卧式钢筋切断机设计摘要根据电机的工作环境选择电动机类型，采用卧式安装，防护式电机，鼠笼式三相异步电动机。
选择三级减速，先是一级带减速，再两级齿轮减速。
一级带传动，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。
两级齿轮减速，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。
本课题采用曲柄滑块机构作为本机械的执行机构。
关键词切断建筑钢筋齿轮曲柄滑块引言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。
如图1：图1传动简图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。
即切断钢筋的条件为：查资料可知钢筋的许用剪应力为： MPa,取最大值142MPa。
由于本切断机切断的最大刚筋粗度为： mm。
则本机器的最小切断力为：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：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 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Y112M-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b) 分配传动装置的传动比上式中i0、i1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i0 =2，则减速器的传动比为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i11=6.4，则i22=5。
（注以下有i1代替i11，i2代替i22）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Ⅱ轴Ⅲ轴b) 各轴的输入功率Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴c) 各轴的输入转矩电动机输出转矩Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴3.2 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d1=100mm，则大带轮基准直径为d2=2×100=200mm3.2.3 带速的确定：3.2.4 中心矩、带长及包角的确定。
由式0.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2) 可知：0.7(100+200)<a0<2(100+200) 得210〈a0〈600初步确定中心矩为a0=400根据相关公式初步计算带的基准长度：查表选取带的长度为1250mm计算实际中心矩：取386mm验算小带轮包角：3.2.5 确定带的根数：查表知p1=0.97 Δp1=0.11 k a=0.965k l=0.93 则取Z=43.2.6 张紧力查表q=0.10kg/m3.2.7 作用在轴上的载荷：图1 带轮的结构与尺寸图3.2.8 带轮结构与尺寸见零件图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) 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d1=60mm，则小齿轮的尺宽为b=ψd× d1=0.6×60=36mm5) 齿轮圆周速度为：参照手册选精度等级为9级。
6) 计算小齿轮转矩T17)确定重合度系数Zε、Yε：由公式可知重合度为则由手册中相应公式可知：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：则载荷系数K H、K F 的确定，由公式可知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：②应力循环次数N1、N2③寿命系数Z n1、Z n2 ，查阅相关手册选取Z n1=1.0、Z n2=1.15④接触疲劳极限取：σhlim1=720MPa、σhlim2=580MPa⑤安全系数取：S h=1.0⑥许用应力[σh1]、[σh2]2) 弹性系数Z E 查阅机械设计手册可选取3) 节点区域系数Z H查阅机械设计手册可选取Z H=2.54) 求所需小齿轮直径d1与初估大小基本相符。
5) 确定中心距，模数等几何参数中心距a：圆整中心矩取222mm 模数m：由中心矩a及初选齿数Z1、Z2得：分度圆直径d1,d2，确定尺宽：取大齿轮尺宽为b1=60×0.6=36mm小齿轮尺宽取b2=40mm。
c) 齿根抗弯疲劳强度验算1) 求许用弯曲应力[σF]①应力循环次数N F1、N F2②寿命系数Y n1、Y n2 ，查阅相关手册选取Y n1=1、Y n2=1③极限应力取：σFlim1=290MPa、σFlim2=220MPa④尺寸系数Y x：查阅机械设计手册选，取Y x=1.5⑤安全系数S F：参照表9-13，取S F=1.5⑥需用应力[σF1] 、[σF2] 由式（9-20），许用弯曲应力2) 齿形系数Y Fa1、Y Fa2由图9-19，取Y Fa1=2.56 Y Fa2=2.153) 应力修正系数Y sa1、Y sa2由图9-20，取Y sa1=1.62 Y sa2=1.824) 校核齿根抗弯疲劳强度由式（9-17），齿根弯曲应力3.3.2 第二级齿轮传动设计：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28，则大齿轮的齿数为28×5=1403) 齿数比即为传动比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=2/3初估小齿轮直径d1=84mm，则小齿轮的尺宽为b=ψd× d1=2/3×84=56mm齿轮圆周速度为：参照手册选精度等级为9级。