5693948790伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計畢業(yè)論文

1、鄭重聲明 本人呈交的學(xué)位論文是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的 成果。所有數(shù)據(jù)、圖片真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明應(yīng)用的內(nèi)容外， 本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究 工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的 知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位 本人簽名： 時間： 摘 要 焊接變位機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)的設(shè)計是焊接變位機(jī)方案設(shè)計的核心內(nèi)容，而焊接變 位機(jī)運(yùn)動自由度的確定是其前提條件。焊接變位機(jī)的關(guān)鍵是對變位機(jī)進(jìn)行最佳 位置焊接所需要的運(yùn)動自由度的設(shè)計，如平動或轉(zhuǎn)動的設(shè)計。 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

2、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。伸臂式焊接變位機(jī)的主體部分是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、 底座。本設(shè)計主要是設(shè)計翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的減速裝置、 。以及每 個部分和零件的個參數(shù)的選擇。 焊接變位機(jī)有利于實(shí)現(xiàn)最佳位置的焊接過程。提高工作效率、降低疲勞強(qiáng) 度并達(dá)到良好的焊縫成型。 關(guān)鍵詞：伸臂式焊接變位機(jī)；伸臂式減速器；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) abstract abstract is the welding dislodgement machine kinematic scheme design is the core content of the we

3、lds dislodgement machine plan design. but the welds dislodgement machine movement degree of freedom is the prerequisite situation. the key of welding dislodgement machine is the design of movement degree in the best position welding,such as plate or rotation design. stretching arm-the welding dislod

4、gement machine is rotating and turning over the specimens, in order to set the welded joint to the horizontal and the hull shape position mechanism. stretching arm-welding dislodgement machine is one kind of the most applied widespread welding dislodgement machine, the load-carrying capacity general

5、ly does not surpass one ton. the stretching arm-welding dislodgement machine main body part is turning over the organization, rotation organization, foundation. this design is mainly the design of the decelerating device in the turning over organization and rotating organization, as well as part and

6、 components parameter choice. stretching arm- welding dislodgement machine is advantageous to the realization the best position welding process, improves the working efficiency, reduces the fatigue strength and achieves the good welded joint shape. key words : boom deflection type welding machine ;

7、boom type gear reducer ； slewing mechanism 目錄 第第 1 章章 緒緒 論論.1 1.1 課題的目的、意義.1 1.2 課題背景和文獻(xiàn)綜述.2 1.2.1 課題背景.2 1.2.2 文獻(xiàn)綜述.2 1.3 主要研究內(nèi)容.7 第第 2 章章 伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理及其技術(shù)性能伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理及其技術(shù)性能.8 2.2 伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理.8 2.3 焊接變位機(jī)的技術(shù)性能.8 第第 3 章伸臂式焊接變位機(jī)的設(shè)計章伸臂式焊接變位機(jī)的設(shè)計.10 3.1 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的設(shè)計。.10 3.1.1 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的傳動方案簡圖：.10 3.1.2

8、 選擇電動機(jī)：.10 3.1.3 確定傳動比：.11 3.1.4 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：.12 3.1.5 v 帶輪的設(shè)計計算:.13 3.1.6 高速級蝸輪蝸桿設(shè)計：.15 3.1.7 低速級蝸輪蝸桿設(shè)計：.16 3.1.8 軸的校核：.17 3.1.9 軸承壽命的計算.19 3.1.10 較核軸上的鍵的強(qiáng)度：.20 3.2 伸臂式焊接變位機(jī)工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計.21 3.2.1 總體傳動方案簡圖：.21 3.2.2 選擇電機(jī)：.21 3.2.3 確定傳動比：.22 3.2.4 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：.23 3.2.5 v 帶輪的設(shè)計計算:.23 3.2.6 高速級蝸輪蝸桿設(shè)

9、計：.25 3.2.7 低速級蝸輪蝸桿設(shè)計：.27 3.2.8 軸的校核：.28 結(jié)論.33 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).34 鳴謝.35 第第 1 章章 緒緒 論論 1.1 課題的目的、意義課題的目的、意義 為了適應(yīng)快速變化的市場需求 ,增強(qiáng)市場競爭力 ,頻繁更換產(chǎn)品的品種和 批量 ,這就對生產(chǎn)設(shè)備的自動化程度和柔性化程度提出了很高的要求。弧焊機(jī) 器人柔性加工單元正是一種具有柔性化特點(diǎn)的高度自動化焊接設(shè)備。它不僅能 提高焊接生產(chǎn)率、產(chǎn)品的焊接質(zhì)量和可靠性、加工柔性和制造精度 ,而且還能 改善工人的勞動環(huán)境 ,降低勞動強(qiáng)度 ,提高經(jīng)濟(jì)效益 。焊接生產(chǎn)系統(tǒng)柔性化的 發(fā)展方向是以弧焊機(jī)器人為主體 ,配合多自

10、由度變位機(jī)及相關(guān)的焊接傳感控制 器件 ,在中央計算機(jī)的綜合控制之下實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜工件焊接路徑的離線編程與圖 形仿真、空間焊縫的實(shí)時精確跟蹤及焊縫參數(shù)的在線調(diào)整 。 焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在機(jī)械制造業(yè)中占很大的比重，要實(shí)現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)的 機(jī)械自動化，必須使用大量焊接操作機(jī)、焊接變位機(jī)等焊接生產(chǎn)機(jī)械。焊接結(jié) 構(gòu)產(chǎn)品多種多樣，就要求焊接變位機(jī)來幫工人實(shí)現(xiàn)最佳位置的焊接。對復(fù)雜工 件焊接，由于焊縫在工件各個面上都可能存在，如果工件較大且轉(zhuǎn)位較為復(fù)雜 時、工人勞動強(qiáng)度較大、生產(chǎn)效率較低。針對這種情況，我們研制了通過工作 臺升降回轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)運(yùn)動，使工件處于最佳焊接或裝配位置的焊接變位機(jī)。 從功能角度分析，焊接變位機(jī)可

11、以分為主要功能部分、輔助功能部分、控制 功能部分。 焊接變位機(jī)的主要功能部分包括以下兩方面： 對焊接結(jié)構(gòu)件進(jìn)行裝夾定位； 能夠?qū)⒋更c(diǎn)沿著一定的軌跡移動到最佳位置。目前已有成形的焊接變 位機(jī)如滾輪架、翻轉(zhuǎn)機(jī)等焊接設(shè)備。 上面所說的最佳焊接位置是指最有利于施焊并且能保證焊接質(zhì)量的位置，即 通常所指的水平焊或船形焊位置（圖 1.1） 。平焊縫的最佳焊接位置是指待焊點(diǎn) 的外法向矢量方向同重力作用方向相反；角焊縫的最佳焊接位置是指待焊點(diǎn)處 工件的夾角平分線外法向方向同重力作用方向相反。 待焊道是對焊縫形狀軌跡的一種抽象描述，它可以是參數(shù)方程描述的規(guī)則形 狀，也可以是由離散點(diǎn)組成復(fù)雜軌跡。待焊點(diǎn)是指位于

12、待焊道上，處于焊槍下 即將進(jìn)行焊接的位置，待焊點(diǎn)隨著焊槍與待焊道的相對位置和焊接時間的變化 而變化。 焊接變位機(jī)的輔助功能是保證其他部分正常運(yùn)做必須的輔助部分，例如焊接 時焊接電流的傳導(dǎo)部分、埋弧焊的焊劑墊和系統(tǒng)的支撐部分等。 1.2 課題背景和文獻(xiàn)綜述課題背景和文獻(xiàn)綜述 1.2.1 課題背景課題背景 焊接作為一種制造技術(shù), 在機(jī)械制造工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用 。而焊接機(jī)械 裝備就是為保證焊接質(zhì)量, 提高焊接生產(chǎn)率, 改善工人作業(yè)條件, 為實(shí)現(xiàn)機(jī)械 化、自動化焊接生產(chǎn)過程的各種輔助裝置和設(shè)備。其中焊件變位機(jī)械是在焊接 過程中改變焊件空間位置, 使其有利于手工操作者或機(jī)器人作業(yè)的各種機(jī)械設(shè) 備; 它

13、在生產(chǎn)中的作用是其他焊接機(jī)械 如焊接操作機(jī)等 不可替代的。焊件變 位機(jī)械已成為機(jī)械化、自動化焊接生產(chǎn)線上的重要組成部分。 焊件變位機(jī)按功能不同, 通常分為變位機(jī)、滾輪架、回轉(zhuǎn)臺、翻轉(zhuǎn)機(jī)四類。 但由于焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)品形式多樣, 因此對變位機(jī)的需求也必然多種多樣, 傳統(tǒng)現(xiàn) 有的變位機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、功能單一, 顯然不能滿足實(shí)際焊接生產(chǎn)的需要, 設(shè)計多 功能、多種類的焊接變位機(jī)已勢在必行。本文是根據(jù)現(xiàn)代生產(chǎn)方式下焊接變位 機(jī)的功能、作用, 結(jié)合自動化裝配生產(chǎn)線中的焊件變位機(jī)械進(jìn)行設(shè)計、分析, 給出了一種不同于一般變位機(jī)械, 具有更多功能、更多自由度, 更為靈活的變 位機(jī)械裝置。 1.2.2 文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述

14、現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)，要求生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度低，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，價格低廉， 圖 1.1 最佳焊接位置示意圖 有競爭力。焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，同樣應(yīng)具有這些特性，在整個生產(chǎn)過程中，充分 應(yīng)用工藝裝備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化，自動化。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中，焊接時間占 全部時間的 1030%。其余為備料、裝配、及輔助工作時間。節(jié)約每一工序時 間對縮短生產(chǎn)周期具有重要作用。另外，焊接產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，不僅取決于焊 接工藝質(zhì)量與其他工序的質(zhì)量也有密切關(guān)系。因此，不論焊接產(chǎn)品的質(zhì)量要求 和批量的大小，均應(yīng)考慮采用生產(chǎn)工藝裝備。 采用工藝裝備并不以為要選用機(jī)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴的設(shè)備，許多情況下對一 些簡單的定位器、壓緊器或現(xiàn)有設(shè)備稍

15、加改裝，即可收到明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效 益。 一、焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝裝備功能為： 1、減輕下料、畫線、零部件安裝的工作量。 2、制品的幾何尺寸一致，提高了精度和互換性。 3、降低對裝配、焊接二人技術(shù)水平的要求。 4、減少搬運(yùn)翻轉(zhuǎn)時間，提高設(shè)備利用率和勞動生產(chǎn)率。 5、使焊接工作處于最有利位置，提高焊接速度和焊接質(zhì)量。 6、減少焊接變形，免除或減少焊后矯正，為便于在焊接生產(chǎn)中使用工藝裝 備。要求焊接制品具有以下特征： （） 制品外形集合形狀盡可能規(guī)則、形式簡單，易于備料及實(shí)現(xiàn)機(jī)械化 焊接。 （） 制品品種應(yīng)盡可能少，同一制品幾何尺寸應(yīng)規(guī)格化、模數(shù)化和系列 化 二、焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類： 焊接產(chǎn)品種類

16、繁多，形狀尺寸各異，但焊接生產(chǎn)工藝裝備一般包括以下三 種： 1保持工件正確位置的； 2防止熱變形的； 3改善焊接操作相對位置的。 習(xí)慣上，將定位、壓夾、推拉等工藝裝備稱為夾具。裝配、焊接臺架，焊接 變位機(jī)等稱為胎架或裝置，但在實(shí)際生產(chǎn)中，他們的功能往往不是單一的。并 往往配合使用，成為專用焊接機(jī)床或生產(chǎn)流水線。 按照工藝裝備的功能有如下分類： 裝配用工藝裝備：這類工裝的主要任務(wù)的按產(chǎn)品圖紙和工藝上的要求， 把焊件中各零件或部件的相對位置，能準(zhǔn)確的固定下來。 主要包括：定位器及定位裝置、推拉裝置、壓夾器及裝配裝置、裝配臺架。 焊接工藝裝備：已點(diǎn)固好的焊件放在這類工裝完成新有焊縫的焊接。它 的主要

17、任務(wù)是防止焊接變形，并使處在各種位置的焊縫盡可能調(diào)到最利于施焊 的位置。主要包括： （1） 焊件操作機(jī)械（焊接變位機(jī)、焊接滾輪架、焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)） ； （2） 焊接機(jī)械（各種焊接機(jī)及焊接機(jī)器人） ； （3） 焊工操作機(jī)械； （4） 焊接輔助裝置（焊絲處理裝置、焊劑回收裝置、焊劑墊） 。 裝配焊接組合工藝裝備：在其上能完成整個焊件的裝配和焊接工作，它 兼具上述兩種工裝的性能； 裝配焊接輔助裝備 主要包括水壓、氣壓試驗(yàn)臺，運(yùn)行試驗(yàn)臺 檢驗(yàn)用工藝裝備： 按應(yīng)用范圍分 通用夾具：又稱萬能夾具，這類工裝無需調(diào)整或稍加調(diào)整就能適用不同 工件的裝配或焊接工作 專用工裝：只適用于某一工件的裝配或焊接，產(chǎn)品變換后，

18、該工裝即不 能再用。 按動力來源分類 手動：靠人力推緊、夾緊機(jī)構(gòu)，以及達(dá)到夾緊工件的目的。 氣動：又叫風(fēng)動，利用壓縮空氣做動力推動夾緊機(jī)構(gòu)，夾緊工件。 電動：利用電、磁為動力來夾持帶動工件。 按結(jié)構(gòu)形式分類： 伸臂式焊接變位機(jī)：適用于輕小焊件的翻轉(zhuǎn)變位，載重量一般不超過 1t ( 圖 1.2a) 座式焊接變位機(jī)：是應(yīng)用最光的一種焊接變位機(jī)，載重量一般為 1 至 50 t ( 圖 1. 2b ) 雙座式焊接變位機(jī)：有較高的穩(wěn)定性，使用于大型和重型工件的翻轉(zhuǎn)變 位，栽重量一般都在 50 t 以上。( 圖 1. 2c ) 三、焊接變位機(jī) 變位機(jī)是焊接用工藝裝備中的焊件操作機(jī)械，是一種最常見的支撐并帶

19、 動工件改變位置的工藝裝備。變位機(jī)一般可以實(shí)現(xiàn)兩種基本的動作： （1） 工作臺帶動工件繞工作臺的旋轉(zhuǎn)軸作正反 360 度的旋轉(zhuǎn)； （2） 工作臺面可以傾斜，有時工作臺的高度還可以升降，得到最佳的 焊接高度。變位機(jī)的夾持工件用的平面卡盤有各種運(yùn)動方案。他們的 共同特點(diǎn)是即能繞自身軸線回轉(zhuǎn)，又能繞另一軸線回轉(zhuǎn)。常用的有如 下三種： 圖 1.3a 是兩根轉(zhuǎn)軸互相垂直，并在一個平面內(nèi)，本設(shè)計是采用此運(yùn)動方案。 圖 1.3b 的兩根轉(zhuǎn)軸也在一個平面內(nèi)，但相互不垂直，卡盤在較大的空間中 轉(zhuǎn)動。 圖 1.3c 中兩根轉(zhuǎn)軸相互垂直，但不在一個平面內(nèi)，卡盤可以在兩個互相垂 直的平面上回轉(zhuǎn)。 圖 1.2 三種不同

20、結(jié)構(gòu)形式的變位機(jī) a b c 圖 1.3 變位機(jī)的三種運(yùn)動方案 a b c 變位機(jī)的結(jié)構(gòu)比較簡單，工作可靠，占地面積小，而且可以移動。使用變 位機(jī)可以焊簡體法蘭及各種開頭的框架、殼體、支架等開頭復(fù)雜，焊縫位置各 異，在其他胎架上施焊困難的零部件，從而可以大大提高勞動生產(chǎn)率和焊縫的 質(zhì)量。短焊縫多而且位置復(fù)雜的焊件，在變位機(jī)上施焊也十分有利。也可以在 變位機(jī)從事分割、堆焊、噴涂等作業(yè)，配以支承架，還可以當(dāng)做翻轉(zhuǎn)機(jī)，焊接 重量及長度較大的梁柱，構(gòu)架及筒節(jié)等。大型變位機(jī)的承載能可達(dá) 2000 噸，而 最小的只有幾公斤，適用范圍最廣。 變位機(jī)的工作臺一般是用電動機(jī)來驅(qū)動回轉(zhuǎn)并能調(diào)節(jié)速度，以便適用不同焊

21、 接方法與焊接參數(shù)，近年來，變位機(jī)中已有用液壓馬達(dá)來回轉(zhuǎn)工作臺的，小型 變位機(jī)可以用人力來驅(qū)動，但不易得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，不利于圓形焊縫的自動焊。 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可使焊縫處于俯焊或船形焊的位置，工作臺一般是圓形的，上有溝 槽，可以用螺栓及壓板來固定工件。大型變位機(jī)的工作臺為減輕自重常采用正 方形的，特殊需要時也可以設(shè)計成十字開頭或其他形狀。 選用變位機(jī)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）應(yīng)根據(jù)工件質(zhì)量，固定在工作臺上時重心的高度、重心的偏心距來選擇 適當(dāng)噸位的變位機(jī)。 （2）在變位機(jī)上焊接圓環(huán)焊縫時，應(yīng)根據(jù)工件直徑和焊接速度計算出工作臺 的回轉(zhuǎn)速度；如變位機(jī)僅用于工件的變位，工作臺回轉(zhuǎn)速度，如變位機(jī)僅用 于工件的變

22、位，工作臺回轉(zhuǎn)速度及翻轉(zhuǎn)速度應(yīng)根據(jù)工件的幾何尺寸和重量選 擇，對大重型的工件速度應(yīng)慢些。 （3）工作臺的翻轉(zhuǎn)速度一般不能調(diào)節(jié)，如傾翻時要進(jìn)行焊接工作，應(yīng)對變位 機(jī)提出特殊的要求。 （4）工作臺上應(yīng)該有連接焊接地線的裝置，且不受工作臺回轉(zhuǎn)的影響，不允 許焊接地線接在變位機(jī)架上，從而使焊接電流通過軸承等轉(zhuǎn)動零件。 （5）批量生產(chǎn)定型工件時，可選用具有程序控制性能的變位機(jī)。 （6）變位機(jī)只能使工件回轉(zhuǎn)，翻動，要使焊接過程自動化、機(jī)械化，還應(yīng)考 慮配用相應(yīng)的焊接操作機(jī)械。 隨著現(xiàn)代化科技的不斷應(yīng)用，焊接變位機(jī)目前已經(jīng)發(fā)展到了一個比較高級的 階段，焊接變位機(jī)已從簡單的手動、發(fā)展到現(xiàn)在的機(jī)電一體化自動設(shè)備

23、以及全 液壓的變位機(jī)，使變位機(jī)的適用性，精度、穩(wěn)定性和操作的方便靈活有了很大 的提高，從而得到了廣泛的應(yīng)有和，變位機(jī)可以配合各種自動焊、半自動焊和 手工電焊，通過其穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，精確的調(diào)速和方便靈活的操作，使工作臺實(shí)現(xiàn) 各種預(yù)定動作，從而使焊縫處于最佳位置進(jìn)行焊接，可以大大提高焊縫質(zhì)量， 減輕勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)率，使許多原本施焊十分困難的焊縫，現(xiàn)在變得輕而 易舉。 1.3 主要研究內(nèi)容主要研究內(nèi)容 1、伸臂式焊接變位機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計 2、伸臂式焊接變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)減速器的設(shè)計，其中包括：減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計 和參數(shù)的選擇、電動機(jī)型號的選擇 3、伸臂式焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計，其中包括：減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計和參 數(shù)的

24、選擇。 第第 2 章章 伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理及其技術(shù)性能伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理及其技術(shù)性能 2.2 伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理伸臂式焊接變位機(jī)的工作原理 本變位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)兩種預(yù)定動作，即工作臺的回轉(zhuǎn)和工作臺的翻轉(zhuǎn)，而且 要求能夠自鎖，所以在變位機(jī)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中都加了蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)以達(dá) 自鎖的目的 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理：電機(jī)轉(zhuǎn)動時，通過皮帶輪傳到二級蝸輪蝸桿減速器， 經(jīng)減速后，再經(jīng)過三級蝸輪蝸桿速器。三級蝸輪所在的軸也就是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的最 后輸出軸。從而使工作臺翻轉(zhuǎn)，由于采用了三級蝸輪蝸桿減速器，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu) 的自鎖。 工作臺的回轉(zhuǎn)工作原理如下： 電動機(jī)轉(zhuǎn)動，經(jīng)過 o 型三角皮帶傳動，帶動

25、蝸桿，蝸輪轉(zhuǎn)動（此蝸輪蝸桿 傳動兼有減速和自鎖兩種作用） ，從而達(dá)到二級減速。再經(jīng)過一對蝸輪蝸桿減速 （三級減速） ，最后輸出軸連接回轉(zhuǎn)平臺，回轉(zhuǎn)臺完成回轉(zhuǎn)工作。工作臺的轉(zhuǎn)速 是可調(diào)的，其調(diào)節(jié)是通過測速發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn)的。 2.3 焊接變位機(jī)的技術(shù)性能焊接變位機(jī)的技術(shù)性能 變位機(jī)為伸臂式焊接自動變位機(jī)，機(jī)器的自重為 0. 563 噸，允許工件的重 量是 0. 5 噸，載物臺是為邊長為 0.7 米的正方形載物臺，所以可以承載工件尺 寸 3001500 mm，重量不超 0. 5 噸的工件。 變位機(jī)的承載能力與工件重心至工作臺臺面的距離，回轉(zhuǎn)軸線的偏心距有 著密切關(guān)系，在變位機(jī)的設(shè)計額

26、定載重量技術(shù)數(shù)據(jù)為： 工作臺回轉(zhuǎn)速度 0.0341.03 轉(zhuǎn)/分 工作臺傾斜速度 0.051 轉(zhuǎn)/分 工作臺最大回轉(zhuǎn)力矩 750 nm 機(jī)重 0.563 kg 伸臂旋轉(zhuǎn)錐角 45 伸臂旋轉(zhuǎn)最大旋轉(zhuǎn)力矩 1100 nm 伸臂旋轉(zhuǎn)速度 0.72 轉(zhuǎn)/分 載重量 500 kg 10工作臺面最大高度 1297 m m 注： 伸臂式焊接變位機(jī)的臂旋轉(zhuǎn)時在空間的軌跡為一錐面，因此，在改 變工件傾斜位置時，將伴隨有工件的升高或下降。 為了防止側(cè)向傾覆以及不使整個機(jī)構(gòu)尺寸過大，伸臂式焊接變位機(jī)主要 用于手工焊和筒形工件的環(huán)縫自動焊。 該焊接變位機(jī)在工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中有測速發(fā)電機(jī)和導(dǎo)電裝置，前者可 進(jìn)行速度反饋，

27、使工作臺能以穩(wěn)定的焊速回轉(zhuǎn)，以便獲得優(yōu)良的焊縫成型，后 者可防止焊接電流通過軸承、齒輪等傳動零件時起弧，產(chǎn)生“咬傷”零件的現(xiàn) 象。 在本設(shè)計的變位中，工作臺的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了三級蝸輪蝸桿減速，整體結(jié) 構(gòu)較為緊湊，并裝有測速發(fā)電機(jī)和導(dǎo)電裝置，有利于獲得優(yōu)良焊縫成型，保證 設(shè)備的精度和使用壽命，在工作臺傾斜機(jī)構(gòu)上，裝有兩個行程開關(guān)，當(dāng)工作臺 超過傾斜極限位置時，可以立即停機(jī)，以免發(fā)生事故。無論是回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)還是翻 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，都裝有皮帶傳動和蝸桿傳動，它們除可以減速外，皮帶傳動還有減震 和過載保護(hù)的作用，蝸桿傳動有自鎖作用，這對保證變位機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和平穩(wěn)和 安全作業(yè)都很有利。該變位機(jī)的回轉(zhuǎn)總成布局合理，在工作

28、臺上未安放工件時 其重心位于傾斜軸線的一側(cè)，安放工件后，綜合重心將移近或移到傾斜軸線的 另一側(cè)，使工作臺無論在有載還是無載的情況下，重心新形成的傾斜力矩變化 不大，因此可以減小傾斜機(jī)構(gòu)的驅(qū)動功率。 第第 3 章伸臂式焊接變位機(jī)的設(shè)計章伸臂式焊接變位機(jī)的設(shè)計 3.1 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的設(shè)計。伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的設(shè)計。 3.1.13.1.1 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的傳動方案簡圖：伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的傳動方案簡圖： 圖 3.1 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器傳動方案 3.1.2 選擇電動機(jī)：選擇電動機(jī)： 在電動機(jī)的選擇過程中，主要考慮電動機(jī)的容量（額定功率） 。電動機(jī)的 容量（額定功率）選的合適與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。

29、容量小 于工作要求，則不能保證機(jī)器正常工作，或使電動機(jī)長期過載、發(fā)熱而過早損 壞。容量過大則電動機(jī)價格高，能力有不能充分利用。由于經(jīng)常不在滿載下運(yùn) 行，效率和功率因數(shù)都很低，造成很大浪費(fèi)。 電動機(jī)的容量主要根據(jù)運(yùn)行是發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電動 機(jī)發(fā)熱不超過許用溫度的最大功率。滿載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時的電 機(jī)轉(zhuǎn)速。同一類型的電動機(jī)按照額定功率和轉(zhuǎn)速的不同，具有一系列型號。對 于長期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選電動機(jī)的額定功率 ed p 應(yīng)該大于等于電動機(jī) 所需要的功率 d p，即 ded pp。電動機(jī)所需的輸出功率為： kw p p w d 其中： w p為工作機(jī)要求的輸入功率，

30、kw，為有電動機(jī)至工作機(jī)的總效率。 根據(jù)要求伸臂旋轉(zhuǎn)速度為min/72 . 0 r，伸臂最大回轉(zhuǎn)力矩為mn.1100。 由公式得： 。 由電動機(jī)至工作機(jī)的總效率按照下式計算： 43 3 21 其中： 1 帶傳動的效率。 2 軸承的效率。 3 第一級蝸輪蝸桿傳動的效率。 4 第二級蝸輪蝸桿傳動的效率。 所以： 所以： 查機(jī)械設(shè)計手冊第五卷選得電動機(jī) 4801 y，其額定功率kw55 . 0 ，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 1380r/min。 3.1.3 確定傳動比：確定傳動比： 根據(jù)電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 m n和工作機(jī)轉(zhuǎn)速 w n即可確定傳動裝置的總傳動 比 接下來面臨的問題就是如何合理的

31、分配各級傳動比。合理分配傳動比，是 傳動裝置設(shè)計中的一個重要問題，它將直接影響到傳動裝置的外廓尺寸、重量、 潤滑以及減速器的中心距等很多方面。分配傳動比主要考慮以下幾點(diǎn)： 1、各級傳動的傳動比最好在推薦范圍內(nèi)選取，不應(yīng)超過其允許的最大值。 2、應(yīng)充分發(fā)揮各級傳動比的承載能力，注意使各級傳動件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻 合理，避免各零件的干涉及安裝不便。 3、應(yīng)考慮帶傳動的傳動比大小對總體結(jié)構(gòu)的影響，如果傳動比過大則大帶輪直 徑過大與減速器總體尺寸相比不協(xié)調(diào)，甚至與機(jī)座相干涉。 4、應(yīng)使傳動裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。 5、傳動比分配還要考慮載荷性質(zhì)。 綜合考慮以上各因素，選帶傳動的傳動比2i。 kw r

32、mn pw083 . 0 9550 min/72 . 0 .1100 kw nt p ww w 9550 kw kwp p w d 18 . 0 47 . 0 083. 0 1917 min/72 . 0 min/1380 r r n n i w m 47 . 0 70 . 0 75 . 0 98 . 0 95 . 0 3 43 3 21 對于兩級蝸桿減速器，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使 12 2aa ，這時可取iii 21 。 所以取第一級蝸輪蝸桿的傳動比為 20.5，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為 48。 傳動裝置的實(shí)際傳動比由于受到各種因素的影響，因而與要求的傳動比常 有一定的誤差，一般情況下，所選用

33、的傳動比應(yīng)使工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與要求的 轉(zhuǎn)速的相對誤差在%5范圍內(nèi)即可。設(shè)帶傳動的傳動比為 1 i，第一級（高速級） 蝸輪蝸桿的傳動比為 2 i，第二級（低速級）蝸輪蝸桿的傳動比為 3 i。 則工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 而： 所以此傳動比選擇合適。 3.1.4 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)： 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。 它們是進(jìn)行傳動設(shè)計的重要依據(jù)。 （1）傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）： 3 nnw （2）各軸輸入功率 p（kw）： kwkwpp d 51 . 0 98. 095 . 0 55. 0 211 kwkwpp376

34、.075 . 0 98 . 0 51 . 0 3212 kwkwpp26 . 0 70 . 0 89 . 0376 . 0 4223 3 ppw （3）各軸轉(zhuǎn)矩 t（nm）： ； min/7 . 0 48 5 . 202 min/1380 321 r r iii n n m %5%68 . 2 %100 min/72 . 0 min/7 . 0min/72 . 0 r rr min/690 2 min/1380 0 1 r r i n n m min/66.33 5 . 20 min/690 12 1 2 r r i n n min/7 . 0 48 min/66.33 23 2 3 r r

35、i n n mn r kw n p t.7 min/690 51 . 0 95509550 1 1 1 mn r kw n p t.7 .106 min/66.33 376 . 0 95509550 2 2 2 mn r kw n p t.3547 min/7 . 0 26 . 0 95509550 3 3 3 3 ttw 3.1.5 v 帶輪的設(shè)計計算帶輪的設(shè)計計算: : （1） 確定設(shè)計功率 d p: pkp ad 查工具書可知3 . 1 a k,則kwkwpd715 . 0 55 . 0 3 . 1。 （2） 選擇 v 帶型號： 對結(jié)構(gòu)尺寸無嚴(yán)格要求，可選普通 v 帶。根據(jù) d p和 1

36、 n，查工具書選擇 z 型 v 帶。 （3） 選擇帶輪直徑 21,d d： 由工具書查得 z 型 v 帶最小直徑mm50dmin，應(yīng)使 min1 dd ，考慮小帶 輪轉(zhuǎn)速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又沒有特別限制，取mmd70 1 。 驗(yàn)算帶速， 所以：mmdid140702 112 ， 2 d符合工具書推薦的基準(zhǔn)直徑，故： 帶輪選擇合適。 （4） 確定中心距a和帶長 ld： 設(shè)計條件中沒有限制中心距，故可初選中心距 0 a。 由式)dd(2a)dd(7 . 0 2d1d02d1d 得 420147 0 a 初選 0 a370mm，則帶長： 查工具書圓整mmld1120 于是中心距 a 0 a+， a

37、的調(diào)整范圍： （5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1 ： 1208 .169 3 . 57 )( 180 12 1 a dd 所以中心距選擇合適。 smsm rmmnd v/5/1 . 5 100060 min/138070 100060 11 )(1073 3704 )70140( )14070( 2 3702 4 )( )( 2 2 2 0 2 21 210 mm a dd ddald mm5 .393 2 10731120 370 2 lld d mmlaa mmlaa d d 42003 . 0 , 6 . 376015 . 0 max min （6） 確定 v 帶根數(shù) z： 查工具書得： 查工具

38、書得： 0 p0.3kw，) 1 1 ( 10 i b k nkp, 查工具書得： b k0.173410 3 ， i k1.1373，則 0 p0.03kw。 查工具書得： k0.96， l k1.11， 帶入計算公式得：， 選 z2， 符合推薦輪槽數(shù)。 （7） 確定初拉力 0 f： 查工具書得： 2d 0 qv) 1 k 5 . 2 ( zv p 500f 查工具書得：q0.06kg/m, 帶入公式得： （8） 作用于軸上的壓力q： 查工具書得：。 （9） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)選擇 v 帶的類型（z 型）查工具書的得以下參數(shù)： 表 3.1 項目符號1 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬） p b8.5 基準(zhǔn)線上

39、槽深 mina h2.0 基準(zhǔn)線下槽深 minf h7.0 槽間距e3 . 012 第一槽對稱面 至端面的距離 f18 最小輪緣厚 min 5.5 帶輪寬bfezb2) 1( 外徑 w d aw hdd2 輪槽角 o 34 以大帶輪結(jié)構(gòu)如圖 3.2： l00 d kk)pp( p z 04. 2 11 . 1 96. 0)029. 03 . 0( 715. 0 z n f 58 1 . 506 . 0 ) 1 96 . 0 5 . 2 ( 1 . 52 715 . 0 500 2 0 nzfq o 231 2 8 . 169 sin5822 2 sin2 1 0 圖 3.2 大帶輪結(jié)構(gòu) 3.1

40、.6 高速級蝸輪蝸桿設(shè)計：高速級蝸輪蝸桿設(shè)計： （1） 材料選擇：由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)較為重要，選蝸桿材料 20cr. 表面淬火，硬度 4550hrc；選蝸輪材料 zcusn10pb1，金屬模鑄造。 （2） 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 7 22 1023 . 3 1600066.336060 h lnn， 查工具書得mpa40 ,mpa220 ofoh ，則 （3） 選擇齒數(shù) 21 z,z ： 根據(jù)傳動比49.20 2 1 n n i參考工具書 1 z2，則98.40 12 izz。 取41 2 z，實(shí)際傳動比 （4） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計： 查工具書得： 查工具書得：載荷系數(shù) k k

41、kk va 查工具書得：1 . 1 a k。 由于 2 n較低，估計smn/3 2 取, 1 . 1kv 由于載荷平穩(wěn)，通過磨合可以改善偏載程度，所以取, 2 . 1k 所以載荷系數(shù) k21 . 1 11 . 11 . 1 kkk va ， 而mnt7 .106 2 ，查得 e zmpa155 ，則 按照接觸強(qiáng)度要求: 查工具書可選出 m3mm， 1 d37mm，2z1，q12.3，41 2 z， 638111 。 則mmmzd123 22 中心距mmzq m a80)( 2 2 。 （5） 驗(yàn)算初設(shè)參數(shù)： 原估計smn/3 2 ，選, 1 . 1kv合適。 （6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： m

42、pa n y mpa n z ofofnf ohohnh 6 .47 10 ,190 10 2 6 9 2 7 8 5 . 20 2 41 i 2 h2 e 21 2 ) z z (kt9dm 332 1 2 327) 19041 155 (10670021 . 1 9mmmmdm sm nd v/217 . 0 100060 66.33123 100060 22 2 查工具書得： 蝸輪當(dāng)量齒數(shù)43 cos3 2 2 z zv，于是查得齒形系數(shù) 2fa y2.38， 而， 帶入計算式可得 滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，所以傳動件選擇合適。 （7） 蝸輪蝸桿幾何尺寸的計算 蝸桿齒頂圓直徑：，mmhdd

43、 aa 432 111 蝸桿齒根圓直徑： mmhdd ff 8 . 292 111 蝸桿齒寬： mmzmb4715 . 2 21 ； 蝸輪頂圓直徑： ，mmhdd aa 1292 222 蝸輪齒根圓直徑： mmhdd ff 8 . 1152 222 蝸輪齒寬： mmdb 4 . 28 2 sin 12 ， 蝸輪喉圓半徑：mm d ar a g 5 .21 2 2 2 ， 3.1.7 低速級蝸輪蝸桿設(shè)計：低速級蝸輪蝸桿設(shè)計： （1） 材料選擇：由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)較為重要，選蝸桿材料 20cr, 表面淬火，硬度 4550hrc；選蝸輪材料 zcusn10pb1，金屬模鑄造。 （2） 確定許用應(yīng)

44、力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 5 22 1072. 6160007 . 06060 h lnn， 查工具書得mpa40 ,mpa220 ofoh ，則 （3） 選擇齒數(shù) 21 z,z ： 參考工具書 1 z1，則48 12 izz。 （4）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計： 查工具書得： 2 h2 e 21 2 ) z z (kt9dm 查工具書得：載荷系數(shù) k kkk va 查工具書得：1 . 1 a k。 由于 2 n較低，估計smn/3 2 取, 1 . 1kv 由于載荷平穩(wěn)，通過磨合可以改善偏載程度，所以取, 2 . 1k 所以載荷系數(shù) k21 . 1 11 . 11 . 1 kkk va ， f 21

45、 2 2fa2 f zdm yykt6 . 1 ff mpampa 4 . 32 41379 9 . 038 . 2 10670021 . 1 6 . 1 9 . 0 120 1 y mpa n y mpa n z ofofnf ohohnh 2 . 73 10 ,308 10 2 6 9 2 7 8 mmdb55 2 sin 12 而mnt 3547 2 ，查得 e zmpa155 ，則 按照接觸強(qiáng)度要求： 查工具書可選出 m6mm， 1 d72mm，2z1，q12，48 2 z， 638111 。 則mmmzd288 22 中心距mmzq m a180)( 2 2 。 （5） 驗(yàn)算處設(shè)參數(shù)

46、： 原估計smn/3 2 ，選, 1 . 1kv合適。 （6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 查工具書得： 蝸輪當(dāng)量齒數(shù)50 cos3 2 2 z zv，于是查得齒形系數(shù) 2fa y2.33， 而， 帶入計算式可得 滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，所以傳動件選擇合適。 （7） 蝸輪蝸桿幾何尺寸的計算 蝸桿齒頂圓直徑：，mmhdd aa 842 111 蝸桿齒根圓直徑： mmhdd ff 6 . 572 111 蝸桿齒寬： mmzmb10515 . 2 21 ； 蝸輪頂圓直徑： ，mmhdd aa 3002 222 蝸輪齒根圓直徑： mmhdd ff 6 . 2732 222 蝸輪齒寬： ， 蝸輪喉圓半徑：，

47、 3.1.8 軸的校核：軸的校核： 由上述計算可知對于伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的三根軸來說，輸出軸 3 軸承受的扭 矩最大，而 1 軸和 2 軸所承受的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 3 軸所承受的扭矩。所以，在軸 的校核過程中只需校核 3 軸。 設(shè)： t f為圓周力， r f為徑向力， a f為軸向力。則查工具書得公式： 其中：mnt. 7 . 106 1 mnt.3547 2 mnd.72 1 mnd.288 2 o 20 332 1 2 9 . 2451) 30848 155 (354700021 . 1 9mmmmdm sm nd v/01. 0 100060 7 . 0288 100060 22 2 f 21

48、2 2fa2 f zdm yykt6 . 1 ff mpampa 5 . 62 487236 9 . 033 . 2 354700021 . 1 6 . 1 9 . 0 120 1 y mm d ar a g 36 2 2 2 1 1 12 2 d t ff ta 2 2 12 2 d t ff at tgfff trr212 代入公式得： 3 軸受力如圖： (a) 其中： 單獨(dú)考慮 2r f作用： (b) 對 b 點(diǎn)取矩建立平衡方程：mmknmmf10695 . 8 360 1 解得： knf645. 2 1 對 a 點(diǎn)取矩建立平衡方程：mmknmmf25495 . 8 360 2 解得：

49、knf315 . 6 2 驗(yàn)算 1 f、 2 f：knknknff96 . 8 315 . 6 645 . 2 21 彎矩圖如圖： kn mm mn d t ff ta 96 . 2 72 . 7 . 10622 1 1 12 kn mm mn d t ff at 6 . 24 288 .354722 2 2 12 kntgkntgfff o trr 95 . 8 20 6 . 24 212 mn mm knm mnmx .24.426 2 288 96 . 2 .3547 (c) 單獨(dú)考慮m作用： (d) 對 b 點(diǎn)取矩建立平衡方程：mnmmf.24.426360 1 解得：knf184 .

50、 1 1 對 a 點(diǎn)取矩建立平衡方程：mnmmf.24.426360 2 解得：knf184 . 1 2 驗(yàn)算 1 f、 2 f：knknknff0184. 1184. 1 21 彎矩圖如圖： (e) 由以上各圖可知： 危險截面處的最大彎矩：mnmnmnm.94.794.54.125.4 .669 根據(jù)第四強(qiáng)度理論得： 。 其中：w為抗彎截面系數(shù)。 對于空心軸， 其中 代入公式得： 所以 3 軸安全。 75 . 0 1 22 x mm w 32 )( 33 dd w mmdmmd50,85 77.209354775 . 0 )94.794( )5085( 32 75 . 0 1 22 33 2

51、2 mpamm w x 3.1.9 軸承壽命的計算軸承壽命的計算 由于減速機(jī)構(gòu)采用了蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)，所以軸承得能夠承受一定的軸向力， 選用圓錐滾子軸承。 （1）求軸承內(nèi)部的附加力 如圖所示： 求附加力的公式為：s=r/（2y） ， 由設(shè)計手冊查得: y1=1.4，e1=0.42，y2=1.7，e2=0.35 所以 （2）求軸承的軸向載荷： 因?yàn)閚nnnsfa5 .2205 2 . 347829602 .518 1 所以說軸承 1 放松=518.2n，軸承 2 壓緊=3478.2n 所以動量載荷84.4173)02 .34781 (2 . 1)(ayaxrfp p （3）計算軸承壽命： 所以軸承

52、壽命足夠。 3.1.10 較核軸上的鍵的強(qiáng)度：較核軸上的鍵的強(qiáng)度： 在整個減速器的傳動軸中，只有 3 軸受的扭矩最大，所以只需要校核此軸 上的鍵的強(qiáng)度就足夠了，此軸的軸徑為 85mm，鍵的規(guī)格為801422，鍵的 受力如下圖所示： , 2 . 518 4 . 12 1451 2 1 1 1 n y r s , 5 . 2205 7 . 12 7499 2 2 2 2 n y r s h p c n lh 8 3 10 366 1062 . 1 ) 84.4173 10 2 . 79 ( 7 . 060 10 )( 60 10 圖 3.4 鍵的強(qiáng)度校核 首先校核鍵的剪切強(qiáng)度。將平鍵沿 n-n 截

53、面分成兩部分，并把 n-n 以下部 分和軸作為一個整體來考慮如圖所示，因?yàn)榧僭O(shè)在 n-n 截面上的剪切力均勻分 布，所以 n-n 截面上的剪切力為: blafq 對軸心取矩，由平衡方程: 0 o m得: 所以有 由此可見平鍵滿足剪切強(qiáng)度。 其次校核鍵的擠壓強(qiáng)度?？紤]鍵在 n-n 截面以上部分的平衡，在 n-n 截面 上的剪力為： ssbssbbs lb h af 2 ， 投影水平方向，由平衡方程得： 因此求得：149 14 42.472222 bsbs mpa h b 不滿足擠壓強(qiáng)度條件, 所以在此處用雙鍵以增加強(qiáng)度。 3.2 伸臂式焊接變位機(jī)工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計伸臂式焊接變位機(jī)工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

54、的設(shè)計 3.2.1 總體傳動方案簡圖：總體傳動方案簡圖： 圖 3.5 總體傳動方案簡圖 bsbsq l h blff 2 或 eq m d bl d f 22 42.47 10858022 354722 9 mpa bld me 3.2.2 選擇電機(jī)：選擇電機(jī)： 對于長期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選電動機(jī)的額定功率 ed p 應(yīng)該大 于等于電動機(jī)所需要的功率 d p，即 ded pp。電動機(jī)所需的輸出功率為： kw p p w d w p為工作機(jī)要求的輸入功率，kw，為有電動機(jī)至工作機(jī)的總效率。 根據(jù)要求工作臺回轉(zhuǎn)速度為min/105. 0r，工作臺最大回轉(zhuǎn)力矩為mn.750。 由公式得： 。 由

55、電動機(jī)至工作機(jī)的總效率按照下式計算： 43 3 21 其中： 1 帶傳動的效率。 2 軸承的效率。 3 第一級蝸輪蝸桿傳動的效率。 4 第二級蝸輪蝸桿傳動的效率。 所以： 47 . 0 70 . 0 75 . 0 98 . 0 95 . 0 3 43 3 21 所以： 查機(jī)械設(shè)計手冊第五卷選的電動機(jī)12 2 z，其額定功率kw6 . 0，額定轉(zhuǎn)速 1500r/min。 3.2.3 確定傳動比：確定傳動比： 根據(jù)電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 m n和工作機(jī)轉(zhuǎn)速 w n即可確定傳動裝置的總傳動比： 1500 min/1 min/1500 r r n n i w m 選帶傳動的傳動比85 . 1 i。 對于兩級蝸

56、桿減速器，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使 12 2aa ，這時可取 iii 21 。所以取第一級蝸輪蝸桿的傳動比為 17，第二級蝸輪蝸桿的傳動比 為 48。 傳動裝置的實(shí)際傳動比由于受到各種因素的影響，因而與要求的傳動比常 有一定的誤差，一般情況下，所選用的傳動比應(yīng)使工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與要求的 轉(zhuǎn)速的相對誤差在%5范圍內(nèi)即可。設(shè)帶傳動的傳動比為 1 i，第一級蝸輪蝸桿 的傳動比為 2 i，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為 3 i。 則工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 min/99 . 0 481785 . 1 min/1500 321 r r iii n n m kw rmn pw079 . 0 9550 min/1.750 k

57、w nt p ww w 9550 kw kwp p w d 16. 0 47 . 0 079 . 0 而： %5%1%100 min/1 min/99 . 0 min/1 r rr 所以該傳動比選擇合適。 3.2.4 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)： 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。 它們是進(jìn)行傳動設(shè)計的重要依據(jù)。 （1）傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速 n（r/min）： 3 nnw （2）各軸輸入功率 p（kw）： kwkwpp d 56 . 0 98 . 0 95 . 0 6 . 0 211 kwkwpp41.075. 098 . 0 56

58、. 0 3212 kwkwpp28 . 0 70 . 0 89 . 014 . 0 4223 3 ppw （3）各軸轉(zhuǎn)矩 t（nm）： ； 3 ttw 3.2.5 v 帶輪的設(shè)計計算帶輪的設(shè)計計算: （1）確定設(shè)計功率 d p: pkp ad 查工具書可知3 . 1 a k,則kwkwpd78 . 0 6 . 03 . 1。 （2）選擇 v 帶型號： 對結(jié)構(gòu)尺寸無嚴(yán)格要求，可選普通 v 帶。根據(jù) d p和 1 n，查工具書選擇 z 型 v 帶。 （3）選擇帶輪直徑 21,d d： 由工具書查得 z 型 v 帶最小直徑mm50dmin，應(yīng)使 min1 dd ，考慮小帶輪轉(zhuǎn) 速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又

59、沒有特別限制，取mmd72 1 。 驗(yàn)算帶速， smsm rmmnd v/5/65. 5 100060 min/150072 100060 11 mn r kw n p t.6 . 6 min/811 56 . 0 95509550 1 1 1 mn r kw n p t. 1 . 82 min/ 7 . 47 41. 0 95509550 2 2 2 mn r kw n p t.2701 min/99 . 0 28 . 0 95509550 3 3 3 min/811 85 . 1 min/1500 0 1 r r i n n m min/ 7 . 47 17 min/811 12 1 2

60、r r i n n min/99 . 0 48 min/7 .47 23 2 3 r r i n n 選擇合適。 所以：mmdid1337285. 1 112 （4）確定中心距a和帶長 ld： 設(shè)計條件中沒有限制中心距，故可初選中心距 0 a。 由式)dd(2a)dd(7 . 0 2d1d02d1d 得 410 5 . 143 0 a 初選 0 a160mm，則帶長 查工具書圓整mmld710 于是中心距 a 0 a+， a 的調(diào)整范圍： （5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1 ： 所以中心距選擇合適。 （6） 確定 v 帶根數(shù) z： 查工具書得： 查工具書得： 0 p0.38kw，) 1 1 ( 10