毕业设（论文）-钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟（含全套CAD图纸）

钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 1 中文摘要 熟悉国内各种钢筋弯曲机型号及各自的性能与应用，结合各钢筋弯曲机使用的 情况与现状的市场情况对各自的优缺点进行比较并设计出合适的钢筋弯曲机。 通过强度计算分析，认为现有 GW-40 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。还可以升级为 GW-50 钢筋弯曲机。 钢筋弯曲机满足 40 钢筋的弯曲加工，弯曲角度为 90 度的弯曲件做为设计对 象。对钢筋弯曲机进行应用范围设计。 关键词关键词 钢筋弯曲机，始弯矩，终弯矩，主轴扭矩 全套完整版设计，联系全套完整版设计，联系 QQ394413192QQ394413192 常州工学院毕业设计（论文） 2 第一章第一章 绪绪 论论 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。 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。 第二章第二章 弯矩计算与电动机选择弯矩计算与电动机选择 2.12.1 工作状态工作状态 1.钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸标记图 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sinsin 0 LFr 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 L0 GW-50 钢筋弯曲机的工作盘设计：直径 400mm，空间距 120mm，L0=169.7 mm，Ls=235，a=43.80 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 3 a 117.45 图 2-1 钢筋受力情况 1-工作盘；2-中心柱套；3-拨料柱 4-挡料柱；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。 2.1.12.1.1 材料达到屈服极限时的始弯矩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. 钢筋弯曲所需距 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=2.9KW,考虑到部分机械效率 =0.75，则电动机最大 负载功率 A= A0/=2.9/0.75=3.9（KW） ，电动机选用 Y 系列三相异步电动机，额定功率为 =4（KW）,额定转速=1440r/min。 e A e n 5. 电动机的控制 （如图 2-2 所知） 常州工学院毕业设计（论文） 4 制动刹车 电机反转 电机正转 图 2-2 钢筋弯曲电气图 第三章第三章 v v 带传动设计带传动设计 3.13.1 V V 带轮的设计计算带轮的设计计算 电动机与齿轮减速器之间用普通 v 带传动，电动机为 Y112M-4，额定功率 P=4KW，转速 =1440，减速器输入轴转速=514，输送装置工作时有轻微冲击，每天工作 16 1 n min r 2 n min r 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=4.8KW A K d P A K 2. 选定带型 根据=4.8KW 和转速=1440，有图 812 选定 A 型 d P 1 n min r 3. 计算传动比 =2.8 2 1 n n 514 1440 4. 小带轮基准直径 1d d 由表 8112 和表 8114 取小带轮基准直径=75mm 1d d 5. 大带轮的基准直径 2d d 大带轮的基准直径=（1-） 2d di 1d d 取弹性滑动率=0.02 = （1-）=2.8=205.8mm 2d di 1d d)02 . 0 1 (75 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 5 实际传动比 =2.85i )1 ( 1 2 d d d d 从动轮的实际转速=505.26 2 n i n1 85 . 2 1440 min r 转速误差=1.7% 514 26.505514 2 n 对于带式输送装置，转速误差在范围是可以的%5 6. 带速 =5.62 100060 144075 100060 11 nd s m 7. 初定轴间距 0 a 0.7（+）（+） 1d d 2d d2 0 a 1d d 2d d 0.7（75+205）（75+205）2 0 a 196560 0 a 取=400mm 0 a 8. 所需 v 带基准长度 0d L =2+ 0d L 0 a 0 2 12 21 4 )( )( 2a dd dd dd dd =2 4004 )75205( )20575( 2 400 2 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表 818 选取mmLd1250 9. 实际轴间距 a =400mm 2 0 0 dd LL aa 10. 小带轮包角 1 常州工学院毕业设计（论文） 6 =- 1 0 180 012 3 . 57 a dd dd = 00 62.18180 = 00 12038.161 11. 单根 v 带的基本额定功率 1 p 根据=75mm 和=1440由表 8127（c）用内插法得 A 型 v 带的=0.68KW 1d d 1 n min r 1 p 12. 额定功率的增量 1 p 根据和由表 8127（c）用内插法得 A 型 v 带的 min 1440 1 r n 85 . 2 i =0.17KW 1 p 13. V 带的根数 Z Z= L d kkpp p )( 11 根据查表 8123 得=0.95 0 1 38.161 k 根据=1250mm 查表得 818 得=0.93 D L L k Z=6.38 L d kkpp p )( 11 93 . 0 95 . 0 )17 . 0 68 . 0 ( 8 . 4 取 Z=7 根 14. 单根 V 带的预紧力 0 F =500（ 由表 8124 查得 A 型带 m=0.10 0 F 2 ) 1 5 . 2 m z p k d m kg 则=500（=99.53N 0 F 2 ) 1 5 . 2 m z p k d 15. 压轴力 Q F =2=1372N Q F 2 sin2 1 0 ZF 2 38.161 sin753.99 0 16. 绘制工作图 3-1： 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 7 3.2 7 图 3-1 V 带轮 第四章第四章 圆柱齿轮设计圆柱齿轮设计 4.14.1 选择材料选择材料 确定和及精度等级 limH limF 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=1120Mpa；由图 839（d）中的 MQ 级质量指标查得 limH limF FE1=FE2=700Mpa, Flim1=Flim2=350 MPa 4.24.2 按接触强度进行初步设计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) 3 2 1 H KT =1 m C 483 A K=1.7 mNT1646 2 4 . 0 常州工学院毕业设计（论文） 8 MPa H 1008 取mma175mma200 2. 确定模数 m (参考表 834 推荐表) m=(0.0070.02)a=1.44, 取 m=3mm 3. 确定齿数 z ,z 12 z =20.51 取 z =21 1 ) 1( 2 m a ) 15 . 5(3 2002 1 z =z =5.521=115.5 取 z =116 21 2 4. 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 =321=63mm 11 d =m z =3*116=348mm 22 齿顶圆直径 d= d +2h =63+23=69mm 1a1a d= d +2h =348+23=353mm 2a2a 端面压力角 0 20 基圆直径 d= dcos=63cos20 =59.15mm 1b1 0 d= d cos=348cos20 =326.77mm 2b2 0 齿顶圆压力角 =arccos=31.02 1at 1 1 a b d d 0 = arccos=22.63 2at 2 2 a b d d 0 端面重合度 = z （tg-tg）+ z (tg-tg) a 2 1 1 1at 2 2at =1.9 齿宽系数 =1.3 d 1 d b 63 80 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 9 纵向重合度 =0 4.34.3 齿轮校核齿轮校核 1. 校核齿面接触强度 （按表 8315 校核） 强度条件：= H H 计算应力：=ZZZZ Z 1H HBE 1 1 bd F KKKk t HHVA = 2H 1H B D Z Z 式中： 名义切向力 F =2005N t 1 1 2000 d T 63 17.632000 使用系数 K=1（由表 8331 查取） A 动载系数 =（） V K VA A 200 B 式中 V= s m nd 7 . 1 100060 51417.63 100060 11 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2 V K 齿向载荷分布系数 K=1.35（由表 8332 按硬齿面齿轮，装配时检修调整，6 级 H 精度 K非对称支称公式计算） H 34 . 1 齿间载荷分配系数 （由表 8333 查取）0 . 1 H K 节点区域系数 =1.5（由图 8311 查取） H Z 重合度的系数 （由图 8312 查取）77 . 0 Z 螺旋角系数 （由图 8313 查取）80 . 0 Z 弹性系数 （由表 8334 查取）MPaZE 8 . 189 单对齿啮合系数 Z=1 B 常州工学院毕业设计（论文） 10 = 1H =143.17MPa 2H 8063 2005 5 . 5 15 . 5 0 . 135 . 1 05 . 1 180 . 0 77 . 0 8 . 1895 . 11 许用应力：= H XWRVLNT H H ZZZZZZ S lim lim 式中：极限应力=1120MPa limH 最小安全系数=1.1（由表 8335 查取） limH S 寿命系数=0.92（由图 8317 查取） NT Z 润滑剂系数=1.05（由图 8319 查取，按油粘度等于 350） L Z s m 速度系数=0.96（按由图 8320 查取） V Z,7 . 1 s m 粗糙度系数=0.9（由图 8321 查取） R Z 齿面工作硬化系数=1.03（按齿面硬度 45HRC，由图 8322 查取） W Z 尺寸系数=1（由图 8323 查取） X Z 则： =826MPa H 03 . 1 85 . 0 96 . 0 05 . 1 92 . 0 1 . 1 1120 满足 H H 2. 校核齿根的强度 （按表 8315 校核） 强度条件：= 1F 1F 许用应力： =； 1F FFVASaFa n t KKKKYYYY bm F 11 22 12 SF SF FF YY YY 式中：齿形系数=2.61， =2.2（由图 8315（a）查取） 1F Y 2F Y 应力修正系数，（由图 8316（a）查取）6 . 1 1 Sa Y77 . 1 2 Sa Y 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 11 重合度系数 =1.9 Y 螺旋角系数=1.0（由图 8314 查取） Y 齿向载荷分布系数=1.3（其中 N=0.94，按表 8330 计算） F K N H K 齿间载荷分配系数=1.0（由表 8333 查取） F K 则 =94.8MPa 1F =88.3MPa 2F 1F 6 . 161 . 2 2 . 277 . 1 许用应力：= （按值较小齿轮校核） F XlTrelTNTST F F YYYYY S Re lim lim limF 式中： 极限应力=350MPa limF 安全系数=1.25（按表 8335 查取） limF S 应力修正系数=2（按表 8330 查取） ST Y 寿命系数=0.9（按图 8318 查取） ST Y 齿根圆角敏感系数=0.97（按图 8325 查取） relT Y 齿根表面状况系数=1（按图 8326 查取） lT YRe 尺寸系数=1（按图 8324 查取） X Y 则 = F MPa48997 . 0 9 . 02 25 . 1 350 满足， 验算结果安全 2F 1F F 4.44.4 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算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， 1 i F 1 i F fP FF 表 8359 查取)；第公差组检验齿切向综合公差，=0.6（） 1 i f 1 i f tpt ff =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （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） 。 F 常州工学院毕业设计（论文） 12 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=-12 w E ss E pt f 0.009=-0.108mm，齿厚下偏差=-16=-160.009=-0.144mm；公法线的平均长度上偏差 si E pt f =*cos-0.72sin=-0.108cos-0.72 =-0.110mm,下偏差 WS E ss E T F 0 20 0 20sin36 . 0 a =cos+0.72sin=-0.144cos+0.720.036sin=-0.126mm；按表 8 wi E si E T F 0 20 0 20 319 及其表注说明求得公法线长度=87.652，跨齿数 K=10，则公法线长度偏差可表示为： kn W ,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 8 110 . 0 126 . 0 652.87 f 365 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 f023 . 0 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 ic F 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， ic f 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 x f y f 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 50mm，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 4-1： 0.8 0.8 1.6 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 第五章第五章 第三级圆柱齿轮的设计第三级圆柱齿轮的设计 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 13 5.15.1 选择材料选择材料 1.确定 Hlim和 Flim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 4850HRc，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 Hlim=Hlim=1120Mpa；由图 839（d）中的 MQ 级质量指标查得 FE1=FE2=700Mpa, Flim1=Flim2=350 Mpa. 5.25.2 按接触强度进行初步设计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) 3 2 1 H KT =1 m C 483 A K=1.7 mNT1646 2 4 . 0 MPa H 1008 6 则 a=325mm 取 a=400mm 2. 确定模数 m (参考表 834 推荐表) m=(0.0070.02)a=2.88, 取 m=4mm 3. 确定齿数 z ,z 12 200 4 4002 21 zz z =28 取 z =28 1 ) 1( 2 m a ) 16(4 4002 1 z =172 取 z =172 22 4. 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 =428=112mm 11 d =m z =688mm 22 1724 常州工学院毕业设计（论文） 14 齿顶圆直径 d= d +2h =112+24=120mm 1a1a d= d +2h =688+24=696mm 2a2a 齿根圆直径 mmmmzd f 1025 . 2 11 mmmmzd f 6785 . 2 22 端面压力角 0 20 基圆直径 d= dcos=112cos20 =107.16mm 1b1 0 d= d cos=688cos20 =646.72mm 2b2 0 齿顶圆压力角 =arccos= 1at 1 1 a b d d 0 7 . 26 = arccos= 2at 2 2 a b d d 0 6 . 21 端面重合度 = z （tg-tg）+ z (tg-tg) a 2 1 1 1at 2 2at =1.15 齿宽系数 =1.3 d 1 d b 63 80 齿宽 mmab1604004 . 0 纵向重合度 =0 5.35.3 校核齿轮校核齿轮 1.校核齿面接触强度 （按表 8330 校核） 强度条件：= H H 计算应力：=ZZZZ Z 1H HBE 1 1 bd F KKKk t HHVA = 2H 1H B D Z Z 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 15 式中： 名义切向力 F =34107N t 1 1 2000 d T 63 19102000 使用系数 K=1（由表 8331 查取） A 动载系数 =（） V K VA A 200 B 式中 V= s m nd 09 . 0 100060 17112 100060 11 A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05 V K 齿向载荷分布系数 K=1.35（由表 8332 按硬齿面齿轮，装配时检修调 6 级精度 H K非对称支称公式计算） H 34 . 1 齿间载荷分配系数 （由表 8333 查取）0 . 1 H K 节点区域系数 =1.5（由图 8311 查取） H Z 重合度的系数 （由图 8312 查取）93 . 0 Z 螺旋角系数 （由图 8313 查取）80 . 0 Z 弹性系数 （由表 8334 查取）MPaZE 8 . 189 单对齿齿合系数 Z=1 B = 1H =301.42MPa 2H 8063 2005 5 . 5 15 . 5 0 . 135 . 1 05 . 1 180 . 0 77 . 0 8 . 1895 . 11 许用应力：= H XWRVLNT H H ZZZZZZ S lim lim 式中：极限应力=1120MPa limH 最小安全系数=1.1（由表 8335 查取） limH S 常州工学院毕业设计（论文） 16 寿命系数=0.92（由图 8317 查取） NT Z 润滑剂系数=1.05（由图 8319 查取，按油粘度等于 350） L Z s m 速度系数=0.96（按由图 8320 查取） V Z,7 . 1 s m 粗糙度系数=0.9（由图 8321 查取） R Z 齿面工作硬化系数=1.03（按齿面硬度 45HRC，由图 8322 查取） W Z 尺寸系数=1（由图 8323 查取） X Z 则： =826MPa H 03 . 1 85 . 0 96 . 0 05 . 1 92 . 0 1 . 1 1120 满足 H H 2. 校核齿根的强度 （按表 8315 校核） 强度条件：= 1F 1F 许用应力： =； 1F FFVASaFa n t KKKKYYYY bm F 11 22 12 SF SF FF YY YY 式中：齿形系数=2.61， =2.2（由图 8315（a）查取） 1F Y 2F Y 应力修正系数，（由图 8316（a）查取）6 . 1 1 Sa Y77 . 1 2 Sa Y 重合度系数 =1.9 Y 螺旋角系数=1.0（由图 8314 查取） Y 齿向载荷分布系数=1.3（其中 N=0.94，按表 8330 计算） F K N H K 齿间载荷分配系数=1.0（由表 8333 查取） F K 则 =94.8MPa 1F =88.3MPa 2F 1F 6 . 161 . 2 2 . 277 . 1 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 17 许用应力：= （按值较小齿轮校核） F XlTrelTNTST F F YYYYY S Re lim lim limF 式中： 极限应力=350MPa limF 安全系数=1.25（按表 8335 查取） limF S 应力修正系数=2（按表 8330 查取） ST Y 寿命系数=0.9（按图 8318 查取） ST Y 齿根圆角敏感系数=0.97（按图 8325 查取） relT Y 齿根表面状况系数=1（按图 8326 查取） lT YRe 尺寸系数=1（按图 8324 查取） X Y 则 = F MPa48997 . 0 9 . 02 25 . 1 350 满足， 验算结果安全 2F 1F F 5.45.4 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算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 1 i F 1 i F fP FF 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（） 1 i f 1 i f tpt ff =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （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） 。 F 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 8353 w E 的计算式求得齿厚的上偏差=-12=-12 ss E pt f 0.009=-0.108mm，齿厚下偏差=-16=-160.009=-0.144mm；公法线的平 si E pt f 均长度上偏差=*cos-0.72sin=-0.108cos-0.72 WS E ss E T F 0 20 常州工学院毕业设计（论文） 18 =-0.110mm,下偏差=cos+0.72sin=-0.144cos 0 20sin36 . 0 a wi E si E T F +0.720.036sin=-0.126mm；按表 8319 及其表注说明求得公法线 0 20 0 20 长度=87.652，跨齿数 K=10，则公法线长度偏差可表示为： kn W 对齿轮传动，检验中心距极限偏差，根据中心距 a=200mm， 110 . 0 126 . 0 652.87 f 由表查得 8365 查得=；检验接触斑点，由表 8364 查得接触 f023 . 0 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3 ic F 59 及表 8360 计算与查取） ；检验齿切向综合公差=0.0228mm， （根据 8 ic f 358 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） 。 x f y f 4. 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 50mm，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。 5.齿轮工作图 5-1： 图 5-1 小齿轮 1.6 1.6 0.8 第六章第六章 轴的设计轴的设计 6.16.1 计算作用在轴上的力计算作用在轴上的力 大轮的受力： 圆周力 = 1 F 1 F 1 2 d T N 8 . 1995 5 . 93 3472 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 19 径向力 1r F 1r FNtgF72636 . 0 8 . 1995 01 轴向力 11 FFa 小轮的受力： 圆周力 = 2 F 2 FN d T 11024 63 34722 2 径向力 = 2r F 2r FNtgF396836 . 0 11024 02 轴向力 = 2a F 2a F 2 F 6.26.2 计算支力和弯矩计算支力和弯矩 1.垂直平面中的支反力： BR N l cFcbF 6262 213 2611024143 8 . 1995)( 21 N l aFbaF Rc68420 213 5 . 49 8 . 1995 5 . 11611024)( 12 2. 水平面中的支反力： l cbFdFcFdF R rarfa B )(5 . 05 . 0 122211 = 213 143720315110242003968174 8 . 1995 =2752.3N l dFaFdFbaF R farfar c 111222 5 . 05 . 0 = 213 174 8 . 1995350726 5 . 3111024 5 . 1663968 =261N 3. 支点的合力 ，： B R C R = B RNRRB B 684027526262 22 2 2 NRRRCC C 68282616824 22 2 2 轴向力 NFFF aaa 2 . 90288 .199511024 12 常州工学院毕业设计（论文） 20 应由轴向固定的轴承来承受。 a F 4. 垂直弯矩： 截面 1 w M 1 w MmNaR B 4 . 751 5 . 496262 截面 wM wM mNCRC 4 . 1368266842 5. 水平弯矩： 截面 mNaRMBw27.330 5 . 49 3 . 2752 1 NaR d FMB a aw86.1627.330174 8 . 1995 2 1 1 截面 mNCRMCw 2 . 52200261 2 1 11 d FbFbaRM ar B aw =27521741995117726 5 . 166 =504Nm 6. 合成弯矩： 截面 mNMMM w w w 30.820108900564001 2 2 mNMMMaww aw 75282.16 4 . 751 22 2 2 截面 mNMMMw ww 9 . 1368 2 . 52 4 . 1368 22 2 2 mNMMMaw waw 8 . 1457504 4 . 1368 22 2 2 7. 计算轴径 截面 mm TM d W w 58 3557 . 0 58.1050567240010 7 . 0 )(10 3 3 2 2 1 截面 mm TM d W aw 74 3557 . 0 58.10505 9 . 136810 7 . 0 10 3 2 3 22 2 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 21 52 100 213 174 31.5 Fr2 2 a2 a1 1 r1 图 6-1 轴的受力和结构尺寸简图 6.36.3 对截面进行校核对截面进行校核 1. 截面校核 mmNMw 82030 mmN n P T 347272 5 . 93 4 . 310 5 . 95 10 5 . 95 6 6 3 33 19145 32 58 32 mm d W 3 382902mmWWT （由表 412 得）MPa355 1 1 . 0 齿轮轴的齿 1 k 472 . 1 46 . 1 600640 600700 46 . 1 49 . 1 k （由表 4117 得）73 . 0 （由表 4117 得）72 . 0 268 . 1 k k 9 . 1 k k 常州工学院毕业设计（论文） 22 78.54 92.1212.29 355 4 3 1 T W T K W M K S 8 . 1S S1.8 则 轴的强度满足要求 2. 截面校核 mmNMw 136890 mmN n P T 347272 5 . 93 4 . 310 5 . 95 10 5 . 95 6 6 3 33 6 . 39762 32 74 32 mm d W 3 21.795252mmWWT （由表 412 得）MPa355 1 1 . 0 齿轮轴的齿 1 k 472 . 1 46 . 1 600640 600700 46 . 1 49 . 1 k （由表 4117 得）81 . 0 （由表 4117 得）76 . 0 110 . 3 k k 271 . 2 k k 119 76 . 7 152 . 1 355 4 3 1 T W T K W M K S 8 . 1S S1.8 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 23 则 轴的强度满足要求 3. 如图 6-2 6.3 45 3.2 图 6-2 轴 第七章第七章 主轴设计主轴设计 7.17.1 计算作用在轴上的力计算作用在轴上的力 1.齿轮的受力： 扭矩 T T=mN 9 . 10537 9 . 2 2 . 39550 圆周力 = 1 F 1 F 1 2 d T N68.6126 344 9 . 105372 径向力 1r F 1r FNtgF 6 . 220536 . 0 68.6126 01 轴向力 11 FFa 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sinsin 0 LFr 钢筋轴线夹角。 0 8 .43 mmL 7 . 169 0 则 NFr10816 工作盘的扭矩 mNLFT r 1 . 1270496 . 0 7 . 16910816sin 02 常州工学院毕业设计（论文） 24 所以 T齿轮能够带动工作盘转动 2 T 7.27.2 计算支力和弯矩计算支力和弯矩 1.垂直平面中的支反力： BR N l cFcbF 8 . 5342 183 75.201102425.12268.6126)( 21 N l aFbaF Rc11243 183 75.6068.6126 5 . 16210372)( 12 2.水平面中的支反力： l cbFcFdF R rrfa B )(5 . 0 1211 = 183 25.122 6 . 220575.201018634468.6126 =11198.37N l dFaFdFbaF R farfar c 111222 5 . 05 . 0 = 183 34468.612675.60 6 . 220525.16210186 =-3217.9N 3.支点的合力 ，： B R C R = B RNRRB B 6 . 1240737.11198 8 . 5342 22 2 2 NRRRCC C 4 . 11694 9 . 321711243 22 2 2 轴向力 NFF aa 68.6126 1 应由轴向固定的轴承来承受。 a F 4.垂直弯矩： 截面 1 w M 1 w MmNaR B 58.32475.60 8 . 5342 截面 wM wM mNCRC29.23375.2011243 5.水平弯矩： 截面 mNaRMBw 3 . 68075.6037.11198 1 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 25 NaR d FMB a aw 3 . 1427 3 . 68034468.6126 2 1 1 截面 mNCRMCw77.6675.20 9 . 3217 2 1 11 d FbFbaRM ar B aw =11198.3734468.6126 5 . 101 6 . 220525.162 =-66.77Nm 6.合成弯矩： 截面 mNMMM w w w 38.33123.445817.105352 2 2 mNMMMaww aw 74.146329.203718517.105352 2 2 截面 mNMMMw ww 65.24223.445822.54424 2 2 mNMMMaw waw 65.24223.445822.54424 2 2 7.计算轴径 截面 mm TM d W w 60 3557 . 0 46.611170.10981210 7 . 0 )(10 3 3 2 2 1 截面 mm TM d W aw 85 3557 . 0 46.611102.5887910 7 . 0 10 33 22 2 7.37.3 对截面进行校核对截面进行校核 1.截面校核 mmNMw 331380 mmN n P T 115000000 8 . 2 4 . 310 5 . 95 10 5 . 95 6 6 3 33 21600 32 60 32 mm d W 常州工学院毕业设计（论文） 26 3 432002mmWWT （由表 412 得）MPa355 1 1 . 0 齿轮轴的齿 1 k 472 . 1 46 . 1 600640 600700 46 . 1 49 . 1 k （由表 4117 得）73 . 0 （由表 4117 得）72 . 0 268 . 1 k k 9 . 1 k k 47 . 6