摘要外文摘要目录1引言 (1)1.1概述 (1)1.2题目的选取 (2)1.3钢筋切断机的工作原理 (2)2电机的选择 (2)2.1钢筋切断机需用力计算 (2)2.2功率计算 (3)3传动结构设计 (3)3.1基本传动设计计算 (3)3.2带传动设计 (5)3.3齿轮传动设计 (6)3.4轴的校核 (14)3.5键的校核 (22)3.6轴承的校核 (23)4钢筋切断机的摩擦磨损和润滑 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 引言1．1 概述钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断。

钢筋切断机与其他切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。

国内外切断机的对比：由于切断机技术含量低、易仿造、利润不高等原因，所以厂家几十年来基本维持现状，发展不快，与国外同行相比具体有以下几方面差距。

1)国外切断机偏心轴的偏心距较大，如日本立式切断机偏心距24mm，而国内一般为17mm．看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理．因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度。

2)国外切断机的机架都是钢板焊接结构，零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬，使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器．3)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；而国外都是双螺栓固定，25～27mm厚，因此国外刀片在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。

4)国内切断机每分钟切断次数少．国内一般为28～31次，国外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率较高。

5)国外机型一般采用半开式结构，齿轮、轴承用油脂润滑，曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀座、转体处用手工加稀油润滑．国内机型结构有全开、全闭、半开半闭3种，润滑方式有集中稀油润滑和飞溅润滑2种。

6)国内切断机外观质量、整机性能不尽人意；国外厂家一般都是规模生产，在技术设备上舍得投入，自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工体系。

尤其对外观质量更是精益求精，外罩一次性冲压成型，油漆经烤漆喷涂处理，色泽搭配科学合理，外观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角，整机光洁美观。

而国内一些一些厂家虽然生产历史较长，但没有一家形成规模，加之设备老化，加工过程拼体力、经验，生产工艺几十年一贯制，所以外观质量粗糙、观感较差。

全球经济建设的快速发展为建筑行业，特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展空间，为广大生产企业提供一个展示自己的舞台。

面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场，加强企业的经营管理，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量和产品售后服务水平，积极、主动走向市场，使企业的产品不断地满足用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，无疑是我国钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。

1．2 题目的选取本次毕业设计的任务是卧式钢筋切断机的设计。

要求切断钢筋的最大直径14mm，切断速度为15次/分。

在设计中通过计算和考虑实际情况选则合适的结构及参数，从而达到设计要求，同时尽可能的降低成本，这也是一个综合运用所学专业知识的过程。

毕业设计是对四年大学所学知识的一个总结，也是走上工作岗位前的一次模拟训练。

1．3 钢筋切断机的工作原理工作原理：采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后,带动曲轴旋转,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。

2 电机选择传动方案简述：选择三级减速，先是一级带减速，再两级齿轮减速。

首先采用一级带传动，因为它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪声小、合过载保护等优点，并安装张紧轮。

然后采用两级齿轮减速，因为齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。

动力由电动机输出,通过减速系统传动,把动力输入到执行机构。

由于传动系统作的是回转运动,而钢筋切断机的执行机构需要的直线往复运动,为了实现这种转换,可以采用曲柄滑块机构,盘行凸轮移动滚子从动件机构,齿轮齿条机构。

考虑现实条件我决定采用曲柄滑块机构作为本机械的执行机构。

2.1切断钢筋需用力计算为了保证钢筋的剪断，剪应力应超过材料的许应剪应力[]τ。

即切断钢筋的条件为：[]ττ≤=A Q查资料可知钢筋的许用剪应力为：[]142~128=τMPa,取最大值142MPa 。

由于本切断机切断的最大刚筋粗度为：14max =d mm 。

则本机器的最小切断力为：[]218484)14(14.31424142422max 2max >⨯⨯>⨯>>Q Q d Q d Q πτπ 取切断机的Q=22000N 。

2.2 功率计算由图可知，刀的速度小于曲轴处的线速度。

则切断处的功率P ：8.690001.02060215=⨯⨯⨯⨯<πQ P W 查表可知在传动过程中，带传动的效率为η= 0.94~0.97； 二级齿轮减速器的效率为η= 0.96~0.99； 滚动轴承的传动效率为η= 0.94~0.98； 连杆传动的效率为η= 0.81~0.88；滑动轴承的效率为99.0~98.0=η由以上可知总的传动效率为:η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72由此可知所选电机功率最小应为 94.172.0269.0=⨯=P kw 查手册并根据电机的工作环境和性质选取电机为：Y 系列封闭式三相异步电动机，代号为Y 112M -6，输出功率为2.2kw ，输出速度为960 r/min 。

3. 传动结构设计3.1 基本传动数据计算3.1.1 分配传动比电动机型号为Y ，满载转速为960 r/min 。

a) 总传动比 6415960==i b) 分配传动装置的传动比 10i i i ⨯=上式中i 0、i 1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i 0 =2，则减速器的传动比为 3226401===i i i c) 分配减速器的各级传动比按展开式布置，查阅有关标准，取 i 11=6.4，则i 22=5。

（注以下有i 1代替i 11，i 2代替i 22）3.1.2 计算机构各轴的运动及动力参数a) 各轴的转速ⅠⅡⅢⅠ 轴 min /r 480296001===n n n m Ⅱ 轴 min /r 754.6480112===i n n Ⅲ 轴 min /r 15575223===i n n b) 各轴的输入功率Ⅰ 轴 kw 068.294.02.2011=⨯=⨯=ηp pⅡ 轴 kw 966.198.097.0068.21212=⨯⨯=⨯=ηp pⅢ 轴kw 869.198.097.0966.12323=⨯⨯=⨯=ηp pc) 各轴的输入转矩电动机输出转矩m N 89.219602.29550⋅=⨯=d T Ⅰ 轴 m N 15.4194.0289.210101⋅=⨯⨯=⨯⨯=ηi T T dⅡ 轴 m N 35.25098.097.04.615.4112112⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηi T TⅢ 轴 m N 91.118998.097.0535.25023223⋅=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηi T T3.2 带传动设计3.2.1 由设计可知：V 带传动的功率为2.2kw ，小带轮的转速为960r/min ，大带轮的转速为480r/min 。

查表可知 工况系数取 K A =1.5 ，P c =1.5×2.2=3.3kw 。

根据以上数值及小带轮的转速查相应得图表选取A 型V 带。

3.2.2 带轮基准直径：查阅相关手册选取小带轮基准直径为d 1=100mm ，则大带轮基准直径为d 2=2×100=200mm3.2.3 带速的确定：s /m 0.510006096010014.31000601=⨯⨯⨯=⨯⋅⋅=n d v π 3.2.4 中心矩、带长及包角的确定。

由式0.7(d 1+d 2)<a 0<2(d 1+d 2) 可知：0.7(100+200)<a 0<2(100+200) 得 210〈a 0〈600初步确定中心矩为 a 0=400根据相关公式初步计算带的基准长度：mm 25.12774004)100200()200100(240024)(2220221210=⨯-+++⨯=-+++=π）（πa d d d d a L d 查表选取带的长度为1250mm计算实际中心矩：mm 386225.127712504002'0=-+=-+=d d L L a a 取386mm 验算小带轮包角：2.1653.5718012=⨯--=ad d α 3.2.5 确定带的根数：()la c k k p p p Z ⋅⋅+≥11Δ 查表知 p 1=0.97 Δp 1=0.11 k a =0.965 k l =0.93 则 ()40.393.0965.011.097.03.3=⨯⨯+≥Z 取Z=43.2.6 张紧力 20)15.2(500qv k vZ p F c +-= 查表 q=0.10kg/m N 1.133024.51.0)1965.05.2(4024.53.350020=⨯+-⨯⨯=F 3.2.7 作用在轴上的载荷：N 9.105522.165s i n 1.133422s i n 20=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=αF Z F q3.2.8 带轮结构与尺寸见零件图图1 带轮的结构与尺寸图3.3 齿轮传动设计3.3.1 第一级齿轮传动设计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260HBS大齿轮：45钢调制，平均取齿面硬度为260HBS2) 初选齿数 取小齿轮的齿数为20，则大齿轮的齿数为20×6.4=1283) 齿数比即为传动比 4.620128==i 4) 选择尺宽系数ψd 和传动精度等级情况，参照相关手册并根据以前学过的知识选取 ψd =0.6初估小齿轮直径d 1=60mm ，则小齿轮的尺宽为b=ψd × d 1=0.6×60=36mm5) 齿轮圆周速度为：s /m 5.11000604806010006011=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππn d v 参照手册选精度等级为9级。

6) 计算小齿轮转矩T 1mm N 101.4480068.21055.91055.946161⋅⨯=⨯⨯=⨯⨯=n p T 7) 确定重合度系数Z ε、Y ε：由公式可知重合度为695.112812012.388.1=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=ε 则由手册中相应公式可知：877.03695.1434=-=-=εεZ 692.075.025.0=+=εεY 8) 确定载荷系数 K H 、K F确定使用系数 K A ：查阅手册选取使用系数为K A =1.85确定动载系数K v ：查阅手册选取动载系数K v =1.10确定齿间载荷分布系数K Ha 、K Fa ：mm /N 100mm /N 23.703660101.485.12***2411<=⨯⨯⨯⨯==d b T K b F K A t A则3.1877.01122===εZ K Ha 45.1692.011===εY K Fa 载荷系数K H 、K F 的确定，由公式可知09.33.115.110.185.1=⨯⨯⨯=⋅⋅⋅=αβH V A H K K K K K 42.33.145.109.3=⨯==Ha Fa HF K K K K b) 齿面疲劳强度计算 1) 确定许用应力[σH ]① 总工作时间t h ，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：h 1200083005=⨯⨯=h t ② 应力循环次数 N 1、N 2()86.66.66.66.63111111013.04.05.07.02.011200048016060⨯=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==∑=hhii i h v tt T T t rn N N781221056.14.6101⨯=⨯===u N N N v③ 寿命系数 Z n1、Z n2 ，查阅相关手册选取Z n1=1.0、Z n2=1.15 ④ 接触疲劳极限取：σhlim1=720MPa 、σhlim2=580MPa⑤ 安全系数取：S h =1.0 ⑥ 许用应力 [σh1]、[σh2][]M P a720119.17602lim 1=⨯==h n H h S Z σσ[]MPa 667134.15702lim 2=⨯==hn H h S Z σσ 2) 弹性系数Z E 查阅机械设计手册可选取MPa 190=E Z 3) 节点区域系数Z H 查阅机械设计手册可选取Z H =2.5 4) 求所需小齿轮直径d 1[]()mm34.55720877.05.21904.6114.6101.409.3212343211=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅+⋅≥h h e d h Z Z Z u u u T k d σψε与初估大小基本相符。