3.3传动系统的设计
3.3.1功率计算及电机选择
此次我所设计的钢筋校直机工作时校直钢筋速度为小于等于45m/min，由于速度的要求，电动机不能够直接连接送料轴，需通过减速系统的减速，使得送料轴的转速在电机转速基础上降低，符合我所需要的校直钢筋的速度。
我所设计的送料轮的转速为96r/min，我设计的减速系统传动比为10。所以我选的电机型号为Y132M2-6，其额定功率为p=5.5kw，满载转速为n=960r/min，堵转额定转矩最大转矩2.0，最大额定转矩为2.2，重量为84kg。其他安转尺寸均已标准化，采购时直接从相关厂家购买，安装时参考使用说明书即可。
3.3.2传动比的分配
在设计机器装备的传动装置时，传动比的分配是设计过程中的一个重要问题。传动比只有分配合理，才会使整个机器结构紧凑，相关尺寸协调，并控制好生产成本，并且使机器在制造拆装时更加方便。
我设计的是一个二级减速装置。选用V带轮和斜齿圆柱齿轮副来降低转速，同时又增大转矩。总的减速比为10，其中V带轮的减速比选为2.5(推荐选用值为2到4之间)，小带轮安装在电动机轴上，大带轮安装在中间轴上，两轮之间以B型普通V带连接;齿轮传动的减速比选为4(相关推荐选用值为3到7之间)，小齿轮安装在中间轴上，予以以齿轮副啮合的大齿轮安装在主工作轴上，完成减速增矩。
综合分析而言，整个传动比的分配科学合理，使得整台机器结构紧凑，传动效果好。
3.3.3主要传动零件的设计
3.3.3.1轴的初步计算和设计
(1)中间轴(后文中出现时均称轴2)的尺寸初定
根据使用工况，该轴并没有其他特殊的要求。综合考虑之下，我决定初选轴的材料为45钢，并且热处理方式为调质处理。这足以满足工程使用要求，同时又能极好控制工程造价。
现进行最小直径估算(按照扭矩强度最小法进行计算)。若取带轮传机械效率为η=0.97，则
P2=P1η=5.5×0.97=5.34kw
又n2=n1/i=960/2.5=384r/min
于是=9.55×106×5.34/384=132680.33N.mm
当取轴的材料为45钢时，取C=110,于是
=110=26.4mm，取dmin=28mm
工作轴(后文中出现时均称轴3)的尺寸初定
根据使用工况，该轴并没有其他特殊的要求。综合考虑之下，我决定初选轴的材料为45钢，并且热处理方式为调质处理。这足以满足工程使用要求，同时又能极好控制工程造价。
现进行最小直径估算(按照扭矩强度最小法进行计算)。取齿轮传动的效率为η=0.97，则有
P3=P2η=5.335×0.97=5.12kw
又n3=n2/i=384/4=96r/min
于是=9.55×106×5.12/96=509492.47N.mm
当取轴的材料为45钢时，取C=110,于是
=110=39.82mm，取dmin=40mm
上矫直辊所在轴(后文中出现出均称轴4)的尺寸初定
轴4与轴3相比仅缺少直齿轮轴段，因而可设计为除直齿轮所在轴段外其他部分均相同。可减少设计内容，缩短设计工时，提高设计效率。也可减少制造安装时要使用的工具和工时。
3.3.3.2直齿轮传动的设计
初步设计
矫直轮并非被动运转，主工作轴与校直轮所在轴之间需要进行传动，综合考虑之后，我选择的是直齿圆柱齿轮传动。由于我所设计的送料轮所在轴与校直辊所在轴直径相应轴段结构尺寸相同，并且不需要再进行减速或者升速所，所以我设计直齿轮与直齿轮之间的传动比为，只需设计一个齿轮即可，节省了设计所需工时，减少了工作任务，降低了制造安装的劳动强度，节省了成本。由于送料轮与校直辊之间等距，因而我的齿轮分度圆直径也为。直齿轮位于轴的一端属于悬臂布置，所以查机械设计手册图得Φd=0.3，齿轮上齿数取为Z3=80.
模数：，以标准取为标准模数3。
齿轮宽：mm
齿顶高系数，顶隙系数
齿距：mm
齿高：
根据使用情况,由电机驱动且载荷平稳，预选用8级精度的齿轮。选择材料：45号钢，调质处理，。按国家标准，采用标准零变位齿轮，分度圆上的压力角。
(2)验算齿面接触疲劳强度：
因系统由电机驱动，载荷平稳，查表得，Ka=1.25，由于速度v=3.17m/s,8级精度齿轮，查图得Kv=1.1，轴上轴承不对称分布，且Φd=0.3，查图得=1.19，齿宽B=Φdd=0.3×200=60, ,查表得
载荷系数=1.25×1.1×1.2×1.19=1.96
经查得对于标准齿轮(的零变位齿轮)区域系数ZH=2.5,以及Φd=0.3(前面已经选定)，查得弹性影响系数ZE=189.8MPa0.5。许用接触应力的大小由下式计算：
又查得接触疲劳极限，
查得接触疲劳寿命系数,取安全系数SH=1.0，则
即 =612.70MPa≤
满足齿面接触疲劳强度。
验算齿根接触疲劳强度：
齿根弯曲疲劳强度由式
式中各参数为：
，,，
则=
所以
=260MPa≤
故满足齿根弯曲疲劳强度。
直齿轮的结构设计
前述对齿轮传动的强度计算过程，仅仅只能确定出齿轮的大部分尺寸，比如齿数、模数、齿宽、螺旋角、分度圆直径等内容，而具体各部分的尺寸无法直接打出，如齿圈、轮辐等等的结构形式以及尺寸大小无法得出。因而必须要对齿轮各部分的具体结构尺寸进行详细设计。
齿轮的结构设计过程，务必要考虑到齿轮的几何尺寸大小、材料的选择、毛坯的加工成型方式，粗细加工的加工方法、生产使用过程的经济性以及具体的使用要求等因素。因而，进行齿轮结构设计之时，必须要综合考虑上述各因素，仔细权衡。通常先按照所涉及的齿轮的直径大小，来选定合适的结构形式，之后根据经验公式，再行确定各部分具体的结构尺寸。
由于齿顶圆直径160mm≤≤500mm，宜做成腹板式结构，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。
以下为我设计的直齿轮结构形式。
图5 直齿轮结构示意图
齿轮的润滑方式
齿轮传动时，其相互啮合的齿轮齿面间要承受很的压力并且有相对滑动，故而必须要进行润滑，以减小摩擦和磨损，并且有利于散热和延长设备的使用寿命。
我设计的这台钢筋矫直机齿轮运转速度低，且为开式结构，因而采用的是人工定期加润滑油或者涂抹润滑脂。
润滑油和润滑脂的种类依照工作环境的温度及气压等情况，依照使用手册选用推荐的种类牌号。
3.3.3.3斜齿轮传动的设计
1.初选齿轮类型、精度等级、材料及齿数
(1)就传动平稳，结构紧凑以及寿命考虑，采用斜齿圆柱齿轮传动
(2)对于齿轮材料的选择，工程界青睐使用的是优质碳素钢、合金结构钢等，比如45、40Cr等，通常经调质或正火处理。本次设计中因考虑到是作为一般工用机械，强度、速度和精度要求不高，为控制制造成本，我选用软开式软齿面齿轮传动，。本设计中选择小齿轮材料为40Cr，调质处理，齿面硬度280HBW;大齿轮材料为45钢，调质处理，齿面硬度240HBW，因而两齿轮齿面硬度差为280-240HBW=40HBW，在30～50HBW范围内，可使大小齿轮尽量等寿命。
两齿轮均选用8级精度。
(3)对于开式齿面的齿轮传动，常见的失效形式主要是齿面磨损以及轮齿折断。按照设计经验，应当先按照按齿根弯曲疲劳强度进行结构和尺寸的设计，并在考虑磨损的影响后将计算所得模数适当增大(一般增大的程度在10%到15%之间)。由于开式齿轮传动不会出现点蚀，因而并不需要进行齿面接触疲劳强度的校核。
初选小齿轮齿数Z1=20，则大齿轮齿数Z2=20×4=80。
初选螺旋角为β=13°。
按齿根弯曲疲劳强度设计初步计算齿轮参数
由以下公式进行设计计算：
式中各参数如下：
初选载荷系数Kt=1.3;
小齿轮的转矩132680.33N.mm;
齿宽系数Φd=0.35;
经查得齿形系数=2.80，=2.22;应力校正系数=1.55，=1.77;
许用弯曲应力按式计算。
又查得弯曲疲劳极限=310MPa，取=2.0，安全系数=1.4.
设计使用年限为8年，每年按300天计算，日均使用6小时，则小齿轮和大齿轮的应力循环次数分别为
=60×384×8×4×300×1=2.2×109
=2.2×109/4=5.53×108
查得弯曲疲劳寿命系数=1.0
则=
所以，
所以，
确定传动尺寸
计算圆周速度
故8 级精度合用。
计算载荷系数K。各系数选择如下：
查得使用系数=1.25,;
由v=1.7m/s，8级精度查得动载系数=1.08;
查得齿间载荷分配系数=1.2;
查得齿向载荷分配系数=1.18.
得K=1.25×1.08×1.2×1.18=2.06
对进行修正
=mm
取为标准模数m=4mm
计算中心距
=200mm
计算分度圆直径
计算齿宽
，取为30mm
则
由于开式齿轮传动不会出现疲劳点蚀，因而无需进行齿面接触疲劳强度的验算。
