毕业论文立式钢筋切断机设计

1、立式钢筋切断机设计作 者 姓 名 ： 专 业 ： 机械制造及自动化指导教师姓名： 专业技术职务： 目 录摘 要 1第一章 引言31.1切断机简介31.2发展状况31.3题目选取41.4立式切断机的特点4第二章 切断机的整体装置设计 42.1传动装置的设计42.2电机的选择52.3传动装置各运动参数和动力参数62.3.1总传动比的确定及各级传动比的分配62.3.2计算机构各轴的运动及动力参数72.4带传动的设计82.5齿轮传动的设计102.5.1低速级齿轮传动设计102.5.2高速级齿轮设计152.6轴的设计192.6.1低速轴设计192.6.2中间轴设计212.6.3高速轴的设计222.6.4

2、轴的校核232.7钢筋切断机的摩擦、磨损和润滑27第三章 结 论28参考文献 29致 谢 30摘 要本课题设计建筑上的立式钢筋切断机的工作原理是：采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后,带动偏心圆旋转,偏心圆推动连杆使刀架和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。根据电机的工作环境选择电动机类型，采用立式安装，防护式电机，鼠笼式三相异步电动机。选择三级减速，先是一级带减速，再两级齿轮减速。一级带传动，它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪声小、和过载保护等优点，并安装张紧轮。两级齿轮减速，齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大，传动效率高

3、，传动比准确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。动力由电动机输出,通过减速系统传动,把动力输入到执行机构。由于传动系统作是回转运动,而钢筋切断机的执行机构需要的直线往复运动,为了实现这种转换,可以采用曲柄滑块机构,盘行凸轮移动滚子从动件机构,齿轮齿条机构。本课题采用偏心轮机构作为本机械的执行机构。关键词切断 建筑 钢筋 齿轮 偏心轮ABSTRACTThis article introduces a kind of architectural stand type steel cutting machines. Its operating principles are: It use electr

4、ic motors level triangle belt transmission and secondary gear transmission to slowdown. Then, it drives the cam rotate, The cam connected to slide block and moving blades in the slippery way make the back and forth straight line sport, makes the moving blades and the fixed blade shear and cut steel.

5、 According to the working environment choice the type of electric motors, using horizontal installation, protection of the electrical, squirrel-cage three-phase asynchronous motor. Option three slowdown,first level belt slowdown, followed by the secondary gear deceleration. First level with the intr

6、oduction of automated, because it has a buffer, absorb shock and operate smoothly, small noise, and can protect the over loading. Then introduce a secondary gear deceleration slowdown, because gear transmission can be used to transmit arbitrary space between the two axis movement and momentum, and t

7、he scope of power, transmission efficient transmission accurately, long using life, such as safe and reliable character. Power output by electric motors through slow down transmission system to import power to the executive body. As the system make rotation movement, The steel cutting machine needs

8、the back and forth straight line sport ,in order to achieve this transformation, we can use slider-cam institutions or gear and rack. I decided to consider realistic conditions using slider-cam as the executing machinery.KeywordsCutting; architectural; reinforcing steel dar; gear; slider-cam第1章 引言1.

9、1切断机简介钢筋切断机是把钢筋切成所需长度的专用机械, 它是钢筋加工必不可少的设备之一，在大型建筑工地上的应用非常广泛。目前国内的钢筋切断机多以机械轮剪式切断为主。其工作过程基本为：电动机输出动力经带传动和二级齿轮传动减速后，带动偏心轮旋转,偏心轮推动动刀片在机座的支架上作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。钢筋切断机与其他切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。1.2发展状况近年来，我国在钢筋加工技术装备方面有了长足的进步，但产品的技术水平与国外先进水平相比，尚有以下几个

10、方面的差距：1) 切断机频率低。国内钢筋切断机每分钟切断次数一般28-31次，而国外的钢筋切断机每分钟切断次数为43-51次，最高切断次数甚至可以达到61r/min。2) 设计合理性较差。国内钢筋切断机的刀片采用单螺栓固定，且厚度较薄，而国外切断机刀片采用双螺栓固定，因此导致刀片的受力和寿命等综合性能都较国外有一定差距。国外的钢筋切断机在细节上设计更为合理。例如日本的立式钢筋切断机的偏心距较国内的大，但是更有利于用户更换刀片，调整剪切角度。3) 自动化水平不高。国内钢筋切断机的切断机的控制精度较低，不适合上自动化加工作业，而国外钢筋切断机的操作控制技术和计算机、电子技术的应用都处于较高水平，机

11、电液一体化程度较高，可以工厂化生产建筑用各种形式的钢筋。如奥地利的EVG公司的产品通过触摸显示屏。IJ以自接编辑数据，程序控制所需箍筋的形状和质量，能满足建设工程用各种形式钢筋。4) 外观质量粗糙国内钢筋切断机的观感较差、整机性能不尽人意。而国外切断机的外罩采用一次性冲压成型，油漆经烤漆处理，色泽搭配美观方。从钢筋切断机的发展趋势看，随着建筑设计与建筑配筋表采购钢筋，钢筋一化生产就要求钢筋切断机必须实现自动控制钢筋自动送料，定尺后自动切断、落料。同时国外的产品充分融合液压技术、机械技术、电子技术等，形成以机械为筋革、液压为肌肉、电气为神经的机电液一体化综合控制技术，充分发挥各自的优势，体现综合

12、最优驱动及控制能力。因此，钢筋切断机不但要求实现定长剪切的高精度控制，同时要求其具有相对较高的生产效率。所以，如何使钢筋切断机的机电 液系统有机地高度集成，充分发挥各自的优势，将是今后研究的主要方向。1.3题目选取毕业设计的任务是立式钢筋切断机的设计。要求切断钢筋的最大直径是14mm，切断速度是30r/min。在设计中通过计算和考虑实际情况选则合适的结构及参数，从而达到设计要求，同时尽可能的降低成本，这也是一个综合运用所学专业知识的过程。毕业设计是对三年大学所学知识的一个总结，也是走上工作岗位前的一次模拟训练。1.4立式钢筋切断机的特点立式切断机与普通的卧式切断机不同，立式切断机的切断方向是沿

13、竖直方向，由于这一特点，其内部传动装置与卧式切断机是不同的，但它们的目的都是为了能实现钢筋的切断功能，总体的切断原理没有太大差别。与卧式切断机相比，立式切断机具有润滑性能好、功耗少，移动方便等优点。切断机的进退刀装置采用的是偏心圆和弹簧连杆的组合，可已实现刀具的慢进快退，是整个切断过程更高效，同时提高了切断质量。切断机的切断高度是一米左右，更加人性化，有利于操作。第2章 切断机的整体装置设计2.1传动装置的设计选择三级减速，先是一级带减速，再两级齿轮减速。首先采用一级带传动，因为它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪音小、合过载保护等优点，并安装张紧轮。然后采用两级齿轮减速，因为齿轮传动可用来传递空间

14、任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围较大，传动效率高、传动比正确，实用寿命长，工作安全可靠等特点。动力由电动机输出，通过减速系统传动，把动力输入到执行机构。由于传动系统做的是回转运动，而钢筋切断机的执行机构需要的直线是往复运动，为了实现这种转换，可以采用曲柄滑块机构，判刑凸轮移动滚子从动件机构，齿轮齿条机构。考虑现实条件我决定采用偏心轮机构作为本机械的执行机构。2.2电机的选择为了保证钢筋的剪断，剪应力应超过材料的许应剪应力。即切断钢筋的条件为：=Q/A查资料可知钢筋的许用剪应力为：取最大值。由于本次切断机切断的最大刚筋粗度为：=14mm，则本机器的最小切断力为：Q/（142/4）=1423

15、.14=21848N 取切断机的Q=22000N。刀的速度小于曲轴处的线速度。则切断处的功率P:查表可知在传动过程中，带传动的效率为 0.940.97； 二级齿轮减速器的效率为0.960.99； 滚动轴承的传动效率为 0.940.98； 连联轴器的效率为0.810.88由以上可知总的传动效率为:0.940.960.940.81=0.67由此可知所选电机功率最小应为P查手册并根据电机的工作环境和性质选取电机为：Y系列封闭式三相异步电动机，代号为Y132S-8，具体参数如下：电机名称：Y系列三相异步电机型号：Y132S-8额定功率：2.2转速r/min：750电流：5.8 效率：80.5功率因子：

16、0.71 堵转电流额定电流：5.5堵转转矩额定转矩：2 最大转矩额定转矩：2重量：65 类别：Y系列2.3传动装置各运动参数和动力参数2.3.1总传动比的确定及各级传动比的分配 1、已选定输出端主轴转速30r/min , 满载转速： 750r/min 可得传动系统的总传动比：i=252、分配传动装置的传动比：i=为使V带传动的外廓尺寸不致过大，同时使减速器的传动比圆整，以便更方便的获得圆整的齿数。初步取，则8.33记，3、分配减速器的各级传动比两级大齿轮浸油深度相近且材质及齿宽系数相近，分配减速器的各级传动比按展开式布置，查阅有关标准，取，2.3.2计算机构各轴的运动及动力参数1、各轴的转速小

17、带轮轴 750大带轮轴 高速轴 中间轴 低速轴 2、各轴功率各轴的效率：带：01=0.97，齿轮：02=0.97，03=0.97，联轴器：04=0.99=2.2 X 0.99=2.2kw=01=2.2=2.134kw=02=2.0699kw=03=2.0079kw=04=1.9878kw3、各轴的转矩NmNm Nm237.191 481 NmNm2.4带传动的设计带传动是一种常见的机械传动形式，它由主、从动带轮和传动带组成。带传动的优点：能缓冲、吸振。且运动平稳、噪声小，并可以通过增减带长适应不同的中心距要求。最主要的是可以起过载保护的作用。在本设计中选择V带作为一级传动。1、由设计可知：V带

18、传动的功率为2.2kw，小带轮的转速为750r/min，大带轮的转速为250r/min。查表可知，工况系数取 KA=1.2 ，Pc=1.22.2=2.64kw。根据以上数值及小带轮的转速，查相应的图表选取A型V带。2、带轮基准直径：查阅相关手册选取小带轮基准直径为d1=100mm，则大带轮基准直径为d2=3100=300mm，圆整后d2=315mm。3、 带速的确定： 4、中心矩、带长及包角的确定。由式 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 可知： 0.7(100+315)a00.07d,故d=75mm，轴环宽度b1.4h,取L=10mm4）轴承端盖总宽度为20mm，由轴承端盖的装拆及便于

19、对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离为L=30mm，所以L=50mm5）取齿轮距箱体内壁的距离为a=16mm，两圆柱齿轮间距离c=20mm,考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时应距箱体内壁一段距离s，取s=8mm，已知轴承宽度T=23.75mm，大齿轮轮毂长L=49mm 则 L=T+s+a+(103-98)=52.75mm L=L+c+a+s-L=83mm各尺寸如下图4（3）轴上零件的周向定位齿轮、联轴器、与轴的周向定位均采用平键连接。按d查手册的平键截面bh=1811，键槽用键槽铣刀加工长为90mm；同样，半联轴器与轴的连接采用平键为16mm10mm100mm

20、（4）确定轴上圆角和倒角尺寸 查手册，取轴端侧角为图2-4 低速轴基本尺寸2.6.2中间轴设计1、装配方案图（见图5）2、初步确定轴的最小直径选轴的材料为45钢，调制处理，查手册取A0=112，于是的3、 由dmin选择滚动轴承因轴承同时受径向力和轴向力作用，故选用单列圆锥滚子轴承。根据工作要求并由d-=55mm,由轴承产品目录列表中初选0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30207，其尺寸为dDT=35mm72mm18.25mm，故d-=d-35mm，d-=d-=40mm，由于轴肩高度h0.07d,故取h=6，故d-=52mm。中间轴的各尺寸图见图6。 图2-5 中间轴的装配方案图4、

21、轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。按d-查手册的平键截面bh=128，键槽用键槽铣刀加工长为100mm；同样，按d-查手册的平键截面bh=128，键槽用键槽铣刀加工长为36mm。5、确定轴上圆角和倒角尺寸 查手册，取轴端侧角为2，各轴端半径为R2.2.6.3高速轴的设计设计过程同低速轴与中间轴，计算过程略，通过计算，得到各轴基本尺寸：d-=23mm,d-=27mm,d-=d-=35mm,选用轴承为30207，dDT=35mm72mm18.25mm，d-=49.40mm，d-=d-=39mm。高速轴各尺寸图略。2.6.4轴的校核1、轴的力学模型的建立1）轴上力的作用点位置和支点

22、跨距的确定齿轮对轴的作用点按照简化的原则应在齿轮宽度中点，因此可决定低速轴上齿轮的作用点位置，轴上安装的轴承由表可知他的负荷作用中心到轴承端面的距离a=22.3mm。古可计算出支点跨距和轴上各力作用相互位置尺寸，支点跨距L=222.9mm，齿轮作用点C到左支点A的距离L1=99.25mm,C点到右支点B之间的距离L2=123.65mm。图2-6 中间轴的基本尺寸2）绘制轴的力学模型图 初步选定高速级小齿轮为左旋，高速级大齿轮为右旋，根据中间轴所受轴向力最小的要求，低速级小齿轮为左旋，低速级大齿轮为右旋。根据要求的传动速度方向，绘制轴的力学模型如图7。2、计算轴上的作用力 =401.31N3、计

23、算支反力1）垂直面的支反力由绕支点的力矩和MBr=0，得N 图2-7轴的力学模型图2)水平面支反力 由绕支点的力矩和MBH=0，得得，=2 418.64N3）A点的总支反力4、绘转矩、弯矩图1）垂直面的弯矩图C处弯矩=111.462）水平面内的弯矩图3）合成弯矩图，参看4）扭矩图5)当量弯矩将扭转切应力视为脉动循环变应力，折算系数=0.65、弯扭合成强度校核 进行校核的通常只校核轴上受力最大弯矩和扭矩的截面C（即危险截面c） 根据选定轴的材料45号钢，调制处理，=60Mpa,因ca，低速轴校核安全。2.7钢筋切断机的摩擦、磨损和润滑摩擦是不可避免的自然现象，摩擦得结果造成机器的能量损耗、效率降

24、低、温度升高、出现噪声、性能下降的问题。摩擦必然会造成磨损，在实际应用中有许多零件都 因磨损过渡而报废。润滑则是改善摩擦、减缓磨损的有效方法。切断机中的摩擦主要是轴承的摩擦，而磨损包括滑动摩擦和滚动摩擦。轴承就是滚动摩擦，其摩擦力较小损耗也较小。摩擦得结果势必会造成磨损，而影响磨损的因素也有很多，主要有载荷大小、材料匹配、润滑状况、工作温度等。为减少磨损需要从这些方面入手，采取各种有效方法，减少磨损。减少磨损的主要方法有：1.润滑。2.注意选择材料，按照基本磨损形式正确选择材料是提高机械和零件耐磨性的关键之一。3.提高加工精度和表面质量也可以减少磨损。4.合理的结构设计，正确合理的结构设计是减

25、少磨损和提高耐磨性的有效途径。5.正确使用和维护。第3章 结 论本次设计的是一种结构比较简单实用的钢筋切断装置，该装置的特点是价格低廉，节省空间，维修方便。该切断机是采用电动机经一级带传动和二级齿轮传动减速后，带动偏心轮旋转，偏心轮推动刀杆使刀杆在支架中作往复直线运动，使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋，并用型钢焊接了钢架，使其结构尽可能的简单。 在设计中，我尽可能的采用通用部件，从而使设计周期缩短，成本降低。设计过程中，我主要考虑了机器的性能以及经济性，在保证其完成工作要求的前提下，尽可能的提高其性价比。 这是我第一次搞这次设计，所以在设计中难免会出现一些漏洞或不足之处，如一些结构的合计，标准件的选用或一些经济性上的构思可能有欠妥当，造成一些不必要的浪费，敬请各位老师给予批评和指正。 通过这次设计，使我的综合考虑问题的能力得到了提高，而且听过综合的运用机械知识，是自己的专业水平得到了很大的进步，已经能够将理论知识运用到实践中去，为以后的工作打下良好的基础。参考文献1 苏翼林主编