0.5噸液壓伸臂式焊接變位機設(shè)計（全套圖紙）

1、原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 0.5 噸液壓伸臂式焊接變位機設(shè)計摘 要焊接變位機運動系統(tǒng)的設(shè)計是焊接變位機方案設(shè)計的核心內(nèi)容，而焊接變位機運動自由度的確定是其前提條件。焊接變位機的關(guān)鍵是對變位機進行最佳位置焊接所需要的運動自由度的設(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械裝置。伸臂式焊接變位機是應(yīng)用最廣泛的一種焊接變位機，載重量一般不超過 1 噸。伸臂式焊接變位機的主體部分是翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、底座。其設(shè)計的主要內(nèi)容包括：0.5 噸液壓伸臂式焊接變位機的機械結(jié)構(gòu)、箱體、回轉(zhuǎn)機構(gòu)等的機械設(shè)計、裝配圖和零件圖

2、設(shè)計。對傾斜和轉(zhuǎn)動方式、傳動方式等可采用不同的設(shè)計方案。整個機械系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，操作方便、經(jīng)濟適用。編寫相應(yīng)的設(shè)計說明書。關(guān) 鍵 詞：伸臂式、焊接、變位機、液壓。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 design of 0.5 tons of hydraulic outriggers welding positionerabstractabstract is the welding dislodgement machine kinematic scheme design is the core content of the welds dislodgement machin

3、e 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 dislodgement machine is rotati

4、ng 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 generally does not surpass one

5、ton. the stretching arm-welding dislodgement machine main body part is turning over the organization, rotation organization, foundation. the design of the main contents include: 0.5 tons of hydraulic outriggers welding positioner mechanical structure, cabinet, rotating mechanism such as mechanical d

6、esign, assembly and part design plans. tilt and rotation on the way, transmission methods can be a different design. the mechanical system should be simple, reliable, easy, affordable. the preparation of the corresponding design specification.key word: cantilever ,welding ,positioner, hydraulic.原創(chuàng)通過

7、答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 目 錄前 言.1第 1 章 課題簡介及焊接變位機發(fā)展史.51.1 焊接變位機械的分類 .51.2 焊件變位機械 .5第 2 章 焊接變位機的總體方案設(shè)計.102.1 總體方案的確定 .102.2 選擇傳動機構(gòu)類型 .102.3 傳動方案框圖 .11第 3 章 液壓馬達(dá)、電機的和傳動裝置動力參數(shù)計算.123.1 液壓馬達(dá)的選用 .123.1.1 回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計參數(shù) .123.1.2 液壓馬達(dá)的計算 .123.1.3 液壓馬達(dá)的輸出功率 .133.1.4 選擇液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 .133.2 電動機的選用 .133.3 傳動機構(gòu)的總傳動比及其分配 .1

8、4第 4 章 回轉(zhuǎn)軸與傾斜軸的設(shè)計.154.1 回轉(zhuǎn)軸的設(shè)計及校核 .154.1.1.選擇軸的材料.154.1.2.回轉(zhuǎn)軸的強度計算.164.2 回轉(zhuǎn)軸上的軸承壽命校核 .194.2 .1 回轉(zhuǎn)軸上軸承的選擇 .194.2 .2 回轉(zhuǎn)軸上軸承的校核 .194.3 傾斜軸的設(shè)計及校核 .204.3.1 選擇軸的材料 .204.3.2. 軸的強度計算.21第 5 章 傾斜軸上鍵的選擇及校核.24原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 結(jié) 論.25致謝.27原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 原創(chuàng)通過答

9、辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 1前前 言言焊接作為一種制造技術(shù)，是適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，以現(xiàn)代工業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，并且直接服務(wù)于機械制造工業(yè)。焊接技術(shù)的發(fā)展與制造工業(yè)的需要緊密相關(guān)。一般工業(yè)先進國家，鋼產(chǎn)量的 50%左右需采用焊接工藝才能形成產(chǎn)品，在石油化工、礦山冶金、金屬結(jié)構(gòu)、起重運輸、水陸交通、航天航空、橋梁建筑、電力能源等機械制造部門，焊接都有重要而廣泛的應(yīng)用。許多設(shè)備中的大型結(jié)構(gòu)，幾乎都是焊接結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴大，焊接結(jié)構(gòu)正朝著超大型、高容量、高參數(shù)、耐磨、耐蝕、耐低溫、耐動載的方向發(fā)展。這就不僅需要為焊接生產(chǎn)提供各種性能優(yōu)異的焊接工裝設(shè)

10、備，使焊接生產(chǎn)實現(xiàn)機械化和自動化，減少人為因素的干擾，達(dá)到保證和穩(wěn)定焊接質(zhì)量、改善焊工勞動條件、提高生產(chǎn)率、促進文明生產(chǎn)的的目的1,2。在人類社會步入二十一世紀(jì)的今天，焊接已經(jīng)進入了一個嶄新的發(fā)展階段。當(dāng)今世界的許多最新科研成果、前沿技術(shù)和高新技術(shù)，諸如：計算機、微電子、數(shù)字控制、信息處理、工業(yè)機器人、激光技術(shù)等，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于焊接領(lǐng)域，這使得焊接的技術(shù)含量得到了空前的提高，并在制造過程中創(chuàng)造了極高的附加值。焊接已成為最流行的連接技術(shù)3-4 。在焊接生產(chǎn)中，經(jīng)常會遇到焊接變位機及選擇合適的焊接位置的情況，針對這些實際需要，我們設(shè)計研制了焊接變位機，它可以通過工作臺的回轉(zhuǎn)和傾斜，使焊縫處于易

11、焊位置。焊接變位機與焊接操作機配合使用，可以實現(xiàn)焊接的機械化、自動化，提高焊接的效率和焊接質(zhì)量。焊接變位機可以應(yīng)用于化工、鍋爐、壓力容器、電機電器、鐵路交通、冶金等工業(yè)部門的自動焊接系統(tǒng)。在現(xiàn)代加工和制造過程中，焊接變位機已悄然成為了一種不可或缺的設(shè)備，其作用越來越突出。特別是近十年來，這一產(chǎn)品在我國工程機械行業(yè)有了大的發(fā)展，獲得了廣泛地應(yīng)用。各種機械產(chǎn)品和機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)件大多數(shù)都很復(fù)雜，尤其是各種機械的主要關(guān)鍵不為，其焊接質(zhì)量的好壞直接影響整機性能。而選擇合適的變位機能提高焊接質(zhì)量及生產(chǎn)效率，降低工人的勞動強度及生產(chǎn)成本，加強安全文明生產(chǎn)，有利于現(xiàn)場管理。特別是入世的沖擊，機械市場競爭已經(jīng)變

12、得越原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 2來越激烈，國內(nèi)企業(yè)必須適應(yīng)形勢，通過對焊接變位機等基礎(chǔ)設(shè)備加大投入以達(dá)到生產(chǎn)能力的革命性成長。因此，近年來焊接變位機得到國內(nèi)工程機械行業(yè)的廣泛共識，對這方面的投入都在加大2-3。一、國內(nèi)外同類設(shè)計（或同類研究）的概況綜述：在我國，焊接變位機的地位越來越重要，在焊接領(lǐng)域把它劃為焊接輔機。近十年來，這一產(chǎn)品在我國工程機械行業(yè)，有了較大的發(fā)展，獲得了廣泛的應(yīng)用。就型式系列和品種規(guī)格而言，已問世的約有十余個系列，百余品種規(guī)格，正在形成一個小行業(yè)。在國際上，焊接變位機包括各種功能的產(chǎn)品在內(nèi)，有百余系列。在技術(shù)上有普通型的，有無隙傳動伺服控制

13、型的；產(chǎn)品的額定負(fù)荷范圍，達(dá)到0.1kn18000kn?？梢哉f，焊接變位機是一個品種多，技術(shù)水平不低，小、中、大發(fā)展齊全產(chǎn)品。現(xiàn)在我國生產(chǎn)焊接變位機的廠家已經(jīng)不少，大都不成規(guī)模。以變?yōu)闄C為主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展起來的企業(yè)，尚未形成。天津鼎盛公司工程機械有限公司、無錫市陽通機械設(shè)備有限公司、長沙海普公司、威達(dá)自動化設(shè)備有限公司等單位生產(chǎn)的變位機在國內(nèi)占有較大市場。到 2000 年，國內(nèi)已開發(fā)的變位機產(chǎn)品約 70 余種規(guī)格。以下簡單介紹這些變位機的基本型式。以上基本型產(chǎn)品發(fā)展了 17 個系列，主要為普通型，用于手把焊。此外還有調(diào)速型、聯(lián)控型和機器人配套型產(chǎn)品。與焊接機器人配套用的變位機，開發(fā)了十余個品種。包

14、括：工位變換機，如，立式雙工位、四工位、八工位變位機，雙座單回轉(zhuǎn)式八工位和傾翻回轉(zhuǎn)式雙工位變位機等；與機器人配套焊接變位機，如，傾翻-回轉(zhuǎn)伺服傳動式、雙座單回轉(zhuǎn)伺服傳動式。多軸單回轉(zhuǎn)伺服傳動式等。一般來說生產(chǎn)焊接操作機、滾輪架、焊接系統(tǒng)及其他焊接設(shè)備的廠家，大都生產(chǎn)焊接變位機；生產(chǎn)焊接機器人的廠家，大都生產(chǎn)機器人配套的焊接變位機。但是以焊接變位機為主導(dǎo)產(chǎn)品的企業(yè)，非常少見。德國 severt 公司，美國 aroson公司，我國天津鼎盛公司工程機械有限公司等，算是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機的企業(yè)。德國的 cloos、奧地利 igm、日本松下機器人公司等，都生產(chǎn)伺服控制與機器人配套的焊接變位機。他們

15、的產(chǎn)品，我國都有引進，其中以 esab 公司的較多，蘭州石油化工機器廠為了核電站反應(yīng)容器的生產(chǎn)的 30t 焊接變位機；四川東方鍋爐廠為了核電站反應(yīng)容器的生產(chǎn)，1997 年也從該公司引進了 100t 的焊接變位機，長春焊機廠還從日本引進了生產(chǎn)焊接變位機的技術(shù)1,4-5。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 3焊接變位機以其獨特的性能，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。焊接變位機在實際應(yīng)用中呈現(xiàn)出如下主要特點：1) 焊件變位機械和焊機變位機械有較寬的調(diào)速范圍,穩(wěn)定的焊接運行速度,以及良好的結(jié)構(gòu)剛度。2) 對尺寸和形狀各異的焊件，有一定的適用性。3) 在傳動鏈中，具有一級反行

16、程自鎖傳動，以免動力源突然切斷時，焊件因重力作用而發(fā)生事故。4) 與焊接機器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊件機械，視焊件大小和工藝方法的不同，其到位精度和運行軌跡精度能控制在 0.12mm 之間，最高精度可達(dá) 0.01mm。5) 回程速度快，能避免產(chǎn)生沖擊和振動。6) 有良好的接電、接水、接氣設(shè)施，以及導(dǎo)熱和通風(fēng)性能。7) 整個結(jié)構(gòu)有良好的密閉性，以免焊接飛濺物的損傷，對散落在其上的焊渣、藥皮等應(yīng)易清除。8) 焊接機械有聯(lián)動控制接口和相應(yīng)的自保護功能，以便集中控制和相互協(xié)調(diào)動作。9) 工作臺面上刻有安裝基線，并設(shè)有安裝槽孔，能方便地安裝各種定位器件和夾緊機構(gòu)。10) 兼作裝配用的焊件機械，其工作

17、臺面有較高的強度和搞沖擊性能。11) 用于電子束焊、等離子焊弧焊、激光焊和釬焊的焊件機械，能滿足導(dǎo)電、隔磁、絕緣等方面的特殊要求1,6。二、任務(wù)來源在焊接作業(yè)中，經(jīng)常使用各種焊件變位機械，但在多數(shù)場合，焊件變位機械是與焊機變位機械相互配合使用的，用來完成縱縫、橫縫、環(huán)縫、空間曲線焊縫的焊接以及堆焊作業(yè)。焊件變位機械也是機械化、自動化裝焊生產(chǎn)線上的重要組成部分。在以弧焊機器人為中心的柔性化加工單元（fmc）和加工系統(tǒng)（fms）中，焊件變位機械也是組成設(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等。都需要焊件變位機械的配合，才能完成其作業(yè)1-2,7

18、-8。故本課題便來源于生產(chǎn)，以便用自己大學(xué)幾年所學(xué)的專業(yè)知識位社會敬獻(xiàn)一份微薄的力量。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 4三、研究內(nèi)容設(shè)計一臺 0.5 噸液壓伸臂式焊接變位機設(shè)計，可實現(xiàn)焊接工件的回轉(zhuǎn)、傾斜（通過液壓實現(xiàn)） ，以便使工件上的所有焊縫通過回轉(zhuǎn)和傾斜后都能處于水平和船形焊位置，以便于焊工操作進行焊接。主要包括：1焊接變位機的底座、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、傾斜機構(gòu)等的機械設(shè)計、裝配圖和零件圖設(shè)計；2設(shè)計參數(shù)：載重量 500kg；最大回轉(zhuǎn)力矩 100nm；工作臺回轉(zhuǎn)速度01r/min；工作臺傾斜速度 0.7r/min；工作臺回轉(zhuǎn)角度 360；工作臺傾斜角度130。3整個機械系

19、統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，操作方便。4編寫相應(yīng)的設(shè)計說明書。四、設(shè)計的依據(jù)與意義（一） 、設(shè)計的目的及依據(jù)為了更好地滿足人們對焊件行業(yè)存在的問題進行解決，縮短焊接輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，保證和改善焊接質(zhì)量，并可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能的不斷需求，讓其更好地為人類提供更優(yōu)的服務(wù)，為此，我們設(shè)計了此課題9。數(shù)控式焊接變位機，主要用于筒形工件的環(huán)縫自動焊。工作臺能以穩(wěn)定的焊接速度回轉(zhuǎn)，以便獲得優(yōu)良的焊縫成形。伸臂旋轉(zhuǎn)時，其空間軌跡為圓錐面，在改變工件的傾斜位置的同時將伴隨著工件的升高或下降，以滿足獲得最佳施焊位置的需求。因其優(yōu)點和特點和應(yīng)用較多，因此，也形成了我們這次設(shè)計的依據(jù)。（二）

20、、設(shè)計的意義焊接變位機械是改變焊件、焊機或焊工的空間位置來完成機械化、自動化焊接的各種機械設(shè)備。焊接變位機應(yīng)用的意義在于，可以縮短焊接輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，保證和改善焊接質(zhì)量，并可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能。焊接變位技術(shù)是針對傳統(tǒng)的焊接行業(yè)的一次革命，具有劃時代的意義10。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 5第 1 章 課題簡介及焊接變位機發(fā)展史1.1 焊接變位機械的分類焊接變位機械是改變焊件、焊機或焊式空間位置來完成機械化、自動化焊接的各種機械設(shè)備。焊接變位機械是改變焊件、焊機或焊工的空間位置來完成機械化、自動化焊接的各種機械設(shè)備。焊接變位機應(yīng)

21、用的意義在于，可以縮短焊接輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，保證和改善焊接質(zhì)量，并可充分發(fā)揮各種焊接方法的效能。焊接變位機械的分類及各類所屬設(shè)備如下圖 1-1 所示：圖 1-1 焊接變位機的分類及各類所屬設(shè)備各種變位機械都可單獨使用，但在多數(shù)場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、校驗、打磨、噴漆等作業(yè)。1.2 焊件變位機械 焊件變位機械是在過程中改變焊件空間位置，使其有利于作業(yè)的各種機械設(shè)備。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 6焊件變位機械按功能不同，分為變位機、焊接滾輪架、焊接回轉(zhuǎn)臺和焊接翻轉(zhuǎn)機四類。在手工焊接作業(yè)中，經(jīng)常使用各種

22、焊件變位機械，但在多數(shù)場合，焊件變位機械是與焊機變位機械相互配合使用的，用來完成縱縫、橫縫、環(huán)縫、空間曲線焊縫的焊接以及堆焊作業(yè)。焊件變位機械也是機械化、自動化裝焊生產(chǎn)線上的重要組成部分。在以弧焊機器人為中心的柔性化加工單元（fmc）和加工系統(tǒng)（fms）中，焊件變位機械也是組成設(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等。都需要焊件變位機械的配合，才能完成其作業(yè)。一、焊接變位機（一）功能及結(jié)構(gòu)形式焊接變位機, 是在焊接作業(yè)中將焊件回轉(zhuǎn)并傾斜，使焊件上的焊縫置于有利于施焊位置的焊件變位機械。變位機主要用于機架、機座、機殼、法蘭、封頭等非長形焊件

23、的翻轉(zhuǎn)變位。焊接變位機按結(jié)構(gòu)形式可分為三種： （1）伸臂式機，如圖 1-2 所示，其回轉(zhuǎn)工作臺繞回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并安裝在伸臂的一端，伸臂一般相對于某一旋轉(zhuǎn)軸成角度回轉(zhuǎn)，而此旋轉(zhuǎn)軸的位置多是固定的，但有的也可在小于 100 度的范圍內(nèi)上下傾斜。這兩種運動都改變了工作臺面回轉(zhuǎn)軸的位置，從而使該機范圍大，作業(yè)適應(yīng)性好，但這種形式的變位機，整體性能較差。 該機多為電動機驅(qū)動，承載能力在 0.5t 以下，適用于小型焊件的翻轉(zhuǎn)。也有液壓驅(qū)動的，承載能力多在 10t 左右，適用于結(jié)構(gòu)尺寸不大，但自重較大的。伸臂式的焊接變位機在手工焊中應(yīng)用較多。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 7圖 1-2

24、 伸臂式焊接變位機1-回轉(zhuǎn)工作臺 2-伸臂 3-傾斜軸 4-轉(zhuǎn)軸 5-機座（2）座式焊接變位機 如圖 1-3 所示，其工作臺連同回轉(zhuǎn)機構(gòu)通過傾斜軸支承在機座上，工作臺以焊速回轉(zhuǎn)，傾斜軸通過扇形齒輪或液壓缸，多在 的范圍內(nèi)恒速度或變速傾斜。該機穩(wěn)定性好，一般不用固定在地基上，搬移方便，適用于 0.550t 焊件的翻轉(zhuǎn)變位。是目前產(chǎn)量最大、規(guī)格最全、應(yīng)用最為廣泛的結(jié)構(gòu)形式。常與伸縮臂式焊接操作機或弧焊機器人配合使用。圖 1-3 座式焊接變位機1-回轉(zhuǎn)工作臺 2-傾斜軸 3-扇形齒輪 4-機座（3）雙座式焊接變位機 如圖 1-4 所示。工作臺安裝在“凹”形架上，以所原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 q

25、q 194535455 8需的焊接速度回轉(zhuǎn)；“凹”形架座在兩側(cè)的機座上，多以恒速度或所需的焊接速度繞水平軸線轉(zhuǎn)動。該機不僅穩(wěn)定性好，而且如果設(shè)計得當(dāng)，可使焊件安放在工作臺上后，隨“凹”形架傾斜的綜合重心位于或接近傾斜機構(gòu)的軸線，從而使傾斜驅(qū)動力矩大大地減小。因此，重型焊接變位機多采用這種結(jié)構(gòu)。雙座式焊接變位機適用于 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或伸縮臂式焊接操作機配合使用。焊接變位機的基本結(jié)構(gòu)形式雖然只有上述三種，但其派生形式很多，有些變位機的工作臺還具有升降功能。圖 1-4 雙座式焊接變位機1-工作臺 2-“凹”形架 3-機座 4-回轉(zhuǎn)機構(gòu) 5-傾斜

26、機構(gòu)（二）驅(qū)動系統(tǒng)焊接變位機工作臺的回轉(zhuǎn)運動，多采用直流電動機驅(qū)動，無級變速。工作臺的傾斜方式有兩種，一種是電動機經(jīng)減速器減速后通過扇形齒輪帶動工作臺傾斜或通過螺旋副使工作臺傾斜;另一種是采用液壓缸直接推動工作臺傾斜。這兩種方式都有應(yīng)用，在小型變位機以電動機驅(qū)動為多。工作臺的傾斜速度多是恒定的，但對應(yīng)用于空間曲線焊接及空間曲面的堆焊的變位機，則是無級調(diào)速的。工作臺的升降運動，幾乎都采用液壓驅(qū)動，通過柱塞式或活塞式液壓缸進行。在電動機驅(qū)動的工作臺回轉(zhuǎn)、傾斜系統(tǒng)中，常設(shè)有一級蝸桿傳動，使其具有自鎖功能。有的為了精確到位，還設(shè)有制動裝置，在變位機系統(tǒng)中，當(dāng)工作臺在創(chuàng)作位置以及焊件重心偏離工作臺回轉(zhuǎn)中

27、心時，工作臺在轉(zhuǎn)動過程中，重心形成的力矩在數(shù)值和性質(zhì)上是周期變化的，為了避免因齒側(cè)間隙在存在在力矩性質(zhì)改原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 9變時產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致焊接缺陷，在用于堆焊或重要焊縫施焊的大型變位上，設(shè)置了搞齒隙機構(gòu)或裝置。工作臺的回轉(zhuǎn)運動應(yīng)具有較寬的調(diào)速范圍，國產(chǎn)變位調(diào)速比一般為 1：33 左右。國外產(chǎn)品一般為 1：40, 有的甚至達(dá) 1：200。工作臺回轉(zhuǎn)時，速度應(yīng)平穩(wěn)均勻，在最大載荷下的速度波動不得超過 5%。另外，工作臺傾斜時，特別是向上傾斜時，運動應(yīng)自如，即使在最大的載荷下，也不應(yīng)產(chǎn)生抖動。本次設(shè)計中，因為采用液壓系統(tǒng)，所以在工作臺的回轉(zhuǎn)、傾斜系統(tǒng)中，均

28、采用液壓驅(qū)動，其中回轉(zhuǎn)由液壓馬達(dá)提供動力，經(jīng)減速器、齒輪副驅(qū)動工作臺回轉(zhuǎn)；傾斜由三組液壓缸驅(qū)動1。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 10第第 2 章章 焊接變位機的總體方案設(shè)計焊接變位機的總體方案設(shè)計2.1 總體方案的確定接到一個機構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計任務(wù)后，首先必須擬定總體方案，繪制系統(tǒng)總體裝配草圖，才能決定各種設(shè)計參數(shù)和機構(gòu)，然后再就機械傳動部分進行設(shè)計計算。機械傳動部分的總體方案的擬定應(yīng)包括：系統(tǒng)運動方式的確定、電動機的選擇、執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動方式的確定。一個好的傳動方案，除了首先應(yīng)滿足機器的功能要求外，還應(yīng)當(dāng)工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、成本低廉及使用維護

29、方便等。當(dāng)然，要完全滿足這些要求是困難的。0.5 噸液壓伸臂式焊接變位機主要有以下幾部分組成：底座、伸臂（主臂與副臂） 、液壓系統(tǒng)、電動機、工作臺、工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)、箱體。其中，底座、箱體、工作臺與伸臂各部件采用焊件；電動機采用外購件 y112m-4 型；液壓系統(tǒng)中液壓泵、液壓缸、液壓馬達(dá)、液壓閥等均為外購件。所以主要研究工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)。工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)內(nèi)部包含電動機、減速機構(gòu)和導(dǎo)電裝置。減速機構(gòu)中的減速器采用外購件 wht80 型。導(dǎo)電裝置可以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11。在設(shè)計過程中，主要內(nèi)容是確定齒輪副的各項參數(shù)，軸（回轉(zhuǎn)機構(gòu)中的長軸和傾斜臂中的短軸

30、）及其軸承的校核及電動機的選擇。2.2 選擇傳動機構(gòu)類型 合理地選擇傳動類型是擬定傳動方案時的重要環(huán)節(jié)，參考機械設(shè)計課程設(shè)計 ，得到常用的傳動機構(gòu)的類型、性能和適用范圍。選擇傳動類型時，應(yīng)綜合考慮各有關(guān)要求和工作條件，例如工作機的功能，對尺寸、重量的限制，制造能力以及經(jīng)濟性等。選擇類型的基本原則為：1. 對于傳遞功率不大，在滿足功能條件下，考慮采用齒輪傳動方式，因為其原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 11結(jié)構(gòu)簡單、尺寸較小。2. 傳動比要求較嚴(yán)格、無嚴(yán)格尺寸要求，所以采用齒輪傳動。3. 考慮到其工作環(huán)境，采用半開式齒輪傳動12,13。2.3 傳動方案框圖圖 2-1 傳動

31、方案回轉(zhuǎn)機構(gòu)框圖機器通常由原動機、傳動裝置和工作機等三部分組成。傳動裝置位于原動機和工作機之間，用來傳遞運動和動力，并可用改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的大小或改變運動形式，以適應(yīng)工作機功能要求。傳動裝置的設(shè)計對整臺機器的性能、尺寸、重量和成本都有很大的影響，因此應(yīng)當(dāng)合理地擬定傳動方案。方案中，電動機為液壓泵提供動力，液壓泵驅(qū)動液壓馬達(dá)，通過液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速和扭矩，經(jīng)由減速器減速，最終帶動工作臺回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，來滿足機器的性能和使用3,14。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 12第第 3 3 章章 液壓馬達(dá)、電機的和傳動裝置動力參數(shù)計算液壓馬達(dá)、電機的和傳動裝置動力參數(shù)計算3.1 液壓馬達(dá)

32、的選用3.1.1 回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計參數(shù)回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計參數(shù)回轉(zhuǎn)工作臺設(shè)計參數(shù)1,2工作臺尺寸 100mm允許最大荷重 500kg工作臺回轉(zhuǎn)速度 01r/min工作臺傾斜速度 00.7r/min工作臺最大回轉(zhuǎn)力矩 100nm 工作臺傾斜角度 1303.1.2 液壓馬達(dá)的計算液壓馬達(dá)的計算液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速的計算公式為 （3-1）vmmtmmtmmqqqqn式中：馬達(dá)排量；mq總效率；m容積效率。vm液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩的計算公式為 （3-2）vmmmmmmmmmqpqpt22式中：馬達(dá)排量；mq總效率；m容積效率；vm馬達(dá)入口壓力與出口壓力之差。mp原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 1945354

33、55 133.1.3 液壓馬達(dá)的輸出功率液壓馬達(dá)的輸出功率工作臺回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩要求為 100，由此得到馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩。mn查參考文獻(xiàn)9公式 2-1，得 （3-3）kwtnpww9550 =1.5r/minmnt.2049wn式中：工作機的輸出轉(zhuǎn)矩；t 工作機的輸出轉(zhuǎn)速。wn代入公式得 kwtnpww01. 09550mn1009550此為當(dāng)已知輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速時，工作機主動軸所需功率?？紤]傳動裝置的功率損耗，液壓馬達(dá)輸出功率為 （3-4）kwkwppwd016. 064. 001. 0式中， 為電動機至工作機主動軸之間的總效率，即=12n （3-5）其中 1、2、n分別為傳動系統(tǒng)中聯(lián)軸器傳動、各對軸承、

34、各傳動副的效率乘積64. 021n3.1.4 選擇液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速選擇液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速同一類型、功率相同的液壓馬達(dá)具有多種轉(zhuǎn)速。如選用轉(zhuǎn)速高的液壓馬達(dá)，其尺寸和重量小，價格較低，但會使傳動裝置的總傳動比、結(jié)構(gòu)尺寸和重量增加。選用 n=250r/min 。3.2 電動機的選用因為電動機只為液壓泵提供動力，而泵的流量可以由流量閥控制，所以無嚴(yán)原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 14格要求。選用 y112m-4 型電動機。3.3 傳動機構(gòu)的總傳動比及其分配此時，齒輪副傳動比 （3-6）52010021zzi減速器 wht80 型的傳動比為 850 的一個系列，選擇傳動比為 50，于

35、是總傳動比 （3-7）25021iii則工作臺回轉(zhuǎn)速度 （3-8）min/15502501rinnw原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 15第第 4 4 章章 回轉(zhuǎn)軸與傾斜軸的設(shè)計回轉(zhuǎn)軸與傾斜軸的設(shè)計4.1 回轉(zhuǎn)軸的設(shè)計及校核4.1.1.選擇軸的材料選擇軸的材料1.該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼，由查參考文獻(xiàn)9表 12-2 知。 mpab6402.初步估算軸徑 由表查參考文獻(xiàn)912-4，按 45 鋼，取 c=110；輸出功率= 0.016kw；3p輸出軸的轉(zhuǎn)速 =1r/min；n； （4-1）mmnpcd281016. 011033min軸徑最細(xì)處為 70m

36、m，故滿足要求。軸的具體尺寸如圖：圖 4-1 回轉(zhuǎn)軸從左至右軸長度依次為： 653417036從左至右軸徑依次為： 70749010090定位軸肩高度按表取，非定位的高度一般取 12.5mm，為保證強度取 5mm，所以對于軸徑，從工作臺處向下如圖增減。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 164.1.2.回轉(zhuǎn)軸的強度計算回轉(zhuǎn)軸的強度計算1）回轉(zhuǎn)軸上的作用力的大小軸向力 （4-ndtffta3610312020942000200022212）圓周力 （4-ndtffat54204031.832000200011213）徑向力 （4-nffftrr1314020tan36103

37、tan2214）2）求軸承的支反力圖 4-2 受力簡圖水平面上支反力 （4-5abfffn垂直面上的支反力 7 .767140701314023036103140702111taafdff nfdfftab12372140701314023036103140702111原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 17圖 4-3 水平面上的受力和彎矩圖圖 4-4 垂直面上的受力和彎矩圖3）畫彎矩圖（圖 4-5a）截面 c 的彎矩為水平面上的彎矩7 .1892710107031cm垂直面上的彎矩 3170 10767.753.7cmn m 3270 1012

38、372866.5cmn m合成彎矩 （4-2222111189.753.7189.84cccmmmn m6） 2222222189.7866886.5cccmmmn m4）畫轉(zhuǎn)矩圖（圖 4-4b ） 42094tn m5）畫計算彎矩圖（圖 4-4c ）原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 18因雙向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，則截面 c 的當(dāng)量彎矩100.6bb （4-7）22114189.84vccmmtn m222241525.9vccmmtn m圖 4-5 彎矩圖6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度(1)截面 c 當(dāng)量彎矩最大，故截面 c 可能危險截面，已知：21525cvcm

39、mn m查參考文獻(xiàn)9表 12-2，得=100b1mpa （4-8）3331525 10670.10.1 45cccmmmpawd=67=100mpab1mpa式中：軸的抗彎截面系數(shù)；w該截面軸徑。d(2). 截面 b 受轉(zhuǎn)矩且直徑最小也可能為危險截面對于截面 b 41256bmtn m原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 193131525 10661000.1 30bbmmpampaw計算出的應(yīng)力與許用應(yīng)力相較小，可以滿足強度要求。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 204.2 回轉(zhuǎn)軸上的軸承壽命校核 4.2 .1 回轉(zhuǎn)軸上軸承的選擇軸承所受載荷的大

40、小、方向與性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。1.鑒于承受較大載荷和波動，且徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用，所以選用圓錐滾子軸承。2.轉(zhuǎn)速較低、載荷較大且有沖擊時，宜選用滾子軸承。3.安裝和拆卸方便（內(nèi)外圈可分離） 。圓錐滾子軸承的特點是：1.摩擦系數(shù)小，啟動力矩小，效率高。2.能同時承受徑向和軸向載荷，因此可使機器結(jié)構(gòu)簡化、緊湊。3.能承受較大的徑向載荷和單向的軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速較低。4.內(nèi)外圈可分離，故軸承游隙可在安裝時調(diào)整，通常成對使用，對稱安裝。5.適用于轉(zhuǎn)速不太高，軸的剛性較好的場合。根據(jù)軸和箱體的結(jié)構(gòu)，長軸上軸承均選用 7218 圓錐滾子軸承15。4.2 .2 回轉(zhuǎn)軸上軸承的校核回轉(zhuǎn)軸上軸承

41、的校核1. 求內(nèi)部軸向力 （4-9） nyffyffrrrv.767271022222 12111nyffyffrrrvs5 .18100236201236103271022222 22222圖 4-6 回轉(zhuǎn)軸軸承受力簡圖2.求當(dāng)量動載荷 p（1）求軸承 1 的當(dāng)量動載荷原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 21軸承 1： （4-nfffnffasasa5 .54201362015 .1800014081211110）??；nfa5 .542011；45tan5 . 149. 1362015420111rvaff查參考文獻(xiàn)9表 15-10，x=1，y

42、=0；查參考文獻(xiàn)9 表 15-11， fp=1； （4-11）nyfxffparp36201)0362011 (1)(（2）求軸承 2 的當(dāng)量動載荷軸承 2：nfffnffsaasa347931408362015 .1800022222取 fa2=34793n20tan5 . 196. 0362013479322rvaff查參考文獻(xiàn)9 表 15-10，x=0.4，y=0.4=1.099；20cot查參考文獻(xiàn)9 表 15-11， fp=1；nyfxffparp52721)34793099. 1362014 . 0(1)(3.求軸承的壽命：圓錐滾子軸承；查查參考文獻(xiàn)8表 5-1-54，c=38.5

43、。310kn機器壽命。3119825)52721105 .38(2 .556010)(6010310366pcnlh所以軸承滿足要求。4.3 傾斜軸的設(shè)計及校核4.3.1 選擇軸的材料選擇軸的材料該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼，由查參考文獻(xiàn)9表 12-2 知，。mpab640（1）.初步估算軸徑 由參考文獻(xiàn)9表 12-4，按 45 鋼，取 c=110；輸出功率：kwp329. 04原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 22輸出軸的轉(zhuǎn)速 r/min； （4-12）5 . 13600482n；為了保證軸的強度，可以適當(dāng)?shù)剡x擇mmnpcd13.265 . 1329.

44、 011033min直徑稍微大一點軸徑，取=30mm 。mind（2）. 確定各段軸徑和長度軸設(shè)計如下：圖 4-7 傾斜軸從左至右軸長度依次為： 1410508528從左至右軸徑依次為： 70100726760定位軸肩高度按表取，非定位的高度一般取 12.5mm，為保證強度取 5mm 和3.5mm，所以對于軸徑，從箱體處向右如圖增減。4.3.2. 軸的強度計算軸的強度計算（1）先作出軸的受力簡圖如下圖4-8由前面已知 nffff5 .2414821 ；nff106521轉(zhuǎn)矩：t=mnnp.204971. 01103. 095509550原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455

45、23齒輪圓周力ndtft36103120204920002000齒輪徑向力 nfftr1314020tan36103tan nfa5420（2）求軸承的支反力水平面的受力計算08545cos8545cos605 .9245sin5 .9245sin5 .1815 .405 .9508545cos8545cos608945sin8945sin203222277045sin45sin3121321fffffffffffffffffffffffafrrrfafrrrfrrrr解得； ； ;,66.177371nfrnfr83.294872nfr176073彎矩圖 4-8b垂直面的受力分析010927

46、740064167109322122ttttttttttffffffffff解得 , 15667.8n,93.27791nftnft17.2544623tf彎矩圖 4-8c（3）合成彎矩圖 4-8d合成彎矩最大；mnm18.1120（4）當(dāng)量彎矩：圖 4-8emntmm2335)(22（5）按彎扭合成校核軸的強度 查表 12-2，得mpab60149.42501 . 0102335133bwm因此滿足要求。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 24 圖 4-8 傾斜軸強度校核原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 25第 5 章 傾斜軸上鍵的選擇及校核1)

47、.鍵的選擇鍵的類型可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件選定。鍵的尺寸（鍵寬 b 和鍵高 h ）按軸的直徑 d 由標(biāo)準(zhǔn)中選定；鍵的長度可根據(jù)搖臂寬度確定，搖臂寬度取 90mm，鍵長應(yīng)小于搖臂寬度。鍵的長度還須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度系列15。2).鍵連接的強度校核查參考文獻(xiàn)9表 110-1，； mpap120則傾斜軸上鍵的選擇及校核為：軸上有兩鍵一鍵型號 a1470，長度 60 ； 寬度 20 ； 高度 9 。 （5- ppmpadlktlkdt04. 05 . 4705020492221）因此滿足要求。原創(chuàng)通過答辯畢業(yè)設(shè)計說明書論文 qq 194535455 26結(jié)結(jié) 論論我這次設(shè)計的主要內(nèi)容包括：0.5 噸液壓伸臂式焊接變位機的機械結(jié)構(gòu)、箱體、回轉(zhuǎn)機構(gòu)等的機械設(shè)計、裝配圖和零件圖設(shè)計。對傾斜和轉(zhuǎn)動方式、傳動方式等可采用不同的設(shè)計方案。整個機械系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，操作方便、經(jīng)濟適用。編寫相應(yīng)的設(shè)計說明書?？偨Y(jié)出此次焊接變位機的結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計和總結(jié)構(gòu)的設(shè)計：液壓馬達(dá)的選擇；電動機的選擇；回轉(zhuǎn)軸的設(shè)計及校核；傾斜軸