wd焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì)全套圖紙

1、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(lái)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

2、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(guò)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；AbstractThedesignissubjecttoweldchangesiteequipment.Theweldchangesiteequipmentwhichthehydraulicsystembeenusedtolightenitsweightandachievehighlyauto

3、matically.Thetransmissionpartoftheequipmentispoweredbyonegroupofoilpumpseveralhydraulicmotorandthreehydrocylinderdrivetheworktabletoachieverotation,inclineandvice-armtoadjustworktableheight.Thedetailedsystemfeatureandcomponentshavebeenintroducedinthisdesigntoemphasisthecuttingedgeandrealityfeature,w

4、hichbeenenhancedbythespecialtydesignofitsmajorcomponent.Weldchangesiteequipmentismainlyforweldingindustrytoreducetheweldstheassistanceperiod,enhanceworkefficiency,reduceutilityoflabourandimprovequalityofwelding.Mostimportantly,weldchangesiteequipmentcouldenhancetheeffectofalmosteverysortofwelding。In

5、theweldingproduction,itcanmeettheweldingfrequentlytotransitionandtochoosetheappropriateweldingpositionthesituation,inviewofthisactualdemand.ThisdesigntheWeldchangesiteEquipment.Ithasbeenpossiblethroughtheworktablerotationandincline.Itcausestheweldedjointtobeineasilytoweldtheposition.Theweldchangesit

6、eequipmentandtheweldingoperationmachinecoordinationuse,canrealizetheweldingmechanization,theautomation,enhancedtheweldingefficiencyandtheweldingquality.Weldchangesiteequipmentcanbeappliedintheindustrialsectionofthechemicalengineering,boiler,pressurecontainer,electricalengineeringelectricappliances,r

7、ailcommunication,metallurgytoweldsystemautomatically.Keywords:weldchangesiteequipmentJhydraulicsystem；rotation；incline目錄引言31焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)51.1 焊接變位機(jī)的類型51.2 焊接變位機(jī)械應(yīng)具有的性能51.3 焊件變位機(jī)械的功能62焊接變位機(jī)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方案的擬定和選擇82.1 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方案的擬定和選擇82.2 工作臺(tái)傾斜運(yùn)動(dòng)方案的擬定和選擇93回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算103.1 減速器的選擇103.2 液壓馬達(dá)的選擇103.3 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算123.4 軟件校核齒

8、輪的強(qiáng)度163.5 回轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度計(jì)算183.6 聯(lián)軸器的選取和校核223.7 軸承的選取和校核233.8 鍵的選取和校核233.9 導(dǎo)電與導(dǎo)氣裝置244傾斜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算254.1 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算254.2 活塞桿穩(wěn)定性校核264.3 選用的回路275結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)30外交翻譯文件夾6存輪AutoCAD圖形口做尸6l4KBa用機(jī)械課程設(shè)計(jì)AutoCAD圖形DWG'105燈一岸接變位機(jī)外形裝配圖AutcCAD圖形DWG曲箱體iutcCAD圖形DWG15913軸零件圖AutcCAU圖形DWG1阻5KB缶輪AutoCAD圖形65.4KEDWG液壓系統(tǒng)圖AutoCAD圖形104K

9、B焊榛變位機(jī)的設(shè)計(jì)MicrosoftWoird97486MB回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)AutoCAD圖舲28SKB目錄MicrosoftWord9T-2003Doc.405KB設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）MicrosoftWord97406ME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(lái)看，總共只有焊接變位機(jī)750臺(tái)，84%是國(guó)產(chǎn)的?？梢?，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)CO2氣體保護(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

10、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(wèn)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(wú)隙傳動(dòng)伺服控制型的，產(chǎn)品的額定負(fù)荷范圍達(dá)到0.1KN18000KN。德國(guó)的Severt公司，美國(guó)Aroson公司，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)?？梢哉f(shuō)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

11、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(wú)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(lái)我國(guó)焊接業(yè)的年平均增長(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)，具規(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)

12、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

13、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(guò)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(lái)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1.1 焊接變位機(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(lái)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

14、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)。1.2 焊接變位機(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0.12mm之間，最高精度可達(dá)到0

15、.01mm5 .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)有安裝梢孔，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。1.3焊件變位機(jī)械的功能焊件變位機(jī)械是在焊接過(guò)程中

16、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(lái)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(FMC)和加工系統(tǒng)(FMS)中，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)

17、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(guò)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(guò)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

18、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)。2焊接變位機(jī)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)方案的確定2.1 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方案的擬定通過(guò)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?，F(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(lái)實(shí)施。方案一：采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，無(wú)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(guò)與蝸輪嚙合

19、，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(guò)減速器，再通過(guò)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。2.2 工作臺(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(guò)減速器減速后，通過(guò)扇形齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)傾斜，或通過(guò)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

20、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0.2r/min;回轉(zhuǎn)角度為360;工作臺(tái)傾斜速度為0.5r/min，傾斜角度為120o工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩為200N-m3回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 減速器的選擇根據(jù)工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)阻力矩，并考慮到功率，選取FGM系列行星齒輪減速機(jī)，其傳動(dòng)比為i=500.3.2 液壓馬達(dá)的選擇3.2.1 選定系統(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10MPa。3.2.2

21、馬達(dá)的選取及功率，扭矩校核由減速機(jī)的選取可知nnmax=n父i=0.2x500x5=500r/min丁=9.55父1032(3-1)n1TCCC41UL1、1CT*n回200X0.2_3由于T=200Nm,所以P=3-=-3-=4.188x10kw9.551039.55103P總=巳達(dá)父"總，馬達(dá)=5.51b03Kw3P35.5110工T馬達(dá)=9.55父10=9.55父10工=0.105N-mn500由公式qmma，6.2gm如1rlm(3-2)式中：nmmax是馬達(dá)最大的輸出轉(zhuǎn)速，單位：/mMMmax是馬達(dá)的最大輸出扭矩，單位：Nmqmmax是馬達(dá)的最大排量，單位：ml/即是馬達(dá)的

22、進(jìn)出口壓差，即所選的系統(tǒng)壓力單位：MPanm是馬達(dá)的機(jī)械效率，"m=0.9qmmax=6.28Mmax/：Pm=6.28私105/0.910=0.073ml/r根據(jù)以上計(jì)算的數(shù)據(jù)，可以選取1QJM001-0.08液壓馬達(dá)，排量為0.083ml/r,最高轉(zhuǎn)速為500r/min。馬達(dá)的功率校核：P=(QmDpMNt)/600(3-3)式中Q為輸入流量，單位為：L/minDp為馬達(dá)壓降，單位為：MPaNt為總效率Nt=0.9p=(QMDpMNt)/600=(0.083500X100>0.9)/600=6.15w馬達(dá)的扭矩校核：M=(1.59VgDpNmh)/100=(1.590.08

23、3100.9)/100=0.118Nm確定系統(tǒng)實(shí)際工作壓力：由公式qmmax=6.28Mmax/斯<得p=8.35MPa3.2.3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)P0=5.51wn0=500r/minp05.51130T0=95500=955-0-0N1m5n。5001軸(減速器高速軸)5=p0M力聯(lián)=5.510.99=5.45wD=no=500r/minP5.4510工=9550=95500.104Nmn15002軸（減速器低速軸）P2=Pi月減=4.142wn2=500500=1r/minT2=T1i減=0.104父500=52N

24、m3軸（回轉(zhuǎn)軸）P3=P2”齒=4.142x0.97=4.01wn21八八，.n3=一=0.2r/mini齒5T3=T2i齒齒=5250.80=208Nm3.3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)，HBi=235;大齒輪,45車岡，正火，HB2=190,HBiHB2=235190=45合適。選出齒輪精度等級(jí)為8級(jí)精度，GB1009588。初選小齒輪齒數(shù)為Z1=20,大齒輪齒數(shù)為Z2=i12MZ1=4.859X20=97.18,圓整齒數(shù)取Z

25、2=100,實(shí)際齒數(shù)比u二四二叁二5Z120(1)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)d1t-32ku1八A,''duZemzhmzJ"KTmm（3-4）確定計(jì)算參數(shù)T1=9.55610P1=9.5655-1-4051討1出M0n1500按齒數(shù)Z1=20,Z2=80得11=0.735,：2=0.946,則；：=二1；=2=0.735+0.946=1.681因是直齒輪，啡=0,故名”戰(zhàn)=1.681k=1.16因?yàn)檩d荷平衡，Ka=1不對(duì)稱布置，取齒數(shù)寬系數(shù)中d=0.5查得K=1.08查試選Kvt=0.9ZH=-2(3-5)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)'Sin：cos：標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，=20&

26、#176;,Zh=2.5查得Ze=189.8MPa查得：Hlim1=570Mpa-Hlim=2460Mpa計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)_9N1=60nljLh=60父500父1父(2父8M300M16)=2.3父10次9=0.4610次（允許一定量的點(diǎn)蝕）ZN1=1,ZN2=1.05,取Sh=1,Zw=1許用接觸應(yīng)力lcIhi二Hlim1ZNZW_57011sH1=570MPa(3-6)，Hlim2ZN2ZW4601.051LTh2=480MPaSh1取最小值仃h2代入查得Z=0.87。式中K=KaKvK-：K：計(jì)算.2kT1dt-31-diZemZhmZJbh,(3-7)圓周速度210.91.081.1

27、61.13101=67.19mm189.8父2.5父0.87:480一二d1tE3.1467.19500V=6000060000=1.758m.s(3-8)VZi1.75820=0.35100100d1=67.19mm查得&=0.81,與假設(shè)&=0.9相符合，不需要修正,模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值d167.19m=3.359mmm=4mmd1=mZ1=4x20=80mmd2=mZ2=4x100=400mmb='dd1=0.5X80=40mm圓整取，b2=40mm,b1=45mm(2)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度(3-9)2KT1,1ctf=YfY辛田名fbd1m取,1=2.80,YFa2=2

28、.18取Ysa1=1.55,Ysa2=1.79lcIf二hliYYXSF(3-10)m<6取6=1,YX=1取OFlim1=430MPa,blim2=37°MPa取Yn=1.0,YN2=1.0,F1=430MPa,k"2=370MPaYFaYSa1I：2.81.554300.010093YFa2YSa22.181.79lcIf2=0.01054370比較大齒輪弱，應(yīng)按大齒輪校核彎曲疲勞強(qiáng)度，查文獻(xiàn)3圖7-25得，丫名=0.692KT1b2d1mYFaYsaY=210.91.081.161181.790.69=53.602MPa<層F2=

29、370MPa彎曲疲勞強(qiáng)度足夠(4)主要設(shè)計(jì)結(jié)果中心品巨：a1=d-d2=240mm2模數(shù):m=4mm齒數(shù)：Z1=20Z2=100分度圓直徑：d1=80mmd2=400mm齒頂圓直徑：da1=dl2m=80+2>4=88mmda2=d2n=400+2X4=408mm齒根圓直徑：df1=d1-2-5m=80-2.54=70mmdf2=d_2.5m：400_2.54=390mm齒寬：b1=40mmb2=45mm3.4 使用計(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

30、輪，所以將得到精確的軸距。可以執(zhí)行強(qiáng)度檢查。蚪雕醐配雕齪）比瑞勝韶圖6選擇制作級(jí)別圖5選擇齒輪的類型圖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)rd.曲軍毒ahFaB=戶CHE描H聲敷CC|L0躅的|HL7UT，曲旺比系器：ythsf5.蹌?chuàng)魞?nèi)K軍裝船孽=、“曲速及吊時(shí)Ftpi工壓力球值本曲vt|M1HfiiTfe-raF4U|L007.<&i$i|lLGLITO&歲值許F01電|2DL5.230S|23S23411*翔度1一豪s|LT5«|Z.DQI.B強(qiáng)度:長(zhǎng)船1*圖12輸入校核信息圖13

31、校核合格3.5 回轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度計(jì)算3.5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)在回轉(zhuǎn)軸上的功率為pi,轉(zhuǎn)速為n,轉(zhuǎn)矩為Ti。參考3.2.3的數(shù)據(jù)得P3=P2”齒=4.142x0.97=4.01w11n3=0.2r/min(3-11)i齒5T3=T2i齒狗齒=52父5M0.80=208Nm(2)求作用在齒輪上的力：已知大齒輪的分度圓直徑為d2=400mm圓周力：Ft=型=2208=1.04KNd2400徑向力：Fr=Fttg=二1.04tg20N=1.040.36=0.374KN法向力：Fn=-F-=1.04=1.106KNcos：cos20(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

32、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65mm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d.=70mm,d=86mm,d=90mm,d=100mm,dV=90mm.IIIIII,IVVL|=70mm,L|=52mm,L”=30mm,L|y=167mm,L=34mm軸的總長(zhǎng)L=353mm3.5.2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0c時(shí)，b）回轉(zhuǎn)軸傾斜角為min時(shí)，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

33、矩MW口扭矩Mn而Mw是繞x軸和y軸的兩個(gè)彎矩Mx和My合成的。Mx=GhGzesin:My=G2ecos:考慮到G1=Gsina,G2=Gcosa,則A點(diǎn)所受的彎矩為:Mw=.M2xM2y=G.h2sin=一e2cos2:2hesin二cos：sin-式中G:綜合重量h:綜合重心高，即離回轉(zhuǎn)支承點(diǎn)A截面的距離%: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。(3:回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角。A點(diǎn)截面受的扭矩為：Mn=G1ecosP=Gesin«cosP(3-13)按第三強(qiáng)度理論折算的當(dāng)量彎矩為：MXd=M2wM2n=G.e2cos21(hsin+ecos

34、：sin:)2(3-13)由式(3-13)得知，當(dāng)量彎矩Mxd是,(3的二次函數(shù)，其值是變化的，Mxd的最大值是式(3-13)導(dǎo)數(shù)為零所求的極值，若令N等于式(3-13)根號(hào)中的內(nèi)容，即N=e2cos2P，(hsin二"ecos-sin：)2(3-14)對(duì)式(3-14)求偏導(dǎo)數(shù)并令其結(jié)果為零得：-N2(hsin-ecos：sin-)(hcos二一esin-sin;)=0.:N=2e2cos：(-sin：)2(hsin工二esin:cos-)ecos-cos:=0計(jì)算分析后得到，當(dāng)口與(3滿足(3-15)當(dāng)量彎矩出現(xiàn)最大值MxdmaxGjh2+e2,由式(3-15)得知，當(dāng)B在0360

35、范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)于任意指定的焊接變位機(jī)，£為定值，故隨（3變化h的曲線即可作出。焊接變位機(jī)的h=1.108m,e=0.36m,則在£=0.33情況下口隨hB變化的曲線，只要口和（3滿足該曲線，就會(huì)出現(xiàn)最大當(dāng)量彎矩。當(dāng)=750時(shí)，則0STflflL20180240300圖16a隨3變化的曲線在（3=54°和（3=126°時(shí)出現(xiàn)最大當(dāng)量彎矩值。由式得知，當(dāng)sin（3=±1時(shí)，口有一對(duì)極值出現(xiàn)，min=acrcote,%max=acrcot（-：）,其關(guān)系為max=180-%min,顯然，當(dāng)回轉(zhuǎn)軸傾斜角在min%max范圍內(nèi)才會(huì)出現(xiàn)最大當(dāng)量彎矩，在此

36、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。3.6 聯(lián)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(lái)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)算八-P6公稱轉(zhuǎn)矩T=95509550114.6Nmn500由表查得Ka=2.3,所以計(jì)算轉(zhuǎn)矩得Tca=KJ=1.5114.6=171.9Nm3、型號(hào)選擇從GB4323-84中查得GT凸緣聯(lián)

37、軸器的許用轉(zhuǎn)矩為350Nm,許用最大轉(zhuǎn)速為7000r/min,軸徑為3240mm間，故合用。3.7 軸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(lái)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??；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Lh=10000h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Fr1和Fr2Fr1=FNVi-FNhi=.610217002=1806NFr2=FNv2fNh2=14024002=423N(3-16)其中查

38、表得C和Co的值計(jì)算Fa/Co查表得e的值計(jì)算比值查表得X,Y的值查得fp=1.5計(jì)算當(dāng)量動(dòng)Fa=1622NFr=1854NC=94000N,Co=79000NFa/Co=1622/79000=0.021e=0.22Fa/F千1622/135400.87>0.22X=0.56Y=2.0P=fp(XFrYFa)=6423N(3-17)計(jì)算軸承壽命,106。'106/94000寸VLh=-=I=2.6父10h>16000h60n、p,60M0.2I6423J結(jié)論：選取深溝球軸承6218合適3.8鍵的選取和校核由前計(jì)算知：軸的工作轉(zhuǎn)矩T3=200000Nmm選A型普通平鍵d=70

39、,L=70,初選鍵46X80GB/T10962003:b=20mm,h=12mm,L=63mm,l=43mm。鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別取為bp】=110MPah】=90MPa。分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度4T2L，p二d21hl4200000701243=18.98<bp】MPa2T2T=d21bl2200000702043=6.64<!.IMPa鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。3.9導(dǎo)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

40、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。4傾斜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1液壓缸的設(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0.5r/min,傾斜角度是120,進(jìn)行分析計(jì)算確定缸結(jié)構(gòu)尺寸。411工作負(fù)載.Fl+Fg=(1000+50)N=1050N4.1.2液壓缸主要參數(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16MPa液壓泵。計(jì)算液壓缸的尺寸：根據(jù)設(shè)

41、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D=100mm,d=50mm則液壓缸有效面積為:一，一、_一一1一n一一(4-1)(4-2)無(wú)桿脛面積：A1D=-102cm=78.5cm44有桿腔面積：A2=A1-A012;_22所以A0=一二d二5cm=19.625cm44A2=78.5cm2-19.625cm2=59cm24.2活塞桿穩(wěn)定性校核因?yàn)榛钊麠U總行程為350mm，而活塞桿直徑為50mm,最大起重載荷為1162N,材料為45鋼，穩(wěn)定安全系數(shù)rw=3.2o彈性模量E=206GPa,op=200MPa。4.2.1壓桿的柔度I/'=二d464(4-3)(4-4)二d2則慣性半徑

42、i=z=g（4-5）,A4該桿為一端固定另一端自由，故N=2。代入柔度計(jì)算公式得兒=上=生竺0=56i12.5因?yàn)榫牛ㄈ薱=123,故選用經(jīng)驗(yàn)拋物線公式計(jì)算臨界應(yīng)力22；可=235-0.00668'=（235-0.00668856）=214MPa4.2.2 校核壓桿穩(wěn)定性因?yàn)樨?F=1162Pa=0.6MPa,A-*50210二ijrg二一<14192-=320rw=3.20.6所以壓桿滿足穩(wěn)定性條件4.2.3 求液壓缸的最大流量Q上=A1V上=78.5父104M35父103m3s=2.7510=16.5Lmir、下=人2V下=59x104x45x103m3/s=2.66x104

43、m7s=15.96L/mir4.3應(yīng)用的回路4.3.1 換向回路如圖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(lái)實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的換向。4.3.2 緊鎖回路緊鎖回路的功能是通過(guò)切斷執(zhí)行元件的進(jìn)油，出油通道來(lái)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(lái)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。結(jié)論通過(guò)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(wú)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(wú)級(jí)調(diào)速，并有