钢筋切断机设计计算说明书

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1、钢筋切断机设计计算说明书姓名：学号：2班级：06机械2班指导老师：2009年6月33目录第1章问题的提出3第2章设计要求与设计数据42.1设计要求42.2性能数据42.3关键问题及创新点52.4预期成果5第3章机构选型设计63.1驱动装置方案选择63.2传动方案选择73.3执行机构方案选择93.4系统控制方案选择10第4章机构尺度综合104.1电机功率理论计算114.2齿轮系参数设计124.3执行机构参数设计12第5章机构运动分析135.1各机构运动方程135.2运动仿真分析145.2.1电机运动145.2.2飞轮运动155.2.3曲柄运动155.2.4滑块运动16

2、5.2.5动刀运动17第6章机构动力分析186.1电机受力分析196.2第一级齿轮分析196.3曲柄受力分析206.4动刀受力分析21第7章飞轮设计227.1飞轮惯量计算分析227.2飞轮惯量计算227.3飞轮设计237.4飞轮启动时间分析设计23第8章结论24第9章收获与体会25第10章致谢25参考文献26附录1建模过程27附录2文献综述30附录3机构运动简图3433第1章问题的提出目前国内建筑工地使用的钢筋切断机虽能完成切断动作，但其执行机构没有考虑到对切刀运动规律和动力特性的要求，切刀工作过程中产生的冲击很大，切断效率较低。因此，有必要将现存的钢筋切断机加以改

3、进，重新设计，以获得动态性能较好的钢筋切断机，使其实现操作简便、调节方便、落料简单、生产效率高等特点。和国外钢筋切断机对比同样可以发现国内钢筋切断机的问题所在。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)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40

4、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。3)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。4)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。以往的机械传动式钢筋切断机，工作时大都采用电动机经一级二角带传动和一级齿轮传动减速后，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

5、，使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。这种形式的钢筋切断机卞要有GJS-40和QJ40-1型两种类型，除传动机件有所不同外，其他构造基本上一致，都可以切断直径40mm以下的钢筋，每分钟切断12次。这类钢筋切断机由于采用了一级带传动及一级齿轮传动，运动和动力传到曲柄滑块机构时，有一个效率降低的过程，另外，结构不紧读，重量大，安装、调试复杂，目由于要求齿轮传动具有一定的精度，制造成本也较高。所以有必要对钢筋切断机进行重新设计，以提高其性能。33第2章设计要求与设计数据2.1设计要求1)基本工作要求：用手工将不同规格的钢筋按所需长度送至刀口，将其切断；以后再次送入，作下次

6、截断。2)运动要求（参照图1-1）：i)在切断过程中，要求切断速度尽可能小，速度尽可能均匀，以保证切削质量，减少冲击;ii)保证切刀行程H;iii)切刀空行程中速度尽可能快，以提高效率；iv)保证切刀的每分钟切断次数（生产率）。3)动力要求:切刀能产生足够的冲力克服工作阻力，要有较好的传动性能。2.2性能数据拟采用三相异步电机作动力源，初定电机转速nd＝2880rpm；所切钢筋的最大直径dmax＝40mm，动刀通过的距离H=44mm，其生产率分型号为38次/分刀在切断过程中所受工作阻力P=400kN，其它行程无阻力。整个机器的尺寸范围为：长×宽×高≤1600×500

7、×750mm。图1-1图1-1电机功率可以根据产品设计要求自选，但功率不能大于7kW。此产品将在灰尘浓度大，工况环境恶劣的工地工作，所以尽量不选用液压驱动。332.3关键问题及创新点1.在保证机器尺寸范围的基础上，要达到切断钢筋的最大直径为40mm要求是个不小的挑战；2.本设计要实现较高的切削动态性能，以减少冲击，即对执行机构的函数发生线设计要求较高；3.需要实现多种生产效率，即要求实现动刀在切削不同型号钢材是可选择相应的生产效率；4.改进传动方案并采用回归式传动方案。这种回归式传动方式较展开式传动方式结构更为紧凑。改变后的曲轴为空心偏心曲轴，而空心轴具有承受较