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第1章 引言 我國工程建筑機械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過引進國外先進技術提升自身產(chǎn)品檔次和國內(nèi)腦動力成本低廉是一個原因，另一方面國家連續(xù)多年實施的積極的財政政策更是促使行業(yè)增長的根本動因。 受國家連續(xù)多年實施的積極財政政策的刺激，包括西部大開發(fā)、西氣東送、西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開發(fā)以及公路，城市基礎設施建設等一大批依托工程項目的實施，這對于重大建設項目裝備行業(yè)的工程建筑機械行業(yè)來說可謂是難得的機遇，因此整個行業(yè)的內(nèi)需勢頭旺盛。同時受我國加入WTO和國家鼓勵出口政策的激勵，工程建筑機械產(chǎn)品的出口形勢也明顯好轉。我國建筑機械行業(yè)運行的基本環(huán)境、建筑機械行業(yè)運行的基本情況、建筑機械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內(nèi)建筑機械公司與國外建筑機械公司的競爭力比較以及2004年我國建筑機械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進行了深入透徹的分析。 第2章 系統(tǒng)性能與參數(shù) 本機工作程序簡單，彎曲形狀一致，調整簡單，操作方便，性能穩(wěn)定。 彎曲鋼筋直徑 φ6～φ30mm?? 工作盤直徑 工作盤轉速 7r/min 電動機 Y100L2-4 外型尺寸 整機重量 第3章 系統(tǒng)工作原理及框圖 3.1 鋼筋彎曲機的工作框圖：（見圖3.1) 圖3.1 工作框圖 其中減速箱由軸、軸承、齒輪、蝸輪蝸桿組成。 3.2 鋼筋彎曲機的工作原理圖：（見圖3.2） 圖3.2 鋼筋彎曲機的工作原理圖 3.3 工作原理 此鋼筋彎曲機的工作機構是一個垂直軸上旋轉的水平工作圓盤，如圖3.2所示，把鋼筋置于圖中虛線位置，支承銷軸固定在機床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤上，圓盤回轉時便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋，在工作盤上有幾個孔，用以插壓彎銷軸，也可相應地更換不同直徑的中心銷軸。 第4章 彎矩計算與電動機選擇 4.1 工作狀態(tài) 1.鋼筋受力情況與計算有關的幾何尺寸標記圖4.1.設鋼筋彎曲所需彎矩：。式中F為壓彎銷軸對鋼筋的作用力，為F的徑向分力；為F與鋼筋軸線的夾角。 當一定，越大則壓彎銷軸及主軸徑向負荷越??； 先初定鋼筋彎曲機的工作盤尺寸：直徑350mm，空間距100mm，=130mm，=185mm，= . 2. 鋼筋彎曲機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材料的額定延伸率，鋼筋應力超過屈服極限產(chǎn)生塑性變形。 4.2 材料達到屈服極限時的始彎矩 1.按螺紋鋼筋公稱直徑計算 式中為始彎矩，W為抗彎截面模數(shù)，為截面系數(shù)，對圓截面=1.7；對于螺紋鋼筋=350（),則得出始彎矩=1576（ 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（強化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩，式中為強化系數(shù)，=2.1/=2.1/0.14=15,為延伸率，的=14%，，R為彎心直徑，R=3，則得出終彎矩M=3895（ 3.鋼筋彎曲所需矩 ，式中K為彎曲是的滾動摩擦系數(shù)，K取1.05.則可以得出 =2605（ 4.電動機功率 由功率扭矩關系公式=1.31kw, n為工作盤轉速，取n=3.2.考慮到部分機械效率=0.75，則電動機的最大負載功率=1.31/0.65=1.744kw,所以電動機選用Y系列三相異步電動機Y100L1-4，額定功率為A=2.2kw，額定轉速=1430r/min. 第2章 v帶傳動設計 3.1 V帶輪的設計計算 電動機與齒輪減速器之間用普通v帶傳動，電動機為Y100L1-4，額定功率P=2.2KW，轉速=1430，減速器輸入軸轉速=514，輸送裝置工作時有輕微沖擊，每天工作16個小時 1. 設計功率 根據(jù)工作情況由表5.5查得工況系數(shù)=1.2，=P=1.22.2=2.64KW 2. 選定帶型 根據(jù)=2.64KW和轉速=1430，有圖5.14選定A型 3. 計算傳動比 ì===2.78 4. 小帶輪基準直徑 由表5.6取小帶輪基準直徑=75mm（下面的數(shù)值未改） 5. 大帶輪的基準直徑 大帶輪的基準直徑=（1-） 取彈性滑動率=0.02 = （1-）=2.78=204.5mm 根據(jù)表5.6選擇=200mm 實際傳動比==2.72 從動輪的實際轉速===525.74 轉速誤差=-2.3% 對于帶式輸送裝置，轉速誤差在范圍是可以的 6. 帶速 ==5.62 7. 初定軸間距 0.7（+）（+） 0.7（75+200）（75+200） 192 取=300mm 8. 所需v帶基準長度 =2+ =2 =600+431.9+13.0 =1044.9mm 查表8—1—8選取 9. 實際軸間距a =322.45mm 10. 小帶輪包角 =- = = 11. 單根v帶的基本額定功率 根據(jù)=75mm和=1430由表5.3用內(nèi)插法得A型v帶的=0.68KW 12. 額定功率的增量 根據(jù)和由表5.4用內(nèi)插法得A型v帶的=0.17KW 13. V帶的根數(shù)Z Z= 根據(jù)查表5.7得=0.95 根據(jù)=1000mm查表5.2得=0.89 Z===3.7 取Z=4根 14. 單根V帶的預緊力 =500（ 由表8—1—24查得A型帶q=0.10 則=500（=98.84N 15. 壓軸力 ==2=776N 第4章 圓柱齒輪設計 4.1 選擇材料 確定和及精度等級 （1）參考表6.1選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為40Cr，并經(jīng)調質及表面淬火，齒面硬度為48-55HRc，精度等級為6級。由于減速器要求傳動平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪。初選。按硬度下限值，由圖6.14（c）中的MQ級質量指標查得==1120Mpa；由圖6.15（c）中的MQ級質量指標查得, σFlim1=σFlim2=350 （2）、計算高速級齒輪 1、查取教材齒輪傳動可得： ， ， ，； 取變位系數(shù)為0，螺旋角，可查表得出下列數(shù)據(jù)： ，（采用鍛鋼） ， ， 2、齒面接觸疲勞強度許用應力 查圖可知： ； 則應力循環(huán)次數(shù)： 則： (3)、計算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) 取=60mm (4)、確定?中心距 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測量，所以初定。 (5)、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角 一般，。初選，，則 由標準模數(shù)取 ，則 取 則 取 齒數(shù)比： 與的要求比較，誤差1.9%可用。于是 滿足要求。 （6）、計算齒輪分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 （7）、齒輪寬度 圓整大齒輪寬度 取小齒輪寬度 （8）、校核齒輪彎曲疲勞強度 查表可知：； ； ； 根據(jù)、查表則有：；；；； 則 所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求，此種設計合理。 齒輪的基本參數(shù)如下表所示:(=1 =0.25) 名稱 符號 公式 齒1 齒2 齒數(shù) 20 106 分度圓直徑 60.32 319.69 齒頂高 3 3 齒根高 3.75 3.75 齒頂圓直徑 62.32 321.69 齒根圓直徑 52.82 312.19 中心距 * ) 190 孔徑 b 齒寬 65 60 2． 由于第一級齒輪傳動比與第二級傳動比相等，則對齒輪的選擇，計算以及校核都與第一級一樣 。 第5章 三級圓柱齒輪的設計 5.1 選擇材料 確定和及精度等級 （1）參考表6.1選擇兩齒輪材料為：大，小齒輪均為40Cr，并經(jīng)調質及表面淬火，齒面硬度為48-55HRc，精度等級為6級。由于減速器要求傳動平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪。初選。按硬度下限值，由圖6.14（c）中的MQ級質量指標查得==1120Mpa；由圖6.15（c）中的MQ級質量指標查得, σFlim1=σFlim2=350 （2）、計算高速級齒輪 1、查取教材齒輪傳動可得： ， ， ，； 取變位系數(shù)為0，螺旋角，可查表得出下列數(shù)據(jù)： ，（采用鍛鋼） ， ， 2、齒面接觸疲勞強度許用應力 查圖可知： ； 則應力循環(huán)次數(shù)： 則： (3)、計算小齒輪最小直徑，取齒寬系數(shù) 取=100mm (4)、確定?中心距 就盡量圓整成尾數(shù)為0或5,以得于制造和測量，所以初定。 (5)、選定模數(shù)、齒數(shù)、和螺旋角 一般，。初選，，則 由標準模數(shù)取 ，則 取 則 取 齒數(shù)比： 與的要求比較，誤差2.0%可用。于是 滿足要求。 （6）、計算齒輪分度圓直徑 小齒輪 大齒輪 （7）、齒輪寬度 圓整大齒輪寬度 取小齒輪寬度 （8）、校核齒輪彎曲疲勞強度 查表可知：； ； ； 根據(jù)、查表則有：；；；； 則 所以兩齒輪齒根彎曲疲勞強度滿足要求，此種設計合理。 第6章 軸的設計 （1).選擇軸的材料（軸1） 選材45鋼，調質處理，其機械性能由機械設計表11.1和11.4查=60MPa，=640MPa, =275MPa,=155MPa 。 （2）.計算軸的最小直徑(查表11.3取C=110) Ⅰ軸:最小直徑為 Ⅱ軸:最小直徑為 III軸:最小直徑為 IV軸：最小直徑為 已知小齒輪齒輪的分度圓直徑為d=60.32mm, =38832N.mm 因軸承對稱分布在齒輪兩端，所以===644N 豎直方向上：以豎直向上為正方向，得： =0 得出=648N =-172.8N 根據(jù)所畫簡圖，分別求出水平面和垂直面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩： M=33810N M=34020 N M=-27174N 根據(jù)總彎矩得出： （5） 作出扭矩圖 T=38832N.mm （6） 做出計算彎矩圖： 得出： =43376N.mm (7) 校核軸的強度： <[]=60MPa，故安全。 軸2：圖： 選取軸的材料為45鋼，調質處理。由第132頁表6.1查得：， Ⅱ軸:最小直徑為 已知大齒輪齒輪的分度圓直徑為d=319.69mm, 小齒輪齒輪的分度圓直徑為d=60.32mm，=193900N.mm 1213N 以上數(shù)據(jù)均小于軸I，所以安全不用校核。 軸3：： T= 大輪的受力： 圓周力 == 徑向力 軸向力 小輪的受力： 圓周力 = 徑向力 = 軸向力 =6854-2182=4672N =19040-6060=12980N 可得出：， ， M=-1148332 N M=596688N 根據(jù)總彎矩得出： T= （7） 做出計算彎矩圖： 得出： =43376N.mm (8) 校核軸的強度： <[]=60MPa，故安全。 第7章 主軸設計 5.1 計算作用在軸上的力 1.齒輪的受力： 扭矩 T T= 圓周力 == 徑向力 軸向力 2. 工作盤的合彎矩 Mt=[(M0+M)/2]/K=2605（N·m）式中，K為彎曲時的滾動摩擦系數(shù)，K=1.05 。由公式Mt=式中 F為撥斜柱對鋼筋的作用力；Fr為F的徑向分力;a為F與鋼筋軸線夾角。 則 工作盤的扭矩 所以T>齒輪能夠帶動工作盤轉動。 止 5.2 計算支力和彎矩 1.垂直平面中的支反力： ， 2.水平面中的支反力： = M=-235118 N M=696668N 根據(jù)總彎矩得出： T= （8） 做出計算彎矩圖： 得出： =43376N.mm (9) 校核軸的強度： <[]=60MPa，故安全。 第8章 軸承的選擇