xxxx大学机电工程学院本科毕业设计（论文）
2 总体方案的确定
2.1 传动方案的确定
下面以二级变速对各方案的精度和效率进行计算比较。 2.1.1钢筋弯曲机的传动精度 （1）蜗轮蜗杆传动
蜗轮蜗杆传动的精度 由机械原理教材[11-12]查得，
??1???g/iw???w 公式(2-1) 式中，??g为第1级齿轮传动误差；??w蜗轮蜗杆传动误差；iw为蜗轮蜗杆传动比，由于涡轮蜗杆的传动比较大，所以取iw=30。
代入式2-1相关参数有
??1???g/30???w
（2）全齿轮传动
全齿轮传动的精度
??????g1/(Z4/Z3)???g2 公式（2-2） 式中, ??g1,??g2为第1,2级齿轮传动误差。取第二级齿轮的传动比为Z4/Z3?5。 代入式2-2相关参数有
??????g1/5???g3
（3）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??g表示,蜗轮蜗杆传动的误差与齿轮传动误差几乎相等，即??g???w。则????1.033??g，????1.200??g。
由此可得出，采用蜗轮蜗杆传动时,传动精度较高。 2.1.2钢筋弯曲机的传动效率 （1） 蜗轮蜗杆传动的效率
???1?2 公式（2-3）
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式中，?1为第1级齿轮传动效率取0.98； ?3为蜗杆传动效率，这是分析的关键。而 ?2??21?22?23 公式（2-4） 式中，?21为搅油及溅油效率，取0.96；?22为轴承效率，在此不计功率损失；?23为蜗轮螺旋副啮合效率。
当蜗杆主动时，
?23?tan?/tan?(???) 公式(2-5) 式中,γ为分度圆柱导程角，??啮合摩擦角，由啮合摩擦系数μ确定，即 ???tan设计手册查得??≈5°43′。
?1?，由
大多数生产厂家的蜗杆采用45钢，蜗轮采用灰铸铁(或球铁)，而导程角在12°左右，蜗杆的分度圆直径d=76 mm左右，其蜗轮蜗杆表面的滑动速度 ?s???d?n/(6?104)，代入相关参数计算得Vs≈0.598 m/s。 将以上数据代入公式2-5得，
?23=tan12°/tan(12°+5°43′)≈0.66
又由公式2-4得
0.66=0.639 ?2=0.96×
将 ?2代入公式2-3得涡轮蜗杆传动效率
η=0.98×0.639=0.626。
（2）全齿轮传动
全齿轮传动的效率
???1?2 公式（2-6） 式中,?1，?2，分别为第1，2级齿轮传动的效率,均取为0.98， 代入公式2-6得，
η=0.96。
（3）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62.6%。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0.5以下，处于自锁状态；而全齿轮传动的效率高达96%,几乎没有能量的损失，可以很大程度上节能，减少这一部分的资金投入。
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2.1.3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传动效率的比较发现，涡轮蜗杆虽然传动精度较高，但是能量损失太大，况且本文所设计的钢筋弯曲机对钢筋弯曲的精度控制与传动方案的精度关系很小，本文所采用的是另一种由行程开关、分度盘等组成的自动化装置，更好的控制弯曲精度，从这方面考虑，全齿轮传动方案，比较适合应用于钢筋弯曲机。另外，目前钢筋弯曲机的工作负荷较大，需要消耗大量的能量，所以应该选择效率高的方案，因此从此角度考虑仍优先选择全齿轮传动。
由于传动级数越多，能量损失越大，因此为了减少能量损失，尽量减少变速等级，所以初步选择三级变速，包括带传动和二级齿轮变速；同时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1-1。
图1-1 传动原理示意图
1压弯销轴 2中心销轴 3工作圆盘 4齿轮 5电机 6带轮 7V带
2.2工作台面的弯曲方案及弯曲的控制
2.2.1 工作台面弯曲方案
传动系统将动力传至工作圆盘，在工作圆盘中心位置安装有中心销轴，并在圆盘上安装压弯销轴。当工作圆盘旋转时，带动压弯销轴绕着工作,同时中心销轴相对静。将钢筋放于中心销轴与压弯销轴之间，开动机器，即可实现对钢筋的弯曲。 2.2.2弯曲角度的控制
在工作圆盘外侧安装一分度盘，并在分度盘上安装一行程开关。首次弯曲时，现将行程开关移动到一个角度，并且试弯一根钢筋，然后将弯好的钢筋取下用钢筋角度测量器量取试弯角度，将该角度与所要弯曲的角度经行比较，移动形成开关，减去试弯角度与实际
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需要角度之间的差值，从而可以获得精确的弯曲角度。此时该方法至多试弯一次即可确定弯曲角度，方法简单而且精确。
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3电动机的选择
3.1钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸
图2-1 弯曲工作部分示意图
1压弯销轴 2钢筋 3中心销轴 4工作圆盘 5支承挡销
初步设计钢筋弯曲机的工作盘尺寸为：直径400mm,L1=120mm，L0=170mm,L3?240mm,α=arcos(L1/L0)= arcos(120/170)=45o。
3.2弯曲θ20的钢筋所需的弯矩
3.2.1达到屈服极限时的始弯矩 由材料力学教材[13]得，
M0=k1Wζs
公式（3-1）
其中k1?163??1.7,W=0.1d3=0.1×203=800mm3。对于25MnSi，ζs=373N/mm2。
由公式3-1可得出，始弯矩
M0=(1.7×800×373)N.mm=507.28N.mm。
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