伸臂式焊接变位机设计--工作台回转机构设计_毕业设计论文.

1、摘要焊接变位机运动系统的设计是焊接变位机方案设计的核心内容,而焊接变位机运动自由度确实定是其前提条件焊接变位机的关键是对变位机进行最正确位置焊接所需要的运动自由度的设计,如平动或转动的设计伸臂式焊接变位机是将工件回转,翻转,以便使工件上的焊缝置于水平和船形位置的机械装置伸臂式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变位机,载重量一般不超过1吨其主体局部是翻转机构回转机构底座此次论文论述了焊接变位机械的组成,工作原理,重点讲述了其中的回转机构的设计,回转机构通过带传动,二级蜗杆蜗轮减速器的传动,从而使工作台得到预期的回转速度回转机构中测速发电机的使用,将其工作台的瞬间速度反响到电动机,从而调整电动机的转

2、速,进而使工作台的回转速度稳定在某个范围内,保证了焊缝质量关键词:焊接变位机械;测速发电机;回转机构;减速器AbstractThe design of the moving system of the welding positioner is the core content of the scheme design ,but the system depends on the moving freedoms certainty.The key part of the design of the welding positioner is the design of the moving f

3、reedom, according to the best welding position. The main parts of the welding positioner include overturning machinery, circumgyrating machinery,and the base.The arm-extending welding posioner is used most widely ,the load is less than one ton.The arm-extending welding positioner is the machine whic

4、h makes the workpiece circumgyrate and overturn to make the welding line on the workpiece park the level direction and cymbate position. The welding positioners makeup and operating principle make up of the paper ,which disserates the design of the turning gear of the machine .The belt driving and t

5、wo stage worm worm wheel retarder make the turning gear realize the mans anticipating speed.The use of the techogenerator which will feed back the instant speed to the generator and then the controller will adjust the speed makes sure of the high welding line quality.Key words: welding positioner; t

6、echogenerator; turning gear; retarder目录 TOC o 1-2 h z HYPERLINK l _Toc223581495 摘要 PAGEREF _Toc223581495 h I HYPERLINK l _Toc223581496 Abstract PAGEREF _Toc223581496 h II HYPERLINK l _Toc223581497 目录 HYPERLINK l _Toc223581497 前言1 HYPERLINK l _Toc223581498 第1章 绪论2 HYPERLINK l _Toc223581500 焊接变位机械概述 P

7、AGEREF _Toc223581500 h 2 HYPERLINK l _Toc223581499 1.2 课题研究的意义及现状5 HYPERLINK l _Toc223581500 1.3 论文主要研究内容5 HYPERLINK l _Toc223581501 第2章 回转机构中非标准件的设计计算及校核7 HYPERLINK l _Toc223581502 .72.2减速器的设计计算.92.3带传动的设计计算.26 HYPERLINK l _Toc223581503 第3章 回转机构中标准件的选择及校核29 HYPERLINK l _Toc223581504 3.1 轴承的选择及校核29

8、HYPERLINK l _Toc223581505 3.2 键的选择及校核34 HYPERLINK l _Toc223581506 3.3 电动机螺纹紧固件密封圈的选择及校核36 HYPERLINK l _Toc223581503 第4章 焊接变位机械其它机构的简单设计概述37 HYPERLINK l _Toc223581504 4.1 伸臂梁的设计计算37 HYPERLINK l _Toc223581505 4.2 倾斜机构中减速器的设计计算37 HYPERLINK l _Toc223581506 4.3 底座和箱体的设计37 HYPERLINK l _Toc223581507 结论39 H

9、YPERLINK l _Toc223581508 参考文献40 HYPERLINK l _Toc223581509 致谢41 HYPERLINK l _Toc223581510 附件142 HYPERLINK l _Toc223581511 附件253前言随着现代工业的开展和焊接技术的不断进步,焊接作为一种金属连接的工艺方法在金属结构生产中已根本取代了铆接连接工艺许多传统的铸锻制品也有焊接制品或铸-焊,锻-焊制品所代替焊接结构广泛用于是由于化工工业重型与矿山机械,起重与运输设备,汽车与船舶制造,航空航天技术,建筑结构与国防工业等领域中许多产品,例如大型的超高压容器,除采用焊接工艺外,难以设想有

10、更好的方法在先进的工业国中,焊接产品的用钢量已到达总用钢量的43%以上,为了制造如此庞大的焊接结构产品,需建立大量专门制造焊接结构的工厂,而其中焊接变位机那么是满足其焊接工艺的重要根底本次论文主要介绍0.5t伸臂式旋转焊接变位机的总体设计及其装配,其中包括回转机构,倾斜机构,箱体,底座的设计及其计算,重点介绍其中的回转机构的设计,回转机构主要包括工作台,回转主轴,二级蜗轮蜗杆减速器,带传动局部,电动机等经过设计计算及其校核各个主轴,所选零件的强度和寿命到达要求的标准编者 2021年6月绪论1.1 伸臂式焊接变位机械概述随着现代工业的开展和焊接技术的不断进步,焊接作为一种金属连接的工艺方法在金属

11、结构生产中已根本取代了铆接连接工艺许多传统的铸锻制品也有焊接制品或铸-焊,锻-焊制品所代替焊接结构广泛用于是由于化工工业重型与矿山机械,起重与运输设备,汽车与船舶制造,航空航天技术,建筑结构与国防工业等领域中许多产品,例如大型的超高压容器,除采用焊接工艺外,难以设想有更好的方法在先进的工业国中,焊接产品的用钢量已到达总用钢量的43%以上,为了制造如此庞大的焊接结构产品,需建立大量专门制造焊接结构的工厂,而其中焊接变位机那么是满足其焊接工艺的重要根底近几年来对焊接产品的质量要求也越来越高,传统的手工定位已不能够满足其精度要求,焊接变位机械便应运产生使用,近几年并随着控制理论的成熟开展,将其运用到

12、其机械当中,发挥了越来越大的作用伸臂式焊接变位机械主要用于手工焊和筒形工件的自动焊,为了防止侧向倾覆以及不使整机机构尺寸过大,其载重量一般设计在1000千克,最大不超过3000千克焊接变位机械的组成分类及使用特点 焊接变位机械是焊接工艺设备的一局部,焊接工艺设备的分类见图2-1概括地说焊接变位机械由回转机构,倾斜机构及其底座三大局部组成:回转机构由工作台,回转主轴,二级蜗轮蜗杆减速器,带轮,电动机,箱体等组成;倾斜机构由伸臂梁,二级蜗轮蜗杆减速器,带轮,电动机,箱体等组成通常焊接变位机械可分为变位机翻转机滚轮架升降机等四大类:一变位机变位机是通过工作台的旋转和翻转运动,使工件所有焊缝处于最理想

13、的位置进行焊接,使焊缝质量的提高有了可靠的保证,它是焊接各种轴类盘类筒体等回转体零件 的理想设备,同时也可用来焊接机架机座机壳等非长形工件选用变位机时应注意以下几点:(1) 应根据工件的质量固定在工作台上的工件重心至台面的重心高度重心偏心距来选用适当吨位的变位机(2) 要在变位机上焊接圆形焊缝时,应根据工件直径与焊接速度计算出工作台的回转速度;如变位机仅用于工件的变位,工作台的回转速度及倾翻速度应根据工件的几何尺寸及重量选择,对大型重型工件速度应慢些工作台的倾翻速度一般是不能调节的,如在倾翻时要进行焊接工作,应对变位机提出特殊要求(3) 工作台应有联接焊接地线的位置,且不受工作台回转的影响不允

14、许将焊接地线接在变位机机架上,从而使焊接电流通过轴承的转动零件(4) 批量生产定型工件时,可选用具有程序控制性能的变位机(5) 变位机只能使工件回转翻动,要使焊接过程自动化机械化,还应考虑用相应的焊接操作机械二翻转机它是将工件绕水平轴翻转,使之处于有利施焊位置的机械,适用于梁柱框架椭圆容器等长形工件的装配焊接焊接翻转机种类繁多,常见的有头架式头尾架式框架式转环式链条式及油压千斤顶式(1) 头尾架式翻转机 这种翻转机由主动的头架及从动的尾架组成,它们之间的距离可根据所支撑的工件长度调节当工作较重时应考虑将头尾架固定在根底上,防止倾倒头尾架式翻转机的缺点是工件由两端支承,翻转时头架端要施加扭转力,

15、因而不适用于刚性小,易挠曲的工件;另外,当设备安装不当,头尾架的两根枢轴不在同一轴线上时,工件会受到过大的扭转力矩使翻转困难,甚至造成工件扭坏或枢轴因发生超负荷而扭断对于短工件可以不考虑两端支撑,可仅将工件固定在头架上进行反转,而不用尾架(2) 框架式翻转机 用一根横梁连接在头尾架的枢轴上或工作台上,可构成框架式翻转机工作时工件固定在横梁上有横梁带开工件一起翻转为减小驱动力矩,应使横梁工件合成的纵向重心线尽可能与枢轴的轴线相重合(3) 转环式翻转机 这类翻转机使用于长度和重量均较大,截面又多变化的工件翻转(4) 液压千斤顶式翻转机 液压千斤顶式翻转机结构简单,载重量大,通常用于将工件作的翻转三

16、滚轮架定位器及定位装置压夹器及装配装置装配用工艺装备推拉装置焊接变位机焊接滚轮架焊接翻转机装配台架焊件操作机械横臂式焊接机单轨式焊接机悬架式焊接机门架式焊接机爬行式焊接机电渣焊焊接机焊接机器人焊接生产工艺装备焊接机械焊接用工艺装备 焊工操作机械焊丝处理装置焊剂回收装置焊剂垫焊接辅助装置装配焊接组合工艺装备装配焊接组合辅助装备检查用工艺装备图2-1 焊接生产工艺装备的分类它是借助焊件与主动滚轮间的摩擦力带动圆筒形焊件旋转的机械装置主要用于回转体工件的装配与焊接,其载重可从几十千克到千吨以上按其结构形式可分为三大类:1自调式滚轮架2长轴式焊接滚轮架3组合式焊接滚轮架四升降机它是用来将工人及装备升降

17、到所需的高度的装置,主要用于高大焊件的手工焊和半自动焊及装配作业其主要结构形式有:1管结构肘臂式2管筒肘臂式3板结构肘臂式4立柱式1.1.2 伸臂式焊接变位机械的工作原理焊接变位机械主要为焊接工艺提供适宜的工作焊点,其具体的实现过程是:回转机构由电动机拖动,电动机输出一定的转速,经过带轮一次减速后,然后经过二级蜗轮蜗杆减速器两次减速,最后由回转主轴,经过工作台输出焊件所需要的焊接速度,以期到达所需要的焊缝要求;倾斜机构主要实现工件在空间上的倾斜,本次论文所要研究的是倾斜机构空间四十五度范围内的倾斜,其具体的实现过程:整个倾斜机构由电动机拖动,电动机输出一定的转速,经过带轮一次减速后,然后经过二

18、级蜗轮蜗杆减速器两次减速,最后其输出轴与锥角四十五度的伸臂梁相连接,伸臂梁与回转机构相连从而实现工作台在空间上的四十五度倾斜底座在整个机械工作过程中起到抗振,平衡的作用1.2 课题研究意义及现状当前焊接变位机械的研究在国内已经比拟成熟,有普通的焊接变位机械,如伸臂式焊接变位机械,座式焊接变位机械等等伸臂式焊接变位机械与座式焊接变位机械的区别是:伸臂旋转时在空间的轨迹为一锥面因此在改变工件倾斜位置的同时,将伴随有工件的升高和下降其中,有些焊接变位机械将液压系统应用到回转机构和倾斜机构中,实现了比拟好的工作效果本次论文处于对大学四年所学的知识进行的一次综合性的梳理及应用,对学生的综合能力进行的一次

19、较为实质性的锻炼1.3 论文主要研究内容本次论文从整体上对焊接变位机械进行设计,它包括焊接机械当中的倾斜机构,回转机构,以及底座的总体设计,同时对机械当中的回转机构进行了详细的设计描述:从工作台的设计到回转主轴,二级蜗轮蜗杆减速器,带轮及其传动带的设计计算,电动机的选择,箱体的设计等该次论文中回转机构采用了测速发电机(测速发电机是输出电动势与转速成比例的微特电机测速发电机的绕组和磁路经精确设计,其输出电动势E和转速n成线性关系,即E=Kn,K是常数改变旋转方向时输出电动势的极性即相应改变在被测机构与测速发电机同轴联接时,只要检测出输出电动势,就能获得被测机构的转速,故又称速度传感器)和导电装置

20、,其目的是利用控制理论即将工作台的即时速度反响给电动机,从而实现工作台的精确回转,保证焊接质量,获得优良的焊缝成型,导电装置可防止焊接电流通过轴承,齿轮等传动零件时起弧,产生 “咬伤零件的现象第2章 回转机构中非标准件的设计计算和校核2.1.回转主轴的设计计算及校核工作台及其工件总质量,回转主轴的危险断面位于轴承处,所受的弯曲力矩为:图2-1 回转主轴受力分析示意图 (2-1)其中:综和质量, 偏心距,这里取台面高度,这里取这里,的取值参见下表2-1 回转轴倾斜角回转轴转角表2-1 焊接变位机械的型号及参数型号最大负荷Q(kg)偏心距e (mm)重心距B(mm)台面高度h (mm)回转速度n1

21、(r/min)焊接额定电流A(mA)倾斜角度()HB25254063-315135HB25255080-500135HB10010063100-500135HB2502501604001000630135HB50050016040010001000135HB1000100025040012501000135HB2000200025040012501250135HB3150315025040016001250135HB4000400025040016001250135HB5000500025040016001250135HB8000800020040016001600135HB100001000

22、020040020001600135HB160001600020050020001600120HB200002000020063025002000120HB315003150020080025002000120HB400004000016080031502000105HB5000050000160100031502000105HB8000080000160100031500.0100.3152000105其轴承处的扭矩:, (2-2)按第三强度理论折算的当量弯矩为: (2-3)该式在满足条件时才出现最大值其值为: , (2-4)对于指定的变位机:,该数据由文献10表7-11查得从而得出因此回转

23、主轴的强度可选在的范围内任意位置进行计算其值: (2-5)式中:根本许用应力,且,其中:比例因子,应力集中系数,平安系数,对称疲劳极限根据材料确定,取回转主轴材料为45钢,正火处理所对应的代入上式可得:在这里取2.2.减速器的设计计算 此处省略NNNNNNNNNNNN字如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣:九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载!该论文已经通过辩论蜗轮蜗杆材料选用:蜗轮选用铸造锡青铜:ZCuSn10P1; 蜗杆选用: 20Cr.蜗轮蜗杆中心矩: (2-11) 接触疲劳强度: (2-12)材料的弹性影响系数单位是对于青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆配对时取=160两材料的接触系

24、数,由文献11表11-18查得:工作载荷系数, (2-13)机械使用系数,由文献11表10-2得:齿面载荷分布系数 由文献11表10-4得: 动载系数, 由文献11表10-8得:由于蜗轮圆周速度: (2-14)蜗轮的公称转矩: 铸造锡青铜蜗轮的根本许用应力由文献11表11-7查得: , (2-15) 其中:蜗轮蜗杆工作寿命系数, (2-16) 应力循环系数: (2-17) 蜗轮每转一次,每个轮齿的啮合次数.这里取蜗轮转速,;工作寿命, 故蜗轮的齿面接触疲劳强度满足使用条件根据文献11公式: (2-18) 其中要求:其中:蜗轮齿形系数,可由蜗轮的当量齿数: (2-19)及蜗轮变位系数X2决定:

25、(2-20) 可由文献11图11-19查得:螺旋角影响系数, (2-21) (2-22)其中可由文献11表11-8查得 其中:蜗轮蜗杆工作寿命系数, (2-23) 为应力循环系数: (2-24) 蜗轮转速,;工作寿命, (2-25) 蜗轮的齿根弯曲疲劳强度满足使用条件蜗杆受力后如产生过度变形,就会造成轮齿上的载荷集中,影响蜗轮与蜗杆的正确啮合所以需进行蜗杆的刚度校核,其校核刚度条件为: (2-26)其中蜗杆材料许用的最大挠度 其中:蜗杆分度圆直径蜗杆材料的弹性模量 蜗杆危险截面的惯性矩 (2-27) 其中为蜗杆的齿根圆直径 (2-28) ,蜗杆两端支撑点间的跨距 (2-29) 蜗杆所受的圆周力

26、 (2-30)蜗杆所受的径向力 (2-31) 其中,见其图2-2其中为蜗轮齿形角.图2-2 蜗轮蜗杆啮合受力示意图 (2-32)其中:蜗杆的公称转矩;蜗轮的公称转矩其中:二级蜗轮蜗杆的传动效率; (2-33)传动导程角,当量摩擦角;可根据蜗轮蜗杆的相对滑动速度由文献11表11-18查得.由文献11表11-18查得当量摩擦角. 蜗杆的刚度满足使用条件鉴于二级蜗杆多处承受疲劳载荷,应对其疲劳强度进行校核,其轴径为64mm校核如下,蜗杆轴力学模型简化如图2-1所示,图2-3 二级蜗杆结构示意图C点处受力分析如下: (2-34) ,向其轴心处简化其弯矩为: D点处受力分析如下:有前面相关数据可得: (

27、2-35) 整个蜗杆轴所受的扭矩为: 分别计算轴承处的水平力及竖直平面的受力: 水平面: (2-36) (2-37) 代入数据求得: . 竖直平面: (2-38) . (2-39)代入数据求得: .由弯扭矩图可得危险截面出现在D处,那么总的力矩为: 根据轴的弯扭合成强度条件为: (2-40)其中:折合系数,取轴的抗弯截面系数,总的弯矩;计算得:, ,故蜗杆轴满足其疲劳强度条件根据蜗轮蜗杆的相对滑动速度:载荷类型为重型载荷,故可采用油池润滑 (2-41)其中: 周围空气的温度,常温情况下可取 20蜗杆蜗轮的传动效率, 箱体的文献11面传热系数,可取=(8.1517.45) 当周围空气流动良好时可

28、取偏大值这里取.输入功率 (2-42) ,其中80为其临界温度故在通风良好的情况下,不需要加散热装置2.2.2 一级蜗轮蜗杆参数的计算选取实际蜗杆头数:蜗轮齿数: (2-43)考虑到电机的输出转速及带轮的传动比,这里取 圆整蜗轮齿数:根据蜗轮蜗杆工作情况,选取蜗杆特性系数: (2-44)蜗杆模数和蜗轮模数相等,那么蜗杆分度圆直径: (2-45) (2-46) 蜗轮的分度圆直径: (2-47) 2. 校核蜗轮的齿面接触疲劳强度首先蜗轮蜗杆材料选用:蜗轮选用铸造锡青铜:ZCuSn10P1,蜗杆选用: 20Cr.蜗轮蜗杆中心矩: (2-48) 圆整其中心距:根据公式: (2-49)材料的弹性影响系数

29、单位是对于青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆配对时取=160两材料的接触系数,由文献11表11-18查得:工作载荷系数, (2-50)机械使用系数,由文献11表10-2得:齿面载荷分布系数,由文献11表10-4得:动载系数,由文献11表10-8得:由于蜗轮圆周速度: (2-51)蜗轮的公称转矩: (2-52) 这里轴承的效率取为:铸造锡青铜蜗轮的根本许用应力,由文献11表11-7查得: , (2-53) 其中:蜗轮蜗杆工作寿命系数, (2-54)为应力循环系数: (2-55) 蜗轮每转一次,每个轮齿的啮合次数,这里取.蜗轮转速,;工作寿命, 故蜗轮的齿面接触疲劳强度满足使用条件根据公式: (2-56) 其

30、中要求: (2-57)其中:蜗轮齿形系数,由蜗轮的当量齿数: (2-58)及蜗轮变位系数X2决定: (2-59) 可由文献11图11-19查得:螺旋角影响系数, (2-60) (2-61)其中可由文献11表11-8查得: 其中:蜗轮蜗杆工作寿命系数, (2-62)应力循环系数: (2-63)蜗轮每转一次,每个轮齿的啮合次数,这里取蜗轮转速,;工作寿命, 蜗轮的齿根弯曲疲劳强度满足使用条件4. 蜗杆的刚度校核计算蜗杆产生过度变形,就会造成轮齿上的载荷集中,影响蜗轮与蜗杆的正确啮合所以需进行蜗杆的刚度校核,其校核刚度条件为: (2-64)其中蜗杆材料许用的最大挠度 其中:蜗杆分度圆直径蜗杆材料的弹

31、性模量 ,蜗杆危险截面的惯性矩 (2-65)其中为蜗杆的齿根圆直径 (2-66) 蜗杆两端支撑点间的跨距蜗杆所受的圆周力 (2-67)蜗杆所受的径向力 (2-68)其中为蜗轮齿形角,. (2-69)其中: 蜗杆的公称转矩; 蜗轮的公称转矩其中:二级蜗轮蜗杆的传动效率; (2-70)传动导程角,当量摩擦角可根据蜗轮蜗杆的相对滑动速度由文献11表11-18查得 (2-71)由文献11表11-18查得当量摩擦角. 蜗杆的刚度满足使用条件根据蜗轮蜗杆的相对滑动速度载荷类型为重型载荷,故可采用油池润滑 (2-72)其中:周围空气的温度,常温情况下可取20蜗杆蜗轮的传动效率, 箱体的外表传热系数,可取:=

32、(8.1517.45) 当周围空气流动良好时可取偏大值这里取.输入功率 (2-73) , 其中80为临界温度故在通风良好的情况下,不需要加散热装置 (2-74)工作情况系数:由文献11表8-7查得=1.1所需传递的额定功率即电动机的功率: 根据计算功率和带轮转速 .选取普通V带的类型.由文献11图8-11选择为Z型带.3. 确定带轮的基准直径并验算带速 初选小带轮的基准直径 根据V带的带型,参考文献11表8-6和文献11表8-8确定小袋轮的基准直径.应使 这里取 (2-75) 验算带速V根据文献11公式8-13计算带的速度,带速不宜过高或过低,一般应使V=525m/s ,最高不宜超过30m/s

33、. 计算大带轮的基准直径由 可得 (2-76)其中为大小带轮之间的传动比:,由文献11公式8-8加以圆整,取带轮直径.4. 确定中心距,并选择带的基准长度. 结合式,初定中心距 (2-77) 取 计算相应的带长 . (2-78)根据由文献11表8-2选取,可得 计算中心距及其变动范围传动的实际中心距近似为: (2-79).考虑到带轮的制造误差,带长误差,带的弹性以及因带的松弛而产生的补充张紧的需要,常给出中心距的变动范围: (2-80) (2-81) 5. 验算小带轮上的包角. (2-82) .故满足小带轮的包角条件6. 确定带的根数Z.带的根数 (2-83)其中:当包角不等于180度时的修正

34、系数,参见文献11表8-2当带长不等于试验所规定的特定带长时的修正系数参见文献11表8-2 7. 带轮选材大带轮的材料为,小带轮的材料为Q235-A基准直径 ,由于安装带轮的轴径为31 mm 故带轮可采用腹板式 第3章 回转机构中标准件的选择和校核轴承的选择及校核(局部轴承)3.1.1 对二级蜗杆轴轴承进行校核.将其简化为受力模型如下:1.根据静力学公式可求得轴承处的水平及竖直方向的力:B,E 处所受总的力大小为: (3-1) (3-2) 2.求两轴承的计算轴向力:由 (3-3)为判断系数,其值由的大小决定但现在轴承轴向力未知,故先初取可估算:, (3-4) (3-5)故B端压紧,E端放松 (

35、3-6) (3-7)从而确定:进一步确定: (3-8)两式计算的值相差不大,因此可以确定: . (3-9) (3-10)由文献11表13-15分别查表和插值计算得径向载荷系数或轴承载荷系数对于轴承B:.对于轴承E:.由文献11表13-6, 取 , (3-11). 按照轴承B的受力大小及寿命进行校核:可知满足其寿命要求3.1.2 对一级轴轴承进行校核,根本额定静载荷为:10 .8.将其简化为受力模型如下:1.根据静力学公式可求得轴承处的水平及竖直方向得力: (3-12) (3-13)其中:B,E 处所受总的力大小为: (3-14) 2.求两轴承的计算轴向力:由 , (3-15)为判断系数,其值由

36、的大小决定但现在轴承轴向力未知,故先初取可估算:, (3-16)故B端压紧,A端放松 (3-17)从而确定:进一步确定: (3-18) 两式计算的值相差不大,故可对进行相应校正,因此可以确定: .3.求轴承的当量动载荷.由文献11表13-15分别查表和插值计算得径向载荷系数或轴承载荷系数对于轴承A:.对于轴承B:.由文献11表13-6, 取, (3-19).按照轴承B的受力大小及寿命进行校核:,可知满足其寿命要求3.2 键的选择及校核(局部键)3.2.1 二级蜗杆轴上的键选择及校核由轴径选择其键:型号为:18 *7*50 GB1567 -79(90) 其相关尺寸:b=18 mm, h =7 m

37、m, L = 50 mm,分别校核键的挤压强度和剪切强度:(1). 挤压强度根据公式: (3-20)其中:输入扭矩 轴直径, 键与轮毂的接触高度, 键的工作长度, 故其挤压强度满足强度要求(2)校核其剪切强度 根据公式: (3-21) 其中:轴直径,键的工作长度,输入扭矩 N*m键的宽度, b=18 mm,故其挤压强度满足强度要求3.2.2 大带轮处的键选择及校核由带轮处的直径选择键:其型号为:10 *40*8 GB1096 -79(90):相关尺寸:b=10 mm, h =8 mm, L = 40 mm, t = 5 mm.分别校核键的挤压强度和剪切强度:(1)挤压强度根据公式: (3-22

38、) 其中:输入扭矩 轴直径, 键与轮毂的接触高度, .键的工作长度,. 故其挤压强度满足强度要求(2)剪切强度 根据公式: (3-23)其中:轴直径,键的工作长度输入扭矩N*m键的宽度,b=10 mm故其压强度满足强度要求3.3 电动机 螺纹紧固件 密封圈电动机根据回转机构的所需功率,选择电动机为交流电动机110SL5,其空载转速大于等于900r/min螺纹紧固件根据箱体壁及其压盖的厚度,分别选择沉头孔螺钉:GB1768,六角头螺栓:GB M105785密封圈O型密封圈可以适用于往复运动,以及转动等情况下,在耐压性,耐高速性,耐热性,耐寒性,耐久性等性能上都比拟好,可广泛用于静密封,此时耐久性

39、较好根据轴承及轴的工作情况,选择O型密封圈 第4章 焊接变位机械其它机构的简单设计概述4.1 伸臂梁的设计计算 整个回转机构的重量:载重:,机身重:那么:由工作情况可知,臂梁所承受的最大弯矩发生在当回转机构处于水平位置时:整个臂梁可视作悬臂梁,其力学模型简化如下:那么计算其相关力有:, , (4-1) (4-2) 当时,这里取4.2 倾斜机构中减速器的设计计算(略)该局部的计算不属于本次论文的内容4.3 底座和箱体的简单设计 底座和箱体等零件工作能力的主要指标是刚度,其次是强度和抗振性能;当同时用作滑道时,滑道局部还应具有足够的耐磨性此外,对具体的机械,还应满足特殊的要求,并力求具有良好的工艺

40、性底座和箱体的结构尺寸和大小,决定于安装在它的内部或外部的零件和部件的形状和尺寸及其相互配置,受力与运动情况等设计时应使所装的零件和部件便于装拆与操作底座和箱体的一些结构和尺寸,如壁厚,凸缘宽度,肋板厚度等,对机座和箱体的工作能力,材料消耗,质量和本钱,均有重大的影响但是由于这些部位的形状不规那么和应力的分布复杂性,根本上按照经验公式,经验数据,或比照现用的类似机件进行设计,而略去强度和刚度等的分析与校核此次论文设计采用的机座和箱体的设计采用经验公式和比照的方法进行设计结论本次毕业设计从整体上对伸臂式焊接变位机械进行设计,它包括伸臂式焊接机械当中的倾斜机构,回转机构,以及底座的总体设计,同时对

41、机械中的回转机构进行了详细的设计描述:从工作台的设计到回转主轴,回转主轴是重要的零部件,它将连接工作台和减速器,故其强度必须满足其工作强度,二级蜗轮蜗杆减速器(两级减速,速比相同,),带轮及其传动带的设计计算,电动机的选择,在回转机构中的电动机选为交流电动机,箱体的设计,箱体采用经验及其类比方法进行设计设计中回转机构采用了测速发电机(测速发电机是输出电动势与转速成比例的微特电机测速发电机的绕组和磁路经精确设计,其输出电动势E和转速n成线性关系,即E=Kn,K是常数改变旋转方向时输出电动势的极性即相应改变在被测机构与测速发电机同轴联接时,只要检测出输出电动势,就能获得被测机构的转速,故又称速度传

42、感器)和导电装置,其目的是利用控制理论:即将工作台的即时速度反响给电动机的控制装置,控制装置根据事先设置好的参数对电动机的转速进行时时调节,使电动机维持在一定的速度范围之内,从而实现工作台的精确回转,利于焊头进行焊接工序,保证了焊接质量,获得优良的焊缝成型及其焊缝质量,导电装置可防止焊接电流通过轴承,齿轮等传动零件时起弧,产生“咬伤零件的现象以上两个装置的使用将更好的使焊接变位机械效劳于当代产品的焊接工序中,提高了产品的质量参考文献1 濮良贵,纪名刚. 机械设计(第八版)M.北京:高等教育出版社,2006.2 机械设计手册(新版3)M.北京:机械工业出版社,2004.3 朱龙根. 简明机械零件

43、设计手册M.北京:机械工业出版社,1997.4 周浩森. 焊接结构生产及装备M.北京:机械工业出版社,1999.5 中国机械工程学会,焊接学会. 焊接手册M.北京:机械工业出版社,1992.6 焦馥杰. 焊接结构分析根底M.上海:上海科学技术文献出版社,1991.7 曾乐. 焊接工程学M.北京:新时代出版社,1986.8 沈世瑶. 焊接方法及设备M.北京:机械工业出版社,1982.9 上海船舶工业设计研究院,机械工业部第五设计研究院,北京船舶工程第五设计研究所. 焊接设备选用手册M.北京:机械工业出版社,1984.10 美国焊接学会,韩鸿硕,张桂清. 焊接新技术M.北京:宇航出版社,1981.

44、11 薛迪目. 焊接概论M.北京:机械工业出版社,1987.12 机械设计手册(第二版)M.北京:机械工业出版社,2004.13 刘鸿文. 材料力学M.北京:高等教育出版社,2006.14 张海根. 机电传动控制M.北京:高等教育出版社,2001.15 陈于萍,周兆元. 互换性与测量技术根底M.北京:机械工业出版社,2007.16 李庆芬,朱世范,陈其廉. 机电工程专业英语M.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2007. Dimarogonas, A.D. ,Machine Design ,John Wiley & Sons,2000 Cross, N. ,Engineering Design M

45、ethods , John Wiley & Sons,2000致谢本次毕业是在终结大学四年学习的情况下进行的,力求对大学之所学能够来一次集中稳固及其创新利用它涵盖面很广,涉及了机械的所有内容,是培养高级工程技术人才的一次综合训练经过论文的选材,开题,构思,设计等一系列的训练,相信自己对设计有了进一步的认识,在计算能力,英文文献阅读翻译,查找相关信息等多种能力得到了一次深刻的锻炼,在整个过程中,可以说完成了工程师根本训练和逐步具有从事科学研究的工作能力,受益匪浅,相信对以后的学习工作会有很大帮助毕业设计是在刘琨明老师及其院里老师的悉心帮助,指导下完成的,在此给予衷心的感谢!附件1外文翻译外文翻译

46、1焊接美国焊接协会将焊接定义为:“金属的局部结合在这局部金属中,结合区是由加热到适当温度而得到的,而这种适当温度的获得,可以通过使用压力或不使用压力,使用填料金属或不使用填料金属使用的填料金属或者有与焊件相同或相近的熔点,或者熔点在其焊件以下,但必须在800以上有34钟焊接方法,它们分别如下:气焊气焊是一组焊接工艺方法的组合说到这种焊接方法,其焊区是通过用一束气体火焰或多束气体火焰加热,加压或者不加压,利用填料金属材料或不使用填料材料而获得的在所有气焊方法中,人们最常使用的是氧乙炔焊这种方法是利用氧气和乙炔的混合气体来产生热量,利用焊剂可以降低焊区的氧化程度,从而获得一个更好的焊点这种焊接方法

47、适用于黑色金属(其中包括铸铁)和有色金属,同时也能够胜任比拟厚的金属焊件氢氧焊适用于熔点比拟低的金属比方,铝镁和铅加压气焊利用氧乙炔火焰作为热源,但是,不需要填料金属相反,焊接熔合区一般通过对被加热的构件施加压力获得,或者在被加热的过程中,或者在构件加热后,得到这种熔合区这种焊接方法能够用于黑色金属和有色金属当中电弧焊电弧焊是这样一种焊接工艺方法:焊接区通过一束电弧或多束电弧加热产生在这过程中可以施加压力,也可以不施加压力;可以使用填料金属,或不使用填料金属获得有八种不同的电弧焊方法它们是:(1)碳弧焊,(2)保护金属电弧焊,(3)焊芯电弧焊,(4)气保护金属极电弧焊,(5)气保护钨极电弧焊,

48、(6)埋弧焊,(7)等离子焊接,(8)电栓焊 在这些方法中,最常用的是保护金属电弧焊它被定义为这样一种焊接方法,在焊接过程中,焊接区是通过电弧焊产生的热量而融化形成的,而这种电弧是在工件和覆盖金属药皮的焊条中产生这种保护来源于覆盖电极的分解,其中并未施加压力,填料金属也来源于电极 在人工和自动化生产装备中,保护金属电弧焊这种工艺方法都会用到电极也可以用于黑色金属(包括铸铁),所有不同型号的碳钢,轴承钢,铜合金钢,铝,镍,镍合金,和其他铜制品这种焊接技术用于很多领域,尤其用在机械,交通设备,管道系统的生产和不同的结构中例如,建筑,机座,构架等等下面介绍的两种广泛使用的焊接方法是埋弧焊工艺方法和等

49、离子焊工艺方法埋弧焊它是这样一种电弧焊工艺方法:其中,焊接区通过加热产生,而这种加热是通过一束或多束电弧实现的,电弧又是由一个单金属极或多个金属极和工件之间产生的这种电弧由位于工件上的粒状的可熔化地材料所保护,在这个过程中,可以不施加力,也可以施加力,而所需要的填料金属,可以从电极中获得当然,有时可以从附加的材料中获得这种工艺方法能够用于所有自动化设备中在这种设备中,电极和粒状焊剂的进给量是被控制的这种方法同样也适用于半自动化生产装备中,在这些半自动化生产装备中,电极和粒状焊剂的进给量是有人工所控制的既然,这种粒状焊剂必须覆盖焊接点,那么这种方法将被限制在只能用于水平位置的焊件,尤其适合那种比

50、拟长而又比拟直的焊接点同样,比起其他焊接方法,人类通常需要保护金属电弧焊去焊接那些比拟厚的金属埋弧焊可用于那些低碳钢,高强度低合金钢,烙合金钢,烙镍合金钢如果采用某些特别方法,那么也有可能焊接高合金钢等离子焊它是这样一种焊接方法:其中焊接区已由加热产生,而所需要的热量是由一种压缩电弧供给,而这种压缩电弧是在一个电极和工件(传导电弧)产生的,或者是在一个电极和压缩喷嘴(非传导电弧)产生的这种保护作用由一种热的电离气体实现的这种气体是从金属环发射端发射出来,或者是由外加的辅助保护气所提供而这种保护气或许是由一种插入式气体,或是一种气体混合物外加压力可以用,也可以不用,而且填料也可以用也可以不用等离

51、子焊用于要求焊接质量要求较高的焊接场所中,能够焊接5英尺厚的铝构件中,或无缝钢可以到达4英尺厚既然没有燃烧的物体供热,那么焊接点便没有高强度,不能够承受高压和冲击载荷这种等离子电弧由处于一个金属环中的电极所引导,而这个金属环能够通过电极引导内部气流在这些等离子束中金属环的发射末端在尺寸上比金属环的上端尺寸小这样一个发射喷嘴便产生了较大气流,另外一个喷嘴内壁线性排列在一种陶瓷材料上虽然等离子束能够由多种气体产生,但必须保证这些气体不被氧化,否那么不应该被使用对这种要求较高的便是这种气体的比热容(热量传递率),而不是它所能获得的温度因此,较高比热容的气体能够传递较多的热量,这种特性使该气体更使用于

52、焊接,较大的构件也可以氩气,氦气,氢气,也是比拟常用的气体相比氩气和氦气,氢气有比拟高的比热容,能够产生温度较高的电弧其它形式的电弧焊,即是:碳弧焊,焊芯电弧焊,气保护金属极电弧焊,气保护钨极电弧焊和电栓焊这些焊接方法常用在一些特定场合中,或者批量生产例如,碳弧焊被用于镀锌的薄片钢,黄铜,青铜和铅然而,尽管焊芯电弧焊使用一种焊芯电极,但在批量生产中仍持续的需要从卷轴焊料中获得电栓焊它借助电栓焊枪来实现电栓焊抢能够将一个电栓焊接到一个工件的外表这种方法广泛用于汽车,造船,铁路及工厂根底设施机构建设电阻焊它是一组焊接工艺方法的组合在这种方法中,焊接区由加热形成,而这些热量来源于回路电阻在电流回路中

53、,工件作为电流回路的一局部,或者还要使用压力共有六种电阻焊工艺它们是:(1)电阻电焊,(2)电阻缝焊,(3)凸焊,(4)闪光焊,(5)电阻对焊,(6)储能焊电阻焊应用于批量生产中,借助合理的工具及控制系统,他很方便的适用于自动化生产当中,其中也包括焊接后需要进行预热和进行热处理的任何工件中在电阻焊中,使用最为广泛的是电阻点焊,电阻缝焊以及凸焊电阻点焊: 电阻点焊是这样一种焊接工艺方法,在接合面处的熔合区通过加热而产生,其中这些热量来源于通电电阻通电回路是由在压力作用下,通过几个电极将工件连接在一起形成的因此,所形成的焊接产品的形状和尺寸主要有电极的尺寸和轮廓形状所限制电阻点焊仅仅局限于比拟薄的

54、金属焊接当中(例如,厚度在0.001英寸到0.125英寸的钢和镁,0.16英寸厚的铝片)即是,钢,铝,镁,镍,镍合金,青铜和黄铜一些特性不相近的金属可以进行点焊,但是有困难电阻缝焊 他是这样一种电焊工艺方法:在这种方法中,结合区的焊接由加热产生,这种热量来源于通电电阻,这种通电回路是由在压力作用下,多个电极将工件连接起来的结果最终的焊接有一系列的重叠的电阻焊接点所组成,而这些电阻焊接点是通过旋转各电极逐次沿着某一条焊缝而形成的原那么上,电阻点焊与电阻缝焊是相近的电阻缝焊主要用于焊接质量要球较高的焊件上,但这中焊接方法仅仅局限于焊接标准厚度的金属版,而这些金属板的厚度往往比那些用于点焊的金属板的

55、厚度要薄的多而电阻缝焊所能胜任的标准焊件厚度范围位于英寸凸焊它定义为这样一种焊接方法:在这种焊接方法中,结合面处的焊接区由加热产生,而这种热量来源于通电电阻,这种通电回路是由在压力作用下,多个电极将工件连接起来的结果最终的焊接点位于预先决定的位置点上,而这些位置点往往由突出的隆起的局部以及相互接触的位置所决定凸焊是和点焊相似的一种焊接方法其不同点在于,凸焊往往使提供的热量局部化,细化,从而使得这种方法能够焊接比拟厚的金属材料那么,由此以来,多处工件位置将可以进行同时焊接这样,其最终结果便是在焊接结构的强度上,该种方法将比电阻点焊大闪光焊在这种工艺方法中,两个对焊外表被固定地夹住,同时让它们相距

56、很近结果将在这两个对焊外表产生电弧,这样产生的电弧将促使它们加热到熔化温度在这个焊件上,两个焊接外表通过外力结合在一起,完成了焊接强加外力使得它们结合,这样会使焊接金属发生膨胀,将会向焊接点外部膨胀在焊接完毕后,这局部多出来的金属往往被除掉预热(对于大局部构件来说)和过后热处理(也就是热处理),完全可以作为整个焊接程序的一局部能够用于电阻点焊的材料,往往也能够用于闪光焊,虽然这种方法大局部用于黑色金属中,如铜,铜合金,还有一些铅制品不能够使用这种方法获得令人满意的焊接点但是,特性不相近的金属却可以使用这种工艺方法进行焊接,甚至包括一些难熔的金属,例如,钨,钼,以及钛电阻对焊电阻对焊这种工艺方法

57、和闪光焊很相似,除了有一点不同,那就是在电路切断之前,要焊接的工件彼此的紧密相接触,因此在这种方法中,便没有电弧光电阻对焊广泛用于管状构件的连接,铜管,大型铜环当然它也用于连接黑色和有色金属条储能焊(冲击焊)储能焊是这样一种焊接工艺方法:在这种工艺方法,焊接熔合区是通过热量同时在整个对焊外表产生,而这种热量来源于一束电弧,而这种电弧是由伴随压力突然间施加,电能快速释放而产生的,这种力地施加,要么在电能释放期间,要么紧跟其后储能焊被用于特殊的焊接场合,(例如,焊接那些用闪光焊不经济的,特性不同的金属)这种焊接方法也被用于焊接针状金属,电栓,螺栓等等,以及焊接其他的零部件例如,管道,金属棒,或者细

58、长管等它们之间的焊接或者它们与一些焊件的平面焊接钎焊钎焊是这样一种焊接工艺方法:在这种工艺方法中,焊接熔合区通过加热到适宜的温度,以及用一种填料金属而获得的,而这种填料金属拥有高于800的熔点,但是小于焊接件的凝固点这种填料金属通过毛细作用被放置在两个距离很近的焊接件的外表总共有六种钎焊焊接工艺方法,它们是:(1)红外线钎焊,(2)焊炬钎焊,(3)炉中钎焊,(4)感应钎焊,(5)电阻加热钎焊或者说接触钎焊,(6)浸渍钎焊在这些钎焊方法中,最主要的不同点,便是要焊接的金属件其加热的方式同时,六种方法中,也只有四种方法对工业具有一定的重要性,即是:炉中钎焊,感应加热钎焊,和浸渍钎焊这些方法的定义及

59、其简短的描述,在以下的段落中有所表达:焊炬钎焊这种焊接工艺方法可能会使用乙炔,天然气,丁烷,或者再结合空气,或者说氧气用以供给热量,这种热量用以熔化填料金属并将填充于焊接件的两外表,这种焊接技术并没有广泛的用于持续批量生产之中炉中钎焊炉中钎焊是一种高生产率的焊接生产方法在这种方法中热量有燃烧的气体或者有电力加热的汽油所供给,这种炉具有盒子形状或持续的曲线形状他是用一种线形网状带来传送要被钎焊的工件在焊接件被送入炉中之前,炉中钎焊要求预先成型的填料金属,应该放置在被焊接的工件上这种钎焊方法非常适用于大量生产中,他能够通过维持炉中的内部环境而防止焊剂的使用感应加热钎焊正如炉中钎焊的那样,感应加热钎

60、焊也要求使用成型的填料金属热量是通过将需钎焊的零件放置在高频感应油当中,焊接的工件被涡流加热因为焊接件提供电磁阻,用以改变其感应区,加热非常迅速,通过在感应油中的合理成型,那么产生的热量便能够用于钎焊的主要焊接区域当设计合理的加工工具和进给装置安装在生产设备中,那么感应钎焊便能用于机械生产浸渍钎焊工件可以通过两种方法中的一种进行钎焊在化学浸渍钎焊中,要焊接的工件必须与预先成型的填料金属同时准备好,准备好之后,将它们放进一个装有钎焊剂的熔池里在金属在熔池里进行溶化的这道工序里,组装的零件第一次被重新融化,然后进渍在装有填料金属的金属池里钎焊的后一种方法主要用于焊接小的零件;然而,前一种方法便适用