卧式钢筋切断机传动系统设计和实现机械设计和自动化专业论文设计

时间：2021-04-12 20:04:27 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 卧式钢筋切断机传动系统设计

　摘

　要

　随着国民经济的迅猛发展，中国的基建行业展现出前所未有的格局，桥梁、隧道、摩天大楼、高速公路等基础建设全面铺开。在这基建遍地开花的背后卧式钢筋切断机的身影必不可少，因为卧式钢筋切断机为工地和建设队伍提供了源源不断的优质钢筋，为中国基础建设打下坚实基础。本文的研究对象是卧式钢筋切断机的传动系统，首先对卧式钢筋切断机的行业背景进行了调研，充分掌握卧式钢筋切断机传动系统的工作原理和结构，然后根据最大功率对卧式钢筋切断机规格型号进行设计，首先对动力源进行了选型计算，电动机的额定转速以及搅拌器主轴工作转速之比得到了整个系统的总传动比，然后按主轴箱分级变速计算过程得到从驱动轴到搅拌主轴依次的转速和功率，通过各级传动的传动比具体数值，额可以计算得到各级传递装置的降速，从而通过公式计算得到各项参数。

　 关键词：卧式钢筋切断机; 传动系统; 结构设计

　 Design of Transmission System of Horizontal Steel Bar Cutter

　 ABSTRACT

　With the rapid development of the national economy, China"s infrastructure industry has shown an unprecedented pattern, and infrastructure such as bridges, tunnels, skyscrapers, and highways have been fully rolled out. The horizontal steel cutting machine behind the infrastructure is indispensable, because the horizontal steel cutting machine provides a continuous stream of high-quality steel for the construction site and the construction team, laying a solid foundation for China"s infrastructure. The research object of this article is the transmission system of the horizontal steel bar cutting machine. First, the industry background of the horizontal steel bar cutting machine is investigated to fully grasp the working principle and structure of the horizontal steel bar cutting machine transmission system. The design of the specifications and models of the steel bar cutter was first performed. The power source was selected and calculated. The ratio of the rated speed of the motor and the working speed of the main shaft of the agitator obtained the total transmission ratio of the entire system. The rotation speed and power of the shaft to the mixing spindle are calculated in sequence, so as to calculate the matching gear parameters, and finally the design of the main transmission system of the horizontal steel bar cutting machine is completed.

　 Key words: Horizontal steel bar cutting machine; Transmission system; Structural design

　目

　录 一、绪论 .................................................................................................................................................. 1 1.1 本课题的目的及意义 ............................................................................................................... 1 1.2 国内外研究近况 ....................................................................................................................... 1 1.3 本课题设计方案及研究方法 ................................................................................................... 3 1.3.1 本课题设计方案 ........................................................................................................... 3 1.3.2 本课题研究方法及要求................................................................................................ 4 二、切削力计算及电机选择 .................................................................................................................. 5 2.1 机构切削力计算 ....................................................................................................................... 5 2.2 电机选择 ................................................................................................................................... 6 三、卧式钢筋切断机主传动设计 .......................................................................................................... 7 3.1 基本传动数据计算 ................................................................................................................... 7 3.1.1 分配传动比 ................................................................................................................... 7 3.1.2 计算各轴的运动及动力参数 ......................................................................................... 8 3.2 带传动的设计 ........................................................................................................................... 9 3.2.1 转速的计算：

　................................................................................................................ 9 3.2.2 带轮基准直径的确定 .................................................................................................. 10 3.2.3 带速的确定 .................................................................................................................. 10 3.2.4 中心距、带长及包角的确定 ....................................................................................... 10 3.2.5 确定带的根数 ............................................................................................................. 11 3.2.6 带轮结构与尺寸 ......................................................................................................... 12 3.3 齿轮传动的设计 ..................................................................................................................... 12 3.3.1 选材料、确定初步参数............................................................................................... 12 3.3.2 齿面疲劳强度计算 ...................................................................................................... 14 3.3.3 齿根抗弯疲劳强度验算............................................................................................... 16 3.4 键的选取与校核 ...................................................................................................................... 17 3.4.1 键的选取 ...................................................................................................................... 17 3.4.2 键强度的校核 ............................................................................................................. 18 3.5 轴承的选取与校核 .................................................................................................................. 19 3.5.1 初选轴承型号 ............................................................................................................. 19 3.5.2 轴承寿命的计算 ......................................................................................................... 19 四、刀具执行机构相关参数计算 ........................................................................................................ 23 4.1 数学模型的建立 ..................................................................................................................... 23 4.2 卧式钢筋切断机执行机构参数计算 ..................................................................................... 23 五、其他零部件选择 ............................................................................................................................ 25 5.2 轴承的选择 ............................................................................................................................. 25 5.3 键的选择 .................................................................................................... 错误! 未定义书签。

　 参考文献 ................................................................................................................................................ 26

　1 一、绪论 1.1 本课题的目的及意义 本课题以市场上某型号卧式钢筋切断机为研究对象，确定其初始参数：本课题中设计的卧式钢筋切断机的工作对象为直径为 6-40 毫米的圆柱形钢材，根据工况要求其切断频率为每分钟 32 次，该切断机动力源电机额定功率为 2.2kw，通过对该型号卧式钢筋切断机传动系统进行分析计算，掌握一般工程机械传动系统的设计方法，同时，设计出结构更加简单，传递功率损耗更小，经济适用性更高的卧式钢筋切断机对于提高社会钢筋生产效率，降低成本而言有重要的实际意义。

　1.2 国内外研究近况 上世纪 50 年代末期，当时的苏联政府派出了技术专家对中国整体工业水平进行了帮扶，而作为基建工程必须设备之一的卧式钢筋切断机，其相关的生产制造技术同样在这个时候被引入到中国。从拿到苏联提供的第一章卧式钢筋切断机机械结构图纸一来，中国的科研人员一直在对卧式钢筋切断机的结构和制造工艺进行创新设计，随着我国经济水平的不断提高，基础加工行业的科研能力也大大提高，中国生产制造的卧式钢筋切断机已经与半个多世纪前的质量水平有了质的不同，因此中国制造的卧式钢筋切断机也可以出口到国际上一些国家。但是同西方发达国家相比，中国卧式钢筋切断机整体制造水平仍然在技术上落后一定距离，尤其是同美日德这样的顶尖制造业大国的卧式钢筋切断机相比，差距体现在以下五个方面：

　（1）：外观质量方面。卧式钢筋切断机虽然只是一台基础切割设备，但是在其身上可以体现一个国家整体的工业水平，例如卧式钢筋切断机的整体机架主要由钢板或者铸件焊接而成，这里面就涉及到铸件铸造水平和焊缝的处理水平，国内在这方面由于考虑到经济成本的原因，一般采用的铸造和焊接设备不能保证精益求精的工艺水平，因此卧式钢筋切断机的整体外观质量会显得粗糙。

　（2）切割刀片设计：卧式钢筋切断机的刀片不仅对于刀片材料有非常高的要求，同时加工工艺和角度参数的设计也有很高的科技水平，不经过大量的理论

　2 科研和科学实验，难以得到最优化最具竞争力的刀片设计参数。目前国内卧式钢筋切断机刀片的设计在固定方式上普遍采用单螺栓固定，在一定程度上利于拆卸维护，也降低了加工成本，但是牺牲了刀片稳定性和可靠性，这也是制造能力上的局限导致。

　（3）整体布局方式：结构紧凑、对称式布局的卧式钢筋切断机结构利于控制正常工作时产生的噪音和振动，但对于卧式钢筋切断机各零部件的加工精度要求高，对于供应链整体质量体系的控制有一定要求，由于闭式切断机有独特的结构优势，反馈及时反应调整快速，因此这种类型的切断机是我国重点进行突破创新的目标。

　（4）工作部件润滑系统：卧式钢筋切断机采用闭式结构提升了外观形象，也提高了卧式钢筋切断机安装的便利性，但是内部的润滑系统运行情况却缺失监控，润滑系统的难易全面起到润滑作用， 或者由于长时间工作以后产生故障也难易及时发现。

　（5）加工效率：卧式钢筋切断机通过提高主轴转速，缩短刀片的冲程时间就可以提高切断钢筋的效率，但是，在最终单位时间切断次数上，要提升到国外的水平目前有着难以逾越的障碍。目前在这一参数上，国外卧式钢筋切断机可以达到 43-51 次/min，国内为 28-31 次/min，因为刀具更高速的往返，意味着更大的惯性力，要实现这一动作，从轴承、垫圈、转轴的所有部件设计都需要优化设计，不仅成本激增，提高了企业参与制造的成本，同时由于国内卧式钢筋切断机生产制造供应链的质量不稳定性，导致了高精度的卧式钢筋切断机故障率高，大大降低了经济性。

　综上所述，国内的卧式钢筋切断机制造生产行业在技术与质量水平上有这较大的上升空间，不管是德国的工匠精神还是日本的精益生产思想，都可以借鉴过来发展处具有中国特色的国民经济基础...