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机械毕业设计全套
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JX05-049@弯管机设计,机械毕业设计全套
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第一章 引言 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脑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、 西气东送、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路，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情况、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 系统性能与参数 本机工作程序简单，弯曲形状一致，调整简单，操作方便，性能稳定。 弯曲钢筋直径 6 30mm 工作盘直径 工作盘转速 7r/min 电动机 Y100L2-4 外型尺寸 整机重量 第三章 系统工作原理及 框图 3.1 钢筋弯曲机的工作框图：（见图 3.1) 图 3.1 工作框图 nts 其中减速箱由轴、轴承、齿轮、蜗轮蜗杆组成。 3.2 钢筋弯曲机的工作原理图：（见图 3.2） 图 3.2 钢筋弯曲机的工作原理图 3.3 工作原理 此钢筋弯曲机的工作机构是一个垂直轴上旋转的水平工作圆盘，如图 3.2 所示，把钢筋置于图中虚线位置，支承销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋，在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可相应地更换不同直径的中心 销轴。 第四章 弯矩计算与电动机选择 4.1 工作状态 1.钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸标记图 4.1.设钢筋弯曲所需弯矩： s ins inM 0LF rt 。式中 F 为压弯销轴对钢筋的作用力， rF 为 F 的径向分力； 为 F与钢筋轴线的夹角。 当tM一定 ， 越大则压弯销轴及主轴径向负荷越小； 先初定钢筋弯曲机的工作盘尺寸：直径 350mm，空间距 100mm，0L=130mm，sL=185mm， = 43 . 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料的额定延伸率，钢筋应力超过屈服极限产生塑性变形。 4.2 材料达到屈服极限时的始弯矩 nts 1.按 30 螺纹钢筋公称直径计算 sW10 KM 式中0M为始弯矩， W 为抗弯截面模数， 1K 为截面系数，对圆截面1K =1.7；对于 MnSi25 螺纹钢筋 s =350（ 2/N mm ),则得出始弯矩 0M =1576（ ）mN 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sx WRKKM )2/( 01 ，式中0K为强化系数，0K=2.1/p=2.1/0.14=15,p为延伸率，MnSi25 的 p =14%， 0/R dRx ， R 为弯心直径， R=3 0d ，则得出终 弯矩 M=3895（ ）mN 3.钢筋弯曲所需矩 KMMMt /2/)( 0 ，式中 K 为弯曲是的滚动摩擦系数， K 取 1.05.则可以得出 tM=2605（ ）mN 4.电动机功率 由功率扭矩关系公式 9550/0 nTA =1.31kw, n 为工作盘转速，取 n=3.2.考虑到部分机械效率 =0.75，则电动机的最大负载功率 /AA0=1.31/0.65=1.744kw,所以电动机选用Y 系列三相异步电动机 Y100L1-4，额定功率为 A=2.2kw，额定转速en=1430r/min. nts第 2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 Y100L1-4，额定功率P=2.2KW，转速 1n =1430 minr ，减速器输入轴转速 2n =514 minr ，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 5.5 查得工况系数 AK =1.2 ，dP= AK P=1.2 2.2=2.64KW 2. 选定带型 根据dP=2.64KW 和转速 1n =1430 minr ，有图 5.14 选定 A 型 3. 计算传动比 =21nn=5141430=2.78 4. 小带轮基准直径1dd由表 5.6 取小带轮基准直径1dd=75mm（下面的数值未改） 5. 大带轮的基准直径2dd大带轮的基准直径2dd=i1dd（ 1- ） 取弹性滑动率 =0.02 2dd= i1dd（ 1- ） =2.78 )02.01(75 =204.5mm 根据表 5.6 选择2dd=200mm 实际传动比 i =)1(1 2 d ddd =2.72 从动轮的实际转速 2n =in1=72.21430=525.74 minr 转速误差514 4.75255142 n=-2.3% nts 对于带式输送装置，转速误差在 %5 范围是可以的 6. 带速 =1 0 0 060 1 4 3 0751 0 0 060 11 nd=5.62 sm 7. 初定轴间距0a0.7（1dd+2dd） 20 a（1dd+2dd） 0.7（ 75+200） 20 a（ 75+200） 192 5500 a取0a=300mm 8. 所需 v 带基准长度0dL0dL=20a+021221 4)()(2 adddd dddd =23004 )75200()20075(23002 =600+431.9+13.0 =1044.9mm 查表 8 1 8 选取 mmLd 10009. 实际轴间距 a 2 00 dd LLaa =322.45mm 10. 小带轮包角 1 1 = 0180 - 012 3.57a dd dd= 00 1.222180 = 00 1209.7157 nts 11. 单根 v 带的基本额定功率 1p 根据1d=75mm 和 1n =1430 minr 由表 5.3 用内插法得 A 型 v 带的1p =0.68KW 12. 额定功率的增量 1p 根据 min14301 rn 和 78.2i 由表 5.4 用内插法得 A 型 v 带的1p =0.17KW 13. V 带的根数 Z Z=Ld kkpp p )( 11根据 9.71571 查表 5.7 得k=0.95 根据 DL =1000mm 查表 5.2 得 Lk =0.89 Z=Ld kkpp p )( 11=9.8095.0)17.068.0( 4.62 =3.7 取 Z=4 根 14. 单根 V 带的预紧力0F0F=500（ 2q)15.2 zpk d由表 8 1 24 查得 A 型带 q=0.10 mkg 则0F=500（ 2q)15.2 zpk d=98.84N 15. 压轴力QFQF=2sin2 10 ZF=22 9.71 5 7s in44.8980 =776N nts第 4 章 圆柱齿轮设计 4.1 选择材料 确定 limH 和 limF 及精度等级 （ 1） 参考表 6.1 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 48-55HRc，精度等级为 6 级。 由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。初选 10 。 按硬度下限值，由图 6.14（ c） 中的 MQ级质量指标查得 1limH = 2limH =1120Mpa；由图 6.15（ c）中的 MQ 级质量指标查得 , Flim1=Flim2=350MPa （ 2）、计算高速级齿轮 1、查取教材齿轮传动可得： 35.1AK ， 10.1VK， 1.1K， 2.1K； 602.912.11.110.135.1 KKKKK VA 取变位系数为 0，螺旋角 10 ， 可查表得出下列数据： 47.2HZ ， 8.189EZ （采用锻钢） ， 90.0Z ， 99.0Z 2、齿面接触疲劳强度许用应力 查图可知： M PaHH 1 1 2 02lim1lim ； 2.11lim HS 则应力循环次数： 911 101842.130081615146060 hjLnN 121 NN ZZ 则： (3)、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 0.1d mmuuKTZZZZddHPEH.233.25)1.25(0.1390189602.12.393399.09.08.18947.2)1(2323 121 M P aS ZHNHHPHP .39332.1 11 1 2 0l i ml i m21 nts取 1d =60mm (4)、确定 中心距 a mmida 186).251(260)1(2 11 就尽量圆整成尾数为 0或 5,以得于制造和测量，所以初定 mma 190 。 (5)、选定模数 nm 、齿数 1z 、 2z 和螺旋角 )(c o s2 21 zzma n 一般 25171 z ， 158 。初选 201 z ， 10 ，则 10420.25112 ziz 1.0310420 10c o s1902c o s221 zzam n 由标准模数取 3nm，则 .4125310c o s1902c o s221 nmazz 取 12621 zz 则 .320.251 1261 1 211 izzz取 201 z 106201262 z 齿数比： .3520/106/ 12 zz 与 .25i 的要求比较，误差 1.9%可用。于是 48.91902 1263c o s2 )(c o s 1211 a zzm n满足 要求。 （ 6）、计算齿轮分度圆直径 小齿轮 mmzmdn 2.36048.9c o s 203c o s 11 大齿轮 mmzmdn 9.631948.9c o s 1063c o s 22 nts（ 7）、齿轮宽度 mmdbd 2.3602.36011 圆整大齿轮宽度 mmb 602 取小齿轮宽度 mmb 651 （ 8）、校核齿轮弯曲疲劳强度 查表可知： M PaFF 3 5 02lim1lim ； ； 8.1min FS ； 121 NN YYM P aYSYNF STFFp 9.838818.12350m i nl i m 根据 1z 、 2z 查表则有： 8.21 FaY； 17.22 FaY； 55.11 saY； 8.12 saY； 68.0Y 9.0Y 则 FpsaFanF M P aYYYYmbdKT 2.6379.068.055.18.236060 3901860.9122111 21FP11 2212 9.83355.18.28.117.22.637 M P aYY YYsaFasaFaFF所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。 齿轮的基本参数如下表所示 :(ah=1 *c =0.25) 名称 符号 公式 齿 1 齿 2 齿数 z z 20 106 分度圆直径 d cos 11 zmd n60.32 319.69 齿顶高 ah mhh aa * 3 3 齿根高 fh mchh af )( * 3.75 3.75 齿顶圆直径 ad aa hdd 2 62.32 321.69 齿根圆直径 fd ff hdd 2 52.82 312.19 中心距 a 2/()( 21 zzma * cos ) 190 孔径 b 齿宽 b 1db d 65 60 nts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 5 章 三级圆柱齿轮的设计 5.1 选择材料 确定 limH 和 limF 及精度等级 （ 1） 参考表 6.1 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 48-55HRc，精度等级为 6 级。 由于减速器要求传动平稳，所以用圆柱斜齿轮。初选 10 。 按硬度下限值，由图 6.14（ c） 中的 MQ级质量指标查得 1limH = 2limH =1120Mpa；由图 6.15（ c）中的 MQ 级质量指标查得 , Flim1=Flim2=350MPa （ 2）、计算高速级齿轮 1、查取教材齿轮传动可得： 35.1AK ， 10.1VK， 1.1K， 2.1K； 602.912.11.110.135.1 KKKKK VA 取变位系数为 0，螺旋角 10 ， 可查表得出下列数据： 47.2HZ ， 8.189EZ （采用锻钢） ， 90.0Z ， 99.0Z 2、齿面接触疲劳强度许用应力 查图可知： M PaHH 1 1 2 02lim1lim ； 2.11lim HS 则应力循环次数： 911 101842.130081615146060 hjLnN 121 NN ZZ 则： M P aS ZHNHHPHP .39332.1 11 1 2 0l i ml i m21 nts(3)、计算小齿轮最小直径，取齿宽系数 0.1d mmuuKTZZZZddHPEH.7956)16(0.1105.599602.12.393399.09.08.18947.2)1(23523 121 取 1d =100mm (4)、确定 中心距 a mmida 350)61(2100)1(2 11 就尽量圆整成尾数为 0或 5,以得于制造和测量，所以初定 mma 350 。 (5)、选定模数 nm 、齿数 1z 、 2z 和螺旋角 )(c o s2 21 zzma n 一般 25171 z ， 158 。初选 251 z ， 10 ，则 1 5 0256112 ziz 94.315025 10c o s3502c o s221 zzam n 由标准模数取 4nm，则 7 2 . 31410c o s3502c o s221 nmazz 取 17221 zz 则 4 .62611 7 21 1 211 izzz取 251 z 147251722 z 齿数比： .8 8525/1 4 7/ 12 zz 与 6i 的要求比较，误差 2.0%可用。于是 98.93502 1724c o s2 )(c o s 1211 a zzm n满足要求 。 nts（ 6）、计算齿轮分度圆直径 小齿轮 mmzmdn 5.710198.9c o s 254c o s 11 大齿轮 mmzmdn 9.259848.9c o s 1474c o s 22 （ 7）、齿轮宽度 mmdbd 5.71015.710111 圆整大齿轮宽度 mmb 1002 取小齿轮宽度 mmb 1051 （ 8）、校核齿轮弯曲疲劳强度 查表可知： M PaFF 3 5 02lim1lim ； ； 8.1min FS ； 121 NN YYM P aYSYNF STFFp 9.838818.12350m i nl i m 根据 1z 、 2z 查表则有： 62.21 FaY； 15.22 FaY； 59.11 saY； 82.12 saY； 70.0Y 9.0Y 则 FpsaFanF MP aYYYYmbdKT 2.62459.070.059.162.24100100105.5960.9122 5111 21FP11 2212 2.723059.162.282.115.22.6245 M P aYY YYsaFasaFaFF所以两齿轮齿根弯曲疲劳强度满足要求，此种设计合理。 nts第 6 章 轴的设计 （ 1).选择轴的材料 （ 轴 1） 选材 45钢，调质处理，其机械性能由机械设计表 11.1和 11.4查b 1=60MPa，b=640MPa, 1 =275MPa,1=155MPa 。 （ 2） .计算轴的最小直径 (查表 11.3取 C=110) 轴 :最小直径为 mmnpcd 6.5175149.02110 33 轴 :最小直径为 mmnpcd .0305.8980.02110 33 ntsIII轴 :最小直径为 mmnpcd 4.251192.91110 33 IV轴： 最小直径为 mmnpcd 3.591.2384.1110 33 已知 小齿轮 齿轮的分度圆直径为 d=60.32mm, 1T =38832N.mm 1 2 8 832.60 3 8 8 3 22211 dTF t N47698.9c o s 20t a n1288c o st a n ntr FF NFF ta 22798.9t a n1288t a n tHH FRR 21因轴承对称 分布在齿轮两端，所以 1HR = 2HR =2tF=644N 竖直方向上：以竖直向上为正方向，得： 21 VVQr RRFF )5.525
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