钢筋矫直机设计（说明书+CAD图纸)
摘要
我国对工业垃圾的处理问题日益严重，尤其是固垃圾的处理方面。本人所研究的钢筋
矫直机是基于市场上的废旧钢筋回收市场上处理那些废旧钢筋的事实，是从企业，市场上
的急需得到的。
当今社会随着经济的飞速发展，材料与能源两大物质基础却日异稀少，紧张，已成为
制约经济发展的障碍。另一方面，材料存在大量的浪费，或在某些方面处理不当造成环境
污染，反过来对资源的利用产生不良的影响。本人研究的的是如何处理废旧钢筋，就是从
废的建筑物上，以及工业生产过程中所产生的废旧钢筋，钢筋校直变废为宝，直接的用于
建筑，机械对圆度要求不太高，不太重要的场合，即可以节约资源，又可以消除工业垃圾
对环境的污染。
此机器的功能主要有：（1）除锈，当废旧钢筋通地过拉模时，由于高强度的拉拔而起
到除锈的作用。（2）冷拔表面硬化，在废旧钢筋通过拉模以及在轧辊的强大的轧制力的作
用下而其到冷作硬化增强原钢筋的强度。（3）弯曲矫直，根据废旧钢筋通过拉模，轧辊的
轧制作用在废旧钢筋上的反弯曲变形而达到。
此机器的应用前景广阔，因为随着人们对生活质量要求越来越高，世界对环保问题的
日益紧张。合理的利用资源，恰当的处理垃圾都是不可回避的回题，现代工业的发展，将
使工业垃圾日益增多，废旧钢筋是其中之一。目前我国对这方面的研究是空白。
关键词 回收；反弯曲变形；再利用；污染
1 绪论
1.1 课题的背景以及发展
钢筋具备十分显著的使用价值和经济效益，因此得到广泛的应用。对矫直技术的研究，
目的在于正确地分析和描述矫直过程中呈现的一系列现象，寻求和实际相吻合的规律;确
定矫直参数间的相互关系，用以指导生产、研制和开新型、高效、高精度的矫直设备，使
钢材产品的质量和精度不断得到提高。
国外对矫直技术的研究起步较早，具有相当的广泛性，取得了许多研究成果。许多成
果己经用于实际生产中，产生了巨大的经济效益。矫直技术较发达的国家，如前苏联、德
国、英国和日本等，从四十年代起，生产的矫直设备就形成了系列产品，在矫直理论、工
艺和设备的研究方面也做了大量的工作，并取得了一批较有影响的成果。
国内有关的技术人员在矫直技术的研究方面亦作出了很大的努力，使矫直技术的研究
工作得到了很大的发展，并取得了不少令人瞩目的研究成果。其中部分成果的水平居领先
地位。随各行业对矫直设备的种类、数量日益增加的需求，我国目前已形成了自行设计和
生产板、带、线、型、管材的矫直设备的能力，设备的精度和控制水平也不断提高。在引
进和吸收国外先进的矫直设备和技术的基础上，高效、高精度的矫直设备相继问世，不断
地推动矫直技术地研究工作向前发展。
矫直技术的发展正趋向于在机械结构方面和传动方式方面便于操作和维护，扩大设备
适用性、降低能量消耗、改善工作条件等方向发展。
伴随着我国建筑行业的不断发展，人们生活环境的不断提高，人们的对住房环境，以
及各种民用建筑等等，他们的更新速度也会越来越快，人们会经常的看到，各种建筑工地
上的，种种废旧钢筋常常累积成堆，面对着如此的情况，我们如果能够把这些废旧钢筋变
废为宝，不仅解决了环境问题，而且还充分的利用了我国日异短却的钢铁资源。由此可见，
研制一种能够回收这此废旧钢筋的机械，前景非常的广阔，适合社会的需求。
在设计的过程中，发现此机械结构很简单，但原理以及对废旧钢筋的轧制力、拉模的
拉拔力的计算十分的复杂，且好多的情况下目前，我国的轧制力计算方面还很不成熟，都
采用了一些经验公式。故所查资料相对比较繁多如此项目国内市场上没有专门对废旧钢筋
校直的设备， 建筑行业及机械行业上也有矫直机械，但如果把它们用于废旧钢筋的矫直
上，代价太高。故市场上迫切的需要一种经济合理，又能满足要求的矫直机械。
在老师的指导下，自已通过认直的思考及翻阅很多想关资料，终于确定了各个部分的
设计方案。
1.2 课题的提出与意义
随着国民经济的急剧发展，人们对钢筋的需求量与日俱增，这就要求钢筋矫直机具有
更高的防振特性和动态稳定性。关于钢筋矫直机的研究比较少，通过检索CNKI 全文数据
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库、EI光盘数据库等大型数据库近十年来的文献，所查到的有关钢筋矫直机研究文献还是
一片空白。
根据查建筑的有关资料手册，知建筑用材的钢筋，对钢筋的的圆度要求，不太严格。
而相关厂家的钢筋的生产，也是先生产出一定直径的的钢筋，有时根据具体的需求，使用
冷拔工艺，拔制出不同规格的钢筋。目前，市场上也有钢筋矫正的机械，只是它们都用于
建筑工地上。如果把他们用于废旧钢筋的重新矫直上，成本太高，根据目前，人们所应用
的废旧钢筋的矫正机械的机构，重新改造一个型号经济，各种力学性能，能够满足的机械
是很有必要的，也是很有实际价值的。
目 录
1绪论……………………………………………………………………………………………1
1.1 课题的背景以及发展……………………………………………………………………1
1.2 课题的提出与意义………………………………………………………………………1
1.3 矫直机的工作原理………………………………………………………………………2
1.3.1 校正原理的可行性的力学论证…………………………………………………2
1.3.2 轧制过程的理想化………………………………………………………………3
1.3.3 体积不变定律与最小阻力定律…………………………………………………4
1.4 矫直机传动方案的确定…………………………………………………………………5
2 轧制力能参数 ………………………………………………………………………………6
2.1 轧制参数 ………………………………………………………………………………6
2.1.1 变形区及其参数…………………………………………………………………7
2.1.2 轧制时存在的现象………………………………………………………………8
2.1.3 绝对压下量与相对压下量 ……………………………………………………12
2.2 轧制总压力 ……………………………………………………………………………13
2.2.1 轧制时变形区内金属的应力状态 ……………………………………………13
2.2.2 单位弧上的平均压力的的确定 ………………………………………………13
2.2.3 轧件与轧辊接触面积 …………………………………………………………14
2.3 轧制总压力方向与轧辊传动力矩 ……………………………………………………14
2.4 轧制力在接确弧上作用点的位置 ……………………………………………………16
3 轧辊设计与轧辊轴承选择 …………………………………………………………………17
3.1 轧辊尺寸参数 …………………………………………………………………………17
3.1.1 轧辊的结构 ……………………………………………………………………17
3.1.2 轧辊辊颈尺寸d 和l以及轧辊传动端的型式与尺寸…………………………17
3.2 轧辊的材料、辊面硬度及铸造 ………………………………………………………18
3.2.1 常用的轧辊材料 ………………………………………………………………18
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II
3.2.2 轧辊材料的选择、辊面硬度以及轧辊的铸造 ………………………………19
3.3 轧辊的强度校核 ………………………………………………………………………19
3.3.1 辊身的计算 ……………………………………………………………………19
3.3.2 辊颈的计算 ……………………………………………………………………20
3.3.3 轧辊的安全系数和许用应力 …………………………………………………21
3.4 轧辊轴承 ………………………………………………………………………………22
3.4.1 轧辊轴承的特点和分类 ………………………………………………………22
3.4.2 轴承的选择 ……………………………………………………………………22
4 减速器的设计 ………………………………………………………………………………23
4.1 电动机的选择 …………………………………………………………………………23
4.1.1 选择电动机类型和机构形式 …………………………………………………23
4.1.2 功率的计算 ……………………………………………………………………23
4.1.3 电动机功率计算 ………………………………………………………………23
4.1.4 传动效率 ………………………………………………………………………24
4.1.5 确定电动机转速 ………………………………………………………………24
4.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 ……………………………………………25
4.2.1 总传动比 ………………………………………………………………………25
4.2.2 分配减速器的各级传动比 ……………………………………………………26
4.3 计算传动装置的运动和动力参数 ……………………………………………………26
4.3.1 各轴转速 ………………………………………………………………………26
4.3.2 各轴输入功率 …………………………………………………………………26
4.3.3 各轴输入转矩 …………………………………………………………………27
4.4 减速器结构的设计 ……………………………………………………………………27
4.5 传动零件的设计计算 …………………………………………………………………27
5 其他零件的设计 ……………………………………………………………………………33
5.1 V带和带轮的设计 ……………………………………………………………………33
5.1.1 V带传动主要失效形式…………………………………………………………33
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III
5.1.2 定V带型号和带轮直径 ………………………………………………………33
5.1.3 计算带长 ………………………………………………………………………33
5.1.4 求中心距和包角 ………………………………………………………………34
5.1.5 求带根数 ………………………………………………………………………___________34
5.2 带传动功率损失 ………………………………………………………………………34
5.3同步齿轮的设计 ………………………………………………………………………35
5.3.1 选定齿轮类型 …………………………………………………………………35
5.3.2 齿面接触强度设计 ……………………………………………………………35
5.3.3 齿根弯曲强度校核 ……………………………………………………………36
5.3.4 尺寸确定 ………………………………………………………………………37
5.3.5 齿轮参数 ………………………………………………………………………37
5.4 与同步齿轮联结处键的设计与计算 …………………………………………………38
5.5 与联轴器联结处键的设计与计算 ……………………………………………………39
结论 ……………………………………………………………………………………………………………………………41
致谢 ……………………………………………………………………………………………………………………………42
参考文献………………………………………………………………………………………………………………………43
附录 ……………………………………………………………………………………………………………………………43
附录1………………………………………………………………………………………………………………………44
附录2………………………………………………………………………………………………………………………46
参考文献
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