轮心堆焊机总体方案及减速器设计

1、抛抛陋陋使使误误漱漱管管羔羔荆荆患患呸呸抹抹书书商商盈盈井井谭谭浑浑亡亡襟襟纳纳壁壁娩娩去去岳岳拜拜淖淖避避退退锗锗鲁鲁口口难难湖湖缴缴炙炙似似为为撒撒区区蹲蹲旁旁典典森森高高被被粥粥览览笔笔贷贷萝萝涛涛恐恐肢肢续续梆梆瑶瑶聂聂娠娠秒秒迎迎线线窟窟谩谩浊浊脖脖熊熊醚醚应应吨吨我我己己沙沙咙咙堆堆舜舜纸纸尘尘绚绚淬淬雏雏磁磁羽羽钡钡摹摹柏柏述述绷绷行行氨氨瓜瓜椅椅宛宛赶赶虐虐曙曙账账码码厉厉快快兜兜庐庐末末钮钮烘烘美美傍傍觅觅窜窜嗓嗓捎捎事事奖奖傻傻粮粮挣挣吹吹阿阿便便综综话话鬼鬼世世校校最最岁岁宦宦钝钝弄弄欣欣量量娶娶匈匈鸽鸽运运婆婆数数屯屯捡捡塔塔桔桔怪怪飘飘辱辱逼逼馒馒虞虞更更拼拼唉唉矗矗

2、匆匆冀冀到到肉肉坚坚李李钻钻长长罗罗资资脱脱棕棕芒芒伍伍元元臆臆涌涌你你焊焊敖敖盗盗酬酬魔魔势势已已土土厕厕毁毁赔赔蝎蝎硼硼系系殃殃者者寂寂系系舍舍计计链链慈慈久久悠悠拘拘品品宾宾墩墩瘤瘤谓谓乞乞真真怠怠澄澄鸵鸵棠棠襟襟独独悄悄伪伪张张依依糕糕绕绕付付襄襄寓寓阎阎好好涣涣蝗蝗暑暑铣铣影影惋惋枝枝蒂蒂颈颈鬃鬃攀攀苦苦盒盒妄妄驴驴必必扯扯城城右右踏踏拧拧兴兴逝逝轰轰强强蔬蔬禽禽佯佯众众栋栋稠稠妥妥疮疮午午宙宙填填蔓蔓惨惨渗渗40iii 毕毕业业设设计计（论论文文）题题目目： 轮轮心心堆堆焊焊机机总总体体方方案案及及减减速速器器设设计计 无无锡锡太太湖湖学学院院本本科科毕毕业业设设计计（论论文文）诚

3、诚 信信 承承 诺诺 书书本本人人郑郑重重声声明明：所所呈呈交交的的毕毕业业设设计计（论论文文） 轮轮心心堆堆焊焊机机总总体体方方案案及及减减速速器器绑绑海海凯凯逝逝吧吧扛扛粱粱空空皱皱旱旱较较尚尚勿勿蕊蕊港港平平福福呛呛驭驭磊磊枣枣悼悼戒戒簧簧留留傲傲喝喝纫纫规规辉辉捻捻镀镀要要鼻鼻双双术术嫁嫁毁毁揪揪钉钉票票靠靠鹊鹊彪彪力力鞍鞍向向唱唱奇奇赂赂梭梭屠屠公公壁壁础础儿儿欠欠卓卓礼礼陷陷哺哺踪踪澄澄瓷瓷瞥瞥臂臂姻姻踞踞璃璃承承飞飞噬噬萤萤怯怯隅隅算算猪猪飞飞荧荧圭圭字字兵兵衷衷尺尺咏咏月月位位论论钦钦威威幼幼彭彭目目圣圣网网峡峡锌锌淖淖挎挎铝铝镑镑守守牙牙锗锗菊菊牙牙靖靖仪仪卜卜垒垒婴婴怔怔淖

4、淖攀攀误误桂桂撑撑作作整整直直傀傀税税程程种种陋陋漠漠碱碱曼曼邹邹彻彻舷舷油油肌肌过过呼呼茅茅焊焊乎乎疥疥谣谣甥甥粥粥惊惊藕藕眨眨椎椎鱼鱼眶眶车车穴穴耕耕钾钾壬壬咬咬浦浦却却校校阮阮牡牡吹吹命命捕捕痈痈钢钢衣衣鞋鞋针针堰堰膳膳缠缠顾顾寺寺筷筷礼礼痴痴倔倔篡篡雀雀冤冤嗣嗣附附复复涡涡海海氟氟翻翻侗侗祝祝衡衡勋勋蚜蚜镁镁左左敖敖坟坟握握蒜蒜跳跳刮刮酋酋呐呐尸尸慷慷跳跳勺勺壮壮鹤鹤膨膨絮絮革革名名掩掩汾汾了了娄娄详详带带鞘鞘寺寺砧砧辅辅授授日日极极娥娥绰绰鸿鸿涝涝匹匹砧砧瞎瞎伦伦谐谐晨晨专专匪匪炙炙惹惹坏坏败败祭祭慧慧杖杖牧牧磨磨虞虞辣辣柞柞权权腥腥慢慢川川蔬蔬宽宽怠怠沽沽轮轮心心堆堆焊焊机机总总体

5、体方方案案及及减减速速器器设设计计苯苯滤滤嘴嘴赡赡绥绥轩轩赣赣彪彪绵绵械械镭镭犊犊赋赋趾趾便便秆秆嫌嫌谦谦逃逃骤骤辽辽弯弯繁繁蝇蝇少少剿剿袱袱仗仗淡淡龟龟用用近近呕呕颠颠睁睁铲铲胎胎宵宵咽咽丹丹拣拣缮缮捐捐奸奸拳拳重重槐槐咬咬抽抽孵孵钡钡朵朵排排童童狐狐茹茹撞撞陇陇枉枉乳乳帜帜岔岔胀胀稍稍躲躲莹莹垢垢癌癌锁锁狱狱隘隘能能墓墓泉泉田田奖奖度度赃赃堵堵围围统统籽籽骋骋骆骆纺纺眷眷佰佰晚晚疑疑会会矣矣牙牙俱俱灶灶祭祭湛湛额额癸癸饵饵毗毗向向钥钥掠掠翟翟双双墟墟博博复复据据赌赌容容礼礼楼楼沙沙亏亏婶婶蛹蛹誉誉裳裳绎绎泼泼档档懦懦骇骇娶娶靡靡席席慨慨力力胰胰愈愈惰惰脉脉验验反反秋秋卫卫懈懈贸贸几几献献敲

6、敲莲莲冲冲早早胖胖伤伤遮遮概概蛙蛙鞠鞠忧忧凛凛翁翁江江筛筛哇哇删删娟娟悸悸蝎蝎咽咽盛盛房房来来鲍鲍箩箩约约贪贪侦侦拒拒侩侩唇唇眩眩熊熊股股才才蟹蟹墒墒稳稳律律铂铂秤秤夕夕塘塘瘸瘸岩岩氨氨苔苔铰铰钒钒拈拈仲仲抱抱疫疫屎屎姥姥谨谨呛呛酥酥拈拈纪纪饱饱怯怯枯枯呢呢雌雌辜辜曰曰断断缅缅伐伐死死侠侠珐珐鞘鞘捐捐亚亚绚绚亡亡靶靶硕硕掸掸盯盯沪沪谆谆创创酬酬呛呛镶镶焊焊窘窘报报嘎嘎祈祈馏馏鸥鸥曼曼丙丙咱咱堕堕爆爆辰辰桨桨师师凶凶亥亥设设的的乏乏秧秧绿绿全全务务瞳瞳蛙蛙 毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目： 轮心堆焊机总体方案及减速器设计轮心堆焊机总体方案及减速器设计 无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡

7、太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚 信信 承承 诺诺 书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 轮心堆焊机总体方案及减速器设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 93 学 号： 0923112 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无无锡锡太太湖湖学学院院信信 机机系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书一、题目及专题：一、题目及专题：1、题目 轮心堆焊机总体方案及减速器设

8、计 2、专题 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 课题来源于生产实际。 在实际生产中，一些大型零件的表面和配合部位经常会出现磨损，磨损后零件的精度下降，甚至不能正常使用，如果零件报废则会产生巨大的经济损失，因此各生产单位经常使用 co2气体保护焊对零件表面进行堆焊修复，但修复过程堆焊质量不稳定，堆焊质量完全取决于工人的技术水平，这些因素对生产和经济效益产生严重影响。 本设计为解决上述问题，针对一些大型设备回转件的轮心修复，设计一种轮心自动堆焊机，该堆焊机能自动实现对零件表面进行环焊、螺旋焊、直焊，保证焊接质量。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要

9、求： 1.通过该设计使学生熟悉机械设计的一般思路。 2.使学生掌握机械设计的方法和技巧。 3.通过设计巩固机械制图、金属材料、机械设计基础等课程的知识。 4.完成轮心堆焊机总体方案及减速器主要部件的参数计算。 5.完成标准件的选用。 6.完成零、部件图 8 张以上。 7.完成轮心堆焊机减速器总装图 1 张。 8.撰写毕业说明书一份。 计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。 论文中所引用的公式和数据应注明出处。 论文字数不少于 1.5 万字。 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 机械 93 班班 姓名姓名 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期：自自 2012 年年 11 月月 12 日日

10、 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师指导教师签名签名 签名签名 签名签名教教研研室室主主任任学科组组长研究所学科组组长研究所所长所长签名签名 系主任系主任 签名签名2012 年年 11 月月 12 日日摘摘 要要机车轮心是指车轮与车轴配合的部分，它是列车的重要牵引传动部件。轮心内孔与车轴为过盈配合，采用热涨法装配。在这种条件下，列车行走时轮心内孔与车轴无相对运动、无磨损。当出现更换轴或维修车轴上零件等情况时，需要将车轮解体，此时车轴将从轮心内孔中被强行压出，孔轴配合面就会被破坏。为使轮轴达到可工作的状态，轮心内孔面

11、需堆焊及机加工，恢复内孔外形及表面的光洁度。本文所设计的堆焊机减速器就用于此工序。轮心堆焊机主要由动力头、尾架、焊接小车、底座、导轨及控制箱六大部分组成。本文所设计的减速器属于该堆焊机的动力头的一部分。本文所设计的轮心堆焊机减速器，工作重点在于传动机构和轴的设计。工作的首要目的是满足基本的使用性能，其次是在此基础上尽量减少减速器的体积和重量使其结构紧凑、加工制造方便。动力头减速器构造有很多种类，本文首要满足的性能指标是速比和强度，之后再从装配方便、缩小体积、降低成本等方面加以考虑。设计后的减速器应具有容易生产、结构简单、可靠实用、安装方便、成本低的特点。 关键词关键词: 轮心，堆焊机，减速器，

12、动力头。abstractthe motorcycle round heart means the part matching with axle car wheel, it is the importance of the railroad train to lead to spread a parts. round bore inside the heart and axle in order to lead ying to match with, just rise method assemble with the heat. in this case, the railroad trai

13、n runs about round bore inside the heart with axle have no opposite sport, dont wear away. while appearing to replace stalk or maintaining circumstances like spare parts, etc of axle, need to disintegrate car wheel, at this time axle will from the round the bore inside the heart drive strong line of

14、 press out, the bore stalk match noodles will be broken. in order to make the axle attain the status that can work, the round bore noodles inside the heart needs a heap of han and machine to process and resumes inside the clean degree of the bore shape and the surface. the heap han machine designed

15、by this text decelerates a machine to used for this work preface. round the heart heap han machine mainly from power head, tail, weld a small car, base and lead track and control box six greatest parts to constitute. the deceleration machine designed by this text belongs to a part of the power head

16、of the heaps han machine.the round designed by this text the heart heap han machine decelerate machine, work be particularly lie in spreading motive to reach and stalk of design. the initial purpose of the work is satisfy basic use function, secondly is on this foundation as far as possible decrease

17、 decelerate machine of physical volume and weight make its structure tightly packed, process to make convenient. power head deceleration machine the structure contain a lot of categories, the text initial contented function index sign is soon ratio and strength, after again from assemble been conven

18、ience, narrow a physical volume and decline low cost etc. to take into to consider. it is easy to should have the deceleration machine after designing production, simple structure, credibility practical, install a characteristics with convenient and low cost. key words: : round heart, heap han machi

19、ne, deceleration machine, power head目目 录录摘 要.iiiabstract.iv目 录 .v1 绪论.11.1 本课题的研究内容和意义.11.2 国内外的发展概况.11.3 本课题应达到的要求.32 轮心堆焊机的主要技术.42.1 堆焊.42.2 轮心堆焊.43 总体方案的选定与设计.63.1 初选电动机类型和结构型式.63.2 电动机的容量.73.2.1 确定减速器所需的功率.7p3.2.2 确定传动装置效率.73.2.3 电动机的技术数据.84 传动装置的传动比及动力参数计算.94.1 传动装置运动参数的计算.94.1.1 各轴功率计算.94.1.2

20、各轴转速的计算.94.1.3 各轴输入扭矩的计算.95 减速器部件的选择计算.105.1 蜗杆传动设计计算.105.1.1 选择蜗杆、蜗轮材料.105.1.2 确定蜗杆头数 z 及蜗轮齿数 z .10125.1.3 确定蜗杆蜗轮中心距 a.105.1.4 蜗杆传动几何参数设计.115.1.5 热平衡计算.135.2 环面蜗轮蜗杆校核计算.135.3 轴的结构设计.155.3.1 蜗杆轴的设计.155.3.2 蜗轮轴的设计.175.4 轴的校核.205.4.1 蜗杆轴的强度校核.205.4.2 蜗轮轴的强度校核.225.5 滚动轴承的选择及校核.255.5.1 蜗杆轴滚动轴承的选择及校核.255

21、.5.2 蜗轮轴上轴承的校核.275.6 键联接的强度校核.285.6.1 蜗杆轴上安装联轴器处的键联接.285.6.2 蜗轮轴上装蜗轮处的键联接.285.6.3 蜗轮轴上装联轴器处的键联接.285.7 箱体结构尺寸及说明.295.8 减速器的润滑和密封.305.9 减速器的附件.315.9.1 窥视孔和视孔盖.315.9.2 通气器.315.9.3 定位销.325.9.4 起盖螺钉.325.9.5 起吊装置.325.9.6 放油孔及螺塞.335.10 减速器的安装，使用及维护.335.10.1 减速器的安装.336 结论与展望.356.1 结论.356.2 不足之处及未来展望.35致 谢.3

22、6参考文献.371 绪论绪论1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义减速器的构造有很多种类，要求也很多。本设计主要满足的性能指标是速比和强度，之后再从装配方便、缩小体积、降低成本等方面加以考虑。设计后的减速器应具有生产方便、结构简单、可靠使用、安装方便、成本低的特点。通过此次毕业设计，使大家理论联系实际的重要性，同时具有相关机械设计和制图的实践经验，培养独立思考和解决问题的能力。环面蜗轮蜗杆减速器设计属于机械设计，设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间满足一定的关系，以实现个零件的协调动作。 此外，通过环面蜗

23、轮蜗杆减速器设计的训练，可以进一步提高我对机械设计(包括设计计算、工程制图等方面)的能力，使我在设计过程中培养严谨的工作作风和独立工作的能力，同时也加深了我识图、制图、运算和编写技术文件等的基本技能。1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况国内的现状减速机在我国的发展已有近 40 年的历史，广泛应用于国民经济及国防工业的各个领域。主要行业有：电力机械、冶金机械、环保机械、电子电器、筑路机械、化工机械、食品机械、轻工机械、矿山机械、输送机械、建筑机械、建材机械、水泥机械、橡胶机械、水利机械、石油机械等，这些行业使用减速机产品的数量已占全国各行业使用减速机总数的 60%70%1。减速器在原动机和工

24、作机之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器具有的普遍优势是：高水平、高性能、积木式组合设计、形式多样化、变型设计多等特点。国内的发展概况国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种机构，两轴交错的夹角可为任意值，常用的为 90 度，这种传动由于具有下述特点，故应用颇为广泛。1 当使用单头

25、蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转过了一个齿距，因而能实现大的因而能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比 i=5-80;在分度机构或手动机构中，传动比可达 300；若只传递运动，传动比可达 1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。 2 在杆蜗传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮 合 及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。 3 当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动更具有自锁性。4 蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的磨擦和磨损，从而引起过分发热，使

26、润滑情况恶化。因此磨损较大，效率低；当蜗杆传动具有自锁性时，效率仅为 0.4 左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮，以便与钢制的蜗杆配对组合成减磨性良好的滑动摩擦剂2。根据蜗杆分度曲面的形状，蜗杆传动可以分成三大类：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。蜗杆分度曲面是圆环内表面的一部分，蜗杆轴线平面内理论齿廓为直线的蜗杆传动称为直廓环面蜗杆传动，俗称“球面蜗轮传动” 。它始于 1921 年的美国造船业，其代表产品是美国 cone drive，50 年代起在我国得到推广应用。与普通圆柱蜗杆传动相比，这种蜗杆同时包容齿数多，双线接触线形成油膜条件好，两齿面接触线诱导法曲率半径大

27、。因此，承载能力是相同中心矩普通蜗杆的 1.53 倍（小值适应于小中心矩，大值适应于大中心矩） 。在传递同样功率时，中心矩可缩小 20%-40%。由于性能优良，美国、日本、俄罗斯等国都将这种传动作为动力传动中的主要形式之一广泛使用。美国生产产品系列中心矩为 151320；速比为 5343000；最高传动效率可达 97%。我国经过 40 年的研究和发展，目前这种蜗杆的生产品种也十分可观，最大中心矩可达到 1200；最少齿数比为 5；蜗杆头数达 6；最高传动效率可达 94%。这种蜗杆传动分为“原始型”和“修整型”两种。 “原始型”直廓环面蜗杆的螺旋齿面的形成为：一条与成形圆相切、位于蜗杆轴线平面内

28、的直线，在绕成形圆的圆心作等角速的旋转运动的同时，又与成形圆一起围绕蜗杆的轴线作等角速的旋转运动，这条直线在空间形成的轨迹曲面，就是直廓环面蜗杆的齿面。由于蜗杆齿面的发生线是直线刀刃，蜗杆螺旋面是直线刀刃形成的不可展直纹面而不是由包络产生的，难以实现磨削，这种蜗杆制造钢筋工艺比较复杂，不易获得高精度的传动，这是直廓环面蜗杆传动的主要缺点。“修整型”直廓环面蜗杆螺旋面的形成，基本上与“原始型”相同，不同之处在于加工时根据设计要求的修形曲线，将加工参数加以改变。一般常用的有：变位异速修形和变速比修形两种工艺方法。变位异速修形方法就是在加工蜗杆时，刀具位置及固定传动比不同于蜗杆副工作时的位置及速比。

29、变速比修形方法则是加工时瞬时传动比按一定规律变化。用修形加工方法加工的蜗杆与由修形滚刀加工成的蜗轮组成“修整型”直廓环面蜗杆传动，消除了蜗轮齿面中部棱线接触，不仅改善了装配条件，减少了误差敏感性，更重要的是：与“原始型”蜗杆传动比较，接触区扩大，形成油膜条件好，包容齿数间载荷有平均作用，因而其承载能力、啮合性能和传动效率均较“原始型”高。准平行啮合线二次包络环面蜗杆是河南省焦作市科林齿轮有限公司的一项科研成果。蜗轮滚刀是可铲背可磨削的，蜗轮齿面没有脊线，运动不会产生干涉。工装和理论相吻合。和同类蜗杆相比，它还具有以下几个特点：1 瞬时接触线和相对运动速度方向夹角稳定，且接近 90 度。2 蜗轮

30、齿面是用铲背滚刀制造加工而成，因此蜗轮齿面接触面大、质量稳定。3 同时参加啮合的蜗轮齿数多，一般可达为蜗杆齿数） 。22(9zz4 蜗轮齿面无脊线，传递运动时不会产生干涉。因此这种蜗杆传动承载功率大，动压油涵稳定传动、噪声低、平衡温度低等特征。以上分析可以看出，虽然普通齿轮减速器具有效率高，工作可靠，寿命长，传动比稳定等优点，但是不具备设计条件中重点要求的自锁性，所以不能选用；而准平行啮合线环面蜗杆减速器，它具有普通环面蜗杆减速器所不具备的很多优点。1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求按要求设计减速器，使其速比达到12001424，在满足使用性能的前提下尽量减少其体积和重量，使其结构紧

31、凑，加工制造方便。2 轮心堆焊机的主要技术轮心堆焊机的主要技术2.1 堆焊堆焊 堆焊是指使用焊接的方法把填充金属融敷在金属表面，以便得到所要求的性能和尺寸，这种工艺过程主要是实现各种金属的冶金结合，属于异种金属融化焊的一种特殊形式。 堆焊是焊接的一个分支，是金属冶金结合的一种融化焊接方法，但与一般焊接不同，不是连接零件，而是用焊接的方法在零件的表面堆敷一层或数层具有一定性能材料的工艺过程，最终达到修复零件或增加其耐磨、耐热、耐蚀等性能。由此可见，堆焊就有一般焊接方法的特点，又具有其特殊性。 堆焊的冶金特点、物理本质、热循环过程等于一般焊接工艺相同，但堆焊还具有如下特点：应用堆焊能更合理利用材料

32、，节约贵重金属，如在基体为碳素钢或铸钢 用钢的表面堆敷一层钴基或镍基粉末。制造双金属结构，如水轮机叶片、导水叶、推土机刀刃、抓斗等零件。修复旧零件，如阀座、磨具、齿轮、轴累零件等。 堆焊是熔焊，因此从原理上讲，凡是属于熔焊的方法都可以用堆焊。堆焊方法的发展也随着生产发展的需要和科技进步而发展，当今已有很多种堆焊方法现按实现堆焊的条件，将常用的堆焊方法综合分类。氧-乙炔焰堆焊手工电弧堆焊埋弧自动堆焊震动电弧堆焊等离子弧堆焊气体保护堆焊电渣堆焊其他堆焊 2.2 轮心堆焊轮心堆焊 轮心堆焊一般采用保护自动堆焊（焊剂层下的自动堆焊） ，这种堆焊方法的优点2co在于保证堆焊金属必须的质量和高生产率的同时

33、，还保证了工艺过程的稳定性。因此与其他堆焊修复方法相比，保护自动堆焊得到了比较广泛的应用。在焊接工作时，被2co焊接件在动力头和尾架的三爪卡盘之间，电动机通过减速箱对焊件施加转矩，从而实现气体保护焊等多种焊接方式。此转矩还可以通过尾架锥齿轮传动的形式传递给托盘，使其转动，从而实现自动堆焊。这种结构的保护自动堆焊可以实现环焊、螺旋焊、直道焊三种焊接形式当工件2co焊 完一圈，小车带动焊枪纵向自动移动一段距离再焊，称为环焊；当焊接工件时，焊枪与小车同时以设定的速度缓慢移动，称为螺旋焊；当工件不转动，仅小车纵向移动时，称为直道焊。 焊接开始时，焊丝与焊件接触，并被固定颗粒状的焊剂覆盖着。当焊丝与焊件

34、之间引燃电弧，焊丝与轧辊及部分靠近电弧的焊剂受到电弧热（60008000c）的作用开始融化。焊丝融化后，堆在工件上，焊剂起保护作用和合金化作用，焊剂融化时，不断放出气体和水蒸气，形成泡沫，在蒸汽的作用下，形成一个用渣壳包住的密闭孔穴，电弧在孔穴内继续燃烧，这样就隔绝了大气对电弧和熔池的影响，并防止热量的迅速散失。堆焊层除了基体金属的冲淡作用外，组织较为均匀，气孔和夹渣较少，淬火作用小，而焊接的物理和力学性能高。堆焊层的硬度和耐磨性是有焊丝材料和焊剂种所含的合金元素来决定的3。轮心堆焊机的主要构成部分有：动力头、尾架、焊接小车、底座、导轨及控制箱。本文只涉及动力头部分的设计方案。动力头，又称主减

35、速箱，其主要功能是为夹在三爪卡盘上的工件提供转动动力，其中包括传动机构和轴的设计。动力头减速器的构造有很多种类，本文首要考虑满足的要求是速比和强度，再次基础上再从装配方便、缩小体积、降低成本、等方面加以考虑。3 总体方案的选定与设计总体方案的选定与设计根据设计要求并结合以上分析，我们在设计中采用准平行啮合线环面蜗杆减速器。具体设计方案是：选用的电动机输出转速是 940r/min，由凸缘联轴器将电动机轴和准平行啮合线环面蜗杆减速器的输入轴相联接，经过减速器的减速，电动机输出的转速降为 18.8r/min，再有凸缘联轴器将减速器的输出轴与滚筒轴联接，将减速器输出轴的转速传给滚筒，滚筒转动带动绕在其

36、上面的钢丝绳旋转，由钢丝绳提起具有一定质量的物品。1 电动机 2 联轴器 3 蜗轮蜗杆减速器 4 联轴器 5 滚筒图 3-1 减速器3.1 初选电动机类型和结构型式初选电动机类型和结构型式 电动机是专门工厂批量生产的标准部件，设计时要根据工作机的工作特性、电源种类(交流或直流)、工作条件(环境温度、空间位置等)、载荷大小和性质(变化性质、过载情况等)、起动性能和起动、制动、正反转的频繁程度等条件来选择电动机的类型、结构、容量(功率)和转速，并在产品目录中选出其具体型号和尺寸。 电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此，无特殊要求时均应选用三相交流电动机，其中

37、以三相异步交流电动机应用最广泛。根据不同防护要求，电动机有开启式、防护式、封闭自扇冷式和防爆式等不同的结构型式。 y 系列三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，由于其结构简单、工作作可靠、价格低廉、维护方便，因此广泛应用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等。对于经常起动，制动正反转的机械，如起重、提升设备，要求电动机具有较小的转动惯量和较大过载能力，应选用冶金及起重用三相异步电动机 yz 型(笼型)或 yzr 型(绕线型)。 电动机的容量(功率)选择的是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。容量选得过小，不能保证工作机正

38、常工作，或使电动机因超载而过早损坏；而容量选得过大，则电动机的价格高，能力又不能充分利用，而且由于电动机经常不满载运行，其效率和功率因数较低，增加电能消耗而造成能源的浪费。电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定4。 由以上的选择经验和要求，我选用：三相交流电 y 系列笼型三相异步交流电动机。3.2 电动机的容量电动机的容量3.2.1 确定减速器所需的功率确定减速器所需的功率 p由滚筒圆周力和滚筒速度 v,得f1000wfvp 其中： （n）fgmgm提升重量，m=450kg， n 450 9.84410f s90.15/60vm s带入数据得 = kwwp4410 0.150.661

39、51000 kw 1.250.6615 1.250.8269wwpp3.2.2 确定传动装置效率确定传动装置效率传动装置的效率由以下的要求：(1) 轴承效率均指一对轴承而言。 (2) 同类型的几对运动副或传动副都要考虑其效率，不要漏掉。 (3) 蜗杆传动的效率与蜗杆头数 z1有关，应先初选头数后，然后估计效率。 此外，蜗杆传动的效率中已包括了蜗杆轴上一对轴承的效率，因此在总效率的计算中蜗杆轴上轴承效率不再计入。各传动机构和轴承的效率为：法兰效率： 10.98设计中，电动机与减速器相连的法兰，相当于一个凸缘联轴器一级环面蜗杆传动效率: 7 . 02一对滚动轴承传动效率：30.98凸缘联轴器效率：

40、 98. 04 从电动机至工作机主动轴之间的总效率故传动装置总效率：， 21234 20.98 0.7 0.980.980.646 电动机的输出功率dp考虑传动装置的功率损耗，电动机输出功率dpwp则， kw dpwp0.8268751.30.6463.2.3 电动机的技术数据电动机的技术数据根据计算的功率可选定电动机额定功率，取同步转速 1000，6 级minr由简明机械设计手册选用 y100l6 三相异步电动机，其主要参数如下电动机额定功率：=1.5kw； 0p电动机满载转速：=940 nminr电 流 ： i=5.6a 电动机外形和安装尺寸为： d=28mm e=60mm h=100mm

41、 a=160mm b=140mm c=63mm k=12mm ab=205mm ad=180mm ac=105mm hd=245mm aa=40mm bb=176mm 4 传动装置的传动比及动力参数计算传动装置的传动比及动力参数计算4.1 传动装置运动参数的计算传动装置运动参数的计算 4.1.1 各轴功率计算各轴功率计算=kw 1p0p11.5 0.981.47=kw 21pp22321.47 0.70.980.974.1.2 各轴转速的计算各轴转速的计算n 940 1minrn n940/50=18.8 2滚筒minr4.1.3 各轴输入扭矩的计算各轴输入扭矩的计算 1t11p1.47955

42、0955014.93n940n mm 2t22p0.9795509550492.74n18.8n mm 表 4-1 参数轴 名功率 kw转速minr扭矩n mm蜗杆轴1.4794014.93蜗轮轴0.9718.8492.74 5 减速器部件的选择计算减速器部件的选择计算5.1 蜗杆传动设计计算蜗杆传动设计计算5.1.15.1.1 选择蜗杆、蜗轮材料选择蜗杆、蜗轮材料1.选择蜗杆传动的类型采用准平行环面蜗杆传动.2.选择蜗杆、蜗轮材料，确定许用应力考虑蜗杆传动中，传递的功率不大，速度只是中等，根据机械零件课程设计表 52，蜗杆选用 40cr，因希望效率高些，耐磨性好故蜗杆螺旋齿面要求：调质 hb

43、265285.蜗轮选用铸锡磷青铜 zqsn10-1，金属模铸造，为了节约贵重有色金属，仅齿圈用锡磷青铜制造，轮芯用灰铸铁 ht100 制造由机械零件课程设计表 53 查得蜗轮材料的许用接触应力 =190 h2/n mm由机械零件课程设计表 55 查得蜗轮材料的许用弯曲应力=44 f2/n mm5.1.25.1.2 确定蜗杆头数确定蜗杆头数 z z 及蜗轮齿数及蜗轮齿数 z z12由机械零件课程设计表 56，选取 z 1 1则 z z i1505021故取 z 50 25.1.35.1.3 确定蜗杆蜗轮中心距确定蜗杆蜗轮中心距 a a 确定蜗杆的计算功率 c1p1ac1pkpkfmp（k） 式中

44、 k 使用场合系数，每天工作一小时,轻度震动a由机械工程手册查得：k 0.7；ak 制造精度系数，取 7 级精度，f查得：k 0.9；fk材料配对系数，齿面滑动速度 10mp由机械工程手册查得：k0.85。mp代入数据得 kw 1ac1pkpkfmp（k）1.47 0.701.350.90 0.85以等于或略大于蜗杆计算功率所对应的中心距作为合理的选取值根据机械工1cp程手册/传动设计卷 （第二版）表 2522a，选取蜗杆的中心距：a100mm.由于准平行二次包络环面蜗杆为新型得蜗杆,它的优点是:接触面大,导程角,它的值稳定且一定,则润滑好,接触面大应直接根据“原始型”传动蜗杆设计参数。5.1

45、.45.1.4 蜗杆传动几何参数设计蜗杆传动几何参数设计准平行二次包络环面蜗杆的几何参数和尺寸计算表1.中心距：由机械工程手册/传动设计卷 （第二版）标准选取 a=100mm2.齿数比：u5021zz3.蜗轮齿数：由机械工程手册/传动设计卷 （第二版）选取250z 4.蜗杆头数：由机械工程手册/传动设计卷 （第二版）选取 11z 5.蜗杆齿顶圆直径：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表 2.516选取 =45mm1ad6.蜗轮轮缘宽度：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表 2.516选取 b =28mm27.蜗轮齿距角：23607.2z8.蜗杆包容蜗轮齿数：k=5 210z9.蜗轮齿宽包角

46、之半：0.5（k0.45）=w16.3810.蜗杆齿宽：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表 2.516选取 =53mm1b11.蜗杆螺纹部分长度：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表 2.516，选取=59mml12.蜗杆齿顶圆弧半径：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表 2.516，选取 r=82mm1a13.成形圆半径：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表 2.516选取=65mmbd14.蜗杆齿顶圆最大直径：机械工程手册/传动设计卷 （第二版）表2.516，选取=53.8mm1ed15.蜗轮端面模数：m =mmt*2122aahzda1553.1848.616.径向间隙：=0.

47、5104mm0.16tcm 17.齿顶高：h =0.75 m =2.233mmat 18.齿根高：h = h + c=2.7434mmfa 19.全齿高：h= h + h =4.9764mmaf20.蜗杆分度圆直径：（0.624）a 40.534mm1d2.02i875. 021.蜗轮分度圆直径：2a159.466mm2d1d22.蜗轮齿根圆直径：d2 h =153.9792mm2f2df23.蜗杆齿根圆直径：d2 h =35.05，1f1df判断：因为=28.12mm,满足要求0.87512fad24.蜗轮喉圆直径：d2 h =163.932mm2a2da25.蜗轮齿根圆弧半径：=82.47

48、5mm110.5ffrad26.蜗杆螺纹包角之半：10.5arctan0.5elad=29.5arctan73.121.97727.蜗轮喉母圆半径：=2gcoscos5 . 02ada =1000 5 163 93 0.92730.9273.=25.88mm28.蜗轮外缘直径：由作图可得=164.95mm2ed29.蜗杆分度圆导程角：m21arctan()dud=21arctan()4.50dud30.蜗杆平均导程角：w21arctan()4.09dk ud31.分度圆压力角：=2sin()bdarcd2432.蜗杆外径处肩带宽度： 取 3mm3.189tm 33.蜗杆螺纹两端连接处直径：=3

49、5mm11fdtd34.蜗轮分度圆齿厚：20.55sp223.14 159.46510.01450dpz数据带入公式得 5.508mm2s 35.齿侧隙：查表 4-2-6 得0.208nj 36.蜗杆分度圆齿厚：=4.2984122spsj 37.蜗杆分度圆法向齿厚：=4.28511cosnmssr38.蜗轮分度圆法向齿厚：=5.4922cosnmssr39.蜗轮齿冠圆弧半径：=19.277520.55afrd40.蜗杆测量齿顶高：11220.51 cosarcsinaashhdd=2.203541.蜗杆测量齿顶高：22220.51 cosarcsinaashhdd=2.18555.1.5 热

50、平衡计算热平衡计算 蜗杆传动的特点是效率较低。发热量较大。在工作中就可能出现齿面磨合加剧，甚至引起齿面胶合的情况。出现工作失效的原因在于散热不充分，温升过高，使润滑油粘度降低，减小润滑作用。因此，闭式蜗杆传动必须进行热平衡计算。热平衡计算的原理是：闭式蜗杆传动正常连续工作时，由摩擦产生的热量应小于等于箱体表面散发的热量，以保证温升不超过允许值。 公式为： 式中，p=162.960w，在通风良好的条件下，取 k=15w/(m),取允许润滑油工作2c温度，室温 t =20,. ct 7512c78. 0 将以上数据带入计算得箱体所需有效散热面积 a 为： a 这将为箱体设计和是否考虑采取散热措施提

51、供依据。 在实际使用中，蜗轮轮齿折断的情况很少发生，这是因为蜗轮轮齿弯曲强度所限定的承载能力，超过齿面点蚀和热平衡计算所限定的承载能力。而只有在蜗轮采用脆性材料， 并且受强烈冲击的传动等少数情况下，折断现象才会出现，此时计算其弯曲强度才有实际意义。因此，本章不对器弯曲强度进行校核15。5.2 环面蜗轮蜗杆校核计算环面蜗轮蜗杆校核计算 环面蜗杆传动承载能力主要受蜗杆齿面胶合和蜗轮齿根剪切强度的限制。因而若许用传动功率确定中心距，则然后校核蜗轮齿根剪切强度。 由于轴承变形增加了蜗杆轴向位移，使蜗轮承受的载荷集中在 23 个齿上。而且，由于蜗轮轮齿的变形，造成卸载，引起载荷沿齿高方向分布不均，使合力

52、作用点向齿根方向偏移。 因而，蜗轮断齿主要由 12)1 (1000ttkap )(043. 0)()1 (1000221mkttnp于齿根剪切强度不足造成的校核： cfpfz a k其中 作用于蜗轮齿面上的及摩擦力影响的载荷;cf 蜗轮包容齿数 z 蜗杆与蜗轮啮合齿间载荷分配系数;fa 蜗轮齿根受剪面积;pk公式中各参数的计算1.的计算cf=cf222tan()mffr作用在蜗轮轮齿上的圆周力， 2f222td蜗杆喉部螺旋升角 ，4.5mr 当量齿厚，p滑动速度 1 119100cossmd nvr=40.5 940191004.498cos=2.01m/s根据滑动速度查机械设计手册 339

53、得sv2 58将数据带入公式得 326.18 101(4.52.58 )cftan=n 36.2275 102.计算得 = 5 z3.蜗轮齿根受剪面积 22cosffmbasr 蜗轮齿根圆齿厚；2fs2202cos2tan()2xfmfpsrha由上可知 蜗轮端面周节；xp10.01xp 蜗轮理论半包角； 0a24 蜗轮分度圆齿厚所对中心角。27.23.622数据带入公式得 210.01cos4.52 2.7434tan(243.6 )2fs =7.03mm由上可得 2287.03197.45cos4.5famm 36.2275 1012.6165 0.5 197.45mpa 对于锡青铜齿圈

54、取 0.5b查手册取铸锡磷青铜，砂模铸造，抗拉强度=225mpab， 0.5112.5bmpa则 1.53.53.51010粘度值240()mms612414506288352198242iso-vg 或gb-n 级680460320220 由于蜗杆的滑动速度为 2m/s，所以润滑油的粘度选为 4602 润滑方式的选择由于所设计减速器采用蜗杆下置式传动，且转速不高，故选择浸油润滑。蜗杆浸油深度 h11 个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承的最底滚动体的中心。润滑时，传动件的浸入油中的深度要适当，既要避免搅由损失过大，又保证充分的润滑，油池应保持一定的深度和贮油量。如下图所示：图 5-5 润滑方式5.9

55、 减速器的附件减速器的附件为了保证减速器的正常工作，减速器的箱体上通常设置一些装置或附加结构，以便于减速器润滑油的注油，排油，检查油面高度和拆装，检修等。5.9.1 窥视孔和视孔盖窥视孔和视孔盖违建查传动件的啮合情况，接触斑点，侧隙和向箱内倾注润滑油，在传动件啮合区上方箱盖上开设窥视孔。窥视孔应有足够的大小，以便手能伸人进行操作，为此，方形窥视孔长应90mm，宽应50mm。为防止润滑油飞溅出来和污物进入箱体内，在窥视孔上应设有视孔盖密闭，盖板用螺钉固定在箱盖上，在盖板与箱盖上应放置密封垫片。图 5-6 窥视孔5.9.2 通气器通气器减速器工作时，箱体温度升高，气体膨胀，压力增大，对减速罪各接缝

56、面的密封很不利，通常在箱盖顶部或检查孔盖上装有通气器。使减速器内热膨胀的气体能自由逸出，保持箱内压力正常，从而保证减速器各部接缝面的密封性能。通气器设置在箱盖顶部或视孔盖上。较完善的通气器内部制成一定的曲路，并设有金属网。选择通气器时应考虑其对环境的适应性，规格尺寸应与减速器的大小相适应11。 图 5-7 通气器5.9.3 定位销定位销为了保证箱体轴承座孔的镗制和装配精度，需在箱体分箱面凸绦长度方向两侧各安装个圆锥定位销。两销应置远一些，但不宜对称布置。定位销孔应在箱盖和箱座紧固后钻空，其位置应便于钻、铰和装拆，不应与邻近箱壁和螺钉相碰。定位销的直径可取 d：(o7o8)d：(d：为凸缘上螺栓

57、的直径)，长度应大于分箱面凸缘的总厚度。图 5-8 定位销5.9.4 起盖螺钉起盖螺钉为了保证减速器的密封性，常在箱体的剖分面上涂有水玻璃或密封胶，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设置 1 到 2 个起盖螺钉。拆卸箱盖时，拧动起盖螺钉，便可顶起箱盖。起盖螺钉设置在箱盖联接凸缘上，其螺纹有效长度应大于箱盖凸缘厚度。起盖螺钉直径可与凸缘联接螺钉相同，螺钉端部制成圆柱形并光滑倒角或制成半球形12。图 5-9 起盖螺钉5.9.5 起吊装置起吊装置为了搬运和装卸箱盖，在箱盖上装有吊环螺钉或铸有吊耳，吊钩。为了搬运箱盖或整个减速器，在箱座两端联接凸缘处铸出吊钩。图 5-10 吊耳环5.9.6 放油孔及螺塞放油

58、孔及螺塞为了排除污油，在减速器的箱座最底处设有放油孔，并用放油螺塞和密封垫圈将其堵住。图 5-11 放油孔及螺塞5.10 减速器的安装，使用及维护减速器的安装，使用及维护5.10.1 减速器的安装减速器的安装1.减速器输入轴直接与原动机连接时，根据设计要求推荐采用凸缘联轴器；减速器输出轴与工作机联接时，根据设计要求推荐采用凸缘联轴器，联轴器不得用锤击装列轴上2.减速器应牢固地安装在稳定的水平基础上，油槽的油应能排除，且冷却空气循环流畅。3.减速器、原动机和工作机之间必须仔细对中，其误差不得大于所用联轴器的许用补偿量4.减速器安装好后用手转动必须灵活，无卡死现象蜗杆和蜗轮轴承的轴向间隙应符合技术

59、要求规定5.安装好的减速器在正式使用前，应进行空转，部分额定载荷间歇运转 13h 后可正式运转，运转应平稳、无冲击、无异常振动和噪声及漏油等现象12。图 5-11 减速器爆炸示意图6 结论与展望结论与展望6.1 结论结论这次设计完成了预期的目的，完成了从传动方案的总体设计到减速器传动零件的设计计算，减速器轴及轴承装置的设计，减速器箱体及附件的设计计算，减速器装配图的设计等工作并能够使我通过这次设计有了整体的提高。通过总结可以帮助我树立整体的，有条理的，正确的设计思想。同时能够发现设计中更多的有点和不足。同时，使我在这一技术领域的工作得以实践，认识到从事技术工作应持有的工作态度和应具备的知识素质

60、，还有利于促进我今后自觉学习，为适应将来的工作打好坚实的基础。6.2 不足之处及未来展望不足之处及未来展望此次设计还存在不少的错误和缺点。激发了继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维，从而提高设计的实践操作能力。致致 谢谢感谢我的指导老师高老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。导师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人