卧式钢筋切割机设计

目 录
1 绪论 1
1.1 国内外钢筋切割技术的发展状况 1
1.2 冷轧带肋钢筋的概述 2
1.2.1 钢筋的种类 2
1.2.2 冷轧带肋钢筋的表面形式 3
1.2.3 冷轧带肋钢筋基本性能 3
1.3 课题的提出和意义 4
2 对钢筋类金属材料弹塑性弯曲的分析 4
2.1 概述 5
2.2 弹塑性弯曲的变形过程 6
3 切割机的预算 7
3.1 力能参数计算 8
3.2 机构设计中的几个问题 8
4 电动机的选择 10
4.1 电动机类型和结构 10
4.2 选择电动机的容量 10
4.3 选择电动机型号 10
5 减速器的设计 12
5.1 选择减速器的类型 12
5.2 计算总传动比和各级传动比 12
5.3 计算Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴转速、功率和转矩 12
5.4 齿轮设计 13
5.5 轴的设计计算 15
5.5.1 设计要求 15
5.5.2 轴二的设计 15
5.5.3 轴一的设计 16
5.5.4 轴三的设计 16
5.6 箱体的设计 17
6 联轴器的选择 18
6.1 联轴器的计算转矩 18
6.2 选择联轴器的型号 18
7 离合器的确定 19
8 摩擦轮的确定 21
9 滑动轴承的选择 22
9.1 轴承型号的确定 22
9.2 轴承宽度的确定 22
9.3 检验轴颈的圆周速度 22
9.4选择轴承的配合 22
9.5 滑动轴承润滑剂的选择 22
10 夹具的设计 23
11 卧式钢筋切割机切割机构的设计 25
11.1 切割机构的概括 25
11.2 承料机构 25
11.3 传动系统 25
11.4 卧式钢筋切割机切割机构的分析与研究 25
11.4.1 概述 25
11.4.2 切割形式的分类 25
12 卧式钢筋切割机的承料机构 27
12.1 承料机构分析 27
12.2 卧式钢筋切割机承料机构的设计 27
13 机座的设计 29
参考文献 30
致 谢 31

2 对钢筋类金属材料弹塑性弯曲的分析
2.1 概述
钢筋在机上被,是通过自身的弹塑性弯曲变形来实现的。因此，探究钢筋的原理以及制定方案应从研究金属材料的弹塑性弯曲变形着手。
金属材料的弹塑性弯曲变形过程在外力矩作用下的弯曲阶段和外力矩去除后的弹性恢复阶段组成。金属材料在外力矩的作用下弯曲时，除中性层因应力为零不会变形外，其它各层纵向纤维都要发生伸长或缩短的变形。外力矩去除后的变形恢复是个内力释放过程，亦称弹性恢复。
金属材料在过程中的弹塑性弯曲变形是既有弹性变形又有塑性变形的弯曲，弯曲变形达到屈服极限之前，各条纵向纤维的变形可以看作简单的拉（压）变形，应力与应变之间的关系遵守胡克定律。弯曲变形达到屈服极限以后，纵向纤维的应力与应变的关系呈现为增量的线形关系，而且必然有一部分变形得不到恢复被保留下来而成为永久变形。因此，总变形应包括弹性恢复变形和永久变形或称残余变形。对于弯曲，只能说总弯曲包括弹性弯曲和塑性弯曲，塑性弯曲并不等于残余弯曲。仅仅在原始为平直状态下进行弯曲时，弹复后的残余弯曲才等于塑性弯曲。一般的弹塑性弯曲不仅其纵向纤维既有弹性变形又有塑性变形，而且也包含外层纤维的弹塑性变形与内层纤维的纯弹性变形的双重含义。

图2-1 旋转弯曲
在弯曲方式上，有受弯矩作用的纯弯曲；有受横向载荷作用的梁弯曲；有绕过圆柱体受拉力作用而产生的拉弯；有圆形材料在旋转中受横向载荷作用而产生的旋转弯曲如图2–1所示；有板材在轧制过程中由于变形不均而产生的双向波浪弯曲。前三种弯曲都属于单方向的弯曲，称之为一维弯曲；旋转弯曲与波浪弯曲为二维弯曲；综合弯曲为三维弯曲。在弯曲过程中，弯曲变形的应力应变关系不能简化为简单弯曲或压缩的应力应变关系。在金属材料的横截面上，除表层和中性层以外，各层均处于三向应力状态，材料横截面上所发生的应力应变关系只与弯曲程度有关。在材料的纵向，应力应变的分布与变化情况随弯曲的类型而异。在纯弯曲的情况下，材料纵向各截面的应力应变都是一样的。在受横向集中载荷压弯的情况下，塑性变形区按抛物线规律沿纵向分布在两个边层之间，如图2-3 所示。在受均布载荷的横向压力下，塑性变形区按双曲线规律分布在两个边层之间，如图2-3 所示。拉弯时，塑性变形区将按一个特殊的曲线规律分布在边层，根据平截面原理，各层纤维变形协调关系必然是线形的，而且塑性变形必将由最外层纤维开始。由于钢筋的弯曲与过程中曲率半径值比其本身直径大得多，从塑性变形的最外层到最内层，纵向应力都可按σ1或1.15σ1取值，为了便于理论分析，纵向应力极限都按σ取值，造成的误差是不大的，也就是不计三向应力的影响来处理钢筋的弯曲和问题。
2.2 弹塑性弯曲的变形过程
轧件在机上的弹塑性弯曲的变形过程，实际上是一个横向弯曲过程。时，轧件在横向力作用下产生弯曲变形，纤维的变形如图2-4所示。根据外载荷的大小，轧件的弯曲变形主要是以下三种情况：
（1）纯弹性弯曲变形 在外载荷作用下，其所受外力矩较小，轧件表层的最大应力小于材料的屈服极限σ（其应力状态如图2-5a所示），其余各层的纵向纤维都处于弹性变形状态。外载荷去除后，在弹性内力矩作用下，各层纵向纤维的变形将全部恢复。这种弯曲变形称之为纯弹性变形。这是最大的弹性弯曲状态，又是最小的弹塑性弯曲状态。
（2）弹塑性弯曲 随着外载荷的增加，轧件各层纤维继续产生变形。当所受外力矩达到一定数值后，轧件表层纵向纤维应力超过了材料的屈服极限，靠近表面层一部分区域的纤维层产生塑性变形。外力矩越大，塑性变形区由表层向中性层扩展的深度越大（其应力状态如图2-5b所示）。去除外载荷后，在弹性内力矩作用下，各层纵向纤维的变形可弹性恢复一部分，但无法全部恢复，轧件中将保留残余应变和残余应力。这种弯曲变形称为弹塑性弯曲变形。
（3）纯塑性弯曲变形 随着外载荷的继续增大，整个轧件断面上的纵向纤维应力都超过了材料的屈服极限（其应力状态如图2-5c所示），所有纵向纤维都处于塑性变形状态。去除外载荷后，在弹性外力矩作用下，纵向纤维的变形只能恢复弹性变形部分。这种弯曲变形称为纯塑性弯曲变形。
由此可知：
（a）在外载荷的作用下，有轧件中同时有弹性变形和塑性变形的弯曲变形称为弹塑性变形；
（b）轧件弹塑性弯曲变形过程由两部分组成；在外载荷的作用下的弹塑性弯曲阶段和去除外载荷后的弹性恢复阶段。