵向纤维都要发生伸长或缩短的变形。外力矩去除后的变形恢复是个内力释放过程，亦称弹性恢复。 金属材料在拉直过程中的弹塑性弯曲变形是既有弹性变形又有塑性变形的弯曲，弯曲变形达到屈服极限之前，各条纵向纤维的变形可以 看作简单的拉（压）变形，应力与应变之间的关系遵守胡克定律。弯曲变形达到屈服极限以后，纵向纤维的应力与应变的关系呈现为增量的线形关系，而且必然有一部分变形得不到恢复被保留下来而成为永久变形。因此，总变形应包括弹性恢复变形和永久变形或称残余变形。对于弯曲，只能说总弯曲包括武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 5 弹性弯曲和塑性弯曲，塑性弯曲并不等于残余弯曲。仅仅在原始为平直状态下进行弯曲时，弹复后的残余弯曲才等于塑性弯曲。一般的弹塑性弯曲不仅其纵向纤维既有弹性变形又有塑性变形，而且也包含外层纤维的弹塑性变形与内层纤维的纯弹性变形的双重含义。 图 2转弯曲 在弯曲方式上，有受弯矩作用的纯弯曲；有受横向载荷作用的梁弯曲；有绕过圆柱体受拉力作用而产生的拉弯；有圆形材料在旋转中受横向载荷作用而产生的旋转弯曲如图2示；有板材在轧制过程中由于变形不均而产生的双向波浪弯曲。前三种弯曲都属于单方向的弯曲，称之为一维弯曲；旋转弯曲与波浪弯曲为二维弯曲；综合弯曲为三维弯曲。在弯曲过程中，弯曲变形的应力应变关系不能简化为简单弯曲或压缩的应力应变关系。在金属材料的横截面上，除表层和中性层以外，各层均处于三向应力状态，材料横截面上所发生的应力应变关系只与弯曲程度 有关。在材料的纵向，应力应变的分布与变化情况随弯曲的类型而异。在纯弯曲的情况下，材料纵向各截面的应力应变都是一样的。在受横向集中载荷压弯的情况下，塑性变形区按抛物线规律沿纵向分布在两个边层之间，如图 2示。在受均布载荷的横向压力下，塑性变形区按双曲线规律分布在两个边层之间，如图 2示。拉弯时，塑性变形区将按一个特殊的曲线规律分布在边层，根据平截面原理，各层纤维变形协调关系必然是线形的，而且塑性变形必将由最外层纤维开始。由于钢筋的弯曲与拉直过程中曲率半径值比其本身直径大得多，从塑性变形的最外层到最 内层，纵向应力都可按 1或 取值，为了便于理论分析，纵向应力极限都按取值，造成的误差是不大的，也就是不计三向应力的影响来处理钢筋的弯曲和拉直问题。 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 6 塑性弯曲的变形过程 轧件在拉直机上的弹塑性弯曲的变形过程，实际上是一个横向弯曲过程。拉直时，轧件在横向力作用下产生弯曲变形，纤维的变形如图 2示。根据外载荷的大小，轧件的弯曲变形主要是以下三种情况： （ 1）纯弹性弯曲变形 在外载荷作用下，其所受外力矩较小，轧件表层的最大应力小于材料的屈服极限（其应力状态如图 2示），其余各层的 纵向纤维都处于弹性变形状态。外载荷去除后，在弹性内力矩作用下，各层纵向纤维的变形将全部恢复。这种弯曲变形称之为纯弹性变形。这是最大的弹性弯曲状态，又是最小的弹塑性弯曲状态。 （ 2）弹塑性弯曲 随着外载荷的增加，轧件各层纤维继续产生变形。当所受外力矩达到一定数值后，轧件表层纵向纤维应力超过了材料的屈服极限，靠近表面层一部分区域的纤维层产生塑性变形。外力矩越大，塑性变形区由表层向中性层扩展的深度越大（其应力状态如图 2去除外载荷后，在弹性内力矩作用下，各层纵向纤维的变形可弹性恢复一部分，但无法全部 恢复，轧件中将保留残余应变和残余应力。这种弯曲变形称为弹塑性弯曲变形。 （ 3）纯塑性弯曲变形 随着外载荷的继续增大，整个轧件断面上的纵向纤维应力都超过了材料的屈服极限（其应力状态如图 2示），所有纵向纤维都处于塑性变形状态。去除外载荷后，在弹性外力矩作用下，纵向纤维的变形只能恢复弹性变形部分。这种弯曲变形称为纯塑性弯曲变形。 由此可知： （ a）在外载荷的作用下，有轧件中同时有弹性变形和塑性变形的弯曲变形称为弹塑性变形； （ b）轧件弹塑性弯曲变形过程由两部分组成；在外载荷的作用下的弹塑性弯曲阶段和去除 外载荷后的弹性恢复阶段。 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 7 3 拉直机的预算 能参数计算 图 3筋拉直机结构图与钢筋拉直机受力分析图 钢筋在拉直时候受前后两摩擦轮的牵引力和摩擦力的作用，钢筋在前后力的作用下产生塑性变形而被拉直，要使钢筋被拉直，钢筋所受的力必须至少达到屈服点 250 牵引力按下式计算 F=1P +2P 式中 1P 为使盘圆钢筋开卷所需的牵引力， 2P 为使钢筋被拉直达到屈服点所受的牵引力。 1P =41 2d k s + 式中 :d 为钢筋直径 ;k= 为盘圆钢筋与盘料架间摩擦因数 ;w 为盘圆钢筋所受重力 ; s 为钢筋材料的屈服极限。 2P =41 2d s 摩擦轮压紧力 2式中 : 为摩擦轮与钢筋间的摩擦因数。 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 8 直机构设计中的几个问题 要使盘圆钢筋被拉时产生残余的塑性变形而被拉直 ,所需的摩擦轮对钢筋的牵引力很大 ,这样摩擦轮的压紧力也必须很大。这在机构上很难实现 ,而且由于摩擦轮对钢筋的压紧力很大 ,钢筋被拉直时径向产生变形而影响其使用性能。以最常用的 6和 8小直径钢筋为例。当 d=6 ,所需牵引力 P=2 7300N,摩擦轮压紧力 Q=12170N;当 d=8 ,所需牵引力 P 13000N,摩擦轮压紧力 Q=21667N。 由于要传递的力和力矩都很大 ,需要用大功率的电机。 d=6 ,电机功率 W= d=8 ,电机功率 W=31 进过计算，当钢筋直径为 8候，要使钢筋既能被拉直又不会超过抗拉强度断裂，当摩擦轮速度为 s 时，工作机的功率为13 4 电动机 的选择 动机类型和结构 电动机类型和结构型式要根据电源（交流或直流），工作条件（温度、空间、 尺寸等）和载荷特点（性质大小、启动性能和过载情况）转速来选择。 由于本设计没有特殊的要求，以及本设计本身的要求，本设计的电动机均由 易爆无腐蚀性气体的场合，以及要求具有较好启动性能的机械，在经常启动，制动和反转的场合。 最终本人选用了 择电动机的容量 标准电动机的容量由额定功 率表示。所选用电动机的额定功率应稍大于工作要求的功率。若容量小于工作要求，则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，极易损坏；容量过大则增加成本从而造成浪费。 电动机的容量主要由运行时发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续运行的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，通常不必校验发热和启动力矩。 总效率 按下式计算： n 321 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 9 其中n 321分别为传动装置中的每一传动副，每对轴承， 每个联轴器。 总效率为 43221 由表 8查得，在传动装置中，两对齿轮传动每对齿轮的效率 1 =对摩擦轮效率 2 =对轴承每对轴承的效率3=个联轴器每个的效率 = 总效率为： 2433221 =电动机功率1116以可以选择电动机功率 15 择电动机型号 对 Y 系列电动机，通常多选用同步转速为 1500r/ 1000r/电动机，如无特殊需要，不选低于 750r/电动机。这里我综合电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总的传动比的特点 及大小，我选用 970r/电动机。 由表 16选取 电动机。 n=970r/P=15动机所需功率为： 9550摩擦轮机构的总传动力矩 摩擦轮转速 为电动机至工作机之间传动装置的总效率 查表得工作机的转 速和功率可以选择为 减速器的设计 择减速器的类型 在本设计中选择的是二级展开式圆柱齿轮减速器，它结构简单，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应具有较大刚度。高速轴齿轮布置在远离转矩输入端，这样轴在转矩作用下产生的扭转变形将能减缓轴在弯矩作用下产生弯曲变形所拉起的载荷沿齿宽分布不武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 10 均匀的现象，本 产品适用于载荷比较平稳的场合。 算总传动比和各级传动比 总传动比为 i=n /70/为是齿轮传动，由表 67查得，高速级传动比 速级传动比 际总传动比为 i， =动比误差为 i=,i =5% 传动误差很小，由此可见选用参数合理。 算、轴转速、功率和转矩 各轴的转速 70r/n2=n1/25r/n3=n2/5 r/轴的功率 P1= =2=3=轴的转矩 55011146200 55022600000 550332870000 轮设计 齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动方式。用于平行轴之间的直齿圆柱齿轮传动，武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 11 传动力矩的齿轮多为渐开线齿轮。 齿轮传动的主要优点是传动功率和速度的范围很广，传动比准确、可靠，传动效率较高，工作可靠，寿命长，结构紧凑。主要缺点是制造成本较高，需用专门的机床、刀具和测量仪 器等，不宜用于轴间距很大的传动，精度低时噪音大。 从表 663中选用材料。调质处理，硬度不高，还可以精加工，但强度韧性等方面的综合性能好。耐磨性虽然较差，但适用于低速中等载荷齿轮。为了防止强度不够，发生意外，以及增加安全系数及使用时间小齿轮选用 40调质处理。硬度 241286 b=686 s=490 齿轮选用 42质处理，硬度 217255 b=686 s=441 用八级精度） 3。 按齿面接触疲劳强度来设计 : 计算公式为： 3 12112 =64由表 63 可知软齿轮面在对称安装的时候，齿宽系数 d= 由表 63 可知使用系数 由图 63 取动载系数 由图 63 按齿轮在两轴承中间对称布置，取 表 63 按齿面未硬化，直齿轮， 8 级精度， b 100N/m,1= 初步确定节点区域系数 合度系数 表 63确定弹性系数1 齿面接触许用应力的公式： H= H。 由图 63，查得接触疲劳极限应力为： 50 50 本机械预选使用 10 年， 每天工作 10个小时，一年工作 250 天。 小齿轮 1的应力循环次数： 0109。 大齿轮 2的应力循环次数： 0108。 小齿轮 3的应力循环次数： 0108。 大齿轮 4的应力循环次数： 0108。 由表 6 109/ 1/汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 12 109/ 1/109/109/表 63 可知安全系数 选择小齿轮齿数为 1z =21，大齿轮齿数为 2z =21 择 90，模数 m 为 取标准值 m =际传动比为 差很小，符合要求。 小齿轮 1分度圆直径为 1D = 1齿轮 2分度圆直径为 2D = 2315以11 Db d=4齿轮齿宽 2b =54 3 32312=100齿轮 3取齿数31，则大齿轮齿数 4z 为 21 5=105，模数为 际传动比为 5。 小齿轮 3分度圆直径为3D= 1齿轮 4分度圆直径为 4D = 2b= 3=00齿轮齿宽 4b =90上数据经过计算校核，均符合要求。 表 关四个齿轮的有关数据 基本参数 齿轮 1 齿轮 2 齿轮 3 齿轮 4 分度圆直径 D 1D =D =315D =D =合角 =20 =20 齿顶圆直径 177mm 根圆 df 68圆直径 d d1=d2=315mm d3=d4=宽 b 1=64mm b 2=54mm b 3 =100mm b 4=90汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 13 （齿顶高系数 1， c*= 的设计计算 计要求 轴作为机械传动中重要的零件，设计时应满足下列几方面的要求，合理的结构，足够的强度，必要的刚度和振动稳定性及良好的工艺性能等。 轴的结构设计必须考虑轴上零件便于装拆。通常，轴都采用阶梯形结构，这样既符合接近等强度梁的要求，也使轴上零件固定可靠。 因为需要合理的轴长，所以我们首 先设计第二根轴。所有轴的材料选择：因为 45 号优质碳素钢应用广泛而本设计又无任何特殊要求，所以轴的材料选用正火，回火处理的 45号优质碳素钢，以达到提高轴的耐磨性以及疲劳强度的目的。 联轴器和滚动轴承的型号是根据轴端直径确定的，而且轴的结构设计是在初步计算轴径的基础上进行的，故先要计算轴径。轴的直径可按扭转强度法进行估算，即 3 式中： P 为轴传递的功 率（ n 为轴的转速（ r/ C 为为由轴的材料和受载情况确定的系数。若轴的材料为 45 钢，通常取 C =106117。 C 值应考虑轴上弯矩对轴强度的影响，当只受转矩影响或弯矩相对转 矩较小时， C 取小值；当弯矩相对转矩较大时， 多级齿轮减速器中，高速轴的转矩较小， C 取较大值；低速轴的转矩较大，C 取较小值；中间轴取中间值。初算轴径还要考虑键槽对轴强度的影响 ，当该轴段截面上有一个键槽时， d 增大 005 ；有两个键槽时， d 增大 0010 。然后将轴径圆整为标准值。上述计算出的周径，一般作为输入输出轴外伸段最小直径；对中间轴，可作为最小直径；若作为装齿轮出的周 径， C 应取大值。 二的设计 轴径的粗选 3222 =44此选2d=50装深沟球轴承，因为安装处的为 50以选用的型号为 6210 的轴承，其中 D=90汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 14 B=20两端安装的轴承为同一类型）。 两端为 50梯轴每段增加 8从 左至右分别为： 506674660要校核装齿轮的轴段，经验算，符合要求。 0+50+10+98+83=280 轴一的设计 轴径的粗选 3111 =安装键槽，增加 005 为 此选 d=35装深沟球轴承，因为安装处的 为 45以选用的型号为 6209 的轴承，其中 D=85=19两端安装一样的轴承） 阶梯轴每段直径从左至右分别为： 45506050454035要校核装齿轮的轴段，经验算，符合要求。 8+79+20+144+19+196+50=427 轴三的设计 轴径的粗选 3333 =安装键槽，增加 005 为 73此选 d=75装深沟球轴承，因为安装处的 为 85以选用的型号为 6217 的轴承，其 D=150=28两端安装一样的轴承） 阶梯轴每段直径从左至右分别为 1008595100958580验算，符合要求。 4+85+10+82+28+41+159=416体的设计 箱盖和箱座是用螺栓联结成一整体。这种箱体结构紧凑、安装方便，因此应用较为广泛。具体尺寸如下。减速器我选用材料是 铸造箱体。 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 15 表 速箱体主要参数 名称 符号 尺 寸 关 系 结果 /座壁厚 8 盖壁厚 1 盖凸缘厚度 1b 座凸缘厚度 b 座底凸缘厚度 2b 脚螺钉直径 2 10 地脚螺钉数目 n 查表 6 轴承旁连接螺栓直径 1d 与座连接螺栓直径 2d 10 连接螺栓的间距 l 15060 视孔盖螺钉直径 4d 10 1d ， 2d 至外箱壁距离 1C 查表 35 2d 至凸缘边缘距离 2C 查表 20 外箱壁至轴承座端面距离 1l 8512 60 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1 14 齿轮端面与内箱壁距离 2 12 箱盖，箱座肋厚 1, 1 9m 武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 16 连接螺栓直径 d （ d 10 通孔直径 d 10 底座底面至轴中心线高度 H 280 6. 联轴器的选择 卷筒轴与减速器的低速轴之间是用联轴器联接的。联轴器是连接轴或轴与其他回转件的一种装置，使它们在传递运动和动力过程中一起回转而不脱开。联轴器主要有机械式、液力式、和电磁式三种。机械式联轴器是应用最广泛的联轴器，它借助于机械构件相互间的机械作用力来传递转矩。联轴器可以根据所联轴径、所传递的转矩和轴的转速，从有关手册中选择合适的型号。由前述可知，低速轴的转矩 870000 速 4.7 r/联轴径 d=75 。 本设计选用的是凸缘联轴器，这种联轴器可传递较大转矩，结构简单，工作可靠，容易维护，但要求凸缘端面与轴线有较高的垂直度。 轴器的计算转矩 T 选择工作情况系数 K，查表 14，取 K=计算转矩 T=2870000=4305000 择联轴器的型号 查 17，根据轴径和计算转矩，最后选用凸缘联轴器的型 号为 7 离合器的确定 电动机轴与减速器的高速轴之间是用离合器联接的。离合器在机械运转时 ,把原动机的回转运动和动力传给工作机 ,并可随时分离或接合工作机 相关材料可知离合器的要求为： 1工作可靠，接合平稳，分离迅速； 2操作和维修方便； 3外廓尺寸小，重量轻； 4抗磨性和散热性能好。 本设计选用的是矩形齿牙嵌式离合器（如图 20），其特点为：制造容易，接合，脱开武汉纺织大学 2014 届毕业设计论文 17 较困难 ,停车时可不关机，开机时启动平稳适于频繁开机。为了便于接合，常采用较大的牙间间隙。此 离合器适用于重载可传递双向载荷。一般用于不经常离合的传动中。应在静止或转差在 10r/下接合。材料为 20碳（ 面硬度 6 62，多应用于中等尺寸的高转速合中等单位压力的离合器。根据所联轴径 d=50 17查得 D=50 ， 5 ， d=20 ， h ， ， =36。 ， =5。， K（ =，=，齿数 z=5，同时接触齿数 z=3。 矩形齿图 7形齿牙嵌式离合器 离合器的校核 牙面上的压强 P=2KT/ 牙根弯曲应力 b= 式中： A 每个牙的接触面积， 牙所在圆环的平均直径， h 牙的高度， z 牙的数目； W 牙根部的抗弯截面系数， W=。 因此， A=h（ （ 50（ D+（ 50+35） /2=42.5 mm a= z+ = 5 5=b=（ （ 50 =234.6 以上数据代入式、中，得 P=2 39 103/（ 5 =17 b=39 103 4/（ 5 =运 转时接合，取 P=40 b= S/00/14牙面比压和牙根弯曲强度均
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