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第1章 引言
我國(guó)工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)腦動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的根本動(dòng)因。
受?chē)?guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開(kāi)發(fā)、西氣東送、西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)以及公路，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施，這對(duì)于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō)可謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢(shì)頭旺盛。同時(shí)受我國(guó)加入WTO和國(guó)家鼓勵(lì)出口政策的激勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢(shì)也明顯好轉(zhuǎn)。我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本情況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及2004年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行了深入透徹的分析。
第2章 系統(tǒng)性能與參數(shù)
本機(jī)工作程序簡(jiǎn)單，彎曲形狀一致，調(diào)整簡(jiǎn)單，操作方便，性能穩(wěn)定。
彎曲鋼筋直徑
φ6～φ30mm??
工作盤(pán)直徑
工作盤(pán)轉(zhuǎn)速
7r/min
電動(dòng)機(jī)
Y100L2-4
外型尺寸
整機(jī)重量
第3章 系統(tǒng)工作原理及框圖
3.1 鋼筋彎曲機(jī)的工作框圖：（見(jiàn)圖3.1)
圖3.1 工作框圖
其中減速箱由軸、軸承、齒輪、蝸輪蝸桿組成。
3.2 鋼筋彎曲機(jī)的工作原理圖：（見(jiàn)圖3.2）
圖3.2 鋼筋彎曲機(jī)的工作原理圖
3.3 工作原理
此鋼筋彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤(pán)，如圖3.2所示，把鋼筋置于圖中虛線位置，支承銷(xiāo)軸固定在機(jī)床上，中心銷(xiāo)軸和壓彎銷(xiāo)軸裝在工作圓盤(pán)上，圓盤(pán)回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋，在工作盤(pán)上有幾個(gè)孔，用以插壓彎銷(xiāo)軸，也可相應(yīng)地更換不同直徑的中心銷(xiāo)軸。
第4章 彎矩計(jì)算與電動(dòng)機(jī)選擇
4.1 工作狀態(tài)
1.鋼筋受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記圖4.1.設(shè)鋼筋彎曲所需彎矩：。式中F為壓彎銷(xiāo)軸對(duì)鋼筋的作用力，為F的徑向分力；為F與鋼筋軸線的夾角。
當(dāng)一定，越大則壓彎銷(xiāo)軸及主軸徑向負(fù)荷越?。?
先初定鋼筋彎曲機(jī)的工作盤(pán)尺寸：直徑350mm，空間距100mm，=130mm，=185mm，=
.
2. 鋼筋彎曲機(jī)所需主軸扭矩及功率
按照鋼筋彎曲加工規(guī)范規(guī)定的彎曲半徑彎曲鋼筋，其彎曲部分的變形量均接近或過(guò)材料的額定延伸率，鋼筋應(yīng)力超過(guò)屈服極限產(chǎn)生塑性變形。
4.2 材料達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩
1.按螺紋鋼筋公稱直徑計(jì)算
式中為始彎矩，W為抗彎截面模數(shù)，為截面系數(shù)，對(duì)圓截面=1.7；對(duì)于螺紋鋼筋=350（),則得出始彎矩=1576（
2.鋼筋變形硬化后的終彎矩
鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強(qiáng)化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩，式中為強(qiáng)化系數(shù)，=2.1/=2.1/0.14=15,為延伸率，的=14%，，R為彎心直徑，R=3，則得出終彎矩M=3895（
3.鋼筋彎曲所需矩
，式中K為彎曲是的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K取1.05.則可以得出
=2605（
4.電動(dòng)機(jī)功率
由功率扭矩關(guān)系公式=1.31kw, n為工作盤(pán)轉(zhuǎn)速，取n=3.2.考慮到部分機(jī)械效率=0.75，則電動(dòng)機(jī)的最大負(fù)載功率=1.31/0.65=1.744kw,所以電動(dòng)機(jī)選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y100L1-4，額定功率為A=2.2kw，額定轉(zhuǎn)速=1430r/min.
第2章 v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1 V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器之間用普通v帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)為Y100L1-4，額定功率P=2.2KW，轉(zhuǎn)速=1430，減速器輸入軸轉(zhuǎn)速=514，輸送裝置工作時(shí)有輕微沖擊，每天工作16個(gè)小時(shí)
1. 設(shè)計(jì)功率
根據(jù)工作情況由表5.5查得工況系數(shù)=1.2，=P=1.22.2=2.64KW
2. 選定帶型
根據(jù)=2.64KW和轉(zhuǎn)速=1430，有圖5.14選定A型
3. 計(jì)算傳動(dòng)比
ì===2.78
4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑
由表5.6取小帶輪基準(zhǔn)直徑=75mm（下面的數(shù)值未改）
5. 大帶輪的基準(zhǔn)直徑
大帶輪的基準(zhǔn)直徑=（1-）
取彈性滑動(dòng)率=0.02
= （1-）=2.78=204.5mm
根據(jù)表5.6選擇=200mm
實(shí)際傳動(dòng)比==2.72
從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速===525.74
轉(zhuǎn)速誤差=-2.3%
對(duì)于帶式輸送裝置，轉(zhuǎn)速誤差在范圍是可以的
6. 帶速
==5.62
7. 初定軸間距
0.7（+）（+）
0.7（75+200）（75+200）
192
取=300mm
8. 所需v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度
=2+
=2
=600+431.9+13.0
=1044.9mm
查表8—1—8選取
9. 實(shí)際軸間距a
=322.45mm
10. 小帶輪包角
=-
=
=
11. 單根v帶的基本額定功率
根據(jù)=75mm和=1430由表5.3用內(nèi)插法得A型v帶的=0.68KW
12. 額定功率的增量
根據(jù)和由表5.4用內(nèi)插法得A型v帶的=0.17KW
13. V帶的根數(shù)Z
Z=
根據(jù)查表5.7得=0.95
根據(jù)=1000mm查表5.2得=0.89
Z===3.7
取Z=4根
14. 單根V帶的預(yù)緊力
=500（ 由表8—1—24查得A型帶q=0.10
則=500（=98.84N
15. 壓軸力
==2=776N
第4章 圓柱齒輪設(shè)計(jì)
4.1 選擇材料
確定和及精度等級(jí)
（1）參考表6.1選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48-55HRc，精度等級(jí)為6級(jí)。由于減速器要求傳動(dòng)平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪。初選。按硬度下限值，由圖6.14（c）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得==1120Mpa；由圖6.15（c）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得, σFlim1=σFlim2=350
（2）、計(jì)算高速級(jí)齒輪
1、查取教材齒輪傳動(dòng)可得： ， ， ，；
取變位系數(shù)為0，螺旋角，可查表得出下列數(shù)據(jù)：
，（采用鍛鋼） ， ，
2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
查圖可知：
；
則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：
則：
(3)、計(jì)算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù)
取=60mm
(4)、確定?中心距
就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測(cè)量，所以初定。
(5)、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角
一般，。初選，，則
由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 ，則
取
則
取
齒數(shù)比：
與的要求比較，誤差1.9%可用。于是
滿足要求。
（6）、計(jì)算齒輪分度圓直徑
小齒輪
大齒輪
（7）、齒輪寬度
圓整大齒輪寬度
取小齒輪寬度
（8）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度
查表可知：； ； ；
根據(jù)、查表則有：；；；；
則
所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此種設(shè)計(jì)合理。
齒輪的基本參數(shù)如下表所示:(=1 =0.25)
名稱
符號(hào)
公式
齒1
齒2
齒數(shù)
20
106
分度圓直徑
60.32
319.69
齒頂高
3
3
齒根高
3.75
3.75
齒頂圓直徑
62.32
321.69
齒根圓直徑
52.82
312.19
中心距
* )
190
孔徑
b
齒寬
65
60
2． 由于第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比與第二級(jí)傳動(dòng)比相等，則對(duì)齒輪的選擇，計(jì)算以及校核都與第一級(jí)一樣 。
第5章 三級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)
5.1 選擇材料
確定和及精度等級(jí)
（1）參考表6.1選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48-55HRc，精度等級(jí)為6級(jí)。由于減速器要求傳動(dòng)平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪。初選。按硬度下限值，由圖6.14（c）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得==1120Mpa；由圖6.15（c）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得, σFlim1=σFlim2=350
（2）、計(jì)算高速級(jí)齒輪
1、查取教材齒輪傳動(dòng)可得： ， ， ，；
取變位系數(shù)為0，螺旋角，可查表得出下列數(shù)據(jù)：
，（采用鍛鋼） ， ，
2、齒面接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
查圖可知：
；
則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：
則：
(3)、計(jì)算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù)
取=100mm
(4)、確定?中心距
就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測(cè)量，所以初定。
(5)、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角
一般，。初選，，則
由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取 ，則
取
則
取
齒數(shù)比：
與的要求比較，誤差2.0%可用。于是
滿足要求。
（6）、計(jì)算齒輪分度圓直徑
小齒輪
大齒輪
（7）、齒輪寬度
圓整大齒輪寬度
取小齒輪寬度
（8）、校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度
查表可知：； ； ；
根據(jù)、查表則有：；；；；
則
所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此種設(shè)計(jì)合理。
第6章 軸的設(shè)計(jì)
（1).選擇軸的材料（軸1）
選材45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.1和11.4查=60MPa，=640MPa, =275MPa,=155MPa 。
（2）.計(jì)算軸的最小直徑(查表11.3取C=110)
Ⅰ軸:最小直徑為
Ⅱ軸:最小直徑為
III軸:最小直徑為
IV軸：最小直徑為
已知小齒輪齒輪的分度圓直徑為d=60.32mm, =38832N.mm
因軸承對(duì)稱分布在齒輪兩端，所以===644N
豎直方向上：以豎直向上為正方向，得：
=0
得出=648N =-172.8N
根據(jù)所畫(huà)簡(jiǎn)圖，分別求出水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩：
M=33810N
M=34020 N
M=-27174N
根據(jù)總彎矩得出：
（5） 作出扭矩圖
T=38832N.mm
（6） 做出計(jì)算彎矩圖：
得出：
=43376N.mm
(7) 校核軸的強(qiáng)度：
<[]=60MPa，故安全。
軸2：圖：
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由第132頁(yè)表6.1查得：，
Ⅱ軸:最小直徑為
已知大齒輪齒輪的分度圓直徑為d=319.69mm, 小齒輪齒輪的分度圓直徑為d=60.32mm，=193900N.mm
1213N
以上數(shù)據(jù)均小于軸I，所以安全不用校核。
軸3：：
T=
大輪的受力：
圓周力 ==
徑向力
軸向力
小輪的受力：
圓周力 =
徑向力 =
軸向力
=6854-2182=4672N
=19040-6060=12980N
可得出：，
，
M=-1148332 N
M=596688N
根據(jù)總彎矩得出：
T=
（7） 做出計(jì)算彎矩圖：
得出：
=43376N.mm
(8) 校核軸的強(qiáng)度：
<[]=60MPa，故安全。
第7章 主軸設(shè)計(jì)
5.1 計(jì)算作用在軸上的力
1.齒輪的受力：
扭矩 T T=
圓周力 ==
徑向力
軸向力
2. 工作盤(pán)的合彎矩
Mt=[(M0+M)/2]/K=2605（N·m）式中，K為彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 。由公式Mt=式中 F為撥斜柱對(duì)鋼筋的作用力；Fr為F的徑向分力;a為F與鋼筋軸線夾角。
則
工作盤(pán)的扭矩
所以T>齒輪能夠帶動(dòng)工作盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。
止
5.2 計(jì)算支力和彎矩
1.垂直平面中的支反力：
，
2.水平面中的支反力：
=
M=-235118 N
M=696668N
根據(jù)總彎矩得出：
T=
（8） 做出計(jì)算彎矩圖：
得出：
=43376N.mm
(9) 校核軸的強(qiáng)度：
<[]=60MPa，故安全。
第8章 軸承的選擇