鋼筋切斷機(jī)設(shè)計(jì)

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1、 機(jī)械原理設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：鋼筋切斷機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名 XXXXX 班 級 XXXXXXX 學(xué) 號 XXXXXXX 授課：XXX 目錄 一、摘要 3 二、設(shè)計(jì)題目和要求 3 2.1 題目簡介 3 2.2設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù): 4 2.3設(shè)計(jì)任務(wù) 4 2.4設(shè)計(jì)創(chuàng)新 5 2.5設(shè)計(jì)思路 5 三、 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方案選擇 5 3.1.1液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng) 5 3.1.2液壓傳動(dòng)特點(diǎn)： 6 3.1.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 6 3.1.4驅(qū)動(dòng)方式

2、的選擇 6 3.2 傳動(dòng)裝置的選擇 7 3.2.1帶傳動(dòng) 7 3.2.2 齒輪傳動(dòng) 7 3.2.3組合傳動(dòng) 7 3.2.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 8 3.3 執(zhí)行裝置的方案設(shè)計(jì) 8 3.3.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 8 3.3.2凸輪機(jī)構(gòu) 9 3.4方案比較 9 四、參數(shù)綜合 10 4.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)綜合 10 4.2 齒輪機(jī)構(gòu)綜合 11 4.3電機(jī)相關(guān)參數(shù)選擇 12 五、機(jī)構(gòu)裝配及運(yùn)動(dòng)分析 13 5.1輸出件速度，加速度計(jì)算 13 5.2機(jī)構(gòu)裝配圖 14 5.3運(yùn)動(dòng)分析 15 5.3.1動(dòng)刀位移分析，如圖 15 5.3.2動(dòng)刀速度測試，如圖 15 授課：XXX 5

3、.3.3動(dòng)刀加速度測試，如圖 16 5.4誤差分析 16 5.5設(shè)計(jì)改進(jìn) 16 5.5.1齒輪的改進(jìn) 16 5.5.2刀具的改進(jìn) 17 六、參考文獻(xiàn) 18 授課：XXX 一、摘要 鋼筋在建筑上應(yīng)用非常廣泛，它可以用作預(yù)制構(gòu)件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機(jī)按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷，一般都是用于剪切建筑用的I級鋼，剪切鋼筋直徑為6—40毫米。鋼筋切斷機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)造簡單，工作可靠，維修方便，液壓傳動(dòng)無噪音，體積小，

4、重量輕，移動(dòng)方便。但液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障難以排除，故目前較多使用的仍然是機(jī)械傳動(dòng)的鋼筋切斷機(jī)（如圖）。 目前國內(nèi)建筑工地使用的鋼筋切斷機(jī)雖能完成切斷動(dòng)作，但其執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有考慮到對切刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力特性的要求，切刀工作過程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機(jī)加以改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，以獲得動(dòng)態(tài)性能較好的鋼筋切斷機(jī)，使其實(shí)現(xiàn)操作簡便、調(diào)節(jié)方便、落料簡單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。 二、設(shè)計(jì)題目和要求 2.1 題目簡介 鋼筋在建筑上應(yīng)用非常廣泛，它可以用作預(yù)制構(gòu)件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機(jī)按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。目前建筑工地使用的鋼筋切斷機(jī)雖

5、能完成切斷動(dòng)作，但其執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有考慮到對切刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力特性的要求，切刀工作過程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機(jī)加以改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，以獲得動(dòng)態(tài)性能較好的鋼筋切斷機(jī)。 2.2設(shè)計(jì)要求和有關(guān)數(shù)據(jù): 1）設(shè)計(jì)要求 a.基本工作要求：用手工將不同規(guī)格的鋼筋按所需長度送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截?cái)唷? b.運(yùn)動(dòng)要求： i) 在切斷過程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質(zhì)量，減少?zèng)_擊 授課：XXX ; ii) 保證切刀行程H; iii) 切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率； iv) 保證切刀的每分鐘切斷次數(shù)（生產(chǎn)率）。

6、 c.動(dòng)力要求: 切刀能產(chǎn)生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動(dòng)性能。 2)有關(guān)數(shù)據(jù) 擬采用三相異步電機(jī)作動(dòng)力源，初定電機(jī)轉(zhuǎn)速nd＝rpm；所切鋼筋的最大直徑dmax＝40mm，動(dòng)刀通過的距離H=44mm，其生產(chǎn)率分型號依次為34次/ 分、38次/ 分、42次/ 分、刀在切斷過程中所受工作阻力P=400KN,其它行程無阻力。整個(gè)機(jī)器的尺寸范圍為：長×寬×高<1600×500×750 2.3設(shè)計(jì)任務(wù) 1. 至少提出兩種運(yùn)動(dòng)方案，然后進(jìn)行方案分析評比，選出一種運(yùn)動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)； 2. 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)并確定其傳動(dòng)比分配。 3. 對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度綜合，并進(jìn)

7、行運(yùn)動(dòng)分析；驗(yàn)證輸出構(gòu)件的軌跡是否滿足設(shè)計(jì)要求；求出機(jī)構(gòu)中輸出件的速度、加速度；畫出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)線圖。 4.用軟件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，并畫出輸出機(jī)構(gòu)的位移、速度、和加速度線圖。 5. 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，其中應(yīng)包括設(shè)計(jì)思路、計(jì)算及運(yùn)動(dòng)模型建立過程以及效果分析等。 6. 在機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用機(jī)構(gòu)綜合實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。 2.4設(shè)計(jì)創(chuàng)新 1、在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)盡量減少整體機(jī)構(gòu)的震動(dòng)和噪聲。 2、對刀片的改進(jìn)，在刀片的設(shè)計(jì)上，要注意當(dāng)鋼筋放在刀片上受力時(shí)，防止鋼筋突然彈出來。 授課：XXX 2.5設(shè)計(jì)思路

8、 鋼筋切斷機(jī)主要是由驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，因此，在設(shè)計(jì)中，首先提出各個(gè)部分的設(shè)計(jì)方案，然后經(jīng)過對比選擇合適的方案，當(dāng)方案確定之后，就要選擇各個(gè)零件的參數(shù)，這個(gè)過程中，首先應(yīng)該確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各個(gè)參數(shù)，然后確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件的參數(shù)和整個(gè)傳動(dòng)比，最后才是驅(qū)動(dòng)裝置的參數(shù)確定，當(dāng)各個(gè)參數(shù)確定之后，接下來就是裝配和運(yùn)動(dòng)分析，誤差分析，方案改進(jìn)創(chuàng)新等。 三、 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方案選擇 3.1.1液壓傳動(dòng)驅(qū)動(dòng) 要實(shí)現(xiàn)液壓傳動(dòng)了，則在整個(gè)機(jī)構(gòu)中，需要有齒輪泵和油缸， 齒輪泵是為了產(chǎn)生油缸運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，齒輪泵能產(chǎn)生的動(dòng)力的大小直接影響著油缸的工作能力，而油缸是直接作為執(zhí)行元件，將液壓油的壓

9、力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能從而實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行過程中，油缸的運(yùn)動(dòng)很安靜，但是齒輪泵則會產(chǎn)生較大的噪音。如圖所示 油缸簡圖 齒輪泵結(jié)構(gòu)簡圖 3.1.2液壓傳動(dòng)特點(diǎn)： 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，因而鋼筋切斷機(jī)能以很高的沖擊力進(jìn)行剪切。 授課：XXX 2）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。具

10、有較高的工作可靠性省去各種離合裝置，不會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。 3）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。 3.1.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 異步電機(jī)其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低噪聲，不需要位置傳感器，轉(zhuǎn)速極限高,并且能夠提供較大的功率。異步電機(jī)矢量控制調(diào)速技術(shù)比較成熟，使得異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，電機(jī)驅(qū)動(dòng)是較為常用和傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式，特別是三相交流異步電機(jī)應(yīng)用更為廣泛。

11、 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 3.1.4驅(qū)動(dòng)方式的選擇 雖然液壓驅(qū)動(dòng)具有體積小，攜帶方便，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單的特點(diǎn)，但是其成本較高，且維修復(fù)雜，而三相異步電機(jī)相對應(yīng)用廣泛，噪聲比液壓驅(qū)動(dòng)更小，震動(dòng)更小，調(diào)速更方便等特點(diǎn)。故綜上從成本和題目所給的性能要求來看，選擇三相異步電機(jī)作驅(qū)動(dòng)裝置更合適。 授課：XXX 3.2 傳動(dòng)裝置的選擇 3.2.1帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)是通過兩皮帶輪與皮帶之間的抱死來實(shí)現(xiàn)構(gòu)建之間的運(yùn)動(dòng)傳輸，其工作時(shí)主要靠皮帶與皮帶輪之間的摩擦來帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)的，也就是說這個(gè)過程中一部分機(jī)械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并且皮帶的壽命比較短，維修頻率較大，通常出現(xiàn)在機(jī)構(gòu)的第一級傳動(dòng)中。 3.2.

12、2 齒輪傳動(dòng) 在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，效率很高，噪聲小，可以滿足不同工況要求，但其加工成本比較高，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比不是很大，需要多級傳動(dòng)才能達(dá)到大傳動(dòng)比的要求。 3.2.3組合傳動(dòng) 由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)械性能等方面要求的多樣性和復(fù)雜性，而以上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的局限性，因此常常需要將幾種機(jī)構(gòu)配合起來，形成組合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖所示： 授課：XXX 3.2.4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 綜上，考慮到成本和傳動(dòng)比的選擇，本題可以采用帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)構(gòu)成的組合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這樣，特可以解決齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比不是很高，帶傳動(dòng)消耗的輸出功率太大的缺點(diǎn)，而可以充分發(fā)揮帶傳動(dòng)傳動(dòng)級數(shù)較

13、少，齒輪傳動(dòng)噪聲小，傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，效率很高的優(yōu)點(diǎn)。 3.3 執(zhí)行裝置的方案設(shè)計(jì) 在整個(gè)傳動(dòng)過程中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是最重要的一部分，它不僅要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的使用價(jià)值，還要將機(jī)械的其他運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為本題我們需要的直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)這一過程的方式有很多，在這里，我們只討論常見的兩種方式，第一種是采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，第二種采用凸輪機(jī)構(gòu)。 3.3.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 如圖所示，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有設(shè)計(jì)簡單，成本較低，能的特點(diǎn)，但是其運(yùn)動(dòng)軌跡很難達(dá)到設(shè)計(jì)的要求， 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡圖 授課：XXX 3.3.2凸輪機(jī)構(gòu) 如圖，凸輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)一樣，可以使機(jī)構(gòu)具有急回特性，其具有高精度的傳動(dòng)特性，且能按照特定

14、的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，但設(shè)計(jì)和制造相對復(fù)雜，若不需要考慮精度問題，則在制造的過程中凸輪輪廓的制造比較復(fù)雜，且加工量較大，若考慮精度問題，可以根據(jù)設(shè)計(jì)出的軌跡方程借助軟件求出凸輪輪廓線，然后再用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，這樣的話就提高了其成本。 凸輪機(jī)構(gòu)簡圖 3.4方案比較 首先，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)都能實(shí)現(xiàn)急回特性。由于對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)沒有急回特性，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，我們考慮采用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的幾何模型。給定極位夾角為θ和滑塊的擺程為H。假設(shè)滑塊導(dǎo)路與X軸平行，如圖， 授課：XXX 四、參數(shù)綜合 4.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)綜合 由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡圖知： 設(shè)機(jī)構(gòu)的行程速度系數(shù)K=1

15、.25，搖桿擺角ψ=30° 則由θ=180°×K-1K+1=20° α=ψ-θ=10° 由xc1-xc02+yc1-yc02=R2 x0=H2=22mm y0=H2cotθ=60.44mm R=H2sinθ=64.32mm 由y0-R

16、-42.32 60 30.61 -12.95 當(dāng)xC1=86.32，yC1=60，xB1=31.59，xB1=9.05時(shí)，有方案I： LBC=xc1-xB12+yc1-yB12=74.77mm 所以 cosθ=AC12+AC22-H22AC1×AC2 其中AC1=LBC+LAB AC2=LBC-LAB解得 所以桿LAB=18.06mm 授課：XXX 當(dāng)xC1=-42.32，yC1=60，xB1=30.61，xB1=-12.95時(shí)，有方案II： LBC=xc1-xB12+yc1-yB12=103.15mm 所以 cosθ=AC12+AC22-H22AC1×A

17、C2 其中AC1=LBC+LAB AC2=LBC-LAB解得 所以桿LAB=13.03mm 傳力角計(jì)算： 由函數(shù)關(guān)系可得γ=φ 所以 γ=cos-1AC12+H2-AC222H×AC1 方案I有γ1=26.08° 方案II有γ2=44.34° 為了保證機(jī)構(gòu)有良好的傳力性能，傳動(dòng)角越大的機(jī)構(gòu)傳力性能越好，由γ1<γ2 知選擇方案II較好。即 xC1=-42.32，yC1=60，xB1=30.61，xB1=-12.95 LBC=103.15mm LAB=13.03mm 4.2 齒輪機(jī)構(gòu)綜合 齒輪選擇 要使兩齒輪之間能夠正常齒合，則兩齒合齒輪之間的模數(shù)和壓力

18、角應(yīng)分別相等，所以 小帶輪 d7 =50mm 大帶輪 d6 =215mm Z2=60 m=5 齒寬28 分度圓直徑d2=300mm Z3=15 m=5 齒寬 60 分度圓直徑d3=75mm Z4=75 m=5齒寬55 分度圓直徑d4=375mm Z5=17 m=5齒寬80 分度圓直徑d5=85mm 曲柄軸 d1=13.03mm 效率計(jì)算 ηg--閉式圓柱齒輪傳遞效率，ηg=0.97 ηb--滾動(dòng)軸承傳遞效率，ηb=0.99 授課：XXX ηd--帶傳動(dòng)傳遞效率，ηd=0.94 ηc--聯(lián)軸器傳遞效率，ηc=0

19、.99 η01=ηc=0.99 η34=ηb×ηg=0.9603 η45=ηb×ηg=0.9603 η67=ηd=0.94 η總=η01η34η45η67=0.858 齒輪的傳動(dòng)比 γ=η總Z2Z4d6Z3Z5d7=66.04 4.3電機(jī)相關(guān)參數(shù)選擇 齒輪轉(zhuǎn)矩計(jì)算 F1=Fsinβ=400sin44.34°=572.32KN 由式可知，β越小，F(xiàn)越大 齒輪轉(zhuǎn)矩計(jì)算 T1=d1F1 T1=T2 T2=(1/2)d2F2 T3=(1/2)d3F2 T3=T4 T4=(1/2)d4F4 T5=(1/2)d5F4 授課：XXX T5=T6 T6=

20、(1/2)d6F6 T7=(1/2)d7F6 綜上求的 F7=d3d5d7d2d4d6F1 F7=0.65KN 阻力扭矩T7=16.37N?m 電機(jī)轉(zhuǎn)速選擇 滑塊平均速度V0=2Hf V2=38轉(zhuǎn)/min T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，為各個(gè)齒輪上對應(yīng)的力矩。 F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，F(xiàn)7為對應(yīng)的各個(gè)齒輪或輪系上的切向力。 f—滑塊運(yùn)動(dòng)的頻率，單位：次/min； V1—曲柄軸的線速度，m/min； V2—曲柄軸的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/min； 由傳動(dòng)比可得電機(jī)轉(zhuǎn)子平均速度n0=γ×V2=2510轉(zhuǎn)/min 電動(dòng)機(jī)功率P=TN9550 T—阻力矩，n?

21、m N—電機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/min 授課：XXX P—所需功率，kw 所以P=4.3kw 查相關(guān)本資料我們可以選擇Y112M-4型封閉式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 五、機(jī)構(gòu)裝配及運(yùn)動(dòng)分析 5.1輸出件速度，加速度計(jì)算 設(shè)動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)頻率為f，曲柄與水平面的夾角為β，曲柄的速度為V,動(dòng)刀的速度為V1，則 點(diǎn)B的位移為 yB=yA+LAB*sinξxB=xA+LAB*cosξ 點(diǎn)B速度方程為 yB=yA+LAB*ξ*cosξxB=xA-LAB*ξ*sinξ 點(diǎn)B的加速度為 yB=yA+LAB(ξcosξ-ξ2*sinξ)xB=xA-LAB(ξsinξ+ξ2*cosξ)

22、其中，C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以作為輸出件道具的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此點(diǎn)C（刀具）的位移可以表示為 xc=xA+lAB*cosξ+lBC*cosψyC=M 其中M為常數(shù)。 點(diǎn)C的速度可以表示為 xC=xA+lAB*sinξ+lBC*sinψyC=0 點(diǎn)C的加速度為 xC=xA-lAB*cosφ-lBC*cosψyC=0

23、 授課：XXX 5.2機(jī)構(gòu)裝配圖 5.3運(yùn)動(dòng)分析 5.3.1動(dòng)刀位移分析，如圖 上圖是動(dòng)刀上的質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)測試圖，近似的用來作為動(dòng)刀的運(yùn)動(dòng)特性，測試的時(shí)間為3s，由圖形可知?jiǎng)拥兜奈灰茷镠1=645.0-602.0=43mm,與題目所給的值H=44mm相近，滿足條件，要使行程誤差進(jìn)一步減小，可以更改曲軸的偏心距，從而得到更加精確的行程范圍。 5.3.2動(dòng)刀速度測試，如圖 同樣，動(dòng)刀的速度與時(shí)間的關(guān)系可以用動(dòng)刀的質(zhì)心的速度特性來表示，測試時(shí)間我們選擇為 授課：XXX 60s，由測試圖分析可知，動(dòng)刀的切割頻率為37次/min,與題所

24、給38次/min相差不大，在誤差允許范圍內(nèi)滿足條件，從速度曲線來看，動(dòng)刀的急回特性不是太明顯，。 5.3.3動(dòng)刀加速度測試，如圖 由圖可以看出，動(dòng)刀的加速度接近正弦函數(shù)，所以在運(yùn)動(dòng)過程中，它的運(yùn)動(dòng)相對平穩(wěn)。 5.4誤差分析 在整個(gè)機(jī)構(gòu)中，導(dǎo)致誤差的原因是多方面的，其中最主要的有裝配誤差，設(shè)計(jì)誤差和運(yùn)動(dòng)傳遞誤差。 在裝配誤差中，由于整個(gè)轉(zhuǎn)配圖是在pro/e中完成的，齒輪之間的齒合以及執(zhí)行元件（曲柄，搖桿和刀具）的初始位置的選擇都會給整個(gè)裝配帶來誤差，避免這種誤差的方法是在零件建模的過程中，嚴(yán)格選擇建模的位置，在裝配時(shí) 選擇合適的裝配模式。 在設(shè)計(jì)誤差中，由于在設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)誤差與

25、實(shí)際誤差不相同，例如我們?nèi)绻谡麄€(gè)設(shè)計(jì)中考慮的誤差為5%，那么實(shí)際建模處的機(jī)構(gòu)可能會達(dá)到8%或者低于5%，且計(jì)算過程中精度的選擇在建模過程中有取舍，比如在計(jì)算中曲柄的偏心距為13.03mm，在建模的過程中也許建模軟件默認(rèn)為13mm，這樣的話就出現(xiàn)了設(shè)計(jì)誤差。要避免這些因素帶來的誤差，在設(shè)計(jì)過程中，盡量保證建模軟件的數(shù)值單位與設(shè)計(jì)計(jì)算的單位的精度一致，盡量選擇有信服力的經(jīng)驗(yàn)值。 在傳遞誤差中，有時(shí)候會因?yàn)辇X輪的傳動(dòng)有打滑現(xiàn)象，帶輪與皮帶之間有相對摩擦現(xiàn)象，這些都會使系統(tǒng)出現(xiàn)傳遞誤差，控制這些誤差的最好辦法就是保證齒輪之間的正確，連續(xù)齒合，保證帶輪與皮帶之間的配合。 授課：XXX 5.5

26、設(shè)計(jì)改進(jìn) 5.5.1齒輪的改進(jìn) 1）由于小齒輪與大齒輪的模數(shù)和壓力角應(yīng)該相等，這樣就保證了齒輪之間的正常齒合，但是通過實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小齒輪在保證和大齒輪有相同的模數(shù)和壓力角時(shí)，其齒數(shù)低于某一范圍后會發(fā)生根切現(xiàn)象，并且不再材料及各種制造工藝都相同時(shí)小齒輪的壽命比大齒輪要低得多 ，為了提高小齒輪的壽命，避免根切現(xiàn)象，可以對其進(jìn)行額外熱處理，如表面硬化，滲氮處理等，還可以對小齒輪進(jìn)行正變位修正，對大齒輪進(jìn)行負(fù)變位修正； 2）在鋼筋切斷機(jī)運(yùn)行的過程中，由于各種原因會產(chǎn)生機(jī)構(gòu)振動(dòng)和噪音，在生產(chǎn)現(xiàn)代化和生活環(huán)境高要求的情況下，減少機(jī)械的振動(dòng)和噪音是一項(xiàng)重要的工作，在這個(gè)機(jī)構(gòu)中，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的原因

27、有很多，其中裝配間隙和曲柄，搖桿，齒輪等機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)都會產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，所以在機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以考慮在不改變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的要求下，通過改變齒輪的設(shè)計(jì)來達(dá)到降噪減振的效果。在齒輪的齒形中，常見的有斜齒齒輪和直齒齒輪，因?yàn)樗麄冎g在傳動(dòng)齒合的過程中的受力原理不同，他們產(chǎn)生的機(jī)構(gòu)振動(dòng)和噪音大小也有一定的區(qū)別，一對直齒輪相嚙合時(shí), 其輪齒沿整個(gè)齒寬同時(shí)進(jìn)入接觸或同時(shí)分離，容易引起沖擊、振動(dòng)和噪音，傳動(dòng)的重合度小，每對輪齒的負(fù)荷大，傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，不適用于高速重載的傳動(dòng)，而斜齒齒輪在傳動(dòng)過程中，齒面上的接觸線為斜直線，重合度增大，兩輪輪齒逐漸進(jìn)入嚙合，沖擊、振動(dòng)及噪聲減小，傳動(dòng)的平穩(wěn)性增強(qiáng)。（如圖）

28、 5.5.2刀具的改進(jìn) 刀具在切割過程中，由于刀的切削刃是直線，這樣就容易使鋼筋在受力之后彈出，傷害旁人，為了解決這一問題，可以將刀具的切削刃改為內(nèi)凹曲面，防止鋼筋彈出傷人（如圖），單這種刀具需要更大的行程才能滿足設(shè)計(jì)要求。 授課：XXX 六、參考文獻(xiàn) [1]　張黎驊，鄭言編.新編機(jī)械手冊.人民郵電出版社，北京,2008年5月第一版。 [2]　馮鑒，何俊等編.機(jī)械原理.西南交通大學(xué)出版社，成都,2008年8月第一版。 [3]　章友文編，鋼筋切斷機(jī)剪切機(jī)理分析[J].工程機(jī)械,1991(3):16-19. [4]　郭衛(wèi)東編，虛擬樣機(jī)技術(shù)與ADAMS應(yīng)用實(shí)例教程.北京航空航天大學(xué)出版社,2008.6. （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!） 授課：XXX