卧式钢筋切断机设计摘要根据电机的工作环境选择电动机类型，采用卧式安装，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、合过载保护等优点，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，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的是回转运动，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曲柄滑块机构作为本机械的执行机构关键词切断建筑钢筋齿轮曲柄滑块引言1. 1 概述钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、 大型水利等工程中对钢筋的定长切断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国内外切断机的对比：由于切断机技术含量低、易仿造、利润不高等原因，所以厂家几 十年来基本维持现状，发展不快，与国外同行相比具体有以下几方面差距。
1） 国外切断机偏心轴的偏心距较大，如日本立式切断机偏心距24mm，而国内一般为 17mm .看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理.因为在由切大料 到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度2） 国外切断机的机架都是钢板焊接结构，零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬， 使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器.3） 国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均 为17mm；而国外都是双螺栓固定，25〜27mm厚，因此国外刀片在受力及寿命等综 合性能方面都较国内优良4） 国内切断机每分钟切断次数少.国内一般为28〜31次，国外要高出15〜20次，最 高高出30次，工作效率较高5） 国外机型一般采用半开式结构，齿轮、轴承用油脂润滑，曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀 座、转体处用手工加稀油润滑.国内机型结构有全开、全闭、半开半闭3种，润滑方式 有集中稀油润滑和飞溅润滑2种6） 国内切断机外观质量、整机性能不尽人意；国外厂家一般都是规模生产，在技术设备 上舍得投入，自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工体系尤其对外观质 量更是精益求精，外罩一次性冲压成型，油漆经烤漆喷涂处理，色泽搭配科学合理，外 观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角，整机光洁美观。
而国内一些一些厂家虽然生产历史 较长，但没有一家形成规模，加之设备老化，加工过程拼体力、经验，生产工艺几十年 一贯制，所以外观质量粗糙、观感较差全球经济建设的快速发展为建筑行业，特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展 空间，为广大生产企业提供一个展示自己的舞台面对竞争日益激烈的我国建筑机械市 场，加强企业的经营管理，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品 质量和产品售后服务水平，积极、主动走向市场，使企业的产品不断地满足用户的需求， 尽快缩短与国外先进企业的差距，无疑是我国钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之 路1・2 题目的选取本次毕业设计的任务是卧式钢筋切断机的设计要求切断钢筋的最大直径14mm，切断 速度为15次/分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四年大学 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・3 钢筋切断机的工作原理工作原理：采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后，带动曲轴旋转,曲轴推 动连杆使滑块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。
如图1：图1传动简图2电机选择传动方案简述：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、噪声小、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任意两轴间的运动和动力，并具 有功率范围大，传动效率高，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的是回转运动, 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,齿轮齿条机构考虑现实条件我决定采用曲柄滑块机 构作为本机械的执行机构2.1切断钢筋需用力计算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：查资料可知钢筋的许用剪应力为：田二1源"性MPa，取最大值142MPa由于本切断 机切断的最大刚筋粗度为：*岫二把mm则本机器的最小切断力为：Q > 142取切断机的Q=22000N2.2功率计算由图可知，刀的速度小于曲轴处的线速度则切断处的功率P :可查表可知在传动过程中，带传动的效率为n= 0.94~0.97；二级齿轮减速器的效率为n= 0.96~0.99；滚动轴承的传动效率为n= 0.94~0.98；连杆传动的效率为n= 0.81~0.88； 滑动轴承的效率为昨庭899由以上可知总的传动效率为：n= 0.94x0.96x0.98x0.81=0.72由此可知所选电机功率最小应为 kw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Y112M6，输出功率为2.2kw，输出速度为960 r/min。
3.传动结构设计3.1基本传动数据计算3.1.1分配传动比电动机型号为Y,满载转速为960 r/mina）总传动比 15b）分配传动装置的传动比上式中ii1分别为带传动与减速器（两级齿轮减速）的传动比，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地齿数初步取i0=2,则减速器的传动比为 旬2C）分配减速器的各级传动比按展开式布置，查阅有关标准，取i =6.4，则i =5注以下有i代替i，i代替i）11 22 1 11 2 223.1.2计算机构各轴的运动及动力参数a）各轴的转速iiimII轴—= 75r/twi6.4y = 15r/mmb）各轴的输入功率II轴孔次孔二2愉S 97 乂 0.98二1.顺顷c）各轴的输入转矩电动机输出转矩=9550x—= 21.89Nm%0I 轴 ‘I 二气 W ^ol = 21.S9x2xO.94 = 41.15NmII轴写=43］对1产41.15槌4罚.齐0就二须一35此皿m 轴弓二乌斗顽必=250.35x5x0.97x O.$S = 11S5.91N m3.2带传动设计3.2.1由设计可知：V带传动的功率为2.2kw，小带轮的转速为960r/min,大带轮 的转速为480r/min。
查表可知工况系数取Ka=1.5 , Pc=1.5x2.2=3.3kw根据以上数值及小带轮的转速查 相应得图表选取A型V带 °3.2.2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d =2x100=200mm2兀/if 3.14x100x960 … ，I】= — — _I 11 m i1 ■?3.2.3 带速的确定： 60X1000 60X1000 ■3.2.4中心矩、带长及包角的确定由式0.7(d1+d2) W = 3.40K=0.93 则 (97 + 0'11*0'96跟93 取 z=4K =500^(—3.2.6张紧力 记氐_ 1) + gU查表 q=0.10kg/m3.2.7作用在轴上的载荷：a 165 2已二 2 Z 蜘. Sin- = 2x4xl33.1xsin— =1055.9N" ° 2 2图1带轮的结构与尺寸图3.2.8带轮结构与尺寸见零件图3.3齿轮传动设计3.3.1第一级齿轮传动设计а） 选材料、确定初步参数1） 选材料 小齿轮：40Cr钢调制，平均取齿面硬度为260HBS大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为260HBS2） 初选齿数 取小齿轮的齿数为20，则大齿轮的齿数为20x6.4=128¥二润3） 齿数比即为传动比 W4） 选择尺宽系数wd和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选取乳=°・6初估小齿轮直径d1=60mm，则小齿轮的尺宽为b=^dx d1=0.6x60=36mm5）齿轮圆周速度为：兀 xd"町］TTx 60x430v — — — 1. j n 1 / sEDS 6。
其10 参照手册选精度等级为9级б） 计算小齿轮转矩T1T】=9.55X106 = 9.55X106 x史竺=皿片］ 4E07）确定重合度系数％、七：由公式可知重合度为8）确定载荷系数Kh、Kf确定使用系数K :查阅手册选取使用系数为K =1.85确定动载系数K :查阅手册选取动载系数K=1.10确定齿间载荷分布系数K八K :b）齿面疲劳强度计算1）确定许用应力［（］ H①总工作时间th，假设该切断机的寿命为10年，每年工作300天，每天工作8个小 时，则：②应力循环次数N1、N2M 二 Mi = 60用血£ zr 于i-l E ）九=60^1＞；480xl2000 ＞；0.2+0.7^ ＞；0.5 + 0.4^ 力0.3）=1X108③ 寿命系数zni、zn2，查阅相关手册选取zni=i・0、zn2=i.i5④接触疲劳极限取：oh|imi=720MPa、气|im2=580MPa⑤安全系数取：S =i.0 h⑥许用应力ghi］、［oh2］[%"弗”4 = 667MP&2） 弹性系数ZE查阅机械设计手册可选取茶7如而蓦3） 节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取ZH=2.54） 求所需小齿轮直径di「19。
妃,5x0.877]720 /=55.34mm与初估大小基本相符5）确定中心距，模数等几何参数“空心Uy中心距a：圆整中心矩取222mm模数m：由中心矩a及初选齿数Z1、Z2得：2« 2x173 十啊= = =3£ l +£.-[ 2 + y a分度圆直径d1,d2dY = mz1 = 3x20 =。