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钢筋切断机参数化设计系统开发

文章来源:钢筋切断机   作者:钢筋调直机    发布时间:2019-11-06 10:33   浏览次数:

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  钢筋切断机是一种在工程及建筑领域中广泛使用的设备,由于近年来房地产的迅速发展,钢筋切断机的生产、使用呈现快速增长的趋势,随着建筑工程规模的扩大和对建筑质量要求的提高,对钢筋切断机的性能也提出了更高的要求。然而国内钢筋切断机生产厂家在钢筋切断机的设计上还停留在二维阶段,设计周期长、成本高,在应对市场要求方面还有些力不从心,而参数化系统的开发对钢筋切断机的设计水平有着革命性的提升,调整好适当的参数,便可以完成对钢筋切断机设计的大部分工作。

  本文采用 VC++高级编程语言、M FC技术、SQL2000数据库技术开发钢筋切断机参数化系统,通过参数交换及尺寸驱动实现对钢筋切断机的整机设计,并利用文本输出帮助设计者分析及后续修改。采用Pro/Toolkit对Pro/E进行二次开发,通过设计数据完成对钢筋切断机零部件的模型再生及整机虚拟装配。

  1 钢筋切断机的结构特点

  国产钢筋切断机的典型结构如图1所示,电机通过一级带传动、三级齿轮传动来驱动曲柄滑块机构带动活动刀做往复运动,固定在活动刀座上的活动刀片和固定在机体上的固定刀片一起作用完成对钢筋的切断。

  2 钢筋切断机可靠性设计

  钢筋切断机采用可靠性理论设计,与常规设计相比,可靠性设计能合理地使应力应变趋向缓和,从而使得钢筋切断机的使用寿命大大延长,箱体及其他部件的重量减少,制造成本降低。

  在钢筋切断机中齿轮的可靠性设计中,齿面接触疲劳强度计算时以破坏点蚀开始发生为齿面的极限状态,接触应力计算公式为:

  

 

  图1 钢筋切断机结构简图

  

 

  接触强度计算公式为:

  

 

  其中:K为概率系数;u为齿数比;ZH为区域系数;ZE为弹性影响系数;Z X为重合度系数;Z U为联接系数;Ft为齿面载荷;KA为使用系数;KV为动载系数;KH U为齿向载荷分布系数;KH T为齿间载荷分配系数;d1为齿轮分度圆直径;b为齿厚;e H lim为极限接触应力;ZN为扭转系数;ZW为功效系数;SH min为齿面接触系数。

  一般而言,普通齿轮的尺寸误差幅度较小,因此看做定量。此外,对于一些目前难以考虑分布的参数也视其为定量。本文将式(1)、式(2)中的参数视为正态分布变量(u除外)。

  根据式(1),用概率正态分布法可求得接触应力均值e-H、概率分布公值 V e H及标准差 S e H:

  

 

  其中:

  

 

  为弹性影响系数均值

  

 

  为概率系数均值;

  

 

  为齿面载荷均值;

  

 

  为使用系数均值;

  

 

  为动载系数均值;

  

 

  为齿向载荷分布系数均值;

  

 

  为齿间载荷分配系数均值。

  

 

  其中:VZE为弹性影响系数公值;VK为概率系数公值;VFt为齿面载荷公值;VKV为动载系数公值;VK H T为齿间载荷分配系数公值;VKH U为齿向载荷分布系数公值。

  

 

  根据式(2),用概率正态分布法可得到接触强度均值

  

 

  、概率正态分布公值 V e HS及标准差 S e HS :

  

 

  其

  

 

  中:

  

 

  为极限接触应力均值;

  

 

  为扭转系数均值;为功效系数均值。

  

 

  其中:V e H lim为极限接触应力公值;VZN为扭转系数公值;VZW为功效系数公值。

  

 

  通常取

  

 

  =1,在保证可靠性的基础上取K->1;根据常规设计方法,使用系数 KA取值为 1。

  3 钢筋切断机参数化设计

  在机械设计工作中,参数化技术可以使设计工作更加有效率,可以使设计人员从繁琐的手动设计中解脱出来,大大减少了设计的时间和成本。利用参数化系统通过修改所设计产品的参数可自动再生产品模型,设计人员可针对再生模型进行部分修改来完成产品的设计工作。钢筋切断机参数化系统中零部件参数设置部分程序代码如下:

  

 

  从参数化系统中获得零部件部分参数的程序代码如下:

  

 

  4 钢筋切断机参数化实例

  在 Pro/E运行环境下,把参数化系统注册到Pro/E中。通过参数化系统设计界面完成产品设计,然后通过参数化系统模型再生平台完成零部件模型再生,最后通过装配平台完成整机装配。图2为钢筋切断机GQ60虚拟装配实例。

  

 

  图2 钢筋切断机虚拟装配实例

  5 结论

  根据国内钢筋切断机设计制造现状,本文采用参数化技术,通过 VC++,在Pro/E环境下开发出钢筋切断机零部件的一种计算机辅助设计系统。该系统简化了设计过程,节省了设计研发时间,提升了企业的竞争力。

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