设计出种加工效率高劳动强度小加工精度高打弯钢筋后可以自动归位的钢筋弯曲机。本文所设计的钢筋弯曲机适用于弯曲毫米的钢筋之用。本机的传动机构采用全封闭式，采用两级变速，使工作转速满足弯曲要求，钢筋的弯曲角度由工作盘侧面的档块与限位开关调节，实现弯曲角度的自动化。本机工作操作简单，弯曲形状致，调节简单，操作方便，性能稳定。关键词钢筋弯曲机弯矩主轴扭矩绪论钢筋弯曲机的设计的目的和意义钢筋弯曲机是建筑业常用的工程机械之，主要是将钢筋加工成各种形状以满足生产需要，随着工业生产的发展，各种钢筋制品广泛地应用在现代工程领域的各个方面，如建筑船舶航天等行业，尤其在建筑上应用非常广泛。因此，有很多技术人员正在研究钢筋弯曲机，以实现高效率的生产。当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设，各种建筑耗费了大量的钢筋，其中钢箍加工的效率和质量是最难解决的问题之，钢箍不仅使用量非常大，而且形状和尺寸变化复杂，尺寸精度要求高，钢箍的制作在原钢筋加工中是劳动强度大，人力物力消耗大，低效率，低质量保证的环节。随着我国建筑行业的快速发展，为了响应政府及各建筑单位对钢筋制做自动化技术的迫切要求，急需种适用范围广，效率高，消耗低，质量高的钢筋弯曲机。通过对比现今各种钢筋弯曲机的性能，不难发现仍有很多的不足之处，各零部件仍有很大设计余量，还有很大的发展改进潜力。因此，需要在原有各种钢筋弯曲机的基础上，对原有的传动能力和承载性能进行改进，设计种满足高水准工程建设的需要，并且尽可能的扩大对钢筋的适用范围。钢筋弯曲机的国内外研究现状在各种建筑工程中，大量使用钢筋弯曲机。因此，国内外有很多技术人员正在研究钢筋弯曲机，以实现高效率的生产。年黄立新完整地阐述了国产的型半自动钢筋弯曲机的工作原理年和提出了生产钢筋的自动机床的主要特征及发展前景，同时提出了如何使钢筋生产达到自动化和计算机化年刘鸿鹰对型的钢筋弯曲机进行了深入地研究同年，丹麦公司生产了型钢筋自动成型加工机，年，又生产了。近来国产钢筋弯曲机的生产使用呈现快速增长的趋势，其传动方案主要有两种，即带两级齿轮蜗轮蜗杆传动及带三级齿轮传动，其中以带两级齿轮蜗轮蜗杆传动方案的弯曲机的生产应用较为普遍，市场占有率高。随着所需加工弯曲的钢材尺寸逐渐加大，钢材技术性能的不断改良，在使用中发现有弯不动的情况或者电机发热严重的现象。从理论上讲，可以通过增加驱动电机的功率来解决此类问题，但这会增加产品的生产及使用成本，因此，设计生产性价比优良的钢筋弯曲机直是生产厂家努力的目标。国内设计工作者很早就对此问题进行了研究，但相关文献主要探讨钢筋弯曲变形所需功率的大小，而未涉及传动方案不同对其的影响，亦未见国外对此问题的研究报道。现行的钢筋弯曲机主要有两种传动方案，种为电机通过级带传动两级齿轮传动级蜗轮蜗杆传动，简称蜗轮蜗杆传动方案。另种为电机通过级带传动三级齿轮传动，简称全齿轮传动方案。蜗轮蜗杆传动弯曲机的市场占有率远大于全齿轮传动弯曲机。开发自动控制角度钢筋弯曲机是个方向，也是钢筋弯曲机走出国门参与国际竞争的关键，设计制造简单可靠的角度控制系统是关键，在钢筋弯曲机上，开发完善角度控制系统，可以使钢筋弯曲机与钢筋弯箍机的功能相重叠。为了钢筋弯曲机工作后可以自动归位，可以采用离合器单向传动技术，并通过扭力弹簧使工作盘归位。也可采用液压传动的钢筋弯曲机，可以设计为既可以弯钢筋，又可以弯圆箍。但这样的传动已经与常用的钢筋弯曲机不属于类机型，结构更复杂。现在工程机械发展迅速，工程建设对各种机械的精度效率要求也越来越高。工程建筑方面对钢筋的形状要求也越来越复杂，这就要求要有性能可靠，能够满足钢筋弯曲生产的弯曲机。但是钢筋弯曲机的发展却跟不上发展步伐，很大程度上阻碍了生产建设进度，浪费大量人力，增加建设成本。本文拟对钢筋弯曲机传动方案从传动效率传动精度方面进行分析比较，提出种传动方案的改良思路，以便广大用户更好地选择所需的机型，也有利于生产厂家设计生产满足市场需要的产品，促进国产钢筋弯曲机设计生产使用水平的进步提高，解决目前钢筋弯曲机的局限性。设计主要研究的内容研究内容设计种角度可调的半自动钢筋弯曲机，钢筋的上料采用人工完成，角度控制以及钢筋的弯曲由弯曲机自动进行。该钢筋弯曲机主要有机械控制系统操作系统回转系统工作台面动力驱动装置等部分组成。本题在当前钢筋弯曲机的基础上，设计种操作简单效率高的钢筋弯曲机，并且提高弯曲角度的控制精度，同时使之适应当今工程建设方面中的各种型号的钢筋的弯曲，最大限度的提高所设计弯曲机的适用范围。研究方法在充分了解现在国内外钢筋弯曲机的基础上，分析各种弯曲机的优缺点，利用已有的样品及技术，通过借鉴改进，设计出种更加高效的钢筋弯曲机。设计过程中主要用到机械制造机械设计材料力学动力传动装置设计等课程方面的知识。技术路线调查研究查资料写出开题报告确定总体方案钢筋弯曲机整体方案的设计动力设备计算选型动力传动装置控制系统操作系统工作台面设计绘制钢筋弯曲机的总装配图及零件图撰写设计说明书。传动方案的确定钢筋弯曲机的传动精度现有的钢筋弯曲机多为人工操作，也有半自动及全自动的。在弯曲过程中，当达到所需位置时，由人工切断电机电源，或者用行程开关类电器发出指令，控制电机电源。此时，电机停止工作，由于弯曲机的传动机构受所弯钢筋的反向作用，工作盘所停位置较准确。但在工作盘返回到原始位置，准备下次弯曲时，其停顿位置受传动精度的影响较大，因此，需分析传动方案的精度。为便于比较，均从第级齿轮传动误差开始计算，不计皮带传动的影响。蜗轮蜗杆传动蜗轮蜗杆传动的精度式中为第，级齿轮传动误差蜗轮蜗杆传动误差为蜗轮蜗杆传动比，取。代入相关参数有全齿轮传动全齿轮传动的精度式中，为第级齿轮传动误差。代入相关参数有传动精度的比较为便于比较，设定各级齿轮传动误差相同，均以表示，蜗轮蜗杆传动的误差与齿轮传动误差几乎相等，即。则，很显然，采用蜗轮蜗杆传动时，传动精度较高。钢筋弯曲机的传动效率随着所需加工弯曲的钢筋的尺寸逐渐加大，对同样的驱动电机，钢筋弯曲机的传动效率将是设计或选择使用的重要指标之为方便分析比较，略去带传动及各支承轴承处的效率损失。蜗轮蜗杆传动的效率式中，为第级齿轮传动效率取为第级齿轮传动效率，取，为蜗杆传动效率，这是分析的关键。而式中，为搅油及溅油效率，它与装油量回转件转速和浸油深度等有关，取为轴承效率，在此不计功率损失为蜗轮螺旋副啮合效率。当蜗杆主动时式中，为分度圆柱导程角，啮合摩擦角，由啮合摩擦系数确定，即大多数生产厂家的蜗杆采用钢，蜗轮采用灰铸铁或球铁，而导程角在左右，蜗杆的分度圆直径左右，其蜗轮蜗杆表面的滑动速度，代入相关参数计算得。根据文献表有，。故，即η。全齿轮传动全齿轮传动的效率式中，，，分别为第级齿轮传动的效率，均取为，则η。传动效率的比较由上述计算可知，蜗轮蜗杆传动的效率仅为全齿轮传动的。实际上，如果计入带传动支承轴承的功率损失，蜗轮蜗杆传动的弯曲机效率在以下，处于自锁状态。最终传动方案的确定经过对涡轮机构和全齿轮机构的传动精度和穿传动效率的比较，综合考虑钢筋弯曲机的工作环境及要求，选择全齿轮传动方案。传动示意图如图。图电动机的选择钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸图初步设计钢筋弯曲机的工作盘尺寸为直径，，。弯曲的钢筋所需的弯矩达到屈服极限时的始弯矩其中。对于，。由此可得出，始弯矩。变性硬化后的终弯矩其中，为相对强化系数，由延伸率可得，为相对直径，为弯心半径所以。综上计算得终弯矩。钢筋弯曲所需弯矩其中为弯曲时的滚动摩擦系数，。计算得，。对圆盘初选工作尺寸的校核钢筋弯曲力式中，为弯曲钢筋直径，取最大直径为材料强度，由手册查得为安全系数取为弯曲半径，弯曲直径，取最小。则代入数据得由知，圆盘工作能力满足要求，因此其尺寸也就符合设计要求。电动机的确定由上面计算可知，又有已知条件知转速。由功率扭矩关系公式式中，为输出功率为主轴转速为主轴传递的扭矩，。考虑到传动部分机械效率η，则电机最大负载功率η电动机选用系列三相异步电动机，额定功率额定转速，其电动机的型号为。确定传动比及运动参数分配传动比总传动比分配装置传动比由，式中，分别为带传动和减速器传动比。为使带传动外廓尺寸不致过大，初步取，则减速器传动比为分配减速器各级传动比，其中为高速级齿轮传动的传动比，为低速级齿轮传动的传动比因为，取，则。计算传动装置的运动和动力参数各轴转速Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴各轴输入功率Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴各轴输入转矩Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴运动和动力参数计算结果整理于下表轴名输入功率输入转矩转速传动比Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴带传动的传动设计带的设计计算确定计算功率由设计手册查得工作情况系数，故选择带带型根据由设计手册选用型。确定带轮基准直径并验算带速由设计手册，初选小带轮的基准直径。验算带速因为，故带速合适。计算大带轮基准直径根据设计手册标准，将大带轮直径圆整为确定带的中心距和基准长度根据公式计算得初定中心距。计算带所需的基准长度由设计手册标准选带的基准长度。计算实际中心距所以中心距变动范