臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì),臥式,鋼筋,切斷,割斷,設(shè)計(jì)
河 北 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
學(xué) 院： 機(jī)械電子工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名: 閆立業(yè) 學(xué) 號(hào): 020501120
設(shè)計(jì)(論文)題目： 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2006年3月13日-6月23日
設(shè)計(jì)(論文) 地點(diǎn): 河北科技大學(xué)
指 導(dǎo) 教 師: 雒運(yùn)強(qiáng)（副教授）
專 業(yè) 負(fù) 責(zé) 人: 鄭惠萍（教授）
任務(wù)書下達(dá)日期: 2006年3月 6 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題使學(xué)生基本掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算的基本方法和步驟，掌握建筑鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用方法并了解其現(xiàn)狀。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)及專業(yè)技能的能力，使學(xué)生的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)進(jìn)一步得到提高。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
設(shè)計(jì)一臺(tái)臥式鋼筋切斷機(jī)，最大切斷鋼筋直徑14mm，切斷次數(shù)15次/分；
1． 調(diào)研，搜集資料，翻譯相關(guān)英文科技資料；
2． 編寫開(kāi)題報(bào)告；
3． 設(shè)計(jì)鋼筋切斷機(jī)的傳動(dòng)方式并繪制其傳動(dòng)原理圖；
4． 設(shè)計(jì)鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)并繪制其裝配圖；
5． 繪制主要零部件的部裝圖和零件圖；
6． 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書一份；
7.答辯。
3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕：
1． 翻譯相關(guān)英文科技資料5000漢字以上；
2． 畢業(yè)設(shè)計(jì)中的全部文件資料符合學(xué)校規(guī)定的格式和要求；
3． 繪制的圖紙數(shù)量合零號(hào)圖4張以上；
4． 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書要在1.5萬(wàn)漢字以上；
5. 以上所有資料刻錄光盤一張；
6. 課題成果屬河北科技大學(xué)所有。
4．主要參考文獻(xiàn)：
1 蘇翼林主編.材料力學(xué)（第3版）.天津：天津大學(xué)出版社，2001
2 孫桓 陳作模主編.機(jī)械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，2001
3 李繼慶 陳作模主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1999
4 梁崇高等著.平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1993
5 劉政昆編著.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu).大連：大連理工大學(xué)出版社，1991
6 伏爾默J等著.連桿機(jī)構(gòu).石則昌等譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990
7 王慰椿.機(jī)械基礎(chǔ)與建筑機(jī)械.南京：東南大學(xué)出版社，1990
8 高蕊.鋼筋切斷機(jī)刀片合理側(cè)隙的保證方法.建筑機(jī)械化，1997年第4期37-38頁(yè)
9 王平，張強(qiáng)，許世輝.鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的頂?shù)杜c連切[J].建筑機(jī)械,1997年第5期47-48頁(yè)
10 宜亞麗.鋼筋矯直切斷機(jī)剪切機(jī)構(gòu)研究分析.機(jī)械，2004年第10期14-16頁(yè)
5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2006年
3月13日~4月8日
4月9日~4月15日
4月16日~5月10日
5月11日~6月1日
6月2日~6月10日
6月11日~6月14日
6月15日~6月20日
6月21日~6月23日
搜集、整理、熟悉分析、翻譯相關(guān)資料，寫出開(kāi)題報(bào)告；
設(shè)計(jì)鋼筋切斷機(jī)的傳動(dòng)方式并繪制傳動(dòng)原理圖；
設(shè)計(jì)鋼筋切斷機(jī)的結(jié)構(gòu)并繪制其裝配圖；
繪制鋼筋切斷機(jī)的主要部裝圖和零件圖；
編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書；
修改完善；
論文答辯；
其它。
所在專業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
學(xué)院意見(jiàn)：
主管院長(zhǎng)：
年 月 日
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 29 頁(yè) 共 29 頁(yè)
1 引言
1．1 概述
鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語(yǔ)房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對(duì)鋼筋的定長(zhǎng)切斷。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn)，因此近年來(lái)逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。
國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的對(duì)比：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤(rùn)不高等原因，所以廠家?guī)资陙?lái)基本維持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國(guó)外同行相比具體有以下幾方面差距。
1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm，而國(guó)內(nèi)一般為17mm．看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來(lái)麻煩，不易管理．因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí)，不是換刀墊就是換刀片，有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。
2)國(guó)外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過(guò)硬，使切斷機(jī)在承受過(guò)載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過(guò)國(guó)產(chǎn)機(jī)器．
3)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計(jì)不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國(guó)外都是雙螺栓固定，25～27mm厚，因此國(guó)外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國(guó)內(nèi)優(yōu)良。
4)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少．國(guó)內(nèi)一般為28～31次，國(guó)外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。
5)國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤(rùn)滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤(rùn)滑．國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)半閉3種，潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑2種。
6)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國(guó)外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。而國(guó)內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，但沒(méi)有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過(guò)程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。
全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的我國(guó)建筑機(jī)械市場(chǎng)，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)水平，積極、主動(dòng)走向市場(chǎng)，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足用戶的需求，盡快縮短與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的差距，無(wú)疑是我國(guó)鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1．2 題目的選取
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)。要求切斷鋼筋的最大直徑14mm，切斷速度為15次/分。
在設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算和考慮實(shí)際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡可能的降低成本，這也是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的過(guò)程。。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。
1．3 鋼筋切斷機(jī)的工作原理
工作原理：采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。
2 電機(jī)選擇
傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述：選擇三級(jí)減速，先是一級(jí)帶減速，再兩級(jí)齒輪減速。首先采用一級(jí)帶傳動(dòng)，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。然后采用兩級(jí)齒輪減速，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)可用來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并具有功率范圍大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作安全可靠等特點(diǎn)。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出,通過(guò)減速系統(tǒng)傳動(dòng),把動(dòng)力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動(dòng)系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)?？紤]現(xiàn)實(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)?。
2.1切斷鋼筋需用力計(jì)算
為了保證鋼筋的剪斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過(guò)材料的許應(yīng)剪應(yīng)力。即切斷鋼筋的條件為：
查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為：MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機(jī)切斷的最大剛筋粗度為：mm。
則本機(jī)器的最小切斷力為：
取切斷機(jī)的Q=22000N。
2.2 功率計(jì)算
由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P：W
查表可知在傳動(dòng)過(guò)程中，帶傳動(dòng)的效率為η= 0.94~0.97； 二級(jí)齒輪減速器的效率為η= 0.96~0.99； 滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率為η= 0.94~0.98； 連桿傳動(dòng)的效率為η= 0.81~0.88；滑動(dòng)軸承的效率為
由以上可知總的傳動(dòng)效率為:
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
由此可知所選電機(jī)功率最小應(yīng)為 kw
查手冊(cè)并根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境和性質(zhì)選取電機(jī)為：Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，代號(hào)為Y112M-6，輸出功率為2.2kw，輸出速度為960 r/min。
3. 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 基本傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算
3.1.1 分配傳動(dòng)比
電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y，滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min。
a) 總傳動(dòng)比
b) 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比
上式中i0、i1分別為帶傳動(dòng)與減速器（兩級(jí)齒輪減速）的傳動(dòng)比，為使V帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過(guò)大，同時(shí)使減速器的傳動(dòng)比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取i0 =2，則減速器的傳動(dòng)比為
c) 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比
按展開(kāi)式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=6.4，則i22=5。（注以下有i1代替i11，i2代替i22）
3.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)
a) 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
c) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.2.1 由設(shè)計(jì)可知：V帶傳動(dòng)的功率為2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為960r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為480r/min。
查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，Pc=1.5×2.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng)得圖表選取A型V帶。
3.2.2 帶輪基準(zhǔn)直徑：查閱相關(guān)手冊(cè)選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為d1=100mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑為d2=2×100=200mm
3.2.3 帶速的確定：
3.2.4 中心矩、帶長(zhǎng)及包角的確定。由式
0.7(d1+d2)
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