钢筋切断机设计计算说明书(1).doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流钢筋切断机设计计算说明书(1).精品文档.钢筋切断机设计计算说明书姓 名： 学 号：2班 级：06机械2班 指导老师 ： 2009年6月目 录第1章 问题的提出3第2章 设计要求与设计数据42.1 设计要求42.2 性能数据42.3 关键问题及创新点52.4 预期成果5第3章 机构选型设计63.1 驱动装置方案选择63.2 传动方案选择73.3 执行机构方案选择93.4 系统控制方案选择10第4章 机构尺度综合104.1 电机功率理论计算114.2 齿轮系参数设计124.3 执行机构参数设计12第5章 机构运动分析135.1各机构运动方程135.2运动仿真分析145.2.1电机运动145.2.2飞轮运动155.2.3 曲柄运动155.2.4 滑块运动165.2.5 动刀运动17第6章 机构动力分析186.1 电机受力分析196.2 第一级齿轮分析196.3 曲柄受力分析206.4 动刀受力分析21第7章 飞轮设计227.1 飞轮惯量计算分析227.2 飞轮惯量计算227.3 飞轮设计237.4 飞轮启动时间分析设计23第8章 结论24第9章 收获与体会25第10章 致谢25参考文献26附录1 建模过程27附录2 文献综述30附录3 机构运动简图34第1章 问题的提出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。和国外钢筋切断机对比同样可以发现国内钢筋切断机的问题所在。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) 国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；而国外都是双螺栓固定，2527mm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。3) 国内切断机每分钟切断次数少国内一般为2831次，国外要高出1520次，最高高出30次，工作效率较高。4) 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、转体处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。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卞要有GJS- 40和QJ40- 1型两种类型，除传动机件有所不同外，其他构造基本上一致，都可以切断直径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，结构不紧读，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。第2章 设计要求与设计数据2.1 设计要求1) 基本工作要求：用手工将不同规格的钢筋按所需长度送至刀口，将其切断；以后再次送入，作下次截断。2) 运动要求（参照图1-1）： i) 在切断过程中，要求切断速度尽可能小，速度尽可能均匀，以保证切削质量，减少冲击;ii) 保证切刀行程H;iii) 切刀空行程中速度尽可能快，以提高效率；iv) 保证切刀的每分钟切断次数（生产率）。3) 动力要求:切刀能产生足够的冲力克服工作阻力，要有较好的传动性能。2.2 性能数据拟采用三相异步电机作动力源，初定电机转速nd2880rpm；所切钢筋的最大直径dmax40mm，动刀通过的距离H=44mm，其生产率分型号为38次/ 分刀在切断过程中所受工作阻力P=400kN，其它行程无阻力。整个机器的尺寸范围为：长×宽×高1600×500×750mm。图1-1图1-1电机功率可以根据产品设计要求自选，但功率不能大于7kW。此产品将在灰尘浓度大，工况环境恶劣的工地工作，所以尽量不选用液压驱动。2.3关键问题及创新点1. 在保证机器尺寸范围的基础上，要达到切断钢筋的最大直径为40mm 要求是个不小的挑战；2. 本设计要实现较高的切削动态性能，以减少冲击，即对执行机构的函数发生线设计要求较高；3. 需要实现多种生产效率，即要求实现动刀在切削不同型号钢材是可选择相应的生产效率；4. 改进传动方案并采用回归式传动方案。这种回归式传动方式较展开 式传动方式结构更为紧凑。改变后的曲轴为空心偏心曲轴，而空心轴具有承受较高弯扭载荷的能力和重量轻的特点。因而，采用回归式传动方式使传动 方案更趋合理。改进传动结构，采用角变位齿轮。取小齿轮变位且不发生根切时的最少齿数进行设计。与之相啮合的大齿轮可以不变位，因为一般大齿轮较小齿轮的强度高。采用变位齿轮传动减小了齿轮传动中心距，同时两级齿轮中心距要求相等时，可以更好地凑中心即，也减轻了齿轮的磨损，齿轮弯曲强度和接触强度都相对地有所提高。 2.4预期成果图1-2 图1-3图1-2和图1-3，为最初的执行机构设想。其中图1-2采用了比较常用的对心曲柄连杆机构，设计简单，工作可靠，但效率相对也较低。图1-3采用两级连杆机构，可得到较为理想的运动曲线，相应的效率会有所提高，设计参数增加。可以看出此机构在牛头刨床中采用的比较多，切断力大，但加工制造会增加，体积也会增大。第3章 机构选型设计3.1驱动装置方案选择3.1.1 液压驱动（1）液压驱动有作用通过几乎不可压缩的油液的压强来实现，而压力的大小又取决于负载的大小；液压传动可以很容易地实现无级变速；液压输入功率等于油液压强与油液流量的乘积。主要有齿轮泵，叶片泵，柱塞泵。前两种输出为旋转运动，后者输出为直线运动。（2）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。构图如右图。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。其简易控制液压回路图如图3-1图3-13.1.2 手动驱动当设计要求为便携式钢筋切断机时可考虑此方案。使用手动驱动一般会用到液压和压力倍增机构，设计相对复杂，要求较高。在这里暂不予以考虑。3.1.3 电机驱动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。综合考虑本设计的使用功能性能要求以及工况设计成本，本设计采用三相异步电机作为驱动原机。3.2传动装置方案选择3.2.1 液压传动方式 若采用液压泵作为驱动装置，则应选择液压的传动方式，本设计已经不予以考虑。3.2.2 带传动方式带传动为挠性传动，具有防抱死工况的发生，所以在以内燃机或工况较恶劣工作下的电机为原机时常被采用，特别常在第一级传动中出现；但由于是靠摩擦来传递动力，导致部分能量转化为热，效率下降。尽管如此该传动方式符合本设计要求，予以考虑。3.2.3 齿轮传动在机械传动中应用最广泛的传动方式，其传动准确可靠，效率很高，噪声小，可以满足不同工况要求，但其加工成本比较高，可实现传动比不是很大，需要多级传动才能达到大传动比的要求。3.2.4 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。综合以上基本传动方式，可有以下几种传动方案：（1）日前使用的小型钢筋切断机的传动方式，多采用展开式，如图3-2所示，其三根传动轴轴线呈三角形空间平行分布。（2）从传动方式上进行改进，采用回归式传动方案，如图3-3所示。其三根传动轴轴线呈平面分布，其中有两条轴线重合。这种回归式传动方式较展开式传动方式结构更为紧凑。改变后的曲轴为空心偏心曲轴，而空心轴具有承受较高弯扭载荷的能力和重量轻的特点。因而，采用回归式传动方式使传动方案更趋合理。 (3) 将传动式传动增加一级齿轮传动，适当增大传动比，改善受力情况。上述（2）传动方案对多级传动结构改善并不明显，所以依旧采用传统式。运动简图，如图3-3所示。 图3-3 传统三级传动运动结构简图3.3执行装置方案选择执行机构选择的关键是将旋转运动转化为直线运动，同时保证好的运动和动力特性。有以下三种方案：（1） 采用曲柄滑块机构，如图3-4所示，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。 图3-4 曲柄滑块机构（2） 采用齿轮齿条机构，如图3-5所示，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。 图3-5 齿轮齿条机构 （3）采用凸轮机构，如图3-6所示，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。图3-5 凸轮机构 本设计采用方案1，性能可以达到设计要求。3.4系统控制方案选择如图3-3所示，开启制动通过操纵杆离合器控制，在这里不做详细介绍，有意者可以查阅相关书籍资料。第4章 机构尺度综合4.1匹配电机功率理论计算按切断机一次剪切平均能量确定电机功率公式为: 式（4-1）式中 平均功率，kW 一次剪切所需之总功，J n滑块行程次数，1/min 行程利用系数(手动取0.5，流水线作业时取1) 考虑电机运转安全系数K及效率，则电机功率为: 式（4-2）N实际电机功率，kWK安全系数(1.11.3) 整机效率，% 总功A值的理论计算分析： 式（4-3） 剪切功，J曲柄滑块摩擦损耗功，J离合器所消耗之功(A30.2A)具体计算公式可参考相关文献，这里不再敖述。算得电机功率4KW，转速2880r/min。4.2齿轮传动机构参数设计选择如图3-3所示，小带轮 d1 = 25mm大带轮 d2 =75mmI轴齿轮 Z1=17 m=3 齿宽40 II轴齿轮 Z2=63 m=3 齿宽28 Z3=12 m=5 齿宽 57 轴齿轮 Z4=22 m=5 齿宽44 Z5=13 m=7 齿宽77 轴齿轮 Z6=48 m=7 齿宽66 总传动比 （取）4.3执行机构参数设计选择4.3.1 切断过程中的等效阻力矩，执行机构的运动模型.见图3-6图3-6 执行机构运动模型 R为曲轴的偏心距;O点为刀片运动的前死点为活动刀片开始切入时的行程，为最大剪切力出现时的行程;为切断时的行程。4.3.2 活动刀座的受力分析.活动刀座在工作过 图 3-7 刀座受力简图程中，受到连杆作用力F，切割阻力F(S)，导轨摩擦阻力f，导轨的支承力N等作用，记活动刀座质量为，运动加速度为a二其受力情况见图3-7所示。根据受力平衡得： 式（4-4） 式（4-5） 式（4-6） 根据（4-4）、（4-5）、（4-6） 式得： 式（4-7）4.3.3 执行机构的运动参数，由图3-6 得： 式（4-8）可推出 式（4-9） 式（4-10） 式（4-11） 式（4-12） 式（4-13） 式（4-14） 式（4-15） 式（4-16）式中，为连杆的绕质心的角速度及质心点的速度，为连杆的质心参数， 为活动刀座的速度，R为曲柄的长度，为连杆的长度， S为活动刀座从上死点开始 的行程。 经计算得综合后执行机构尺寸如下：连杆长度 179mm曲轴偏心距 22 mm选曲轴直径 70mm第章 机构运动分析 5.1 各机构运动方程5.1.1 齿轮系传动比方程 式（-）5.1.2 曲柄滑块位移方程 式（-2） 式（-3）5.1.3 曲柄滑块速度方程 式（5-4） 式（5-5） 式（5-6）5.1.4 曲柄滑块加速度方程 式（5-7） 式（5-8）5.1.5 曲柄运动方程 式（5-9）5.2 运动仿真分析5.2.1电机运动施加的电机驱动转速n=17280/360 r/s=2880 r/min。 图 5-1 电机转速5.2.2 飞轮运动飞轮角速度图 5-2 飞轮角速度实测飞轮转速n=5721.9rad/s=953.65r/min,即为第一级传动带传动。在Adams仿真中用连接副模拟实现带传动，设传动滑动率为2%。飞轮角加速度速 图 5-3 飞轮角加速度从上面的仿真图中可以看出，切断机在启动时加速度很大，随时间推移而变小稳定。稳定时间大约为十秒。飞轮角加速度对后面飞轮的设计有重要参考数据，应予以重视。5.2.3曲柄运动曲柄角速度 图 5-4 曲柄角速度上图为飞轮级经三级齿轮传动减速后获得的转速。仿真值为226.74rad/s即37.8r/min，可以满足切断速度38r/min的要求。曲柄角加速度图 5-5 曲柄角加速度上图和飞轮角加速度速仿真图很相似，主要差别是经过齿轮减速机角加速度相应按传动比减少。5.2.4 滑块切割频率 下图是为了测得准确切割频率所做的测试，测试点在动刀滑块上，测试时间为1min。由图计算分析很容易测得切断频率近似为38次/min，符合设计要求。图 5-6 滑块频率5.2.5 动刀运动动刀位移图 5-7 动刀位移 上图为对动刀滑块的位移所做的测试，测试点为滑块，测试时间为2s。分析图形数据可知，滑块的行程为43mm ，满足设计要求44mm的行程，但误差较大还需对曲柄偏心距离进一步微调优化。动刀速度图 5-8 动刀速度上图为动刀速度仿真图，可以看出速度曲线接近正弦函数，这在设计预想之内，因为曲柄滑块机构简单，且对心。同是结构的简单使用导致了切断刀无急回特性，切断效率降低。动刀加速度图 5-9 动刀加速度上图为动刀加速度的仿真图，在空载情况下，可以看出由于速度接近正弦，所以加速度相对平稳，最大加速度在回程中，为377mm/s。由此可以看出系统震动较小，达到设计要求。第6章 机构动力分析 本章中将对切断机分别在空载和切钢筋工况下分别仿真分析。为了模拟钢筋切断机剪切钢筋的过程需要给切断动刀一模拟剪切力。此剪切力在ADAMS仿真软件中用一固定力实现，将此力施加在动刀上，反作用力作用在大地上，再输入刚度系数和阻尼系数并用STEP函数配合实现剪切进刀退刀两个过程。 本设计将侧重点分析电机力矩，齿轮系力矩，曲柄连杆受力及动刀受力情况，这些将为后面系统的修正改进提供重要根据。6.1 电机受力分析图6-1 电机空载力矩图 6-2 电机切钢筋力矩由图6-1可知电机在空载的工况下转矩很小可以忽略。这在预想设计之中，但电机在切钢筋的过程中，由图6-1可知，电机将要承受很大的冲击载荷，最大冲击力矩为30 N/m 。由此很容易得到电机瞬时功率需达到近400 kW，对电机冲击太大，这要求后面通过设计飞轮来缓冲这类冲击。6.2 第一级齿轮轴受力分析 图6-3 第一级齿轮轴空载力矩图 图6-4第一级齿轮轴切钢筋力矩图由图6-3及图6-4分析可得齿轮第一级传动轴受力情况，因为第一级齿轮转速较高，转矩为周期性动载荷。这种受力状况对机器工作，寿命都很不利，而且再加上惯性力很大的飞轮后，这种震动更加突出。图6-5 第四级齿轮轴空载力矩图 图6-6第四级齿轮轴切钢筋力矩图轮系最后一级，受力状况很重要，因为它的受力更复杂，收到来自切断钢筋过程中产生的冲击也很大。空载情况下满足动力要求，但由图6-6可分析知，第四级轴受到很大的冲击载荷。这种脉动载荷将加重整机的震动。6.3曲轴受力分析经验告诉我们，在钢筋切断机的所有零件中，曲轴是易损坏零件之一。因为它既要受到转矩又要受力，而且还直接承受来自切钢筋时所带来的强大冲击。正因为此曲柄连杆要设计成易拆装的结构。由图6-7，图6-8可知曲轴受冲击力矩确实很大，曲轴设计时结构应考虑到此种情况。而图6-9，图6-10可知曲轴在空载情况下完全满足要求，但在剪切时同样会受到很大的冲击力。图6-7 曲轴空载力矩图 图6-8曲轴切钢筋力矩图 图6-9 曲轴空载受伤力图 图6-10曲轴切钢筋受力图6.4 动刀受力分析钢筋切断机的动刀刀片直接剪切钢筋，钢筋切断的机理较为复杂。ADAMAS仿真软件不能仿真出切断实体的过程，所以切断力只能依据其他设备刀具切断钢筋的受理情况，拟出钢筋切断过程受力曲线，再在ADAMS中拟合出来施加在动刀刀片上。在此动刀刀片上的受力亦即剪切受力，如图6-11所示。第7章 飞轮设计7.1飞轮惯量计算分析切断机为正确选择电机功率，在传动系统均设计了飞轮装置。在冲切刀座不图7-1工作时电动机带动飞轮转动，储备能量，而在切断钢筋瞬时，靠飞轮降速，释放出所储存的能量。图7-1中的曲线a为没有飞轮装置时所需功率变化曲线。a曲线所包容面积A为剪切一次钢筋所需能量。若按直线b选择功率，则剪切所需不足之能量由飞轮供给(即)。从而看出，按一次剪切所需平均能量的1.1-1.3倍计算电机功率后，即可进行飞轮设计。7.2飞轮惯量计算式中 J飞轮转动惯量， A 一次剪切功，J N 电机额定转速，r/min i 电机轴至飞轮轴速比 S 不均匀系数，%飞轮尺寸随电机额定转速的增大而减小，从设计看，要保证一定的行程次数，飞轮转速高，将使传速比增大，使整机尺寸增大。再有高转速飞轮，对铸造质量及静平衡要求高，否则会造成飞轮破损与整机振动。电机轴至飞轮轴速比i增大，对剪切有利。当i值增大时，电机可在较长时间补充给飞轮能量。转速不均匀系数增大，飞轮惯量减小。据资料介绍，当飞轮速度降低10%时，供给的能量为其总能量的19%；降低20%时，为36%；降低30%时，为51%。由此可见，飞轮速度每降低10%，释放出的能量减少近50%。不均匀系数的计算 式中 电机系数 电机额定转差率(取0. 04-0. 08)一电机轴与飞轮轴三角皮带传动的当量滑动系数(取0.04)修正系数，见表7-2皮带正常打滑，可保护电机及减小飞轮尺寸。7.3 飞轮设计 根据计算的飞轮转动惯量I，确定飞轮轮缘、轮辐、轮毅几何尺寸。飞轮设计计算时轮缘、轮辐、轮毅部分的传动惯量都应作考虑。7.4 飞轮启动时间t飞轮启动时间长短，取决于从动惯量的大小；启动时间应控制在一定范围内。若时间过长，电机电流过大，从实践得知，启动电流若大于电机额定电流的7倍，将导致电机烧毁或发生跳闸事故。第8章 结论8.1方案特点首先，综合本设计的运动学和动力学分析可知，此钢筋切断机各项性能均能达到所要求指标，即切断速度38次/分钟，动刀行程44cm，电机功率在3kW左右，整个机器的尺寸范围为：长×宽×高=1000×350×600mm。其次，本设计结构简单，成本低廉，很适合在工况很恶劣的情况下使用，而制造生产易于批量化，进一步降低成本。该钢筋切断机和工业上的GQ40牌钢筋切断机较为相似，但剪切速度要快些。本设计拥有GQ40牌钢筋切断的优点，即设计合理，结构紧凑，适用性广。切断直径：6-40毫米，切断次数：38次/分；电动机：3kW；可用于大小建筑待业，尤其是任务重，工期短的建筑项目，也可用于各种大小规模的轧钢厂，以及金属结构厂、钢筋加工厂。使用该机，可以减少手工操作，减少劳动力，提高劳动效率。8.2 方案设计特点本方案设计思路清晰明了，以使用可靠为准则，简化了繁琐的设计过程。电机通过V型带传给飞轮即齿轮系第一级。齿轮系中齿轮模数均采用国家标准模数，为增加冲击折断强度，可进行适当的正变位。曲轴连杆设计也很常规化，只要强度足够高就可。设计整体先分析设计要求，在进行产品初期设计，建模。为减少成本，先用绘图软件建模，在进行运动学和动力学分析，与设计原始要求对比，进而进行优化设计，知道达到设计要求为止。8.3方案设计结果的特点8.3.1结果优点设计出的机构剪切速度，动刀行程，电机功率等运动学性能都达标，切断力足够大，可以满足常用钢筋的切断工作。8.3.2结果不足由于设计以低成本为出发点，所以本设计寿命可靠性都不是很高，噪声较大。采用了对心曲柄连杆机构，剪切过程中有个效率就降低的过程，所以整机效率较低，这也是本设计最需改进的地方。设计为对齿轮轴静力分析，齿轮系可能有偏载现象，这将加快机器的磨损，降低寿命。第9章 收获与体会 通过完成这次课程设计，本人掌握了简单机构的设计过程，培养了独立设计能力。这个过程中，本人学会了综合运用机械原理和机械设计及其他先修课程的理论和生产实际知识，并使这些知识进一步得到巩固和加深扩展。在课程设计实践中不断学习，掌握常用零部件，机械传动机构及一般机械原理基本方法和步骤，培养了自己的设计能力，分析问题，解决问题的能力及创新能力。期间学到的所有知识，在工作中我想会对自己有很大的帮助。鉴于课程设计的要求，本人期间还学会ADAMS仿真软件的开发流程及简单产品的建模仿真。从中本人感觉到产品设计中应用的软件决定了设计过程的进展速度，所以在力所能及的范围内应该多接触专业软件并且达到能够充分了解，触类旁通。第10章 致谢在这次课程设计中，本人得到了西南交通大学何朝明老师和郑浩同学的大力支持和帮助，对此我表示由衷的感谢！参考文献1王良文,李长诗,等.基于VB的钢筋切断机通用动力学计算模型J.郑州轻工业学院学报,2005(8):71-80.2车仁炜,陆念力,王树春.一种新型钢筋切断机的设计研究J.机械传动,2004.3刘正华,尔联洁,徐春梅.三轴飞行仿真转台结构有限元分析J.机械设计与制造,2002(5):7-9.4章友文.钢筋切断机剪切机理分析J.工程机械,1991(3):16-19.5胡恩球,张新访.有限元网格生成方法发展综述J.计算机辅助设计与图形学学报,1997,9(4):378-383.6胡恩球,张新访.有限元网格生成方法发展综述J.计算机辅助设计与图形学学报,1997,9(4):378-3837贺生华. 普通钢筋切断机技术改造J. 广东建材, 2008(01):41-43.8陶浩, 段红杰. 钢筋切断机的动力学性能J. 煤矿机械, 2008,(05) :81-83.9高蕊. 钢筋切断机切断过程分析及最大冲切力的计算J建筑机械, 1995,(11) :23-2610孟进礼,卫青珍. 对钢筋切断机发展的几点看法J. 建筑机械化, 2000,(02) .11 田野. 我国钢筋调直切断机的现状及发展J. 建筑机械化, 2005,(01)12 HE Zhan-wu. V-style groovy roller wheel loading plant frame of reinforcing steel cutters. Construction Mechanization: 2009 ( 01) ：44-45 .13 王伯平. 钢筋切断机剪切力功模拟函数曲线的建立及分析J. 太原重型机械学院学报, 1988,(04).14 程鹏. 小型钢筋切断机的结构改进设计J. 工程机械, 1995,(02)15 C.H.柯热夫尼柯夫.机构参考手册M.(苏)16 R.C.维翰逊.机构设计综合创造性设计与最优化M. 美17 洪允楣.机构设计的组合与变异方法M. 18FORTRAN算法语言, 清华大学出版社.19平面连杆机构运动分析（C语言版）, 机械原理课程设计指导书。20 Siemens Automation Group. SIMATIC S7 STEP-MICRO编程参考手册.北京:Siemens Automation Group, 1996(8).21Kamm. Design Cost-Efficient Mechanisms. Mcgrow-Hill Inc,1990.22Eckhardt. Kinnematic Design of Machines and Mechanisms.McGraw-Hill CompaniesInc,1998.附录1 建模过程建模用ADAMS，过程如下：新建文件，设置环境齿轮系建模曲柄连杆机构建模动刀建模电机建模实体建模总图设置电机驱动添加带传动添加齿轮副添加移动副添加剪切力轮廓线总图附录2 文献综述钢筋在建筑上应用非常广泛，它可以用作预制构件，钢筋混凝土和箍筋等。为此，需要钢筋切断机按所要求的钢筋的规格的长度将其切断。钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断，一般都是用于剪切建筑用的I级钢，剪切钢筋直径为640毫米。钢筋切断机与其他切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。钢筋切断机有机械传动和液压传动两种。机械传动构造简单，工作可靠，维修方便，液压传动无噪音，体积小，重量轻，移动方便。但液压传动结构复杂，一旦出现故障难以排除，故目前较多使用的仍然是机械传动的钢筋切断机。(一)机械传动钢筋切断机 图1-1为连杆驱动式钢筋切断机的外形，其传动系统如图1-2所示。工作时，电动机带动大皮带轮旋转，再通过两对齿轮组减速，带动偏心轴推动连杆，连杆端装有冲切刀片，冲切刀片在与固定刀片相错的往复水平运动中切断钢筋。Gr- 40型钢筋切断机 DYT-32型液压钢筋切机(二)液压传动钢筋切断机 图1-3 是DYT一32型液压钢筋切断机的外形、其结构和工作原理如图59所示，工作时，电动机带动偏心轴旋转，偏心抽旋转时使高压油泵中的柱塞作往复运动，将油箱中的液压油不断油缸中。从而推动活塞，使活动刀片前进，当活动刀片和固定刀片相错时，钢筋即被切断。 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。 国外钢筋切断机2) 国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；而国外都是双螺栓固定，2527mm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。3) 国内切断机每分钟切断次数少国内一般为2831次，国外要高出1520次，最高高出30次，工作效率较高。4) 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、转体处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。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。