毕业设计-立式钢筋弯曲机的设计

1引言自上大学以来，设计就是必不可少的一部分，特别是对于我们这些学机械专业的学生来说。其目的就在于使学生通过实习设计获得基本生产的感性认识，理论联系实践，扩大我们的知识面，锻炼和培养学生业务能力，同时也是学生接触社会，了解产业情况，了解国情的一个重要途径，逐步实现由学校到社会的转变。毕业设计则是大学里面最重要的一次设计，是对大学四年来所学知识的一个总结，也是我们走上工作岗位之前的最后一次设计，它能非常及时的巩固我们大学所学的知识。本次的毕业设计题目是立式钢筋弯曲机的设计。通过做这次毕业设计使学生基本掌握机械结构设计和机械传动设计的基本方法和步骤，掌握建筑钢筋弯曲机的工作原理和结构特点及使用方法并了解其现状。培养学生综合运用所学过的基本理论知识和专业知识及专业技能解决实际问题的能力，培养学生接触社会、了解社会和获取有用信息的能力，使学生的专业能力和综合素质进一步得到提高。具体设计要求为：（1）技术参数弯曲钢筋直径1〜10mm，弯曲次数22次/分；（2）其他要求原理正确，结构合理，经济实用，易于调整和维护。经过设计之前的实习、调研，理解并掌握了钢筋弯曲机的结构原理。钢筋弯曲主要在一个圆盘上来实现的。工作盘的中心孔中插入心轴，同时工作盘上开有许多孔，以便成型轴的插入。当工作盘转动时，心轴和工作轴都在转动，由于心轴在圆心上，圆盘虽在转动，但其位置却并未移动。此时，工作轴就可以绕其心轴做圆弧运动。此时，将所要弯曲的钢筋查如工作轴和心周中就可以将钢筋弯曲成型了。而圆盘的转动主要由电机来控制，为其提供动力来源。电机经过减速装置带动其工作圆盘转动。减速装置一般为三级减速，经过一级带轮和二级齿轮减速，然后通过连杆、齿条等机构带动圆盘转动。在实习中我们看到立式钢筋弯曲机的结构和其工作情况。立式钢筋弯曲机上有两个工作圆盘，它们可以同时工作，这样两个工人就可以在同一时间同一台机器上完成不同角度，或不同粗细程度的钢筋弯曲工作，从而节省了个人劳动时间，提高了生产效率。在实习期间，工人师傅还向我们介绍了弯曲机的具体使用方法和其注意事项，同时，也讲到了现在国内通常使用的弯曲机的不足之处，这对我的设计有一定的启发。1题目的选取随着现代经济的快速发展，建筑行业也发展迅速，越来越多的建筑材料被需求，钢筋就是建筑工程中大量使用的一种材料，它在建筑行业中起着至关重要的作用。因此，钢筋加工是钢筋混泥土施工中的一个重要组成部分。为了适应建筑工程中的不同的需求，把已切断的钢筋弯曲成所需要的尺寸形状是钢筋加工中一道很重要的工序。钢筋弯曲速度快，弯曲精度高，效率高对工程质量的提高起着至关重要的作用。目前，建筑工地上常用的弯曲钢筋成型的方法主要有两种：（1）手工弯曲。（2）机械弯曲。两中相比较，前者设备简单，操作容易，但工作效率低，而且是手动弯曲，这样弯曲精度不高。不适合大批量生产。后者弯曲容易，而且减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率，适合于大批量生产。现在已经逐步代替了手工弯曲。这次设计采用的是机械弯曲形式，而且取双工位，两个工人可以在同一时间，同一机器上完成不同的工作，而且互不干涉。这样提高了工作效率，节省了个人的劳动时间。2钢筋弯曲机的工作原理钢筋弯曲机的具体工作原理为：电动机提供的动力，经过带轮，齿轮减速机构传递给工作圆盘，带动其工作盘转动。钢筋的弯曲就主要在其工作圆盘上来实现的。工作盘的中心孔中插入心轴，同时工作盘上开有许多孔，以便成型轴的插入。当工作盘转动时，心轴和工作轴都在转动，由于心轴在圆心上，圆盘虽在转动，但其位置却并未移动。此时，工作轴就可以绕其心轴做圆弧运动。此时将钢筋插入工作圆盘中的心轴和成型轴之间就可以将钢筋弯曲成型了。当弯曲不同直径的钢筋时，只需将工作圆盘上的心轴和成型轴更换即可。例如，当弯曲细钢筋时，心轴和成型轴都换成粗直径的轴套即可，但注意轴套的大小要合适。当弯曲粗直径的钢筋时，心轴换成细直径的，成型轴换成稍细直径的，更换时要考虑钢筋弯曲的角度和最小钢筋直径。3电动机的选择因为钢筋弯曲机系一般普通机械。因此选用一般交流异步电动机。它的特点是外型小、重量轻、效率高、使用方便，运行可靠且易于维修检测。J02型系列电动机系一般用途封闭冷式三相鼠笼型异步电动机，能防止尘，铁屑或其他杂物浸入电机内部，适用于尘土多，水土飞溅的场所。根据弯曲钢筋的直径范围和弯曲力矩，最后确定选用的电机型号为J02-32-4。1.4传动方案的选择在各种建筑工程中，大量使用钢筋弯曲机。近来国产钢筋弯曲机的生产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。现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，如图1所示。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，如图2所示。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。图1.1蜗轮蜗杆传动图1.2全齿轮传动两者相比较：（1）采用蜗轮蜗杆传动的钢筋弯曲机的传动效率远低于全齿轮传动的钢筋弯曲机，其使用过程中功率损失较大，这是机器对较大钢筋弯不动或者电机发热的主要原因。（2）采用蜗轮蜗杆传动的钢筋弯曲机的传动精度略高于全齿轮传动钢筋弯曲机。对于绝大多数手动操作的钢筋弯曲机，其生产厂家设计生产时或者用户选择时应该优先考虑采用全齿轮传动。（3）对于少数采用全自动或者半自动操作的钢筋弯曲机，为了提高弯曲机的停歇位置精度，简化相关控制装置，可考虑采用蜗轮蜗杆传动。综上所述在本次设计中，我决定采用全齿轮传动方案，由于弯曲机的转速为22次/min，因此采用三级减速就可以了，即电机经过一级带传动和二级齿轮传动。具体传动情况见原理图。5主参数的确定此次设计的钢筋弯曲机采用三级传动。第一级为皮带传动。第二、三级齿轮传动。电动机经过皮带减速后，为了达到所要求的速度，可以参用标准的减速器。但这样机器成本就会增加，因此采用自行设计的齿轮，由于机体较大，因此传动比不必过多考虑结构上的紧凑。5.1传动比的分配电机型号为J02-32-4，载转速为1430r/min，功率为3kw。a）总传动比i=I"'。—6522b）分配传动装置的传动比i="xii上式中i0、i1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=4，则减速器的传动比为i1=土=冬=16.250c）分配减速器的各级传动比按展开式布置，查阅有关标准，取i1=3.5，则i2=4.64。5.2计算机构各轴的运动及动力参数a）各轴的转速I，II，III轴气=九==357.5r/min0轴n=氏二篆75=102.14r/minL3.5n102.14轴n=—==22r/mini24.64b）各轴的输入功率轴p=pxq=3x0.96=2.88kw轴p2=P1xn12=2.88x0.98x0.97=2.74kw轴P3=P2xn23=1.966x0.97x0.98=2.6kwc）各轴的输入转矩电动机输出转矩TOC\o"1-5"\h\z一…p2.88轴匕=9550xp=9550x^^=76.9N-m1p274轴T=9550xp=9550x----=255.5N-m1p2一60I轴T=9550xp=9550x-^-=694.5N-m1计算出的各轴运动参数如下表1.1表1.1各轴的运动参数轴名功率P(kw)转矩T(Nm)转速n(r/min)传动比i电机轴329.814304I轴2.8876.9357.53.5II轴2.74255.5102.14.64III轴2.60694.5222结构设计及计算1带轮的设计1.1功率的计算考虑到带在工作时的工作条件不同，带传动的功率回有变化，按计算功率Pc设计：Pc=KAP式中：P——传动的名义功率，KWKA——工作情况系数，详见机械设计手册。查表取Ka=0.7Pc=KAP=0.7X3=2.1KW1.2带的选取在一般机械中，应用最广的是V带传动。由于V带的楔形增压原理，结构紧凑，且多已标准化并大批量生产，因此采用V带传动。根据传动的功率大小决定选用普通V带A系列，A系列带的具体参数如下表2.1表2.1A型带的具体参数型号bbphdA13118302.1.3带轮基准直径的确定一般来说，皮带轮的直径越小，带的弯曲应力就越大，为了提高带的使用寿命，小带轮的直径不宜过小，要求大于许用最小带轮直径Dm.n即D]Ndmin，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D2=400mm。

2.1.4带速的确定^_n•《•n_3.14x100x1430_7^/sV~60x100060x10005S2.1.5中心矩、带长及包角的确定由式0.7(d]+d2)<a0<2(d]+d2)可知：0.7(100+400)<a0<2(100+400)得350〈a0〈1000中心距过小，将降低带的寿命，中心距过大会引起带的震动。则初取a0=500根据相关公式初步计算带的基准长度：L_2a+E(d+d)+以1—d2)2_2x500+匹(100+400)+(400一100)2_1830mmd02124a024x500查表选取带的长度为1800mm计算实际中心矩:a_a+—d

0取485mm1800-1830

——a_a+—d

0取485mm2验算小带轮包角:d—d_―a_180—-2一1x57.3。_144.6。a2.12.1.6确定带的根数Z-NiN0k1k2式中令N0式中令N0=1.87N.=3k1=0.7k2=0.943Z__3.6浇4根1.5x0.7x0.8式中N0——单根带所传递的功率N.——电动机功率k1——工作状况系数k2——包角影响系数2.1.7单根普通V带轮预紧力F_500p(25—1)+mv20vZk查表m=0.102kg/mF_500x^^(^5—1)+0.102x152_56.71N03x150.942.1.8有效圆周力15F=1000挡=1000x2.1=140N

v152齿轮的设计2.2.1第一级齿轮传动设计（1,11轴）a）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280HBS大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为280HBS2）初选齿数取小齿轮的齿数为18,则大齿轮的齿数为18X3.5=633）齿数比即为传动比i=63=3.5184）选择尺宽系数Vd和传动精度等级情况，参i=63=3.5照相关手册查相关于册取甲d=0.48初估小齿轮直径d1=100mm，则小齿轮的尺宽为：b=vdxd1=0.48X100=48mm5）齿轮圆周速度为：v=nxdxn=nx100x357.5=187ni/sTOC\o"1-5"\h\zV=60x〔Oo060x1000.mS参照机械手册选齿轮精度等级为8级6）计算小齿轮转矩T1T=9.55x106xp=9.55x106x-^=1.925x104N-mm1%357.5确定重合度系数Z£、Y£:由公式可知重合度为(11\£=1.88-3.2x一+—=1.65"1863)则由手册中相应公式可知:彳飞寸=W=0.8850.75Y=0.25+=0.7£1.658）确定载荷系数Kh、Kf

确定使用系数KA：查阅手册选取使用系数为Ka=1.6确定动载系数Kv：查阅手册选取动载系数Kv=1.17确定齿间载荷分布系数KHa、KFa:KHa2x1.6x1.925xKHa2x1.6x1.925x10448x100=12.83N/mm<100N/mm1_1云_0.8772=1.2KFa1_1Y—0.692£=1.2载荷系数KH、kf的确定，由公式可知Kh=Ka-K"K-K如=1.6x1.170x1.16x1.2=2.60K=K矛Fa=2.6xI'。=2.60fh匕1.20b）齿面疲劳强度计算1）确定许用应力［oh］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：、=5x300x8=12000h应力循环次数NpN2N、=N、=60rnth/I:1=11h=60x1x715x12000x116.6x0.2+0.76.6x0.5+0.46.6x0.37=6.74x1086.74x1086.5=1.16x107寿命系数Zn1、Zn2，查阅相关手册选取Zn1=1.0、Zn2=1接触疲劳极限取：Ohlim1=290MPa、Ohlim2=220MPa安全系数取：Sh=1.0尺寸系数YX取YX=1许用应力［Oh1］、［。h2］O]=2OmZn1Yx=2x290x1x1=580MPa6.74x1086.5=1.16x107hiSh

2)3)&02。hUmZn2Yx=2X220X1X1=440MPaS^1齿形系数YFa1YFa2由机械设计图9-19取YFa1=2.9丫血=2.24)5)6)弹性系数Z查阅机械设计手册可选取z=190、M瓦EE节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取Zh=2.5求所需小齿轮直径d12kTuu+2)3)4)5)6)弹性系数Z查阅机械设计手册可选取z=190、M瓦EE节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取Zh=2.5求所需小齿轮直径d12kTuu+1(ZZ,，Z'〔可J2x3.09x4.1x104x(6.5+1)f190x\1x6.5=97.34mmx2.5x0.877、V580/与初估大小基本相符。c）齿根抗弯疲劳强度验算1）求许用弯曲应力［。F］①应力循环次数nf1、nF26.2商J+VT）t1hN=60mt23i=1'1h=60x1x480x12000x砍2x0.2+0.76.2x0.5+0.46.2x0.3)=8.8x107=2.2x107寿命系数Yn1、Yn2，查阅相关手册选取Yn1=1、Yn2=1极限应力取：。Flim1=290MPa、。Flim2=220MPa尺寸系数Yx：查阅机械设计手册选，取Yx=1.5安全系数SF:参照表9-13，取Sf=1.5需用应力［。F1］、［。F2］由式（9-20），许用弯曲应力2x290x1x115MPa=387MPa2x2x2201x115MPa29MPa2）齿形系数YFai、丫「32由图9-19，取YFa1=2-56YFa2=2-153）应力修正系数Ysa「Ysa2由图9-20，取Ysa1=1.62Ysa2=1.824）校核齿根抗弯疲劳强度由式（9-17）,齿根弯曲应力bdmFa1sa1ex2.56x1.62x0.692MPa_2x3.42x4.1x10460x36x3.5=132MPa＜、]°=°Fa2sa2=149x~=1406MP*7]F2F1YF]Y]2.56x1.62F22x2.56x1.62x0.692MPaa）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280HBS大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为280HBS2）初选齿数取小齿轮的齿数为17,则大齿轮的齿数为17X4.64=783）齿数比即为传动比i=78=4.617八4.6-4.644）验算传动比误差.〜x100%=0.8%<5%符合要求4.645）选择尺宽系数甲d和传动精度等级情况，参照相关手册并根据所计算的数据选取甲d=0.375初估小齿轮直径d1=70mm,则小齿轮的尺宽为b=甲d*d1=0.375X70=26.25mm齿轮圆周速度为：卜兀眼x七=脂70x102」4=0.375m/s60x100060x1000参照机械设计手册选齿轮精度等级为8级6）计算小齿轮转矩T1

TOC\o"1-5"\h\zp274T=9.55x106x2=9.55x106x=2.6x10sN-mmini102.47)确定重合度系数Z£、Y£:由公式可知重合度为(11\£=1.88-3.2x一+―=1.65"1778)则由手册中相应公式可知:彳=\；了=彳=\；了=4-：.65=0.868166Y=0.25+——=0.702££8）确定载荷系数Kh、Kf确定使用系数KA查阅手册选取使用系数为Ka=1.6确定动载系数Kv：查阅手册选取动载系数Kv=1.7确定齿间载荷分布系数KHa、KFa:KF=2x气xT1=2x1.6x1.83x105=318.7N/mm>100N/mmbbxd170x26.25则Kh=则Kh=1.2Kf=1.2载荷系数kh、kf的确定，由公式可知=七-K^-K§•K^=1.6x1.7x1.18x1.2=2.65K=KM=2.65x12=2.65FHK1.2b）齿面疲劳强度计算1）确定许用应力［。h]①总工作时间th，假设该弯曲机的寿命为10年，每年工作300天，天工作81）确定许用应力［。h]①总工作时间th，假设该弯曲机的寿命为10年，每年工作300天，②应力循环次数N］、N2

N=N=60rnt23i=1T)6N=N=60rnt23i=1=60x1x110x12000x=1.35x1071.35x107=60x1x110x12000x=1.35x1071.35x1075=2.7x106③寿命系数Zn1、Zn2，查阅相关手册选取Zn1=1.33、Zn2=1.48接触疲劳极限取：。成m1=760MPa、。hlim2=760MPa安全系数取：Sh=1许用应力［。h1］、【°h2］t]=°HlimZn2=760乂133=1010.8MPah1Sh1L]°Z760x1.48°_1=Hlimn2=―.=1124.8MPah2S1h2)3)4)弹性系数ze查阅机械设计手册可选取ze=19^MPa节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取Zh=2.5求所需小齿轮直径d1}2kTu+1(ZZZ-3厂•了]-°r2x2.2x105x2.83x(4+1)f190x2.2x0.868)卜x\2/3x4=68.5mm与初估大小基本相符。c）齿根抗弯疲劳强度验算1）求许用弯曲应力［°F］①应力循环次数nf1、nF2fT*t一I+l=60x1x110x12000x(16.2N=60rnt2F11hi=1x0.2+0.76.2x0.5+0.46.2x0.3=1.287x107

=2.7x2)3)4)弹性系数ze查阅机械设计手册可选取ze=19^MPa节点区域系数ZH查阅机械设计手册可选取Zh=2.5求所需小齿轮直径d1}2kTu+1(ZZZ-3厂•了]-°r2x2.2x105x2.83x(4+1)f190x2.2x0.868)卜x\2/3x4=68.5mm与初估大小基本相符。c）齿根抗弯疲劳强度验算1）求许用弯曲应力［°F］①应力循环次数nf1、nF2fT*t一I+l=60x1x110x12000x(16.2N=60rnt2F11hi=1x0.2+0.76.2x0.5+0.46.2x0.3=1.287x1071.52)齿形系数YFa1、YFa2由图9-19，取YFa1=2.56YFa2=2」53)应力修正系数3)应力修正系数Ysa1、Ysa2由图9-20，取Ysa1=1.62Ysa2=1.824)校核齿根抗弯疲劳强度由式（9-17），齿根弯曲应力4)b=2£XYYYF1bdmFa1sa1e2x3.13x2.5x105x2.56x1.62x0.681MPa84x56x4=328MPa<bf11b=bYFa2Ysa2=313x215x182MPa=268MPa<b]

f2f1yY2.46x1.62f22.3轴的设计计算2.3.1I轴的设计（1）齿轮受力2T2x76900切向力口——==2441N切向力Ft=d18x3.51径向力Fr=tanFr=2441xtan20=888N皮带轮受力重力FaB=205200(2)作轴受力简图(1)在水平面帼Fia=102H1426(2)在垂直面嵋G=mg=pvg=380N32490(4)眦弯好(垂直)Mi223721L1699998547(5)咨成弯•图Mn105148(6)锹3.85x10000(3)求水平轴承反力FBH1426x94-200x374.5=205N195+94(4)求垂直面轴承反力FBH=1426-205-200=1021NFBVFBV289519x94+380x374.5=661NFbv=519+380-661=238N(5)求水平面弯矩Mih=1021x94=95974N-mmMih=1021x289-1426x195=16999N-mm求垂直面弯矩Mi=238x94=22372N-mmMiiv=-380x85.5=-32490N-mm求合成弯矩Mi=<959742+223722=98547N-mmMii=』169992+324902=105148N•mm(8)求转矩T=38500N•mm求当量弯矩M]=JM[2+(aT)2=^985472+(0.59x38500)2=145889N•mmM广寸M[2+(a〈)2=《(1.5148)2+(0.59x38500)2=181261N•mm确定许用应力已知轴的材料为45钢调质，由表2-1得5b=65QMPa用查入法由表12-3查得[5[5]=102.5MPa0b[5]=6MPa-1ba=1b=6°=0.59MPa50b102.5校核轴的轴径I截面d=3,0][ei]=28.97mm<35mm-1bII截面d=瑚=31mm<35mmii30.1沽]1b结论：按当量弯矩法校核，轴的强度足够。3.2II轴的设计(1)齿轮受力对于齿轮I切向力=1356N2T_2x18300=1356NFt=d—1801径向力Fr=tanFr=1356xtan20=494N对齿轮II切向2T=2x18300=5083nFt=d172径向Fr=tanFr=5083xtan20=1850N(2)作轴受力简图(3)在垂直醐史力H8031850|4941553(4)在水平硼弯娜319870115596二B求水平轴承反力(3)292Fb广-13566216-5083x145二1521NFB^=5083-1356-1521=2206N(4)求垂直面轴承反力292(4)求垂直面轴承反力292F=1850x145-494善*53NBVF=1850-553-494=803NBV292(5)求水平面弯矩M旧=22066145=319870N-mmM旧=1521x76=115596N-mm求垂直面弯矩Mi=803x145=319870N-mmM=553x76=42028N-mmIIV求合成弯矩Mi=^3198702+1164352=340402N-mmMii="1155962+420282=122999N-mm求转矩T=183000N•mm求当量弯矩Mi=Wj2+")2=(985472+(0.59x38500)2=163665N•mmMh=JM[2+(aT)2=J(1.5148)2+(0.59x38500)2=181261N•mm确定许用应力已知轴的材料为45钢调质，由表2-1得5b=650MPa用查入法由表12-3查得[5[5]=102.5MPa0b[5]=6MPa-1ba=1b=6°=0.59MPa50b102.5（11）校核轴的轴径I截面II截面II截面结论：按当量弯矩法校核，轴的强度足够。2.3.3III轴的设计(1)齿轮受力切向力2T-2*竺迎=4823N288径向力Fr=tanFr=4823xtan20=1755N73.5(2妹在水平面上受力24114823(2)作轴受力简图(1)琳(4球在水平面上的穹瓶国求水平轴承反力FFBH4823x287=2411.5N287x2(4)求垂直面轴承反力FBH4823-2411.5=2441.5NFBV1755x287=FBV287x2FBV=1775—877.5=877.5N(5)求水平面弯矩MIH(MIH(6)求垂直面弯矩M=0N•mm=8411.5x287=692100.5N-mmMMIIVM=0N•mm=877.5x287=51842.5N-mm(7)求合成弯矩MiiM=0N•Mii专'692100.52+251842.52=811358N•mm(8)求转矩T=694500N•mm(9)求当量弯矩MI=JM,2+(aT)2=J(0.59x694500)2=409755N•mm•mmMII=JM[2+叫)2=^(811358)2+(0.59x694500)2=1218462NMiii=^M^2+(aT)2=J(0.59x694500)2=409755N•mm(10•mm已知轴的材料为45钢调质，由表2-1得5广650MPa用查入法由表12-3查得[5]=102.5MPa0b

[5]=6MPa-1b(11)校核轴的轴径I截面II截面diia=1b=6°=0.59MPa%102.5di-1b结论：按当量弯矩法校核，2.3.4轴的刚度计算(1)I轴的刚度计算57.3£TLGi=1kIP1IP3IP5IP7M0Hei]=50mm<60mmM蜥=58mm<65mm0.1梧J-1b轴的强度足够。nd4—=25120032nd4一=83436232nd4—=186189632nd4一=2512003257.3X27165£?=19.2

i=1pi8.1X104IP2IP4IP6IP8nd4£TiLiIi=1pi=52088832nd4—=127170032nd46=83436232nd4—=16481232157275995)++_-——+—+———+~-——+~——+V25120052088883436212717001861896834362251200164812)=0.12<0.5中0=19.2(30275340所以轴的刚度足够(2)11轴的刚度计算57.3£TL57.3x27165£T——i_i=—i—卜=19.2Gi=11pi&1X104i=1TL厂pi£TLii=1piIP1nd4—=25120032IP2nd42-=52088832IP3nd4一=83436232IP4nd4—卜=127170032IP5nd4一=186189632IP6nd4—=83436232IP7nd4=25120032IP8nd4—=16481232157275995)+++++++V25120052088883436212717001861896834362251200164812)=0.12<0.5中0=19.2(30275340所以轴的刚度足够(3)III轴的刚度计算57.3£TL亏i=1厂57.3x27165£££i=1pi8.1X104,=19疚牛I

i=1piIP1IP3IP5IP7nd41=25120032nd4一=83436232nd4一=186189632nd4=25120032IP2IP4IP6IP8nd42=52088832nd4—=127170032nd4一=83436232nd4一=16481232157275995)_++_-—-+—+———+_-—-+_+V25120052088883436212717001861896834362251200164812)=0.042<0.5中0=19.230275340根据机器性能，轴承主要承受径向力作用，所以选定轴承时首先要考虑它的径向载荷。深沟球轴承是又专业工厂生产的标准件。深沟球轴承的类型、尺寸和公差等级均已制订有国家标准，在机械设计中只需根据工作条件选择合适的轴承类型、尺寸和公差等级等，并进行轴承的组合结构设计。2.4轴承的选取2.4.1I轴轴承的计算（1）试选60000K轴承，查GB281-1994，查得10000K轴承的性能参数为:C=21658NCo=14798Nnmin=9000(脂润滑)计算轴承内部轴向力.查表得60000K轴承的内部轴向力F=Fr/(2Y)Y=0.67cosa=0.67xcos15。38'32''=0.65FR1FR2=i.'986892+359202=105023N=11150842+FR1FR2则:R1F=F/(2Y)=1048N

F：=F/(2Y)=R1（3）计算外加轴向载荷Fx=0（4）当量动载荷计算由式F=f(XF+由式F=f(XF+YF)PpRa查表得:FFA'R的界限值e=1.5tga=0.42F90208—V==0.90F105023R2冬=0.77122470F冬=0.77122470查表知/Fr=0.90>e=0.4Y=0.4cosa=0.391

=0.77=0.4Y=0.4cosa=0.391=0.77>e则：F=f(XF+YF)TOC\o"1-5"\h\zP1P1R11A=1.2x(0.4x105023+0.39x90208)=90500NF=f(XF+YF)PP2R22A2=1.2x(0.4x122470+0.39x90208)=101003N式中.fp=1.2（轻度冲击的运转）由于F<F，且轴承1、2采用型号、尺寸相同的轴承，故只对轴承1P1P2进行寿命计算。=FP2=101003N（5）计算轴承寿命=FP2=101003N（5）计算轴承寿命Lh10106C、()e60〃Fp106,21658、g:x()360x251048=205738h>1000h（6）极限转速计算由式n=ffnlimmasC/=21658/=20

/F=/1048=20Pp=arctgF/F=arctg0=0°查得：载荷系数f1

=9000.>查得：载荷系数f1，-min计算结果表明，选用的60000K型深沟球轴承能满足要求。2.4.2II轴轴承的计算（1）试选60000K轴承，查GB281-1994，查得10000K轴承的性能参数为:C=25088NCo=17738Nnm^=8000（脂润滑）（2）计算轴承内部轴向力.查表得60000K轴承的内部轴向力F=Fr/(2Y)Y=0.67cosa=0.67xcos15°38'32''=0.65F=、''22062+8032二2348N1,W&E=161酒则:s】FS2F=F,/(2s】FS2=f'」QY)=692N（3）计算外加轴向载荷Fx=0（4）当量动载荷计算由式=fp(XFr+YFJ查表得:的界限值e=1.5tga=0.42查表知F/FA]R1F_ArFR2F查表得:的界限值e=1.5tga=0.42查表知F/FA]R1F_ArFR2F90208八”==0.77F122470R2=0.90>e竺四二0.90105023AF「>'故X2=0.4Y2=0.39则：F=f(XF+YF)PpiRiA=1.2x(0.4x105023+0.39x90208)=90500NF=f(XF+YF)P1P2R22A2=1.2x(0.4x122470+0.39x90208)=101003N式中.f=1.2（轻度冲击的运转）由于F<F，且轴承1、2采用型号、尺寸相同的轴承，故只对轴承1P1P2进行寿命计算。Fp=Fp=101003N（5）计算轴承寿命Lh10106C、()e60〃Fp106,21658严:x()360x25Lh10=142173h>1000h（6）极限转速计算由式n=ffnlimmas12Cfp=21658/=.‘‘1048=10.7=arctgF/F=arctgCfp=21658/=.‘‘1048=10.7查得：载荷系数f=0.981

n=0.9&来900'=7840rmin>n计算结果表明，选用的60000K型深沟球轴承能满足要求。2.4.3III轴轴承的计算（1）根据机器的性能，轴承主要承受径向力，所以选用深沟球轴承。试选60000K轴承，查GB281-1994，查得60000K轴承的性能参数为：C=40180NCo=30870Nn^^^5600(脂润滑)计算轴承内部轴向力.查表得60000K轴承的内部轴向力F=Fr/(2Y)Y=0.67cosa=0.67xcos15。38'32''=0.65F=t‘22062+8032=2566N1,七十顽F二询彖则:F=F,/(2Y)=1048N

fS=FJ(2Y)=692N（3）当量动载荷计算由式F=f(XF+YF)PpRa查表得：FJFr的界限值e查表得：FJFr的界限值e=1.5tga=0.42FAFR2竺四=0.90105023F90208八”

—Ar==0.77F122470R2查表知故FJF=0.90查表知故FJF=0.90>eR1X1=0.4Y=0.4cosa=0.391故X2=0.4Y2=0.39则：TOC\o"1-5"\h\zF=f(XF+YF)

P[p1R11A]=1.2X(0.4X105023+0.39x90208)=90500NF=f(XF+YF)P1P2R22A2=1.2x(0.4x122470+0.39x90208)=101003N式中.fp=1.2（轻度冲击的运转）由于F<F，且轴承1、2采用型号、尺寸相同的轴承，故只对轴承1弓P2进行寿命计算。Fp=Fp=101003N（4）计算轴承寿命Lh10106Lh10——(——)e60〃Fp1062165810:X()360x251048=142173h>1000h（5）极限转速计算由式n=ffnlimmas12Cf=2糜1048=10.7'P=arctgF/F=arctg0=0°查得：载荷系数f=0.991载荷分布系数f=1n=0.9仪x5^rmCin=5544"min计算结果表明，选用的60000K型深沟球轴承能满足要求。5键的校核2.5.1键的选择键的类型应根据键联接的结构使用要求和工作状况来选择。选择时应考虑传递转拒的大小，联接的对中性要求，是否要求轴向固定，联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离长短，以及键在轴上的位置等。键的主要尺寸为其横截面尺寸(键宽b键高①与长度L。键的横截面尺寸bXh依轴的直径d由标准中选取。键的长度L一般可按轮毂的长度选定，即键长略短于轮毂长度，并应符合标准规定的长度系列。故根据以上所提出的以及该机工作时的要求，故选用A型普通平键。由设计手册查得：键宽b=16mm键高h=10mm键长L=30mm2.5.2验算挤压强度.平键联接的失效形式有：对普通平键联接而言，其失效形式为键，轴，轮毂三者中较弱的工作表面被压溃。工程设计中，假定压力沿键长和键高均匀分布，可按平均挤压应力进行挤压强度或耐磨性的条件计算，即：静联接c2Tc8V[5]pkldp式中T传递的转矩(N-mm)d轴的直径(mm)k键与轮毂的接触高度(mm)，一般取kwh2l键的接触长度(mm).圆头平键l-L-b[5]许用挤压应力(MPa))p键的工作长度l=L-b-（25一14）mm=11mm挤压面高度

2=1022=102=5mm转矩T=9.55x106P.-n=9.55x106xL87,.j5=1.19x106N-m许用挤压应力，查表，[5]p=60MPa则挤压应力5=2T=2x1.19x106MP=43.62MPa<60MPapakl96x5x11a所以此键是安全的。附：键的材料：因为压溃和磨损是键联接的主要失效形式，所以键的材料要求有足够的硬度。国家标准规定，键用抗拉强度不低于600MPa的钢制造，如45钢Q275等。3关于机器使用的几点说明1关于弯曲角度的调整在第三轴的两端分别有两个圆盘，上面分部着三个圆孔，三个圆孔的中心距分别是r1=47.1，r2=70.65,r3=94.2，通过连接销与不同轴孔相连，可以调整工作盘的旋转角度，当工作盘上与r1=47.1孔相连时，工作盘可以转的角度为7.xx360。=90。24x5x兀同理当r2=70.65同理当r2=94.270.65x2x360同理当r2=70.65同理当r2=94.270.65x2x360。=135。24x5x兀x360。=180。24x5x兀在连杆上有丝杠，通过调整丝杠，便可以调整工作盘的起始位置，从而达到不同角度的弯曲。例如：想弯曲60。的角度，可以使圆柱销与r1=47.1的圆孔相连，此时，工作盘的形成为90。，调整丝杠使成型轴恰好轻轻压住钢筋，然后倒转，使工作盘转过30。，这样工作时有30。的空行程。转过30。时恰好压住钢筋，然后开始工作，再转60。则钢筋弯曲60。。同理，可以调整偏心轮和丝杠，就可以弯曲不同的角度。2使用的注意事项（1）使用前，应对钢筋弯曲机进行全面检查，并进行空载试运转。（2）机身应有接地，电源不允许直接接在按钮上，应另装开关箱。（3）不准在运转中更换中心轴、成型轴或挡铁轴。严禁在运转过程中加油或擦抹机床。（4）钢筋的放置要和挡铁轴、工作盘旋转方向配合，不要放反。（5）不直的钢筋，禁止在弯曲机上弯曲，以防发生事故。（6）弯曲钢筋时，严禁超过本机规定的钢筋直径、根数及机械转速。（7）严禁在弯曲钢筋的作业半径内和机身不设固定销的一侧站人。弯曲好的半成品应堆放整齐。3钢筋弯曲机的摩擦、磨损和润滑机械零件工作时广泛存在着摩擦，摩擦是不可避免的自然现象，摩擦得结果造成机器的能量损耗、效率降低、温度升高、出现噪声、性能下降的问题。摩擦必然会造成磨损，由于磨损而失效的零件约占失效零件总量的80%左右。据估计，世界上工业能源的三分之一是由于克服摩擦而消耗掉的。润滑则是降低摩擦和减少磨损的最有效最常用的方法。弯曲机中的摩擦包括齿轮啮合处的摩擦，轴承的摩擦，而磨损包括滑动摩擦和滚动摩擦。轴承就是滚动摩擦，其摩擦力较小损耗也较小。摩擦得结果势必会造成磨损，而影响磨损的因素也有很多，主要有载荷大小、材料匹配、润滑状况、工作温度等。为减少磨损需要从这些方面入手，采取各种有效方法，减少磨损。减少磨损的主要方法有：1.定期润滑。2.注意选择材料，按照基本磨损形式正确选择材料是提高机械和零件耐磨性的关键之一。3.提高加工精度和表面质量也可以减少磨损。4.合理的结构设计，正确合理的结构设计是减少磨损和提高耐磨性的有效途径。5.正确使用和维护。润滑是减少摩擦和磨损的最常用、最有效的方法。它还能带走摩擦产生的热量，并有防锈、减振和密封等作用。润滑的方法主要有浸油润滑、喷油润滑、和喷雾润滑，齿轮的转速不同，所采用的的润滑方法也有所不同。对于本次设计的钢筋弯曲机可采用浸油润滑。结束语毕业设计即将结束，同时也意味着我的大学生涯的结束，在这即将离别的时刻，我感到对老师和同学们深深的眷恋。本次设计是整个大学学习的总结和深化过程。在大学学习中，我们系统的学习了与机械相关的基础课和专业课，并在金工实习和到洛阳第一拖拉机厂的实习中，掌握了一定的生产实践能力，加深了对以往所学知识的理解。而这次的毕业设计，不仅巩固了我的实践能力，进一步加深了对所学知识的理解，更重要的是使我对如何进行严谨的机械设计有了很大的认识。在进行设计过程中，我对设计的认识有了一定的改变，时效同样的功能，我原以为结构越复杂，越巧妙，越能体现我们的设计能力，通过成本核算，我发现成本会提高几倍，还给加工，维护带来不便，严重降低市场竞争力，而同样简单的结构会好得多。在设计方案的提出方面，我们总是过多的考虑了理论因素，认为理论上实现的就可以了，而忽略了结构工艺性，而使设计失败。在以后的设计中，我一定要吸取设计的经验教训，