鋼筋校直機(jī)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】

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5 牽引速度(m/min) 40 調(diào)直筒轉(zhuǎn)速(r/min) 2800 送料、牽引輥直徑(mm) 90 電機(jī)型號(hào)：調(diào)直 牽引 切斷 42?jO 功率： 調(diào)直(kW) 牽引(kW) 切斷(kW) 5.5 外形尺寸：長(zhǎng)(mm) 寬(mm) 高(mm) 7250 550 1220 整機(jī)重量(kg) 1000 1.4 1.4 鋼筋調(diào)直機(jī)工作原理與基本構(gòu)造 該鋼筋調(diào)直機(jī)為下切剪刀式，工作原理如圖所示： 圖 1-2 鋼筋調(diào)直機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Fig.1-2 mechanism schematic of reinforcement bar straightening machine 1-電動(dòng)機(jī)；2-調(diào)直筒；3-減速齒輪； 4-減速齒輪；5-減速齒輪；6-圓錐齒輪；7- 曲柄軸；8-錘頭； 6 9-壓縮彈簧；10-定長(zhǎng)拉桿；11-定長(zhǎng)擋板；12- 鋼筋；13-滑動(dòng)刀臺(tái)； 14-牽引輪；15-皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)作總動(dòng)力裝置，電動(dòng)機(jī)軸端安裝兩個(gè) V 帶輪，分別驅(qū)動(dòng)調(diào)直筒、 牽引和切斷機(jī)構(gòu)。其牽引、切斷機(jī)構(gòu)傳動(dòng)如下：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，經(jīng) V 帶輪帶動(dòng)圓錐 齒輪 6 旋轉(zhuǎn)，通過(guò)另一圓錐齒輪使曲柄軸 7 旋轉(zhuǎn)，在通過(guò)減速齒輪 3、4、5 帶動(dòng)一 對(duì)同速反向回轉(zhuǎn)齒輪，使?fàn)恳?14 轉(zhuǎn)動(dòng)，牽引鋼筋 12 向前運(yùn)動(dòng)。曲柄輪 7 上的連 桿使錘頭 8 上、下運(yùn)動(dòng)，調(diào)直好的鋼筋頂住與滑動(dòng)刀臺(tái) 13 相連的定長(zhǎng)擋板 11 時(shí)， 擋板帶動(dòng)定長(zhǎng)拉桿 10 將刀臺(tái)拉到錘頭下面，刀臺(tái)在錘頭沖擊下將鋼筋切斷。 切斷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理如圖所示： 7 圖 1-3 鋼筋調(diào)直機(jī)的切斷機(jī)構(gòu) Fig.1-3 cut off mechanism of reinforcement bar straightening machine 1-曲柄輪；2- 連桿；3- 錘頭；4- 定長(zhǎng)拉桿；5-鋼筋；6-復(fù)位彈簧；7-刀臺(tái)座；8-下切刀；9- 上切刀； 10-上切刀架； 下切刀 8 固定在刀座臺(tái) 7 上，調(diào)直后的鋼筋從切刀中孔中通過(guò)。上切刀 9 安裝 在刀架 10 上，非工作狀態(tài)時(shí)，上刀架被復(fù)位彈簧 6 推至上方，當(dāng)定長(zhǎng)拉桿 4 將刀臺(tái) 座 7 拉到錘頭 3 下面時(shí)，上刀架受到錘頭的沖擊向下運(yùn)動(dòng)，鋼筋在上、下刀片間被 切斷。在切斷鋼筋時(shí)，切刀有一個(gè)下降過(guò)程，下降時(shí)間一般為 0.1s，而鋼筋的牽引 速度為 0.6m/s,因此在切斷瞬間，鋼筋可有 0.6×0.1=0.06m 的運(yùn)動(dòng)距離，而實(shí)際上 鋼筋在被切斷的瞬間是停止運(yùn)動(dòng)的，所以造成鋼筋在牽引輪中的滑動(dòng)，使?fàn)恳喪?到磨損。因此，調(diào)直機(jī)的調(diào)直速度不宜太快。 調(diào)直機(jī)的電氣控制系統(tǒng)圖為： 8 圖 1-4 鋼筋調(diào)直機(jī)的電器線(xiàn)路 Fig.1-4 electrical circuit of reinforcement bar straightening machine RD-熔斷器；D- 交流接觸器；RJ-熱繼電器；AN-常開(kāi)按鈕；D-電動(dòng)機(jī)；QK-轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)； 調(diào)直機(jī)的傳動(dòng)示意展開(kāi)圖： 圖 1-5 鋼筋調(diào)直機(jī)的傳動(dòng)示意展開(kāi)圖： Fig.1-5 transmission opening figure of reinforcement bar straightening machine 1-電動(dòng)機(jī)；2-調(diào)直筒；3-皮帶輪；4-皮帶輪；5- 皮帶輪；6-齒輪；7-齒輪；8- 齒輪；9-齒輪；10-齒 輪；11-齒輪；12-錐齒輪；13-錐齒輪；14- 上壓輥；15-下壓輥；16-框架；17- 雙滑塊機(jī)構(gòu)；18-雙 9 滑塊機(jī)構(gòu)；19-錘頭；20- 上切刀；21-方刀臺(tái)；22-拉桿； 電動(dòng)機(jī)經(jīng)三角膠帶驅(qū)動(dòng)調(diào)直筒 2 旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)鋼筋調(diào)直。經(jīng)電動(dòng)機(jī)上的另一膠帶 輪以及一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)偏心軸，再經(jīng)二級(jí)齒輪減速，驅(qū)動(dòng)上下壓輥 14、15 等速反向 旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)鋼筋牽引運(yùn)動(dòng)。又經(jīng)過(guò)偏心軸和雙滑塊機(jī)構(gòu) 17、18，帶動(dòng)錘頭 19 上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)上切刀 20 進(jìn)入錘頭下面時(shí)即受到錘頭敲擊，完成鋼筋切斷。 上壓輥 14 裝在框架 16 上，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心手柄可使框架銷(xiāo)作轉(zhuǎn)動(dòng)，以便根據(jù)鋼筋直徑調(diào)整 壓輥間隙。方刀臺(tái) 21 和承受架的拉桿 22 相連，當(dāng)鋼筋端部頂?shù)嚼瓧U上的定尺板時(shí)， 將方刀臺(tái)拉到錘頭下面，即可切斷鋼筋。定尺板在承受架上的位置，可以按切斷鋼 筋所需長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第 2 章 2 主要計(jì)算 2.5 2.1 生產(chǎn)率和功率計(jì)算 2.5.1 2.1.1 生產(chǎn)率計(jì)算 )/(06.0hkgKDnGQ?? （2-1）式中 D-牽引輪直徑（mm） N-牽引輪轉(zhuǎn)速（r/min） -每米鋼筋重量（kg）0G K-滑動(dòng)系數(shù)，一般取 K=0.95～0.98 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： )/(5.2698.035.4901.360)/(06.0 hkghkgKDnQ ?????? 2.5.2 2.1.2 功率計(jì)算，選擇電動(dòng)機(jī) 調(diào)直部分： 10 調(diào)直筒所需的功率： )(974011KWMnN?? （2-2） 式中 `96.0min/1 取傳 動(dòng) 效 率 ， 皮 帶 傳 動(dòng) 可）調(diào) 直 筒 轉(zhuǎn) 速 （??rn 調(diào)直筒的扭矩： )()123mNLfebdMs???? （2-3） 式中 ) 15.02.42mLffdbemNs調(diào) 直 塊 的 間 距 （ 數(shù) ， 一 般 取鋼 筋 對(duì) 調(diào) 直 塊 的 摩 擦 系）鋼 筋 直 徑 （鋼 筋 彎 曲 次 數(shù) ， 一 般 ?。┱{(diào) 直 塊 偏 移 量 （ ）鋼 筋 屈 服 點(diǎn) （? ???? 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，得： ).(368.1).(138680)5.(41235 mNNM?????4.9.720.1 KWN 牽引部分： 鋼筋牽引功率： )(102PN??? （2-4） 11 式中 8.095.708.9.0 /2 ???????來(lái) 計(jì) 算傳 動(dòng) 效 率 ， 按 綜 合 傳 動(dòng)按 性 能 參 數(shù) 查 表 取 得）調(diào) 直 速 度 （ sm 牽引輪壓緊力： ）（ NfP?sin4][1? （2-5） 式中 01452.][輪 槽 角 度 ， 一 般 為 數(shù) 取鋼 筋 對(duì) 牽 引 輪 的 摩 擦 系 ）牽 引 鋼 筋 所 需 的 拉 力 （??fP)(84sin.NP????39.0128KWN 切斷部分： 鋼筋剪切功率： )(9740sin213KdRNc?????? （2-6） 式中 89.05.9708./3708. 8.07421 ???????????來(lái) 計(jì) 算傳 動(dòng) 效 率 ， 按 綜 合 傳 動(dòng)）齒 刀 切 角 （每 分 鐘 切 斷 次 數(shù) ）（ 倍抗 拉 強(qiáng) 度 的剪 切 極 限 強(qiáng) 度 ， 約 等 于）鋼 筋 直 徑 （ ）曲 柄 偏 心 距 （CmNdRcc? 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算得： 12 )(73.089.07445sin32014.3 KWN????? 鋼筋切斷力 P： )(42NdPc??? （2-7） 式中 d-鋼筋直徑，mm -材料抗剪極限強(qiáng)度，c?2/m 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： )(148730.481.322 NdPc ????? 鋼筋切斷機(jī)動(dòng)刀片的沖程數(shù) n： (r/min) iI （2-8） 式中 -電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/minIn i-機(jī)械總傳動(dòng)比 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： (r/min)6.1289.014???inI 作用在偏心輪軸的扭矩 M： )]}([cos)i({Pr0 mNLrrkbkak ?????? （2-9） 式中 -偏心距，mmkr －偏心輪半徑與滑塊運(yùn)動(dòng)方向所成之角? －?LrKk?其 中 ：),sinarc(? L-連桿長(zhǎng)度，mm 13 －偏心輪軸徑的半徑，mm0r -偏心輪半徑，mma －滑塊銷(xiāo)半徑，mmbr -滑動(dòng)摩擦系數(shù)， =0.10～0.15?? 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： 驅(qū)動(dòng)功率 N： )(36.18971620kWMnN??? （2-10）式中 -作用在偏心輪軸的扭矩，N mm -鋼筋切斷次數(shù)，1/minn -傳動(dòng)系統(tǒng)總效率? 帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)得： =36.18971620??MnN )(3.06.189.0725kW?? 總功率： 2.57434 KN???? 考慮到摩擦損耗等因素，選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 ，功率為 5.5KW，轉(zhuǎn)速為2?JO 1440r/min. 第三章 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 Y112M-4，額定功率 P=4KW，轉(zhuǎn)速 )(25180 ]}105]21[405.2[1.074.5cos)3in({47 ]}[)siPrmLrrMkbkak?? ?????????? 14 =1440 ，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 161nmir2nmir 個(gè)小時(shí) 1. 設(shè)計(jì)功率 根據(jù)工作情況由表 8—1—22 查得工況系數(shù) =1.2， = P=1.2 4=4.8KWAKdPA?? 2. 選定帶型 根據(jù) =4.8KW 和轉(zhuǎn)速 =1440 ，有圖 8—1—2 選定 A 型dP1nmir 3. 計(jì)算傳動(dòng)比 ì= = =2.821n540 4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d 由表 8—1—12 和表 8—1—14 取小帶輪基準(zhǔn)直徑 =75mm1d 5. 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 2d 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 = （1- ）i1d? 取彈性滑動(dòng)率 =0.02? = （1- ）=2.8 =205.8mm2di1 )02.(75?? 實(shí)際傳動(dòng)比 = =2.85i)(12?d 從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速 = = =505.262ni85.40minr 轉(zhuǎn)速誤差 =1.7%1652??? 對(duì)于帶式輸送裝置，轉(zhuǎn)速誤差在 范圍是可以的%? 6. 帶速 ? = =5.6210647501???ndsm 7. 初定軸間距 a 0.7（ + ） （ + ）1d20?1d2 0.7（75+205） （75+205 ） 15 196 560?a 取 =400mm0 8. 所需 v 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0dL =2 +0dLa021214)()(add??? =2 )75()75(42?? =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表 8—1—8 選取 mLd1250? 9. 實(shí)際軸間距 a =400mm200d??? 10. 小帶輪包角 1? = -1080123.57??ad = 006. = 1238? 11. 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據(jù) =75mm 和 =1440 由表 8—1—27（c）用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的 =0.68KW1dnmir 1p 12. 額定功率的增量 1? 根據(jù) 和 由表 8—1—27（c）用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的in401r?5.2? =0.17KWp 13. V 帶的根數(shù) Z Z= Ldk????)(1 16 根據(jù) 查表 8—1—23 得 =0.95013.6???k 根據(jù) =1250mm 查表得 8—1—8 得 =0.93DLL Z= = =6.38Ldkp????)(1 93.05)7.06.(4?? 取 Z=7 根 14. 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F =500（ 由表 8—1—24 查得 A 型帶 m=0.100F2)15.2??mzpkd?? mkg 則 =500（ =99.53N0 2).d 15. 壓軸力 QF = =2 =1372N2sin10?Z238.16sin75.90? 16. 繪制工作圖 3-1： 3.2 7 圖 3-1 V 帶輪 第四章 圓柱齒輪設(shè)計(jì) 4.1 選擇材料 17 確定 和 及精度等級(jí)limH?liF 參考表 8—3—24 和表 8—3—25 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 48-50HRc，精度等級(jí)為 6 級(jí)。按硬度下限值，由圖 8—3—8（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 = =1120Mpa；由圖 8—3—9（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得limHliF? σ FE1=σ FE2=700Mpa, σ Flim1=σ Flim2=350 MPa 4.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 1. 確定中心距 a(按表 8—3—28 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) a>CmAa(μ+1) ??321HKT????? =1C483?? K=1.7 mNT?1624.0???MPaH8? 取a17520 2. 確定模數(shù) m (參考表 8—3—4 推薦表) m=(0.007~0.02)a=1.4~4, 取 m=3mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 z = = =20.51 取 z =211)(??ma)5.(30?1 z =μz =5.5 21=115.5 取 z =1162 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表 8—3—5 進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d =m z =3 21=63mm1? d =m z =3*116=348mm2 齒頂圓直徑 d = d +2h =63+2 3=69mm1aa 18 d = d +2h =348+2 3=353mm2aa? 端面壓力角 0?? 基圓直徑 d = d cos =63 cos20 =59.15mm1b 0 d = d cos =348 cos20 =326.77mm2? 齒頂圓壓力角 =arccos =31.02?1at1ab0 = arccos =22.632at 2abd0 端面重合度 = [ z （tg -tg ）+ z (tg -tg )]a??1?1at 2?2at =1.9 齒寬系數(shù) = = =1.3d?1b6380 縱向重合度 =0?? 4.3 齒輪校核 1. 校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表 8—3—15 校核） 強(qiáng)度條件： =[ ]H? 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE?????1?bdFKktHVA = 2H?1BD 式中： 名義切向力 F = = =2005Nt10dT?6317.0 使用系數(shù) K =1（由表 8—3—31 查?。〢 動(dòng)載系數(shù) =（ ）V20?B? 19 式中 V= smnd7.10654.3106????? A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8—3—32 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào)整，6 級(jí)?H 精度 K 非對(duì)稱(chēng)支稱(chēng)公式計(jì)算）?H34.1? 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8—3—33 查?。?.1??H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8—3—11 查取）Z 重合度的系數(shù) （由圖 8—3—12 查?。?.? 螺旋角系數(shù) （由圖 8—3—13 查取）0?? 彈性系數(shù) （由表 8—3—34 查取）MPaZE.189 單對(duì)齒嚙合系數(shù) Z =1B = 1H? = 143.17MPa2H? ?????? 806325.1035.180.7.1895. 許用應(yīng)力：[ ]= XWRVLNTHZZSlim 式中：極限應(yīng)力 =1120MPali? 最小安全系數(shù) =1.1（由表 8—3—35 查?。﹍imH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8—3—17 查?。㎞TZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8—3—19 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8—3—20 查?。￢,7.1s?? 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8—3—21 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8—3—22 查?。￤ 20 尺寸系數(shù) =1（由圖 8—3—23 查取）XZ 則： [ ]= =826MPaH?03.18596.012.10?? 滿(mǎn)足 [ ]?H? 2. 校核齒根的強(qiáng)度 （按表 8—3—15 校核） 強(qiáng)度條件： =[ ]1F? 許用應(yīng)力： = ； 1 ????FVASaFnt KYbm1212??SFF?? 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8—3—15（a）查?。??Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由圖 8—3—16（a）查?。?.?Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9? 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8—3—14 查?。?Y 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8—3—30 計(jì)算）?FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8—3—33 查?。? 則 =94.8MPa1F? = =88.3MPa26.127? 許用應(yīng)力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlim??limF? 式中： 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8—3—35 查?。﹍imFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按表 8—3—30 查取）TY 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8—3—18 查?。㏒ 21 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8—3—25 查取）relTY? 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8—3—26 查?。﹍R 尺寸系數(shù) =1（按圖 8—3—24 查?。 則 [ ]=F?MPa497.025.13?? 滿(mǎn)足， 〈 〈[ ] 驗(yàn)算結(jié)果安全1F? 4.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 1.確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095—88（參考表 8—3—54 查?。?2.確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考表 8—3—58 查?。┑冖窆罱M檢驗(yàn)切 向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8—3—69 計(jì)算，由表 8—3—60，1iFifP? 表 8—3—59 查取)；第Ⅱ公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf? =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8—3—69 計(jì)算，由表 8—3—59 查?。?；第Ⅲ公差組檢驗(yàn) 齒向公差 =0.012（由表 8—3—61 查?。?。? 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考表 8—3—58 選擇）對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線(xiàn)長(zhǎng)度的偏 差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8—3—53m 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12wE sEptf 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm；公法線(xiàn)的平均長(zhǎng)度上偏差?siEptf? = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差WSs?TF0202sin36.a? = cos +0.72 sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8—wiEsi 3—19 及其表注說(shuō)明求得公法線(xiàn)長(zhǎng)度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線(xiàn)長(zhǎng)度偏差可表示為：knW ,對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=200mm，由表查得 8—10.26.587? ?f 3—65 查得 = ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8—3—64 查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%，沿齒?f3.? 長(zhǎng)不小于 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)表 8—3—58 的表注icF 3，由表 8—3—69，表 8—3—59 及表 8—3—60 計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8—3—58 的表注 3，由表 8—3—69，表 8—3—59 計(jì)算與查取） 。對(duì)箱體，icf 檢驗(yàn)軸線(xiàn)的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8—3—63 查取） 。確定齒坯的精度xfyf 要求按表 8—3—66 和 8—3—67 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔徑為 50mm，其尺寸和 22 形狀公差均為 6 級(jí)，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 3. 齒輪工作圖 4-1： 0.8 0.8 1.6 圖 4-1 大齒輪 二 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 第五章 第三級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 5.1 選擇材料 1.確定 σ Hlim和 σ Flim及精度等級(jí)。 參考表 8—3—24 和表 8—3—25 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 48~50HRc，精度等級(jí)為 6 級(jí)。按硬度下限值，由圖 8—3—8（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 σ Hlim=σ Hlim=1120Mpa；由圖 8—3—9（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 σ FE1=σ FE2=700Mpa, σ Flim1=σ Flim2=350 Mpa. 5.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 1. 確定中心距 a(按表 8—3—28 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) a>CmAa(μ+1) ??21HKT????? =1C483?? K=1.7 mNT?1624.0???MPaH8? 23 6?? 則 a=325mm 取 a=400mm 2. 確定模數(shù) m (參考表 8—3—4 推薦表) m=(0.007~0.02)a=2.8~8, 取 m=4mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 0421??? z = = =28 取 z =281)(?ma)16(?1 z =172 取 z =1722 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表 8—3—5 進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d =m z =4 28=112mm1? d =m z = =688mm2724 齒頂圓直徑 d = d +2h =112+2 4=120mm1aa d = d +2h =688+2 4=696mm2? 齒根圓直徑 mzf 1025.1?? f 6782 端面壓力角 0?? 基圓直徑 d = d cos =112 cos20 =107.16mm1b?0 d = d cos =688 cos20 =646.72mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =?1at1ab07.26 = arccos =2at 2abd0. 端面重合度 = [ z （tg -tg ）+ z (tg -tg )]a??1?1at 2?2at 24 =1.15 齒寬系數(shù) = = =1.3 d?1b6380 齒寬 ma1604.????? 縱向重合度 =0?? 5.3 校核齒輪 1.校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表 8—3—30 校核） 強(qiáng)度條件： =[ ]H? 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE?????1?bdFKktHVA = 2H?1BD 式中： 名義切向力 F = = =34107Nt10dT?631902 使用系數(shù) K =1（由表 8—3—31 查取）A 動(dòng)載系數(shù) =（ ）V20?B? 式中 V= smnd09.16716???? A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8—3—32 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào) 6 級(jí)精度?H K 非對(duì)稱(chēng)支稱(chēng)公式計(jì)算）?H34.1? 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8—3—33 查?。?.1??H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8—3—11 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由圖 8—3—12 查取）9.? 25 螺旋角系數(shù) （由圖 8—3—13 查?。?.??Z 彈性系數(shù) （由表 8—3—34 查取）MPaE.189 單對(duì)齒齒合系數(shù) Z =1B = 1H? = 301.42MPa2H? ?????? 806325.1035.180.7.1895. 許用應(yīng)力：[ ]= XWRVLNTHZZSlim 式中：極限應(yīng)力 =1120MPali? 最小安全系數(shù) =1.1（由表 8—3—35 查?。﹍imH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8—3—17 查?。㎞TZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8—3—19 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8—3—20 查取）V,7.1s?? 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8—3—21 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8—3—22 查取）W 尺寸系數(shù) =1（由圖 8—3—23 查?。 則： [ ]= =826MPaH?0.1596.012.10?? 滿(mǎn)足 [ ]?H? 2. 校核齒根的強(qiáng)度 （按表 8—3—15 校核） 強(qiáng)度條件： =[ ]1F? 許用應(yīng)力： = ； 1 ????FVASaFnt KYbm 26 1212??SFFY?? 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8—3—15（a）查?。??Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由圖 8—3—16（a）查?。?.?Sa7.Sa 重合度系數(shù) =1.9? 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8—3—14 查?。?Y 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8—3—30 計(jì)算）?FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8—3—33 查取）? 則 =94.8MPa1F? = =88.3MPa26.127? 許用應(yīng)力：[ ]= （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlim??limF? 式中： 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8—3—35 查?。﹍imFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按表 8—3—30 查取）TY 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8—3—18 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8—3—25 查?。﹔elT? 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8—3—26 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按圖 8—3—24 查取）X 則 [ ]=F?MPa497.025.13?? 滿(mǎn)足， 〈 〈[ ] 驗(yàn)算結(jié)果安全1F? 5.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 1.確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095—88（參考表 8—3—54 查?。?2.確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考表 8—3—58 查?。?27 第Ⅰ公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按1iFifP? 表 8—3—69 計(jì)算，由表 8—3—60，表 8—3—59 查取)； 第Ⅱ公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8—3—69 計(jì)算，由表 8—3—59 查?。?； 第Ⅲ公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由表 8—3—61 查?。?。?F 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考表 8—3—58 選擇） 對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線(xiàn)長(zhǎng)度的偏差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8—3—53wE 的計(jì)算式求得齒厚的上偏差 =-12 =-12sptf? 0.009=-0.108mm，齒厚下偏差 =-16 =-16 0.009=-0.144mm；公法線(xiàn)的平sit 均長(zhǎng)度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEs?TF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0.144 cos02sin36.0a?wiEsi?TF? +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8—3—19 及其表注說(shuō)明求得公法線(xiàn)0 長(zhǎng)度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線(xiàn)長(zhǎng)度偏差可表示為：kn 對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差 ，根據(jù)中心距 a=200mm，10.26.587? ?f 由表查得 8—3—65 查得 = ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8—3—64 查得接觸?f023.? 斑點(diǎn)沿齒高不小于 40%，沿齒長(zhǎng)不小于 70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差 =0.05+0.072=0.125mm（根據(jù)表 8—3—58 的表注 3，由表 8—3—69，表—3—icF 59 及表 8—3—60 計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8—icf 3—58 的表注 3，由表 8—3—69，表 8—3—59 計(jì)算與查?。?。對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線(xiàn) 的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8—3—63 查取） 。xfyf 4. 確定齒坯的精度要求按表 8—3—66 和 8—3—67 查取。根據(jù)大齒輪的功率，確定大輪的孔 徑為 50mm，其尺寸和形狀公差均為 6 級(jí)，即 0.016mm，齒輪的徑向和端面跳動(dòng)公差為 0.014mm。 5.齒輪工作圖 5-1： 28 圖 5-1 小齒輪 1.6 1.6 0.8 第六章 軸的設(shè)計(jì) 6.1 計(jì)算作用在軸上的力 大輪的受力： 圓周力 = =1F12dTN8.95.347?? 徑向力 1rtg726.00?? 軸向力 a 小輪的受力： 圓周力 = 2FNdT10246372?? 徑向力 =2rtg3968.02? 軸向力 =a 6.2 計(jì)算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： BR' NlcFb 62213048.95)(21 ???????lac 805.9.6104)(2' ? 2. 水平面中的支反力： lcbFdcFdRrarfaB )(5.5.0' 12211 ?????? 29 = 213143720504968174.95 ???? =2752.3N ??ldFadFbaR frfarc 11222' .5.????? = 13748.95076.04.16398 ???? =261N 3. 支點(diǎn)的合力 ， ：BRC = N68402756'2' ???? RCC 18422'' 軸向力 Faa .908.5012 ??? 應(yīng)由軸向固定的軸承來(lái)承受。aF 4. 垂直彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ 1'wM1' mNaRB?????4.751.962' 截面Ⅱ—Ⅱ ?'' C?.36884' 5. 水平彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ mNaRBw ?????27.305.4927'1' dFMBa 86.1.18.'1' ???? 截面Ⅱ—Ⅱ mNCRw ??????2.5026'' ??' 11' dFbaarBa??? =2752 74957265. ? =504N m? 5. 合成彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ 30 ?? mNMww ????????? 30.82109564'22' aa??? 75..72'' 截面Ⅱ—Ⅱ ??www ???????? 9.1368.4.1368' 222'2 mNMaa 4570'' 6. 計(jì)算軸徑 截面Ⅰ—Ⅰ ????TdWw 5837.0.16217.0)(13322 ????????? 截面Ⅱ—Ⅱ ???? mMaw 745..98.323222? 52 100 213 174 31.5 Fr2 2 a2 a1 1 r1 圖 6-1 軸的受力和結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖 6.3 對(duì)截面進(jìn)行校核 1. 截面Ⅰ—Ⅰ校核 mNMw???8203mNnPT ????34725.91015.96633328dW???390mT 31 （由表 4—1—2 得）MPa351??? .0? 齒輪軸的齒 ?k??472.16.0647.19??????k （由表 4—1—17 得）3.0?? （由表 4—1—17 得）2?68.????k9.1????78.5492.1.3431 ??????????????????TWKMS?????8.1 S>1.8 則 軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 2. 截面Ⅱ—Ⅱ校核 mNMw???136890mNnPT ????34725.105. 6333.97242dW???31.5mT （由表 4—1—2 得）MPa31?? .0?? 齒輪軸的齒 ?k??472.16.0647.19?????k 32 （由表 4—1—17 得）81.0??? （由表 4—1—17 得）76?0.3???k271.?????1976.52.1343?????????????????TWKMS?????8.1? S>1.8 則 軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 3. 如圖 6-2 6.3 45° 3.2 圖 6-2 軸 第七章 主軸設(shè)計(jì) 7.1 計(jì)算作用在軸上的力 1.齒輪的受力： 扭矩 T T= mN???9.105379.25 圓周力 = =1F1dT68.24 徑向力 1rtg.053.60???? 33 軸向力 1Fa? 2. 工作盤(pán)的合彎矩 Mt=[(M0+M)/2]/K=8739（N·m）式中，K 為彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計(jì)算方法 同樣可以得出 Ф50I 級(jí)鋼筋（σ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：M t=8739（N·m） 由公式 Mt= 式中 F 為撥斜柱對(duì)鋼筋的作用力；F r為 F 的徑向分力;a 為 F 與?sini0Lr 鋼筋軸線(xiàn)夾角。 08.43??mL71690 則 NFr 工作盤(pán)的扭矩 mNLTr ?????? 1.270496.1086sin02? 所以 T> 齒輪能夠帶動(dòng)工作盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) 7.2 計(jì)算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： BR' NlcFb 8.53421837.0245.6.2)(21 ????????lac 1.6..1037)(2' 2.水平面中的支反力： lcbFdFRrrfaB )(5.0' 1211 ?????? = 8325.16.075.63468.2?? =11198.37N ??ldFadFbaR frfarc 11222' ..0?????? = 1833468.75.65.1608??? =-3217.9N 3.支點(diǎn)的合力 ， ：BRC = N6.124073.98.5342'2' ???? 34 NRCC 4.169.327142'' ????? 軸向力 NFa68.1 應(yīng)由軸向固定的軸承來(lái)承受。a 4.垂直彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ 1'wM1' mNaRB ?????58.3247.6085342' 截面Ⅱ—Ⅱ ?'' C?9..1' 5.水平彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ mNaRBw ?????3.68075.3.198'1' dFMBa 3.1427.4.22'1' ???? 截面Ⅱ—Ⅱ mNCRw ??????7.65.0937'' ??2' 11' dFbaarBa??? =11198.37 3468.5.06.5.62? =-66.77N m? 6.合成彎矩： 截面Ⅰ—Ⅰ ?? mNMww ????????? 38.12.4517.03'22' aa??? 7469'' 截面Ⅱ—Ⅱ ??www ???????? 5.23.4582.5'2'2 mNMaa 64'' 7.計(jì)算軸徑 截面Ⅰ—Ⅰ 35 ???? mTMdWw 60357.04.119827.0)(13322 ????????? 截面Ⅱ—Ⅱ ????aw 85...33222? 7.3 對(duì)截面進(jìn)行校核 1.截面Ⅰ—Ⅰ校核 mNMw???3180mNnPT ????1508.2430595.96633312dW???340mT （由表 4—1—2 得）MPa351?? .?? 齒輪軸的齒 ?k??472.16.06470.19?????k （由表 4—1—17 得）3.??? （由表 4—1—17 得）2?68.???k9.1?????47.68.53431 ???????????????TWKMS?????8.1? S>1.8 36 則 軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 2. 如圖 7-1 圖 7-1 主軸 第八章 軸承的選擇 8.1 滾動(dòng)軸承選擇. 1. 根據(jù)撥盤(pán)的軸端直徑選取軸承，軸承承受的力主要為徑向力，因而采用深溝球軸承，選定 為型號(hào)為 16008 的軸承,其中 16008 的技術(shù)參數(shù)為： d=40mm D=68mm B=9mm 2. 16008 軸承的配合的選擇： 軸承的精度等級(jí)為 D 級(jí)，內(nèi)圈與軸的配合采用過(guò)盈配合,軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制， 由此軸的公差帶選用 k6,查表得在基本尺寸為 200mm 時(shí)，IT 6DE 公差數(shù)值為 29um，此時(shí)軸得基本 下偏差 ei=+0.017mm，則軸得尺寸為 mm。外圈與殼體孔的配合采用基軸制，過(guò)渡配合，046.17?? 由此選用殼體孔公差帶為 M6，IT 6基本尺寸為 68mm 時(shí)的公差數(shù)值為 0.032mm，孔的基本上偏差 ES=-0.020，則孔的尺寸為 mm。02.58? 37 第九章 總 結(jié) 近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，通過(guò)這段日子的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考 問(wèn)題的能力有了很大的提高，對(duì)我走向社會(huì)從事本專(zhuān)業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就此談?wù)剬?duì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。 首先，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是鋼筋校直機(jī)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，真 正體會(huì)到了實(shí)踐的重要性。我曾到建筑工地去參觀學(xué)習(xí)，了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和設(shè)備，真正從實(shí)際出 發(fā)來(lái)考慮自己的設(shè)計(jì)。同時(shí)，廣泛深入圖書(shū)館，實(shí)事求是，認(rèn)真查閱有關(guān)書(shū)籍資料，鍛煉了自 己的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。因是兩人合作項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)時(shí)，也充分體會(huì)到了合作的重要 性，培養(yǎng)了自己的團(tuán)隊(duì)精神。不可否認(rèn)，在這個(gè)過(guò)程中，也遇到不少困難，所幸的是得到了劉 老師，招老師，陳老師的悉心指導(dǎo)，起到了點(diǎn)石成金的作用，大大啟發(fā)了我，使我能不斷前進(jìn)。 其次，認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無(wú)用功，但是這些重復(fù)工作 和無(wú)用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進(jìn)行實(shí)際 操作。另外，也應(yīng)從多個(gè)角度來(lái)思考問(wèn)題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因?yàn)?即使想的很完美，但到實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)遇到很多想不到的實(shí)際問(wèn)題。 38 致 謝 在設(shè)計(jì)中我們得到了李超老師和蔡師傅的大力支持和耐心指導(dǎo)，以及無(wú)錫市隨意建筑設(shè)備 有限公司的幫助，在此設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際，我表示衷心的感謝！ 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問(wèn)題，就是支架，減速器的箱蓋只能靠想象， 不能根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)作合適、客觀地修改，難免有些缺點(diǎn)和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計(jì) 存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠看待。 最后，衷心感謝李超老師的細(xì)心指導(dǎo)和教導(dǎo)，使我在大學(xué)里的最后一段時(shí)間里，學(xué)到了更 多的知識(shí)。 在此，我再次向所有在該設(shè)計(jì)中，向我們提供幫助的老師，同學(xué)和工人師傅致以最衷心的 謝意！ 39 參考文獻(xiàn) 1. 吳宗澤主編。機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社。 2. 江耕華，陳啟松主編。機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)。北京：煤炭工業(yè)出版社。 3. 機(jī)械化科學(xué)研究院編。實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社。 4. 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編。機(jī)械設(shè)計(jì)。北京：高等教育出版社。 5. 陳作模主編。機(jī)械原理。北京：高等教育出版社。 6. 王光銓主編。機(jī)床電力拖動(dòng)與控制。北京：機(jī)械工業(yè)出版社 7. 馬曉湘，鐘均祥主編。畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖。廣州：華南理工大學(xué)出版社。 8. 廖念針主編?；Q性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)。北京：中國(guó)計(jì)量出版社。 9. 實(shí)用機(jī)械電氣技術(shù)手冊(cè)·機(jī)械工業(yè)出版社 0.8161.6圖 5 小 齒 輪圖 小 齒 輪