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钢筋切断机仿真设计【11张图/12300字】【优秀机械毕业设计论文】

资源目录

钢筋切断机仿真设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

Proe图及其仿真

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liangan.prt.1

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qiegeji_asm.asm.6

A0-总装图.dwg

A1-机架图.dwg

A2-一轴.dwg

A2-二轴.dwg

A2-原理图.dwg

A2-张紧轮.dwg

A2-曲轴.dwg

A3-导杆.dwg

A3-飞轮.dwg

A3-齿轮一.dwg

A3-齿轮二.dwg

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编号：607014 类型：共享资源大小：8.68MB 格式：RAR 上传时间：2016-02-28 上传人：木*** IP属地：江苏

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关键词：: 钢筋切断割断仿真设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,49页,12300字左右.
开题报告一份.
任务书一份.
外文翻译一份.

图纸共11张,如下所示
A0-总装图.dwg
A1-机架图.dwg
A2-二轴.dwg
A2-曲轴.dwg
A2-一轴.dwg
A2-原理图.dwg
A2-张紧轮.dwg
A3-齿轮二.dwg
A3-齿轮一.dwg
A3-导杆.dwg
A3-飞轮.dwg

钢筋切断机仿真设计

摘要：钢筋切断机是一种广泛应用于机械制造、建筑等行业中的重要工具，随着科技的进步和加工要求的不断提高，现有的钢筋切断机己逐渐不能适应用户的新需求，目前钢筋切断机还有待于进一步全面深入的研究。降低成本、增加新功能、提高自动化水平等将成为钢筋切断机今后发展的方向。
针对钢筋切断机设计和生产的现状，进行了生产加工状况、常见故障及关键问题的
调查，然后使用有限元及虚拟样机技术对钢筋切断机三维模型进行结构静力学分析、动力学分析，进而提出改进方案。
借助先进的Pro/E, ANSYS和ADAMS软件联合仿真，建立了钢筋切断机模型，并实现了其运动仿真，通过对箱体模烈做有限元分析，提出了改进方案并证明了改进方案的可行。利用LS-DYNA仿真钢筋切断机剪切钢筋的动态过程.

关键词：钢筋切断机建筑齿轮

指导老师签名：
type steel cutting machines’designing
Student name:Tu Zhijun Class:078105119
Supervisor:Xing PU

Abstract：The Reinforcing Steel Cutter is an important instrument used widely in the machinery manufactures and construction industries. With technologies being improved and more requires asked, users aren't content with the existing Reinforcing Steel Cutter. It needs further and deeply researching now Its directions will be reducing cost, adding new features and improving the automation level.
Aim at the design and production status of the Reinforcing Steel Cutter, Study the common faults and key issues. Next, propose improvement scheme by analyzing static structure and dynamics of three-dimensional model of the Reinforcing Steel Cutter with the FEM technology and VP technology.
Co-simulation by virtue of the advanced softwares Pro/E, ANSYS and ADAMS, establish a model of the steel cutting machine and achieve its motion simulation. Present improvement schemes and prove their feasibility through doing finite element analysis on the case model.
Keywords ： Reinforcing Steel Cutter architectural gear

Signature 0f Supervisor:
目录
1. 引言..................................1
1.1 概述.................................1
1.2 题目的选取..............................1
1.3 钢筋切断机的原理...........................1
2. 电机选择...............................2
2.1 切断钢筋需用力计算..........................2
2.2 功率计算...............................3
3. 传动结构设计.............................5
3.1 基本传动数据计算...........................5
3.1.1分配传动比..............................5
3.1.2 计算机构各轴的运动及动力参数 ................... 5
3.2 带传动设计..............................6
3.2.1带型的确定..............................6
3.2.2带轮基准直径.............................6
3.2.3带速的确定..............................6
3.2.4中心距、带长及包角的确定.......................6
3.2.5确定带的根数.............................7
3.2.6张紧力................................ 7
3.2.7作用在轴上的载荷...........................7
3.2.8带轮结构与尺寸见零件图........................7
3.3 齿轮传动设计.............................8
3.3.1第一级齿轮传动设计..........................8
3.3.2第二级齿轮传动设计..........................12
3.4 轴的校核...............................15
3.4.1一轴的校核..............................15
3.4.2三轴的校核..............................19
3.5 平键的校核..............................22
3.6 轴承的校核...............................23
3.6.1初选轴承型号.............................23
3.6.2寿命计算...............................24
4.模型的建立及其运动仿真.......................27
4.1 Pro/E简介..............................27
4.1.1基于特征..............................27
4.1.2参数化设计.............................27
4.2基本结构...............................27
4.3钢筋切断机模型的建立.........................28
4.3.1箱体模型的建立...........................28
4.3.2齿轮及齿轮轴模型的建立.......................28
4.3.3其他零部件模型的建立........................30
4.4虚拟装配................................36
4.4.1模块化的虚拟装配..........................36
4.4.2装配过程中出现的常见问题及解决方法.................36
4.5运动仿真................................37
4.5.1建立运动机构仿真的一般步骤......................38
4.5.2钢筋切断机运动仿真实现........................38
4.5.3保存结果...............................40
4.6本章小结................................41
5. 总结................................42
参考文献.................................43
致谢...................................44

毕业设计（论文）任务书

I、毕业设计(论文)题目：

钢筋切断机仿真设计

II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

切断钢筋直径(mm) 60
钢筋抗拉强度(MPa) 450
两刀刃的最大开口距(mm) 65; 最小开口距(mm) 13
剪切次数(次／分) 27／58; 总速比 50.6／l07
曲轴偏心距(mm) 26; 连杆长度 (mm) 300
电机功率(kW)／电压(v)／转速(r／min) 7.5／380／2900
外形尺寸 1500*660* 915
整机重量(kg) <900

III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：
1.开题报告、外文资料翻译（不少于6000字符）第1周-第2周
2.钢筋切断机参数计算第2周-第3周
3．曲轴设计，减速机构设计第4周-第4周
4．切刀设计第5周-第6周

5. 总装图设计，仿真设计第7周-第8周
6．运动模拟，绘制零、部件图第9周-第10周
7. 毕业论文撰写第11周-第14周

8. 毕业设计审查、毕业答辩第15周-第17周

Ⅳ 、主要参考资料：
[1]刘鸿鹰,牛汝骥,卫清珍. GQ60A 封闭钢筋切断机结构及特点建筑机械 1995.10
[2]王伯平.TGQ35型柴油机驱动式钢筋切断机建筑机械1993.5
[3]章友文. 钢筋切断机剪切机理分析工程机械 1991.3
[4]车仁炜，陆念力，王树春. 一种新型钢筋切断机的设计研究机械传动 2004.2
[5]V. Ya. Bulanov,etc. Effect of diamond dressing on the state of the surface . layers of

high-speed steel cutting tools Materials Science, Volume 4, Number 6 / 1972.11

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目：钢筋切断机仿真设计业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求：切断钢筋直径 (60 钢筋抗拉强度 (450 两刀刃的最大开口距 (65; 最小开口距 ( 13 剪切次数 (次分 ) 27 58; 总速比轴偏心距 (26; 连杆长度 ( 300 电机功率 (电压 (v)转速 (r 380 2900 外形尺寸 1500*660* 915 整机重量 (900 业设计 (论文 )工作内容及完成时间：外文资料翻译（不少于 6000 字符）第 1 周周数计算第 2 周周 3 曲轴设计，减速机构设计第 4 周周 4 切刀设计第 5 周周 5. 总装图设计，仿真设计第 7 周周 6 运动模拟，绘制零、部件图第 9 周 0 周 7. 毕业论文撰写第 11 周 4 周 8. 毕业设计审查、毕业答辩第 15 周 7 周、主要参考资料： 1刘鸿鹰 ,牛汝骥 ,卫清珍 . 闭钢筋切断机结构及特点建筑机械 2王伯平柴油机驱动式钢筋切断机建筑机械 3章友文 . 钢筋切断机剪切机理分析工程机械 4车仁炜，陆念力，王树春 . 一种新型钢筋切断机的设计研究机械传动 5V. of on of , / 空与机械工程系机械设计制造及其自动化专业类班学生（签名）：填写日期： 2011 年 01 月 03 日指导教师（签名）：助理指导教师 (并指出所负责的部分 )：机械设计制造及其自动化系主任（签名）：附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名：日期：导师签名：日期：毕业设计（论文）外文翻译题目钢筋机切断机仿真设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105119 学生姓名涂志军指导教师邢普填表日期 2011 年 4 月 6 日 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of he of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。能化即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。成化集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。色化技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢连铸轧钢综合调度系统、冷连轧等。布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。算机集成制造系统 (钢铁企业的将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现。场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化现场就地控制站等的发展。流传动技术传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。毕业设计（论文）开题报告题目钢筋切断机仿真设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号 078105119 学生姓名涂志军指导教师邢普填表日期 2011 年 4 月 11 日一、选题的依据及意义：钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一 ,它主要用于房屋建筑、桥梁、隧道、电站等工程中对钢筋的切断。筋切断机由于工作可靠效率高等特点 , 近年来的应用十分广泛。前正在进行中的金融危机 , 由于房地产基建工程发展的相对迟缓 , 对各个钢筋切断机生产厂家的生产销售产生了一定的影响。着国家的 4万亿投资拉动 ,钢筋切断机的生产销售必将迎来又一个快速发展的期。全国各地生产销售现状看 , 河南省长葛市已经形成了钢筋切断机生产基地全国大部分的钢筋切断机都由该地区的各类企业生产。了长葛市本地的品外 ,全国也有相当多的外地企业采用了在当地采购加工零件回外地生产装配 , 甚至采用贴牌生产的方式。常情况下 ,长葛地区钢筋切断机的年产销量在 3万台套左右。于当地生产中小型建筑机械历史较久 , 民间机械加工能力较强 , 又有大企业的带动及示范 , 如河南黄河旋风股份有限公司生产的建筑机械质量 . 直较有声誉 , 应该说当地的大多数的企业比较重视产品 , 生产的产品多能满足使用需求，也有一些产品的质量不能满足国家标准的要求。历了本阶段市场的洗礼更迭 , 各生产厂家为提高自己产品的市场占有量 , 势必要提高品的技术性能增加产品的竞争优势。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：国内外切断机的对比：由于切断机技术含量低、易仿造、利润不高等原因，所以厂家几十年来基本维持现状，发展不快，与国外同行相比具体有以下几方面差距。 1)国外切断机偏心轴的偏心距较大，如本立式切断机偏心距 24国内一般为 17似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度。 2)国外切断机的机架都是钢板焊接结构，零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬，使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器 3)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄， 40 型和 50 型刀片厚度均为 17国外都是双螺栓固定， 25 27，因此国外刀片在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。 4)国内切断机每分钟切断次数少国内一般为 28 31 次，国外要高出 15 20次，最高高出 30 次，工作效率较高。 5)国外机型一般采用半开式结构，齿轮、轴承用油脂润滑，曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀座、转体处用手工加稀油润滑国内机型结构有全开、全闭、半开半闭 3种，润滑方式有集中稀油润滑和飞溅润滑 2 种。 6)国内切断机外观质量、整机性能不尽人意；国外厂家一般都是规模生产，在技术设备上舍得投入，自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工体系。尤其对外观质量更是精益求精，外罩一次性冲压成型，油漆经烤漆喷涂处理，色泽搭配科学合理，外观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角，整机光洁美观。而国内一些一些厂家虽然生产历史较长，但没有一家形成规模，加之设备老化，加工过程拼体力、经验，生产工艺几十年一贯制，所以外观质量粗糙、观感较差。全球经济建设的快速发展为建筑行业，特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展空间，为广大生产企业提供一个展示自己的舞台。面对竞争益激烈的我国建筑机械市场，加强企业的经营管理，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量和产品售后服务水平，积极、主动走向市场，使企业的产品不断地满足用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，无疑是我国钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。三、研究内容及实验方案：研究内容：文资料翻译数计算 3 曲轴设计，减速机构设计 4 切刀设计 5. 总装图设计，仿真设计 6运动模拟，绘制零、部件图 7. 毕业论文撰写实验方案： 1、收集有关资料、写开题报告 2、翻译外文资料 3、钢筋切断机参数计算、功率计算 4、传动结构设计 1）基本传动数据计算 2）带传动设计 3）齿轮传动设计 4）轴的校核 . 5）平键的校核 6）轴承的校核 5、撰写毕业设计论文四、目标、主要特色及工作进度 1、目标： 1）括参数拟定，传动设计，零件计算，结构设计等，培养结构分析和设计的能力。 2）高联系实际和综合分析的能力。 3）计算，制图，应用设计资料，标准和规范，编写技术文件等 1。 2、要特色： 1）友好的工作平台和编程环境； 2) 简易的程序语言； 3) 强大的科学计算机数据处理能力； 4) 出色的图形处理能力； 5) 实用的程序接口和发布平台。 3、工作进度：文资料翻译第 1 周周数计算第 2 周周 3 曲轴设计，减速机构设计第 4 周周 4 切刀设计第 5 周周 5. 总装图设计，仿真设计第 7 周周 6运动模拟，绘制零、部件图第 9 周 0 周 7. 毕业论文撰写第 11 周 4 周 8. 毕业设计审查、毕业答辩第 15 周 7 周五、参考文献 1刘鸿鹰 ,牛汝骥 ,卫清珍 . 闭钢筋切断机结构及特点建筑机械 2王伯平柴油机驱动式钢筋切断机建筑机械 3章友文 . 钢筋切断机剪切机理分析工程机械 4车仁炜，陆念力，王树春 . 一种新型钢筋切断机的设计研究机械传动 5V. of on of of , / 钢筋切断机仿真设计学生姓名：涂志军班级： 078105119 指导老师：邢普摘要：钢筋切断机是一种广泛应用于机械制造、建筑等行业中的重要工具，随着科技的进步和加工要求的不断提高，现有的钢筋切断机己逐渐不能适应用户的新需求，目前钢筋切断机还有待于进一步全面深入的研究。降低成本、增加新功能、提高自动化水平等将成为钢筋切断机今后发展的方向。针对钢筋切断机设计和生产的现状，进行了生产加工状况、常见故障及关键问题的调查，然后使用有限元及虚拟样机技术对钢筋切断机三维模型进行结构静力学分析、动力学分析，进而提出改进方案。借助先进的 , 件联合仿真，建立了钢筋切断机模型，并实现了其运动仿真，通过对箱体模烈做有限元分析，提出了改进方案并证明了改进方案的可行。利用真钢筋切断机剪切钢筋的动态过程 . 关键词：钢筋切断机建筑齿轮指导老师签名： u 78105119 U is an in t It ts be at of by of of EM P by of , a of on f 南昌航空大学科技学院学士学位论文钢筋切断机仿真设计学生姓名：涂志军班级： 078105119 指导老师：邢普摘要：钢筋切断机是一种广泛应用于机械制造、建筑等行业中的重要工具，随着科技的进步和加工要求的不断提高，现有的钢筋切断机己逐渐不能适应用户的新需求，目前钢筋切断机还有待于进一步全面深入的研究。降低成本、增加新功能、提高自动化水平等将成为钢筋切断机今后发展的方向。针对钢筋切断机设计和生产的现状，进行了生产加工状况、常见故障及关键问题的调查，然后使用有限元及虚拟样机技术对钢筋切断机三维模型进行结构静力学分析、动力学分析，进而提出改进方案。借助先进的 , 件联合仿真，建立了钢筋切断机模型，并实现了其运动仿真，通过对箱体模烈做有限元分析，提出了改进方案并证明了改进方案的可行。利用真钢筋切断机剪切钢筋的动态过程 . 关键词：钢筋切断机建筑齿轮指导老师签名：南昌航空大学科技学院学士学位论文 u 78105119 U is an in t It ts be at of by of of EM P by of , a of on f 南昌航空大学科技学院学士学位论文目录 1. 引言 .概述 .题目的选取 .钢筋切断机的原理 . 电机选择 .切断钢筋需用力计算 .功率计算 . 传动结构设计 .基本传动数据计算 . 分配传动比 . 计算机构各轴的运动及动力参数 . 5 带传动设计 . 带型的确定 . 带轮基准直径 . 带速的确定 . 中心距、带长及包角的确定 . 确定带的根数 . 张紧力 . 7 用在轴上的载荷 . 带轮结构与尺寸见零件图 .齿轮传动设计 . 第一级齿轮传动设计 . 第二级齿轮传动设计 .轴的校核 . 一轴的校核 . 三轴的校核 .平键的校核 .轴承的校核 . 初选轴承型号 . 寿命计算 .的建立及其运动仿真 .简介 .基于特征 .参数化设计 .箱体模型的建立 .齿轮及齿轮轴模型的建立 .其他零部件模型的建立 . 南昌航空大学科技学院学士学位论文 .模块化的虚拟装配 .装配过程中出现的常见问题及解决方法 . 建立运动机构仿真的一般步骤 . 钢筋切断机运动仿真实现 . 保存结果 .章小结 . 总结 .考文献 .谢 . 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 1. 引言 1 1 概述钢筋切断机是一种建筑机械，是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于房建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断。相对而言其本身具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此，近年来逐步被建筑工地和小型轧钢厂等单位广泛采用，在国民经济建设中发挥了重要的作用。改革开放三十年，我国的国计民生得到了长足的发展，建筑业和制造业规模都不断地扩大，但在个别方面我们和西方发达国家依然有不小的差距。制造业是国民经济的基础行业，也是高新技术发展的支撑，随着经济全球化的不断推进、机械制造业的飞速发展，新的技术变革悄然兴起。近年来，一些传统的设计、生产方法受到了挑战，传统生产方式仅依靠二维图纸先生产出样品，经反复试验、改进，然后才投入批量生产的方法逐渐被现代设计生产模式取代。随着现代科技的发展，计算机辅助设计己经渗透到机械发展的各个行业中，该项技术的介入，也大大加快了机械行业的发展，而且计算机辅助设计已成为该领域的一个研究热点，与计算机辅助制造、计算机辅助工艺设计在行业中共同发挥着很大的作用。近年来，计算机辅助设计、训一算机辅助制造等技术在很多领域得到了深入的展，但由于钢筋切断机生产厂家规模不大，结构简单，技术含量低等原因，三维建模、虚拟样机技术、有限元分析等先进的计算机辅助技术很少用到钢筋切断机的设计生产过程中。本文充分利用成熟的计算机仿真技术对钢筋切断机的箱体、剪切机构及减速机构计算分析，将使钢筋切断机的质量、寿命得到提高，并降低成本及提高其可靠性。 1 2 题目的选取本次毕业设计的任务是卧式钢筋切断机的设计。其主要参数为：切断钢筋直径 ( 60 钢筋抗拉强度 ( 450 两刀刃的最大开口距 ( 65; 最小开口距 ( 13 剪切次数 (次分 )： 27 58; 总速比：轴偏心距 ( 26; 连杆长度 ( 300 电机功率 (电压 (v)转速 (r 380 2900 南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 外形尺寸： 1500*660* 915 整机重量 (=1 22 =36012 一 1 南昌航空大学科技学院学士学位论文 30 60/(2*Z) 设置齿轮尺寸关系后，草绘环境中所画的四个基本参照圆将分别代表齿轮的齿顶圆、分度圆、基圆和齿根圆。 (3)为笛卡尔坐标系输入参数方程生成渐开线，然后建立辅助的基准轴和基准面，镜像渐开线，经过拉伸等操作最终生成齿轮模型的第一个齿。输入的参数方程为汇 : r= t*45 x=r* r* 180 Y=r* r* 180 z=0 就建成了把生成的齿经过阵列，添加轴孔、倒角等特征后，一个标准的齿轮模型。如图所示 : 当第一个标准齿轮模型建成以后，其他齿轮模型就可以通过改变齿数、模数、压力角等参数的方式直接生成。他零部件模型的建立其他零部件，例如曲柄滑块、刀具、刀座、飞轮及轴承等的模型，利用中的一些基本功能就可以轻松建成，在此不再详述。南昌航空大学科技学院学士学位论文 31 南昌航空大学科技学院学士学位论文 32 南昌航空大学科技学院学士学位论文 33 南昌航空大学科技学院学士学位论文 34 南昌航空大学科技学院学士学位论文 35 南昌航空大学科技学院学士学位论文 36 在工业生产中，几乎所有的产品都不是单一零件独立形成的，都是由多个零件通过一定的装配关系组合生成的。在虚拟装配方面的表现非常优秀，充分体现了作为大型设计软件所拥有的强大功能。钢筋切断机的虚拟装配就是在前面建模的基础上，按照模块化的思想、自顶向下的原则，根据钢筋切断机的总装图，把所建立的箱体、齿轮系等模型按照中装配模块提供的匹配、对齐、插入、坐标系等约束类型和刚性、销钉等连接类型完成钢筋切断机的虚拟装配。块化的虚拟装配钢筋切断机的虚拟装配过程中，如果像砌墙一样逐个地添加零件，上层零部件的参照关系就会叠加起来依赖于下层零部件，一旦中间某个零件出现问题，就会出现前功尽弃的现象，并且安装过程中，容易漏装、错装零件。因此，按照模块化的思想，将钢筋切断机工作工程中相对静止的零件组合成多个小的模块，然后将这些小模块组合成一个整体，这种方法更科学、更合理。本文中把钢筋切断机先分为箱体模块、主动轴系模块、从动轴系模块和曲柄滑块模块等多个模块，然后再将各模块装配起来。 (1)钢筋切断机的减速齿轮系及齿轮轴都是安装在箱体模型内部的，如果直接将建立的齿轮模型及齿轮轴模型往上箱体装配，不但虚拟装配过程中因视角问题给装配带来困难，而且由于齿轮等零部件模型都在箱体内部，将会致使装配完成的钢筋切断机模型不够直观，为了能够更好的看清楚完整的装配模型以及运动仿真时模型的运动情况，在装配之前先要把箱体模型进行截面剖视。剖视的箱体模型如图所示 : (2)其余模块的装配。装配过程中要严格按照的约束规则，否则容易出现约束不完整以及后期的运动干涉现象。主动轴系模块、从动轴系模块和曲柄滑块等模块。在传统的设计方法中，往往首先设计出零件，然后组合己有的元件以组成一个装配体，这是一种自底向上的装配体方法。这种方法使最终装配体的形成受制于己有零件的特征随着现代设计方法的发展以及设计观念的更新，自顶向下的装配体设计概念成为了必然发展的趋势。例如在本文中箱体的参数和基准特征直接影响了其他几个模块的参数，如果下级模块参数有错误，在给箱体模块添加其他零部件模块的装配过程中就可能有干涉现象产生，导致装配模型有误，进而影响分析结果的准确性。配过程中出现的常见问题及解决方法当装配好一个模块后，操作“应用程序 /机构”时就经常出现“没有定义的已加亮南昌航空大学科技学院学士学位论文 37 两个主体连接。如果继续将被隐藏”的提示，如果点击“继续夕，就会把虚拟装配中用来设置连接的轴线隐藏掉而导致无法添加齿轮副连接、电动机等。要解决这个问题，首先 :装配一个模块时，例如从动轴模块，在导入第一个零件“从动轴”时，不能采用“缺省”参照约束，要设置为“销钉”连接，并且在此之前先要创建一个基准轴，为轴对齐约束做好准备。其次，在往轴 _卜装配齿轮时，不能采用传统的“销钉”连接，要用“刚性 /对齐”。因为齿轮和键之间的连接约束采用的是“刚性”连接，如果招个连接中既有“俏钉”又有“刚性”就产生了约束上的兀余，因此添加齿轮时两个约束集都要采用“刚性”连接的方式。把各个模块装配到箱体模型上面，钢筋切断机模型的虚拟装配基本完成，再将固定刀座装配到箱体模型上，至此，钢筋切断机模型如图所示 : 钢筋机的运动仿真要用到中的结构模块，该模块既能对钢筋切断机进行运动仿真又能实现其结构分析，是中一个功能强大的模块。当钢筋切断机各个零件通过虚拟装置装备组装成一个完整的机构以后，就可以在中直接启动机构运动分析模块，根据分析意图定义机构中的连接，设置伺服电机，运行机构分析，观察机构运行的过程是否正确，检查机械干涉，还可以进行各种测量，最后把分析的结果保存至影片南昌航空大学科技学院学士学位论文 38 的形式。立运动机构仿真的一般步骤（ 1）建立模型，进入装配模块，建立一个装配模型文件，进行机械仿真运动模块。（ 2）对机构中的连接进行定义。（ 3）在机构中添加伺服电机。（ 4）进行机构分析，保存分析结果，制作动画仿真。（ 5）观察机构中的轨迹曲线和运动包络。（ 6）对运动中的关键物理量进行测量。筋切断机运动仿真实现 1）齿轮的啮合钢筋切断机虚拟装配完成后，在实现运动仿真前，先要使传动机构中的齿轮之间进行正确啮合。通过凸轮按钮在“凸轮从动机构定义”中设置，通过选择齿轮啮合面相切，使齿轮之间正确的啮合。因为装配过程中，软件不能自动把齿轮正确的啮合起来，所以要通过设置齿面相切使其啮合起来，否则会出现干涉现象。如果发现某个齿轮因参数输入错误而造成齿轮直径过大或过小，导致无法正确装配，只需要在中把相关的齿轮模块打开，修正相应的参数并保存，系统会直接与已经装配好的组件相关联自动调整过来。 2）运动仿真完成正确齿轮仿真啮合后，由齿轮连接按钮进行齿轮副的连接设置，齿轮连接设置以后，还有要把连杆和滑块之间设置连接，滑块与箱体之间设置连接。当全部连接定义完成以后，通过按钮给钢筋切断机模型添加电动机，在类型选项卡中选择电动机添加的运动曲线，在轮廓选项卡中设定电动机的运动速度及其运动类型。完成电动机设置以后在机构分析按钮中设置运动的类型和运动时间等等，最后通过回放按钮进行碰撞检测类型的设置并将其运动过程制作成动画保存下来。全部定义完成后飞钢筋切断机模型如图：南昌航空大学科技学院学士学位论文 39 3）干涉检验干涉检验技术是计算机图形学中的一项关键技术，在虚拟装配，虚拟手术建立的钢筋切断机模型需要进行干涉检验，因为在模型的虚拟装配过程中，可能存在诸如齿轮啮合不好、齿轮和箱体之间有干涉现象，如果模型不能正确反映钢筋切断机的运动状态。机构运动分析下的运动分析检测模块，其功能主要是负责对模型进行干涉检验，发现干涉的位置并用不同颜色标示出来。南昌航空大学科技学院学士学位论文 40 碰撞检测分为三个级别：无碰撞检测、全局碰撞检测和部分碰撞检测。无碰撞检测就是不进行碰撞检测：全局碰撞检测就是对整个模型进行检测：部分碰撞检测就是只对选定的部分模型进行检测。在机构运行完以后，选择碰撞检测装置，根据运动仿真的需要选择相应的干涉检测级别，系统自动按照选择的类型自动进行碰撞检测，如果有干涉现象存在，在建立的模型中会与自身不同的颜色显示出来，如图所示，有红色标志的干涉轮廓存在，是由于齿轮之间没有正确啮合以及黄颜色的从动轴上键没有定义完整所造成的。消除干涉的存在，首先要把从动轴系模块打开，重新正确的定义键。齿轮和轴之间的连接，然后在“凸轮从动连接定义”中重新调整存在干涉的两轮之间的啮合。重新做干涉检验发现虚拟装配中的干涉被消除。通过运动仿真干涉检验可以把理论结果和实际模型做对比，经修改消除了钢筋切断机模型中存在的干涉现象，达到了理论和实际的结合。存结果针对虚拟装配的钢筋切

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