钢筋切断机.

组合传动：由于机械运动形式、 运动规律和机械性能等方面 要求的多样性和复杂性，而 以上传动机构的局限性，因 此常常需要将几种机构配合 起来，形成组合传动机构。
综上所述，考虑到成本和传动比的选 择，本题可以采用带传动和齿轮传动构成 的组合传动机构。这样可以解决齿轮传动 传动比不是很高，带传动消耗的输出功率 太大的缺点，而可以充分发挥带传动传动 级数较少，齿轮传动噪声小，传动准确可 靠，效率很高的优点。
2 机构选型及尺度综合
2.1机构选型
2.1.1驱动装置方案选择 液压马达：基于钢筋切断机 的工作状态，环境及成本， 最宜选择齿轮泵。齿轮泵 有结构简单、体积小、重 量轻、工作可靠、自吸性 能好、抗油污能力强，但 效率低，噪音大，流量脉 动大，不能用做变量泵等 特点。采用液压系统配合 液压控制装置，可很容易 实现机械系统的控制。
2.2 尺度综合
2.2.1组合传动机构尺度综合 带传动：
齿轮传动：
2.2.2执行机构尺度综合：
2.2.4电机相关参数的选择：
3 三维模型及运动仿真
3.1三维模型
3.1.1整体效果图
3.1.2仿真动画
曲柄连杆 C:\Users\Administrator\Desktop\20110982 \仿真动画\曲柄连杆.avi
• 钢筋切断机的典型结构 见右图，其闭式的钢筋 切断机的构造基本雷同， 包含GQ32、G Q40、 GQ50、GQ70均如此。
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)国外切断机的机架都是钢板焊接结构，零部 件加工精度、粗Hale Waihona Puke Baidu度尤其热处理工艺过硬，使切断 机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国 产机器。
齿轮传动：齿轮传动是利用两齿轮的 轮齿相互啮合传递动力和运动的机 械传动。在所有的机械传动中，齿 轮传动应用最广，可用来传递相对 位置不远的两轴之间的运动和动力。 齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳， 传动比精确，工作可靠、结构紧凑、 效率高、寿命长，使用的功率、速 度和尺寸范围大。例如传递功率可 以从很小至几十万千瓦；速度最高 可达300m/s；齿轮直径可以从几毫 米至二十多米。但是制造齿轮需要 有专门的设备，啮合传动会产生噪 声。
曲柄角速度
曲柄角速度仿真值 为228rad/s即 38r/min，可以满 足切断速度 38r/min的要求。 曲柄角加速度
滑块切割频率 切断频率近似 为38次/min， 符合设计要求。
动刀位移
滑块的行程 为42.5mm （图内数据 缩小10 倍），满足 设计要求 44mm的行 程。
动刀速度
动刀加速度
• 1）优点：结构简单、成本低廉，剪切速度、动刀 行程、电机功率等都满足设计要求。 • 2）缺点：电机功率过大，未考虑到切断机大部分 时间都是空转，电机功率过大则造成能量浪费。
The end,thank you!
虽然液压驱动具有体积小，携带方便，机构设计 简单的特点，但是其成本较高，且维修复杂，而三 相异步电机相对应用广泛，噪声比液压驱动更小， 震动更小，调速更方便等特点。故综上从成本和题 目所给的性能要求来看，选择三相异步电机作驱动 装置更合适。
2.1.2传动装置方案选择 带传动：带传动具有结构简单、 传动平稳、能缓冲吸振、可以 在大的轴间距和多轴间传递动 力，且其造价低廉、不需润滑、 维护容易等特点在近代机械传 动中应用十分广泛
手动驱动：目前手动驱动式 钢筋切断机均为手动液压 式，手动液压钢筋切断机 的液压系统由活塞、柱塞、 液压缸、压杆、拔销、复 位弹簧、贮油桶及放、吸 油阀等元件组成。 手动驱动式钢筋切断 机设计相对复杂，要求较 高。在这里暂不予以考虑。
电机驱动：异步电机其特点是 结构简单、坚固耐用、成本 低廉、运行可靠，低转矩脉 动，低噪声，不需要位置传 感器，转速极限高,并且能 够提供较大的功率。异步电 机矢量控制调速技术比较成 熟，使得异步电机驱动系统 具有明显的优势，电机驱动 是较为常用和传统的驱动方 式，特别是三相交流异步电 机应用更为广泛。三相异步 电机的输出功率比较大，完 全可以满足本设计的驱动要 求。
4 方案特点
• 本设计的各项性能均满足设计要求，即切断速度 38次/分钟，动刀行程44mm，尺寸范围为：长×宽 ×高≤1600×500×750mm。 • 此外，本设计结构简单、成本低廉，零件大多采 用标准件，适于批量化生产；易拆卸能更换，容 易修理；大偏心距、齿轮尺寸较大，更满足用户 的使用要求。并且本设计满足切断机在不同场合 的应用，在房屋建筑、桥梁、隧道、电站、 水利等工程中各种工况条件下都能满足使用 要求。
•
3)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定,刀 片厚度过薄，40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。 • 4)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。 • 5)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。 • 6)国内切断机外观质量、整机性能不尽人意；国 外厂家一般都是规模生产，在技术设备上舍得投入， 自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工 体系。
整体 C:\Users\Administrator\Deskt op\20110982\仿真动画\整 体.avi
3.2 运动仿真
3.2.1机构运动分析 齿轮系传动比方程 曲柄滑块位移方程
曲柄滑块速度方程
曲柄滑块加速度方程
曲柄运动方程
3.2.2 运动仿真分析图 电机转速
施加的电机驱动转速n=17280/360 r/s=2880 r/min。
• 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，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，结构不紧凑，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。
机械综合设计
——钢筋切断机
目录
背景介绍
机构选型及尺度综合 三维模型及运动仿真 方案特点
1 背景介绍
• 钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主 要用于房屋建筑、桥梁、隧道、电站、水利等工程 中对钢筋的切断。钢筋切断机由于工作可靠、效率 高等特点，近年来的应用十泛。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。
2.1.3执行装置方案选择 1）曲柄滑块机构：优点是结构简单，制造成本低，缺 点是运动轨迹设计很难达到设计要求，从而导致动 力特性不是很好。 2）齿轮齿条机构：优点传动比精确，但在本方案中， 亦没有这方面的要求，且动刀运动需要较好的急回 特性，明显该机构不满足，故舍弃。 3）凸轮机构：该方案优点是设计灵活，可以达到高精 度的运动曲线和运动特性要求，但设计也相对复杂。 本设计采用方案1，性能可以达到设计要求。