液壓式鋼筋鋼管多功能加工機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　目錄 </b></p><p>　　1 鋼筋切削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.1 明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析1</p><p>　　1.2 切斷力的計(jì)算2</p><p>　　1.3 刀具的設(shè)計(jì)4</p><p>　　1.4 刀具的固定和連接6<

2、;/p><p>　　1.5 作用在切斷機(jī)構(gòu)上力的計(jì)算與螺栓的校核7</p><p>　　2 彎曲部分設(shè)計(jì)9</p><p>　　2.1 工作盤轉(zhuǎn)速10</p><p>　　2.2 作用在工作盤上的扭矩M10</p><p>　　2.3 危險(xiǎn)部位軸的直徑11</p><p>　　2.4 傳

3、動(dòng)軸處的鍵的設(shè)計(jì)與校核11</p><p>　　2.5 工作盤及附件的選擇和使用12</p><p>　　2.5.1工作盤的設(shè)計(jì)原理12</p><p>　　2.5.2心軸的使用15</p><p>　　2.5.3成型軸的使用15</p><p>　　2.5.4擋板軸的使用15</p><

4、;p>　　2.5.5送料輥的使用16</p><p>　　2.5.6鋼筋擋架的使用16</p><p>　　2.5.7鋼筋的彎曲成型16</p><p>　　2.5.8心軸與成型軸R的確定17</p><p>　　2.5.9工作轉(zhuǎn)盤上的心軸的校核17</p><p>　　3 套絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)18<

5、;/p><p>　　3.1套絲時(shí)切削力計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。8</p><p>　　3.1.1按車削計(jì)算18</p><p>　　3.1.2按套絲時(shí)的公式計(jì)算18</p><p>　　3.2 套絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.2.1板牙及其板牙架19</p><p>　　3.2.

6、2齒輪軸的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.2.3齒輪軸的抗扭校核21</p><p>　　3.2.4齒輪軸內(nèi)花鍵的校核21</p><p>　　3.2.5齒輪的設(shè)計(jì)校核22</p><p>　　3.2.6套絲機(jī)構(gòu)中螺栓組的設(shè)計(jì)校核27</p><p>　　3.2.7夾具的設(shè)計(jì)28</p>&

7、lt;p>　　3.2.8夾具的夾緊力計(jì)算29</p><p>　　4 液壓馬達(dá)的選擇及其使用30</p><p>　　4.1 液壓馬達(dá)使用注意事項(xiàng)30</p><p>　　4.2 液壓馬達(dá)的選用30</p><p>　　5 液壓馬達(dá)支撐座的設(shè)計(jì)31</p><p>　　6 箱體的設(shè)計(jì)32<

8、/p><p><b>　　總結(jié)33</b></p><p><b>　　致謝35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　液壓式鋼筋鋼管彎曲

9、切斷套絲多用機(jī)具有節(jié)約能源，加工效率高，易于控制，加工性能好等特點(diǎn)，它符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，在建筑行業(yè)具有很好的發(fā)展前途。本文較為詳細(xì)的介紹了多用機(jī)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)過(guò)程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一些說(shuō)明。</p><p>　　首先根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)提出的要求作出各種方案，通過(guò)分析論證各方案的優(yōu)劣，選出其中較好的方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)部分分六大塊：第一，切割部分設(shè)計(jì)，切割設(shè)計(jì)包含切斷力計(jì)算，液壓缸的布置，刀具的設(shè)計(jì)、刀具座的設(shè)計(jì)，初

10、步估計(jì)出刀桿部分的軸徑以及與活塞的連接。第二：彎曲設(shè)計(jì)，彎曲設(shè)計(jì)包括計(jì)算工作盤轉(zhuǎn)速，工作時(shí)扭矩及功率的大小，設(shè)計(jì)主軸，初步確定其最小軸徑尺寸，再根據(jù)要求設(shè)計(jì)出工作盤，及附件的結(jié)構(gòu)尺寸。第三：套絲設(shè)計(jì)，套絲設(shè)計(jì)包括切削力和切削功率的計(jì)算，夾具的設(shè)計(jì)。第四：液壓馬達(dá)的選擇及其應(yīng)用。第五：液壓馬達(dá)支撐座的設(shè)計(jì)。第六：箱體的設(shè)計(jì)。</p><p>　　其次 各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，其質(zhì)量到底如何，其強(qiáng)度剛度能否達(dá)到要求，能

11、否滿足生產(chǎn)需要，這些要靠校核來(lái)檢測(cè)，齒輪的校核，傳動(dòng)軸的校核，鍵的校核。對(duì)這些部分的校核都通過(guò)對(duì)其強(qiáng)度和剛度進(jìn)行驗(yàn)算，用其結(jié)果與其許用的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行比較，從而確定各危險(xiǎn)部位是否滿足要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞 彎曲成型機(jī)/成型輪/切割機(jī)/套絲/夾具/液壓馬達(dá)/液壓缸/精度。</p><p>　　A Design Of A Multi-function Hydraulic Type

12、 Of Machine For Reinforcing Bar Steel And Pipe</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The hydraulic type of machine using reinforcing bar steel pipe flection cuts off a set of silk

13、 to have the economy energy, processing the efficiency high, be easy to be controlled, processing the good function etc. characteristics, it fits the need of the modern and social development, having the good development

14、 prospect at the profession of construction. This text will introduce to you the design process and the structure of this machine more detailedly.</p><p>　　The first, Make a various project according to the

15、request of the design mission book, pass analytical good and bad of the argument everyone's case, select to among them compare good of project, carry on the design. This design part divides in to six courses :The fir

16、st, the design of cutting, this design containment to cut off the dint calculation, to arrange the hydra cylinder, the design of the knife ,the first estimates the stalk path of a knife pole part and with the conjunction

17、 of the pisto</p><p>　　After each parts of structure design completed, it`s quantity exactly how, its strength just the degree can attain the request, can satisfy to produce the demand, these pits that want

18、to depend on calculating, the gear`s checking, the check of the driver shaft, the check of the key. All these passing to the pits of these parts as to it's strength and just the degree carries on checking to calculat

19、e, the strength that allowed , using these results, comparised with each others, thus making sure wh</p><p>　　KEYWORDS bending machine , the forming round , cutting machine, threading machine , fixture, hy

20、dromotor, hydra cylinder, accuracy.</p><p>　　1 鋼筋切削機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　建筑用鋼材主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金結(jié)構(gòu)鋼。在鋼筋鋼管的切割中，鋼管采用雙重切割法，即在切鋼管的前一工序中先在預(yù)先要切斷的地方刨一刨口，再?zèng)_切，以防在切斷過(guò)程中鋼管壓角，同切鋼管相比，切鋼筋時(shí)的面積較大，切割力較大，該設(shè)計(jì)要使切割機(jī)能沖切

21、斷鋼筋的同時(shí)也能切斷相同切割面積的鋼管。本設(shè)計(jì)以鋼筋切斷為設(shè)計(jì)依據(jù)，這樣就能滿足現(xiàn)代的建筑施工要求。</p><p>　　1.1 明確設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工況分析</p><p>　　在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)明確以下問(wèn)題，并將其作為設(shè)計(jì)依據(jù)。</p><p>　?。?）主機(jī)的用途、工藝過(guò)程、總體布局以及對(duì)液壓傳動(dòng)裝置的位置和空間尺寸的要求。</p><p

22、>　?。?）主機(jī)對(duì)液壓系統(tǒng)的性能要求，如自動(dòng)化程度、調(diào)速范圍、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、換向定位精度以及對(duì)系統(tǒng)的效率、溫升等的要求。</p><p>　?。?）液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，如溫度、濕度、振動(dòng)沖擊以及是否有腐蝕性和易燃物質(zhì)存在等情況。</p><p>　　鋼筋的切斷工步應(yīng)該是:無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí),活塞桿快進(jìn);切刀碰到鋼筋后活塞桿帶動(dòng)切刀慢速工進(jìn);切斷鋼筋后,行程開(kāi)關(guān)控制電磁換向閥換向,有桿腔回油,

23、活塞桿快速返回. </p><p>　　由于該機(jī)屬于中小型建筑機(jī)械,系統(tǒng)壓力范圍為10～18MPa.初定液壓缸的設(shè)計(jì)壓力為15MPa。 考慮各種阻力，設(shè)定切斷缸的推力為439.6KN。由公式：</p><p>　　D=3.57×10-2 （2－7）</p><p>　　其中 F—KN

24、 P—MPa</p><p>　　代入數(shù)據(jù)得液壓缸缸筒內(nèi)徑D=3.57×10-2＝0.193m由數(shù)據(jù)得知此缸用在該中型機(jī)械上顯得較為笨重，如果使系統(tǒng)的壓力升高，要換較大工作壓力的液壓泵，現(xiàn)在初步估算彎曲和套絲所需的工作壓力和流量都較小，因此如果液壓泵的工作壓力選的過(guò)大，則會(huì)造成能源浪費(fèi)和大馬拉小車的現(xiàn)象，因此系統(tǒng)的工作壓力暫定為15 MPa。回路擬用增壓缸，對(duì)切斷缸的工作壓力進(jìn)行增大，現(xiàn)在初步確定將系統(tǒng)

25、的壓力增大兩倍。</p><p>　　切斷鋼筋時(shí)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)：</p><p>　　查材料手冊(cè)，切刀切直徑40mm的鋼筋時(shí)，切到35mm時(shí)，鋼筋即可切斷。活塞桿帶動(dòng)刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到密封阻力、導(dǎo)軌摩擦阻力、以及回油背壓造成的阻力等，由于很多數(shù)據(jù)沒(méi)有確定，現(xiàn)在適當(dāng)把液壓缸的輸出推力適當(dāng)增大至439.6KN。</p><p>　　表2-4 工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和

26、動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　1.2 切斷力的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)《鋼筋及預(yù)應(yīng)力機(jī)械應(yīng)用技術(shù)》P52中提供的計(jì)算公式，</p><p><b>　　鋼筋切斷力</b></p><p>　　(N) （1.1.1）</p><p>　　式中 d----鋼筋直徑 mm&l

27、t;/p><p>　　----材料抗剪切極限強(qiáng)度 N/ </p><p>　　在《建筑施工技術(shù)》一書(shū)中可查：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所用的鋼筋按其軋制外形分光面和螺紋鋼筋，按生產(chǎn)工藝分熱軋，冷拔，冷拉，熱處理，碳素鋼絲，刻紋鋼絲和鋼絞線等，按強(qiáng)度分五個(gè)等級(jí)，I—IV為熱軋鋼筋，V級(jí)為熱處理鋼筋，按直徑分：直徑3—5稱鋼絲，6—12稱細(xì)鋼筋，大于12mm稱粗鋼筋。</p>

28、<p>　　在建筑中混凝土用鋼筋查《最新實(shí)用金屬材料手冊(cè)》可知其光面鋼筋：用作銷釘，圈簧，構(gòu)件接頭和支撐桿，其材料為ASTM A615，螺紋鋼筋與混凝土共用提供抗拉強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度，ASTM A706。鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋（螺紋鋼筋）的直徑，截面積，公稱重量如表1-1。</p><p>　　表1-1 熱軋帶肋鋼筋的尺寸及公稱重量：（GB1499—91）</p><p>　　工程

29、上最常用的光圓鋼筋為HPB235級(jí)鋼筋，最常用的帶肋鋼筋為HRB500牌號(hào)的鋼筋I(lǐng)II級(jí)鋼筋。查資料知鋼筋的力學(xué)性能如下表：</p><p>　　表1-2 熱軋鋼筋的機(jī)械性能（GB1499—84）：</p><p>　　表1-3 熱軋帶肋力學(xué)性能：</p><p>　　試驗(yàn)表明，一般情況下材料的許用切應(yīng)力與許用拉應(yīng)力之間關(guān)系為剪切應(yīng)力</p>&l

30、t;p>　　塑性材料 =（0. 6~0.8）</p><p>　　脆性材料 =（0. 8~1.0）</p><p><b>　　為鋼材拉應(yīng)力 </b></p><p>　　對(duì)于鋼材銷釘許用承壓應(yīng)力=（1.7~2）</p><p>　　查金屬材料的力學(xué)性能，本設(shè)計(jì)中采用建筑中鋼筋材料為HRB500的鋼筋，直徑為

31、40mm，它的不小于630Mpa，暫取為630Mpa，其未退火狀態(tài)下抗剪強(qiáng)度為310~380Mpa，本次設(shè)計(jì)取 =0.6*630=378 Mpa，根據(jù)鋼筋公稱尺碼，參照本設(shè)計(jì)的要求知鋼筋切斷機(jī)選取切斷鋼筋最大直徑為40mm，有以上表可得其公稱面積為1257mm2。</p><p><b>　　鋼筋切斷力Q為</b></p><p>　　Q=A=1257×0.

32、6×630=475.146KN</p><p>　　1.3 刀具的設(shè)計(jì)</p><p>　　在施工工地常用的鋼筋切斷方法是：先用鋼筋切斷機(jī)按要求長(zhǎng)度（放出二次加工量）將鋼筋切斷，然后在砂輪上進(jìn)行二次加工。這種鋼筋切斷方法作為滾壓直螺紋的前一道工序有以下不足：</p><p>　　二次加工延長(zhǎng)了施工時(shí)間；</p><p>　　多了一

33、道工序，浪費(fèi)了鋼筋材料；</p><p>　　砂輪高速旋轉(zhuǎn)磨削產(chǎn)生熱量，使鋼筋斷面因淬火而變硬；</p><p>　　砂輪鋸的噪音構(gòu)成環(huán)境污染，不符合環(huán)保要求。</p><p>　　在鋼筋切斷機(jī)上使用常規(guī)切斷刀片所切的鋼筋截面是首先經(jīng)過(guò)塑性變形后撕裂的，其刀片形狀和鋼筋端面形狀如圖示：</p><p>　　刀片形狀圖

34、 切斷鋼筋的截面形狀</p><p>　　由上圖可知，刀片切削部分形狀與剪扳機(jī)所用的刀片切削部分形狀相同，而剪板機(jī)上所剪鋼板的斷面與鋼板平面是不垂直的，鋼筋也是如此。鋼筋剪斷后的形狀線段1~2為鋼筋塑性變形區(qū)，線段2~3為鋼筋斷裂區(qū)。直線形的刀片刃口，不能限制鋼筋在周向和軸向的塑性變形，鋼筋斷面不能與鋼筋的軸線垂直。因此，使用傳統(tǒng)刀片所切斷的鋼筋，在滾壓直螺紋前需要經(jīng)過(guò)二次加工。由于以上原因，在刀片刃口上開(kāi)一

35、個(gè)與鋼筋外徑的相似和所切斷的鋼筋斷面形狀如圖：</p><p>　　由上圖可以看在使用了帶有園弧的刀片剪切鋼筋時(shí)，其斷面沒(méi)有發(fā)生塑性變形，斷面近似垂直于鋼筋的軸線，因此滾壓直螺紋前的整形工序就可省略，而且鋼筋外園上的肋也被刀片的圓弧槽壓平，這樣剝肋所用的刀片的壽命也相應(yīng)提高。同時(shí)也可節(jié)約材料，這已經(jīng)在北京國(guó)會(huì)大廈工地已經(jīng)得到驗(yàn)證。因此，在該設(shè)計(jì)中，采用該形狀的刀具，不但符合施工要求，節(jié)省材料，同時(shí)又提高工效，還可

36、以提高切斷刀片的使用壽命。具體如圖示：</p><p>　　考慮到切斷時(shí)力較大，因此把液壓缸樹(shù)直放置，活動(dòng)刀片在下，讓帶有弧的刀片作為固定刀片固定在到刀架上，把液壓缸固定在機(jī)箱底部的凸臺(tái)上。由于刀架在導(dǎo)軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)，可能會(huì)產(chǎn)生摩擦較大，因此使刀架伸出的軸的中心線正好處于導(dǎo)軌的的中心，同時(shí)把刀桿與液壓缸的活塞桿用螺紋連接，并為活動(dòng)連接，具體見(jiàn)裝配圖紙。</p><p>　　由于帶園弧的固定刀片處

37、于上部，如果沒(méi)有一個(gè)支撐，被加工鋼筋不會(huì)處于園弧之內(nèi)，因此設(shè)計(jì)兩個(gè)彈性支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)分布于切斷機(jī)構(gòu)前后兩邊，這樣就可以讓鋼筋放在上面，以使鋼筋切斷處位于園弧底部，這樣可以達(dá)到選用該刀具的目的，同時(shí)也減少切斷時(shí)液壓缸對(duì)整體機(jī)構(gòu)的沖擊力，從而達(dá)到最優(yōu)效果。</p><p>　　刀片的使用關(guān)鍵在于刀片的固定，任何情況下刀片不得松動(dòng)，一旦松動(dòng)，后患無(wú)窮，刀片間隙變大或變小，變大時(shí)切斷力加大，鋼筋斷面出現(xiàn)馬蹄形；變小時(shí)容

38、易引起刀片互相碰撞，毀壞刃口；更重要的是受力面容易遭到破壞，切極難修復(fù)，這種現(xiàn)象，施工現(xiàn)場(chǎng)屢見(jiàn)，因此刀片要經(jīng)常緊固，間隙控制在0.5mm左右。刀片應(yīng)保證完整鋒利，形狀正確，一般前角為3度后角為12度，本設(shè)計(jì)中考慮到綜合效果，采取了一定的前后角角度，具體見(jiàn)刀具零件圖。</p><p>　　1.4 刀具的固定和連接</p><p>　　本設(shè)計(jì)是通過(guò)把固定刀具固定在切斷機(jī)架上，而活動(dòng)刀具則是通

39、過(guò)螺紋與切斷缸連接的，活動(dòng)刀具固定在刀桿上，讓刀桿在導(dǎo)軌的作用下沿其切斷鋼筋，刀桿的螺紋連接的特點(diǎn)是：刀具的導(dǎo)軌部分不會(huì)與切斷機(jī)架上的導(dǎo)軌部分產(chǎn)生過(guò)分的摩擦，以至于避免鉸死。這部分螺紋的連接設(shè)計(jì)是讓刀桿上的螺紋部分旋進(jìn)切斷缸的螺紋孔內(nèi)，其內(nèi)部為直徑大于螺紋的光孔，這樣就可以讓兩者有一定的活動(dòng)余地，也就是說(shuō)刀桿與切斷缸的活塞是處于鉸鏈連接狀態(tài)，但是由于切斷力很大，因此需要考慮使刀桿承受彎曲應(yīng)力，這里使刀桿直徑為45mm，經(jīng)驗(yàn)證符合使用要求

40、。具體尺寸形狀見(jiàn)裝配圖。</p><p>　　1.5 作用在切斷機(jī)構(gòu)上力的計(jì)算與螺栓的校核</p><p>　　根據(jù)計(jì)算出的Q可以設(shè)計(jì)出切斷缸的大小，該設(shè)計(jì)過(guò)程在液壓設(shè)計(jì)部分給出，在此只使用其最后結(jié)果。上面已經(jīng)計(jì)算出Q=475.146KN，在該機(jī)構(gòu)中用六個(gè)M20的螺栓固定在工作臺(tái)面上，因此校核該螺栓的安全</p><p><b>　　性：已知軸向力，&l

41、t;/b></p><p>　　又因?yàn)?所以F2=F0+0.2F</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-6查得f=0.16,并取=0.2則0.8,取防滑系數(shù)Ks=1.2則各螺栓所需要的預(yù)緊力F0如下,同時(shí)由于該工作載荷不穩(wěn)定,因此(0.6~1.0)F,故=0.6F+0.8F=1.4F=1.4*79.2=110.88KN</p><p>　　所以,F2=1.

42、6F=126.7KN</p><p>　　選用螺栓材料為45鋼,淬火并回火,性能等級(jí)為9.8級(jí)的螺栓，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表5-8查得材料的屈服極限=720MPa，由表5-10查得安全系數(shù)S=1.3，故螺紋材料的許用應(yīng)力[]=/S=720/1.3=53.8MPa</p><p><b>　　,因此符合要求.</b></p><p>　　現(xiàn)在校核螺栓的

43、預(yù)緊力,參考書(shū)中公5-2知,對(duì)螺栓的要求為,取下限為</p><p>　　要求的預(yù)緊力為小于以上數(shù)值，因此該設(shè)計(jì)符合使用要求。</p><p><b>　　2 彎曲部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一般的鋼筋彎曲機(jī)上的工作盤有9個(gè)孔，中心孔用來(lái)插入中心軸，周圍的8個(gè)孔用來(lái)插入成型軸和軸套。兩側(cè)的插座板各有6個(gè)孔，用來(lái)插入擋鐵軸。為便于移動(dòng)

44、鋼筋，工作臺(tái)面的兩邊還設(shè)有送料輥。當(dāng)作180度彎鉤時(shí)，鋼筋的圓弧彎曲直徑應(yīng)不小于鋼筋直徑的2.5倍，因此中心軸也相應(yīng)的制成16~100mm的不同規(guī)格，以適應(yīng)彎曲不同直徑的鋼筋的需要。常用的彎曲機(jī)上往往在成型弧行及圓形鋼筋方面不能得心應(yīng)手，特別是粗鋼筋和鋼管，因此有些機(jī)械廠已經(jīng)對(duì)此不足進(jìn)行了改造，如右圖示：</p><p>　　顯然這樣的結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜，操作起來(lái)麻煩，雖然可以很好的滿足使用要求。本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中參考了

45、一些資料，綜合他們的長(zhǎng)處，同時(shí)加入了自己的一些觀點(diǎn)，因此在結(jié)構(gòu)上有了一些改進(jìn)，具體設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　保留原有的鋼筋彎曲設(shè)施，由于該設(shè)計(jì)的動(dòng)力是液壓動(dòng)力，因此考慮到控制結(jié)構(gòu)上，安裝了行程開(kāi)關(guān)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中取消了另一個(gè)相同的插座板，設(shè)計(jì)成了用來(lái)加工鋼管和粗鋼筋的相似的插座板，用來(lái)插入導(dǎo)輪和壓輪。</p><p>　　同時(shí)在本設(shè)計(jì)中，由于工

46、作圓盤要由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，因此考慮到工作圓盤不能與傳動(dòng)軸做成一體，同時(shí)采用了兩個(gè)角接觸軸承，用來(lái)增強(qiáng)傳動(dòng)軸的剛性。</p><p>　　傳動(dòng)軸與工作圓盤用鍵連接。角接觸軸承處的軸向定位通過(guò)軸承套筒來(lái)固定，可以用加墊片的方法對(duì)軸承進(jìn)行預(yù)緊。</p><p>　　由于工作臺(tái)面有40mm厚，因此在此處焊接了一塊圓形鋼板進(jìn)行加強(qiáng)此處的強(qiáng)度。</p><p>　　傳動(dòng)軸與液壓馬

47、達(dá)的連接是通過(guò)在傳動(dòng)軸的端部打孔并作鍵槽，這樣就可以和液壓馬達(dá)上伸出的軸以及上面的鍵進(jìn)行配合，就可以傳遞動(dòng)力使工作盤旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　再現(xiàn)用機(jī)械中，彎管同彎鋼筋相比，無(wú)論是彎曲力的大小還是彎曲半徑的選擇，鋼筋彎曲遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比鋼管彎曲要求高?，F(xiàn)在工程施工中，很多都是用鋼筋彎曲機(jī)直接彎鋼管。因此，本次設(shè)計(jì)亦根據(jù)鋼筋的彎曲要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.1 工作盤轉(zhuǎn)速</p

48、><p>　　由于該設(shè)計(jì)的動(dòng)力為液壓，因此只需用調(diào)速閥在使用中進(jìn)行調(diào)速即可，在這里，工作盤的轉(zhuǎn)速暫不考慮。一般情況下，根據(jù)同類機(jī)械產(chǎn)品相比，機(jī)械式彎曲機(jī)主軸轉(zhuǎn)速有3.7r/min, 5/min, 7.2r/min, 8r/min, 10r/min, 14r/min, 16r/min有七種，由于液壓式的機(jī)械可以在工作中用液壓調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)速，這樣就相當(dāng)于機(jī)械式的無(wú)級(jí)調(diào)速，但是那樣的設(shè)計(jì)就非常復(fù)雜，這就是液壓式機(jī)械的優(yōu)

49、點(diǎn)。</p><p>　　2.2 作用在工作盤上的扭矩M</p><p>　?。∟.cm） （2.2.1）</p><p>　　參（1） </p><p>　　式中 ----與鋼筋截面有關(guān)的系數(shù)。圓截面鋼筋取=1.5</p>

50、<p>　　----與鋼筋材料有關(guān)的系數(shù)。 一般取0.63~0.71</p><p>　　d-----鋼筋直徑 cm</p><p>　　r----彎曲半徑 cm</p><p>　　w---抗彎截面系數(shù) cm 取 w= 0.1</p><p>　　----鋼筋彎曲應(yīng)力 N/</p><p>　　

51、對(duì)抗拉和抗壓強(qiáng)度相等的材料（如碳鋼），只要絕對(duì)值最大的應(yīng)力不超過(guò)許用應(yīng)力即可。對(duì)抗拉和抗壓不相等的材料（如鑄鐵）則拉和壓的最大應(yīng)力都不應(yīng)超過(guò)各自的許用應(yīng)力。</p><p>　　通過(guò)對(duì)材料力學(xué)行為的研究可知，表征數(shù)學(xué)材料破壞的行為是屈服，表征脆性材料破壞的行為是斷裂。因此，塑性材料的屈服極限和脆性材料的強(qiáng)度極限分別被定義為兩類材料的極限應(yīng)力。由鋼筋材料為碳素鋼Q235則。</p><p>

52、　　根據(jù)前面鋼筋的性能，I級(jí)鋼筋的彎曲直徑為D=2.5II級(jí)鋼筋最小彎曲半徑D=4。這里用I級(jí)鋼筋的彎曲半徑為r=1.25</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　2.3 危險(xiǎn)部位軸的直徑</p><p><b>　　按強(qiáng)度條件</b></p><p><b>　　

53、按剛度條件</b></p><p><b>　　選d=80mm </b></p><p>　　2.4 傳動(dòng)軸處的鍵的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　鍵和軸的材料取45鋼，由機(jī)設(shè)課本鐘表6-2查得=100~120MPA，取其平均值為=110MPA，選用半圓頭平鍵（A型）軸的直徑為D=80mm ，從表6-1中查得鍵的截面尺寸為：寬

54、度為B=22mm,高度為h=14mm，有該結(jié)構(gòu)并參考鍵的長(zhǎng)度系列，最后取鍵長(zhǎng)為L(zhǎng)=28mm。由書(shū)中平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算如下：，其中為傳遞的轉(zhuǎn)矩，為鍵與輪轂鍵槽的接觸高度=0.5h，此處h為鍵的高度，為鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L，單圓頭平鍵l=L-b/2，這里L(fēng)為公稱長(zhǎng)度，b為鍵的寬度，d為軸的直徑。由以上數(shù)據(jù)可得l=L-b/2=21mm，，所以不符合要求，因此考慮用花鍵，由表6-3查得=120~200，取其平均

55、值為=160MPA有計(jì)算公式，式中為載荷分配不均系數(shù)，Z為花鍵齒數(shù)，l為齒的工作長(zhǎng)度，h為花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵，此處D為外花鍵的大徑，為內(nèi)花鍵的小徑，C為倒角尺寸，為花鍵的平均直徑，矩形花鍵，，為花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力。在此選用矩形花鍵規(guī)格為，所以校核如下：，所以該花鍵符合要求。</p><p>　　2.5 工作盤及附件的選擇和使用</p><p>　　2.5.1 工作盤的設(shè)

56、計(jì)原理</p><p>　　工作盤直徑取D=400mm,其上一盤有9個(gè)孔，中心孔用來(lái)插心軸。周圍的8個(gè)孔用來(lái)插成型軸，由于鋼筋放置在工作盤心軸和成型軸之間，彎曲機(jī)啟動(dòng)后，工作盤轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼筋一端被擋鐵軸阻止自由活動(dòng)。而心軸的位置不變。成型軸圍繞著心軸作圓弧運(yùn)動(dòng)，那么成型軸迫使鋼筋圍繞著心軸彎曲。鋼筋成型后，停機(jī)再反轉(zhuǎn)工作盤到原位，取下鋼筋。如此循環(huán)即可完成鋼筋的彎曲工序。如果需要，通過(guò)調(diào)整成型軸的位置。即可將被加工的

57、鋼筋彎曲成所需的尺寸形狀。不同直徑的鋼筋其彎曲半徑一般是不同的，為了彎曲各種直徑鋼筋，可在工作盤中間孔換裝不同的心軸，并選擇成型軸在工作盤上的位置和擋鐵軸的位置即可。同時(shí)由于液壓馬達(dá)可以正反轉(zhuǎn)，因此此處的彎曲工作可以有兩個(gè)方向。</p><p>　　往往工作盤的兩側(cè)為相同的插座板，在此，把兩個(gè)相同的插座板設(shè)計(jì)成相似的，目的在于：在另一側(cè)可以用來(lái)加工鋼管和粗鋼筋，因此配套設(shè)計(jì)有壓輪和導(dǎo)輪，同時(shí)還有一套專門的彎曲成型

58、盤。經(jīng)過(guò)對(duì)不同形式的彎管機(jī)具的考察并參考有關(guān)資料中所述的彎管方法,經(jīng)過(guò)多次分析,最后設(shè)計(jì)出了比較理想的彎管機(jī)，這種彎管機(jī)可選用液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)作為動(dòng)力,帶動(dòng)彎管機(jī)成形主輪，其結(jié)構(gòu)及其具體尺寸如下頁(yè)圖：該彎管機(jī)適用于<20~<60mm,壁厚1.5~4mm,曲率半徑75~200mm的各種材質(zhì)的水煤氣管，無(wú)縫鋼管，鍋爐鋼管，不銹鋼管等金屬管的彎制，只需在彎制前,根據(jù)被加工件要求的管徑和曲率半徑更換事先加工好的相應(yīng)的成型輪，活動(dòng)卡瓦，固

59、定卡瓦與壓輪，導(dǎo)輪等配件,即可進(jìn)行彎曲加工。其結(jié)構(gòu)原理</p><p>　　是；(1)根據(jù)被加工管件的曲率半徑與管徑確定成型輪的外形尺寸,通過(guò)軸和鍵與液壓馬達(dá)輸出軸相連,并將固定卡瓦固定在成型輪的缺口處。</p><p>　　(2)活動(dòng)卡瓦與固定卡瓦配合使用,它通過(guò)一個(gè)U形卡座將其與固定卡瓦對(duì)應(yīng)設(shè)置,并用柱銷將U形卡座同成型輪相連結(jié),并通過(guò)U卡座尾部的調(diào)節(jié)螺栓,調(diào)整活動(dòng)卡瓦將加工管件夾緊與

60、放松。</p><p>　　(3)上圖中是壓輪與導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)圖,其作用是壓緊并引導(dǎo)被彎管件順利通過(guò)成型輪，二者通過(guò)心軸將其與插座板連為一體，插座板裝配在工作臺(tái)面上。</p><p>　　在具體的操作中，成型輪固定在圓盤上，由于圓盤上安裝有行程開(kāi)關(guān)，這樣就可以控制其旋轉(zhuǎn)角度，以便得出合理的彎曲形狀。這種彎管機(jī)構(gòu)效果良好,其明顯特點(diǎn)是:減少50%的勞動(dòng)力,徹底擺脫了以往4~5個(gè)人圍著推桿轉(zhuǎn)的狀態(tài)

61、;彎管質(zhì)量得到改善,提高效率30%，投資少,成本只有普通彎管機(jī)的20%，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作容易,根據(jù)彎管角度的不同在適當(dāng)位置設(shè)置行程開(kāi)關(guān),便于實(shí)現(xiàn)彎管自控，適用范圍廣泛。根據(jù)一些資料，可列出部分規(guī)格彎管壓輪，導(dǎo)輪的孔型參數(shù)：（mm）</p><p>　　2.5.2 心軸的使用</p><p>　　按規(guī)范規(guī)定，鋼筋半圓彎鉤的彎曲直徑。因此不同直徑的鋼筋的彎曲半徑數(shù)值是不同的。為了保證彎曲半徑，

62、必須選用不同直徑的心軸。與鋼筋的尺碼相對(duì)應(yīng)。本次設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)附有直徑為16.20.25.35.45.60.75.85.100（mm）9種規(guī)格的心軸。如彎一根直徑6mm鋼筋的彎鉤，彎曲半徑是mm。那么可選擇16mm的心軸。而彎曲一根直徑25mm趕緊的彎鉤。半徑是31mm。則可選擇60 mm的心軸，即心軸約為2倍的彎曲半徑 。</p><p>　　2.5.3 成型軸的使用</p><p>

63、;　　為了在鋼筋彎曲操作時(shí)，使彎曲部分的圓弧符合預(yù)定要求，就必須使鋼筋緊貼在成型軸和心軸間。成型孔和心孔的距離是一個(gè)定植。因此成型軸至心軸的距離隨著鋼筋和心軸直徑的變化而變化，成型軸如果只采用一個(gè)直徑就不能適應(yīng)這樣的操作要求，為此可以在成型軸上加一個(gè)偏心軸套。以調(diào)節(jié)心軸鋼筋和成型軸三者之間的間隙。</p><p>　　例如，采用一個(gè)直徑為105mm，偏心距為22mm的偏心套，成型軸和心軸間的距離就可適應(yīng)44 變化

64、，并且鋼筋取出放下也方便。</p><p>　　2.5.4 擋板軸的使用</p><p>　　彎曲機(jī)工作中阻止鋼筋隨著成型軸旋轉(zhuǎn)的附件就是擋鐵軸其插在擋鐵插塊上。擋鐵軸可用一般心軸代替，其上有一個(gè)偏心軸套，便于鋼筋彎曲時(shí)，鋼筋和擋鐵軸不發(fā)生摩擦。而直接讓偏心軸套環(huán)繞擋鐵軸旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.5.5 送料輥的使用</p><p>

65、;　　在鋼筋的彎曲過(guò)程中，為了避免移動(dòng)的鋼筋與工作面過(guò)分摩擦，因而設(shè)計(jì)有送料輥，這樣就避免了摩擦。送料輥式有一根細(xì)軸制成，兩邊用滑動(dòng)軸承固定在軸承座上，軸承座上的小孔用于諸如潤(rùn)滑油。</p><p>　　2.5.6 鋼筋擋架的使用</p><p>　　在彎曲鋼筋時(shí)，如果單獨(dú)采用擋鐵軸 ，心軸和擋鐵軸之間會(huì)發(fā)生向上拱曲現(xiàn)象，為使鋼筋成型正確。一般應(yīng)采用鋼筋擋架其擋板支撐桿是可調(diào)的。當(dāng)彎曲粗

66、鋼筋時(shí)，將擋桿縮短，彎曲細(xì)鋼筋時(shí)，將桿調(diào)長(zhǎng)，使擋架的擋板緊貼鋼筋，當(dāng)鋼筋成型后，工作盤反轉(zhuǎn)超過(guò)起始位置。擋架的擋板鉤能從擋柱體上滑落，使擋架離開(kāi)工作盤，避免損壞設(shè)備，如下圖：</p><p><b>　　圖1.2 擋架</b></p><p>　　2.5.7 鋼筋的彎曲成型</p><p>　　在建筑施工中常常采用一些新穎的結(jié)構(gòu)形式，鋼筋

67、需要彎成相同的曲線形狀，這可以在鋼筋彎曲機(jī)上增加一些附件進(jìn)行加工。具體操作過(guò)程如上圖，在鋼筋彎曲機(jī)的工作盤上裝有四個(gè)頂彎鋼套，在工作盤的中間裝有推動(dòng)鋼筋向前移動(dòng)的十字架，擋架座上的左右兩個(gè)鋼套用于控制鋼筋的彎曲率。當(dāng)彎曲鋼筋時(shí)，工作盤反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，鋼筋從右側(cè)送進(jìn)。經(jīng)過(guò)頂彎過(guò)程，鋼筋從左側(cè)出來(lái)，就為所要求的曲線形狀。</p><p>　　2.5.8 心軸與成型軸R的確定 </p><p>　

68、　為保證成型軸的強(qiáng)度，必須使</p><p><b>　　其中為成型軸受力</b></p><p>　　為成型軸材料的許用壓力。已知心軸材料45鋼調(diào)質(zhì)，其屈服極限</p><p>　　取安全系數(shù)為2 則 </p><p><b>　　則</b></p><p><b&

69、gt;　　又 </b></p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　取R=105mm</b></p><p>　　工作臺(tái) d=400 mm</p><p>　　2.5.9 工作轉(zhuǎn)盤上的心軸的校核</p><p>　　由材料力學(xué)中公

70、式，取=80MPA</p><p>　　故該系列的擋銷軸符合鋼筋彎曲加工時(shí)的要求。</p><p>　　3 套絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 套絲時(shí)切削力計(jì)算</p><p>　　3.1.1 按車削計(jì)算</p><p><b>　　由公式計(jì)算如下：</b></p>&

71、lt;p>　　k為車螺紋時(shí)切削系數(shù)，=450Mpa 碳鋼 k=150kgf/, t 切削深度mm ,t=1.5=1.299mm 三角形螺紋 ，</p><p>　　s為走刀量 s=p/2=0.75mm， </p><p>　　p為螺距，查表螺紋直徑在20mm以下最大螺距為1.5m </p><p>　　則

72、p=150x1.229x0.75=146.1375kgf=1.43kn</p><p><b>　　切削功率：</b></p><p><b>　　N=</b></p><p>　　其中 p為切削力 （kgf）</p><p>　　v切學(xué)速度 m/min </p>&

73、lt;p>　　查表螺紋直徑在12mm以下者切削速度</p><p>　　則 N=</p><p>　　考慮傳動(dòng)損失 設(shè) </p><p>　　3.1.2 按套絲時(shí)的公式計(jì)算</p><p>　　由《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》可知以下計(jì)算公式及其數(shù)據(jù)：切削速度，轉(zhuǎn)矩及其功率計(jì)算公式為：（為螺紋的直徑）<

74、/p><p>　　KMT=1.0 T=90Min CV=2.7 ZV=1.2 YV=1.2 沒(méi)M=0.5 CT=0.441 ZT=1.1 YT=1.5</p><p>　　KV=0.9*0.7*1.0=0.63</p><p>　　螺距與走刀次數(shù)的關(guān)系：</p><p>　　比較以上數(shù)據(jù)最后選用第二組數(shù)據(jù)，即</p>

75、;<p>　　3.2 套絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在套絲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，考慮到在套絲過(guò)程要求板牙與姚套絲的鋼管有相對(duì)的軸向運(yùn)動(dòng)，并且要求該運(yùn)動(dòng)要嚴(yán)格按照一定的速度運(yùn)動(dòng)，才能制造出符合要求的螺紋。由于該機(jī)器的設(shè)計(jì)不需要機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，因此在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而減少該機(jī)的復(fù)雜程度，但是在設(shè)計(jì)時(shí)就遇到來(lái)一些問(wèn)題，就是如何辦這種運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化，但又不能影響加工的螺紋。在老師的指導(dǎo)下，終于設(shè)計(jì)出可以

76、實(shí)現(xiàn)本目的的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由兩部分組成，一部分是夾具部分，另一部分是套絲裝置本身，其中包括板牙，板牙架及其傳動(dòng)齒輪部分。傳動(dòng)齒輪做成齒輪軸，并在軸內(nèi)拉出花鍵孔，用以讓板牙架在加工時(shí)可以沿花鍵自由移動(dòng)，從而克服了嚴(yán)緊的軸向運(yùn)動(dòng)。</p><p><b>　　板牙及其板牙架</b></p><p>　　板牙是用來(lái)鉸制和修整外螺紋的刀具，他的基本結(jié)構(gòu)象一個(gè)螺母，只不過(guò)在端面上

77、做成數(shù)個(gè)排屑孔，和切削刃。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，被機(jī)器制造業(yè)廣泛應(yīng)用。但因板牙的螺紋廓形是內(nèi)螺紋表面，較難磨削。熱處理后容易產(chǎn)生變形及表面脫碳等缺陷。因此板牙加工出來(lái)的螺紋形狀和螺距等有較大誤差，不適合加工較高精度的螺紋，一般用來(lái)加工2級(jí)或3級(jí)精度的螺紋，板牙種類按標(biāo)準(zhǔn)可分為普通圓板牙和可調(diào)式圓板牙兩種。在本次設(shè)計(jì)中，主要采用普通圓板牙即可。</p><p>　　圓板牙的主要構(gòu)成部分有；（1）前角，（2）刀齒，

78、（3）排屑孔，（4）切削部分長(zhǎng)度及切削錐角，（5）厚度，（6）刀齒數(shù)，（7）切削部分的鏟磨量，（8）后角，影響圓板牙切削的幾個(gè)主要部分有：前角及前角的幾何形狀，后角，切削錐角和切削部分長(zhǎng)度。前角的大小通常是根據(jù)被加工工件的材料決定的，加工硬材料一般取10~20度，加工中硬材料采用15~20度，加工較軟材料取為20~25度。一般出廠的圓板牙前角是15~25度。后角也是根據(jù)被加工工件的材料決定的，材料性質(zhì)較韌的工件，后角應(yīng)大一些，標(biāo)準(zhǔn)圓板牙

79、的后角一般為7~9度，后角的形成是在專用鏟齒機(jī)床上鏟磨出來(lái)的。板牙有了后角，在切削時(shí)可以減少切削刃于工件的摩擦，提高工件的表面光潔度。圓板牙工作部分由切削和校準(zhǔn)部分組成。為了減少螺距的累積誤差，其長(zhǎng)度不宜過(guò)大，一般取L=（4~4.5）T。整個(gè)切削量分布在切削部分的各個(gè)切削刃上。</p><p>　　另外，排屑孔不但要容納切屑，而且應(yīng)使前面形成合理的形狀。刀齒寬約為縫隙寬的0.8~1.0倍，刀齒太窄時(shí)，強(qiáng)度不夠，且

80、引導(dǎo)作用不好，太寬了會(huì)使排屑孔變小，且摩擦力變大。圓板牙外徑裝于板牙架上，60度的巢孔用來(lái)將板牙固定在板牙架上。90度的巢孔是用來(lái)調(diào)整板牙所切螺絲的直徑的，當(dāng)板牙磨損時(shí)，即可以用砂輪將寬度為B的槽底部割開(kāi)孔壁，用螺絲頂緊90度的兩個(gè)巢孔氏板牙直徑即可縮小。它的直徑可以在0.1~0.25毫米范圍內(nèi)調(diào)整。這種普通圓板牙也可以變?yōu)榭烧{(diào)式的圓板牙。</p><p>　　在圓板牙使用時(shí)，本設(shè)計(jì)是讓工件固定，而板牙架及板牙旋

81、轉(zhuǎn)并沿花鍵軸做軸向的移動(dòng)，移動(dòng)的動(dòng)力由套絲是螺絲的自攻取得，這樣就可以保證板牙每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，板牙就自動(dòng)向工件推進(jìn)一個(gè)螺距，這就避免了工件產(chǎn)生的螺紋亂扣現(xiàn)象。圓板牙在切削過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱，尤其是板牙切削刃部分，如不很好冷卻，非但加工出來(lái)的螺紋表面光潔度較差，并且也影響板牙的使用壽命，故切削時(shí)要加足夠的冷卻液，并用它沖去切屑，一般用5%的乳化液進(jìn)行冷卻。</p><p>　　圓板牙裝在板牙架內(nèi)，其端面補(bǔ)課歪斜，應(yīng)

82、于工件軸心垂直，否則鉸出的螺紋直徑會(huì)變小。絞絲過(guò)程中，應(yīng)保證圓板牙于工件同心，以免鉸出的工件螺紋偏斜，螺紋牙頂?shù)膶捳灰恢?。每一次切削前?yīng)將圓板牙排屑孔內(nèi)及螺紋內(nèi)的切屑除凈，否則會(huì)影響工件的光潔度。在本設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)中，在軸承端蓋處開(kāi)了一個(gè)孔這樣就可以加勻滑液體，同時(shí)可以用以吹凈機(jī)構(gòu)中的切屑。</p><p>　　被加工工件的材料硬度要適當(dāng)，一般硬度在HB160~200之間，過(guò)硬則板牙易鈍，過(guò)軟則螺紋不易鉸光潔。&l

83、t;/p><p>　　在板牙架設(shè)計(jì)中，考慮到要沿內(nèi)花鍵軸向移動(dòng)，因此板牙架做成外花鍵，與齒輪軸的內(nèi)花鍵配合。板牙架具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)裝配圖。</p><p>　　3.2.2 齒輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)時(shí)，由于考慮到工作原理，因此把齒輪做成齒輪軸，并在軸上做成內(nèi)花鍵作為板牙架的導(dǎo)軌，同時(shí)提供扭矩，帶動(dòng)板牙旋轉(zhuǎn)，已完成加工要求，</p><

84、p>　　在軸的兩端用軸承支撐，與之嚙合的齒輪直接與液壓馬達(dá)伸出的軸通過(guò)鍵連接，以傳遞動(dòng)力，液壓馬達(dá)固定在液壓馬達(dá)支架上。</p><p>　　3.2.3 齒輪軸的抗扭校核</p><p>　　由上面計(jì)算的扭矩T=112.7NM，齒輪軸的最細(xì)處的直徑為120MM，選用內(nèi)花鍵的基本尺寸是：外徑D=108MM，小徑為102MM，平均直徑為105MM，齒輪軸的材料為45鋼，表面經(jīng)熱處理，，

85、，由軸的截面尺寸計(jì)算抗扭截面系數(shù)，</p><p><b>　　軸的最大切應(yīng)力：</b></p><p>　　所以該齒輪軸滿足抗扭強(qiáng)度校核。</p><p>　　3.2.4 齒輪軸內(nèi)花鍵的校核</p><p>　　在該設(shè)計(jì)處花鍵的連接為動(dòng)連接，齒輪軸內(nèi)的花鍵的具體尺寸為Z=10 ，工作長(zhǎng)度為L(zhǎng)=18 ，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中

86、表6-3查得=120~200，取其平均值為=160MPA有計(jì)算公式，式中為載荷分配不均系數(shù)，Z為花鍵齒數(shù)，l為齒的工作長(zhǎng)度，h為花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵，此處D為外花鍵的大徑，為內(nèi)花鍵的小徑，C為倒角尺寸，為花鍵的平均直徑，矩形花鍵，，為花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力。在此選用矩形花鍵規(guī)格為，故，花鍵副為 </p><p>　　校核如下：，所以該花鍵符合要求。</p><p>　　3.2.5

87、 齒輪的設(shè)計(jì)校核</p><p>　　齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬(wàn)千瓦，圓周轉(zhuǎn)速可達(dá)200m/s，齒輪傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小，工作可靠壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)正確合理，使用良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一二十年，傳動(dòng)比穩(wěn)定，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。</p><p>　　但是齒輪傳動(dòng)的

88、制造安裝精度高，價(jià)格較貴，且不適傳動(dòng)距離較大的場(chǎng)合，齒輪傳動(dòng)可做成開(kāi)式，半開(kāi)式，閉式。如在農(nóng)業(yè)機(jī)械，建筑機(jī)械，以及簡(jiǎn)易的機(jī)械設(shè)備中，有一些設(shè)備設(shè)有防塵罩，機(jī)殼，齒輪完全暴露在外邊的叫開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)不僅外界雜物易進(jìn)入，而且潤(rùn)滑不良，因此工作條件差，齒輪易磨損，故只適應(yīng)低速傳動(dòng)，當(dāng)裝有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩時(shí)，還把部分大齒輪侵入有池中，則稱為半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。它的工作條件雖然有所改進(jìn)，但仍不能防止外界雜物侵入，潤(rùn)滑條件也不算最好，而汽車，機(jī)床，

89、航空發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的齒輪傳動(dòng)都是裝在經(jīng)過(guò)精密加工過(guò)的封閉嚴(yán)密的箱體內(nèi)，這種傳動(dòng)稱為閉式齒輪傳動(dòng)，它與開(kāi)式或半開(kāi)式相比，潤(rùn)滑及防護(hù)都很好，多用于重要的場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)為建筑機(jī)械所用設(shè)備，雖然有防護(hù)罩，但不能做到良好的潤(rùn)滑及防止外物侵入，為半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。要經(jīng)常檢修，更換。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的失效形式多樣，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)就裝置而言有開(kāi)式，半開(kāi)式及閉式之分，就使用情況來(lái)說(shuō)，有低速，高速，及輕載，重載之分，就齒輪材

90、料的性能及熱處理的工藝的不同，齒輪有的較脆（如經(jīng)過(guò)整體淬火，齒面硬度很高，）有的較韌（如經(jīng)調(diào)質(zhì)常化的優(yōu)質(zhì)碳鋼，合金鋼齒輪），齒面有的較硬，有的較軟，差別很大。主要失效是齒輪的失效，而輪齒的失效形式是多種多樣的。</p><p>　　3.2.5.1 齒輪折斷</p><p>　　輪齒折斷有多種形式，在正常工作情況下，主要有齒根彎曲疲勞折斷。因?yàn)樵谳嘄X受載時(shí)，齒根處的彎曲應(yīng)力最大，再加上齒根

91、過(guò)渡部分的截面突變及加工痕等引起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐步擴(kuò)展，致使輪齒疲勞破壞，此外，在輪齒受到突然過(guò)載時(shí)，也可能出現(xiàn)過(guò)載折斷或剪斷，在齒輪經(jīng)過(guò)嚴(yán)重磨損后，齒厚過(guò)分減薄時(shí)，也會(huì)在正常情況下發(fā)生折斷，為了提高輪齒的抗折斷能力，可采取以下措施：增大齒根過(guò)渡圓角半徑及消除刀痕的方法來(lái)減小齒根應(yīng)力集中；增大軸及支撐的剛性，使輪齒接觸線上受載較為均勻；采用合適的熱處理方法，使齒根材料具有足夠的韌性，采用噴丸

92、處理，滾壓等工藝措施，對(duì)齒根表成進(jìn)行強(qiáng)化處理。</p><p>　　3.2.5.2 齒面磨損</p><p>　　在齒輪傳動(dòng)中，齒面隨著工作條件的不同會(huì)出現(xiàn)多種不同的磨損形式，例如，當(dāng)齒面間落入磨料性物質(zhì)（如沙礫，鐵屑）時(shí)，齒面逐漸被磨損而報(bào)廢，這種磨損稱為磨粒磨損，它是開(kāi)式齒輪傳動(dòng)失效形式之一，改用閉式齒輪傳動(dòng)是避免齒面磨粒磨損最有效的辦法。</p><p>　

93、　3.2.5.3 齒面點(diǎn)蝕</p><p>　　點(diǎn)蝕是齒面疲勞損傷的現(xiàn)象之一，在潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中，常見(jiàn)的齒面失效形式多為點(diǎn)蝕，所謂點(diǎn)蝕就是齒面材料在變化著的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象，齒面上出現(xiàn)的最初的點(diǎn)蝕僅為針尖大小的麻點(diǎn)，如工作條件為加改善，麻點(diǎn)就會(huì)擴(kuò)大，甚至點(diǎn)數(shù)連成一片，最后形成了明顯的齒面損傷。</p><p>　　輪齒在嚙合過(guò)程中，齒面間的相對(duì)滑動(dòng)形

94、成潤(rùn)滑油膜的作用，而且相對(duì)滑動(dòng)速度越高，越容易在齒面間形成油膜，潤(rùn)滑也就越好，當(dāng)齒輪在靠近節(jié)線處嚙合時(shí)，由于相對(duì)滑動(dòng)速度低，形成油膜的條件差，潤(rùn)滑不良，摩檫力較大，因此，點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，然后再向其他部位擴(kuò)展。提高齒輪材料的硬度，可以增強(qiáng)輪齒抗點(diǎn)蝕能力，在嚙合的輪齒間加潤(rùn)滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，，延長(zhǎng)齒輪的工作壽命。</p><p>　　3.2.5.4 齒面膠合</p>&

95、lt;p>　　對(duì)于高速重載的齒輪傳動(dòng)，齒面間的壓力大，瞬間溫度高，潤(rùn)滑效果差。當(dāng)瞬時(shí)溫度過(guò)高時(shí)，相嚙合的兩齒面就會(huì)發(fā)生站在一起的現(xiàn)象，由于此時(shí)兩齒面又在做相對(duì)滑動(dòng)，相粘接的部位即被撕破，在齒面上相對(duì)滑動(dòng)的方向形成傷痕，稱為膠合，傳動(dòng)時(shí)齒面瞬時(shí)速度越高，相對(duì)滑動(dòng)速度越大的地方，越易發(fā)生膠合，加強(qiáng)潤(rùn)滑措施，采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油，在潤(rùn)滑油中加入極壓添加劑等，可防止或減輕齒面的膠合。</p><p>　　3.2

96、.5.5 塑性變形</p><p>　　塑性變形屬于輪齒永久變形一大類的失效形式，它是由于在過(guò)大的應(yīng)力作用下，輪齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的齒面體塑性流動(dòng)所形成的塑性變形，一般發(fā)生在硬度地的齒輪上，塑性變形又分為滾壓塑變和錘擊塑變，滾壓塑變是由于嚙合輪齒的相互滾壓與滑動(dòng)而引起的材料塑料流動(dòng)所形成的。由于材料的塑性流動(dòng)方向和齒面上所受的摩擦力方向一致，所以在主動(dòng)輪的輪齒上沿相對(duì)滑動(dòng)速度為零的節(jié)線處將被輾出溝槽，而在

97、從動(dòng)輪的輪齒上則在節(jié)線處被擠出脊棱。這種現(xiàn)象稱為滾壓塑變。錘壓塑變則是伴有過(guò)大的沖擊而產(chǎn)生的塑性變形，它的特性是在齒面上出現(xiàn)線的溝槽，且溝槽的取向與嚙合輪齒的嚙合線相一致，提高輪齒齒面硬度，采用高粘度的加有極壓添加劑的潤(rùn)滑油均有助于減緩或防止輪齒產(chǎn)生塑性變形。</p><p>　　3.2.5.6 齒輪按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中雖然不是機(jī)械式的機(jī)械，但是應(yīng)用到了開(kāi)

98、式的齒輪傳動(dòng)，因此進(jìn)行校核是必要的，由以上分析可知，本次只需進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)為主： 1）由機(jī)械設(shè)計(jì)中第196頁(yè)的公式作以下設(shè)計(jì)計(jì)算：</p><p>　　由10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的</p><p>　　由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為，</p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 </p><p>

99、　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由公式10-12得</p><p><b>　　計(jì)算載荷系數(shù)K</b></p><p><b>　　查取齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　由表10-5查得</b></p><p><b>　　查取應(yīng)力校正系數(shù)</b&

100、gt;</p><p>　　計(jì)算大小齒輪的，并加以比較</p><p>　　所以可知道大齒輪的數(shù)值較大。</p><p><b>　　2）設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　所以可取模數(shù)為4MM。</p><p><b>　　3）幾何尺寸計(jì)算</b></p>

101、<p>　　中心矩為，齒寬系數(shù)為b=，取B1=100MM，B2=96MM</p><p>　　3.2.5.7 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行校核</p><p>　　接觸強(qiáng)度的校核的基點(diǎn)：齒輪節(jié)圓處的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)不大于其許用接觸應(yīng)力即</p><p>　　根據(jù)赫茨公式可以導(dǎo)出接觸應(yīng)力基本值的計(jì)算式</p><p>　　式中 --節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，

102、若壓力角為的未修正標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 =2.5</p><p>　　--彈性系數(shù)，如兩齒輪均為鋼制可取=189.8MPa</p><p>　　--重合度系數(shù)，對(duì)于直齒輪，為端面重合度</p><p>　　--螺旋角系數(shù)，直齒輪=1</p><p>　　--小齒輪分度圓直徑mm</p><p>　　b—工作齒寬（mm），指一對(duì)

103、齒輪中的較小者</p><p>　　--齒數(shù)比，，分別為小齒輪齒數(shù)</p><p>　　--齒輪端面內(nèi)的切向力</p><p><b>　　而 </b></p><p>　　式中 --使用系數(shù)，考慮因外界因素引起的動(dòng)力負(fù)荷，可在1-1.25范圍內(nèi)選取本次設(shè)計(jì)取=1.1</p><p>　

104、　--動(dòng)荷系數(shù)，考慮嚙合過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)的影響，對(duì)于5—8級(jí)精度的齒輪， 可在1.1-1.5間選取，本次設(shè)計(jì)取1.2</p><p>　　--接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向負(fù)荷分布系數(shù)，可在1.1-1.25之間選取，本次選1.1</p><p>　　--接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間的齒間負(fù)荷分布系數(shù)，可在1—1.35間選取，這里選1.1</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，彎曲過(guò)程中所需功率最

105、大，而且轉(zhuǎn)速最低其傳動(dòng)過(guò)程中相嚙合的齒輪中較小的那一個(gè)較危險(xiǎn)，需校核，如果經(jīng)校核滿足使用要求，則其他齒輪不用交合就可以使用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)選取小齒輪進(jìn)行校核，該傳動(dòng)過(guò)程中，所傳遞的轉(zhuǎn)矩=112.7Nm。使齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪分度圓直徑d=mz=4*65=260mm</p><p>　　則作用于齒輪節(jié)圓處的圓周力為</p><p><b>　

106、　則 </b></p><p>　　該小齒輪采用合金鋼調(diào)質(zhì)，其硬度在250-360HRC間，[]=780-940MPa</p><p><b>　　[]</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，小齒輪采用合金鋼硬度為360HRC，大齒輪采用45鋼調(diào)質(zhì)，其硬度可達(dá)到220HRC，[]可達(dá)620HRC，所以該對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)符合要求。&l

107、t;/p><p>　　3.2.6 套絲機(jī)構(gòu)中螺栓組的設(shè)計(jì)校核</p><p>　　由于齒輪軸的兩端需要有軸承的支撐，同時(shí)由于絞絲需要一定的扭矩，因此有必要對(duì)套絲機(jī)構(gòu)中螺栓組進(jìn)行校核。該螺栓組相當(dāng)于承受有傾覆力矩，為T=112.7NM，在此傾覆力矩下，該結(jié)構(gòu)的左端螺栓承受拉力，右端為減載作用，故右端的螺栓受到的力較大，所受的載荷按式5-31確定。</p><p>　　因

108、為該機(jī)構(gòu)基本不承受其它作用力，所以（軸向工作載荷）。</p><p>　　對(duì)于一般的連接，工作載荷穩(wěn)定時(shí)，</p><p>　　選擇螺栓為Q235，性能等級(jí)為4.6級(jí)的螺栓，由表5-8查得材料的屈服極限為240MPA，由表5-10查得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓的許用應(yīng)力，根據(jù)式（5-20）求得螺栓螺紋的危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋直徑）為 ，按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB196-81），選用公稱直徑D

109、=16MM的螺紋。因此該螺栓組的選取符合要求。 </p><p>　　3.2.7 夾具的設(shè)計(jì)</p><p>　　本次夾具的設(shè)計(jì)是為了固定加工的鋼管，同時(shí)由于必須讓鋼管的中心線與夾具的中心線重合的同時(shí)，又必須都與板牙的中心線重合，只有這樣才能保證加工出的鋼管的螺紋才符合要求，因此這樣的夾具必須要能自動(dòng)定心，才能滿足整體的設(shè)計(jì)要求。通過(guò)查閱機(jī)床夾具手冊(cè)，該夾具采用了螺旋式定心夾緊機(jī)構(gòu)--

110、--V型塊式螺旋自動(dòng)定心裝置。其工作原理是:該機(jī)構(gòu)利用等螺距的左右螺旋帶動(dòng)兩個(gè)滑座等速移動(dòng)向中間夾緊工件，向外分開(kāi)時(shí)，則松開(kāi)工件。結(jié)構(gòu)如圖是：</p><p>　　3.2.8 夾具的夾緊力計(jì)算</p><p>　　由〈〈機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)〉〉中第22頁(yè)表1-2-3可知，兩V型塊為防止工件繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的夾緊力為</p><p>　　為防止工件在軸向力Px作用下移動(dòng)