钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟

钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 1 目录目录 目录 1 中英文摘要 2 绪论 3 第 1 章 弯矩计算与电动机选择 4 1 1 工作状态 4 2 1 材料达到屈服极限时的始弯矩 4 第 2 章 v 带传动设计 5 2 1 V 带轮的设计计算 5 第 3 章 第一级圆柱齿轮设计 8 3 1 选择材料 8 3 2 接触强度进行初步设计 8 3 3 齿轮校核 10 3 4 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算 12 第 4 章 第三级圆柱齿轮设计 14 4 1 选择材料 14 4 2 接触强度进行初步设计 14 4 3 齿轮校核 15 4 4 4齿轮及齿轮副精度的检验项目计算 18 第 5 章中间轴设计 20 5 1 计算作用在轴上的力 20 5 2 计算支力和弯矩 20 5 3 截面校核 22 第 6 章主轴设计 24 6 1 计算作用在轴上的力 24 6 2 计算支力和弯矩 25 6 3 截面校核 26 第 7 章 轴承的选择 28 7 1 滚动轴承选择 28 中英文 28 总结 32 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 2 参考文献 33 摘摘 要要 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 关键词关键词 钢筋弯曲机 始弯矩 终弯矩 主轴扭矩 Abstract Adopt analyze and count of the intensity we believe that the components of the Steel reinforcing bar curved equipment have the huge design foreground we can Improve the ability of machining only change very few components and the electric Motor s efficiency It can be contented to the machining of the 40 screw thread steel and go up to the 50 steel reinforcing bar curved equipment Key words steel reinforcing bar curved equipment first curved last curved Main shaft curved 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 3 钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟钢筋弯曲机设计及其运动过程虚拟 专业 机械设计制造及其自动化 学号 2000121406 姓名 胡茂正 指导教师 刘杰华 招惠玲 陈敏华 绪论绪论 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 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 4 第第 1 1 章章 弯矩计算与电动机选择弯矩计算与电动机选择 1 11 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 1 设钢筋所需弯矩 Mt 式 sinsin 0 LFr 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 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 a 工作盘 2 中心柱套 3 拨料柱 4 挡料柱 5 钢筋 6 插入座 117 45 图1 钢筋受力情况 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 12 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 K1W s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 N m 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 W s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 N m 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 5 3 钢筋弯曲所需距 Mt M0 M 2 K 8739 N m 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 N m 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 T n 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 6 电动机的控制 如图 2 所知 图2 钢筋弯曲电气图 制动刹车 电机反转 电机正转 第第 2 2 章章v v 带传动设计带传动设计 2 12 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 8 1 22 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 8 1 2 选定 A 型 d P 1 n min r 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 6 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 8 1 12 和表 8 1 14 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 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 7 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 8 1 8 选取mmLd1250 9 实际轴间距 a 400mm 2 0 0 dd LL aa 10 小带轮包角 1 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 8 1 27 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 8 1 27 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 8 1 23 得 0 95 0 1 38 161 k 根据 1250mm 查表得 8 1 8 得 0 93 D L L k 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 8 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 8 1 24 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 2 7 图3 带轮 第第 3 3 章章 圆柱齿轮设计圆柱齿轮设计 3 13 1 选择材料选择材料 确定和及精度等级 limH limF 参考表 8 3 24 和表 8 3 25 选择两齿轮材料为 大 小齿轮均为 40Cr 并经调质及表 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 9 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 8 3 8 d 中的 MQ 级质量指标查得 1120Mpa 由图 8 3 9 d 中的 MQ 级质量指标查得 limH limF FE1 FE2 700Mpa Flim1 Flim2 350 MPa 3 23 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 8 3 28 公式进行设计 a CmAa 1 3 2 1 H KT 1 m C 483 A K 1 7 mNT 1646 2 4 0 MPa H 1008 取mma175 mma200 2 确定模数 m 参考表 8 3 4 推荐表 m 0 007 0 02 a 1 4 4 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 8 3 5 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 10 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 纵向重合度 0 3 33 3 齿轮校核齿轮校核 1 校核齿面接触强度 按表 8 3 15 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 8 3 31 查取 A 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 11 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 8 3 32 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 8 3 33 查取 0 1 H K 节点区域系数 1 5 由图 8 3 11 查取 H Z 重合度的系数 由图 8 3 12 查取 77 0 Z 螺旋角系数 由图 8 3 13 查取 80 0 Z 弹性系数 由表 8 3 34 查取 MPaZE 8 189 单对齿啮合系数 Z 1 B 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 8 3 35 查取 limH S 寿命系数 0 92 由图 8 3 17 查取 NT Z 润滑剂系数 1 05 由图 8 3 19 查取 按油粘度等于 350 L Z s m 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 12 速度系数 0 96 按由图 8 3 20 查取 V Z 7 1 s m 粗糙度系数 0 9 由图 8 3 21 查取 R Z 齿面工作硬化系数 1 03 按齿面硬度 45HRC 由图 8 3 22 查取 W Z 尺寸系数 1 由图 8 3 23 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 8 3 15 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 8 3 15 a 查取 1 F Y 2 F Y 应力修正系数 由图 8 3 16 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 8 3 14 查取 Y 齿向载荷分布系数 1 3 其中 N 0 94 按表 8 3 30 计算 F K N H K 齿间载荷分配系数 1 0 由表 8 3 33 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 13 式中 极限应力 350MPa limF 安全系数 1 25 按表 8 3 35 查取 limF S 应力修正系数 2 按表 8 3 30 查取 ST Y 寿命系数 0 9 按图 8 3 18 查取 ST Y 齿根圆角敏感系数 0 97 按图 8 3 25 查取 relT Y 齿根表面状况系数 1 按图 8 3 26 查取 lT YRe 尺寸系数 1 按图 8 3 24 查取 X Y 则 F MPa48997 0 9 02 25 1 350 满足 验算结果安全 2F 1F F 3 43 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 GB10095 88 参考表 8 3 54 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 8 3 58 查取 第 公差组检验切 向综合公差 0 063 0 009 0 072mm 按表 8 3 69 计算 由表 8 3 60 1 i F 1 i F fP FF 表 8 3 59 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 8 3 69 计算 由表 8 3 59 查取 第 公差组检验 齿向公差 0 012 由表 8 3 61 查取 F 3 确定齿轮副的检验项目与公差值 参考表 8 3 58 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 8 3 53m 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 3 19 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 14 3 65 查得 检验接触斑点 由表 8 3 64 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 8 3 58 的表注 ic F 3 由表 8 3 69 表 8 3 59 及表 8 3 60 计算与查取 检验齿切向综合公差 0 0228mm 根据 8 3 58 的表注 3 由表 8 3 69 表 8 3 59 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 8 3 63 查取 确定齿坯的精度 x f y f 要求按表 8 3 66 和 8 3 67 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 0 8 0 8 1 6 图4 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 第第 4 4 章章 第三级圆柱齿轮的设计第三级圆柱齿轮的设计 4 14 1 选择材料选择材料 1 确定 Hlim和 Flim及精度等级 参考表 8 3 24 和表 8 3 25 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 8 3 8 d 中的 MQ 级质量指标查得 Hlim Hlim 1120Mpa 由图 8 3 9 d 中的 MQ 级质量指标查得 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 8 3 28 公式进行设计 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 15 a CmAa 1 3 2 1 H KT 1 m C 483 A K 1 7 mNT 1646 2 4 0 MPa H 1008 6 则 a 325mm 取 a 400mm 2 确定模数 m 参考表 8 3 4 推荐表 m 0 007 0 02 a 2 8 8 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 8 3 5 进行计算 分度圆的直径 d m z 428 112mm 11 d m z 688mm 22 1724 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 16 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 4 34 3 校核齿轮校核齿轮 1 校核齿面接触强度 按表 8 3 30 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 34107N t 1 1 2000 d T 63 19102000 使用系数 K 1 由表 8 3 31 查取 A 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 17 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 8 3 32 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 8 3 33 查取 0 1 H K 节点区域系数 1 5 由图 8 3 11 查取 H Z 重合度的系数 由图 8 3 12 查取 93 0 Z 螺旋角系数 由图 8 3 13 查取 80 0 Z 弹性系数 由表 8 3 34 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 8 3 35 查取 limH S 寿命系数 0 92 由图 8 3 17 查取 NT Z 润滑剂系数 1 05 由图 8 3 19 查取 按油粘度等于 350 L Z s m 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 18 速度系数 0 96 按由图 8 3 20 查取 V Z 7 1 s m 粗糙度系数 0 9 由图 8 3 21 查取 R Z 齿面工作硬化系数 1 03 按齿面硬度 45HRC 由图 8 3 22 查取 W Z 尺寸系数 1 由图 8 3 23 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 8 3 15 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 8 3 15 a 查取 1 F Y 2 F Y 应力修正系数 由图 8 3 16 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 8 3 14 查取 Y 齿向载荷分布系数 1 3 其中 N 0 94 按表 8 3 30 计算 F K N H K 齿间载荷分配系数 1 0 由表 8 3 33 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 19 式中 极限应力 350MPa limF 安全系数 1 25 按表 8 3 35 查取 limF S 应力修正系数 2 按表 8 3 30 查取 ST Y 寿命系数 0 9 按图 8 3 18 查取 ST Y 齿根圆角敏感系数 0 97 按图 8 3 25 查取 relT Y 齿根表面状况系数 1 按图 8 3 26 查取 lT YRe 尺寸系数 1 按图 8 3 24 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 GB10095 88 参考表 8 3 54 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 8 3 58 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 8 3 69 计算 由表 8 3 60 表 8 3 59 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 8 3 69 计算 由表 8 3 59 查取 第 公差组检验齿向公差 0 012 由表 8 3 61 查取 F 3 确定齿轮副的检验项目与公差值 参考表 8 3 58 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 8 3 53 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 0 110mm 下偏差 cos 0 72sin 0 144cos 0 20sin36 0 a wi E si E T F 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 20 0 720 036sin 0 126mm 按表 8 3 19 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 8 3 65 查得 检验接触斑点 由表 8 3 64 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 8 3 58 的表注 3 由表 8 3 69 表 3 ic F 59 及表 8 3 60 计算与查取 检验齿切向综合公差 0 0228mm 根据 8 ic f 3 58 的表注 3 由表 8 3 69 表 8 3 59 计算与查取 对箱体 检验轴线 的平行度公差 0 012mm 0 006mm 由表 8 3 63 查取 x f y f 4 确定齿坯的精度要求按表 8 3 66 和 8 3 67 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 齿轮工作图如下 图5 小齿轮 1 6 1 6 0 8 第第 5 5 章章 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 21 圆周力 1 F 1 F 1 2 d T N 8 1995 5 93 3472 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 5 25 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 22 NRRRCC C 68282616824 22 2 2 轴向力 NFFF aaa 2 90288 199511024 12 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 mNaRMBw 27 3305 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 7 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 8 计算轴径 截面 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 23 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 52 100 213 174 31 5 Fr2 2 a2 a1 1 r1 轴的受力和结构尺寸简图 5 35 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 4 1 2 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 4 1 17 得 73 0 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 24 由表 4 1 17 得 72 0 268 1 k k 9 1 k k 78 54 92 1212 29 355 4 3 1 T W T K W M K S 8 1 S S 1 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 4 1 2 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 4 1 17 得 81 0 由表 4 1 17 得 76 0 110 3 k k 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 25 271 2 k k 119 76 7 152 1 355 4 3 1 T W T K W M K S 8 1 S S 1 8 则 轴的强度满足要求 3 如下图 6 3 45 3 2 图6 轴 第第 6 6 章章 主轴设计主轴设计 6 16 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 26 2 工作盘的合弯矩 Mt M0 M 2 K 8739 N m 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 N m 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 所以 T 齿轮能够带动工作盘转动 2 T 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 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 27 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 mNCRC 29 23375 2011243 5 水平弯矩 截面 mNaRMBw 3 68075 6037 11198 1 NaR d FMB a aw 3 1427 3 68034468 6126 2 1 1 截面 mNCRMCw 77 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 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 28 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 6 36 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 3 432002mmWWT 由表 4 1 2 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 4 1 17 得 73 0 由表 4 1 17 得 72 0 268 1 k k 9 1 k k 47 6 86 54 355 4 3 1 T W T K W M K S 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 29 8 1 S S 1 8 则 轴的强度满足要求 2 如下图 图7 主轴 第第 7 章章 轴承的选择轴承的选择 7 17 1 滚动轴承选择滚动轴承选择 1 根据拨盘的轴端直径选取轴承 轴承承受的力主要为径向力 因而采用深沟球轴承 选定 为型号为 16008 的轴承 其中 16008 的技术参数为 d 40mm D 68mm B 9mm 2 16008 轴承的配合的选择 轴承的精度等级为 D 级 内圈与轴的配合采用过盈配合 轴承内圈与轴的配合采用基孔制 由此轴的公差带选用 k6 查表得在基本尺寸为 200mm 时 IT6DE 公差数值为 29um 此时轴得基本 下偏差 ei 0 017mm 则轴得尺寸为mm 外圈与壳体孔的配合采用基轴制 过渡配合 046 0 017 0 40 由此选用壳体孔公差带为 M6 IT6基本尺寸为 68mm 时的公差数值为 0 032mm 孔的基本上偏差 ES 0 020 则孔的尺寸为mm 020 0 052 0 68 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 30 中英文中英文 薄壁模具成功的秘密薄壁模具成功的秘密 要求生产一种小的轻的零件 就要我们寻找一个能够注出薄壁工件的注塑模具 现在 薄壁 在微电子方面通常定义为少于1m壁厚 在大的自动化方面 薄 可能意味是2mm左右 无论怎么 样 越薄壁的地方 在生产过程中要求的变化就越多 更高的压力和速度 更短的冷却时间 和改注 射的方法和工作排列的方式 这些过程的改变在模具 机构和零件设计中要引起一系列的思考 机械方面的思考 标准的注塑机都能够应用于大多数的薄壁注射 新标准的注塑机的容量远超过了十几年前的机 器 先进的材料和技术 高超过的设计水平大大的增加了薄壁零件对标准注塑机的要求 但是当薄壁不断的收缩 要求有更大的高速带来的特殊压力 例如微电子零件的壁厚少于1m 填充时间要少于0 5秒和注射压力大于30000psi是不罕见的 为薄壁注射而设计的水力机械通常 储蓄的能量既用于注射又用于夹紧循环 纯电的和水电混合的机械的出现往往能够提供更高的速 度和更大的压力 为了抵抗高压 在注射范围内 夹紧里应该是在5 7吨每平方英寸 另外 连接杆到压盘有助于 减少弯曲 当墙壁厚度减少 注射压力上升 薄壁注射机的连接杆到压盘厚度的距离通常是2 1 或 者是更低的比率 而且 随着壁厚的变薄 注射速度的闭环的控制 转移压力和其他的过程变量能 在高速度和压力拥包的情况下帮助控制充满型腔 当它开始注射容量时 大量的塑料装入型腔太多了 我们建议注射40 70 的型腔容量到模 的型腔里面 在薄壁注射的应用中经常能见到的大大地减少的总循环周期时间可以使把最小注 射量降低到型腔容量的20 30 成为可能 但是 只有在彻底了解零件因材料变化而引起的其 特性的变化的情况下才能实现 用户必须小心 小的注射量可能引起材料性能的降低 因此 意味着更长的只社时间 模子 本身的精度 速度是薄壁模能否做成功的关键的因素之一 更快的折射速度和更高的注射压力把溶解的热 塑性的材料在一个足够的速度下注入狭窄的型腔以避免其凝固 如果标准零件注射时间在2sec 内 如果它的厚度减少25 那么充型时间就能减少50 即1sec钟就能充满型腔 薄壁模具的好处之一是当壁厚减少时 需要冷却的材料也相应的减少 随着主要壁厚的减少 循环周期能减少50 熔化状态下的系统的小心的管理能使分流道和主流道缩小循环周期的时间 热的分流道和主流道通常用于薄壁零件的注塑以利于把周期时间减少到最小 模具的材料也应该被检查 P20钢在传统的应用中广大被使用 但是 由于薄壁注射的压力 不断的增大 模具也必须做得更坚固 H 13钢和其它的坚韧的钢为薄壁的工具提供了额外的安 全保证 另外 如果可能 你也可以选用模具的材料这 可以使在高速度注入型腔的时候 不 会加快模具的磨损 不过 比标准的零件来说精密的模具可能要多花费30 40 可是 生产率成倍提高可以弥 补这多花费的部分 实际上 薄壁的注塑的方法是经常用于省钱途径之一 100 的生产率的提 高意味着要做的模具就更少因此在生产程序中节省更多的钱 这里是一些薄壁的工具设计上的技巧 1 对于主要薄壁工作的应用 一般用硬度大于钢p20的材料 尤其是要求有大的磨损和腐蚀的时 候 H 13和D 2钢就是最常用的两栖种材料着之一 钢筋弯曲机设计钢筋弯曲机设计 31 2 模具的锁定有时是弯曲的不对齐 3 型腔孔的型心能有助于减少型心在转换时的破损 4 在型腔和主流道下面用更重的支持板 通常是2 3英寸厚 和较重的导柱 一般是增加0 005 英寸 5 比传统的模具使用更大更多的推杆 以减少推杆的压力 6 考虑滑块和导套的放置 注射模具避免在复合材料上的缺陷 两钟或更多材料的注射模需要一个两个浇口浇铸方式或同时技术 不管使用程序如何 造模 者在达到高质量塑件方面面对相同的挑战 任何多种材料成型过程的三个共同的问题是不足的 聚合体的化学和机械结合 一个或更多成分的不完全填补 和一个更多的成分的 flash 这些情况能发生是否材料组合加强的和没被加强的 实心的和起泡的 刚硬的和软的 原料 和再研磨 有色素和无色素 等等 多种材料模和它的问题及问题的解决是复杂的题目 不能在简短的文章里彻底探讨清楚 接 下来说明相关变量的范围 以及对一些比较重要的问题作简单的介绍 时间和温度 引起材料之间结合不足的原因与材料注射时间和第二材料熔合时第一材料的温度有关 第一材 料的过分冷却往往使熔合变弱 另外 第一次注射必须足够冷却才能不使第二次注射时不引起 变形和错位 如果第一次材料仍然很软 而第二次注射来得太快 答二材料将在第一材料是形 成缩孔和飞边 引起 流涎 现象 在两个注射机上的流动材料 在一个注射机上第一次注射 接着把它插入到另一个注射机上 不易产生和旋转桌面的两个浇口的注射机上的流动材料一样好的结合 甚至当用相容材料时两 次注射之间延长的时间相对要长 并且地一枪可能会太冷 一般认为一个比较高塑件温度有更 好的化学 机械结合 如果当第一次注射转移到第二个模具上时吸附了一些灰尘 那么将会对结 合有很大的影响 一些材料往往很自然比其它材料粘贴的更好 为了overmolding 树脂供应者 特别是TPES的制造者 通过提高对其它聚合物的粘附范围努力地将某一等级最佳化 添加剂和色素也会影响结合 在第一材料里面的玻璃纤维能提高与第二材料的结合质量 这 些材料表面上的纤维能促进与第二注射材料的机械结合 注意包含有像滑石或碳酸钙一样的填充物的材料应被足够烘干 因为这些填充物含有很多能 是结合减弱的湿气 质量影响元素 为了防止任一材料的没填充和装得太多 和飞边