钢筋弯曲机

中文摘要 熟悉国内各种钢筋弯曲机型号及各自的性能与应用，结合各钢筋弯曲机使用的情况与现状的市场情况对各自的优缺点进行比较并设计出合适的钢筋弯曲机。 通过强度计算分析，认为现有GW-40弯曲机的大部分零件有较大的设计裕量，需要改变个别零部件及电动机功率即可大幅度提高加工能力，满足ф40钢筋的 弯曲加工。还可以升级为GW-50钢筋弯曲机。 钢筋弯曲机满足ф40钢筋的弯曲加工，弯曲角度为90度的弯曲件做为设计对象。对钢筋弯曲机进行应用范围设计。 关键词  钢筋弯曲机，始弯矩，终弯矩，主轴扭矩 第一章  绪  论 我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展，一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因，另一方面国家连续多年实施的积极的财政政策更是促使行业增长的根本动因。   受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激，包括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路（道路）、城市基础设施建设等一大批依托工程项目的实施，这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇，因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入WTO和国家鼓励出口政策的激励，工程建筑机械产品的出口形势也明显好转。   我国建筑机械行业运行的基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及2004年我国建筑机械行业发展的前景趋势进行了深入透彻的分析。 第二章  弯矩计算与电动机选择 2.1工作状态 1.钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸标记图2-1。设钢筋所需弯矩：Mt=式中 F为拨斜柱对钢筋的作用力；Fr为F的径向分力;a为F与钢筋轴线夹角。   当Mt一定，a越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小；a=arcos(L1/Lo)一定，Lo越大。因此，弯曲机的工作盘应加大直径，增大拨斜柱中心到主轴中心距离L0   GW-50钢筋弯曲机的工作盘设计：直径Ф400mm，空间距120mm，L0=169.7 mm，Ls=235，a=43.80 117.45 图2-1 钢筋受力情况 1-工作盘；2-中心柱套；3-拨料柱4-挡料柱；5-钢筋；6-插入座 2.钢筋弯曲机所需主轴扭矩及功率 按照钢筋弯曲加工规定的弯曲半径弯曲钢筋，其弯曲部分的变形量均接近或过材 的额定延伸率，钢筋应力超过屈服极限产生塑性变形。 2.1.1材料达到屈服极限时的始弯矩 1.按Ф40螺纹钢筋公称直径计算 M0=K1Wσs式中，M0为始弯矩，W为抗弯截面模数，K 1为截面系数，对圆截面K 1=1.7；对于25MnSi螺纹钢筋M0=373（N/mm2）,则得出始弯矩M0=3977（N·m） 2. 钢筋变形硬化后的终弯矩 钢筋在塑性变形阶段出现变形硬化（强化），产生变形硬化后的终弯矩：M=（K 1+K0/2Rx）Wσs式中，K0为强化系数，K0=2.1/δp=2.1/0.14=15, δp为延伸率，25MnSi的 δp=14%，Rx=R/d0,R为弯心直径，R=3 d0，则得出终弯矩  M=11850（N·m） 3. 钢筋弯曲所需距 Mt=[(M0+M)/2]/K=8739（N·m）式中，K为弯曲时的滚动摩擦系数，K=1.05 按上述计算方法同样可以得出Ф50I级钢筋（σb=450 N/mm2）弯矩所需弯矩：Mt=8739（N·m）,取较大者作为以下计算依据。 4. 电动机功率 由功率扭矩关系公式  A0=T·n/9550=2.9KW,考虑到部分机械效率η=0.75，则电动机最大负载功率  A= A0/η=2.9/0.75=3.9（KW），电动机选用Y系列三相异步电动机，额定功率为=4（KW）,额定转速=1440r/min。 5. 电动机的控制 （如图2-2所知） 电机正转 图2-2  钢筋弯曲电气图 第三章   v带传动设计 3.1  V带轮的设计计算 电动机与齿轮减速器之间用普通v带传动，电动机为Y112M-4，额定功率P=4KW，转速=1440，减速器输入轴转速=514，输送装置工作时有轻微冲击，每天工作16个小时 1. 设计功率 根据工作情况由表8—1—22查得工况系数=1.2，=P=1.24=4.8KW 2.  选定带型 根据=4.8KW和转速=1440，有图8—1—2选定A型 3.  计算传动比 Ì===2.8 4.  小带轮基准直径 由表8—1—12和表8—1—14取小带轮基准直径=75mm 5.  大带轮的基准直径 大带轮的基准直径=（1-） 取弹性滑动率=0.02 = （1-）=2.8=205.8mm 实际传动比==2.85       从动轮的实际转速===505.26       转速误差=1.7%       对于带式输送装置，转速误差在范围是可以的 6.  带速       ==5.62 7.  初定轴间距 0.7（+）（+） 0.7（75+205）（75+205） 196 取=400mm 8.  所需v带基准长度       =2+         =2         =800+439.6+10.56         =1250.16mm       查表8—1—8选取 9.  实际轴间距a =400mm 10. 小带轮包角       =-         =         = 11.  单根v带的基本额定功率 根据=75mm和=1440由表8—1—27（c）用内插法得A型v带的=0.68KW 12.  额定功率的增量 根据和由表8—1—27（c）用内插法得A型v带的=0.17KW 13.  V带的根数Z Z= 根据查表8—1—23得=0.95 根据=1250mm查表得8—1—8得=0.93 Z===6.38 取Z=7根 14.  单根V带的预紧力       =500（  由表8—1—24查得A型带m=0.10 则=500（=99.53N 15.  压轴力 ==2=1372N 16.  绘制工作图3-1： 7     图3-1  V带轮                           第四章 圆柱齿轮设计 4.1 选择材料 确定和及精度等级 参考表8—3—24和表8—3—25选择两齿轮材料为：大，小齿轮均为40Cr，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48-50HRc，精度等级为6级。按硬度下限值，由图8—3—8（d）中的MQ级质量指标查得==1120Mpa；由图8—3—9（d）中的MQ级质量指标查得σFE1=σFE2=700Mpa, σFlim1=σFlim2=350 4.2  按接触强度进行初步设计 1. 确定中心距a(按表8—3—28公式进行设计)           a>CmAa(μ+1) =1 K=1.7   取 2. 确定模数m(参考表8—3—4推荐表)       m=(0.007~0.02)a=1.4~4, 取m=3mm 3.  确定齿数z,z z===20.51  取z=21 z=μz=5.521=115.5          取z=116 4. 计算主要的几何尺寸（按表8—3—5进行计算） 分度圆的直径  d=m z=321=63mm               d=m z=3*116=348mm 齿顶圆直径    d= d+2h=63+23=69mm               d= d+2h=348+23=353mm 端面压力角    基圆直径      d= dcos=63cos20=59.15mm               d= dcos=348cos20=326.77mm 齿顶圆压力角  =arccos=31.02               = arccos=22.63 端面重合度    =[ z（tg-tg）+ z(tg-tg)]                 =1.9 齿宽系数        ===1.3 纵向重合度      =0 4.3 齿轮校核 1.  校核齿面接触强度 （按表8—3—15校核）   强度条件：=[]   计算应力：=ZZZZZ                    = 式中： 名义切向力F===2005N       使用系数 K=1（由表8—3—31查取）       动载系数 =（）       式中  V=             A=83.6  B=0.4  C=6.57              =1.2 齿向载荷分布系数 K=1.35（由表8—3—32按硬齿面齿轮，装配时检修调整，6级精度K非对称支称公式计算） 齿间载荷分配系数 （由表8—3—33查取） 节点区域系数 =1.5（由图8—3—11查取）     重合度的系数 （由图8—3—12查取）     螺旋角系数    （由图8—3—13查取）     弹性系数  （由表8—3—34查取）     单对齿啮合系数 Z=1                                                                     = = 143.17MPa 许用应力：[]=   式中：极限应力=1120MPa       最小安全系数=1.1（由表8—3—35查取）       寿命系数=0.92（由图8—3—17查取）       润滑剂系数=1.05（由图8—3—19查取，按油粘度等于350）       速度系数=0.96（按由图8—3—20查取）       粗糙度系数=0.9（由图8—3—21查取）       齿面工作硬化系数=1.03（按齿面硬度45HRC，由图8—3—22查取）       尺寸系数=1（由图8—3—23查取） 则：                []==826MPa                                 满足[] 2. 校核齿根的强度 （按表8—3—15校核）       强度条件：=[]       许用应力： =； 式中：齿形系数=2.61， =2.2（由图8—3—15（a）查取）       应力修正系数，（由图8—3—16（a）查取）     重合度系数 =1.9     螺旋角系数=1.0（由图8—3—14查取）       齿向载荷分布系数==1.3（其中N=0.94，按表8—3—30计算）       齿间载荷分配系数=1.0（由表8—3—33查取） 则      =94.8MPa ==88.3MPa 许用应力：[]=  （按值较小齿轮校核）   式中：  极限应力=350MPa         安全系数=1.25（按表8—3—35查取）         应力修正系数=2（按表8—3—30查取）         寿命系数=0.9（按图8—3—18查取）         齿根圆角敏感系数=0.97（按图8—3—25查取）         齿根表面状况系数=1（按图8—3—26查取）         尺寸系数=1（按图8—3—24查取） 则          []=             满足，〈〈[]  验算结果安全 4.4  齿轮及齿轮副精度的检验项目计算 1.确定齿厚偏差代号为：6KL GB10095—88（参考表8—3—54查取） 2.确定齿轮的三个公差组的检验项目及公差值（参考表8—3—58查取）第Ⅰ公差组检验切向综合公差，==0.063+0.009=0.072mm,(按表8—3—69计算，由表8—3—60，表8—3—59查取)；第Ⅱ公差组检验齿切向综合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（按表8—3—69计算，由表8—3—59查取）；第Ⅲ公差组检验齿向公差=0.012（由表8—3—61查取）。 3.确定齿轮副的检验项目与公差值（参考表8—3—58选择）对齿轮，检验公法线长度的偏差。按齿厚偏差的代号KL，根据表8—3—53m的计算式求得齿厚的上偏差=-12=-120.009=-0.108mm，齿厚下偏差=-16=-160.009=-0.144mm；公法线的平均长度上偏差=*cos-0.72sin=-0.108cos-0.72 =-0.110mm,下偏差=cos+0.72sin=-0.144cos+0.720.036sin=-0.126mm；按表8—3—19及其表注说明求得公法线长度=87.652，跨齿数K=10，则公法线长度偏差可表示为：,对齿轮传动，检验中心距极限偏差，根据中心距a=200mm，由表查得8—3—65查得=；检验接触斑点，由表8—3—64查得接触斑点沿齿高不小于40%，沿齿长不小于70%；检验齿轮副的切向综合公差=0.05+0.072=0.125mm（根据表8—3—58的表注3，由表8—3—69，表8—3—59及表8—3—60计算与查取）；检验齿切向综合公差=0.0228mm，（根据8—3—58的表注3，由表8—3—69，表8—3—59计算与查取）。对箱体，检验轴线的平行度公差，=0.012mm，=0.006mm（由表8—3—63查取）。确定齿坯的精度要求按表8—3—66和8—3—67查取。根据大齿轮的功率，确定大轮的孔径为50mm，其尺寸和形状公差均为6级，即0.016mm，齿轮的径向和端面跳动公差为0.014mm。 3.  齿轮工作图4-1： 图4-1 大齿轮 二  由于第一级齿轮传动比与第二级传动比相等，则对齿轮的选择，计算以及校核都与第一级一样 第五章  第三级圆柱齿轮的设计   5.1 选择材料 please contact  Q 3053703061  give you more perfect drawings 第八章 轴承的选择 8.1滚动轴承选择. 1. 根据拨盘的轴端直径选取轴承，轴承承受的力主要为径向力，因而采用深沟球轴承，选定为型号为16008的轴承,其中16008的技术参数为： d=40mm            D=68mm            B=9mm 2. 16008轴承的配合的选择： 轴承的精度等级为D级，内圈与轴的配合采用过盈配合,轴承内圈与轴的配合采用基孔制，由此轴的公差带选用k6,查表得在基本尺寸为200mm时，IT6DE 公差数值为29um，此时轴得基本下偏差ei=+0.017mm，则轴得尺寸为mm。外圈与壳体孔的配合采用基轴制，过渡配合，由此选用壳体孔公差带为M6，IT6基本尺寸为68mm时的公差数值为0.032mm，孔的基本上偏差ES=-0.020，则孔的尺寸为mm。                                 第九章  总  结 近两个月的毕业设计终于结束了，通过这段日子的设计学习，自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事本专业工作有着深远的影响。现在就此谈谈对本次毕业设计过程中的认识和体会。 首先，我学会了查阅资料和独立思考。我的课题是钢筋弯曲机的设计。在设计过程中，真正体会到了实践的重要性。我曾到建筑工地去参观学习，了解现场环境和设备，真正从实际出发来考虑自己的设计。同时，广泛深入图书馆，实事求是，认真查阅有关书籍资料，锻炼了自己的分析问题、解决问题的能力。因是两人合作项目，在设计时，也充分体会到了合作的重要性，培养了自己的团队精神。不可否认，在这个过程中，也遇到不少困难，所幸的是得到了刘老师，招老师，陈老师的悉心指导，起到了点石成金的作用，大大启发了我，使我能不断前进。 其次，认识到实践的重要性。这次设计我做了很多重复工作、无用功，但是这些重复工作和无用功积累了设计经验。同时也认识到设计不能只在脑子里想其结构、原理，必须进行实际操作。另外，也应从多个角度来思考问题的所在，尝试其它的方法，以求找到最佳方法，因为即使想的很完美，但到实际的设计时会遇到很多想不到的实际问题。 致      谢 参考文献 1. 吴宗泽主编。机械设计实用手册。北京：化学工业出版社。 2. 江耕华，陈启松主编。机械传动手册。北京：煤炭工业出版社。 3. 机械化科学研究院编。实用机械设计手册。北京：中国农业机械出版社。 4. 西北工业大学机械原理及机械零件教研室编。机械设计。北京：高等教育出版社。 5. 陈作模主编。机械原理。北京：高等教育出版社。 6. 王光铨主编。机床电力拖动与控制。北京：机械工业出版社 7. 马晓湘，钟均祥主编。画法几何及机械制图。广州：华南理工大学出版社。 8. 廖念针主编。互换性与测量技术基础。北京：中国计量出版社。 9. 实用机械电气技术手册·机械工业出版社