钢筋调直机说明书

沈阳建筑大学毕业设计 摘要摘要 GT1 6 4 型调直切断机主要由上料盘 调直装置 牵引装置 切断装置 下料架装 置 机座等组成 主要用于直径为 1 6 4mm 低碳钢筋 冷轧钢丝 不锈钢丝的调 制 钢筋调直切断机在设计的时候需要考虑切断机构和调直机构的方案设计 根据任务书 的要求 最终确定切断的方式为锤击切断方式 适用中 小直径钢筋 工作噪声连续 较大 易出现连切现象 定尺误差最小 调直的方式为模块调直 钢筋调直效果好 比较容易控制 但调直速度低 被加工钢筋表面有划伤 工作噪声较大 适合各种光 圆钢筋 该机器在运转时保证钢丝从左至右得方向进行送料 调直切断机在调试正常后 不允许有无效剪切现象 调直后的钢筋允许有轻微擦伤 但重量损耗不大于 0 5 该调直切断机在设计完成后将满足的实际生产要求 1 调直切断钢丝直径 1 6 4mm 2 调直切断钢丝长度 100mm 1000mm 3 切断长度误差 L 2mm 4 钢丝调直切断后的直线度误差不大于 2mm m 5 牵引钢丝速度 20 30m min 6 切断电机功率 2 2kw 关键词 关键词 钢筋 调直切断机 无效剪切 沈阳建筑大学毕业设计 Abstract GT1 6 4 type straightening cutting machine is mainly composed of loading plate straightening device traction device cutting device cutting device frame etc Is mainly used for 1 6 diameter 4 mm mild steel cold rolled steel wire stainless steel wire of the modulation Steel bar straightening cutting machine at the time of design need to consider to cut off the institutions and straightening mechanism scheme design According to the requirement of the specification the final cut off the way for the hammer to cut off the way for medium and small diameter steel bar work continuously large noise Easy appear even cutting phenomenon length minimum error Module as a way of straightening straightening reinforced straightening effect is good easy to control But straightening speed is low and processing steel surface is slashed and working noise Suitable for all kinds of round steel bar The machine in operation ensure the wire feeding from left to right direction Adjusting cutter after commissioning normal there is no invalid shear phenomenon After straightening steel to allow a slight abrade but weight loss is not greater than 0 5 The straightening cutting machine in the actual production of the design is completed will meet requirements 1 the straightening to cut off the wire diameter 1 6 4 mm 2 the straightening cutting wire length 100 mm 1000 mm 3 cutting length error L 2 mm or less 4 steel wire straightening cutting off after the straightness error is not more than 2 mm m 5 the traction steel wire speed 20 30 m min 6 to cut off the motor power 2 2 kw Key words reinforced Straightening cutting machine Invalid shear 沈阳建筑大学毕业设计 目录目录 第一章第一章 前言前言 1 第二章第二章 钢筋调直机的设计钢筋调直机的设计 2 2 1 钢筋调直机的分类 2 2 2 钢筋调直机调直剪切原理 2 2 3 钢筋调直机的主要技术性能 3 2 4 钢筋调直机工作原理与基本构造 4 第三章第三章 电机选择电机选择 10 3 1 生产率和功率计算 10 3 1 1 生产率计算 10 3 1 2 功率计算 选择电动机 10 第四章第四章 皮带选择皮带选择 15 4 1 第一组皮带传动机构的设计 15 4 1 1 确定设计功率 15 c p 4 1 2 初选带的型号 15 4 1 3 确定带轮的基准直径和 15 1d d 2d d 4 1 4 确定中心距 a 和带的基准长度 16 d L 沈阳建筑大学毕业设计 4 1 5 验算小轮包角 16 2 4 1 6 计算带的根数 17 4 1 7 计算带作用在轴上的载荷 Q 17 4 2 第二组皮带传动机构的设计 18 4 2 1 确定设计功率 18 c P 4 2 2 初选带的型号 18 4 2 3 确定带轮的基准直径和 18 3d d 4d d 4 2 4 确定中心距 a 和带的基准长度 19 d L 4 2 5 验算小轮包角 19 1 4 2 6 计算带的根数 19 4 2 7 计算带作用在轴上的载荷 Q 20 4 2 8 主动带轮设计 21 第五章第五章 齿轮设计齿轮设计 22 5 1 确定齿轮传动精度等级 22 5 2 齿轮参数计算 23 5 2 1 计算许用应力 23 5 2 2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 23 5 2 3 验算齿面接触疲劳强度 24 5 2 4 验算齿根弯曲疲劳强度 25 5 2 5 齿轮主要参数和几何尺寸 26 第六章第六章 轴的设计与强度校核轴的设计与强度校核 28 6 1 齿轮轴的设计与强度校核 28 6 1 1 轴的结构设计 28 6 1 2 轴的强度校核 28 6 2 轴的设计与强度校核 31 6 2 1 轴的结构设计 31 6 2 2 轴的强度校核 31 第七章第七章 主要零件的规格及加工要求主要零件的规格及加工要求 35 沈阳建筑大学毕业设计 7 1 调直筒及调直模 35 7 2 齿轮 36 7 3 调直机的各传动轴轴承 36 7 4 牵引压辊的选用和调整 36 7 5 定长机构的选择与调整 37 第八章第八章 经济分析与发展前景经济分析与发展前景 38 8 1 钢筋调直切断机的种类和特点 38 8 2 发展趋势 40 总结总结 43 参考文献参考文献 44 致谢致谢 45 沈阳建筑大学毕业设计 0 题目题目 1 6 41 6 4 钢筋调直切断机钢筋调直切断机 第一章第一章 前言前言 21 世纪是一个技术创新的时代 随着我国经济建设的高速发展 钢筋混凝土结构 与设计概念得到不断创新 高性能材料的开发应用使预应力混凝土技术获得高速而广 泛的发展 在钢筋混凝土中 钢筋是不可缺少的构架材料 而钢筋的加工和成型直接 影响到钢筋混凝土结构的强度 造价 工程质量以及施工进度 所以 钢筋加工机械 是建筑施工中不可缺少的机械设备 在土木工程中 钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土是主要的建筑构件 担当着极其 重要的承载作用 其中混凝土承受压力 钢筋承担压力 钢筋混凝土构件的形状千差 万别 从钢材生产厂家购置的各种类型钢筋 根据生产工艺与运输需要 送达施工现 场时 其形状也是各异 为了满足工程的需要 必须先使用各种钢筋机械对钢筋进行 预处理及加工 为了保证钢筋与混凝土的结合良好 必须对锈蚀的钢筋进行表面除锈 对不规则弯曲的钢筋进行拉伸于调直 为了节约钢材 降低成本 减少不必要的钢材 浪费 可以采用钢筋的冷拔工艺处理 以提高钢筋的抗拉强度 在施工过程中 根据 设计要求进行钢筋配制时 由于钢筋配制的部位不同 钢筋的形状 大小与粗细存在 着极大差异 必须对钢筋进行弯曲 切断等等 随着社会与经济的高速发展 在土木工程与建筑施工中 不同类型的钢筋机械与 设备的广泛应用 对提高工程质量 确保工程进度 发挥着重要作用 钢筋调直机械 作为钢筋及预应力机械的一种类型 在土木与建筑工程建设中有重要应用 钢筋调直 也是钢筋加工中的一项重要工序 通常钢筋调直机用于调直 14mm 以下的盘圆钢筋和冷 拔钢筋 并且根据需要的长度进行自动调直和切断 在调直过程中将钢筋表面的氧化 皮 铁锈和污物除掉 沈阳建筑大学毕业设计 1 第二章第二章 钢筋调直机的设计钢筋调直机的设计 2 12 1 钢筋调直机的分类钢筋调直机的分类 钢筋调直机按调直原理的不同分为孔摸式和斜辊式两种 按切断机构的不同分为 锤击式切断 摆臂式切断和飞剪切断 而锤击式切断按切断控制装置的不同又可分为 机械控制式与光电控制式 本次设计为机械控制式钢筋调直切断机 切断方式为锤击 式切断 2 22 2 钢筋调直机调直剪切原理钢筋调直机调直剪切原理 锤击式切断钢筋调直机调直剪切原理如图所示 图 2 1 调直剪切原理 Fig 2 1 principle of straightening and sheering 1 盘料架 2 调直筒 3 牵引轮 4 切刀 5 定长装置 工作时 绕在旋转架 1 上的钢筋 由连续旋转着的牵引辊 3 拉过调直筒 2 并在下 切剪刀 4 中间通过 进入受料部 当调直钢筋端头顶动定长装置的直杆 5 后 切断剪 刀便对钢筋进行切断动作 然后剪刀有恢复原位或固定不动 如果钢丝的牵引速度 V 0 6m s 而剪刀升降时间 t 0 1s 则钢丝在切断瞬间的运动距离 沈阳建筑大学毕业设计 2 S Vt 0 6 0 1 0 06m 为此 剪刀阻碍钢丝的运动 而引起牵引辊产生滑动现象 磨 损加剧 生产率降低 故此种调直机的调直速度不宜太快 2 32 3 钢筋调直机的主要技术性能钢筋调直机的主要技术性能 表 2 1 钢筋调直机的型号规格及技术要求 Tab 2 1 model standard and technique ability of reinforcement bar straightening machine 参数名称数值 调直切断钢筋直径 mm 1 6 4 钢筋抗拉强度 MPa 650 切断长度 mm 3000 切断长度误差 mm m 3 牵引速度 m min 30 40 调直筒转速 r min 2800 送料 牵引辊直径 mm 80 电机型号 调直 牵引 切断 1324YS 904YL 功率 调直 kW 牵引 切断 5 5 1 12 沈阳建筑大学毕业设计 3 外形尺寸 长 mm 宽 mm 高 mm 1070 580 1200 整机重量 kg 1000 2 42 4 钢筋调直机工作原理与基本构钢筋调直机工作原理与基本构 造造 该钢筋调直切断机为下切剪刀式 其工作原理如图所示 图 2 2 钢筋调直机机构简图 Fig 2 2 mechanism schematic of reinforcement bar straightening machine 1 调直筒 2 牵引压辊 3 14 15 皮带传动机构 4 飞轮 5 曲柄轴 6 锤头 7 钢筋 8 定长 沈阳建筑大学毕业设计 4 挡板 9 定长拉杆 10 压缩弹簧 11 方刀台 12 变速箱 13 电动机 钢筋调直切断机前后采用两台电动机作总动力装置 两部电动机轴端都是安装 V 形带轮 通过 V 形皮带进行传动 其中前面的电动机负责驱动调直机构 后面的电动 机负责驱动牵引机构和切断机构两个部分 钢筋调直切断机的牵引机构 切断机构的 传动原理如下 后一个电动机启动后 经过 V 形带轮通过皮带带动 V 形带轮 14 旋转 经过变速箱 再通过 V 形带轮 15 带动皮带传动轮 3 大轮运动 最后由皮带传动机构 3 驱动牵引机构工作 牵动两个牵引压辊 2 转动 牵引钢筋 7 向前方运动 V 形带轮 3 小 轮带动飞轮 4 和曲柄轴 5 转动 曲柄轴上的连杆带动锤头 6 进行上 下往复运动 当 调直好的钢筋顶住与滑动刀台 11 相连的定长挡板 8 时 挡板带动定长拉杆 9 将刀台拉 到锤头下面 刀台便会在锤头快速冲击下将钢筋切断 钢筋调直切断机的切断机构的结构与工作原理如图所示 沈阳建筑大学毕业设计 5 图 2 3 钢筋调直机的切断机构 Fig 2 3 cut off mechanism of reinforcement bar straightening machine 1 曲柄轮 2 连杆 3 锤头 4 定长拉杆 5 钢筋 6 复位弹簧 7 刀台座 8 下切刀 9 上切刀 10 上切刀架 下切刀 8 固定在刀座台 7 上 调直后的钢筋会从切刀中孔中通过 上切刀 9 安装 在刀架 10 上 非工作状态时 上刀架被复位弹簧 6 推至上方 当定长拉杆 4 在调直好 的钢筋的带动下 将刀台座 7 拉到锤头 3 下面时 上刀架受到锤头的冲击会向下运动 钢筋便会在上 下刀片间被切断 在切断钢筋时 切刀会有一个继续向下移动的过程 向下移动的时间一般为 0 1s 而钢筋的牵引速度为 0 6m s 因此在切断瞬间 钢筋可 有 0 6 0 1 0 06m 的运动距离 而实际上钢筋在被切断的瞬间是停止运动的 所以造 成钢筋在牵引轮中开始滑动 导致牵引轮受到磨损 因此 钢筋调直切断机的牵引速 度不宜太快 沈阳建筑大学毕业设计 6 调直定长切割机工作原理 原机械式调直定长切割机总 钢筋由盘料架上出来后进入该筒 适当调整调直块 的调整螺钉 将调直块紧固在不同的偏心位置上 以便对不同规格或不同性质的钢筋 进行调直 调直的方案有高斯曲线型 正弦曲线型和余弦曲线型 分别适用于不同直 径 不同屈服强度的钢筋 在调直多盘钢筋后 调直块会产生磨损 此时 应补调偏 心以保证调直效果 调直机主传动箱及牵引压辊 传动箱内由机械减速机构将电机转 速降低 并带动主动压辊 上压辊 旋转 上料时 转动一偏心手柄 使上压辊抬起 将钢筋穿过上压辊与下压辊 被动压辊 之间的弧型槽 然后反向转动偏心手柄 使上 压辊放下 上下两压辊呈夹持钢筋状态 沈阳建筑大学毕业设计 7 图 2 5 钢筋调直机压辊与弹性力实现方式 Fig 2 5 Bar straightening machine roller and the elastic force realization 钢筋压在两压辊之间 被调整钢筋力量的大小取决于压辊之间的夹持力 与上压 辊机械相连的连杆上有一弹簧与之相连 该弹簧对上压辊实施加压 压辊的牵引力与 压力成正比 故对不同直径与材质的钢筋应选择不同的弹簧压力 从而较好地握持 并牵引钢筋 同时 为防止在剪切时的连切现象 在钢筋被顶停下时 钢筋与压辊间 应能出现明显的打滑 因此弹簧压力的调整是调直机能否正常工作的关键 传动箱中偏心轴的双滑块机构带动锤头作垂直方向的直线往复运动 剪切机构的 方刀台中装有上下切刀 当装在方刀台中的切刀进入锤头下面时 上切刀被锤击而实 现钢筋切断工作 钢筋被打断后 方刀台靠拉杆弹簧复位 受料架是调直切断机的定 长机构 架上有用于定长的定尺板 根据需要的长度调整好定尺板在拉筋上的位置 并调整好拉筋弹簧的压力 使被调直钢筋能顶动定尺板前进 而且又要在钢筋被切断 后方刀台能及时复位 当被调钢筋顶动定尺板前进到位时 定尺板带动拉筋移动 拖 动方刀台进入锤头下面而实现剪切 剪切完成后 方刀台靠拉杆弹簧复位 当钢筋被 沈阳建筑大学毕业设计 8 切断时 受料架张开卸料 钢筋落下后 受料架随即关闭 接受下一根钢筋 受料架 卸料时 张开时间的长短由时间继电器控制 沈阳建筑大学毕业设计 9 第三章第三章 电机选择电机选择 3 13 1 生产率和功率计算生产率和功率计算 3 1 13 1 1 生产率计算生产率计算 3 1 06 0 0 hkgKDnGQ 式中 D 牵引轮直径 mm N 牵引轮转速 r min 每米钢筋重量 kg 0 G K 滑动系数 一般取 K 0 95 0 98 带入相应数据得 5 25598 0 395 0 408014 3 06 0 06 0 0 hkghkgKDnGQ 3 1 23 1 2 功率计算 选择电动机功率计算 选择电动机 调直部分 调直筒所需的功率 3 2 97400 1 1 1 KW Mn N 式中 96 0 min 1 1 取传动效率 皮带传动可 调直筒转速 rn 调直筒的扭矩 3 3 1 2 3 mmN L febd M s 沈阳建筑大学毕业设计 10 式中 15 0 12 0 4 2 mmL ff mmd b mme mmN s 调直块的间距 数 一般取钢筋对调直块的摩擦系 钢筋直径 钢筋弯曲次数 一般取 调直块偏移量 钢筋屈服点 带入相应数据 得 368 138 138368 80 15 0 1 41023542 3 mNmmNM 14 4 96 0 97400 2800368 138 1 KWN 考虑到摩擦损耗等因素 选电动机型号为 功率为 5 5KW 转速为4132 SY 1440r min 牵引部分 钢筋牵引功率 3 4 102 2 2 KW P N 式中 88 0 95 0 97 0 98 0 98 0 98 0 2 2 来计算传动效率 按综合传动 按性能参数查表取得 调直速度 sm 牵引轮压紧力 3 5 N f P P sin4 1 沈阳建筑大学毕业设计 11 式中 0 1 45 2 0 轮槽角度 一般为 数取钢筋对牵引轮的摩擦系 牵引钢筋所需的拉力 f NP 884 45sin2 04 500 NP 39 0 88 0 102 40884 2 KWN 切断部分 钢筋剪切功率 3 6 97404 sin 4 2 1 3 KW dR N cc 式中 89 0 95 0 97 0 98 0 98 0 3708 0 8 07 0 4 4 2 1 来计算传动效率 按综合传动 齿刀切角 每分钟切断次数 倍抗拉强度的剪切极限强度 约等于 钢筋直径 曲柄偏心距 C mmN mmd mmR c c c 带入相应数据 经计算得 73 0 89 0 97404 45sin303708 082014 3 2 3 KWN 钢筋切断力 P 3 7 4 2 N d P c 式中 d 钢筋直径 mm 材料抗剪极限强度 c 2 mmN 沈阳建筑大学毕业设计 12 带入相应数据得 14873708 0 4 414 3 4 22 N d P c 钢筋切断机动刀片的冲程数 n r min 3 8inn I 式中 电动机转速 r min I n i 机械总传动比 带入相应数据得 r min 6 128189 0 1400 inn I 作用在偏心轮轴的扭矩 M 3 9 1 cos sin Pr 0 mmN L r r L r rrM k b k ak 式中 偏心距 mm k r 偏心轮半径与滑块运动方向所成之角 L r KK k 其中 sinarcsin L 连杆长度 mm 偏心轮轴径的半径 mm 0 r 偏心轮半径 mm a r 滑块销半径 mm b r 滑动摩擦系数 0 10 0 15 沈阳建筑大学毕业设计 13 带入相应数据得 驱动功率 N 3 10 36 1 1 8 9 1 716200 kW Mn N 式中 作用在偏心轮轴的扭矩 N mmM 钢筋切断次数 1 minn 传动系统总效率 带入相应数据得 36 1 1 8 9 1 716200 Mn N 3 0 36 1 1 8 9 1 89 0 716200 125180 kW 牵引与切断总功率 12 1 73 039 0 32 KWNNN 考虑到摩擦损耗等因素 选电动机型号为 功率为 1 5KW 转速为490 LY 1400r min 25180 1005 100 20 1 40 5 12 15 0 74 5 cos 74 530sin 201487 1 cos sin Pr 0 mmN L r r L r rrM k b k ak 沈阳建筑大学毕业设计 14 第四章第四章 皮带选择皮带选择 4 14 1 第一组皮带传动机构的设计第一组皮带传动机构的设计 设计的原始条件为 传动的工作条件 传递的功率 P 主 从动轮的转速 1 n 传动比 i 传动对外廓尺寸的要求 2 n 设计内容 确定带的型号 长度 根数 传动中心距 带轮基准直径及结构尺寸 计算初拉力 带对轴的压力 0 F 0 Q 设计的步骤和方法 4 1 14 1 1 确定设计功率确定设计功率 c p 考虑载荷性质和每天运转的时间等因素 设计功率要求要比传递的功率略大 即 4 1 kWPKP AC 式中 P 传递的额定功率 KW 14 4 C P 工作情况系数 1 2 A K A K 4 141 2 4 97 KW C P 4 1 24 1 2 初选带的型号初选带的型号 根据设计功率和主动轮转速 1440r mim 选定带的型号为 A 型 c P 1 n 沈阳建筑大学毕业设计 15 4 1 34 1 3 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径和和 1d d 2d d 1 选择 由 查表得 280 mm 1d d min1dd dd 1d d 2 验算带速 V 带速太高则离心力大 减小带与带轮间的压力易打滑 带速太低 要求传递的圆周力大 使带根速过多 故 V 应在 5 25mm s 之内 84 18 100060 144028014 3 100060 11 sm nd V d 4 2 3 计算从动轮基准直径 2d d i 138 57 mm 2d d 1d d 1 2 1 d d n n 280 2800 1440 3 3 取标准值 140 mm 2d d 4 1 44 1 4 确定中心距确定中心距 a a 和带的基准长度和带的基准长度 d L 一般取 4 4 2 7 0 21021dddd ddadd 计算相应于的带基准长度 0 a 0d L 2 12 0021 0 2 2 24 3 14 280 140 2 500 140280 1606 702 24 500 dd ddd dd Ladd a mm 根据初定的查表 选取接近值的基准长度 1600 mm 0d L 0d L d L 实际中心距 4 649 496 2 702 16061600 500 2 0 0 mm LL aa dd 5 沈阳建筑大学毕业设计 16 4 1 54 1 5 验算小轮包角验算小轮包角 2 4 6 2 120166 2 arcsin2180 21 a dd dd 4 1 64 1 6 计算带的根数计算带的根数 取 Z 2 4 77 1 99 0 96 0 15 0 5 3 97 4 00 L C KKPP P Z 式中 包角系数 考虑包角与实验条件不符 时对传动能力的影响 K 2 180 长度系数 考虑带长与实验条件不符时对传动能力的影响 L K 实验条件下 单根 V 带所能传递的功率 0 P 单根 V 带传递功率的增量 0 P 考虑传动比时 带在大轮上的弯曲应力小 故在寿命相同的条件下 可增大1 i 传递的功率 其计算式为 4 8 15 0 1 1 10 kW K nKP i B 式中 弯曲影响系数 B K B K 3 1003 1 传动比系数 1 12 i K i K 4 1 74 1 7 计算带作用在轴上的载荷计算带作用在轴上的载荷 Q Q 为设计轴和轴承 应计算出 V 带对轴的压力 Q 4 9 2 sin2 1 0 NZFQ 式中 Z 带的根数 沈阳建筑大学毕业设计 17 单根 V 带的初拉力 N 0 F 4 10 28 14184 181 0 1 96 0 5 2 284 18 97 4 500 1 96 0 5 2 500 22 0 Nqv z P F C 4 11 9 560 2 166 sin228 1412NQ 4 24 2 第二组皮带传动机构的设计第二组皮带传动机构的设计 设计的原始条件为 传动的工作条件 传递的功率 P 主 从动轮的转速 3 n 传动比 i 传动对外廓尺寸的要求 4 n 设计内容 确定带的型号 长度 根数 传动中心距 带轮基准直径及结构尺寸 计算初拉力 带对轴的压力 0 F 0 Q 4 2 14 2 1 确定设计功率确定设计功率 c P 考虑载荷性质和每天运转的时间等因素 设计功率要求要比传递的功率略大 即 4 12 kWPKP AC 式中 P 传递的额定功率 KW36 1 C P 工作情况系数 1 2 A K A K 1 36 1 2 1 632 KW C P 4 2 24 2 2 初选带的型号初选带的型号 根据设计功率和主动轮转速 1400r mim 选定带的型号为 A 型 c P 3 n 沈阳建筑大学毕业设计 18 4 2 34 2 3 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径和和 3d d 4d d 1 选择 由 查表得 140mm 3d d min3dd dd 3d d 2 验算带速 V 带速太高则离心力大 减小带与带轮间的压力易打滑 带速太低 要求传递的圆周力大 使带根速过多 故 V 应在 5 25mm s 之内 4 13 55 10 100060 144014014 3 100060 33 sm nd V d 3 计算从动轮基准直径 4d d i 280 mm 4 4d d 3d d 3 4 3 d d n n 140 720 1440 14 取标准值 280mm 4d d 4 2 44 2 4 确定中心距确定中心距 a a 和带的基准长度和带的基准长度 d L 一般取 4 15 2 7 0 43043dddd ddadd 计算相应于的带基准长度 0 a 0d L 根 73 1275 5004 140280 140280 2 14 3 3002 4 2 2 2 0 2 43 3400 mm a dd ddaL dd ddd 据初定的查表 选取接近值的基准长度 1400 mm 0d L 0d L d L 实际中心距 4 362 2 73 12751400 300 2 0 0 mm LL aa dd 16 沈阳建筑大学毕业设计 19 4 2 54 2 5 验算小轮包角验算小轮包角 1 4 17 1 12070 157 2 arcsin2180 43 a dd dd 4 2 64 2 6 计算带的根数计算带的根数 取 Z 2 4 185 1 96 0 93 0 16 0 9 1 36 1 00 L C KKPP P Z 式中 包角系数 考虑包角与实验条件不符 时对传动能力的影响 K 2 180 长度系数 考虑带长与实验条件不符时对传动能力的影响 L K 实验条件下 单根 V 带所能传递的功率 0 P 单根 V 带传递功率的增量 0 P 考虑传动比时 带在大轮上的弯曲应力小 故在寿命相同的条件下 可增大传1 i 递的功率 其计算式为 4 19 16 0 1 1 30 kW K nKP i B 式中 弯曲影响系数 B K B K 3 1003 1 传动比系数 1 12 i K i K 4 2 74 2 7 计算带作用在轴上的载荷计算带作用在轴上的载荷 Q Q 为设计轴和轴承 应计算出 V 带对轴的压力 Q 沈阳建筑大学毕业设计 20 4 20 2 sin2 1 0 NZFQ 式中 Z 带的根数 单根 V 带的初拉力 N 0 F 5 655504 101 0 1 93 0 5 2 25504 10 36 1 500 1 93 0 5 2 500 22 0 Nqv z P F C 257 2 70 157 sin25 652NQ 4 2 84 2 8 主动带轮设计主动带轮设计 轴伸直径 d 38mm 长度 L 80mm 故主动带轮轴孔直径应取 毂长应小mmd38 0 于 80mm 大主动带轮结构为辐板式带轮 小主动带轮结构为实心式带轮 轮槽尺寸及轮 宽等按表计算得 小带轮 基准宽度10mm 顶宽 b 13mm 基准线上槽深5mm 基准 d b a h 线下槽深12mm 槽间距 mm 第一槽对称面至端面的距离mm f h3 015 e 2 1 10 f 最小轮缘厚 mm6 min 带轮宽mmfezB3510215 12 2 1 z 轮槽数 外径 轮槽角 极限偏差mm 当 B 1 5mmhdd ada 1502 381 时 L B 35mm 为轴的直径 s d s d 大带轮 基准宽度10mm 顶宽 b 13mm 基准线上槽深5mm 基准 d b a h 线下槽深12mm 槽间距 mm 第一槽对称面至端面的距离 f h3 015 e mm 最小轮缘厚 2 1 10 fmm6 min 带轮宽mmfezB3510215 12 2 1 沈阳建筑大学毕业设计 21 z 轮槽数 外径 轮槽角 极限偏差mm mmhdd ada 2902 381 为轴的直径 ss dmmdd 763822 1 mmdDD146 76216 5 0 5 0 110 mmdDd28 76216 2 0 3 0 2 0 110 第五章第五章 齿轮设计齿轮设计 本机选用的是直齿轮 在牵引箱中 在闭式传动中 轮齿折断和点蚀均可能发生 设计时先按齿面接触疲劳强度确定传动主要参数 再验算齿根弯曲疲劳强度 小齿轮齿数应大于 17 齿 以避免根切现象而影响齿根弯曲强度 一般取 1 Z 18 40 i 为防止轮齿早期损坏 应尽量互为质数 当分度圆直径 1 Z 2 Z 1 Z 1 Z 2 Z 确定时 在满足齿根弯曲强度的前提下 适当减少模数以增加齿数 有利于提高重合 度 对传递动力的齿轮传动 模数应大于 2mm 至少 1 5mm 齿数比 传动比 i 不宜过 大 以小于 5 为佳 以防止两齿轮直径相差过大及轮齿工作负担相差过大 增大齿宽 b 时 轮齿的工作应力和都将减少 有利于提高轮齿承载能力 但 b F H 过大易造成载荷沿齿宽分布不均匀 对于制造安装精度要求高 轴和支承刚度大 齿 轮相对于轴承是对称布置时 可取稍大些 0 8 1 4 非对称布置时 d 0 6 1 2 悬臂布置及开式传动中0 3 0 4 在硬度 HB 350 的硬齿面传动 d d 中 还应下降 50 d 一级减数直齿轮设计 已知一级传递功率 小齿轮转速 31 1 97 0 99 0 36 1 0101 KWPP 720r min 传动比 i 1 9 每天 1 班 预期寿命 10 年 1 n 12 沈阳建筑大学毕业设计 22 5 15 1 确定齿轮传动精度等级确定齿轮传动精度等级 根据使用情况和估计速度m s 则选用 8 级精度的齿轮 选择材料 小齿轮选6 v 用 45 号钢 调质处理 大齿轮选用 45 号钢 正火处理 1 217255HBSHBS 按国家标准 分度圆上的压力角 对于正常齿 齿顶 2 162 217HBSHBS 20o 高系数 顶隙系数 1 a h 0 25c 5 25 2 齿轮参数计算齿轮参数计算 5 2 15 2 1 计算许用应力计算许用应力 5 1 9 11 9 9 1 2 12 6060 720 1 10 300 81 0368 10 1 0368 10 0 384 10 2 7 h Nn jL N N i 主动轮和从动轮齿面硬度为 230HBS 和 170HBS 并查图得 570Mpa 520Mpa 查图得 1 0 1 14 1 0 lim1H lim2H 1N Z 2N Z 1X Z 1 0 1 0 0 92 1 0 2X Z W Z LVR Z H S 5 2 lim1 111 570 1 0 1 0 1 0 0 92524 4 1 0 H HNXWLVR H ZZZ ZMPa S 5 3 lim2 222 520 1 14 1 0 1 0 0 92545 376 1 0 H HNXWLVR H ZZZ ZMPa S 5 2 25 2 2 按齿面接触疲劳强度确定中心距按齿面接触疲劳强度确定中心距 小齿轮转距 5 694 17375 720 31 1 1055 9 6 1 mmNT 4 沈阳建筑大学毕业设计 23 初取 取 查表得 2 1 1 tt KZ 11 9 1 0 35 0 350 6475 22 ada u 5 5188 9 E ZMPa 22 2 5 cossincos20sin20 H Z 确定中心距 5 6 22 1 3 3 1 1 17375 694 188 9 2 5 1 1 9 1 150 34 2 2 0 35 2 7524 4 EH t aH Z Z ZKT aumm u 取 a 155mm 估计模数 m 0 007 0 02 a 0 007 0 02 155 1 085 3 1mm 取 m 2mm 各齿轮齿数 5 7 41 399 193 21 93 21 17 2 2 1552 1 2 1212 1 iZZ m a Z 取 4022 21 ZZ 实际传动比 5 8 2 1 1 82 Z i Z 实 传动比误差 许用 1 9 1 82 100 100 4 5 1 9 ii i i 理实 理 分度圆直径 5 9 80402 44222 22 11 mZd mZd 验算圆周速度 选择 8 级精度的齿轮 1 1 3 14 84 720 3 17 6 60 100060 1000 d n vm sm s 合适 5 2 35 2 3 验算齿面接触疲劳强度验算齿面接触疲劳强度 因电机驱动 载荷平稳 查表 由于速度 v 3 17m s 8 级精度齿轮 1 0 A K 沈阳建筑大学毕业设计 24 查图得 轴上轴承不对称分布 且 查图得 齿宽 b 1 12 v K 0 6475 d 1 04K 取 b 54mm 1 0 6475 8454 39 dd 0 查表得1 0K 载荷系数 5 101 0 1 12 1 04 1 01 16 Av KK K K K 计算端面和纵向重合度 5 11 12 11 1 883 2cos ZZ 11 1 883 21 3875 1 84 5 12 1 0 318tan0 dZ 由查图得 取 u 2 7 和0 88Z 5 13 1 2 1 21 HEH KT u Z Z Z bdu 2 2 1 16 17375 6942 7 1 188 9 2 5 0 88 54 39 842 7 158MP 安全 H 5 2 45 2 4 验算齿根弯曲疲劳强度验算齿根弯曲疲劳强度 根据材料热处理 查图 查图 lim1lim2 435 415 1 25 FFF MPaMPaS 取 则计算出许用应力 1212 1 0 1 02 0 NNXXST YYYYY 取 5 14 lim1 111 435 1 0 1 0 2 0696 1 25 F FNXST F Y Y YMPa S 5 15 lim2 222 415 1 0 1 0 2 0664 1 25 F FNXST F Y Y YMPa S 沈阳建筑大学毕业设计 25 由图得 1212 2 86 2 221 54 1 79 0 71 FaFaSaSa YYYYY 和 验算弯曲疲劳强度 5 16 1 111 1 2 FFaSa KT YY Y bd m 2 1 16 17375 694 2 86 1 54 0 71 54 84 3 14 38MPa 1 F 5 17 1 222 1 2 FFaSa KT YYY bd m 2 1 16 17375 694 2 22 1 79 0 71 54 84 3 2 32 62 F MPa 安全 5 2 55 2 5 齿轮主要参数和几何尺寸齿轮主要参数和几何尺寸 25 0 0 1 2 7 2 40 22 21 chmZZ a 11 2 2244dmZmm mm 22 2 4080dmZ mm 11 2442 3 1 050 aa ddmh mm 22 2802 3 1 086 aa ddmh mm 11 2 442 2 1 00 25 39 fa ddm hc mm 22 2 802 2 1 00 25 75 fa ddm hc 沈阳建筑大学毕业设计 26 mm 12 11 4480 62 22 add 1212 18 5 10 25bbmm bbmmbmm 取 同理 当 3 齿轮 4 齿轮间传动比 2 5 时 齿轮主要参数和几何尺寸 34 i 34 18 32 1 78 2 5 1 0 0 25 a ZZummm hc mm 33 2 5 1845dmZ mm 44 2 5 3280dmZ mm 33 2452 2 5 1 051 aa ddmh mm 44 2802 2 5 1 086 aa ddmh mm 33 2 452 2 5 1 00 25 38 75 fa ddm hc mm 44 2 802 2 5 1 00 25 73 75 fa ddm hc mm 34 11 4580 62 5 22 add 3434 18 5 10 25bbmm bbmmbmm 取 4 齿轮和 5 齿轮间的传动比 1 齿轮主要参数和几何尺寸 45 i 45 32 32 1 2 5 1 0 0 25 a ZZummm hc mm 45 2 5 3280dmZ mm 56 2 5 3280dmZ mm 44 2802 2 5 1 085 aa ddmh 沈阳建筑大学毕业设计 27 mm 55 2802 2 5 1 085 aa ddmh mm 44 2 802 2 5 1 00 25 73 75 fa ddm hc mm 55 2 802 2 5 1 00 25 73 75 fa ddm hc mm mm 34 11 8080 80 22 add 56 18bb 第六章第六章 轴的设计与强度校核轴的设计与强度校核 6 16 1 齿轮轴的设计与强度校核齿轮轴的设计与强度校核 6 1 16 1 1 轴的结构设计轴的结构设计 图 6 1 轴的结构图 Fig 6 1 construction figure of shaft one 6 1 26 1 2 轴的强度校核轴的强度校核 输出轴转矩 6 N n P T18039 720 36 1 1055 9 1055 9 6 1 16 1 1 沈阳建筑大学毕业设计 28 齿轮圆周力 6 mmmzdd N d T F RRm m t 85 3 05 01 254 5 01 1 494 85 1803922 111 1 1 1 2 齿轮轴向力 6 NFF ta 12745cos20tan494sintan 111 3 齿轮径向力 6 4NFF tr 127costan 111 支反力 XOY 面 垂直面 6 5 NR NR BY AY 198 269 2 85 127462127 71 269 2 85 127193127 XOZ 面 水平面 6 6 NR NR BZ AZ 64 269 161257462127 319 269 430257193127 XOY 面上的弯矩 6 7 mmNM mmNM mmNM mmNM BY BY AY AY 5 19113193127 2 85 127 1909926971 5 16462127 2 85 127269198 0 右 左 右 左 XOZ 面上的弯矩 6 8 mmNM mmNM mmNM mmNM BZ BZ AZ AZ 95342193494 24699269319430257 228228462494 41377161257 右 左 右 左 沈阳建筑大学毕业设计 29 合成弯矩 6 9 mmNMMM mmNMMM mmNMMM mmNMMM BZBYB BZBYB AZAYA AZAYA 9723795340 5 19113 254272469919099 228228228228 5 16 41377413770 2222 2222 2222 2222 右右右 左左左 右右右 左左左 当量弯矩 6 10 mmNTM mmNTMM mmNTMM mmNTMM mmNTMM MPaMPa TMM vD BvB BvB AvA AvA bb B b b v 104621803958 0 977981803958 0 97237 274951803958 0 25427 2284681803958 0 228228 104621803958 0 41377 95 55 60045 58 0 95 55 2222 2222 2222 2222 01 0 1 22 查表 钢取转矩为一般性质 故 右右 左左 右右 左左 取危险截面按当量弯矩验算直径 危险截面取右轴承处 载荷最大 及安装带轮处 轴径最小且载荷较大 有键槽 右轴承部位验算 6 11mm M d b vA 16 551 0 228707 1 0 3 3 1 d 20mm 16mm 合格 安装带轮部位验算 6 12mm M d b vD 15 551 0 10462 1 0 3 3 1 d 20mm 15mm 合格 该轴段有键槽 计算轴径加大 4 d 20 15 1 04 15 6 合格 沈阳建筑大学毕业设计 30 综上计算结果 该轴强度足够 6 26 2 轴的设计与强度校核轴的设计与强度校核 6 2 16 2 1 轴的结构设计轴的结构设计 图 6 2 轴的结构图 Fig 6 2 construction figure of shaft two 6 2 26 2 2 轴的强度校核轴的强度校核 输出轴转矩 6 N n P T17376 720 31 1 1055 9 1055 9 6 2 26 2 13 圆柱齿轮 沈阳建筑大学毕业设计 31 齿轮圆周 6 14N d T Ft414 84 1737622 1 1 1 齿轮径向力 6 15NFF tr 150tan 11 标准直齿圆锥齿轮 齿轮圆周力 6 16 mmmzdd N d T F RRm m t 85 3 05 01 254 5 01 1 408 85 1737622 222 2 2 2 齿轮轴向力 6 17NFF ta 10445cos20tan408sintan 222 齿轮径向力 6 NFF tr 104costan 222 18 支反力 XOY 面 垂直面 6 19 NR NR BY AY 97 354 54104 2 85 104302104 155 354 2 85