本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）計(jì)劃進(jìn)程表（由學(xué)生填寫(xiě)）學(xué)院 姓 名 合作者題 目 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容 完 成 情 況第 7 周第 8-9 周第 10-12 周第 13-15 周第 16-18 周第 19 周確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，查找收集相關(guān)資料，完成開(kāi)題報(bào)告初步確定機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方式等總體性設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)為下一步計(jì)算繪圖做準(zhǔn)備完成機(jī)床主體部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，繪制主要零件部件的工程圖及機(jī)床三維實(shí)體完成機(jī)床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，編寫(xiě)控制程序查漏補(bǔ)缺，對(duì)之前的工作進(jìn)行整理完善，專業(yè)外語(yǔ)翻譯資料對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查完善，書(shū)寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯完成完成完成完成完成說(shuō)明書(shū) 2.3 萬(wàn)字論文 2.3 萬(wàn)字圖紙 9 張說(shuō)明書(shū)（論文）摘要漢譯英共 5 千字本人完成部分其他指導(dǎo)教師簽字： 2013 年 10 月 18 日摘 要-I-摘 要鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，是一種能夠?qū)摻罾保摻钋谐梢欢ㄩL(zhǎng)度的工程機(jī)械。機(jī)械結(jié)構(gòu)分鋼筋調(diào)直和鋼筋切斷兩部分；工作時(shí)鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)送入鋼筋，并將鋼筋拉直；當(dāng)輸出的鋼筋達(dá)到一定長(zhǎng)度時(shí)再由液壓控制的鋼筋切斷機(jī)構(gòu)將鋼筋切斷。一、校直系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)施加高頻率的周期性交變應(yīng)力，使材料產(chǎn)生超過(guò)其彈性限度的變形，原彎曲被抵消，達(dá)到校直目的。二、切斷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。當(dāng)鋼筋達(dá)到所需長(zhǎng)度時(shí)，切斷機(jī)構(gòu)自動(dòng)進(jìn)行切斷，切斷后活動(dòng)切刀回到原始位置。三、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。電機(jī)通過(guò)一組的 V 帶、減速器、齒輪、主動(dòng)輥輪和從動(dòng)輥輪，達(dá)到校直鋼筋的目的。四、輔助裝置的設(shè)計(jì)。主要是起到輔助作用的支架和主體鋼架。五、電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。選用 AT89C51 型單片機(jī)控制鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的自動(dòng)化動(dòng)作。關(guān)鍵詞 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，輥輪調(diào)直，電氣控制，液壓剪切裝置。Abstract-II-AbstractThe steel automatic cutting machine can straighten steel, and cut it in a certain length. Mechanical structural include steel straightening and steel cutting. The feed mechanism of the Automatic steel cutting machine can transport the steel automatically at work, and straightened the steel. When the output of steel reaches a certain length and then cut off by the reinforcement agencies controlled by the hydraulic.The first. The design of the alignment system. Through periodic alternating stress applied high frequency, produce deformation more than its elastic limit. The alternately deformation reaches a certain level, The original bending is offset, To achieve the purpose of straightening.The second. The design of the cutting off institutions. When the steel to reach the required length, cutting mechanism of automatic cut, cut back to the original position after the cutting knife.The third. The design of the transmission system. A group of V with motor, reducer, gear, driving roller and the driven roller straightening reinforced to achieve through.The fourth. The design of the assistive devices. The assistive devices include stent and the main steel frame. The fifth. The design of the electrical control system. The AT89C51 type SCM is selection to control the automatic work of the steel automatic cutting machine.keywords Steel automatic cutting machine, Roller straightening, Electrical control, Hydraulic cutting device目 錄-III-目 錄摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 緒論 11.1 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的應(yīng)用、現(xiàn)狀及其前景 21.2 自動(dòng)下料機(jī)的分類及特點(diǎn) 41.3 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 8第 2 章 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)方案 122.1 傳動(dòng)方案比較 .122.2 設(shè)計(jì)方案確定 .122.3 總體結(jié)構(gòu)示意圖 .132.4 本章小結(jié) 14第 3 章 自動(dòng)下料機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 153.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 153.1.1 電機(jī)的選擇 .153.1.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .173.1.3 雙級(jí)減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 203.1.4 齒輪傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 483.1.5 傳輸軸的校核 553.1.6 傳輸用軸承的選用與校核 603.1.7 鍵的選取與校核 603.2 進(jìn)給輥輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 613.3 控制長(zhǎng)度用直線導(dǎo)軌的選擇及計(jì)算 623.4 切削用液壓缸的選擇 633.5 本章小結(jié) 68第 4 章 自動(dòng)下料機(jī)輔助裝置設(shè)計(jì) 694.1 用于防止進(jìn)給時(shí)鋼筋下落用支架設(shè)計(jì) 694.2 自動(dòng)下料機(jī)整體機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 704.3 本章小結(jié) 70第 5 章 電氣控制部分設(shè)計(jì) 715.1 單片機(jī)控制示意圖設(shè)計(jì) 715.2 單片機(jī)控制程序設(shè)計(jì) 715.3 控制部分原理及電氣元件安裝位置 735.4 本章小結(jié) 73結(jié) 論 74目錄-IV-本課題研究的內(nèi)容總結(jié) 74參考文獻(xiàn) 75謝 辭 77附 錄 78第 1 章 緒論-1-第 1 章 緒論隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，建筑工程也同時(shí)得到了快速地發(fā)展。而鋼筋作為建筑工程的重要材料，其需求量更是極大地增長(zhǎng)，這有力地拉動(dòng)了鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的市場(chǎng)需求。而近幾年來(lái)，新 III 級(jí)鋼筋以其強(qiáng)度高、延展性好的優(yōu)良性能，迅速在全國(guó)建筑工程中得到廣泛地使用。這也對(duì)建筑用鋼筋自動(dòng)下料機(jī)提出了更高的要求 [1]。為此，許多企業(yè)紛紛投入大量資金，爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)、研制適合新 III 級(jí)鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋自動(dòng)下料機(jī)。我國(guó)于 1958 年引進(jìn)了蘇聯(lián)的臥室鋼筋自動(dòng)下料機(jī)圖紙，開(kāi)始產(chǎn)生了全國(guó)第一臺(tái)鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，現(xiàn)生產(chǎn)的 GQ40A 型鋼筋自動(dòng)下料機(jī)就是其改進(jìn)型。40A下料機(jī)屬于全開(kāi)式結(jié)構(gòu)，所有的傳動(dòng)齒輪全部外露。因此，其防塵性能差、易磨損，沖切次數(shù)為 28 次/分，并且沒(méi)有離合器控制，操作不安全，質(zhì)量體積均較大。全國(guó) 20 多個(gè)下料機(jī)生產(chǎn)廠家，從 1966 年到 1985 年一直以該機(jī)型為主導(dǎo)產(chǎn)品。1982 年太原重型機(jī)械學(xué)院機(jī)器廠設(shè)計(jì)出 GQ40BII 型鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，在曲軸大齒輪處裝上剛性轉(zhuǎn)鍵離合器，用腳踏操縱機(jī)構(gòu)控制切斷，同時(shí)裝上擋料和送料裝置。該機(jī)型操作安全、下料長(zhǎng)度準(zhǔn)確、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。目前市場(chǎng)上的 GB50B 系列鋼筋下料機(jī)具有全封閉、系統(tǒng)潤(rùn)滑、雙飛輪、哈夫式箱體結(jié)構(gòu)，因而操作、維修方便，使用安全可靠，效率高，重量輕，節(jié)能耗。其他型號(hào)的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，如 GT 系列鋼筋自動(dòng)下料機(jī)主要用于調(diào)直、定尺切斷用冷軋帶肋鋼筋，熱軋 III 級(jí)鋼筋和冷軋圓鋼筋。該系列機(jī)型自動(dòng)化程度高，設(shè)備使用故障率低，為連續(xù)工作制方式。耗能低、不損肋、無(wú)連切、噪音小、震動(dòng)輕、并設(shè)有安全裝置，自動(dòng)計(jì)數(shù)停車裝置、有高效試用運(yùn)行可靠等特點(diǎn) [2]。此外，市場(chǎng)上還存在多種液壓式的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，如 DYJ-32 型和 YQJ-32 型液壓式鋼筋自動(dòng)下料機(jī)等，這兩種下料機(jī)都采用了柱塞泵帶動(dòng)主切到的結(jié)構(gòu)，操作方便，但是加工困難，精度不易保證，不能實(shí)現(xiàn)快速回程，效率低 [3]。與國(guó)際上先進(jìn)產(chǎn)品相比，我國(guó)鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的總體水平還是比較落后的。主要表現(xiàn)在：企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品的技術(shù)含量低，生產(chǎn)效率低下，自動(dòng)化水平不高一級(jí)外觀質(zhì)量粗糙等 [2]。并且大部分產(chǎn)品調(diào)制速度較低，鋼筋的直線河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-2-度不高，表面劃傷較重 [1]。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的我國(guó)建筑機(jī)械市場(chǎng)，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷的滿足廣大用戶的需求，盡快縮短與國(guó)外前進(jìn)企業(yè)的差距 [1]，是我國(guó)的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，無(wú)疑是我國(guó)廣大鋼筋自動(dòng)下料機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路 [4]。1.1 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的應(yīng)用、現(xiàn)狀及其前景（1）在下料機(jī)的應(yīng)用方面鋼筋自動(dòng)下料機(jī)是一種剪切鋼筋所使用的工具。一般有全自動(dòng)鋼筋切斷機(jī)和半自動(dòng)鋼筋切斷機(jī)之分。它是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用于房屋建筑、橋梁、 隧道、電站、大型水利等工程中對(duì)鋼筋的定長(zhǎng)切斷。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、 效率高等特點(diǎn)，因此近年來(lái)逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。鋼筋自動(dòng)下料機(jī)有兩種類型，全自動(dòng)的叫做電動(dòng)切斷下料機(jī)，是電能通過(guò)馬達(dá)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，控制切刀切口，來(lái)達(dá)到剪切鋼筋效果的。而半自動(dòng)的是人工控制切口，從而進(jìn)行剪切鋼筋操作。而目前比較多的是應(yīng)該屬于液壓鋼筋切斷下料機(jī)，液壓鋼筋切斷機(jī)又分為充電式和便攜式兩大類。由于受到成本和效率的因素影響，更多的小型企業(yè)選擇了人工液壓式切斷下料機(jī)，長(zhǎng)度以及效率都由工人來(lái)控制，效率精度都不高，而且往往不能夠滿足生產(chǎn)需要，因此設(shè)計(jì)自動(dòng)下料機(jī)，通過(guò)輥輪的擠壓進(jìn)行進(jìn)給，同時(shí)兩對(duì)輥輪進(jìn)行校直，在達(dá)到規(guī)定長(zhǎng)度時(shí)，通過(guò)電氣控制，使液壓缸推動(dòng)刀進(jìn)行切削，保證每次并且是多根同時(shí)切削時(shí)長(zhǎng)度大小都相同，與此同時(shí)，也保證了很高的工作效率，在中、大型企業(yè)中得到了廣泛的使用，大大的提高了鋼筋切削效率。（2）下料機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距 24mm，而國(guó)內(nèi)一般為 17mm?？此剖×?、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來(lái)麻煩，不易管理。因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí)，不是換刀墊就是換刀片，有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。國(guó)外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處第 1 章 緒論-3-理工藝過(guò)硬，使切斷機(jī)在承受過(guò)載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過(guò)國(guó)產(chǎn)機(jī)器。國(guó)內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計(jì)不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40 型和 50 型刀片厚度均為 17mm；而國(guó)外都是雙螺栓固定，25～27mm 厚，因此國(guó)外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國(guó)內(nèi)優(yōu)良。國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少。國(guó)內(nèi)一般為 28～31 次，國(guó)外要高出15～20 次，最高高出 30 次，工作效率較高。國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤(rùn)滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤(rùn)滑。國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)半閉 3 種，潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑 2 種。國(guó)內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；如圖 1-1 所示；國(guó)外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整體光潔美觀。而國(guó)內(nèi)一些廠家雖然 圖 1-1 國(guó)內(nèi)常用鋼筋切割下料機(jī)整體圖生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，但沒(méi)有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過(guò)程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。（3）鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的發(fā)展前景從目前的國(guó)內(nèi)的使用情況來(lái)看，錘擊式、機(jī)械定尺結(jié)構(gòu)的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)占主導(dǎo)地位。這主要是因?yàn)椴捎脵C(jī)械定尺的定尺精度高，適用于預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋的生產(chǎn)，這種結(jié)構(gòu)的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)其鋼筋前進(jìn)速度一般為 0.5~0.8m／s [5]。對(duì)鋼筋的定尺精度要求不高的用戶，可靠性要求是主要的，故障率應(yīng)盡可能地低，產(chǎn)量應(yīng)盡可能的高 [8]。為此，利用液壓式切斷機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的性能，縮短其剪切時(shí)間，提高生產(chǎn)效率是未來(lái)鋼筋調(diào)直切斷機(jī)械的發(fā)展方向。河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-4-但目前液壓式鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的剪切速度都比較慢。如果液壓式下料機(jī)需要 0.5S 完成一次剪切，而鋼筋的前進(jìn)速度為 0.5m／s，則剪切過(guò)程中液壓剪需要隨鋼筋前進(jìn) 0.25m，這樣就需要液壓鋼筋下料機(jī)的滑道比較長(zhǎng)，如鋼筋的前進(jìn)速度大于 0.5m／s，其滑道將隨前進(jìn)速度的增大而加長(zhǎng) [9]。由此看出，鋼筋自動(dòng)下料機(jī)調(diào)直速度較低的關(guān)鍵因素就在于切割周期太長(zhǎng)，這極大地限制了下料機(jī)效率的提高。國(guó)內(nèi)的自動(dòng)下料機(jī)剪切時(shí)間一般都在 80～120ms，這導(dǎo)致調(diào)直速度只能在50～70m／min 之間徘徊。而國(guó)外調(diào)直機(jī)的調(diào)直速度之所以一般都能夠達(dá)到120m／min，其主要原因就是剪切時(shí)間能夠減至 20ms 以內(nèi)。所以，如何縮短自動(dòng)下料機(jī)的剪切時(shí)問(wèn)，是改進(jìn)鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的重要任務(wù)之一。鋼筋自動(dòng)下料機(jī)不但要求實(shí)現(xiàn)定長(zhǎng)剪切的高精度控制，同時(shí)要求其具有相對(duì)高的生產(chǎn)效率。所以，如何利用液壓式鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的特點(diǎn)，使鋼筋自動(dòng)下料機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電液高度集成，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，將是今后研究的主要方向。1.2 自動(dòng)下料機(jī)的分類及特點(diǎn)目前，市場(chǎng)上生產(chǎn)和銷售的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)種類很多，根據(jù)設(shè)備組成和各工作機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，可以按以下 6 種方式進(jìn)行分類：按定尺方式、按落料方式、按控制方式、按上料方式、按調(diào)直方式和按切斷方式。下面分別就這幾種方式進(jìn)行介紹 [1]：（1）定尺方式 鋼筋切斷機(jī)的定尺方式一般存在兩種方式：機(jī)械式和機(jī)電式。機(jī)械式定尺誤差小，易控制，但噪聲較大，壽命短。適用于對(duì)定尺誤差要求較高，速度要求不高的場(chǎng)合。機(jī)電式定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長(zhǎng)。適用于對(duì)定尺誤差要求較低，調(diào)直速度要求較高的場(chǎng)合。定尺剪切訊號(hào)的發(fā)出大體有三種形式：機(jī)械信號(hào)，行程開(kāi)關(guān)(接觸或非接觸式)發(fā)出的電信號(hào)，光電碼盤發(fā)出的電訊號(hào)。一般地說(shuō)，定尺的精度主要取決于從發(fā)出訊號(hào)到切刀響應(yīng)的時(shí)間誤差。機(jī)第 1 章 緒論-5-械訊號(hào)的精度最高，誤差可在正負(fù) 1mm，這是因?yàn)樗c刀具直聯(lián)，響應(yīng)時(shí)間短，時(shí)間誤差小。其他形式的定尺誤差在正負(fù) 5～30mm 之間。（2）落料方式 落料方式主要有支撐柱式、翻板式、撤板式和敞口式四種。支撐柱式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋調(diào)直度較高的場(chǎng)合。翻板式 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大。適用大、中直徑鋼筋。撤板式 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大。適用大、中直徑鋼筋。敞口式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作噪聲較小。適用大、中直徑鋼筋，且鋼筋調(diào)直度較高的場(chǎng)合。（3）控制方式 控制方式分普通電氣控制和 PLC 控制。普通電氣控制 線路復(fù)雜，對(duì)維護(hù)人員要求較高?？刂凭鹊停子诎l(fā)生故障，初期調(diào)試麻煩。PLC 控制 線路簡(jiǎn)單，對(duì)維護(hù)人員要求不高?？刂凭容^高，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初期調(diào)試簡(jiǎn)單。（4）上料方式 上料方式分開(kāi)卷式和非開(kāi)卷式。開(kāi)卷式 設(shè)備復(fù)雜，放線速度快、鋼筋不扭轉(zhuǎn)，特別適合于高速工作狀態(tài)。非開(kāi)卷式 設(shè)備單一，適于調(diào)直速度不太高的工作場(chǎng)合。放線時(shí)鋼筋自然扭轉(zhuǎn)。（5）調(diào)直方式 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的調(diào)直方式主要有調(diào)直模式、曲線輥式、對(duì)輥式和調(diào)直模式加對(duì)輥復(fù)合式。調(diào)直模式 鋼筋調(diào)直效果好，比較容易控制。但調(diào)直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大。該模式適合各種光圓鋼筋。曲線輥式 調(diào)直速度較快，鋼筋調(diào)直效果好，且易控制。但被加工鋼筋表面劃傷較重，工作噪聲也較大。適合各種光圓鋼筋和對(duì)鋼筋表面劃傷要求不河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-6-高的場(chǎng)合。對(duì)輥式 調(diào)直速度快，被加工鋼筋表面有輕微劃傷，工作噪聲小。鋼筋調(diào)直效果一般，控制要求較高。適合各種鋼筋，特別適合冷、熱軋帶肋鋼筋。調(diào)直模式加對(duì)輥復(fù)合式 調(diào)直效果比較好，比較容易控制。調(diào)直速度高于曲線輥式，低于對(duì)輥式。被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲比較小。適合各種鋼筋。（6）切斷方式 切斷方式的不同，在很大程度上影響著下料機(jī)的性能，下面將對(duì)各種不同的切斷方式進(jìn)行詳細(xì)地介紹，分析其工作原理及特點(diǎn)。切斷方式按切刀的移動(dòng)方式不同可分為：旋轉(zhuǎn)式剪切、上下移動(dòng)式剪切和下移式剪切三種 [5]，其工作原理如圖 1-2 所示。圖 1-2 三種切斷方式工作時(shí)，繞在旋轉(zhuǎn)架上的鋼筋，在連續(xù)旋轉(zhuǎn)著的牽引輪和調(diào)直架內(nèi)的調(diào)直輥共同作用下，從切刀中間通過(guò)，進(jìn)入承料架。當(dāng)調(diào)直鋼筋端頭觸動(dòng)定長(zhǎng)裝置的信號(hào)發(fā)生器時(shí)，發(fā)生器發(fā)出信號(hào)，操動(dòng)切斷刀具動(dòng)作，切斷鋼筋后刀具返回第 1 章 緒論-7-到下一次的啟動(dòng)位置。旋轉(zhuǎn)式剪切系統(tǒng)主要由承料架，定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)，電磁鐵，牙嵌離合器，主動(dòng)齒輪，切斷齒輪，制動(dòng)器等組成。當(dāng)鋼筋通過(guò)兩個(gè)切斷齒輪中間的縫隙進(jìn)入承料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)后，通過(guò)電磁鐵帶動(dòng)牙嵌離合器使飛輪軸與主動(dòng)齒輪軸連接，主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)一周帶動(dòng)切斷齒輪旋轉(zhuǎn)三分之一周，同時(shí)切斷鋼筋。切斷齒輪上均布三對(duì)刀齒并輪流工作，以延長(zhǎng)刀具壽命。上下移動(dòng)式剪切系統(tǒng)主要由承料架，定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)，電磁鐵，轉(zhuǎn)鍵離合器，曲柄連桿，平移式下切刀臺(tái)，擺動(dòng)式上切刀片，制動(dòng)器等組成。當(dāng)鋼筋通過(guò)平移式下切刀進(jìn)入承料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)后，電磁鐵帶動(dòng)轉(zhuǎn)鍵離合器使飛輪軸與曲柄軸聯(lián)接，曲柄上的連桿推動(dòng)平移式下切刀臺(tái)在四連桿機(jī)構(gòu)的作用下前進(jìn)。擺動(dòng)式上切刀片的一端固定在機(jī)架上，另一端刃口緊貼在平移式下切刀臺(tái)的刀刃處，當(dāng)平移式切刀臺(tái)沿圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩刀片刃口相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切斷鋼筋，曲柄使刀臺(tái)復(fù)位，等待下一次剪切。下移式剪切系統(tǒng)的形式比較多，按刀具的驅(qū)動(dòng)形式可分為：擺動(dòng)式、錘擊式、液壓式。擺動(dòng)式切斷方式：這種設(shè)備的剪切機(jī)構(gòu)類似一把鍘刀，當(dāng)鋼筋通過(guò)固定的機(jī)架上的定刀孔進(jìn)入承料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)后，摩擦片式離合器動(dòng)作，帶有凸輪的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周，凸輪使帶有切刀的擺臂擺動(dòng)，從而完成一個(gè)切斷動(dòng)作。目前國(guó)外進(jìn)口的自動(dòng)下料機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)大都采用這種方式。錘擊式切斷方式：國(guó)內(nèi)大多數(shù)帶肋鋼筋加工廠和預(yù)制構(gòu)件廠使用的自動(dòng)下料機(jī)均采用這種機(jī)構(gòu)。這種設(shè)備是由電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)錘頭在曲軸的作用下高速不停地上下運(yùn)動(dòng)，在錘頭的后面位置上有一個(gè)滑動(dòng)刀臺(tái)，刀臺(tái)上有切斷鋼筋用的切刀。當(dāng)鋼筋前進(jìn)到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，鋼筋端頭觸動(dòng)與滑動(dòng)刀臺(tái)相連的定尺板，定尺板帶動(dòng)刀臺(tái)前移。當(dāng)?shù)杜_(tái)移到高速上下運(yùn)動(dòng)的錘頭下時(shí)，錘頭打擊刀臺(tái)上的刀架，刀架上的上切刀將鋼筋切斷，切斷的鋼筋落入承料架內(nèi)，同時(shí)壓縮彈簧將滑動(dòng)刀臺(tái)迅速推回原位置，以免被錘頭第二次打擊。錘擊式切斷機(jī)構(gòu)，長(zhǎng)期以來(lái)一直存在連切的問(wèn)題，被行業(yè)稱之為老大難問(wèn)題。隨著專利技術(shù)“錘擊式?jīng)_壓及切斷設(shè)備的零連切裝置”的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機(jī)構(gòu)的連切問(wèn)題，而且調(diào)直度好，長(zhǎng)度誤差小。河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-8-液壓式切斷方式：鋼筋通過(guò)下切刀口進(jìn)入承料架，觸動(dòng)定尺信號(hào)，該信號(hào)可控制液壓缸的動(dòng)作，液壓缸活塞桿的端部裝有上切刀，活塞桿下行即可切斷鋼筋。這種切斷方式根據(jù)定尺機(jī)構(gòu)的不同，定尺精度也不同。液壓式鋼筋切斷機(jī)的出現(xiàn)雖然晚于機(jī)械式切斷機(jī)，但卻有著不可比擬的技術(shù)優(yōu)越性和高經(jīng)濟(jì)效益。其技術(shù)優(yōu)越性大致表現(xiàn)在如下方面：（1）具有較高的工作性能由于可以使用較高的液壓力，因而鋼筋自動(dòng)下料機(jī)能以很高的沖擊力進(jìn)行剪切。（2）具有較低的工作噪音擺脫了齒輪等機(jī)械傳動(dòng)，直接由油缸實(shí)現(xiàn)直線傳動(dòng)，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪音小。（3）具有較好的工作適應(yīng)能力可實(shí)現(xiàn)直徑在 6mm～16mm 之間的鋼筋加工。同時(shí)，還可一機(jī)多用，采用不同的工作頭即可進(jìn)行多種工作，如彎管、穿孔等。（4）具有較高的工作可靠性省去各種離合裝置，不會(huì)由于離合裝置不可靠而產(chǎn)生連切，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。同時(shí)，控制系統(tǒng)的引入，可以實(shí)現(xiàn)定尺剪切，并保證鋼筋切口的表面質(zhì)量。（5）攜帶方便當(dāng)輸出力或者輸出力矩相同時(shí)，液壓工作頭的重量遠(yuǎn)小于電動(dòng)或氣動(dòng)工具。此外，采用了超高壓小流量液壓技術(shù)，所以其體積小、重量輕。1.3 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（1）自動(dòng)下料機(jī)的基本結(jié)構(gòu)雖然鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的類型較多，但其目的都是為了滿足各種功能、性能效率、壽命的要求，所以在結(jié)構(gòu)上都有一些基本的共同點(diǎn)。具體的表現(xiàn)如下：機(jī)體 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的機(jī)體多采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。制造工藝簡(jiǎn)單、陳本較低。也有采用箱式球鑄結(jié)構(gòu)的，如 GQ60A 封閉式鋼筋自動(dòng)下料機(jī)，與鋼板焊接結(jié)構(gòu)相比，機(jī)體變形小，整體密封性能好 [2]。剪切機(jī)構(gòu) 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)多采用動(dòng)刀片和定刀片進(jìn)行剪切，由剪切機(jī)構(gòu)對(duì)動(dòng)刀片進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)其旺夫沖擊運(yùn)動(dòng)的。根據(jù)剪切形式的不同，可分為第 1 章 緒論-9-旋轉(zhuǎn)式剪切機(jī)構(gòu)、上下移動(dòng)式剪切機(jī)構(gòu)、下移式剪切機(jī)構(gòu) [5]。其中，下移式剪切機(jī)構(gòu)又可以分為擺動(dòng)式、錘擊式和液壓式。目前國(guó)內(nèi)多使用錘擊式剪切機(jī)構(gòu)。定尺部分 定尺剪切訊號(hào)的發(fā)出有三種形式：機(jī)械信號(hào)，行程開(kāi)關(guān)（接或非接觸式）發(fā)出的電信號(hào)，光電碼盤發(fā)出的電訊號(hào)。一般地說(shuō)，定尺的精度主要取決于發(fā)出訊號(hào)到切刀相應(yīng)的時(shí)間誤差。因?yàn)闄C(jī)械信號(hào)與刀具直聯(lián)，響應(yīng)時(shí)間很短，時(shí)間誤差很小，所以目前機(jī)械定尺占主導(dǎo)地位 [10]。承料機(jī)構(gòu) 在鋼筋自動(dòng)下料機(jī)切斷過(guò)程中，最后一道工序是承料和落料，它在加工工藝過(guò)程中也是很重要的一道工序。校直后的鋼筋在切斷前要在承料架中向前運(yùn)動(dòng)，必須避免校直的鋼筋收到劃傷、變彎，同時(shí)還要保證切斷后能即使落料。所以承料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也是必須予以重視的。承料機(jī)構(gòu)主要由不等邊的大角鋼、小角鋼、支撐柱和定長(zhǎng)裝置組成的。（2）自動(dòng)下料機(jī)基本工作原理考慮到鋼筋自動(dòng)下料機(jī)主要是對(duì)鋼筋進(jìn)行剪切的，而且各種要求也是針對(duì)其剪切性能提出的。所以，現(xiàn)對(duì)不同形勢(shì)鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的剪切遠(yuǎn)離進(jìn)行較為詳細(xì)研究。如前所述，按鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的剪切方式大體可將其分為三種：旋轉(zhuǎn)式剪切，上下移動(dòng)式剪切，下移式剪切 [5]。下面分別對(duì)其工作原理進(jìn)行闡述分析。河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-10-圖 1-3 旋轉(zhuǎn)式剪切原理圖圖 1-3 是采用旋轉(zhuǎn)式剪切的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖。一般情況下，該剪切系統(tǒng)主要由牽引輪、定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)、電磁鐵、牙嵌離合器、主動(dòng)齒輪、切斷齒輪、制動(dòng)器、剪切裝置和承料架等組成。當(dāng)鋼筋通過(guò)兩切斷齒輪中間的縫隙進(jìn)入成料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)后，通過(guò)電磁鐵帶動(dòng)牙嵌離合器使飛輪軸與主動(dòng)齒輪軸聯(lián)接，主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)一周帶動(dòng)切斷齒輪旋轉(zhuǎn)三分之一周，同時(shí)切斷鋼筋。切斷齒輪上均布三對(duì)刀齒，三者輪流工作，以延長(zhǎng)刀具壽命。這類鋼筋自動(dòng)下料機(jī)采用牙嵌離合器進(jìn)行聯(lián)接，收到工作原理的限制其聯(lián)接速度不可過(guò)大，轉(zhuǎn)差一般不超過(guò) 100~150rpm，因此導(dǎo)致了鋼筋前進(jìn)速度不能過(guò)大。同時(shí)又由于切斷齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比較大，啟動(dòng)和停止時(shí)的慣性力也比較大，故而容易造成連切。第 1 章 緒論-11-圖 1-4 上下移動(dòng)式剪切原理圖圖 1-4 是采用上下移動(dòng)式剪切的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)工作原理簡(jiǎn)圖。該系統(tǒng)主要由牽引輪、定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)、電磁鐵、轉(zhuǎn)鍵離合器、祛病兩岸、平移式下切刀臺(tái)、擺動(dòng)式上切刀片、制動(dòng)器和承料架等組成。當(dāng)鋼筋通過(guò)平移式下切刀臺(tái)擺動(dòng)式上切刀片、制動(dòng)器和承料架等組成。當(dāng)鋼筋通過(guò)平移式下切刀臺(tái)進(jìn)入承料架并觸動(dòng)定長(zhǎng)開(kāi)關(guān)后，電磁鐵帶動(dòng)轉(zhuǎn)鍵離合器使分輪軸與曲柄軸聯(lián)接，去冰上的連桿推動(dòng)平移式下切刀臺(tái)在四連桿機(jī)構(gòu)的作用下前進(jìn)。擺動(dòng)式上切刀片的一端固定在機(jī)架上，另一端刃口緊貼在平移式下切刀臺(tái)的刃口處，當(dāng)平移式下切刀臺(tái)沿圓弧軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩刀片刃口相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切斷鋼筋，曲柄使刀臺(tái)復(fù)位，等待下一次剪切。這類鋼筋自動(dòng)下料機(jī)通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)可使下切刀臺(tái)自身平行地繞擺桿做擺動(dòng)，是一種飛剪。剪切機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與上一類機(jī)構(gòu)相比小了許多，速度應(yīng)當(dāng)可以達(dá)到 1m/s 以上。但由于上切刀在剪切時(shí)刃口存在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，與下切刀刃口的磨損較嚴(yán)重。同時(shí)它在剪切工程中鋼筋被向上抬起，牽引輪與剪切機(jī)構(gòu)之間的距離不可過(guò)近，否則鋼筋頭部容易彎曲變形。還由于該設(shè)計(jì)采用了轉(zhuǎn)鍵離合器，使其剪切速度受到限制。下切式剪切系統(tǒng)的形勢(shì)比較多，按刀具的驅(qū)動(dòng)形勢(shì)可分為：擺動(dòng)式、錘擊式及液壓式。國(guó)內(nèi)大多數(shù)帶肋鋼筋加工廠和預(yù)制構(gòu)件廠使用的鋼筋自動(dòng)下料機(jī)河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-12-均為錘擊式，其工作原理簡(jiǎn)圖如圖 1-5 所示。電機(jī)帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，錘頭在曲軸的作用圖 1-5 下切式剪切原理圖下高速不停地上下運(yùn)動(dòng)，在錘頭的后面位置上有一個(gè)滑動(dòng)刀臺(tái)，刀臺(tái)上有切斷鋼筋用的切刀。當(dāng)鋼筋前進(jìn)到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，鋼筋端頭觸動(dòng)與滑動(dòng)刀臺(tái)相連的定尺扮，定尺板帶動(dòng)刀臺(tái)前移。當(dāng)?shù)杜_(tái)移到高速上下運(yùn)動(dòng)的錘頭下時(shí)，錘頭擊打刀臺(tái)上的刀架，刀架上的上切刀將鋼筋切斷，切斷的鋼筋落入承料架內(nèi)，同時(shí)壓縮彈簧將滑動(dòng)刀臺(tái)迅速退回原位置，以免被錘頭第二次擊打。這種鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)與定尺裝置直接聯(lián)接，沒(méi)有中間環(huán)節(jié)，因此定尺的精確度極高，誤差在 1mm 以內(nèi)。同時(shí)，由于該剪切機(jī)構(gòu)不存在離合器裝置，因此剛進(jìn)的前進(jìn)速度較高，一般在 30~50m/s 之間。同時(shí)在剪切時(shí)，錘頭可隨刀臺(tái)前進(jìn) 20~30mm，因此切斷的鋼筋表面質(zhì)量和斷面質(zhì)量較高。但該設(shè)備在使用過(guò)程中如果調(diào)整的不合適，刀臺(tái)在錘頭兩次下行的間隔時(shí)間內(nèi)不能及時(shí)返回，將造成鋼筋的連切現(xiàn)象。河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-13-第 2 章 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)方案2.1 傳動(dòng)方案比較在最初的設(shè)計(jì)中，通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料以及翻閱各類相關(guān)的書(shū)籍，初步設(shè)計(jì)出了第一種傳動(dòng)方案：用電動(dòng)機(jī)同時(shí)帶動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)和切斷機(jī)構(gòu)，從電動(dòng)機(jī)出來(lái)先經(jīng)過(guò)一級(jí)帶傳動(dòng)減速，之后經(jīng)過(guò)減速器的減速作用使轉(zhuǎn)速大大降低，再通過(guò)齒輪傳動(dòng)等一方面將運(yùn)動(dòng)傳給用于進(jìn)給的輥輪，另一方面?zhèn)鬟f給剪切裝置，最初選取了一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)，在凸輪上安裝一個(gè)刀具，使刀具在凸輪的帶動(dòng)下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)從而進(jìn)行切削。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的驗(yàn)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在方案一的基礎(chǔ)上進(jìn)行了完善和改進(jìn)，形成了第二種傳動(dòng)方案：帶傳動(dòng)和減速器的設(shè)計(jì)不變，剪切裝置進(jìn)行了改進(jìn)，改變后的剪切裝置類似于縫紉機(jī)的針頭部分的結(jié)構(gòu)，是一個(gè)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，保證了用于切削的切刀只在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。為了在結(jié)構(gòu)上能夠相匹配，使鋼絲能夠在進(jìn)給和切削的動(dòng)作時(shí)位于同一高度和平面內(nèi)。通過(guò)三級(jí)的齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)輥輪可以使相互位置滿足。最終感覺(jué)以上兩種傳動(dòng)方案屬于純機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制，誤差較大，可行性較低，因此提出第三種傳動(dòng)方案：用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)輥輪進(jìn)行進(jìn)給，用液壓缸推動(dòng)切刀進(jìn)行切割，其中設(shè)計(jì)到控制部分，在擋塊上加上行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)六根鋼筋同時(shí)觸碰行程開(kāi)關(guān)后，通過(guò)單片機(jī)的控制，電機(jī)停轉(zhuǎn)，液壓缸推動(dòng)刀具進(jìn)行切削。這樣保證了每次切削下的鋼筋可以達(dá)到相同大小。2.2 設(shè)計(jì)方案確定前兩個(gè)方案均是純機(jī)械的控制，進(jìn)給速度以及切削的周期都是已經(jīng)計(jì)算規(guī)定好的，按提前設(shè)定好的進(jìn)給方式和切斷方式進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)。比較省事，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。相比來(lái)說(shuō)，最后的方案更為簡(jiǎn)潔，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更為容易，而且同時(shí)涉及到了機(jī)械傳動(dòng)部分和機(jī)電控制部分，實(shí)現(xiàn)了下料機(jī)的自動(dòng)運(yùn)行以及長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，提高了切削的效率，體現(xiàn)了機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)理念，利用粗糙度很第 2 章 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)方案-14-大的內(nèi)槽進(jìn)行鋼筋的進(jìn)給，通過(guò)很大的摩擦力帶動(dòng)鋼筋向前推進(jìn)，另外兩對(duì)輥輪同時(shí)使鋼筋校直，鋼筋以較高的直線度向前進(jìn)給，當(dāng)六根鋼筋同時(shí)觸碰位于擋塊上的行程開(kāi)關(guān)時(shí)，通過(guò)單片機(jī)的作用，先控制電機(jī)停轉(zhuǎn)，然后使液壓缸的進(jìn)油閥打開(kāi)，液壓缸開(kāi)始向前進(jìn)給推動(dòng)刀具進(jìn)行切削，當(dāng)切削完畢觸碰到遠(yuǎn)點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)時(shí)，單片機(jī)控制液壓缸進(jìn)油閥關(guān)閉，出油閥打開(kāi)，液壓缸帶動(dòng)刀具快速回程，到達(dá)初始位置時(shí)觸碰近點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，通過(guò)單片機(jī)作用，液壓缸出油閥關(guān)閉，控制繼電器開(kāi)，電動(dòng)機(jī)通電繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼筋繼續(xù)向前進(jìn)行進(jìn)給。2.3 總體結(jié)構(gòu)示意圖由以上所述的傳動(dòng)方案，結(jié)合設(shè)計(jì)構(gòu)想，確定總體框架，用焊接有帶螺紋孔的支架通過(guò)螺紋聯(lián)接組成下料機(jī)總體的機(jī)身部分，再在支架上面固定特制長(zhǎng)板材，使下料機(jī)各部分都可以固定在其上進(jìn)行工作。通過(guò)進(jìn)一步的計(jì)算，確定了各個(gè)部件之間的距離和相對(duì)位置，不經(jīng)過(guò)再一次細(xì)心的布局，完成了總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-1 所示。主視圖河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-15-俯視圖圖 2-1 自動(dòng)下料機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖2.4 本章小結(jié)（1）本章主要闡述了設(shè)計(jì)過(guò)程中所經(jīng)歷的三種設(shè)計(jì)方案，并論述其優(yōu)缺點(diǎn)。（2）確定最終的設(shè)計(jì)方案并且完成鋼筋自動(dòng)下料機(jī)的整體結(jié)構(gòu)布局。河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-16-第 3 章 自動(dòng)下料機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1.1 電機(jī)的選擇工作原理：采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后，帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼絲。傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述：選擇三級(jí)減速，先是一級(jí)帶減速，再兩級(jí)齒輪減速。首先采用一級(jí)帶傳動(dòng)，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小以及過(guò)載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。然后采用二級(jí)齒輪減速，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)可以用來(lái)傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并具有功率范圍大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作安全可靠等特點(diǎn)。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出，通過(guò)減速系統(tǒng)傳動(dòng)，把動(dòng)力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動(dòng)系統(tǒng)做的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而自動(dòng)下料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，盤形凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)?？紤]現(xiàn)實(shí)條件因此決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為自動(dòng)下料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（1）切斷鋼絲需用力的計(jì)算自動(dòng)下料機(jī)的工作原理是為了保證鋼絲的切斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過(guò)材料的許用剪應(yīng)力。即切斷鋼絲的條件為：查閱資料可知?jiǎng)偨z的許用剪應(yīng)力為：取最大值 2550Mpa。剛絲的粗度為：d=8mm。則本機(jī)器的最小切斷力為： (3-1)4??（ π ????????2） [τ ]Q 2550*π *????????2/4Q 2550*3.14*(8/4)Q 16014??又因?yàn)樵撟詣?dòng)下料機(jī)是６跟鋼絲同時(shí)切斷，故 Q=96084N 取整得Q=97000N。第 3 章 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)方案-17-功率計(jì)算:刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率Ｐ：=502.84 W??分配傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M-6，滿載轉(zhuǎn)速為 960r/min。切削速度為 15 次/分總傳動(dòng)比 = 960/15 =64 ； ??1分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 i = i 0*i1上式中 、 分別為帶傳動(dòng)與減速器（兩級(jí)齒輪減速）的傳動(dòng)比，為使 ??0 ??1V 帶傳動(dòng)的外擴(kuò)尺寸不至于過(guò)大，同時(shí)使減速器的傳動(dòng)比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取 =2 ，則減速器的傳動(dòng)比為 = i / = 64 / 2=32??0 ??1 ??0分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按展開(kāi)式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) [16]，取 =6.4 ，則 =5??1 ??2計(jì)算各軸機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)1. 各軸的轉(zhuǎn)速 I 、II、IIII 軸 ： min/r4802/96/01??NmII 軸 ： 75.12iIII 軸 ： i///23r2. 各軸的輸入功率I 軸 ： kwP068.294.011????河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-18-II 軸 ： kwP96.18.076.212 ?????III 軸 ： 9333. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩III 軸 mNiT ?????91.8.09753.20323?3.1.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)定 V 帶星號(hào)和帶輪直徑 [12]工作情況系數(shù) Ka = 1.2計(jì)算功率 Pc =KaP =1.2*2.2 Pc =2.64kw選帶型號(hào) A 型小帶輪直徑 取 =100mmD1大帶輪直徑 =（1-0.01）*100*960/480 ??2=（ 1-ε） *D1 ??1/??2 （設(shè) ε=1%） 選 =198mmD2大帶輪轉(zhuǎn)速 (3-2)??2=（ 1-ε） *D1 ??1/??2 =（1-0.01）*100*960/198 =480r/min??2計(jì)算帶長(zhǎng)求 Dm =（100+198）/2 =149mmD??=(D2+D1)/2 D??求 Δ =（198-100 ）/2 Δ=49mmΔ =（ D2-D1） /2初取中心距 a=550mm帶長(zhǎng) (3-3) L=π D??+2a+Δ2 /a =π*149+2*550+492/550 L=1572 mm基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =1600mm????求中心距和包角中心距 a= （ L-π D??） /4+1/4*√ [（ L-π D??）2 -8Δ2 ] =（1600-π*149）/4+1/4*√[﹙1600-π*149﹚2-8*492] a=563.8mm小輪包角 α 1 =180°-（ D2-D1） *60°/a第 3 章 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)方案-19-=180°-（198-100）*60°/563.8 =169.6120°α 1求帶根數(shù)帶速 =π*198*960/（60*1000） ν =π D1??1/（ 60*1000）ν=10m/s傳動(dòng)比 =960/480 i=2i=??1/??2帶根數(shù) 查表可知 [12] ： =0.97 kw ； =0.98 ；??0 ????=0.99 ； =0.11 kw???? Δ ??0（3-4） z=????/（（ P+Δ ??0） ????????） =2.64/（（0.97+0.11）*0.98*0.99）=2.52 取z=3 根求軸上載荷張緊力 ??0=500*????*((2.5-????)/????)/vz+qν2=500*2.64*((2.5-0.98)/0.98)/(10*3)+0.10*102 Fo=78.2 N(q=0.10kg/m)軸上載荷 （3-5）????=2z??0sin（ α 1/2） =2*3*78.2*sin（169.6°/2） Fq=467.3 N帶輪結(jié)構(gòu) ：如圖 3-1 所示河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-20-圖 3-1 帶輪結(jié)構(gòu)與尺寸零件圖3.1.3 雙級(jí)減速器設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.3.1 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）高速級(jí)齒輪：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：因傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格限制，批量較小，故選材如下：小齒輪 ：40Cr 鋼，調(diào)制處理，硬度 241HB~286HB，平均取為 260HB大齒輪 ：45 鋼 ，調(diào)制處理，硬度 229HB~286HB，平均取為 240HB初步計(jì)算第 3 章 鋼筋自動(dòng)下料機(jī)設(shè)計(jì)方案-21-轉(zhuǎn)矩 （3-6）??1 ??1=9.55*10^6*P/??1=9.55*10^6*2.068/480 =41.1446N.m??1齒寬系數(shù) 取 =1.0 =1.0ψ ?? ψ ?? ψ ??接觸疲勞極限 =710MPa σ ???????? σ ????????1=580Mpaσ ????????2初步計(jì)算的需用 [ ] ≈0.9 σ ??1 σ ????????1接觸應(yīng)力 =0.9*710 [ ]=639MPa[σ ?? ] σ ??1[ ]≈0.9 σ ??2 σ ????????2=0.9*580 [ ]=522MPaσ ??2值 取 =85 =85A?? A?? A??初步計(jì)算的小齒 輪直徑 d1 d1≥ A?? 3√（ T1/（ ψ ??*[σ ?? ] 2） *（ u+1） /u）=85*3√（41144.6/（1.0*5222）*（6.4+1）/6.4）=47.5mm取 =50mmd1初步齒寬 b b=ψ ?? *d1=1.0*50 b=50mm校核計(jì)算圓周速度 v （3-7）v=π d1??1/（ 60*1000）=π*50*480/（60000） v=1.26m/s精度等級(jí) 選 8 級(jí)精度齒數(shù) z 和模數(shù) m 初級(jí)齒數(shù) =30； = =6.4*30=192 ??1 ??2i*??1=50/30=1.67m=??1/??1取 m=1.5=50/1.5=33.3 取 =34??1=??1/m ??1??2=i*??1=6.4*34=217.6 =218??2河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-22-使用系數(shù) =1.50K?? K??動(dòng)載系數(shù) =1.1K?? K??齒間載荷分配系數(shù) K?α先求 =2*41144.6/50=1645.8N????=2T1/d1=1.5*1645.8/50=49.4N/mm確定傳動(dòng)主要尺寸實(shí)際分度圓直徑 d 因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，齒數(shù)已重新確定，但并未圓整，故分度圓直徑不會(huì)改變，即 =1.5*34=51mm =51mmd1=m??1 d1=1.5*218=327mm =327mmd2=m??2 d2中心距 a =189mm a=189mma=m（ ??1+??2） /2齒寬 b =1*51=51mm =61mmb=ψ ??d1 ??1=51mm??2河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-24-齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù) =0.25+0.75/ =0.25+0.75/1.77 =0.67Yε Yε ε α Yε齒間載荷分配系數(shù) =1/0.67 K??α K??α =1/Yε=1.49K??α齒間載荷分布系數(shù) b/h=51/(2.25*1.5)=15.1 K??β=1.38K??β載荷系數(shù) K K= =1.5*1.1*1.49*1.38 K=3.19K??K??K??α K??β齒形系數(shù) Y????=2.46Y????1=2.14Y????2應(yīng)力修正系數(shù) Y????=1.65Y????1=1.87Y????2彎曲疲勞極限 =600Mpaσ ???????? σ ????????1=450Mpaσ ????????2彎曲最小安全系數(shù) S????????=1.25S????????應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 估計(jì) 3*10^6初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ??1 ??1=9.55*10^6*P/??1=9.55*10^6*1.966/75 =250.337N.m??1河北聯(lián)合大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院-26-齒寬系數(shù) 取 =1.0 =1.0ψ ?? ψ ?? ψ ??接觸疲勞極限 =710MPa σ ???????? σ ????????1=580Mpaσ ????????2初步計(jì)算的需用 [ ] ≈0.9 σ ??1 σ ????????1接觸應(yīng)力 =0.9*710 [ ]=639MPa[σ ?? ] σ ??1[ ]≈0.9σ ??2 σ ????????2=0.9*580 [ ]=522MPaσ ??2值 取 =85 =85A?? A?? A??初步計(jì)算的小齒 輪直徑 d1 d1≥ A?? 3√（ T1/（ ψ ??*[σ ?? ] 2） *（ u+1） /u）=853√（250337/（1.0*5222）*（5+1）/5）=87.8mm取 =88mmd1初步齒寬 b =1.0*88 b=88mmb=ψ ?? *d1校核計(jì)算圓周速度 v v=π d1??1/（ 60*1000）=π*88*75/（60000） v=0.35m/s精度等級(jí) 選 8 級(jí)精度齒數(shù) z 和模數(shù) m 初級(jí)齒數(shù) =50； z2= =5*50=250 ??1 ??2 i*??1=88/50=1.76m=??1/??1取 m=1.5 m=1.5則 =88/1.5=58.7 取 59??1=??1/m ??1=??2=i???1=5*59=295 =295??2使用系數(shù) =1.50K?? K??動(dòng)載系數(shù) =1.05K?? K??