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1、江苏城市职业学院 毕业设计(论文)（ 2012 届）设计（论文）题目 钢筋校直机设计办学点（系） 江苏城市职业学院张家港办学点专 业 机电一体化班 级 07学 号 学 生 姓 名 起 讫 日 期 2011.11.102012.3.10 地 点 江苏城市职业学院张家港办学点 指 导 教 师 职称 讲 师2011年 12月 5 日江苏城市职业学院 钢筋校直机的设计31引言31.1设计钢筋校直机的目的意义31.2国内外技术发展现状31.3设计内容4（1）总体设计4（2）校直系统的设计4（3）传动系统的设计42设计任务书（JR）52.1设计依据52.2产品用途及使用范围52.3主要技术指标和参数52.
2、4总体布局和结构概述62.5关键问题及解决方法73设计计算说明书（SS）73.1总体设计73.1.1总体机构及工作原73.1.2主要技术参数83.2校直机构的设计83.3传动系统的设计93.3.1功率计算及电机选择93.3.2传动比分配93.3.3主要传动零件的设计93.3.3.1轴的设计93.3.3.2齿轮传动设计113.3.3.3V带轮传动设计133.3.3.3.1第一对V带设计133.3.3.3.2第二对V带设计193.4机架设计244使用说明书(SM)254.1型号与名称254.2结构概述254.3主要技术参数264.4使用与维护265标准化审查报告（BS）266结论27（1）总体设计
3、27（2）校直机构的设计27（3）传动系统的设计27参考文献28钢筋校直机的设计1引言1.1设计钢筋校直机的目的意义21世纪是一个技术创新的时代，随着我国经济建设的高速发展，钢筋混凝土结构与设计概念得到不断创新，高性能材料的开发应用使预应力混凝土技术获得高速而广泛的发展，在钢筋混凝土中，钢筋是不可缺少的构架材料，而钢筋的加工和成型直接影响到钢筋混凝土结构的强度、造价、工程质量以及施工进度。所以，钢筋加工机械是建筑施工中不可缺少的机械设备。在实际生产中，钢筋全是以圆盘状出现的，这样生产者方便运输，但工地施工时所需要的钢筋都为直钢筋，这是钢筋校直机的作用是不可缺少的，它将盘状钢筋校直成为直钢筋用于
4、建筑中。1.2国内外技术发展现状钢筋技术推广的社会和经济效益十分显著，因此高强钢筋得到了广泛的应用。欧美等工业发达国家对混凝土结构中钢筋的性能要求较高，多采用400到500MPa可焊钢筋，其实物的质量高于标准规定。盘卷供料的钢筋需要校直后才能使用，目前国内还没有能满足校直性能较高的钢筋校直机，国内钢筋校直机现有的校直强度都在350MPa左右。20世纪70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。有小到16mm金属丝校直机和大到600mm管材校直机。有速度达到300mmin的高速校直机和精度达到0038mmm的高精度校直机。同时也引进许多先进的校直设备。如英国的布朗克斯(BRONX)校直
5、机；德国的凯瑟林(Kieserling)校直机、德马克(Demag)连续拉弯校直机及高精度压力校直机；日本的薄板校直机等。值得自豪的是我国科技界一直在努力提高自己的科研设计和创新能力。从20世纪50年代起就有刘天明提出的双曲线辊形设计的精确计算法及文献提出的校直曲率方程式。6080年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形计算法。与此同时，以西安重型机械研究所为代表的科研单位和以太原重型机器厂为代表的设计制造部门完成了大量的校直机设计研制工作。不仅为我国生产提供了设备保证，还培养了一大批设计研究人员。进入90年代我国
6、在赶超世界先进水平方向又迈出了一大步，一些新研制的校直机获得了国家的发明专利；一些新成果获得了市、省及部级科技成果进步奖；有的获得了国家发明奖。近年来我国在反弯辊形七斜辊校直机，多斜辊薄壁管材校直机、3斜辊薄铜管校直机、双向反弯辊形2辊校直机、复合转式校直机，平行辊异辊距校直机及校直液压自动切料机等研制方面相继取得成功。在矫直高强度合金钢方面也已获得很好的矫直质量。其校后的残留挠度为0205mmm。此外，从20世纪60年代以后拉伸与拉弯校直设备得到很大发展，对带材生产起到重要作用。1.3设计内容（1）总体设计钢筋校直机结构主要有机架，校直机构，传动机构组成。机架主要是由钢板焊接而成。校直机构采
7、用是轮辊式，主要是由校直轮、轴、齿轮组成。传动系统主要由电动机和V带轮构成。（2）校直系统的设计钢筋校直机的校直构，采用的是轮辊式，轮辊采用的是相互交错分布，对钢筋施加交变应力，使原来的弯曲抵消。（3）传动系统的设计传动系统采用的是V带传动，电机通过一个二级V带传递到钢筋校直机的主轴上，主轴转动带动送料轮，达到输送钢筋到校直机的作用。2设计任务书（JR）2.1设计依据由于现在我国正处于飞速发展中，我国现有人口众多，现在每个城市都新建很多高楼、铁路等设施，需要大量钢筋，钢筋校直机的需求也有所增加。我设计的钢筋校直机是根据现有钢筋校直机实物为基础简化设计而成。2.2产品用途及使用范围钢筋校直机主要
8、适用于建筑工程、道路桥梁、水利电力工程、混凝土预制构件、冶金和机械行业的领域，结构简单、自动化程度高、操作安全灵活简单、坚固耐用、适用范围广泛。2.3主要技术指标和参数表1 校直机参数参数名称数值校直钢筋直径（mm）412钢筋抗拉强度(MPa)650牵引速度(m/min)30校直轮转速(r/min)94送料轮 (mm)150电机型号Y112M-6功率 (kW)2.2外形尺寸：长(mm)宽(mm)高(mm)1180918.5915整机重量(kg)5002.4总体布局和结构概述钢筋校直机以电动机为动力元件，电动机通过二级V带轮机构，降低转速传至主动轴，使主动轴上的送料轮达到输送钢筋到校直机构进行校
9、直。送料轮的正上方有一个和送料轮宽度相同的压料轮。两轮将钢筋压紧，通过摩擦力完成送料。送料机构和出料结构相同。由送料机构输送钢筋到小指机构，钢筋在校直机构中进行校直，在送到出料机构，完成校直过程。结构示意图所示。2.5关键问题及解决方法钢筋在校直过程中是否会有卡住问题，不能进行校直。一旦发生卡住情况，则必须停止校直，需操作工人重新调整钢筋位置，再次校直。3设计计算说明书（SS）3.1总体设计3.1.1总体机构及工作原 图1 总结构示意图1.电动机 2.V带轮 3.直齿轮 4.压料轮 5.送料轮 6.主动轴 7.机架工作原理是电动机带动V带轮，通过V带轮降低转速，传递给主动轴，主动轴带动送料轮，
10、将钢筋送入校直机构进行校直。3.1.2主要技术参数钢筋校直机技术参数见表2表2 技术参数表项目数据校直钢筋范围校直钢筋长度45m/min送料轮转速94r/min送料轮直径150mm电动机转速940r/min电动机功率2.2kw3.2校直机构的设计材料的弯曲可以看成是受到某种应力的作用而产生，我们可根据材料的特性和各种曲率算出应施力的点与力的大小，但这往往是极复杂而不必要的，实际中代之以施加交变应力的方法。校直机构的作用实质是施加频率较高的周期性交变应力，使材料产生超过其弹性限度的变形，变形在相反的方向上交替发生。交替变形达一定程度后，以较慢速率逐渐减弱至零，原来的弯曲即被抵消。钢筋校直机的校直
11、机构采用的是轮辊的方式，钢筋通过交错分布的轮辊后，使钢筋发生频率较高的弹性形变，抵消原有的弯曲，达到校直的目的。校直机构如图2所示。图2 校直构示意图3.3传动系统的设计3.3.1功率计算及电机选择我所设计的钢筋校直机校直钢筋速度为大于等于45m/min，电机不能够直接连接送料轴，需通过V带连接，使得送料轴的转速降低，符合我所校直的钢筋速度。送料轮的转速为96r/min，我设计的V带传动比为10。所以我选的电机型号为Y112M-6，额定功率为p=2.2kw，转速为n=940r/min，最大转矩2.0，重量45kg。3.3.2传动比分配我设计的是一个二级V带减速装置。运用V带传动，结构简单，方便
12、维修，传动效果好。总传动比为10。第一对V带轮的传动比是5。小带轮直接连接电动机，大带轮连接中间轴。第二对V带轮的传动比是2。小带轮连接中间轴，大带轮连接主动轴。3.3.3主要传动零件的设计3.3.3.1轴的设计根据工作条件，初选轴的材料为45钢，调质处理，按扭矩强度法进行最小根据工作条件，初选轴的材料为45钢，调质处理，按扭矩强度法进行最小直径估算，即错误！未找到引用源。.选定轴最小直径d=34mm。电动机轴的扭矩：式中 p额定功率（kw） n电动机转速（r/min）错误！未找到引用源。动力轴的扭矩：式中 T电动机轴的扭矩（N/m）； 传递效率； 传动比 。错误！未找到引用源。从动轴和动力轴
13、尺寸相同，动力轴比从动轴多轴和V带轮连接的部分。动力轴的尺寸确定。图3 主动轴示意图轴的最小直径尺寸：，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。根据传动齿轮确定轴的尺寸：，。根据轴承，确定尺寸：，。轴环的尺寸：，轴承内径确定轴的尺寸：，送料轮内径确定轴的尺寸：，。从动轴尺寸确定。 图4 从动轴示意图根据从动齿轮确定轴的尺寸：，错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。根据轴承，确定尺寸：，。轴环的尺寸：，。轴承内径确定轴的尺寸：，。送料轮内径确定轴的尺寸：，。3.3.3.2齿轮传动设计校直机的送料轮与校直轮之间需要传动装置，我选择了齿轮出动，由于我所设计的送料轮与校直轮直径也孔径相同，所以齿轮的
14、传动比为错误！未找到引用源。，这里我至于要设计一个齿轮即可。由于送料轮与校直轮之间等距错误！未找到引用源。，我的齿轮分度圆直径错误！未找到引用源。由于动力轴已经确定，齿轮的孔径错误！未找到引用源。齿轮位于轴的一端属于悬臂布置，所以，齿轮上齿数为z=100.模数：错误！未找到引用源。齿轮宽： 齿顶高系数，顶隙系数齿距：错误！未找到引用源。齿高：错误！未找到引用源。根据使用情况,则选用8级精度的齿轮。选择材料：小齿轮选用45号钢，调质处理，；大齿轮选用45号钢，正火处理，；按国家标准，分度圆上的压力角；对于正常齿，2.6.1验算齿面接触疲劳强度因电机驱动，载荷平稳，查表，由于速度v=3.17m/s,8级精度齿轮，查图得，轴上轴承不对称分布，且，查图得，齿宽。取b=54mm, 。查表得载荷系数计算端面和纵向重合度：由查图得，取u=2.7=158MP 根据材料热处理，图，则计算出许用应力由图得，验算弯曲疲劳强度 3.3.
