鋼筋下料機設計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,鋼筋,下料機,設計,說明書,仿單,cad,solidworks XX學院畢業(yè)論文（設計）專用稿紙 本科畢業(yè)論文（設計） 論文題目 ： 鋼筋下料機的設計 姓名 ： XX 學號 ： XXXXXXXX 班級 ： X班 年級 ： XXXX級 專業(yè) ： XXXXXX 學院 ： XXXX學院 指導教師 ： XXX 教 授 完成時間 ： 2016年 3 月17日 作者聲明 本畢業(yè)論文（設計）是在導師的指導下由本人獨立撰寫完成的，沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學術規(guī)范和其他侵權行為。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。因本畢業(yè)論文（設計）引起的法律結果完全由本人承擔。 畢業(yè)論文（設計）成果歸XX學院所有。 特此聲明 作者專業(yè) ： XXXXXX 作者學號 ： XXXXXX 作者簽名 ： 2016年 月 日 鋼筋下料機的設計 Design of steel bar cutting machine Liu, Mou mou 2016年 3 月 17 日 摘 要 在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個行業(yè)在受到其他國家先進技術沖擊的同時，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機會也變的越來越多。鋼筋下料機行業(yè)通過行業(yè)展會、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實力和核心競爭力，縮小與發(fā)達國家之間的差距。在新的市場需求的驅動下，鋼筋下料機的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內鋼筋下料機設備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展大型經(jīng)濟高效型的鋼筋下料機械設備，在人工切斷過渡到機械設備自動切斷鋼筋的演變中發(fā)揮著積極作用。 一般生產(chǎn)大型鋼筋下料機設備的企業(yè)對設備安全指數(shù)上都有嚴格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設備時，都充分考慮到設備在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少設備因為振動或者操作不當而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。國內鋼筋下料機設備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟、安全穩(wěn)定主題保持一致。加大鋼筋下料機設備新型節(jié)能、高效鋼筋下料機的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內基礎建設發(fā)展的需求。鋼筋下料機的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前鋼筋下料機正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。本次設計的鋼筋切斷機切斷鋼筋直徑為Φ32mm，抗拉強度335Mpa，兩刀刃的最大開口距37mm；最小開口距5mm，每分鐘切斷15次，結構簡單，操作方便，性能穩(wěn)定；隨著科技的發(fā)展,鋼筋切斷機設備在性能，成本，工藝上面將會有更進一步的提高。 關鍵詞：機械工業(yè)；鋼筋下料機；切斷；高效  Abstract With development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety. Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompressedneceengththdirectionprocedurework.The?inverted?pendulum?is?a?typical?high?order?system,?with?multi?variable,?non-linear,? strong-coupling,?fleet?and?absolutely?instable.?It?is?representative?as?an?ideal?model?to?prove?new?control?theory?and?techniques.?During?the?control?process,?pendulum?can?effectively?reflect?many?key?problems?such?as?equanimity,?robust,?follow-up?and?track,?therefore.This?paper?studies?a?control?method?of?double?inverted?pendulum?.?First?of?all,?the?mathematical?model?of?the?double?inverted?pendulum?is?established,?then?make?a?control?design?to?double?inverted?pendulum?on?the?mathematical?model,?and?determine?the?system?performance?index?weightmatrix?,??by?using?genetic?algorithm?in?order?to?attain?the?system?state?feedback?control?matrix.?Finally,?the?simulation?of?the?system?is?made?by?.?After?several?test?matrix?value?the?results?are?not?satisfactory?response,?then?we?optimize?matrix?by?using?Genetic?Algorithm.?Simulation?results?show.The?system?response?can?meet?the?design?requirements∮32 after?Genetic?Algorithm?335Mpa.?Small twisted paper 37 machine for ordinary home, not only can be used for 5 meat, can also be used with crushed 15 meter, crushed ice, spices and otherfood, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structuredesign. Key word: pneumatic manipulator； cylinder； pneumatic loop； Fout degrees of freedom. 目 錄 1 緒論 1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2 鋼筋下料機的發(fā)展現(xiàn)狀 3 2 鋼筋下料機總體結構的設計 5 2.1 鋼筋下料機的總體方案圖 7 2.2 鋼筋下料機的工作原理 9 2.3 機械傳動部分的設計計算 10 2.3.1電機的選型計算 11 2.3.2 V帶傳動的設計計算 11 2.3.3齒輪傳動的設計計算 12 2.3.4軸承的選擇 13 3 各主要零部件強度的校核 15 3.1偏心軸強度的校核計算 16 3.2齒輪強度的校核計算 17 3.3軸承強度的校核計算 17 4 鋼筋下料機中主要零件的三維建模 20 4.1電機的三維建模 22 4.2偏心軸的三維建模 22 4.3 V帶輪的三維建模 23 4.4連桿的三維建模 25 4.5 動刀刃的三維建模 26 4.6 鋼筋下料機的三維建模 27 5 鋼筋下料機中重要零件的有限元應力應變分析 29 結論 32 謝辭 33 參考文獻 34 1 緒論 1.1課題的來源與研究的目的和意義 由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經(jīng)濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務。現(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經(jīng)開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。 本畢業(yè)設計課題來自于鋼筋下料機生產(chǎn)制造公司的生產(chǎn)實際，通過設計出鋼筋下料機，從而來掌握鋼筋下料機的整個設計生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識。 我國生產(chǎn)的鋼筋下料機結構簡陋，剖切效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的鋼筋下料機的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，鋼筋下料機的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的鋼筋下料機勢在必行！ 相信此種鋼筋下料機的出現(xiàn)將會大大提高鋼筋的下料能力和質量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟效益方面能夠帶來顯著的進步，同時也在某種程度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 綜上所述，結合自身所學和本次所選課題的難易度，覺得無論是在知識層面還是在軟件的運用技能上面，該課題很適合我，加之本課題來源于當今社會機械工業(yè)冰糕剖切設備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎之上，通過設計出鋼筋下料機，從而來滿足當今社會冰糕剖切設備不足的缺陷，并且能夠在一定程度上為后續(xù)的鋼筋下料機的發(fā)展起到一定的參考價值和借鑒作用。 1.2 鋼筋下料機的發(fā)展現(xiàn)狀 當今社會，隨著機械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機械設備也在不斷地更新，不斷地完善，鋼筋下料機同樣在發(fā)展著，近年來隨著我國房產(chǎn)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，建筑行業(yè)也隨之呈現(xiàn)出前所未有的喜人景象，作為建筑中需求量較大的鋼筋它的需求量也是猛增，因而有利的拉動了鋼筋切斷機的市場需求。 鋼筋切斷機是鋼筋加工生產(chǎn)中必不可少的設備之一，它主要用于房屋建筑，橋梁，隧道，電站，大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷，與其他切斷設備相比，鋼筋切斷機具有重量輕，耗能少，工作可靠，效率高等特點，在機械加工和小型軋鋼廠等都被廣泛使用，在國民經(jīng)濟建設的各個領域都發(fā)揮了重要的作用。 2 鋼筋下料機總體結構的設計 2.1 鋼筋下料機的總體方案圖 本次設計的鋼筋下料機采取的方案是：選擇三級減速，先是一級帶減速，然后是兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、和過載保護等優(yōu)點。然后采用兩級齒輪減速，因為齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可靠等特點。動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構。由于傳動系統(tǒng)作的是回轉運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構?？紤]現(xiàn)實條件，決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構。如果使用人工切斷不但勞動強度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個專用的鋼筋下料機以成為發(fā)展趨勢。具體方案布局圖如下： 選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、和過載保護等優(yōu)點，并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因為齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可靠等特點。動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構。由于傳動系統(tǒng)作的是回轉運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構。考慮現(xiàn)實條件，我決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構。如果使用人工裝配不但勞動強度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個專用的鋼筋下料機以成為發(fā)展趨勢。 2.2 鋼筋下料機的工作原理 本次所設計的鋼筋下料機的工作原理為：采用電動機通過帶動三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動偏心軸旋轉, 偏心軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。本次設計的鋼筋切斷機切斷鋼筋直徑為Φ32mm，抗拉強度335Mpa，兩刀刃的最大開口距37mm；最小開口距5mm，每分鐘切斷15次，結構簡單，操作方便，性能穩(wěn)定。 2.3 機械傳動部分的設計計算 2.3.1電機的選型計算 已知整個鋼筋下料機中機架及其他所有零件的重量，我們取總重量為20Kg，其中忽略帶傳動和齒輪傳動的傳動效率，計算所需要的電機功率，從而來選擇電動機，具體的電機設計計算如下: 具體的電機設計計算如下: 1、確定運行時間 本次設計加速時間 負載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機轉速 3.負載轉矩 式中： 4.電機轉矩 啟動轉矩 必須轉矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為160BL-A，此無電機廠家為機電產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型號為160BL-4030H1-LK-B，電機額定功率為1.5KW，額定轉矩為7.62N.m，最大轉矩為9N.m， 額定轉速為 3000r/min。電機大致圖如下： 外形尺寸315x175，電機輸出軸徑為24mm。 2.3.2 V帶傳動的設計計算 1）設計功率 －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，?。?.2 P－傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通V帶B型，－小帶輪轉速，為1440r/min 3）傳動比 1.76 ＝＝ 4）小帶輪基準直徑（mm） 由B1表8－1－12和表8－1－14選定 ＝100mm>＝75r/min 5）大帶輪基準直徑（mm） 由B3表8－7得=150mm 6）帶速驗算 7）初定軸間距（mm） 8）所需帶的基準長度（mm） ＝ ＝650mm 依B1表8－1－8取＝900mm，即帶型為A－900 9）實際軸間距? 10）小帶輪包角 = = 11）單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號、和普通V帶查B1表8－1－27（c） 取0.37kw 12）時單根V帶型額定功率增量 根據(jù)帶型號、和查B1表8－1－27（c） 取0.15kw 13）V帶的根數(shù)Z Z = －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 14） 單根V帶的預緊力 = =134（N） m－V帶每米長的質量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 15）作用在軸上的力 －考慮新帶初預緊力為正常預緊力的1.5倍 帶輪的結構和尺寸 帶輪應既有足夠的強度，又應使其結構工藝性好，質量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應力。 輪槽工作表面應光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT200。查B1表8－1－10得基準寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準直徑查B1，帶輪的零件圖如下圖所示： 2.3.3齒輪傳動的設計計算 ﹙1﹚材料選用原則 選材的基本原則是材料在能滿足零件使用性能的前提下，具有較好的工藝性和經(jīng)濟性。 材料的使用性能是指機械零件在正常工作條件下應具備的力學、物理、化學等性能，是保證該零件可靠性的基礎。對一般機械零件來說，選材時主要考慮的是其力學性能；而對于非金屬材料制成的零件，還應該考慮其工作環(huán)境對零件性能的影響。 零件按力學性能選材時，首先應正確分析其工作條件、形狀尺寸及應力狀態(tài)，結合該類零件出現(xiàn)的主要失效形式，找出其在實際使用中的主要和次要的失效抗力指標，以此作為選材的依據(jù)。 ﹙2﹚齒輪模數(shù)的確定 參考同類產(chǎn)品：選取小齒輪材料為45#鋼，齒面淬火，淬火硬度為HRC45~50；齒輪1材料為45#鋼，表面淬火，淬火硬度BRC48~55。初選z=100, 則z2=i100=2100=200, z=iz3=3.623=83, 為減小傳動的尺寸，齒輪和齒輪一均為硬齒面，其目的是使大齒輪和中間齒輪使用壽命相當。 模數(shù)大小需由彎曲疲勞強度確定。由于第二對齒輪傳動承載較大，就按第二對齒輪傳動初步計算。 按彎曲強度，m ① [1]P201式（10-5） 式中，取載荷系數(shù)K=1.325　，z=100，轉矩T=6338 Nw　 齒寬系數(shù)=0.51 齒輪、齒輪1許用彎曲應力：[]=637MP，[]=396MP 齒形系數(shù)：Y=2.69 ， Y=2.21 應力修正系數(shù)：Y=1.58 ， Y=1.77 以上數(shù)據(jù)均查自[1]P200 =＜= 就按二者中的大值計算，將諸值代入①式，得 M≥ = =8.5mm 圓整，取m=8mm。 ﹙3﹚接觸強度和彎曲強度的驗算 一、驗算接觸強度 （１）　齒數(shù)和精度等級：z=100，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度 （２）使用系數(shù) K=1 （３）動載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （４）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （５）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 　　以上2—5數(shù)據(jù)均查自[1]P193-205 （６）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=1×1×1.1×1.21=1.33 K=K.K.K.K=1×1.02×1.15×1.13=1.325 （７）總工作時間 設計每日工作8個小時，一年300天，使用壽命8年，使用期限內工作時間占20% t=8×300×8×0.2=3840h （８）工作應力循環(huán)次數(shù) 小齒輪為主動輪，每轉一周，小齒輪同側嚙合一次；中間輪同一側齒面也嚙合一次。因此，接觸應力按脈動循環(huán)變化 N=60rnt=60×1×16.98×3840=3.9×10 N=N/i=3.9×10/1.2=3.26×10 N=N/i=3.26×10/3.6=0.9×10 （９）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9 （10）節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5 （11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1 （13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3 　　以上9—13數(shù)據(jù)均查自[1]P201—210 （14）許用接觸應力 []===1472 []===1713 []===1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=100mm （16）驗算 =Z.Z=189.82.5 =1453<[]=1472 =Z.Z =188.92.5 =1224<[]=1235 經(jīng)計算知，大小齒輪均滿足接觸強度要求。 二、驗算彎曲強度 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21 應力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775 彎曲疲勞極限 ＝600，＝650，＝450 彎曲安全系數(shù)S S=1.0 應力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動輪。每轉一周，小齒輪同一側嚙合一次，彎曲應力按脈動循環(huán)變化；中間同一側齒面口嚙合一次，彎曲應力按對稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60×1×16.98×3840=3.9×10 N=N/i=3.9×10/1.2=3.26×10 N=N/i=3.26×10/3.6=0.9×10 彎曲壽命系數(shù)KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 許用彎曲應力[] []===540 []===650 []===518 驗算： <[] <[] <[] <[] 經(jīng)計算知：大小齒輪均滿足彎曲強度要求，且具有高的可靠性。 2.3.4軸承的選擇 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉速、旋轉精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用深溝球軸承，因為深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用深溝球軸承，根據(jù)d=30mm,由參考資料2P7－356 表7－2－78深溝球（GB/T288-1994），選用6206深溝球軸承。 3 鋼筋下料機中主要零件的三維建模 3.1偏心軸強度的校核計算 偏心軸是組成機械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉動傳動轉矩或回轉運動，并通過軸承與機座相聯(lián)接。軸與其上的零件組成一個組合體—軸系部件，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結構密切聯(lián)系起來。 由于控制風門開合所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設計的階梯軸為轉軸，軸的初步設計是根據(jù)扭轉強度，校核彎曲強度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強度、剛度、和其他機械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經(jīng)濟合理，通過設計計算來選擇軸的材料，選用最常見的Q235A鋼作為軸的材料,且其需用切應力為40MPa。 軸與其上的零件組合成一個組合體，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結構密切聯(lián)系起來。軸的結構設計是在初算軸徑的基礎上進行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設計成階梯軸。軸的結構設計的任務是合理確定階梯軸的形狀和全部結構尺寸。軸的材料選用Q235A鋼，為保證其力學性能，進行調質或正火處理。 軸的計算內容：（以下設計內容參照《機械設計課程設計》P24-30及《機械設計》P310-319） 1、初步計算軸的直徑 按照扭轉強度估算軸的最小直徑，寫成設計公式，軸的最小直徑mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入設計公式得=35.26mm。考慮到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應適當增加軸徑以補償鍵槽對軸強度的削弱。取軸的直徑d為40mm，即最右端裝帶輪處的直徑為40mm。裝有密封元件和滾動軸承處的直徑，應與密封元件和軸承的內孔徑尺寸保持一致。軸上兩個支點的軸承，應盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。相臨軸段的直徑不同形成軸肩。當軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時，應具有一定的高度，軸肩處的直徑差一般取5—10mm，這里軸肩出的直徑差選擇5mm，然后協(xié)調各段軸的長度，考慮到要裝軸承座和機構的合理性，還有螺釘?shù)鹊拈L度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。 3.2齒輪強度的校核計算 1）驗算接觸強度 （１）齒數(shù)和精度等級：z=19，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度 （２）使用系數(shù) K=1 （３）動載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （４）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （５）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 　以上2—5數(shù)據(jù)均查自[1]P193-205 （６）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=1×1×1.1×1.21=1.33 K=K.K.K.K=1×1.02×1.15×1.13=1.325 （７）總工作時間 設計每日工作8個小時，一年300天，使用壽命8年，使用期限內工作時間占20% t=8×300×8×0.2=3840h （８）工作應力循環(huán)次數(shù) 小齒輪為主動輪，每轉一周，小齒輪同側嚙合一次；中間輪同一側齒面也嚙合一次。因此，接觸應力按脈動循環(huán)變化 N=60rnt=60×1×16.98×3840=3.9×10 N=N/i=3.9×10/1.2=3.26×10 N=N/i=3.26×10/3.6=0.9×10 （９）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9 （10）節(jié)點區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5 （11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1 （13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3 　　以上9—13數(shù)據(jù)均查自[1]P201—210 （14）許用接觸應力 []===1472 　[]===1713 　 []===1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=60mm （16）驗算 =Z.Z=189.82.5 =1453<[]=1472 =Z.Z =188.92.5 =1224<[]=1235 經(jīng)計算知，大小齒輪均滿足接觸強度要求。 2）驗算彎曲強度 （1） 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21 （2） 應力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775 （3） 彎曲疲勞極限 ＝600，＝650，＝450 （4） 彎曲安全系數(shù)S S=1.0 （5） 應力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動輪。每轉一周，小齒輪同一側嚙合一次，彎曲應力按脈動循環(huán)變化；中間同一側齒面口嚙合一次，彎曲應力按對稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60×1×16.98×3840=3.9×10 N=N/i=3.9×10/1.2=3.26×10 N=N/i=3.26×10/3.6=0.9×10 （6） 彎曲壽命系數(shù)KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 （7） 許用彎曲應力[] []===540 []===650 []===518 (8) 驗算： <[] <[] <[] <[] 經(jīng)計算知：大小齒輪均滿足彎曲強度要求，且具有高的可靠性 3.3軸承強度的校核計算 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承6206，由文獻[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗算 h （4.3） h=年 由于鋼筋下料機的運轉平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4 鋼筋下料機中主要零件的三維建模 4.1電機的三維建模 - 31 - 4.2偏心軸的三維建模 4.3 V帶輪的三維建模 4.4連桿的三維建模 4.5鋼筋下料機的三維建模 5 鋼筋下料機中重要零件的有限元應力應變分析 在鋼筋下料機這一設備里，偏心軸是受力最大也是最重要的零件，在這里，我們以偏心軸為例，進行受力分析，案例如下： 前臂三維零件圖 操作步驟如下圖所示：點擊分析工具欄命令，如圖所示： 點擊“添加夾具”按鈕，對偏心軸添加一個夾具，我們選擇偏心軸左側為夾具，如下圖所示： 再接著在偏心軸的中間添加一個力，如圖所示： 選擇材料為普通碳鋼，如下圖所示： 點擊開始分析按鈕，系統(tǒng)就會自動對模型進行應力等方面的分析，如下圖所示： 這就是分析后的偏心軸的應力分布情況： 結 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度本文所設計的是鋼筋下料機的設計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 謝 辭 在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經(jīng)過近半年努力的設計與計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 參考文獻 [1]張福學編著.鋼筋下料機技術及其應用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]何發(fā)昌著，邵遠編著.鋼筋下料機的原理及應用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]宋學義著. 鋼筋下料機速查手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3。 [4]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學出版社，2008.5。 [5]SMC（中國）有限公司. 鋼筋下料機實用技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.10 [6]徐文燦著. 鋼筋下料機系統(tǒng)設計. 北京：機械工業(yè)出版社，1995。 [7]曾孔庚.鋼筋下料機的發(fā)展趨勢. 機器人技術與應用論壇。 [8]壽慶豐 機械設計1999年第3期，第3卷。 [9]高微,楊中平,趙榮飛等.鋼筋下料機結構優(yōu)化設計. 機械設計與制造2006.1。 [10]孫兵,趙斌,施永輝.鋼筋下料機的研制. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [11]馬光,申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫2002年。 [12]李如松.鋼筋下料機的應用現(xiàn)狀與展望. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫1994年第4期。 [13]李明.單臂回轉式鋼筋下料機設計.制造技術與機床2005年第7期。 [14]李杜莉，武洪恩，劉志海.鋼筋下料機的運動學分析. 煤礦機械2007年2月[17]成大先主編.機械設計手冊（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，1994。 [15]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. [16]Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators.Transactions on Robotics and Automation. Vo1.9.No.4.1993。