机械设计制造及其自动化本科论文.docx

本科毕业设计论文座式焊接变位机设计DesignofHorizontalWeldingPositioner学院机械工程学院专业班级机械设计制造及其自动化机械学生姓名学号指导教师年月毕业设计论文中文摘要座式焊接变位机设计摘要焊接变位机已经成为现代机械制造行业的一种不可或缺的设备在焊接领域可以将它划分为焊接辅助机其型式和品种规格约有十余个系列百余个品种正在逐步形成一个新兴行业本设计题目是设计载重1000Kg可进行全位置焊接的座式焊接变位机械主要内容是关于焊接时工作台与工件回转倾斜的控制电机选择减速器的选择各个轴和轴承的确定以及校核等等设计的具体过程是根据任务书给定的载荷和焊接速度等参数来确定设备所需要的电动机类型电动机参数包括电动机的转速额定功率电压电流等在此基础上计算第一级蜗杆传动轴的相关数据第二级蜗杆传动轴的相关数据以及选择相应配件的型号并且对其进行相关的强度使用寿命等的校核最后使用CAD软件绘制相关的零件图纸装配图纸关键词焊接变位机座式机械设计毕业设计论文外文摘要DesignofHorizontalWeldingPositionerAbstractWeldingpositionerhasbecomeindispensablemanufacturingequipmentintheweldingareaitcanbedesignatedasweldingauxiliarymachinesTheproductsspecificationsonthetypeofcasehasbeenavailableandnearlyadozenmoreseriesmorethanonehundredvarietiesandspecificationsandisforminganewindustryThissubjectisdesignedtoload1000KgforallpositionweldingofBlockVariablebitmachinesMainlyontheweldingmachineoftherotaryturningthecontrolmotorselectionthechoiceofreducerwormshaftandbearingallthedeterminationandcheckingandsoonThespecificprocessdesignisbasedontheweldingspeedtodeterminethemotortypesandwhichequipmentneededtoincludingmotorspeedratedpowervoltageandcurrentcalculatedonthebasisofthisaxisandthecorrespondingpartsofthemodelsizeanditsassociatedstrengthservicelifecanbecheckedFragmentusingCADsoftwaretherelevantpartsdiagramassemblydrawingoutKeywordsweldingpositionerseatermechanicaldesign目录1绪论12焊接变位机的性能及结构121焊接变位机122焊接变位机应具备的性能223焊接变位机的功能及结构形式324全功能焊接变位机及主自由度33焊接变位机方案设计431焊接变位机整体方案设计432座式焊接变位机的用途及结构形式533焊接变位机的驱动系统534设计方案简介54回转机构的设计641回转机构传动简图642原始数据643工作条件644电动机的选择6441倾斜机构电动机的选择7442回转机构电动机的选择75回转机构减速器的设计751总传动比752总传动比的分配853传动装置的运动和动力参数的设计8531各轴的转速8532各轴的功率8533各轴的转矩8534各数据汇总86传动零件的设计861同步带传动的设计962第一级蜗杆传动的设计1163第二级蜗杆传动的设计1264第一级蜗杆轴的设计1365第二级蜗杆轴的设计1466第二级蜗轮轴的设计1567轴的校核1668键的选择17结论19致谢20参考文献21附录22本科毕业设计论文第页共页1绪论焊接技术自发明至今已有百余年的历史工业生产中的一切重要产品如航空航天及核能工业中产品的生产制造都离不开焊接工艺并且焊接质量的好坏直接影响产品质量的好坏以及整机性能所以改进焊接技术提高焊接质量对现代化工业有着重要的作用其中提高焊接机械化自动化水平实现焊接工艺及装备的现代化是改进焊接质量的一个重要方面一般来说当焊件的质量较大或体积较大时靠人工改变焊缝位置很不容易且效率低下在这样的焊接生产中就会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况针对这一实际需要人们就设计制造了焊接变位机合适的变位机能将被焊工件的焊缝转动到最佳位置从而提高焊接质量及生产效率更避免了立焊仰焊等情况出现变位机可以使工件上的接缝处于理想的船形位置或平焊位置以方便进行焊接是提高焊接效率和质量降低劳动强度的有效工具另外选择合适的变位机能降低工人的劳动强度以及生产成本加强安全文明生产有利于现场管理到如今焊接变位机不仅仅是一种焊接辅助设备它更是与与焊接操作机焊接滚轮架并称为焊接辅助设备中三大机本设计主要是针对载荷1000kg座式焊接变位机机构进行设计计算了解其工作原理及内部结构运用所学知识设计出可实际应用的产品焊接是制造业中最重要的工艺技术之一它在机械制造核工业航空航天能源交通石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛而随着如今科学技术的发展焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺以及一种生产尺寸精确的制造成品的生产手段同时越来越多的焊接件被设计出来人们对生产效率的要求也越来越高传统的手工焊接已不能满足现代高科技产品对于质量和效率方面的要求因此保证焊接产品质量的稳定性提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展急需解决的问题通过焊接变位机工作台的回转和倾斜使焊缝处于易焊位置再加上焊接变位与焊接操作机配合使用实现焊接的机械化自动化提高焊接的效率和焊接质量是现代焊接工艺中必不可少的环节而设计焊接变位机正是在这种情况下产生的2焊接变位机的性能及结构21焊接变位机焊接变位机械是改变焊件焊机或焊工位置来完成机械化自动化焊接的各种机械装置焊接变位机械可分为三大类1焊件变位机械焊接变位机焊接滚轮架焊接回转台和焊接翻转机2焊机变位机械焊接操作机和电渣焊立架3焊工变位机械焊工升降机等本科毕业设计论文第页共页焊接变位机是将工件回转倾斜使工件上的焊缝置于有利的焊接位置的焊件变位机械它主要用于机架机座法兰封头等非长形工件的翻转变位和焊接焊接滚轮架是借助主动滚轮与工件之间的摩擦力带动筒形工件旋转的焊件变位机械它主要用于筒形工件的装配与焊接是锅炉容器生产中的常用工艺装备焊接回转台是一种简化的焊接变位机它将工件绕垂直轴回转或者固定某一角度倾斜回转主要用于回转体工件的焊接堆焊与切割焊接翻转机是将工件绕水平轴转动或倾斜使之处于有利的焊接位置的焊件变位机它主要适用于梁柱框架椭圆容器等的焊接焊接操作机的作用是将焊机机头准确地送到并保持在待焊位置或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机机头焊接操作机与变位机滚轮架等配合使用可完成纵缝环缝螺旋缝的焊接还可以用于自动堆焊切割探伤打磨喷漆等作业22焊接变位机应具备的性能一般来说通用的焊接变位机械应具备的性能有以下几点1焊件变位机械和焊机变位机械要有较宽的调速范围稳定的焊接运行速度以及良好的结构刚度2对尺寸和形状各异的焊件要有一定的适用性3在传动链中应具有一级反行程自锁传动以免动力源突然切断时焊件因重力作用而发生事故4与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊件变位机械视焊件大小和工艺方法的不同其到位精度点位控制和运行轨迹精度轮廓控制应控制在012mm之间最高精度应可达001mm5回程速度要快但应避免产生冲击和振动6有良好的接电接水接气设施以及导热和通风性能7整个结构要有良好的密闭性以免焊接飞溅物的损伤对散落在其上的焊渣药皮等赃物应易被清除8焊接变位机械要有联动控制接口和相应的自保护功能以便集中控制和相互协调动作9工作台面上应刻有安装基线并设有安装槽孔能方便地安装各种定位器和夹紧机构10兼做装配用的焊件变位机械其工作台面要有较高的强度和抗冲击性能11用于电子束焊等离子弧焊激光焊和钎焊的焊件变位机械应满足导电隔磁绝缘等方面的要求本科毕业设计论文第页共页23焊接变位机的功能及结构形式焊接变位机按结构形式可分为三种伸臂式焊接变位机如图所示其回转工作台安装在伸臂的一端并绕回转轴旋转伸臂一般相对于某一转轴成角度回转此转轴的位置多是固定的但也有可在小于的范围内上下倾斜的这两种运动都改变了工作台面回转轴的位置从而使该变位机变位范围更大作业适应性更好但这种形式的变位机整体稳定性较差伸臂式的焊接变位机在手工焊中应用较多座式焊接变位机如图所示其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上工作台以焊速做回转运动倾斜轴通过扇形齿轮或液压缸大都在的范围内恒速或变速倾斜该焊接变位机稳定性好一般不用固定在地基上搬移方便适用于的焊件翻转变位是目前产量最大规格最全应用最广的结构形式常与伸缩臂式焊接操作机或弧焊机器人配合使用双座式焊接变位机如图所示该机不仅稳定性好而且如果设计得当可使焊件安放在工作台上后随工作台倾斜的综合重心位于或接近倾斜机构的轴线从而使倾斜驱动力矩大大减小因此重型焊接变位机多采用这种结构回转工作台伸臂倾斜轴转轴机座图伸臂式焊接变位机图232座式焊接变位机图233双座式焊接变位机24全功能焊接变位机及主自由度如果一台变位机移动焊件仅做直线运动哪怕是三维的也不可能改变焊缝的姿态满足施焊要求也就是说变位运动是回转运动称此回转运动为变12345本科毕业设计论文第页共页位机的主自由度还可以做这样一个假设在直角坐标系下设有一空间直线焊缝绕轴可在范围内回转且轴连同这一焊缝又可绕或轴在范围内回转那么经此种变位的焊缝便可变位至船角焊位置进行作业换言之一个焊口由两个面的共线和夹角组成在上述两个回转范围内经恰当的回转便可使其共线与水平面平行且这两个面与水平面的夹角相等各为即变为船角焊位置简单来说任何复杂焊件只要装在主自由度为一个全回转和一个半回转的焊接变位机上即可实现船焊要求我们称这种双回转式焊接变位机为全功能变位机3焊接变位机方案设计31焊接变位机整体方案设计焊接变位机是改变焊件焊机或焊工位置来完成机械化自动化焊接的机械装置使用焊接变位机可缩短辅助焊接时间提高劳动生产率减轻工人劳动强度改善焊接质量并可充分发挥各种焊接方法的效能本焊接变位机由工作平台回转机构翻转机构机座控制装置和焊接导电装置组成工作台用于工件的停放和固定在台面上开沟槽表面经网络状处理后增大了摩擦一方面配合夹具固定工件一方面也增大了表面的摩擦回转机构用于实现工作台上工件的回转其中有很多传动部分的设计传动机构设计的一般原则1小功率传动选择结构简单标准化较高的类型2大功率传动首要考虑因素是传动的效率减低功率的损耗3易出现过载和载荷变化较大的传动选择有过载保护和能起缓冲作用的传动机构常见的如带传动4工作环境较差选择封闭的齿轮和链传动5传动精度要求较高选择蜗杆或者加工精度高的齿轮传动在设计中一般采用两个或者两个以上的传动机构如两级蜗杆传动这种情况下要考虑传动机构的布置因为这对整个传动机构的平稳和效率都有影响并且还影响机械的外形和尺寸传动机构布置的原则带传动承载能力小在传动相同功率时效率相比齿轮和蜗轮蜗杆要低但是它的传动稳定性较好并且缓冲好故一般将其布置在传动的高速级齿轮传动传动效率高又分为斜齿轮圆柱齿轮圆锥齿轮等传动平稳性和均匀性逐个升高故布置时也有低速级到高速级链传动传动不均匀布置在低速级在这次设计中并没有使用到链传动蜗杆传动承载能力比齿轮低一般布置在高速级本科毕业设计论文第页共页改变运动形式的传动如连杆传动凸轮传动螺旋传动等一般布置在传动机构的最后一级32座式焊接变位机的用途及结构形式焊接变位机是在焊接作业中将焊件回转并倾斜将焊缝置于有利施焊位置的焊件变位机械座式焊接变位机是焊接变位机的一种如图321其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上工作台以焊速回转倾斜轴通过扇形齿或液压缸多在110140的范围内恒速或变速倾斜该机稳定性好一般不用固定在地基上搬移方便适用于0550t焊件的翻转变位1回转工作台2倾斜轴3扇形齿轮4基座图321座式焊接变位机结构简图33焊接变位机的驱动系统焊接变位机工作台的回转运动采用交流电动机驱动工作台的倾斜运动有两种驱动方式一种是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜或通过螺旋副使工作台倾斜另一种是采用液压缸直接推动工作台倾斜这两种驱动方式都有应用在小型变位机上以电动机驱动为多本次设计由于为1000Kg的小型变位机因此采用第一种倾斜方式即电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜工作台的倾斜速度为恒定另外在驱动系统的控制回路中有行程保护过载保护断电保护及工作台倾斜角度指示等功能34设计方案简介本设计主要针对1000kg焊接变位机进行设计该设计要求焊接变位机的载重量为1000kg最大回转力矩为1500Nm最大倾斜力矩为1500Nm工作台回转速度为0106rmin工作台倾斜速度为05rmin工作台倾斜角度为01201234本科毕业设计论文第页共页设计中其回转系统由037kW直流电动机通过同步带传动第一级蜗杆减速第二级蜗杆减速后带动工作台回转该系统总传动比在36025600之间工作台的许用回转力矩为2606Nm设备要求交流220V供电有足够的光照及通风换气条件工作场地环境温度应不超过40相对湿度90以下海拔不超过1000m工作时间为3年每天按8小时工作制计算4回转机构的设计41回转机构传动简图图4111000kg座式焊接变位机回转机构传动简图42原始数据本设计主要针对1000Kg焊接变位机进行设计该设计的要求如下额定载重量1000Kg最大回转力矩1500Nm最大倾斜力矩1500Nm工作台回转速度0106rmin工作台倾斜速度05rmin工作台倾斜角度012043工作条件设备要求交流220V供电有足够的光照及通风换气条件工作场地环境温度应不超过40相对湿度90以下海拔不超过1000m工作时间为3年每天按8小时工作制计算44电动机的选择441倾斜机构电动机的选择由公式计算得PW0079kW故选择直流电动机Z231额定电压为220V额定转速为1500rmin选用带制动电动机的摆线针轮减速机该减速机为外购件型号为BWED130473075其中摆线针状减速器的传动效率一般在095左右本科毕业设计论文第页共页在减速器外连接的三个圆柱齿轮的传动效率在096099之间为计算方便都取098还有两个滑动轴承传动效率取096故翻转机构的总传动效率为086442回转机构电动机的选择电动机所需的输出功率为其中PW为工作机要求的输入功率kW为由电动机至工作机的总效率根据要求工作台回转速度为0106rmin最大回转力矩为1500Nm由公式得由电动机至工作机的总效率按照下式计算其中1带传动的效率2轴承的效率3第一级蜗轮蜗杆传动的效率4第二级蜗轮蜗杆传动的效率所以所以查机械设计手册选得电动机Z312其额定功率037kW额定转速1500rmin满载转速1410rmin5回转机构减速器的设计51总传动比i总nmnw1410062350其中nm为电动机的满载转速nw为工作台的回转速度故选用二级减速器52总传动比的分配本科毕业设计论文第页共页为使带传动尺寸不致过大其中ib是带传动的传动比ig是蜗杆传动的传动比满足ibigi总ib235014168757又igi1i2ig3080所以取i142i240即第一级蜗杆传动比i142第二级蜗杆传动比i24053传动装置的运动和动力参数的设计传动装置的运动和动力参数主要是指各轴的转速输入功率和输入转矩他们是进行传动设计的重要依据531各轴的转速n1nmib1410rmin14100714rminn2n1i1100714rmin422398rminn3n2i22398rmin40060rminnwn3060rmin532各轴的功率P1Pmb037098kW03626kWP2P1gr03626070099kW02513kWP3P2gr02513070099kW01741kWPWP3r0174109901724kW其中b是同步传送带的效率g是蜗杆传动的效率r是一对滚动球轴承的传动效率533各轴的转矩T09550Pmnm95500371410Nm251NmT19550P1n1955003626100714Nm344NmT29550P2n29550025132398Nm10008NmT39550P3n395500174106Nm277109NmTw9550Pwnw95500172406Nm274403Nm534各数据汇总表534传动机构各轴数据汇总表参数电动机轴1轴2轴3轴工作台转速rmin141010071423980606功率kW03703626025130174101724转矩Nm25134410008277109274403传动比1442401效率09806930693099本科毕业设计论文第页共页6传动零件的设计61同步带传动的设计确定设计功率PdPd130370481kW选择V带型号对结构尺寸无严格要求可选普通V带根据Pd和n1查工具书选择Z型V带选择带轮直径D1D2有工具书查得Z型V带最小直径Dmin50mm应使D1Dmin考虑小带轮转速不是很高结构尺寸有没有特别限制取D170mm验算带速vD1n160100055ms5ms所以D2i1D1147098mmD2选100mm符合工具书推荐的基准直径故带轮选择合适确定中心距a和带长Ld初选中心距a0由式07d1d2a02d1d2得119a0340初选a0160mm则带长Ld5883mm查工具书圆整Ld630mm于是中心距aa0LdLd21606305882181mma的调整范围amina0015Ld17155mmamaxa003Ld1999mm验算小带轮包角11180D2D1a57317050120所以中心距选择合适确定V带根数查工具书得查工具书得P0037kW查工具书得kb01734103ki11373本科毕业设计论文第页共页则P000314kW查工具书得ka096kL111带入计算公式得z177选z2确定初拉力F0查工具书得查工具书得q006kgm带入公式得F05395N作用于轴上的压力Q查工具书得带入数据得Q2133N带轮结构设计以小带轮为例设计如图611图611小带轮根据选择V带的类型Z型查工具书得以下参数见表612表612Z型V带计算参数表项目符号参数值基准宽度节宽bp85基准线上槽深hamin20基准线下槽深hfmin70槽间距e1203第一槽对称面至端面的距离81最小轮缘厚min55带轮宽BBz1e2外径DWDWD2ha本科毕业设计论文第页共页轮槽角34带轮材料可按GB9439规定选用HT20062第一级蜗杆传动的设计选择蜗轮蜗杆材料蜗杆材料用45钢轮齿表面淬火硬度45HRC蜗轮材料选用ZCuSn10Pb1金属模铸造采用接触疲劳强度设计方法进行设计计算假设工作时间为3年每天工作8小时接触疲劳强度设计计算公式应力循环次数N52108次KHN061由此得出H268MPa06116348MPa查工具书得得出K11选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2根据i42查工具书得蜗杆头数z11则蜗轮齿数z2iz142142z2在2982之间合乎要求确定蜗杆传递的转矩T2估计效率根据z11取07T2T1i344420710112Nm由接触疲劳强度设计计算公式得中心距a109mm由蜗轮弯曲疲劳强度计算公式计算得出m2d170042mm3由工具书查得m4mm直径系数q1250蜗杆分度圆直径d150mmz11z24244012则d2mz2442168mm中心距a109mm验算初设参数v2d2n260100026425ms所以Kv11合适验算齿根弯曲疲劳强度蜗轮当量齿数zv2412查得齿形系数YFa2243Y097代入计算公式得F627MPa2795MPaF满足弯曲疲劳强度的要求所以传动件选择合适蜗轮蜗杆几何尺寸的计算蜗杆齿顶圆da1d12ha158mm蜗杆齿根圆直径df1d12hf1404mm本科毕业设计论文第页共页蜗杆齿宽b125mz210560mm蜗轮喉圆直径da2d22ha2176mm蜗轮齿根圆直径df2d22hf2184mm蜗轮齿宽b2d1sin240mm蜗轮咽喉母圆半径rg2ada2221mm63第二级蜗杆传动的设计选择蜗轮蜗杆材料蜗杆材料用45钢轮齿表面淬火硬度45HRC蜗轮材料选用ZCuSn10Pb1金属模铸造采用接触疲劳强度设计方法进行设计计算假设工作时间为3年每天工作8小时接触疲劳强度设计计算公式应力循环次数N52108次KHN061由此得出H268MPa06116348MPa查工具书得得出K11选择蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2根据i40查工具书得蜗杆头数z11则蜗轮齿数z2iz140140z2在2982之间合乎要求确定蜗杆传递的转矩T2估计效率根据z11因选用的蜗杆均为自锁蜗杆所以取048T2T1i34440048160128Nm由接触疲劳强度设计计算公式得中心距a125mm由蜗轮弯曲疲劳强度计算公式计算得出m2d112232mm3由工具书查得m5mm直径系数q1000蜗杆分度圆直径d150mmz11z24044012则d2mz2540200mm中心距a125mm验算初设参数v2d2n26010002663125ms所以Kv11合适验算齿根弯曲疲劳强度蜗轮当量齿数zv24019查得齿形系数YFa2243Y098代入计算公式得F1908MPa2795MPaF满足弯曲疲劳强度的要求所以传动件选择合适本科毕业设计论文第页共页蜗轮蜗杆几何尺寸的计算蜗杆齿顶圆da1d12ha160mm蜗杆齿根圆直径df1d12hf138mm蜗杆齿宽b125mz210580mm蜗轮喉圆直径da2d22ha2210mm蜗轮齿根圆直径df2d22hf262mm蜗轮齿宽b2d1sin245mm蜗轮咽喉母圆半径rg2ada2220mm64第一级蜗杆轴的设计选择轴的材料并确定许用应力选用钢经调质处理由工具书查得其许用弯曲应力由工具书查得其强度极限初步确定轴的直径按扭转强度估计轴的直径由工具书查得则因轴端需连接大带轮故轴端有键槽将直径增大则与轴配合部分取配合轴径取轴的结构设计轴上零件的定位固定和装配轴上的蜗杆与轴为一体锻造左右两侧轴承型号为用轴肩轴向定位过渡配合或过盈配合周向定位安装带轮的轴外伸端用轴肩轴向定位平键周向定位确定轴各段直径和长度第段即外伸端直径与带轮配合取其长度应比带轮轴孔的长度稍长一些取第段要安装轴承端盖毡圈油封和轴承故直径由轴承内圈直径决定取由于轴径圆周速度轴承可采用油润滑方式不需安装甩油环故其中为轴承宽度为轴承盖宽度查工具书得座12345678本科毕业设计论文第页共页图641第一级蜗杆轴示意图座为扳手空间查工具书得故可取和为定位轴肩轴肩高度所以取为蜗杆与二级蜗杆轴上的蜗轮相啮合蜗轮外圆与减速箱内壁间距为壁厚故可取则且故取轴中心线距内壁距离蜗杆齿宽故处安装轴承轴长要比轴承宽度稍短故取综上所述一级蜗杆轴总长为65第二级蜗杆轴的设计选择轴的材料并确定许用应力选用钢经调质处理由工具书查得其许用弯曲应力由工具书查得其强度极限初步确定轴的直径按扭转强度估计轴的直径由工具书查得则轴的结构设计轴上零件的定位固定和装配蜗杆与轴是一体锻造的左右两侧的轴承选用靠轴套和轴肩轴向定位过渡配合或过盈配合周向定位一级蜗轮用轴套和轴肩轴向定位平键周向定位确定轴各段长度和直径图651第二级蜗杆轴示意图处因需要安装轴承故处长度由轴承和蜗轮两者的安装尺寸确定由工具书查得蜗轮轮毂端面与箱内壁距离故处安装一级蜗轮轴肩高度则则由工具书查得齿宽故取轴长比孔的长度短故处为定位轴1234567本科毕业设计论文第页共页肩轴肩高度则取为二级蜗杆要与二级蜗轮相配合蜗轮外径距箱内壁取故二级蜗杆轴中心线距后箱板距离为蜗杆齿宽取处安装轴承故要比稍长一些故综上所述二级蜗杆轴总长为66第二级蜗轮轴的设计选择轴的材料并确定许用应力选用钢经调质处理由工具书查得其许用弯曲应力由工具书查得其强度极限初步确定轴的直径按扭转强度估计轴的直径由工具书查得则得考虑轴输出端要开键槽轴径增大故轴的结构设计轴上零件的定位固定和装配轴承选用轴肩和轴套轴向定位过渡配合或过盈配合周向定位二级蜗轮用轴肩和轴套轴向定位平键周向定位输出端安装工作台配合长度为孔径确定轴各段长度和直径图第二级涡轮轴示意图处安装轴承故轴的长度应比稍长一些处上安装的轴套也应比蜗轮轮毂稍长一些所以处尺寸由二级蜗轮的装配位置决定由工具书查得取故可取轴肩高度故处安装二级蜗轮轴肩高度故则取轴长应比稍短故处为定位轴肩轴肩高度则故根据取处安装轴承轴承端盖和毡圈油封故轴承座宽度座123456本科毕业设计论文第页共页故座取处安装工作台轴的长度应比孔的长度稍长一些综上所述二级蜗轮轴总长度为67轴的校核以第二级蜗轮轴的校核为例进行轴的校核第二级蜗轮轴的受力如图671所示已知条件有作用在蜗杆上的转矩T110008Nm作用在蜗轮上的转矩T2160128Nm轴承支承距离L244mm蜗杆分度圆直径d150mm蜗轮分度圆直径d2mm蜗轮内径d72mm齿形角20轴承内径D65mm最大回转力矩为T1500校核如下图671涡轮受力分析图蜗轮受力情况分析蜗轮圆周力Ft2T2d2216012802N160128N蜗轮轴向力Fa2T1d1210008005N40032N蜗轮径向力FrFttan160128tan20N58282N计算蜗轮垂直面弯矩轴承支反力FRAV241803NFRBVFrFRAV824623N计算弯矩截面C右侧弯矩MCV截面C左侧弯矩本科毕业设计论文第页共页计算蜗轮水平面弯矩轴承支反力截面处的弯矩计算合成弯矩计算当量弯矩转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化取截面处的当量弯矩为校核危险截面的强度故轴的强度足够68键的选择第一级蜗杆轴上的键由轴径查工具书得型平键第二级蜗杆轴上的键由轴径查工具书得型平键第二级蜗轮轴上安装蜗轮处的键由轴径查工具书得型平键第二级蜗轮轴上安装工作台处的键由轴径查工具书得型平键本科毕业设计论文第页共页结论在此次设计过程中首先通过确定设备所需要的电机类型然后通过选定的电动机的参数来计算得出第一级蜗杆传动以及传动轴的相关数据第二级蜗杆传动以及传动轴的相关数据还通过查阅资料选择出了相应配件的型号最后对其进行相关强度使用寿命等验算及校核通过这一系列的设计得出此次设计的相关结论有1所设计的传动部分能满足设计任务的要求2在保证传动要求的情况下选择了合适的电动机以及较为方便直接的传动方式降低了机器的制造成本简化了机器制造工艺更可进行无级变速3传动方案合理降低了各轴的弯矩和扭矩使用了蜗杆传动结构紧凑从而减小设备的体积4采用电机带动减速器再带动工作台做回转和倾斜运动思路简单设计方便另外此次课题的研究还存有一些不足之处主要体现在以下几个方面1结构的局限性复杂零件仍不便加工所以在设备结构方面仍需进一步研究使变位机的适用性进一步增强2由于所学有限所以在此次座式焊接变位机的设计中忽略了倾斜机构和导电装置的设计仅仅简单选择了倾斜机构中使用的电动机本科毕业设计论文第页共页致谢本毕业设计及毕业论文在毕业设计指导老师老师的精心指导和关怀下顺利完成老师严肃的科学态度严谨的治学精神精益求精的工作作风深深地感染和激励着我从选题开展设计到论文修改无不凝聚着老师悉心的指导和关怀在此我还要感谢在一起愉快的度过大学四年学习生活的同学正是由于你们的帮助和支持我才能克服一个个的困难解开一个个的疑惑直至毕业设计顺利完成老师在设计过程中对我无私的指导和帮助以及他敏锐的科研思维和为人和善的作风我深表敬意在此谨向恩师表示深深的敬意和由衷的感谢本科毕业设计论文第页共页参考文献1姜焕中主编焊接方法及设备北京机械工业出版社19812上海船舶研究院编焊接设备选用手册北京机械工业出版社19843周浩森焊接结构生产及装备北京机械工业出版社19954吴林主编焊接手册第一卷焊接方法及设备北京机械工业出版社20015陈焕明编著焊接工装设计北京航空工业出版社20066甘肃工业大学焊接教研室编焊接机械装备图册北京机械工业出版社19827甘肃工业大学王政刘萍编著焊接工装夹具及变位机械图册北京机械工业出版社20068徐灏机械设计手册第3卷北京机械工业出版社19919邱宣怀机械设计第四版北京高等教育出版社199710濮良贵纪名刚主编机械设计第八版北京高等教育出版社200611王世刚王树才主编机械设计实践与创新北京国防工业出版社2009本科毕业设计论文第页共页附录