0.5t伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計(jì)--工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),0.5t伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計(jì),工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),伸臂式,焊接,變位,設(shè)計(jì),工作臺(tái),回轉(zhuǎn),機(jī)構(gòu) 壞畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 姓名 下發(fā)日期 2009-3-12 題目 0.5t伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計(jì) 專題 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 主要內(nèi)容：伸臂式焊接變位機(jī)的工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。編寫設(shè)計(jì)說明書，繪制裝配圖及部分零件圖。 要求：必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對(duì)待自己所做的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果。 在教師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)能力，獲得機(jī)械工程師的基本訓(xùn)練。整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。計(jì)算步驟清晰，計(jì)算結(jié)果正確；圖面整潔，視圖齊全，布局合理，線條、文字及尺寸標(biāo)注符合國家標(biāo)準(zhǔn)；使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖；設(shè)計(jì)說明書要求內(nèi)容完整，文字通順，語言簡練，圖示清晰，重要計(jì)算公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明出處。 設(shè)計(jì)說明書不少于2萬字，查閱文獻(xiàn)15篇以上，翻譯與課題有關(guān)的英文資料2篇，譯文字?jǐn)?shù)不少于5千漢字，繪制圖紙折合總量不少于5張A1。 主要技術(shù)參數(shù) 載重量500kg，允許工件尺寸Ф300～1500mm，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度0.05～1r/min，伸臂旋轉(zhuǎn)速度0.72r/min，工作臺(tái)最大回轉(zhuǎn)力矩750Nm，伸臂最大旋轉(zhuǎn)力矩1100Nm，伸臂旋轉(zhuǎn)錐角45° 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 3月 23日~ 4月12日（3周）：課題調(diào)研，理解熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，借閱資料，翻譯英文文獻(xiàn)，制訂設(shè)計(jì)計(jì)劃。 4月 13日 ~ 4月26日（2周）： 方案設(shè)計(jì)，選擇確定機(jī)器總體方案及部件方案。 4月 27日 ~5 月 31日（5周）： 技術(shù)設(shè)計(jì)，在草圖的基礎(chǔ)上完成裝配圖和零件圖的繪制。 6月 1日 ~ 6 月 14日（2周）：技術(shù)文件編制，編寫完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，打印圖紙，上交說明書和圖紙。 6月 15日 ~ 6 月 21日（1周）：教師審閱畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生準(zhǔn)備答辯。 教學(xué)院長簽字 日 期 教研室主任簽字 日 期 指導(dǎo)教師簽字 日 期 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 摘要 焊接變位機(jī)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是焊接變位機(jī)方案設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，而焊接變位機(jī)運(yùn) 動(dòng)自由度的確定是其前提條件。焊接變位機(jī)的關(guān)鍵是對(duì)變位機(jī)進(jìn)行最佳位置焊接所需 要的運(yùn)動(dòng)自由度的設(shè)計(jì)，如平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。伸臂式焊接變位機(jī)是將工件回轉(zhuǎn)，翻 轉(zhuǎn)，以便使工件上的焊縫置于水平和船形位置的機(jī)械裝置。伸臂式焊接變位機(jī)是應(yīng)用 最廣泛的一種焊接變位機(jī)，載重量一般不超過 1 噸。其主體部分是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)、底座。 此次論文論述了焊接變位機(jī)械的組成，工作原理，重點(diǎn)講述了其中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過帶傳動(dòng)，二級(jí)蝸桿蝸輪減速器的傳動(dòng)，從而使工作臺(tái)得到預(yù)期的回轉(zhuǎn)速 度?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中測(cè)速發(fā)電機(jī)的使用，將其工作臺(tái)的瞬間速度反饋到電動(dòng)機(jī)，從而調(diào)整 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而使工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定在某個(gè)范圍內(nèi)，保證了焊縫質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：焊接變位機(jī)械；測(cè)速發(fā)電機(jī)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；減速器 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 I Abstract The design of the moving system of the welding positioner is the core content of the scheme design ,but the system depends on the moving freedoms certainty.The key part of the design of the welding positioner is the design of the moving freedom, according to the best welding position. The main parts of the welding positioner include overturning machinery, circumgyrating machinery,and the base.The arm- extending welding posioner is used most widely ,the load is less than one ton.The arm-extending welding positioner is the machine which makes the workpiece circumgyrate and overturn to make the welding line on the workpiece park the level direction and cymbate position. The welding positioners makeup and operating principle make up of the paper ,which disserates the design of the turning gear of the machine .The belt driving and two stage worm worm wheel retarder make the turning gear realize the mans anticipating speed.The use of the techogenerator which will feed back the instant speed to the generator and then the controller will adjust the speed makes sure of the high welding line quality. Key words: welding positioner; techogenerator; turning gear; retarder 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 II 目錄 摘要 .I Abstract .II 目錄 . 前言 .1 第 1 章 緒論 .2 1.1 伸臂式焊接變位機(jī)械概述 .2 1.2 課題研究的意義及現(xiàn)狀 .5 1.3 論文主要研究內(nèi)容 .5 第 2 章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 .7 2.1 回轉(zhuǎn)主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核.7 2.2 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算.9 2.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.26 第 3 章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中標(biāo)準(zhǔn)件的選擇及校核 .29 3.1 軸承的選擇及校核 .29 3.2 鍵的選擇及校核 .34 3.3 電動(dòng)機(jī)螺紋緊固件密封圈的選擇及校核 .36 第 4 章 焊接變位機(jī)械其它機(jī)構(gòu)的簡單設(shè)計(jì)概述 .37 4.1 伸臂梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 .37 4.2 傾斜機(jī)構(gòu)中減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 .37 4.3 底座和箱體的設(shè)計(jì) .37 結(jié)論 .39 參考文獻(xiàn) .40 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 III 致謝 .41 附件 1 .42 附件 2 .53 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 0 前言 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，焊接作為一種金屬連接的工藝方法。 在金屬結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中已基本取代了鉚接連接工藝。許多傳統(tǒng)的鑄鍛制品也有焊接制品或 鑄-焊，鍛 -焊制品所代替。 焊接結(jié)構(gòu)廣泛用于是由于化工工業(yè)重型與礦山機(jī)械，起重與運(yùn)輸設(shè)備，汽車與船 舶制造，航空航天技術(shù)，建筑結(jié)構(gòu)與國防工業(yè)等領(lǐng)域中。許多產(chǎn)品，例如大型的超高 壓容器，除采用焊接工藝外，難以設(shè)想有更好的方法。在先進(jìn)的工業(yè)國中，焊接產(chǎn)品 的用鋼量已達(dá)到總用鋼量的 43%以上，為了制造如此龐大的焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，需建立大 量專門制造焊接結(jié)構(gòu)的工廠，而其中焊接變位機(jī)則是滿足其焊接工藝的重要基礎(chǔ)。 本次論文主要介紹 0.5t 伸臂式旋轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)及其裝配，其中包括回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，傾斜機(jī)構(gòu)，箱體，底座的設(shè)計(jì)及其計(jì)算，重點(diǎn)介紹其中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括工作臺(tái)，回轉(zhuǎn)主軸，二級(jí)蝸輪蝸桿減速器，帶傳動(dòng)部分，電動(dòng)機(jī)等。 經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算及其校核各個(gè)主軸，所選零件的強(qiáng)度和壽命達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。 編者 2009 年 6 月 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 第 1 章 緒論 1.1 伸臂式焊接變位機(jī)械概述 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，焊接作為一種金屬連接的工藝 方法。在金屬結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中已基本取代了鉚接連接工藝。許多傳統(tǒng)的鑄鍛制品也有 焊接制品或鑄- 焊，鍛- 焊制品所代替。 焊接結(jié)構(gòu)廣泛用于是由于化工工業(yè)重型與礦山機(jī)械，起重與運(yùn)輸設(shè)備，汽車 與船舶制造，航空航天技術(shù)，建筑結(jié)構(gòu)與國防工業(yè)等領(lǐng)域中。許多產(chǎn)品，例如大 型的超高壓容器，除采用焊接工藝外，難以設(shè)想有更好的方法。在先進(jìn)的工業(yè)國 中，焊接產(chǎn)品的用鋼量已達(dá)到總用鋼量的 43%以上，為了制造如此龐大的焊接結(jié) 構(gòu)產(chǎn)品，需建立大量專門制造焊接結(jié)構(gòu)的工廠，而其中焊接變位機(jī)則是滿足其焊 接工藝的重要基礎(chǔ)。近幾年來對(duì)焊接產(chǎn)品的質(zhì)量要求也越來越高，傳統(tǒng)的手工定 位已不能夠滿足其精度要求，焊接變位機(jī)械便應(yīng)運(yùn)產(chǎn)生使用，近幾年并隨著控制 理論的成熟發(fā)展，將其運(yùn)用到其機(jī)械當(dāng)中，發(fā)揮了越來越大的作用。伸臂式焊接 變位機(jī)械主要用于手工焊和筒形工件的自動(dòng)焊，為了防止側(cè)向傾覆以及不使整機(jī) 機(jī)構(gòu)尺寸過大，其載重量一般設(shè)計(jì)在 1000 千克，最大不超過 3000 千克。 1.1.1 焊接變位機(jī)械的組成分類及使用特點(diǎn) 焊接變位機(jī)械是焊接工藝設(shè)備的一部分，焊接工藝設(shè)備的分類見圖 2-1。概 括地說焊接變位機(jī)械由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，傾斜機(jī)構(gòu)及其底座三大部分組成：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由 工作臺(tái)，回轉(zhuǎn)主軸，二級(jí)蝸輪蝸桿減速器，帶輪，電動(dòng)機(jī)，箱體等組成；傾斜機(jī) 構(gòu)由伸臂梁，二級(jí)蝸輪蝸桿減速器，帶輪，電動(dòng)機(jī)，箱體等組成。 通常焊接變位機(jī)械可分為變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)、滾輪架、升降機(jī)等四大類： 一、變位機(jī) 變位機(jī)是通過工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使工件所有焊縫處于最理想的位置 進(jìn)行焊接，使焊縫質(zhì)量的提高有了可靠的保證，它是焊接各種軸類、盤類、筒體 等回轉(zhuǎn)體零件 的理想設(shè)備，同時(shí)也可用來焊接機(jī)架、機(jī)座、機(jī)殼等非長形工件。 選用變位機(jī)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 (1) 應(yīng)根據(jù)工件的質(zhì)量、固定在工作臺(tái)上的工件重心至臺(tái)面的重心高度、重心 偏心距來選用適當(dāng)噸位的變位機(jī)。 (2) 要在變位機(jī)上焊接圓形焊縫時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件直徑與焊接速度計(jì)算出工作臺(tái)的 回轉(zhuǎn)速度；如變位機(jī)僅用于工件的變位，工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度及傾翻速度應(yīng)根據(jù)工 件的幾何尺寸及重量選擇，對(duì)大型、重型工件速度應(yīng)慢些。工作臺(tái)的傾翻速度一 般是不能調(diào)節(jié)的，如在傾翻時(shí)要進(jìn)行焊接工作，應(yīng)對(duì)變位機(jī)提出特殊要求。 (3) 工作臺(tái)應(yīng)有聯(lián)接焊接地線的位置，且不受工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的影響。不允許將焊接 地線接在變位機(jī)機(jī)架上，從而使焊接電流通過軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)零件。 (4) 批量生產(chǎn)定型工件時(shí)，可選用具有程序控制性能的變位機(jī)。 (5) 變位機(jī)只能使工件回轉(zhuǎn)、翻動(dòng)，要使焊接過程自動(dòng)化、機(jī)械化，還應(yīng)考慮用 相應(yīng)的焊接操作機(jī)械。 二、翻轉(zhuǎn)機(jī) 它是將工件繞水平軸翻轉(zhuǎn)，使之處于有利施焊位置的機(jī)械，適用于梁、柱、 框架、橢圓容器等長形工件的裝配焊接。焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)種類繁多，常見的有頭架式、 頭尾架式、框架式、轉(zhuǎn)環(huán)式、鏈條式及油壓千斤頂式。 (1) 頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī) 這種翻轉(zhuǎn)機(jī)由主動(dòng)的頭架及從動(dòng)的尾架組成，它們之間的 距離可根據(jù)所支撐的工件長度調(diào)節(jié)。當(dāng)工作較重時(shí)應(yīng)考慮將頭尾架固定在基礎(chǔ)上， 防止傾倒。頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī)的缺點(diǎn)是工件由兩端支承，翻轉(zhuǎn)時(shí)頭架端要施加扭轉(zhuǎn) 力，因而不適用于剛性小，易撓曲的工件；另外，當(dāng)設(shè)備安裝不當(dāng)，頭尾架的兩 根樞軸不在同一軸線上時(shí)，工件會(huì)受到過大的扭轉(zhuǎn)力矩使翻轉(zhuǎn)困難，甚至造成工 件扭壞或樞軸因發(fā)生超負(fù)荷而扭斷。對(duì)于短工件可以不考慮兩端支撐，可僅將工 件固定在頭架上進(jìn)行反轉(zhuǎn)，而不用尾架。 (2) 框架式翻轉(zhuǎn)機(jī) 用一根橫梁連接在頭尾架的樞軸上或工作臺(tái)上，可構(gòu)成框架 式翻轉(zhuǎn)機(jī)。工作時(shí)工件固定在橫梁上有橫梁帶動(dòng)工件一起翻轉(zhuǎn)。為減小驅(qū)動(dòng)力矩， 應(yīng)使橫梁工件合成的縱向重心線盡可能與樞軸的軸線相重合。 (3) 轉(zhuǎn)環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī) 這類翻轉(zhuǎn)機(jī)使用于長度和重量均較大，截面又多變化的工件 翻轉(zhuǎn)。 (4) 液壓千斤頂式翻轉(zhuǎn)機(jī) 液壓千斤頂式翻轉(zhuǎn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，載重量大，通常用于 將工件作 的翻轉(zhuǎn)。9045 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 三、滾輪架 圖 2-1 焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類 它是借助焊件與主動(dòng)滾輪間的摩擦力帶動(dòng)圓筒形焊件旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置。主 要用于回轉(zhuǎn)體工件的裝配與焊接，其載重可從幾十千克到千噸以上。按其結(jié)構(gòu) 形式可分為三大類： 1、自調(diào)式滾輪架 2、長軸式焊接滾輪架。 3、組合式焊接滾輪架。 四、升降機(jī) 它是用來將工人及裝備升降到所需的高度的裝置，主要用于高大焊件的手 工焊和半自動(dòng)焊及裝配作業(yè)。其主要結(jié)構(gòu)形式有： 1、管結(jié)構(gòu)肘臂式。 焊接生產(chǎn)工藝裝備 裝配用工藝裝備 焊接用工藝裝備 裝配焊接組 合工藝裝備 裝配焊接組 合輔助裝備 檢查用工藝裝備 定位器及定位裝置 推拉裝置 壓夾器及裝配裝置 裝配臺(tái)架 焊件操作機(jī)械 焊接機(jī)械 焊工操作機(jī)械 焊接輔助裝置 焊接變位機(jī) 焊接滾輪架 焊接翻轉(zhuǎn)機(jī) 橫臂式焊接機(jī) 單軌式焊接機(jī) 懸架式焊接機(jī) 門架式焊接機(jī) 爬行式焊接機(jī) 電渣焊焊接機(jī) 焊接機(jī)器人 焊絲處理裝置 焊劑回收裝置 焊劑墊 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 2、管筒肘臂式。 3、板結(jié)構(gòu)肘臂式。 4、立柱式。 1.1.2 伸臂式焊接變位機(jī)械的工作原理 焊接變位機(jī)械主要為焊接工藝提供合適的工作焊點(diǎn)，其具體的實(shí)現(xiàn)過程是：回轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出一定的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過帶輪一次減速后，然后經(jīng)過二級(jí)蝸輪蝸 桿減速器兩次減速，最后由回轉(zhuǎn)主軸，經(jīng)過工作臺(tái)輸出焊件所需要的焊接速度，以期達(dá) 到所需要的焊縫要求； 傾斜機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)工件在空間上的傾斜，本次論文所要研究的是傾斜機(jī)構(gòu)空間四 十五度范圍內(nèi)的傾斜，其具體的實(shí)現(xiàn)過程：整個(gè)傾斜機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)輸出 一定的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過帶輪一次減速后，然后經(jīng)過二級(jí)蝸輪蝸桿減速器兩次減速，最后其 輸出軸與錐角四十五度的伸臂梁相連接，伸臂梁與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)在空 間上的四十五度傾斜。底座在整個(gè)機(jī)械工作過程中起到抗振，平衡的作用。 1.2 課題研究意義及現(xiàn)狀 當(dāng)前焊接變位機(jī)械的研究在國內(nèi)已經(jīng)比較成熟，有普通的焊接變位機(jī)械，如伸臂 式焊接變位機(jī)械,座式焊接變位機(jī)械等等。伸臂式焊接變位機(jī)械與座式焊接變位機(jī)械的 區(qū)別是：伸臂旋轉(zhuǎn)時(shí)在空間的軌跡為一錐面。因此在改變工件傾斜位置的同時(shí)，將伴 隨有工件的升高和下降。其中，有些焊接變位機(jī)械將液壓系統(tǒng)應(yīng)用到回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和傾斜 機(jī)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了比較好的工作效果。本次論文處于對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行的一次 綜合性的梳理及應(yīng)用，對(duì)學(xué)生的綜合能力進(jìn)行的一次較為實(shí)質(zhì)性的鍛煉。 1.3 論文主要研究內(nèi)容 本次論文從整體上對(duì)焊接變位機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，它包括焊接機(jī)械當(dāng)中的傾斜機(jī)構(gòu)， 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及底座的總體設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)機(jī)械當(dāng)中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)描述： 從工作臺(tái)的設(shè)計(jì)到回轉(zhuǎn)主軸，二級(jí)蝸輪蝸桿減速器，帶輪及其傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算，電 動(dòng)機(jī)的選擇，箱體的設(shè)計(jì)等。該次論文中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了測(cè)速發(fā)電機(jī)（測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 是 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) 與 轉(zhuǎn) 速 成 比 例 的 微 特 電 機(jī) 。 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 的 繞 組 和 磁 路 經(jīng) 精 確 設(shè) 計(jì) ， 其 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) E 和 轉(zhuǎn) 速 n 成 線 性 關(guān) 系 ， 即 E=Kn,K 是 常 數(shù) 。 改 變 旋 轉(zhuǎn) 方 向 時(shí) 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) 的 極 性 即 相 應(yīng) 改 變 。 在 被 測(cè) 機(jī) 構(gòu) 與 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 同 軸 聯(lián) 接 時(shí) ， 只 要 檢 測(cè) 出 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) ， 就 能 獲 得 被 測(cè) 機(jī) 構(gòu) 的 轉(zhuǎn) 速 ， 故 又 稱 速 度 傳 感 器 ）和導(dǎo)電裝置，其目的是利用控制理 論即將工作臺(tái)的即時(shí)速度反饋給電動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的精確回轉(zhuǎn)，保證焊接質(zhì)量， 獲得優(yōu)良的焊縫成型，導(dǎo)電裝置可防止焊接電流通過軸承，齒輪等傳動(dòng)零件時(shí)起弧， 產(chǎn)生 “咬傷”零件的現(xiàn)象 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 第 2 章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 2.1.回轉(zhuǎn)主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 工作臺(tái)及其工件總質(zhì)量 ，回轉(zhuǎn)主軸的危險(xiǎn)斷面位于軸承處，所受的彎曲kgm70 力矩為： 圖 2-1 回轉(zhuǎn)主軸受力分析示意圖 （2-1）sincosi2cosin22hGehMw 其中： 綜和質(zhì)量， 偏心距，這里取em160 臺(tái)面高度，這里取 。hh37 這里 ， 的取值參見下表 2-1。e 回轉(zhuǎn)軸傾斜角。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角。 表 2-1 焊接變位機(jī)械的型號(hào)及參數(shù) 型號(hào) 最大負(fù) 荷 Q(KG) 偏心 距 E (MM) 重心距 B(MM) 臺(tái)面高 度 H (MM) 回轉(zhuǎn)速度 N1(R/MIN) 焊接額定 電流 A（M A） 傾斜角 度 () HB25 25 4063 - 0.5016.00 315 135 HB25 25 50 80 - 0.258.00 500 135 HB100 100 63 100 - 0.103.15 500 135 HB250 250 160 400 10000.051.60 630 135 HB500 500 160 400 1000 0.051.60 1000 135 HB1000 1000 250400 1250 0.051.60 1000 135 HB2000 2000 250 400 1250 0.031.00 1250 135 HB3150 3150 250 400 1600 0.031.00 1250 135 HB4000 4000 250 400 16000.031.00 1250 135 HB5000 5000 250 400 1600 0.0250.80 1250 135 HB8000 8000 200400 1600 0.0250.80 1600 135 HB10000 10000 200 400 2000 0.0250.80 1600 135 HB16000 16000 200 500 2000 0.0160.50 1600 120 HB20000 20000 200 630 25000.0160.50 2000 120 HB31500 31500 200 800 2500 0.0160.50 2000 120 HB40000 40000 160800 3150 0.0100.315 2000 105 HB50000 50000 160 1000 3150 0.0100.315 2000 105 HB80000 80000 160 1000 3150 0.0100.315 2000 105 其軸承處的扭矩： ， （2-2）cosineGMn 按第三強(qiáng)度理論折算的當(dāng)量彎矩為： （2-3）2nwxd22sicosicoehe 該式在滿足 條件時(shí)才出現(xiàn)最大值。sinhtg 其值為: , （2-MGxd2ma 4） 對(duì)于指定的變位機(jī)： ，該數(shù)據(jù)由文獻(xiàn)10表 7-11 查得。3.0he 從而得出 471minctg 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 74.162min1maxhectg 因此回轉(zhuǎn)主軸的強(qiáng)度可選在 的范圍內(nèi)任意位置進(jìn)行計(jì)算。iax 其值： （2-3 2min10ehGd 5） 式中： 基本許用應(yīng)力，且 ，nk1 其中：比例因子 ，5.0 應(yīng)力集中系數(shù) ，61k 安全系數(shù) ，7.n 對(duì)稱疲勞極限 根據(jù)材料確定，取回轉(zhuǎn)主軸材料為 45 鋼，正火處理。所對(duì)應(yīng)1 的 Mpa251Mpa8.467.1250 代入上式可得： md.93.313 2min 在這里取 。94 2.2.減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 總傳動(dòng)比： （2-150vii o總 6） 平均傳動(dòng)比：7.38i 2.2.1.二級(jí)蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.蝸輪蝸桿的尺寸確定 選取實(shí)際蝸桿頭數(shù)： 1z 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 蝸輪齒數(shù)： （2-7）zi127.38. 圓整蝸輪齒數(shù)： 392z 根據(jù)蝸輪蝸桿工作情況，選取蝸桿特性系數(shù): 8q 蝸桿模數(shù) 和蝸輪模數(shù) 相等，m122取 則蝸桿分度圓直徑： （2-qd1 8） 81dm64 （2-haa1 9） 641da80 蝸輪的分度圓直徑： （2-zm22 10） 。3982d1 2.校核蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度 蝸輪蝸桿材料選用： 蝸輪選用鑄造錫青銅：ZCuSn10P1; 蝸桿選用: 20Cr. 蝸輪蝸桿中心矩: （2-qmaz2 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 11） 83921am10 接觸疲勞強(qiáng)度： （2-HEHaTKZ32/ 12） 材料的彈性影響系數(shù)。單位是ZE MP 對(duì)于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)取 =160 。Ea 兩材料的接觸系數(shù)， 由文獻(xiàn)11表 11-18 查得： =2.9Z 工作載荷系數(shù)，K （2-KVA 13） 機(jī)械使用系數(shù)，A 由文獻(xiàn)11表 10-2 得： 1A 齒面載荷分布系數(shù)K 由文獻(xiàn)11表 10-4 得： K 動(dòng)載系數(shù)， V 由文獻(xiàn)11表 10-8 得： 1V 由于蝸輪圓周速度: （2-302/nD 14） /14.56.0sm7. 蝸輪的公稱轉(zhuǎn)矩：T2Mnmax2 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 eG16.078.9mN97 鑄造錫青銅蝸輪的基本許用應(yīng)力。H 由文獻(xiàn)11表 11-7 查得： ，MPa268 （2-15）HFNHK 9.1pa7.345 其中： 蝸輪蝸桿工作壽命系數(shù)，F(xiàn)N （2-16） 9 610 應(yīng)力循環(huán)系數(shù)： （2-17）LjnNh260 19034 蝸輪每轉(zhuǎn)一次，每個(gè)輪齒的嚙合次數(shù).j 這里取 1j 蝸輪轉(zhuǎn)速, ；n2min/2r 工作壽命, HL10635hh92N340.KF9160HMpa857.34 故蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足使用條件。 3.校核蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)文獻(xiàn)11公式： 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 （2-YdTKFaFm2253.1 18） 其中要求： F 其中： 蝸輪齒形系數(shù)，YFa2 可由蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)： （2-rZVcos32 19） 及蝸輪變位系數(shù) X2 決定： （2-madX2/12 20） 83648905.237.m0 可由文獻(xiàn)11圖 11-19 查得： 2.YFa 螺旋角影響系數(shù)，Y （2-21）140r .795.95.0248369.53.1 F MPa42 FNFK （222） 569.1Pa2.7 其中 可由文獻(xiàn)11表 11-8 查得 FMPaF56 其中： 蝸輪蝸桿工作壽命系數(shù)，KN 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 （223） 9 610NKF 為應(yīng)力循環(huán)系數(shù)： （224）Ljnh260 19034 蝸輪每轉(zhuǎn)一次，每個(gè)輪齒的嚙合次數(shù).這里取j 1j 蝸輪轉(zhuǎn)速, ；n2min/12r 工作壽命, Lh 0635hh219 1N340.KF （225）N 5629.1MPa.7F 蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足使用條件。 4.蝸桿的剛度校核計(jì)算 蝸桿受力后如產(chǎn)生過度變形，就會(huì)造成輪齒上的載荷集中，影響蝸輪與蝸桿 的正確嚙合。所以需進(jìn)行蝸桿的剛度校核，其校核剛度條件為： （226）yEIyLFrt3 2481 其中 蝸桿材料許用的最大撓度。 10/dy0/664. 其中： 蝸桿分度圓直徑。1 蝸桿材料的彈性模量。E MPa5107.2 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩。I （227） 64/1dfI 其中 為蝸桿的齒根圓直徑。df1 （228）mchaf 21 ，468I.975 蝸桿兩端支撐點(diǎn)間的跨距。L （229）dL2.0 319m8 蝸桿所受的圓周力。FT1 （230）dT11/2N464 蝸桿所受的徑向力。r1 （231）022tantandFr N5.6t31097.0 6 其中 ， 見其圖 2-2T1r 其中 為蝸輪齒形角。 .02 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 圖 2-2 蝸輪蝸桿嚙合受力示意圖 （232）iT12 其中: 蝸桿的公稱轉(zhuǎn)矩；1 蝸輪的公稱轉(zhuǎn)矩。2 iT/21 mN*4612.03907.6 其中: 二級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)效率； （233）vtan5. 傳動(dòng)導(dǎo)程角 ,1.7 當(dāng)量摩擦角；v 可根據(jù)蝸輪蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度 由文獻(xiàn)11表 11-18 查得.Vscos1Vcos1061ndsm132.0 由文獻(xiàn)11表 11-18 查得當(dāng)量摩擦角 .54v 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 5.417tan95.061.02.359.0 35 28.6.248y 9.y049 蝸桿的剛度滿足使用條件。 5.二級(jí)蝸桿軸的強(qiáng)度校核 鑒于二級(jí)蝸桿多處承受疲勞載荷，應(yīng)對(duì)其疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核，其軸徑為 64mm 校核如下，蝸桿軸力學(xué)模型簡化如圖 2-1 所示， 圖 2-3 二級(jí)蝸桿結(jié)構(gòu)示意圖 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 C 點(diǎn)處受力分析如下： （2-1023456dTFt 34） N6 ，向其軸心處簡化其彎矩為: NTdFa1302 mM*6.20tan634tan2Fr N21 D 點(diǎn)處受力分析如下：有前面相關(guān)數(shù)據(jù)可得： t14 NdTFa7032 （235） Ntr 5.260tan64an21 整個(gè)蝸桿軸所受的扭矩為： 。mNT* 分別計(jì)算軸承處的水平力及豎直平面的受力： 水平面： Frt2121 （236） 0MB （237） 代入數(shù)據(jù)求得： .NF469114902 豎直平面： tr2121 （238） . 0MB （239） 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 代入數(shù)據(jù)求得： .NF82018512 由彎扭矩圖可得危險(xiǎn)截面出現(xiàn)在 D 處，則總的力矩為： mMVH*7632 根據(jù)軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為： cacaT 22 （240） 其中： 折合系數(shù)，取 6.0 軸的抗彎截面系數(shù)， 25731.d 總的彎矩；M 計(jì)算得： ， 。Paca6.29Mpaca60 ，故蝸桿軸滿足其疲勞強(qiáng)度條件。c 6.選取蝸桿傳動(dòng)的潤滑方法 根據(jù)蝸輪蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度: 載荷類型為重型載荷，故可采用油smVS132.0 池潤滑。 7.二級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)熱平衡計(jì)算校核及其選用冷卻裝置 sptda /)1(0 （241） 其中: 周圍空氣的溫度，常溫情況下可取20。ta 蝸桿蝸輪的傳動(dòng)效率, 61.0 箱體的文獻(xiàn)11面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取d =(8.1517.45) cwm2 當(dāng)周圍空氣流動(dòng)良好時(shí) 可取偏大值。這里取 .d15d 輸入功率。p 2T 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 （242） 30/1097.pkw1.75.2to 8 ,其中 80為其臨界溫度。058 故在通風(fēng)良好的情況下，不需要加散熱裝置。 2.2.2 一級(jí)蝸輪蝸桿參數(shù)的計(jì)算 1.蝸輪蝸桿的尺寸確定 選取實(shí)際蝸桿頭數(shù)： 1z 蝸輪齒數(shù)： i2 （243） 考慮到電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速及帶輪的傳動(dòng)比，這里取 29i 圓整蝸輪齒數(shù)：129z2z 根據(jù)蝸輪蝸桿工作情況，選取蝸桿特性系數(shù): 81mqd （244） 蝸桿模數(shù) 和蝸輪模數(shù) 相等，125取 則蝸桿分度圓直徑： qmd1 （245） 581dm40 haa （246） 1640da5 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 21 蝸輪的分度圓直徑： zmd22 （247） 。295dm14 2. 校核蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度 首先蝸輪蝸桿材料選用： 蝸輪選用鑄造錫青銅：ZCuSn10P1，蝸桿選用: 20Cr. 蝸輪蝸桿中心矩: qmaz2 （248） 82951am5. 圓整其中心距： mw0 根據(jù)公式： HEHaTKZ32/ （249） 材料的彈性影響系數(shù)。單位是ZE MP 對(duì)于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)取 =160 。ZEPa 兩材料的接觸系數(shù)，由文獻(xiàn)11表 11-18 查得： =2.9 工作載荷系數(shù)， KKVA （250） 機(jī)械使用系數(shù),由文獻(xiàn)11表 10-2 得：A 1A 齒面載荷分布系數(shù),由文獻(xiàn)11表 10-4 得： 動(dòng)載系數(shù)，由文獻(xiàn)11表 10-8 得：KV KV 由于蝸輪圓周速度: 302/2nD （251） /14.9075. sm. 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 蝸輪的公稱轉(zhuǎn)矩：T2 軸 承T12 （252） 9.0.46mN46 這里軸承的效率取為: 軸 承 鑄造錫青銅蝸輪的基本許用應(yīng)力,由文獻(xiàn)11表 11-7 查得：H ，HMPa268 HFNK （253） 2689.1pa7.345 其中： 蝸輪蝸桿工作壽命系數(shù)，F(xiàn)N 9 610K （254） 為應(yīng)力循環(huán)系數(shù)： LjnNh260 （255） 19034 蝸輪每轉(zhuǎn)一次，每個(gè)輪齒的嚙合次數(shù),這里取 .j 1j 蝸輪轉(zhuǎn)速, ；n2min/2r 工作壽命, Lh 10635Lhh29N340.KF 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 MpaH65.921047.2163 H7. 故蝸輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度滿足使用條件。 3.校核蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)公式： YdTKFaFm2253.1 （256） 其中要求： F （257） 其中： 蝸輪齒形系數(shù)，由蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)：YFa2 rZVcos32 （258） 及蝸輪變位系數(shù) X2 決定： madX2/12 （259） 5/405.180m5 可由文獻(xiàn)11圖 11-19 查得： 92YFa 螺旋角影響系數(shù)，Y 140rY.795.0 （260） 95.14501097.53.1 FMPa82 FNFK 562.1MPa.7 （261） 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 其中 可由文獻(xiàn)11表 11-8 查得: F MPaF56 其中： 蝸輪蝸桿工作壽命系數(shù)，KN 9 610NKF （262） 應(yīng)力循環(huán)系數(shù)：N LjnNh2601906 （263）1340 蝸輪每轉(zhuǎn)一次，每個(gè)輪齒的嚙合次數(shù),這里取j 1j 蝸輪轉(zhuǎn)速, ；n2min/2r 工作壽命, Lh 10635Lhh29N340.KFNF56291MPa.7F 蝸輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足使用條件。 4. 蝸桿的剛度校核計(jì)算 蝸桿產(chǎn)生過度變形，就會(huì)造成輪齒上的載荷集中，影響蝸輪與蝸桿的正確嚙合。 所以需進(jìn)行蝸桿的剛度校核， 其校核剛度條件為： yEIyLFrt3 2481 （264） 其中 蝸桿材料許用的最大撓度。y 10/d0/44. 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 其中： 蝸桿分度圓直徑。1d 蝸桿材料的彈性模量 ,EMPaE07.2 蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩。I （265）64/1df 其中 為蝸桿的齒根圓直徑。f1 mchaf 2 （266）8.0.94 61dfI42.75 蝸桿兩端支撐點(diǎn)間的跨距。L29.0145.m.30 蝸桿所受的圓周力。Ft1 （267）dTt1/ N16/ 蝸桿所受的徑向力。r1 （268）tan2r 8.47 其中 為蝸輪齒形角， .0 （269）iT12 其中: 蝸桿的公稱轉(zhuǎn)矩；T1 蝸輪的公稱轉(zhuǎn)矩。2 i/21 mN19306.24 其中: 二級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)效率； （270）vtan95.0 傳動(dòng)導(dǎo)程角 ,1.7 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 當(dāng)量摩擦角。v 可根據(jù)蝸輪蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度 由文獻(xiàn)11表 11-18 查得。Vs （271）co1ss061ndsm4.2 由文獻(xiàn)11表 11-18 查得當(dāng)量摩擦角 .01v 7.1tan95.08.5.390 .14.63.24835 2y 074yy07 蝸桿的剛度滿足使用條件。 5.選取蝸桿傳動(dòng)的潤滑方法 根據(jù)蝸輪蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度 載荷類型為重型載荷，故可采用油smVS4.2 池潤滑。 6.二級(jí)蝸桿蝸輪傳動(dòng)熱平衡計(jì)算校核及其選用冷卻裝置 sptda/)1(0 （272） 其中: 周圍空氣的溫度，常溫情況下可取 20。ta 蝸桿蝸輪的傳動(dòng)效率, 8.0 箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取: =(8.1517.45) ddcwm2 當(dāng)周圍空氣流動(dòng)良好時(shí) 可取偏大值。這里取 .d15 輸入功率。 （273）pTp2 30/16.kw.5012to 3412.6 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 , 其中 80為臨界溫度。803.61 故在通風(fēng)良好的情況下，不需要加散熱裝置。 2.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.確定帶輪的計(jì)算功率 （274）PKAca 工作情況系數(shù)：由文獻(xiàn)11表 87 查得 =1.1A KA 所需傳遞的額定功率即電動(dòng)機(jī)的功率：PkwP60 6.01cakw. 2.選擇帶的帶型 根據(jù)計(jì)算功率 和帶輪轉(zhuǎn)速 .ca. min150r 選取普通 V 帶的類型.由文獻(xiàn)11圖 8-11 選擇為 Z 型帶. 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶速d1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù) V 帶的帶型，參考文獻(xiàn)11表 8-6 和文獻(xiàn)11表 8-8 確定小袋輪的基準(zhǔn)直徑 .d1 應(yīng)使 這里取 （275）dmin1md71 驗(yàn)算帶速 V 根據(jù)文獻(xiàn)11 公式 8-13 計(jì)算帶的速度，帶速不宜過高或過低，一般應(yīng)使 V=525m/s ，最高不宜超過 30m/s. 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由 可得 di12 713.2dm92 （276） 其中 為大小帶輪之間的傳動(dòng)比: ，由文獻(xiàn)11 公式 8-8 加以圓整,取帶i 3.150i 輪直徑 .md102 4. 確定中心距 ，并選擇帶的基準(zhǔn)長度 .aLd 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 28 結(jié)合式 ,初定中心距208a0 （277）ddo21217. m349 取 ao0 計(jì)算相應(yīng)的帶長 .Ldoadoddo 42221 071970 2 m69 （278） 根據(jù) 由文獻(xiàn)11 表 8-2 選取，可得 。Ldo Ld71 計(jì)算中心距 及其變動(dòng)范圍a 傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為： （2-79）2/00d .2m 考慮到帶輪的制造誤差,帶長誤差，帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的 需要，常給出中心距的變動(dòng)范圍： （2-80）LAda015.min7105.2m4.29 （2-81） 3x33 5. 驗(yàn)算小帶輪上的包角 .1 （2-82）ad0201578 ./3. 092.1 故滿足小帶輪的包角條件。 6. 確定帶的根數(shù) Z. 帶的根數(shù) （2-PZrca/KPKLOA02 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 29 83） 其中： 當(dāng)包角不等于 180 度時(shí)的修正系數(shù)，參見文獻(xiàn)11表 8-2。KL 當(dāng)帶長不等于試驗(yàn)所規(guī)定的特定帶長時(shí)的修正系數(shù)參見文獻(xiàn)11表 8-2。 7. 帶輪選材 大帶輪的材料為 ,小帶輪的材料為 Q235-A。20HT 基準(zhǔn)直徑 ，由于安裝帶輪的軸徑為 31 mm 。md1 故帶輪可采用腹板式 。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 30 第 3 章 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中標(biāo)準(zhǔn)件的選擇和校核 3.1 軸承的選擇及校核（部分軸承） 3.1.1 對(duì)二級(jí)蝸桿軸軸承進(jìn)行校核 由所選軸承的型號(hào) 7011C 可知，其基本額定動(dòng)載荷為：27.1 ,基本額定靜載荷為：KN 23.4 .將其簡化為受力模型如下:KN 1.根據(jù)靜力學(xué)公式可求得軸承處的水平及豎直方向的力： NFbh820eh51v469v490 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 31 B,E 處所受總的力大小為： （31）Fbvhb2 N4761 （32）evhe2 2.求兩軸承的計(jì)算軸向力： 由 （33）Frde 為判斷系數(shù)，其值由 的大小決定但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故先初取 可估eCoa 5.0e 算： ,Nbd23815.01 （34）Fe2aae691 （35）ded21 故 B 端壓緊，E 端放松。 （36）NFdae76021da8523.04761Co （37）7.285Foa 從而確定： 40.21e 進(jìn)一步確定: NFrd2681 （38）e902 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 32 NFdae7592160234.027591CFoa 0259.62CFoa 兩式計(jì)算的 值相差不大，因此可以確定：oa402.51e .NFa791a69 3.求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 .P21, （39）era1159.476 （310）Fra220. 由文獻(xiàn)11表 13-15 分別查表和插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。 對(duì)于軸承 B: .18,4.1YX 對(duì)于軸承 E: .02 由文獻(xiàn)11表 13-6， 取 ，,.fp5.1fp （311）NFYfParp1473511 .X2221 按照軸承 B 的受力大小及壽命進(jìn)行校核： hCnPLh26580601 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 33 可知滿足其壽命要求。 3.1.2 對(duì)一級(jí)軸軸承進(jìn)行校核 有所選軸承的型號(hào) 7007C 可知，其基本額定動(dòng)載荷為：14.5 ,基本額定靜載荷為：KN 10 .8 .將其簡化為受力模型如下:KN 1.根據(jù)靜力學(xué)公式可求得軸承處的水平及豎直方向得力： （312）NFtahb65.0 （313）rv9.2 其中: NFtaetr .34,13,8.47 B,E 處所受總的力大小為： （314）Fbvhab2 N235 2.求兩軸承的計(jì)算軸向力： 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 34 由 ， （315）Frde 為判斷系數(shù)，其值由 的大小決定但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故先初取 可估eCoa 4.0e 算： ,NFbd94.021ae5634 ， （316）daed12 故 B 端壓緊，A 端放松。 （317）NFdae72812Fda9410.94Co067.82o 從而確定： 2.1e 進(jìn)一步確定: NFrd.81 NFerd5.622 （318）ae7.12 da.81 03.Coa62.1872Foa 兩式計(jì)算的 值相差不大,故可對(duì) 進(jìn)行相應(yīng)校正，因此可以確定：oae062.18e .NFa.1Na7 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 35 3.求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 .P21,eFra1.0258ra22.376 由文獻(xiàn)11表 13-15 分別查表和插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。 對(duì)于軸承 A: .,56.011YX 對(duì)于軸承 B: .422 由文獻(xiàn)11表 13-6， 取 ，,8fp3.1fp （319）NFYfParp5.19611 .X32221 按照軸承 B 的受力大小及壽命進(jìn)行校核： ，可知滿足其壽命要求。hCnPLh9450601 3.2 鍵的選擇及校核（部分鍵） 3.2.1 二級(jí)蝸桿軸上的鍵選擇及校核 由軸徑選擇其鍵：型號(hào)為：18 *7*50 GB1567 -79(90) 其相關(guān)尺寸：b=18 mm, h =7 mm, L = 50 mm, 分別校核鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度： (1). 擠壓強(qiáng)度 根據(jù)公式： （320）dklMC/20 其中： 輸入扭矩 mN* 軸直徑 , dd64 鍵與輪轂的接觸高度， 。kmthk3 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 36 鍵的工作長度， 。l mbLl18 3264/20CMpacap3697. 故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 （2）校核其剪切強(qiáng)度 根據(jù)公式： （3-21）lbdM/20 51864papPa126.0 其中： 軸直徑 ,dm 鍵的工作長度，l 輸入扭矩 N*mM 鍵的寬度， b=18 mm，故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。b 3.2.2 大帶輪處的鍵選擇及校核 由帶輪處的直徑選擇鍵:其型號(hào)為：10 *40*8 GB1096 -79(90)： 相關(guān)尺寸：b=10 mm, h =8 mm, L = 40 mm, t = 5 mm. 分別校核鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度： （1）擠壓強(qiáng)度 根據(jù)公式： （3-22）dklMc/20 其中： 輸入扭矩 MmN* 軸直徑, dd31 鍵與輪轂的接觸高度， .kmthk3 鍵的工作長度， .l bLl0 31/6.20c Mpacap686 故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 （2）剪切強(qiáng)度 根據(jù)公式： （3-23）lbdM/20 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 37 301/6.20 MpapPa1256. 其中： 軸直徑 ,dm 鍵的工作長度l 輸入扭矩 N*mM 鍵的寬度， b=10 mmb 故其壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 3.3 電動(dòng)機(jī) 螺紋緊固件 密封圈 電動(dòng)機(jī) 根據(jù)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所需功率，選擇電動(dòng)機(jī)為交流電動(dòng)機(jī) 110SL5，其空載轉(zhuǎn)速大于等 于 900r/min。 螺紋緊固件 根據(jù)箱體壁及其壓蓋的厚度，分別選擇沉頭孔螺釘：GB1768 ， 六角頭螺栓：GB M105785。 密封圈 O 型密封圈可以適用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)等情況下，在耐壓性，耐高速性， 耐熱性，耐寒性，耐久性等性能上都比較好，可廣泛用于靜密封，此時(shí)耐久性較 好根據(jù)軸承及軸的工作情況，選擇 O 型密封圈。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 38 第 4 章 焊接變位機(jī)械其它機(jī)構(gòu)的簡單設(shè)計(jì)概述 4.1 伸臂梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 整個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的重量：載重： ，機(jī)身重：kmg501kmg502 則： 。kmg10總 由工作情況可知，臂梁所承受的最大彎矩發(fā)生在當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處于水平位置時(shí)： 整個(gè)臂梁可視作懸臂梁，其力學(xué)模型簡化如下： 則計(jì)算其相關(guān)力有： LGNMFyXmax,10, , , （4-1）32dWg總 （4-2）63max10lg 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 39 當(dāng) 時(shí)，35 3104.892ldm850 ，這里取 。md 4.2 傾斜機(jī)構(gòu)中減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算（略） 該部分的計(jì)算不屬于本次論文的內(nèi)容。 4.3 底座和箱體的簡單設(shè)計(jì) 底座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是強(qiáng)度和抗振性能；當(dāng)同時(shí) 用作滑道時(shí)，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對(duì)具體的機(jī)械，還應(yīng)滿足特殊 的要求，并力求具有良好的工藝性。 底座和箱體的結(jié)構(gòu)尺寸和大小，決定于安裝在它的內(nèi)部或外部的零件和部件的形 狀和尺寸及其相互配置，受力與運(yùn)動(dòng)情況等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使所裝的零件和部件便于裝拆 與操作。底座和箱體的一些結(jié)構(gòu)和尺寸，如壁厚，凸緣寬度，肋板厚度等，對(duì)機(jī)座和 箱體的工作能力，材料消耗，質(zhì)量和成本，均有重大的影響。但是由于這些部位的形 狀不規(guī)則和應(yīng)力的分布復(fù)雜性，基本上按照經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或比照現(xiàn)用的類似 機(jī)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而略去強(qiáng)度和剛度等的分析與校核。 此次論文設(shè)計(jì)采用的機(jī)座和箱體的設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式和比照的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 40 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從整體上對(duì)伸臂式焊接變位機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，它包括伸臂式焊接機(jī)械 當(dāng)中的傾斜機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，以及底座的總體設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)機(jī)械中的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了 詳細(xì)的設(shè)計(jì)描述：從工作臺(tái)的設(shè)計(jì)到回轉(zhuǎn)主軸，回轉(zhuǎn)主軸是重要的零部件，它將連接 工作臺(tái)和減速器，故其強(qiáng)度必須滿足其工作強(qiáng)度，二級(jí)蝸輪蝸桿減速器（兩級(jí)減速， 速比相同， ） ，帶輪及其傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算，電動(dòng)機(jī)的選擇，在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的電動(dòng)機(jī)選 為交流電動(dòng)機(jī)，箱體的設(shè)計(jì)，箱體采用經(jīng)驗(yàn)及其類比方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 采用了測(cè)速發(fā)電機(jī)（測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 是 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) 與 轉(zhuǎn) 速 成 比 例 的 微 特 電 機(jī) 。 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 的 繞 組 和 磁 路 經(jīng) 精 確 設(shè) 計(jì) ， 其 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) E 和 轉(zhuǎn) 速 n 成 線 性 關(guān) 系 ， 即 E=Kn,K 是 常 數(shù) 。 改 變 旋 轉(zhuǎn) 方 向 時(shí) 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) 的 極 性 即 相 應(yīng) 改 變 。 在 被 測(cè) 機(jī) 構(gòu) 與 測(cè) 速 發(fā) 電 機(jī) 同 軸 聯(lián) 接 時(shí) ， 只 要 檢 測(cè) 出 輸 出 電 動(dòng) 勢(shì) ， 就 能 獲 得 被 測(cè) 機(jī) 構(gòu) 的 轉(zhuǎn) 速 ， 故 又 稱 速 度 傳 感 器 ）和導(dǎo)電裝置，其目的是利用控制理論：即將工作臺(tái)的即時(shí)速度反饋給電動(dòng)機(jī)的控 制裝置，控制裝置根據(jù)事先設(shè)置好的參數(shù)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行時(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)維 持在一定的速度范圍之內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的精確回轉(zhuǎn)，利于焊頭進(jìn)行焊接工序，保 證了焊接質(zhì)量，獲得優(yōu)良的焊縫成型及其焊縫質(zhì)量，導(dǎo)電裝置可防止焊接電流通過軸 承，齒輪等傳動(dòng)零件時(shí)起弧，產(chǎn)生“咬傷”零件的現(xiàn)象。以上兩個(gè)裝置的使用將更好 的使焊接變位機(jī)械服務(wù)于當(dāng)代產(chǎn)品的焊接工序中，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 41 參考文獻(xiàn) 1 濮良貴,紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)M.北京:高等教育出版社,2006. 2 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) (新版 3)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004. 3 朱龍根. 簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997. 4 周浩森. 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及裝備M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999. 5 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì) ,焊接學(xué)會(huì). 焊接手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992. 6 焦馥杰. 焊接結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ)M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1991. 7 曾樂. 焊接工程學(xué) M.北京:新時(shí)代出版社,1986. 8 沈世瑤. 焊接方法及設(shè)備M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1982. 9 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Dimarogonas, A.D. ,Machine Design ,John Wiley & Sons,2000 17 Cross, N. ,Engineering Design Methods , John Wiley & Sons,20008 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 42 致謝 本次畢業(yè)是在終結(jié)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的情況下進(jìn)行的，力求對(duì)大學(xué)之所學(xué)能夠來一次 集中鞏固及其創(chuàng)新利用。它涵蓋面很廣，涉及了機(jī)械的所有內(nèi)容，是培養(yǎng)高級(jí)工程技 術(shù)人才的一次綜合訓(xùn)練。經(jīng)過論文的選材，開題，構(gòu)思，設(shè)計(jì)等一系列的訓(xùn)練，相信 自己對(duì)設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在計(jì)算能力，英文文獻(xiàn)閱讀翻譯，查找相關(guān)信息等多 種能力得到了一次深刻的鍛煉，在整個(gè)過程中，可以說完成了工程師基本訓(xùn)練和逐步 具有從事科學(xué)研究的工作能力，受益匪淺，相信對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作會(huì)有很大幫助。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在劉琨明老師及其院里老師的悉心幫助，指導(dǎo)下完成的，在此給予衷 心的感謝！