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常州工學(xué)院 （成人教育） 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 副標(biāo)題 性 質(zhì)： √ 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 學(xué)生姓名 馬曉均 年 級(jí) 2005級(jí) 教 學(xué) 點(diǎn) 無(wú)錫技師學(xué)院 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 指導(dǎo)教師 李 超 評(píng)定成績(jī) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 常州工學(xué)院成人（繼續(xù)）教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 系： 機(jī)電 專業(yè)：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用 班級(jí)：數(shù)控2005級(jí) 學(xué)生姓名 馬曉均 指導(dǎo)教師 李超 職稱 講師 課題名稱 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 課 題 工 作 內(nèi) 容 我國(guó)工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的根本動(dòng)因。 　　我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及2004年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行。 指 標(biāo) ︵ 目 標(biāo) ︶ 要 求 1.鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬的總體設(shè)計(jì)。 2.技術(shù)圖樣折合A0不少于兩張 。 3.設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，字?jǐn)?shù)不少于10000字。 4.本設(shè)計(jì)的主要目的就是建筑的生產(chǎn)率。 進(jìn) 程 安 排 主 要 參 與 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。互換性與測(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 地 點(diǎn) 起止 日期 2007年2月26----2007年4月25日 系主任： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 年 月 日 目 錄 中文摘要 ……………………………………………………………………………1 第一章 緒 論 …………………………………………………………………2 第二章 彎矩計(jì)算與電動(dòng)機(jī)選擇 …………………………………………………2 2.1 工作狀態(tài) ……………………………………………………………………2 2.1.1 材料達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩 ……………………………………………2 第三章 v帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………3 3.1 V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………………3 第四章 圓柱齒輪設(shè)計(jì) ……………………………………………………………6 4.1 選擇材料………………………………………………………………………6 4.2 接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) …………………………………………………… 7 4.3 齒輪校核 …………………………………………………………………… 8 4.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算……………………………………… 11 第五章 第三級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)……………………………………………………12 5.1 選擇材料…………………………………………………………………… 12 5.2 接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)…………………………………………………… 12 5.3 齒輪校核…………………………………………………………………… 14 5.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 ………………………………………16 第六章 軸設(shè)計(jì)……………………………………………………………………18 6.1 計(jì)算作用在軸上的力…………………………………………………………18 6.2 計(jì)算支力和彎矩………………………………………………………………18 6.3 截面校核………………………………………………………………………20 第七章 主軸設(shè)計(jì)…………………………………………………………………22 7.1 計(jì)算作用在軸上的力…………………………………………………………22 7.2 計(jì)算支力和彎矩………………………………………………………………23 7.3 截面校核………………………………………………………………………25 第八章 軸承的選擇 ………………………………………………………………26 8.1滾動(dòng)軸承選擇 …………………………………………………………………26 第九章 總結(jié) ………………………………………………………………………27 致 謝 ………………………………………………………………………………28 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………29 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 1 中文摘要 熟悉國(guó)內(nèi)各種鋼筋彎曲機(jī)型號(hào)及各自的性能與應(yīng)用，結(jié)合各鋼筋彎曲機(jī)使用的 情況與現(xiàn)狀的市場(chǎng)情況對(duì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較并設(shè)計(jì)出合適的鋼筋彎曲機(jī)。 通過(guò)強(qiáng)度計(jì)算分析，認(rèn)為現(xiàn)有 GW-40 彎曲機(jī)的大部分零件有較大的設(shè)計(jì)裕量， 需要改變個(gè)別零部件及電動(dòng)機(jī)功率即可大幅度提高加工能力，滿足 40 鋼筋的 彎曲加工。還可以升級(jí)為 GW-50 鋼筋彎曲機(jī)。 鋼筋彎曲機(jī)滿足 40 鋼筋的彎曲加工，彎曲角度為 90 度的彎曲件做為設(shè)計(jì)對(duì) 象。對(duì)鋼筋彎曲機(jī)進(jìn)行應(yīng)用范圍設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 鋼筋彎曲機(jī)，始彎矩，終彎矩，主軸扭矩 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第一章 緒 論 我國(guó)工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提升 自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政 策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的根本動(dòng)因。 受國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開(kāi)發(fā)、西氣東輸、西電東送、青 藏鐵路、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)以及公路（道路） 、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施，這對(duì) 于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō)可謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢(shì) 頭旺盛。同時(shí)受我國(guó)加入 WTO 和國(guó)家鼓勵(lì)出口政策的激勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢(shì)也明 顯好轉(zhuǎn)。 我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、 建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及 2004 年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行了深入透徹的分析。 第二章 彎矩計(jì)算與電動(dòng)機(jī)選擇 2.1 工作狀態(tài) 1.鋼筋受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記圖 2-1。設(shè)鋼筋所需彎矩：M t= 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 與鋼筋軸線夾sini0LFr 角。 當(dāng) Mt 一定，a 越大則撥斜柱及主軸徑向負(fù)荷越小；a=arcos(L 1/Lo)一定，L o越大。因此， 彎曲機(jī)的工作盤應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離 L0 GW-50 鋼筋彎曲機(jī)的工作盤設(shè)計(jì)：直徑 400mm，空間距 120mm，L 0=169.7 mm，Ls=235，a=43.8 0 a 117.45 圖 2-1 鋼筋受力情況 1-工作盤；2-中心柱套；3-撥料柱 4-擋料柱；5-鋼筋；6-插入座 2.鋼筋彎曲機(jī)所需主軸扭矩及功率 按照鋼筋彎曲加工規(guī)范規(guī)定的彎曲半徑彎曲鋼筋，其彎曲部分的變形量均接近或過(guò)材 的額定延伸率，鋼筋應(yīng)力超過(guò)屈服極限產(chǎn)生塑性變形。 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 3 2.1.1 材料達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩 1.按 40 螺紋鋼筋公稱直徑計(jì)算 M0=K1W s式中，M 0為始彎矩，W 為抗彎截面模數(shù)，K 1為截面系數(shù)，對(duì)圓截面 K 1=1.7；對(duì)于 25MnSi 螺紋鋼筋 M0=373（N/mm 2）,則得出始彎矩 M0=3977（Nm） 2. 鋼筋變形硬化后的終彎矩 鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強(qiáng)化） ，產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩：M=（K 1+K0/2Rx） W s式中，K 0為強(qiáng)化系數(shù)，K 0=2.1/ p=2.1/0.14=15, p為延伸率，25MnSi 的 p=14%，R x=R/d0,R 為彎心直徑，R=3 d 0， 則得出終彎矩 M=11850（Nm） 3. 鋼筋彎曲所需距 Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）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 50I 級(jí)鋼筋（ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：M t=8739（Nm）,取較大者作 為以下計(jì)算依據(jù)。 4. 電動(dòng)機(jī)功率 由功率扭矩關(guān)系公式 A0=Tn/9550=2.9KW,考慮到部分機(jī)械效率 =0.75，則電動(dòng)機(jī)最大 負(fù)載功率 A= A0/=2.9/0.75=3.9（KW） ，電動(dòng)機(jī)選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為 =4（KW）,額定轉(zhuǎn)速 =1440r/min。eAen 5. 電動(dòng)機(jī)的控制 （如圖 2-2 所知） 制動(dòng)剎車 電機(jī)反轉(zhuǎn) 電機(jī)正轉(zhuǎn) 圖 2-2 鋼筋彎曲電氣圖 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 =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) 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 1. 設(shè)計(jì)功率 根據(jù)工作情況由表 8122 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 812 選定 A 型dP1nmir 3. 計(jì)算傳動(dòng)比 = = =2.821n540 4. 小帶輪基準(zhǔn)直徑 1d 由表 8112 和表 8114 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)(12d 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 = =5.6210647501ndsm 7. 初定軸間距 a 0.7（ + ） （ + ）1d201d2 0.7（75+205） （75+205） 196 560a 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 5 取 =400mm0a 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 818 選取 mLd1250 9. 實(shí)際軸間距 a =400mm200d 10. 小帶輪包角 1 = -1080123.57ad = 006. = 1238 11. 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據(jù) =75mm 和 =1440 由表 8127（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 8127（c）用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的in401r5.2 =0.17KWp 13. V 帶的根數(shù) Z Z= Ldk)(1 根據(jù) 查表 8123 得 =0.9503.6k 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 根據(jù) =1250mm 查表得 818 得 =0.93DLLk 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 8124 查得 A 型帶 m=0.100F2)15.2mzpkd mkg 則 =500（ =99.53N0 2).d 15. 壓軸力 QF = =2 =1372N2sin10Z238.16sin75.90 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 確定 和 及精度等級(jí)limHliF 參考表 8324 和表 8325 選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為 40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 7 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 838（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 = =1120Mpa；由圖 839（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得limHliF FE1= FE2=700Mpa, Flim1= 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 8328 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) aCmAa(+1) 321HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH8 取a17520 2. 確定模數(shù) m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=1.44, 取 m=3mm 3. 確定齒數(shù) z ,z12 z = = =20.51 取 z =211)(ma)5.(301 z =z =5.5 21=115.5 取 z =1162 2 4. 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表 835 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 d = d +2h =348+2 3=353mm2 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 端面壓力角 02 基圓直徑 d = d cos =63 cos20 =59.15mm1b0 d = d cos =348 cos20 =326.77mm2 齒頂圓壓力角 =arccos =31.021at1ab0 = arccos =22.632at 2abd0 端面重合度 = z （tg -tg ）+ z (tg -tg )a11at 22at =1.9 齒寬系數(shù) = = =1.3d1b6380 縱向重合度 =0 4.3 齒輪校核 1. 校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表 8315 校核） 強(qiáng)度條件： = H 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中： 名義切向力 F = = =2005Nt10dT6317.0 使用系數(shù) K =1（由表 8331 查?。〢 動(dòng)載系數(shù) =（ ）V20B 式中 V= smnd7.1654.316 A=83.6 B=0.4 C=6.57 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 9 =1.2VK 齒向載荷分布系數(shù) K =1.35（由表 8332 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)稱支稱公式計(jì)算）H34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8333 查?。?.1H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由圖 8312 查?。?. 螺旋角系數(shù) （由圖 8313 查?。? 彈性系數(shù) （由表 8334 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 8335 查取）limH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8317 查?。㎞TZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8320 查?。￢,7.1s 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8321 查?。㏑Z 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8322 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由圖 8323 查取）X 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 則： = =826MPaH03.18596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強(qiáng)度 （按表 8315 校核） 強(qiáng)度條件： = 1F 許用應(yīng)力： = ； 1 FVASaFnt KYbm1212SFF 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8315（a）查?。?Y2 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由圖 8316（a）查?。?.Sa7.SaY 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8330 計(jì)算）FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8333 查?。?則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應(yīng)力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中： 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8335 查?。﹍imFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按表 8330 查?。㏕Y 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8325 查?。﹔elT 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 11 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8326 查?。﹍TYRe 尺寸系數(shù) =1（按圖 8324 查?。 則 =FMPa497.025.13 滿足， 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 GB1009588（參考表 8354 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 8358 查取）第公差組檢驗(yàn)切 向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按表 8369 計(jì)算，由表 8360，1iFifP 表 8359 查取)；第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8369 計(jì)算，由表 8359 查取） ；第公差組檢驗(yàn) 齒向公差 =0.012（由表 8361 查?。?。 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考表 8358 選擇）對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏 差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8353m 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；公法線的平均長(zhǎng)度上偏差siEptf = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 =-0.110mm,下偏差WSsTF0202sin36.a = cos +0.72 sin =-0.144 cos +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8wiEsi 319 及其表注說(shuō)明求得公法線長(zhǎng)度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長(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 810.26.587 f 365 查得 = ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8364 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 8358 的表注icF 3，由表 8369，表 8359 及表 8360 計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8358 的表注 3，由表 8369，表 8359 計(jì)算與查?。?。對(duì)箱體，icf 檢驗(yàn)軸線的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8363 查?。?。確定齒坯的精度xfyf 要求按表 8366 和 8367 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。 3. 齒輪工作圖 4-1： 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 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 Hlim和 Flim及精度等級(jí)。 參考表 8324 和表 8325 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 4850HRc，精度等級(jí)為 6 級(jí)。按硬度下限值，由圖 838（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 Hlim= Hlim=1120Mpa；由圖 839（d）中的 MQ 級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得 FE1= FE2=700Mpa, Flim1= 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 8328 公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) aCmAa(+1) 21HKT =1C483 K=1.7 mNT1624.0MPaH86 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 13 則 a=325mm 取 a=400mm 2. 確定模數(shù) m (參考表 834 推薦表) m=(0.0070.02)a=2.88, 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 835 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 =107.16mm1b0 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 )a11at 22at =1.15 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 齒寬系數(shù) = = =1.3 d1b6380 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 8330 校核） 強(qiáng)度條件： = H 計(jì)算應(yīng)力： =Z Z Z Z Z 1BE1bdFKktHVA = 2H1BD 式中： 名義切向力 F = = =34107Nt10dT631902 使用系數(shù) K =1（由表 8331 查取）A 動(dòng)載系數(shù) =（ ）V20B 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 8332 按硬齒面齒輪，裝配時(shí)檢修調(diào) 6 級(jí)精度H K 非對(duì)稱支稱公式計(jì)算）H34.1 齒間載荷分配系數(shù) （由表 8333 查?。?.1H 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) = 1.5（由圖 8311 查?。㈱ 重合度的系數(shù) （由圖 8312 查?。?. 螺旋角系數(shù) （由圖08313 查?。?鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 15 彈性系數(shù) （由表 8334 查?。㎝PaZE8.19 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 8335 查取）limH 壽命系數(shù) =0.92（由圖 8317 查?。㎞TZ 潤(rùn)滑劑系數(shù) =1.05（由圖 8319 查取，按油粘度等于 350 ）L sm 速度系數(shù) =0.96（按 由圖 8320 查?。￢,7.1s 粗糙度系數(shù) =0.9（由圖 8321 查取）RZ 齒面工作硬化系數(shù) =1.03（按齒面硬度 45HRC，由圖 8322 查?。￤ 尺寸系數(shù) =1（由圖 8323 查?。 則： = =826MPaH0.1596.012.10 滿足 H 2. 校核齒根的強(qiáng)度 （按表 8315 校核） 強(qiáng)度條件： = 1F 許用應(yīng)力： = ； 1 FVASaFnt KYbm1212SFF 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 式中：齒形系數(shù) =2.61， =2.2（由圖 8315（a）查?。?FY2F 應(yīng)力修正系數(shù) ， （由圖 8316（a）查?。?.Sa7.1SaY 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù) =1.0（由圖 8314 查?。℡ 齒向載荷分布系數(shù) = =1.3（其中 N=0.94，按表 8330 計(jì)算）FKNH 齒間載荷分配系數(shù) =1.0（由表 8333 查取） 則 =94.8MPa1F = =88.3MPa26.127 許用應(yīng)力： = （按 值較小齒輪校核）FXlTrelNTSYYRlimlimF 式中： 極限應(yīng)力 =350MPali 安全系數(shù) =1.25（按表 8335 查?。﹍imFS 應(yīng)力修正系數(shù) =2（按表 8330 查取）TY 壽命系數(shù) =0.9（按圖 8318 查?。㏒ 齒根圓角敏感系數(shù) =0.97（按圖 8325 查?。﹔elT 齒根表面狀況系數(shù) =1（按圖 8326 查?。﹍YR 尺寸系數(shù) =1（按圖 8324 查?。 則 =FMPa497.025.13 滿足， 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 GB1009588（參考表 8354 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 8358 查?。?第公差組檢驗(yàn)切向綜合公差 ， = =0.063+0.009=0.072mm,(按1iiFfP 表 8369 計(jì)算，由表 8360，表 8359 查取)； 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 17 第公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差 ， =0.6（ ）1ifi tptf =0.6（0.009+0.011）=0.012mm， （按表 8369 計(jì)算，由表 8359 查?。?； 第公差組檢驗(yàn)齒向公差 =0.012（由表 8361 查?。?。F 3.確定齒輪副的檢驗(yàn)項(xiàng)目與公差值（參考表 8358 選擇） 對(duì)齒輪，檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度的偏差 。按齒厚偏差的代號(hào) KL，根據(jù)表 8353wE 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；公法線的平sit 均長(zhǎng)度上偏差 = *cos -0.72 sin =-0.108 cos -0.72 WSEsTF02 =-0.110mm,下偏差 = cos +0.72 sin =-0.144 cos02sin36.0awiEsiTF +0.72 0.036 sin =-0.126mm；按表 8319 及其表注說(shuō)明求得公法線0 長(zhǎng)度 =87.652， 跨齒數(shù) K=10，則公法線長(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 8365 查得 = ；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表 8364 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 8358 的表注 3，由表 8369，表3icF 59 及表 8360 計(jì)算與查取） ；檢驗(yàn)齒切向綜合公差 =0.0228mm， （根據(jù) 8icf 358 的表注 3，由表 8369，表 8359 計(jì)算與查?。?。對(duì)箱體，檢驗(yàn)軸線 的平行度公差， =0.012mm， =0.006mm（由表 8363 查?。?。xfyf 4. 確定齒坯的精度要求按表 8366 和 8367 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： 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 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 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 19 = 213143720504968174.95 =2752.3N ldFadFbaR frfarc 11222 .5. = 13748.95076.04.16398 =261N 3. 支點(diǎn)的合力 ， ：BRC = N684027562 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 1wM1 mNaRB4.751.962 截面 C.36884 5. 水平彎矩： 截面 mNaRBw 27.305.49271 dFMBa 86.1.18.1 截面 mNCRw 2.5026 11 dFbaarBa =2752 74957265. =504N m 6. 合成彎矩： 截面 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 mNMww 30.8210956422 aa 75.72 截面 www 9.1368.4.1368 2222 mNMaa 4570 7. 計(jì)算軸徑 截面 TdWw 5837.0.16217.0)(13322 截面 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. 截面校核 mNMw8203mNnPT 34725.91015.96633328dW390mT 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 21 （由表 412 得）MPa351 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k （由表 4117 得）3.0 （由表 4117 得）268.k9.178.5492.1.3431 TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 2. 截面校核 mNMw136890mNnPT 34725.105. 6333.97242dW31.5mT （由表 412 得）MPa31 .0 齒輪軸的齒 k472.16.0647.19k 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （由表 4117 得）81.0 （由表 4117 得）760.3k271.1976.52.1343TWKMS8.1 S1.8 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 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= mN9.105379.25 圓周力 = =1F1dT68.24 徑向力 1rtg.053.60 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 23 軸向力 1Fa 2. 工作盤的合彎矩 Mt=(M0+M)/2/K=8739（Nm）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 50I 級(jí)鋼筋（ b=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：M t=8739（Nm） 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 鋼筋軸線夾角。 08.43mL71690 則 NFr 工作盤的扭矩 mNLTr 1.270496.1086sin02 所以 T 齒輪能夠帶動(dòng)工作盤轉(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 = N6.124073.98.53422 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 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 1wM1 mNaRB 58.3247.6085342 截面 C9.1 5.水平彎矩： 截面 mNaRBw 3.68075.3.1981 dFMBa 3.1427.4.221 截面 mNCRw 7.65.0937 2 11 dFbaarBa =11198.37 3468.5.06.5.62 =-66.77N m 6.合成彎矩： 截面 mNMww 38.12.4517.0322 aa 7469 截面 www 5.23.4582.522 mNMaa 64 7.計(jì)算軸徑 截面 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 25 mTMdWw 60357.04.119827.0)(13322 截面 aw 85.33222 7.3 對(duì)截面進(jìn)行校核 1.截面校核 mNMw3180mNnPT 1508.2430595.96633312dW340mT （由表 412 得）MPa351 . 齒輪軸的齒 k472.16.06470.19k （由表 4117 得）3. （由表 4117 得）268.k9.147.68.53431 TWKMS8.1 S1.8 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 則 軸的強(qiáng)度滿足要求 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 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 27 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)從事本專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響。現(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。我的課題是鋼筋彎曲機(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。 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 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！ 鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程虛擬 29 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。互換性與測(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