購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本次設(shè)計(jì)是以焊接變位機(jī)作為主要的研究對(duì)象。 在焊接變位機(jī)中采用全液壓系統(tǒng)，使之重量減輕，自動(dòng)化程度增強(qiáng)，變位機(jī)中的傳動(dòng)部分是由一個(gè)油泵機(jī)組分別驅(qū)動(dòng)油馬達(dá)和三組油缸帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行回轉(zhuǎn)和傾斜，并使主，副臂產(chǎn)生俯仰動(dòng)作調(diào)節(jié)工作臺(tái)的高低。本次設(shè)計(jì)對(duì)焊接變位機(jī) 的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和組成都做了詳細(xì)的介紹，對(duì)機(jī)構(gòu)中的主要零部件做了 具體的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采取了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，使得產(chǎn)品更為先進(jìn)、實(shí)用，設(shè)計(jì)后制造出來的焊接變位機(jī)主要應(yīng)用在焊接行業(yè)上，這樣可以縮短焊接輔助時(shí)間，提高工人的勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善焊接質(zhì)量， 并充分發(fā)揮各種焊接方法的效能。 在焊接生產(chǎn)中，經(jīng)常會(huì) 遇到焊 接變位 以 及選擇合適的焊接位置的情況，針對(duì)這一實(shí)際需要，我們?cè)O(shè)計(jì) 的 焊接變位機(jī)，它可通過工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)和傾斜，使焊縫處于易焊位置焊接變位機(jī)與焊接操作機(jī)配合使用，可實(shí)現(xiàn)焊接的機(jī)械化、自動(dòng)化，提高了焊接的效率和焊接質(zhì)量 。 焊接變位機(jī)可應(yīng)用于化工、鍋爐、壓力容器、電機(jī)電器、鐵路交通、冶金等工業(yè)部門的自動(dòng)焊接系統(tǒng) 。 關(guān)鍵詞： 焊接 變位機(jī) ； 液壓系統(tǒng) ； 回轉(zhuǎn) ； 傾斜 ； 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 he is to of is by of to to in to by of is to of of of of In it to to in of I It It to be in to be in of to 買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 引 言 進(jìn)入 21 世紀(jì)， 我國(guó)的大部分企業(yè)還處在沒有進(jìn)入自動(dòng)化焊接階段 ， 從調(diào)查資料中的 115 家各類企業(yè)的情況來看 ， 總共只有焊接變位機(jī) 750 臺(tái) ， 84%是國(guó)產(chǎn)的 。 可見 ， 變位機(jī)在我國(guó)企業(yè)中應(yīng)用還不普遍 ， 但是 ， 在調(diào)查的企業(yè)中也發(fā)現(xiàn)了一些應(yīng)用變位機(jī)好的典型 ， 如廈門的林德叉車廠 ， 每個(gè) 焊接工都配備一臺(tái)變位機(jī) ， 一臺(tái)小電葫蘆吊車和一臺(tái) 體保護(hù)焊機(jī) ， 這樣就充分利用了我國(guó)勞動(dòng)力成本低的優(yōu)勢(shì) ， 同時(shí)用比較低廉的設(shè)備解決了生產(chǎn)效率 ， 焊接質(zhì)量和勞動(dòng)強(qiáng)度的問題 。 所以應(yīng)該在國(guó)內(nèi)廣泛的推廣焊接變位機(jī) ， 這也是本課題設(shè)計(jì)的必要所在 1。 在國(guó)際上 ， 變位機(jī)的發(fā)展是非常全面的 ， 包括各種功能的產(chǎn)品在內(nèi)的有百余種系列 ， 在技術(shù)上有普通型的 ， 有無隙傳動(dòng)伺服控制型的 ， 產(chǎn)品的額定負(fù)荷范圍達(dá)到 8000德國(guó)的 司 ， 美國(guó) 司 ， 和我國(guó)的天津鼎盛工程機(jī)械有限公司是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機(jī) 的企業(yè) 。 可以說我國(guó)焊接變位機(jī)發(fā)展的水平和國(guó)外發(fā)展水平相比較還是有 差距的 。 我國(guó)焊接行業(yè)的發(fā)展前景是非常好的 ， 隨著 產(chǎn)品進(jìn)入、資本進(jìn)入、服務(wù)進(jìn)入，將極大地增加我國(guó)的焊接行業(yè)的效益，擴(kuò)大焊接市場(chǎng)，乃至機(jī)械行業(yè)。目前， 我國(guó)的焊接技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)領(lǐng)域 ，我國(guó)的焊接行業(yè)已經(jīng)并且正在發(fā)生著日新月異的變化，而且多方面領(lǐng)先與其他國(guó)家，擁有著先進(jìn)的焊接技術(shù)，擁有著世界上最大和最具潛力的市場(chǎng)。無論是國(guó)外的廠家，還是國(guó)內(nèi)的企業(yè)進(jìn)入中國(guó)的市場(chǎng)都要有更先進(jìn)的焊接技術(shù) ，因此研制新的全自動(dòng)焊接機(jī)已成為焊接行業(yè)不可缺少的高新技術(shù)，如： 德國(guó) 、日本、美國(guó)等國(guó)正在進(jìn)一步加大全自動(dòng)焊接機(jī)的投入，不斷的提高焊接技術(shù)。 21 年來我國(guó)焊接業(yè)的購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 年平均增長(zhǎng)速度為 37%。由于總額的基數(shù)加大，增長(zhǎng)速度會(huì)放緩，但可以肯定的是中國(guó)的焊接行業(yè)在近千年之內(nèi)會(huì)以兩位數(shù)的百分比持續(xù)增長(zhǎng)。焊接行業(yè) 是我國(guó)的 古老行 業(yè)，其規(guī)模和水平是有限的。 焊接 公司是 焊接 行業(yè)的主體。2002 年我國(guó)共有 焊接 公司 許多 家， 焊接產(chǎn)品的比重日益加大， 其增長(zhǎng)速度都是可觀的，但是與 外 國(guó) 焊接 權(quán)威機(jī)構(gòu)披露的外國(guó)大型 焊接企業(yè) 的年 產(chǎn)品的 數(shù)字相比，差距是極為巨大的。我國(guó) 焊接產(chǎn)品 的年 數(shù)量 尚不及世界排名 在前的外國(guó)廠家，還有一定 的差距。 全自動(dòng)焊接機(jī)的研制，以及技術(shù)的更新，取得了很明顯的成果，焊接業(yè)發(fā)展的勢(shì)頭不斷向前，并且趨向更合理和更符合長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展要求，我國(guó)焊接業(yè)進(jìn)入了正常的、高速的發(fā)展軌道，形成了不可限量的、持續(xù)發(fā)展的勢(shì)頭。多種形式的焊接機(jī)促進(jìn)了焊接行業(yè)的不斷發(fā)展，焊接行業(yè)得到蓬勃發(fā)展，全面創(chuàng)造歷史最好水平。 焊接業(yè)的發(fā)展，不僅表現(xiàn)在焊接機(jī)的創(chuàng)新研制和焊接技術(shù)的提高，而且表現(xiàn)在焊接行業(yè)已成為一個(gè)國(guó)家機(jī)械行業(yè)的先進(jìn)與否的標(biāo)志。創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、制作等方面的質(zhì)的發(fā)展，都有了新突破，設(shè)計(jì)創(chuàng)新八仙過海，各顯其能。焊接公司開始樹立起以市場(chǎng)為導(dǎo)向 、設(shè)計(jì)為中心、效率第一、創(chuàng)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品為目標(biāo) 。 焊接理論研究日益活躍，呈現(xiàn)出 “ 百家爭(zhēng)鳴 ” 氣象。焊接的技術(shù)人員和從業(yè)人員紛紛從不同角度，借鑒國(guó)外及學(xué)科外其他理論來充實(shí)焊接理論，探索中國(guó)焊接行業(yè)的發(fā)展之路。焊接市場(chǎng)風(fēng)風(fēng)火火，競(jìng)爭(zhēng)日趨于激烈，然而企業(yè)家由投標(biāo)時(shí)的狂熱到后期的冷靜，反映了中國(guó)焊接行業(yè)走向成熟與理智 。 1 焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì) 方案 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 接變位機(jī)的 類型 焊接變位機(jī)是改變焊件 、 焊機(jī)或焊工的空間位置來完成機(jī)械化 ， 自動(dòng)化焊接的各種機(jī)械設(shè)備 。 焊接變位機(jī)的分類和各類所屬的設(shè)備如圖 1 所示 ： 圖 1 焊接變位機(jī)的分類 各種焊接變位機(jī)械都可以單獨(dú)使用 ， 但在多數(shù)的場(chǎng)合是相互配合使用的 ，它們不僅用于焊接作業(yè) ， 也可用于裝配 、 切割 、 檢驗(yàn) 、 打磨 、 噴漆等作業(yè) 。 接變位機(jī) 械 應(yīng) 具有的性能 一般 ， 通用的焊接變位機(jī)應(yīng)具備的性能是 ： 1. 焊件變位機(jī)械和焊機(jī)變位機(jī)械要有較寬的調(diào)速范圍 ， 穩(wěn)定的焊接運(yùn)行速度 ， 以及良好的結(jié)構(gòu)剛度 。 2. 對(duì)尺寸和形狀各異的焊件 ， 要有一定的適用性 。 3. 在傳動(dòng)鏈中 ， 應(yīng)具有一級(jí)反行程自鎖傳動(dòng) ， 以免動(dòng)力源突然切斷時(shí) ，焊件因自身重力作用而發(fā)生事故 。 4. 與焊接機(jī)器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊件變位機(jī)械 ， 視焊件大小和工藝方法的不同 ， 其到位精度和運(yùn)行軌跡精度應(yīng)控制在 2 最高精度可達(dá)到 焊接變位機(jī)械 焊件變位機(jī)械 焊接變位機(jī)械 焊工變位機(jī)械 焊接變位機(jī) 焊接滾輪袈 焊接回轉(zhuǎn)臺(tái) 焊接翻轉(zhuǎn)機(jī) 焊接操作機(jī) 電渣焊立袈 焊工升降臺(tái) 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 5. 回程速度要快 ， 但應(yīng)避免產(chǎn)生沖擊和振動(dòng) 。 6. 有良好的接電 ， 接水 ， 接氣設(shè)施 ， 以免導(dǎo)熱和通風(fēng)的性能 。 7. 整個(gè)結(jié)構(gòu)要有良好的密閉性 ， 以免焊接飛濺物的損傷 ， 對(duì)散落在其上的焊渣 ， 藥皮等臟物 ， 應(yīng)易被清除 。 8. 焊接變位機(jī)械要有聯(lián)動(dòng)控制接口和相應(yīng)的自保護(hù)功能 ， 以便集中控制和相互協(xié)調(diào)工作 。 9. 工作臺(tái)面上刻有安裝基線 ， 并設(shè)有安 裝槽孔 ， 能方便地安裝各種定位器件和夾緊機(jī)構(gòu) 。 10. 兼作裝配用地焊接變位機(jī)械 ， 其工作臺(tái)面要有較高地強(qiáng)度和抗沖擊性能 。 11. 用于電子束焊 ， 等離子弧焊 ， 激光焊 ， 和釬焊的焊接變位機(jī)械 ， 應(yīng)滿足導(dǎo)電 ， 隔磁 ， 絕緣等方面的特殊要求 。 件變位機(jī)械的 功能 焊件變位機(jī)械是在焊接過程中改變焊件空間位置 ， 使其有利于焊接作業(yè)的各種機(jī)械設(shè)備 。 焊件變位機(jī)按功能的不同 ， 分為焊接變位機(jī) ， 焊接滾輪架 ， 焊接回轉(zhuǎn)臺(tái) ，焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)四類 。 在手工焊作業(yè)中 ， 經(jīng)常使用各種焊件變位機(jī)械 ， 但在多數(shù)場(chǎng)合 ， 焊件變位機(jī)械是與焊機(jī)變位機(jī)械相互配合使用的 ， 用來完成縱縫 ， 橫縫 ， 環(huán)縫 ， 空間曲線焊縫的重要組成部分 。 在以弧焊機(jī)器人為中心的柔性加工單元 (加工系統(tǒng) ( ， 焊件變位機(jī)也是組成的設(shè)備之一 。 在復(fù)雜焊件焊接和要求施焊位置精度較高的焊接作業(yè)中 ， 例如窄間隙焊接 ， 空間曲面的帶極堆焊購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 等 ， 都需要焊件變位機(jī)械的配合 ， 才能完成其作業(yè) 。 焊接變位機(jī)主要用于機(jī)架 、 機(jī)座 、 機(jī)殼 、 法蘭 、 封頭等非長(zhǎng)形焊件的翻轉(zhuǎn)變位 。 焊接變位機(jī)按結(jié)構(gòu)類型可分為三種 ： 伸臂式焊接變位機(jī) ： 其回轉(zhuǎn)工作臺(tái)繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并安裝在伸臂的一端 ， 伸臂一般相對(duì)于某一轉(zhuǎn)軸成角度回轉(zhuǎn) ， 而此軸的位置多是固定的 ， 但有的也可一在小于 100°的范圍內(nèi)上下傾斜 。 這兩種運(yùn)動(dòng)都改變了工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的位置 ， 從而使該機(jī)變位范圍變大 ， 作業(yè)適應(yīng)性好 。 座式焊接變位機(jī) ： 其工作臺(tái)連同回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過傾斜軸支承在機(jī)座上 ， 工作臺(tái)以焊速回轉(zhuǎn) ，傾斜軸通過扇形齒輪或液壓缸 ， 多在 110° 140°的范圍內(nèi)恒速或變速傾斜 。該機(jī)穩(wěn)定性好 ， 一般不用固定在地基上 ， 搬移方便 ， 使用于 50t 焊件的翻轉(zhuǎn)變位 。 是目前產(chǎn)量最大 ， 規(guī)格最全 ， 應(yīng)用最廣的結(jié)構(gòu)形式 。 常與伸縮臂式焊接操作機(jī)或弧焊機(jī)器人配合使用 。 雙座式焊接變位機(jī) ： 該機(jī)穩(wěn)定性好 ， 重型焊機(jī)變位機(jī)多 采用這種結(jié)構(gòu) 。 雙座式焊接變位機(jī)適用于 50t 以上大尺寸焊件的翻轉(zhuǎn)變位 。 在焊接作業(yè)中 ， 常與大型門式焊接操作機(jī)或伸縮臂式焊接操作機(jī)配合使用 。 本次設(shè)計(jì)的是第一種 ： 伸臂式焊接變位機(jī)。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 2 焊接變位機(jī)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方案的確 定 作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方案的擬定 通過對(duì)現(xiàn)有的焊接 變位機(jī)的觀察和 研究， 在調(diào)查了大量的資料的前提下。現(xiàn)對(duì) 焊接 變位機(jī) 的 回轉(zhuǎn) 部分分析如下 ： 焊接變位機(jī)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是利用回轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的 ， 其驅(qū)動(dòng)方式可以用兩種方案來實(shí)施 。 方案一 ： 采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) ， 無級(jí)變速 ， 如圖 2 所示 ， 當(dāng)電動(dòng)機(jī) 工作時(shí) ， 發(fā)出的轉(zhuǎn)速經(jīng)帶輪傳遞給蝸桿 ， 然后蝸桿通過與蝸輪嚙合 ， 將轉(zhuǎn)速傳遞給蝸輪 ， 經(jīng)蝸輪轉(zhuǎn)向并使回轉(zhuǎn)軸開始轉(zhuǎn)動(dòng) ， 從而達(dá)到使工作臺(tái) 進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的目的 。 圖 2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)圖 方案二 ： 采用液壓驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ， 如圖 3 所示 ， 液壓馬達(dá)首先通過減速器 ， 再通過齒輪傳動(dòng)帶動(dòng) 工作臺(tái) 進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 圖 3 液壓驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)圖 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 由于第二種方案采用液壓傳動(dòng) ， 使得傳動(dòng)系統(tǒng)的重量減輕 ， 結(jié)構(gòu)也更為緊湊 ， 慣性小 ， 調(diào)速范圍寬 ， 并且運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ， 所以本次設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)部分采用第二種方案 。 作臺(tái)傾斜 運(yùn)動(dòng)方案的擬定 焊接變位機(jī)的傾斜 機(jī)構(gòu)也有兩種驅(qū)動(dòng)方案 ， 方案一 ： 電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器減速后 ， 通過扇形齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)傾斜 ， 或通過螺旋副使工作臺(tái)傾斜 。 方案二 ： 采用液壓缸直接推動(dòng)工作臺(tái)傾斜 。 由于其回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以確定為液壓驅(qū)動(dòng) ， 為了使整機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式更加合理 ，可靠 ， 其傾斜機(jī)構(gòu)采用方案二 ， 即采用液壓缸直接推動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行傾斜 ， 如圖 4 所示 。 圖 4 傾斜機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 本次設(shè)計(jì)的具體參數(shù)： 最大的工作載 1000N;工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度為 轉(zhuǎn)角度為 360° ；工作臺(tái)傾斜速度為 斜角度為 120° 。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩為200N² m。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 3 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 速器的選擇 根據(jù)工作臺(tái)的 驅(qū)動(dòng)阻力矩 ， 并考慮到功率 ，選取 列行星齒輪減速機(jī) ， 其傳動(dòng)比為 i=500. 壓馬達(dá)的選擇 定 系統(tǒng)壓力 根據(jù)液壓馬達(dá)輸出軸的最大扭矩并綜合考慮系統(tǒng)性 ， 可靠性 ， 安全性等條件 ， 初步選定液壓系統(tǒng)最高工作壓力 為 10 達(dá)的選取及功率 ， 扭矩校核 由減速機(jī)的選取可知 m n i 500³ 5 500r/9 1 0 （ 3­1） 由于 T=200 N·m，所以 P= 332 0 0 0 . 2 4 . 1 8 8 1 09 . 5 5 1 0Tn 回3 9 . 5 5 1 0P 馬 達(dá)總 =P 總， 35 . 5 1 1 0 馬 達(dá)P 333 5 . 5 1 1 09 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 0 . 1 0 5500PT n 馬 達(dá) N·m 由公式 m a x m a 2 8 / p（ 3­2） 式中 ： 單位： r/ 單位： N·m 單位： ml/r p 是馬達(dá)的進(jìn)出口壓差 ， 即所選的系統(tǒng)壓力 單位： m是馬達(dá)的機(jī)械效率 , m=買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 m a x m a 2 8 / p=0=r 根據(jù)以上計(jì)算的數(shù)據(jù)，可以選取 壓馬達(dá)，r，最高轉(zhuǎn)速為 500r/ 馬達(dá)的功率校核 ： ( ) / 6 0 0 D N （ 3­3） 式中 Q 為輸入流量 ，單位為 : L/ 單位為 : t 為總效率 ) / 6 0 0 D N （ 00×100× 600 達(dá)的扭矩校核： (1 . 5 9 ) / 1 0 0 (1 . 5 9 0 . 0 8 3 1 0 0 . 9 ) / 1 0 0 0 . 1 1 8g p m D N N² m 確定系統(tǒng)實(shí)際工作壓力： 由公 式m a x m a 2 8 / p得 p= 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： 0 軸（液壓馬達(dá) 軸） 0P =n =500r/0005 . 5 1 1 09 5 5 0 9 5 5 0 0 . 1 0 5500 1 軸（減速器高速軸） 10聯(lián)= 5 0 0 / m i n r購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 31115 . 4 5 1 09 5 5 0 9 5 5 0 0 . 1 0 4500 2 軸（減速器低速軸） 21P = P = 4 . 1 4 2 w 減12 n 500n = 1 / m i 0 0 21 0 . 1 0 4 5 0 0 5 2T T i N m 減3 軸（回轉(zhuǎn)軸 ） 3 2 4 . 1 4 2 0 . 9 7 4 . 0 1P P w 齒 23 1 0 . 2 / m i 齒3 2 5 2 5 0 . 8 0 2 0 8T T i N m 齒 齒 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪機(jī)構(gòu)可以用于傳遞兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其特點(diǎn)是： 傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠；效率高；可傳遞較高的扭矩。故齒輪成為機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 選 擇 常用 的 材料 以及 熱處理。小齒輪， 45 鋼，調(diào)質(zhì) ， 1235；大齒輪，45 鋼，正火， 2190， 12B =235 190=45 合適 。 選出 齒 輪精度等級(jí)為 8 級(jí)精度， 88。 初選小齒輪齒數(shù)為 1Z =20，大齒輪齒數(shù)為 2 12 1Z i Z =20=整齒數(shù)取 2Z =100，實(shí)際齒數(shù)比 2 1 0 0 51 2 0 （ 1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 213121 u Z Z （ 3­4） 確定計(jì)算 參數(shù) 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 6 6 51115 . 4 59 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 . 1 3 1 0500PT n 按齒數(shù) 1Z =20, 2Z =80 得 1 =2 = = 12 =是直齒輪， =0，故 r =k =為載荷平衡， 1 不對(duì)稱布置，取齒數(shù)寬系數(shù) d =得 K = 試選 點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 2s i n c o （ 3­5） 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪， =20°， 得 查得 ： =570=460算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 1 6 0 n j L = 6 0 5 0 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 6 ) = 2 . 3 1 0 次 9 9122 . 3 1 0 0 . 4 6 1 05NN u 次 11， 2（允許一定量的點(diǎn)蝕） 取 1， 1 許用接觸應(yīng)力 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 l i m 1 11 H N = 570 1 11 =570 （ 3­6） l i m 2 22 H N = 460 1=480取最小值 2H 代入 查得 Z = 式中 K K K 計(jì)算 213121 u Z Z （ 3­7） 253 2 1 0 . 9 1 . 0 8 1 . 1 6 1 . 1 3 1 0 5 1 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 71 5 4 8 0 =周速度 1160000= 3 6 7 5 0 060000= （ 3­8） 11000100=得 假設(shè) 符合，不需要修正， 1d =模數(shù) 11 = 標(biāo)準(zhǔn)值 m =411d =4³ 20=8022d =4³ 100=4001 =80=40圓整取， 2b =40 1b =45（ 2） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 112F F a S a Y Yb d m （ 3­9） 取 12 12 l i （ 3­10） m 6 取 1， 1 取 =430 =370取 12 1F =430 2F =370 111= 222 較 大齒輪弱，應(yīng)按大齒輪校核彎曲疲勞強(qiáng)度，查文獻(xiàn) 3圖 7Y =1212 2 1 0 . 9 1 . 0 8 1 . 1 6 1 . 1 3 1 0 2 . 1 8 1 . 7 9 0 . 6 94 0 8 0 4F F a S Y Yb d m = 2F =370 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 （ 4）主要設(shè)計(jì)結(jié)果 中心距： 121 2 =240 模數(shù)： m =4齒數(shù)： 1Z =20 2Z =100 分度圓直 徑： 1d =80 2d =400購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 齒頂圓直徑： 1 1 2ad d m =80+2×4=882 2 2ad d m =400+2×4=408齒根圓直徑： 1 1 2 d m =80 =702 2 2 d m =400 =390齒寬： 1b =40 2b =45用計(jì)算機(jī)軟件 驗(yàn)算 齒輪的強(qiáng)度校核 ： 計(jì)算圓柱齒輪傳動(dòng)裝置 (帶有直齒和螺旋齒 ) 的尺寸。包括基于已轉(zhuǎn)換的輸出功率的模塊設(shè)計(jì)。允許使用各種類型的更正，包括位移補(bǔ)償更正。因?yàn)榭梢杂?jì)算從動(dòng)齒輪，所以將得到精確的軸距?？梢詧?zhí)行強(qiáng)度檢查。 圖 5 選擇齒輪的類型 圖 6 選擇制作級(jí)別 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 圖 7 輸入選擇齒輪的傳動(dòng)類型 圖 8 輸入齒輪傳動(dòng)裝置尺寸 圖 9 輸入材料類別 圖 10 外部系數(shù)對(duì)齒輪的影響 圖 11 輸入齒輪設(shè)計(jì)參數(shù) 圖 12 輸入校核信息 圖 13 校核合格 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度計(jì)算 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)在回轉(zhuǎn)軸上的功率為 1p ，轉(zhuǎn)速為 1n ，轉(zhuǎn)矩為 1T 。參考 3 2 4 . 1 4 2 0 . 9 7 4 . 0 1P P w 齒 23 1 0 . 2 / m i 齒（ 3­11） 3 2 5 2 5 0 . 8 0 2 0 8T T i N m 齒 齒 (2)求作用在齒輪上的力 ： 已知大齒輪的分度圓直徑為 2d =400圓周力： 322 2 2 0 8 1 . 0 4400 徑向力： 1 . 0 4 2 0 1 . 0 4 0 . 3 6 0 . 3 7 4 t g t g N K N 法向力： 1 . 0 4 1 . 1 0 6c o s c o s 2 0F K N （ 3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ： 擬定軸的零件的裝配方案 見圖 14,由于回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速太小，并不適用最小軸徑的計(jì)算公式，所以依照經(jīng)驗(yàn)，和與同類設(shè)計(jì)的參數(shù)為依據(jù)，定最小軸徑為 65 圖 14 回轉(zhuǎn)軸 根據(jù)軸向定位的要求確定軸 的各段直徑和長(zhǎng)度。 7 0 , 8 6 , 9 0 , 1 0 0 , 9 0 .,d m m d m m d m m d m m d m I I I I I V V 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 L 7 0 , L 5 2 , 3 0 , 1 6 7 , 3 4I I Im m m m L m m L m m L m I I V V 軸的總長(zhǎng) L=353 回轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度校核 變位機(jī)的回轉(zhuǎn)軸的受力狀態(tài)如圖 7 所示 ， 其中 a)圖是回轉(zhuǎn)軸傾斜角為時(shí)， b)回轉(zhuǎn)軸傾斜角為 ， c)回轉(zhuǎn)軸傾斜角為 90°時(shí)。在焊件和夾具的綜合重量作用下，回轉(zhuǎn)軸的危險(xiǎn)斷面在軸承 A 處，在 A 點(diǎn)垂直回轉(zhuǎn)軸軸線的截面上受有彎曲力矩 扭矩 繞 x 軸和 y 軸的兩個(gè)彎矩 圖 15 焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài) 12s i nM x G h G e 2 c o sM y G e 考慮到 1 ， 2 ， 則 A 點(diǎn)所受的彎矩為 ： 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 22M w M x M y 2 2 2s i n c o s 2 s i n c o s s i nG h e h e 式中 G： 綜合重量 h： 綜合重心高 ， 即離回轉(zhuǎn)支承點(diǎn) ：回轉(zhuǎn)軸傾斜角 ， 即相對(duì)于機(jī)座中垂線的夾角 。 e： 綜合重心的偏心矩 ， 即偏離工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心的距離 。 ：回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角 。 A 點(diǎn)截面受的扭矩為 ： 1 c o s s i n c o sM n G e G e （ 3­13） 按第三強(qiáng)度理論折算的當(dāng)量彎矩為 ： 2 2 2 2 2c o s ( s i n c o s s i n )XM d M w M n G e h e (3由式 (3知 ， 當(dāng)量彎矩 ， 的二次函數(shù) ， 其值是變化的 ，最大值是式 (3數(shù)為零所求的極值 ， 若令 N 等于式 (3號(hào)中的內(nèi)容 ， 即 2 2 2c o s ( s i n c o s s i n )N e h e (3對(duì)式 (3偏導(dǎo)數(shù)并令其結(jié)果為零得 ： 2 ( s i n c o s s i n ) ( c o s s i n s i n ) 0N h e h e 22 c o s ( s i n ) 2 ( s i n s i n c o s ) c o s c o s 0N e h e e 計(jì)算分析后得到 ， 當(dāng)與滿足 c o t s ( 3當(dāng)量彎矩出現(xiàn)最大值 22G h e ， 由式 (3知 ， 當(dāng)在 0購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 360°范圍內(nèi)變化時(shí) ， 對(duì)于任意指定的焊接變位機(jī) ， 故隨變化的曲線即可作出 。 焊接變位機(jī)的 h=e=則在 況下隨變化的曲線 ， 只要和滿足該曲線 ， 就會(huì)出現(xiàn)最大 當(dāng)量彎矩 。 當(dāng) =75°時(shí) ， 則 圖 16 隨變化的曲線 在 =54°和 =126°時(shí)出現(xiàn)最大當(dāng)量彎矩值 。 由式得知 ， 當(dāng) ± 1時(shí) ， 有一對(duì)極值出現(xiàn) ， 其關(guān)系為80- 顯然 ， 當(dāng)回轉(zhuǎn)軸傾斜角在 在此范圍之外 ， 不會(huì)出現(xiàn)當(dāng)量彎矩的最大值 。 因而其受力狀態(tài)是安全的 。 軸器的選取 和校核 聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中的常用部件， 主要用來聯(lián)接軸和軸，以傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，有時(shí)也可以作為安全裝置。 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被安裝兩部件的精度等，參考 各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器的類型。 1、類型的選擇 由于兩軸對(duì)中性要求很高，要求沒有位移發(fā)生，并且要求構(gòu)造簡(jiǎn)單，成本低，可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，為此選用凸緣聯(lián)軸器。 2、載荷計(jì)算 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 公稱轉(zhuǎn)矩 69 5 5 0 9 5 5 0 1 1 4 . 6500 由表查得以計(jì)算轉(zhuǎn)矩得 1 . 5 1 1 4 . 6 1 7 1 . 9 T N m 3、型號(hào)選擇 從 查得 緣聯(lián)軸器的許 用轉(zhuǎn)矩為 350N m，許用最大轉(zhuǎn)速為 7000r/徑為 32 40合用 。 承的選取和校核 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代化機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的，選擇滾動(dòng)軸承的理由是：它起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力矩較小；起動(dòng)靈敏；效率高；潤(rùn)滑方便；易于互換。 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。軸承類型選擇為深溝球軸承，預(yù)期壽命 10000 根據(jù)已知條件，選擇深溝球軸承為所選 軸承，并初定型號(hào)為 6218。 求軸承受到的徑向載荷12 2 21 1 12 2 2 22 2 26 1 0 1 7 0 0 1 8 0 61 4 0 4 0 0 4 2 3r N V N V N F F N （ 3 其 中 1622N 1854N 查表得 C 和0 C=94000N, 0C=79000N 計(jì)算0/0/=1622/79000=表得 e 的值 e 算比值 / 1 6 2 2 / 1 8 5 4 0 . 8 7F a F r 表得 X,Y 的值 X= Y=得 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 ()pP f X F r Y F a=6423N （ 3 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 計(jì)算軸承壽命 3 366 81 0 1 0 9 4 0 0 0 2 . 6 1 06 0 6 0 0 . 2 6 4 2 3 16000h 結(jié)論： 選取深溝球軸承 6218 合適。 的選取和校核 由前計(jì)算知： 軸的工作轉(zhuǎn)矩3 200000T N m m選 A 型普通平鍵 d=70， L=70,初選鍵 46×80 1096 2003： b=20mm，h=12L=63l=43的許用擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別取為 110p M ， 90 。 分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 2214 4 2 0 0 0 0 0 1 8 . 9 87 0 1 2 4 3p Td h l p 2212 2 2 0 0 0 0 0 6 . 6 47 0 2 0 4 3Td b l 鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。 電與導(dǎo)氣裝置 焊接變位機(jī)作為焊接電源的二次回路的組成部分，必須設(shè)有導(dǎo)電裝置。 目前，在焊接變位機(jī)上主要采用電刷式的導(dǎo)電裝置，它由電刷，電刷盒，刷袈等組成，結(jié)構(gòu)形式多樣。焊接變位機(jī)也可以利用自身導(dǎo)電，但必須采取如下措施：使用帶有石墨成分的潤(rùn)滑脂，在軸向力的作用下，各傳動(dòng)副之間，軸承內(nèi)外圈之間須接觸緊密。自身導(dǎo)電雖然省去了專用的導(dǎo)電裝置，但對(duì)變位機(jī)各傳動(dòng)副的 裝配間隙要求較嚴(yán)，使用中又需經(jīng)常檢查和調(diào)整 。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 4 傾斜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 圖 17 傾斜機(jī)構(gòu)液壓原理圖 根 據(jù) 設(shè)計(jì)目的及要求： 工作臺(tái)的傾斜速度是 斜角度是 120° ，進(jìn)行分析計(jì)算確定缸結(jié)構(gòu)尺寸。 作負(fù)載 ： L 1050)501000( 壓缸主要參數(shù)的確定 初選工作壓力 ： 根據(jù)分析此設(shè)備負(fù)載不大，為適應(yīng)今后發(fā)展改良，擴(kuò)展使用范圍，故選用工作 壓力為 16壓泵。 計(jì)算液壓缸的尺寸 ： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，依據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇范圍選取液壓缸主體外徑購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 0,1 00 = 則液壓缸有效面積為： 無桿腔面積： 2221 （ 4 有桿腔面積： 012 （ 4 220 所以 ： 222 596 2 塞桿穩(wěn)定性校核 因?yàn)榛钊麠U總行程為 而活塞桿直徑為 最大起重載荷為 材料為 45 鋼 ,穩(wěn)定安全系數(shù) 2.3彈性模量 ， 00 。 桿的柔度 644(342 (3則慣性半徑 4z (3 該桿為一端固定另一端自由，故 2 。代入柔度計(jì)算公式得 5 02 因?yàn)?123 c ，故選用 經(jīng)驗(yàn)拋物線公式計(jì)算臨界應(yīng)力 M P 1 4)560 0 6 6 8 5(0 0 6 6 5 22 核壓桿穩(wěn)定性 因?yàn)?M P 0116262 ， 2 所以 壓桿滿足穩(wěn)定性條件 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸的最大流量 m i 43341 上上 m i 43342 下下 用的回 路 向回路 如圖 17 所示，可以采用二位四通或三位四通電磁換向閥，都可以使執(zhí)行元件換向。采用電磁換向閥最為方便，本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)圖中就采用三位四通電磁換向閥，因?yàn)殡姶艙Q向閥動(dòng)作快，換向有沖擊力 。換向回路可以變更供油方向來實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的換向。 鎖回路 緊鎖回路的功能是通過切斷執(zhí)行元件的進(jìn)油，出油通道來使它停在任意位置，并防止停止運(yùn)動(dòng)后因外界因素而發(fā)生竄動(dòng)。使液壓缸緊鎖的最簡(jiǎn)單的方法是 利用三位換向閥的 M 型或 O 型中位機(jī)能來封閉液壓缸的兩腔，使活塞在行程范圍內(nèi)任意位置停止。但 由于滑閥的的泄漏，不能長(zhǎng)時(shí)間的保持停止位置不動(dòng)，鎖緊度不高。最常用的方法是采用液控單向閥做鎖緊元件，在液壓缸的兩側(cè)油路上都串連一液控單向閥，活塞可以在行程位置上長(zhǎng)期鎖緊，不會(huì)因?yàn)橥饨缭蚨Z動(dòng)，其鎖緊精度只受液壓缸的泄漏和油液壓縮性的影響。為了保證鎖緊迅速，準(zhǔn)確，換向閥應(yīng)采用 H 型或 Y 型中位機(jī)能。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 結(jié) 論 通過以上 的設(shè)計(jì)和計(jì)算， 比較圓滿的達(dá)到了設(shè)計(jì)要求：工作臺(tái)的傾斜運(yùn)動(dòng)能都達(dá)到運(yùn)動(dòng)靈活自如，工作臺(tái)無論高速回轉(zhuǎn)，還是低速回轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速都比較平穩(wěn)，均勻。而且，兩主臂液壓缸，兩傾斜 液壓缸在工作時(shí)能構(gòu)較好的達(dá)到同步。 本次設(shè)計(jì)的全液壓伸臂式焊接變位機(jī) 的特點(diǎn)是： 機(jī)構(gòu)緊湊，重量較輕，傳動(dòng)剛性好，運(yùn)行平穩(wěn)，可以實(shí)現(xiàn)大范圍無級(jí)調(diào)速，并有很好的防過載能力。 由于在實(shí)際的設(shè)計(jì)中遇到了許多困難，同時(shí)也出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤， 特別是實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的缺乏， 使自己在設(shè)計(jì)上 走了很多 不必要 的彎路。 本次設(shè)計(jì)的焊接變位機(jī)的缺陷是它對(duì)液壓元件的質(zhì)量要求較高，否則易產(chǎn)生滲漏，污染場(chǎng)地和工件，這對(duì)保證焊接質(zhì)量和進(jìn)行安全操作是很不利的。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 致 謝 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 自己的實(shí)踐動(dòng)手、 分析 能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì) 去競(jìng)爭(zhēng)，去創(chuàng)造的自信心 ；為工作時(shí)候的產(chǎn)品開發(fā)、改進(jìn)打下基礎(chǔ)；掌握文獻(xiàn)檢索、資料查詢的基本方法以及獲取新知識(shí)的能力 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度 。 而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對(duì)應(yīng)的工程意識(shí)，同學(xué)之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來了。 在這半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我非常感謝我的指導(dǎo)教師吳潔老師以及其他幫助我的老師，宗振奇老師和王冠 五 老師，我們的師生之間已經(jīng)建立了深厚的友誼，他們 對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格認(rèn)真的指導(dǎo)，交給我的不僅僅是科學(xué)文化知識(shí)，還有做人的道理和原則，在此我對(duì)他們表示忠心的感謝。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 參考文獻(xiàn) 1 王政 。 焊接工裝夾具及變位機(jī)械 M。 北京 ： 機(jī)械工業(yè) 出版社 ， 1999。 2 機(jī)械工程手冊(cè)電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì) 。 機(jī)械工程手冊(cè)補(bǔ)充本一 M。北京：機(jī)械工業(yè) 出版社 ， 1996 3林尚楊，陳善本，李成桐 。 焊接機(jī)器人及其應(yīng)用 M。 北京 ： 機(jī)械工業(yè) 出版社 ， 2000 4 林三寶，黎明，吳林，劉家發(fā)，劉昆，王玉霞。焊接變位機(jī)及其智能化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) J。焊接， 30­33 5唐佳富 。 新型焊接變位機(jī)的研制 J。 機(jī)械工人 ² 熱加工 ， 166 葛福華，李祥忠，朱峰。大型構(gòu)件焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì) J。電焊機(jī)， 0­45 7 任宇飛，于亮，嚴(yán)哲名 等 。 L 型雙回轉(zhuǎn)升降式焊接變位機(jī) J。 機(jī)械工程 ， 2005， 3： 708 9吳越，沈立紅。焊接機(jī)械設(shè)備中的一種自由度，伺服控制焊件變位機(jī)械設(shè)計(jì) J。機(jī)床與液壓， 2005， 10： 3210盧本，近代焊接設(shè)備與工程應(yīng)用（） J?，F(xiàn)代焊接， 2