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1、 xxxxxxx大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 钢筋弯曲机的设计 姓 名： xxxxxx 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 2008.02 学 号： xxxxxxxxx 指导教师： xxx 2012年06月18日毕业论文（设计）诚信声明本人声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得xxxx大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示
2、了谢意。论文（设计）作者签名： 日期： 2012年 6 月 18 日 毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文（设计）的复印件和电子版，允许论文（设计）被查阅和借阅。本人授权xxxx大学可以将本毕业论文（设计）全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。本人离校后发表或使用该毕业论文（设计）或与该论文（设计）直接相关的学术论文或成果时，单位署名为xxxx大学。论文（设计）作者签名： 日期：2012 年 06 月 18 日指 导 教 师 签 名： 日期： 2012年 06月 18 日目
3、 录摘 要IABSTRACTII1绪 论11.1钢筋弯曲机的设计的目的和意义11.2钢筋弯曲机的国内外研究现状11.3设计主要研究的内容22 总体方案的确定42.1传动方案的确定42.2工作台面的弯曲方案及弯曲的控制63电动机的选择83.1钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸83.2弯曲20的钢筋所需的弯矩83.3电动机的确定94确定传动比及运动参数114.1分配传动比114.2计算传动装置的运动和动力参数115 V带传动的传动设计135.1 V带的设计计算135.2带轮的结构设计156圆柱齿轮设计176.1 第一级齿轮传动设计176.2 第二级齿轮传动设计217 轴的设计及校核267.1 轴的设
4、计267.2 轴的设计287.3 轴的设计307.4 轴的校核327.5 轴的校核377.6 轴的校核398 轴承和键的校核438.1轴承校核438.2键的校核449 结论46参考文献47致 谢48钢筋弯曲机设计摘 要钢筋弯曲机是建筑工地必不可少的机械，能有效的提高生产效率，减少工人劳动强度，提高钢筋弯曲精度。本文所设计的钢筋弯曲机适用于弯曲4-20毫米的钢筋，其传动机构为全封闭式，采用两级变速，工作转速满足弯曲要求，使加工效率高、加工精度高、劳动强度小。钢筋的弯曲角度由工作盘侧面的触杆与限位开关调节，打弯钢筋后可以自动归位，能实现弯曲角度的自动化。与目前实际应用的各种钢筋弯曲机相比，本机操作
5、简单，弯曲形状一致，调节方便，性能稳定。本文对V带轮和圆柱传动齿轮进行了设计计算，并对轴、键和轴承等关键部件进行了力学分析计算和强度校核，表明该钢筋弯曲机完全符合设计要求。关键词：钢筋弯曲机；弯曲角度；弯矩；主轴扭矩The Design of Bending Machine for RebarAbstractBending machine for steel bars is essential to building industry, which can effectively improve the production efficiency, reduce labor intensity
6、 and improve the accuracy of bending for the steel bars. The bending machine designed is suitable for the steel bars with various diameters from 4 to 20 millimeters, which is enclosed entirely. With two speed transmission, the bending machine has the characteristic of high efficiency, high precision
7、 and low labor intensity. The bending angle is adjusted by the bar along the working disc and the limit switch, with which the bar having been bent can return to the original position to realize the automation of bending process. Compared to the bending machines applied presently, the machine design
8、ed has some obvious advantages, such as easy operating, uniformity of bending angle, convenient adjustment and high stability. The design and calculation for the V pulley and cylindrical gear is completed, in addition, some key parts of the machine are verified, which suggests that the bending machi
9、ne designed satisfy the demand of the plan.Key words: bending machine for rebar; bending angle; bending moment; twisting moment of spindle1绪 论1.1钢筋弯曲机的设计的目的和意义钢筋弯曲机是建筑业常用的工程机械之一，主要是将钢筋加工成各种形状以满足生产需要，随着工业生产的发展，各种钢筋制品广泛地应用在现代工程领域的各个方面，如建筑、船舶、航天等行业，尤其在建筑上应用非常广泛。因此，有很多技术人员正在研究钢筋弯曲机，以实现高效率的生产。当前我国正在大力发展基
10、础建设及城市化建设,各种建筑耗费了大量的钢筋，其中钢箍加工的效率和质量是最难解决的问题之一，钢箍不仅使用量非常大,而且形状和尺寸变化复杂,尺寸精度要求高，钢箍的制作在原钢筋加工中是劳动强度大，人力物力消耗大，低效率，低质量保证的环节。随着我国建筑行业的快速发展，为了响应政府及各建筑单位对钢筋制做自动化技术的迫切要求，急需一种适用范围广，效率高，消耗低，质量高的钢筋弯曲机。通过对比现今各种钢筋弯曲机的性能，不难发现仍有很多的不足之处，各零部件仍有很大设计余量，还有很大的发展改进潜力。因此，需要在原有各种钢筋弯曲机的基础上，对原有的传动能力和承载性能进行改进，设计一种满足高水准工程建设的需要，并且
11、尽可能的扩大对钢筋的适用范围。1.2钢筋弯曲机的国内外研究现状在各种建筑工程中，大量使用钢筋弯曲机。因此，国内外有很多技术人员正在研究钢筋弯曲机，以实现高效率的生产1-2。1991年黄立新完整地阐述了国产的GW一4O型半自动钢筋弯曲机的工作原理；1993年chwarzhopt和Betonwerk提出了生产钢筋的自动机床的主要特征及发展前景，同时提出了如何使钢筋生产达到自动化和计算机化；1996年刘鸿鹰对GW40B型的钢筋弯曲机进行了深入地研究；同年，丹麦Sterna公司生产了Unimatic 18 VS型钢筋自动成型加工机，2000年，又生产了Twinmatic 1。近来国产钢筋弯曲机的生产、
12、使用呈现快速增长的趋势，其传动方案主要有两种，即“带一两级齿轮一蜗轮蜗杆传动”及“带一三级齿轮传动”，其中以“带一两级齿轮一蜗轮蜗杆传动”方案的弯曲机的生产、应用较为普遍，市场占有率高。随着所需加工弯曲的钢材尺寸逐渐加大，钢材技术性能的不断改良，在使用中发现有弯不动的情况或者电机发热严重的现象。从理论上讲，可以通过增加驱动电机的功率来解决此类问题，但这会增加产品的生产及使用成本，因此，设计生产性价比优良的钢筋弯曲机一直是生产厂家努力的目标。国内设计工作者很早就对此问题进行了研究，但相关文献主要探讨钢筋弯曲变形所需功率的大小，而未涉及传动方案不同对其的影响，亦未见国外对此问题的研究报道3-4。现
13、行的钢筋弯曲机主要有两种传动方案，一种为电机通过一级带传动、两级齿轮传动、一级蜗轮蜗杆传动，简称蜗轮蜗杆传动方案。另一种为电机通过一级带传动、三级齿轮传动，简称全齿轮传动方案。蜗轮蜗杆传动弯曲机的市场占有率远大于全齿轮传动弯曲机5-6。开发自动控制角度钢筋弯曲机是一个方向，也是钢筋弯曲机走出国门、参与国际竞争的关键，设计制造简单可靠的角度控制系统是关键，在钢筋弯曲机上，开发完善角度控制系统，可以使钢筋弯曲机与钢筋弯箍机的功能相重叠。为了钢筋弯曲机工作后可以自动归位，可以采用离合器单向传动技术，并通过扭力弹簧使工作盘归位7。也可采用液压传动的钢筋弯曲机，可以设计为既可以弯钢筋，又可以弯圆箍8。但
14、这样的传动已经与常用的钢筋弯曲机不属于一类机型，结构更复杂。现在工程机械发展迅速，工程建设对各种机械的精度、效率要求也越来越高。工程建筑方面对钢筋的形状要求也越来越复杂，这就要求要有性能可靠，能够满足钢筋弯曲生产的弯曲机。但是钢筋弯曲机的发展却跟不上发展步伐，很大程度上阻碍了生产建设进度，浪费大量人力，增加建设成本9-10。本文拟对钢筋弯曲机传动方案从传动效率、传动精度方面进行分析比较，提出一种传动方案的改良思路，以便广大用户更好地选择所需的机型，也有利于生产厂家设计生产满足市场需要的产品，促进国产钢筋弯曲机设计、生产、使用水平的进一步提高，解决目前钢筋弯曲机的局限性。1.3设计主要研究的内容1.3.1研究内容设计一种角度可调的半自动钢筋弯曲机，钢筋的上料采用人工完成，角度控制以及钢筋的弯曲由弯曲机自动进行。该钢筋弯曲机主要有机械控制系统、操作系统、回转系统、工作台面、动力驱动装置等部分组成。本题在当前钢筋弯曲机的基础上，设计一种操作简单、效率高的钢筋弯曲机，并且提高弯曲角度的控制精度，同时使之适应当今工程建设方面中的各种型号的钢筋的弯曲，最大限度的提高所设计弯曲机的适用
