中国地质大学长城学院2015届毕业设计 中国地质大学长城学院本 科 毕 业 设 计 题目 钢筋弯曲机机械系统设计 系 别 工程技术系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 肖东兵 学 号 05211510 指导教师 赵晓顺 职 称 副教授 2015 年 04 月 3 日钢筋弯曲机机械系统设计摘 要随着我国今年基础建设工程投入的增加，钢筋加工行业的市场愈加发展，钢筋加工机械是工程建筑行业不可或缺的作业工具。就钢筋弯曲机的具体传动方案，目前可主要划分为“带-两级齿轮-涡轮蜗杆传动”及“带-三级齿轮传动”两种。目前，钢筋弯曲机的结构性能、操作方法及综合技术等方面还有很大的提升空间。这个课题主要内容是通过对过去钢筋弯曲机的机械系统的设计方案进行比较，应用传统零件及电动机功率的基础上对本次设计所要求的钢筋弯曲角度和加工钢筋直径进行机械系统方面的设计，使其能成为满足加工直径为6-32mm的钢筋弯曲机，增大钢筋的加工范围，提高工作效率，减轻钢筋加工的工作强度，保证建筑工程的进度及质量。本次设计主要应用本科所学知识，对其工作原理进行分析与阐述，在对电机的选取，传动比的分配，圆柱齿轮和V带的设计与选取，轴的设计与校核方面进行设计。关键词：钢筋弯曲机； 机械系统； 传动设计； 校核； 圆柱齿轮AbstractWith the increase of our country infrastructure construction investment this year, steel processing industry market increasingly development, steel processing machinery is operating an indispensable tool for engineering construction industry. The specific transmission scheme of reinforcing steel bending machine, at present can be divided into the band - two gear - worm drive and take - three - stage gear drive two. At present, steel bending machine performance structure, operating method and control and comprehensive technical index etc. there is still much room for improvement. The main issue is the comparison of design schemes of the past through a steel bar bending machine mechanical system, based on the application of traditional parts and motor power of reinforced bar bending angle required the design and processing of steel bar diameter design machine system, so that it can be meet the processing diameter of reinforcing steel bending machine, 6-32mm, the increase of reinforced just add processing range, improve the work efficiency, reduce the labor intensity of steel processing, ensure the quality and progress of construction engineering. The design of the main application undergraduate knowledge, analyzes and expounds on its working principle, the selection of motor, transmission ratio of the distribution, and the selection of design of the cylindrical gear and V, design and check the shaft design.Keywords： Reinforcing steel bending machine； mechanical transmission system； design; calibration； cylindrical gear目 录1绪 论61.1课题背景61.2相关产品简介61.2.1钢筋弯曲机的类型61.2.2钢筋弯曲机的构造61.3发展现状71.4本设计内容72 钢筋弯曲机的工作原理及工作盘的设计72.1钢筋弯曲机的工作原理72.2 钢筋弯曲机的结构82.3钢筋弯曲机工作盘的设计82.4钢筋弯曲所需弯矩92.5 本章小结93电动机选择及传动比的分配93.1电动机的选择93.2传动比的分配103.3各轴的转速103.4各轴的输入功率103.5各轴的输入转矩103.6 数据汇于表113.7 本章小结114带传动的设计114.1 V带的设计计算114.2带轮结构的设计135圆柱齿轮设计145.1第1、2齿轮设计145.1.1齿轮类型145.1.2校核齿根弯曲疲劳强度155.1.3第1、2齿轮尺寸汇于表155.2第3、4齿轮的设计165.2.1齿轮的类型165.2.2校核齿根弯曲疲劳强度175.2.3第3、4齿轮尺寸汇于表185.3 第五、六齿轮设计185.3.1齿轮类型185.3.2校核齿根弯曲疲劳强度195.3.3第五、六齿轮的尺寸汇于表205.4本章小结216 轴的设计226.1轴的设计226.1.1估算轴的基本直径226.1.2轴的结构设计226.1.3轴的受力分析226.2轴的设计256.2.1估算轴的基本直径256.2.2轴的结构设计266.2.3轴的受力分析266.3轴的设计286.3.1估算轴的基本直径286.3.2轴的结构设计296.3.3轴的受力分析296.4轴的设计326.4.1估算轴的基本直径326.4.2轴的结构设计326.4.3轴的受力分析326.5 本章小结347总 结35参考文献36致 谢371绪 论1.1课题背景钢筋弯曲机是钢筋加工重要机械之一。工作机构是在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，把钢筋置于图（2.1）的虚线位置上，支承销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴固定在工作圆盘上，圆盘转动时实现钢筋的弯曲。为了弯曲不同直径的钢筋， 在工作圆盘上会打几个孔。用以插压弯销轴，也可以相应地更换不同直径的中心销轴。本此设计弯曲机包括减速机、小齿轮、大齿轮、工作盘面，其特征在于结构中：双级制动电机与减速机相连作一级减速；小齿轮与大齿轮啮合作二级减速；大齿轮始终带动弯曲盘面旋转；弯曲盘面上设置有中心轴孔和若干弯曲轴孔；工作台面的定位方杠上分别设置有若干定位轴孔。由于双级制动电机与减速机直联作一级减速，输入、输出转数比准确，弯曲速度稳定、准确，且可利用电气自动控制变换速度，制动器可保证弯曲角度。利用电机的正反转，对钢筋进行双向弯曲。中心轴可替换，便于维修。可以采用智能化控制。国外品牌都是贴牌生产 很少是全套进口 据调查所知 很多国外品牌都是国内生产商生产。1.2相关产品简介1.2.1钢筋弯曲机的类型1、按传动方式分机械式钢筋弯曲机、液压式钢筋弯曲机；2、按工作原理分为蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机、齿轮式钢筋弯曲机；3、按其内部结构形式可以分台式钢筋弯曲机、手持式钢筋弯曲机。1.2.2钢筋弯曲机的构造各厂家的钢筋弯曲机的构造基本相同。钢筋弯曲机的传动方案有以下两种：“带-两级齿轮-蜗轮蜗杆传动”和“带-三级齿轮传动”。在同样的电动机功率前提下，齿轮传动的钢筋弯曲机弯曲相同直径的钢筋显得更加轻松。但蜗轮蜗杆传动的钢筋弯曲机具有自锁特性，会使工作中弯曲的定位精度提高些。目前，以“带-两级齿轮-蜗轮蜗杆传动”方案的弯曲机的产生、应用也较为普遍，市场占有率高。在这2种传动方案的钢筋弯曲机中，工作面板以上的部分相同。1.3发展现状钢筋弯曲机是建筑行业常用的工程机械之一，当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设，各种建筑耗费了大量的钢筋，其中钢箍加工的效率和质量是最难解决的问题之一，钢箍不仅使用量非常大，而且形状和尺寸变化复杂，尺寸精度要求高，钢箍的制作在原钢筋加工中是劳动强度大，人力物理消耗大，低效率，低质量保证的环节。 随着我国建筑行业的快速发展，为了响应政府及各建筑单位对钢筋制作自动化技术的迫切要求，急需一种使用范围广，效率高，消耗低，质量高的钢筋弯曲机。国内钢筋弯曲机的产品质量差异各有不同。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情况。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。1.4本设计内容钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一。本课题对钢筋弯曲机的机械系统进行设计，增大钢筋直径加工范围，使其满足直径为6-32mm范围内的钢筋，提高工作效率，减轻钢筋加工的工作强度，保证建筑工程的进度及质量。同时还能准确弯曲固定角度，不像以往的钢筋弯曲机，需要凭借经验判断，使加工更精确。2 钢筋弯曲机的工作原理及工作盘的设计2.1钢筋弯曲机的工作原理钢筋弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，采用电动机经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作机构，钢筋弯曲机的工作机构如图（2.1）所示，把钢筋置于途中虚线位置，支撑销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋，在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可响应地更换不同直径的中心销轴。通过改变中心销轴的直径来弯曲各种直径的钢筋。