焊接變位機設計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 本次設計是以焊接變位機作為主要的研究對象。 在焊接變位機中采用全液壓系統(tǒng)，使之重量減輕，自動化程度增強，變位機中的傳動部分是由一個油泵機組分別驅動油馬達和三組油缸帶動工作臺進行回轉和傾斜，并使主，副臂產(chǎn)生俯仰動作調(diào)節(jié)工作臺的高低。本次設計對焊接變位機 的傳動機構的特點和組成都做了詳細的介紹，對機構中的主要零部件做了 具體的設計。本次設計采取了獨特的設計，使得產(chǎn)品更為先進、實用，設計后制造出來的焊接變位機主要應用在焊接行業(yè)上，這樣可以縮短焊接輔助時間，提高工人的勞動生產(chǎn)率，減輕工人勞動強度，改善焊接質量， 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 遇到焊 接變位 以 及選擇合適的焊接位置的情況，針對這一實際需要，我們設計 的 焊接變位機，它可通過工作臺的回轉和傾斜，使焊縫處于易焊位置焊接變位機與焊接操作機配合使用，可實現(xiàn)焊接的機械化、自動化，提高了焊接的效率和焊接質量 。 焊接變位機可應用于化工、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) 。 關鍵詞： 焊接 變位機 ； 液壓系統(tǒng) ； 回轉 ； 傾斜 ； 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 he is to of is by of to to in to by of is to of of of of In it to to in of I It It to be in to be in of to 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 引 言 進入 21 世紀， 我國的大部分企業(yè)還處在沒有進入自動化焊接階段 ， 從調(diào)查資料中的 115 家各類企業(yè)的情況來看 ， 總共只有焊接變位機 750 臺 ， 84%是國產(chǎn)的 。 可見 ， 變位機在我國企業(yè)中應用還不普遍 ， 但是 ， 在調(diào)查的企業(yè)中也發(fā)現(xiàn)了一些應用變位機好的典型 ， 如廈門的林德叉車廠 ， 每個 焊接工都配備一臺變位機 ， 一臺小電葫蘆吊車和一臺 體保護焊機 ， 這樣就充分利用了我國勞動力成本低的優(yōu)勢 ， 同時用比較低廉的設備解決了生產(chǎn)效率 ， 焊接質量和勞動強度的問題 。 所以應該在國內(nèi)廣泛的推廣焊接變位機 ， 這也是本課題設計的必要所在 1。 在國際上 ， 變位機的發(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 ， 在技術上有普通型的 ， 有無隙傳動伺服控制型的 ， 產(chǎn)品的額定負荷范圍達到 8000德國的 司 ， 美國 司 ， 和我國的天津鼎盛工程機械有限公司是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機 的企業(yè) 。 可以說我國焊接變位機發(fā)展的水平和國外發(fā)展水平相比較還是有 差距的 。 我國焊接行業(yè)的發(fā)展前景是非常好的 ， 隨著 產(chǎn)品進入、資本進入、服務進入，將極大地增加我國的焊接行業(yè)的效益，擴大焊接市場，乃至機械行業(yè)。目前， 我國的焊接技術已達到世界先進領域 ，我國的焊接行業(yè)已經(jīng)并且正在發(fā)生著日新月異的變化，而且多方面領先與其他國家，擁有著先進的焊接技術，擁有著世界上最大和最具潛力的市場。無論是國外的廠家，還是國內(nèi)的企業(yè)進入中國的市場都要有更先進的焊接技術 ，因此研制新的全自動焊接機已成為焊接行業(yè)不可缺少的高新技術，如： 德國 、日本、美國等國正在進一步加大全自動焊接機的投入，不斷的提高焊接技術。 21 年來我國焊接業(yè)的購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 年平均增長速度為 37%。由于總額的基數(shù)加大，增長速度會放緩，但可以肯定的是中國的焊接行業(yè)在近千年之內(nèi)會以兩位數(shù)的百分比持續(xù)增長。焊接行業(yè) 是我國的 古老行 業(yè)，其規(guī)模和水平是有限的。 焊接 公司是 焊接 行業(yè)的主體。2002 年我國共有 焊接 公司 許多 家， 焊接產(chǎn)品的比重日益加大， 其增長速度都是可觀的，但是與 外 國 焊接 權威機構披露的外國大型 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 焊接產(chǎn)品 的年 數(shù)量 尚不及世界排名 在前的外國廠家，還有一定 的差距。 全自動焊接機的研制，以及技術的更新，取得了很明顯的成果，焊接業(yè)發(fā)展的勢頭不斷向前，并且趨向更合理和更符合長遠發(fā)展要求，我國焊接業(yè)進入了正常的、高速的發(fā)展軌道，形成了不可限量的、持續(xù)發(fā)展的勢頭。多種形式的焊接機促進了焊接行業(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)在焊接機的創(chuàng)新研制和焊接技術的提高，而且表現(xiàn)在焊接行業(yè)已成為一個國家機械行業(yè)的先進與否的標志。創(chuàng)新、設計、制作等方面的質的發(fā)展，都有了新突破，設計創(chuàng)新八仙過海，各顯其能。焊接公司開始樹立起以市場為導向 、設計為中心、效率第一、創(chuàng)優(yōu)質的產(chǎn)品為目標 。 焊接理論研究日益活躍，呈現(xiàn)出 “ 百家爭鳴 ” 氣象。焊接的技術人員和從業(yè)人員紛紛從不同角度，借鑒國外及學科外其他理論來充實焊接理論，探索中國焊接行業(yè)的發(fā)展之路。焊接市場風風火火，競爭日趨于激烈，然而企業(yè)家由投標時的狂熱到后期的冷靜，反映了中國焊接行業(yè)走向成熟與理智 。 1 焊接變位機的總體設計 方案 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 接變位機的 類型 焊接變位機是改變焊件 、 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備 。 焊接變位機的分類和各類所屬的設備如圖 1 所示 ： 圖 1 焊接變位機的分類 各種焊接變位機械都可以單獨使用 ， 但在多數(shù)的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 、 檢驗 、 打磨 、 噴漆等作業(yè) 。 接變位機 械 應 具有的性能 一般 ， 通用的焊接變位機應具備的性能是 ： 1. 焊件變位機械和焊機變位機械要有較寬的調(diào)速范圍 ， 穩(wěn)定的焊接運行速度 ， 以及良好的結構剛度 。 2. 對尺寸和形狀各異的焊件 ， 要有一定的適用性 。 3. 在傳動鏈中 ， 應具有一級反行程自鎖傳動 ， 以免動力源突然切斷時 ，焊件因自身重力作用而發(fā)生事故 。 4. 與焊接機器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊件變位機械 ， 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應控制在 2 最高精度可達到 焊接變位機械 焊件變位機械 焊接變位機械 焊工變位機械 焊接變位機 焊接滾輪袈 焊接回轉臺 焊接翻轉機 焊接操作機 電渣焊立袈 焊工升降臺 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 5. 回程速度要快 ， 但應避免產(chǎn)生沖擊和振動 。 6. 有良好的接電 ， 接水 ， 接氣設施 ， 以免導熱和通風的性能 。 7. 整個結構要有良好的密閉性 ， 以免焊接飛濺物的損傷 ， 對散落在其上的焊渣 ， 藥皮等臟物 ， 應易被清除 。 8. 焊接變位機械要有聯(lián)動控制接口和相應的自保護功能 ， 以便集中控制和相互協(xié)調(diào)工作 。 9. 工作臺面上刻有安裝基線 ， 并設有安 裝槽孔 ， 能方便地安裝各種定位器件和夾緊機構 。 10. 兼作裝配用地焊接變位機械 ， 其工作臺面要有較高地強度和抗沖擊性能 。 11. 用于電子束焊 ， 等離子弧焊 ， 激光焊 ， 和釬焊的焊接變位機械 ， 應滿足導電 ， 隔磁 ， 絕緣等方面的特殊要求 。 件變位機械的 功能 焊件變位機械是在焊接過程中改變焊件空間位置 ， 使其有利于焊接作業(yè)的各種機械設備 。 焊件變位機按功能的不同 ， 分為焊接變位機 ， 焊接滾輪架 ， 焊接回轉臺 ，焊接翻轉機四類 。 在手工焊作業(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 ， 空間曲線焊縫的重要組成部分 。 在以弧焊機器人為中心的柔性加工單元 (加工系統(tǒng) ( ， 焊件變位機也是組成的設備之一 。 在復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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 等 ， 都需要焊件變位機械的配合 ， 才能完成其作業(yè) 。 焊接變位機主要用于機架 、 機座 、 機殼 、 法蘭 、 封頭等非長形焊件的翻轉變位 。 焊接變位機按結構類型可分為三種 ： 伸臂式焊接變位機 ： 其回轉工作臺繞回轉軸旋轉并安裝在伸臂的一端 ， 伸臂一般相對于某一轉軸成角度回轉 ， 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 。 這兩種運動都改變了工作臺回轉軸的位置 ， 從而使該機變位范圍變大 ， 作業(yè)適應性好 。 座式焊接變位機 ： 其工作臺連同回轉機構通過傾斜軸支承在機座上 ， 工作臺以焊速回轉 ，傾斜軸通過扇形齒輪或液壓缸 ， 多在 110° 140°的范圍內(nèi)恒速或變速傾斜 。該機穩(wěn)定性好 ， 一般不用固定在地基上 ， 搬移方便 ， 使用于 50t 焊件的翻轉變位 。 是目前產(chǎn)量最大 ， 規(guī)格最全 ， 應用最廣的結構形式 。 常與伸縮臂式焊接操作機或弧焊機器人配合使用 。 雙座式焊接變位機 ： 該機穩(wěn)定性好 ， 重型焊機變位機多 采用這種結構 。 雙座式焊接變位機適用于 50t 以上大尺寸焊件的翻轉變位 。 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 。 本次設計的是第一種 ： 伸臂式焊接變位機。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 2 焊接變位機工作臺運動方案的確 定 作臺回轉運動方案的擬定 通過對現(xiàn)有的焊接 變位機的觀察和 研究， 在調(diào)查了大量的資料的前提下?，F(xiàn)對 焊接 變位機 的 回轉 部分分析如下 ： 焊接變位機工作臺的回轉運動是利用回轉軸帶動工作臺進行回轉運動的 ， 其驅動方式可以用兩種方案來實施 。 方案一 ： 采用直流電動機驅動 ， 無級變速 ， 如圖 2 所示 ， 當電動機 工作時 ， 發(fā)出的轉速經(jīng)帶輪傳遞給蝸桿 ， 然后蝸桿通過與蝸輪嚙合 ， 將轉速傳遞給蝸輪 ， 經(jīng)蝸輪轉向并使回轉軸開始轉動 ， 從而達到使工作臺 進行回轉運動的目的 。 圖 2 電機驅動簡圖 方案二 ： 采用液壓驅動工作臺進行回轉運動 ， 如圖 3 所示 ， 液壓馬達首先通過減速器 ， 再通過齒輪傳動帶動 工作臺 進行回轉運動 。 圖 3 液壓驅動簡圖 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 由于第二種方案采用液壓傳動 ， 使得傳動系統(tǒng)的重量減輕 ， 結構也更為緊湊 ， 慣性小 ， 調(diào)速范圍寬 ， 并且運動平穩(wěn) ， 所以本次設計回轉部分采用第二種方案 。 作臺傾斜 運動方案的擬定 焊接變位機的傾斜 機構也有兩種驅動方案 ， 方案一 ： 電動機經(jīng)過減速器減速后 ， 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 。 方案二 ： 采用液壓缸直接推動工作臺傾斜 。 由于其回轉機構以確定為液壓驅動 ， 為了使整機的驅動方式更加合理 ，可靠 ， 其傾斜機構采用方案二 ， 即采用液壓缸直接推動工作臺進行傾斜 ， 如圖 4 所示 。 圖 4 傾斜機構簡圖 本次設計的具體參數(shù)： 最大的工作載 1000N;工作臺的回轉速度為 轉角度為 360° ；工作臺傾斜速度為 斜角度為 120° 。工作臺回轉軸的轉矩為200N² m。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 3 回轉機構的設計與計算 速器的選擇 根據(jù)工作臺的 驅動阻力矩 ， 并考慮到功率 ，選取 列行星齒輪減速機 ， 其傳動比為 i=500. 壓馬達的選擇 定 系統(tǒng)壓力 根據(jù)液壓馬達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 10 達的選取及功率 ， 扭矩校核 由減速機的選取可知 m n i 500³ 5 500r/9 1 0 （ 3­1） 由于 T=200 N·m，所以 P= 332 0 0 0 . 2 4 . 1 8 8 1 09 . 5 5 1 0Tn 回3 9 . 5 5 1 0P 馬 達總 =P 總， 35 . 5 1 1 0 馬 達P 333 5 . 5 1 1 09 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 0 . 1 0 5500PT n 馬 達 N·m 由公式 m a x m a 2 8 / p（ 3­2） 式中 ： 單位： r/ 單位： N·m 單位： ml/r p 是馬達的進出口壓差 ， 即所選的系統(tǒng)壓力 單位： m是馬達的機械效率 , m=買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 m a x m a 2 8 / p=0=r 根據(jù)以上計算的數(shù)據(jù)，可以選取 壓馬達，r，最高轉速為 500r/ 馬達的功率校核 ： ( ) / 6 0 0 D N （ 3­3） 式中 Q 為輸入流量 ，單位為 : L/ 單位為 : t 為總效率 ) / 6 0 0 D N （ 00×100× 600 達的扭矩校核： (1 . 5 9 ) / 1 0 0 (1 . 5 9 0 . 0 8 3 1 0 0 . 9 ) / 1 0 0 0 . 1 1 8g p m D N N² m 確定系統(tǒng)實際工作壓力： 由公 式m a x m a 2 8 / p得 p= 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率和轉矩計算如下： 0 軸（液壓馬達 軸） 0P =n =500r/0005 . 5 1 1 09 5 5 0 9 5 5 0 0 . 1 0 5500 1 軸（減速器高速軸） 10聯(lián)= 5 0 0 / m i n r購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 31115 . 4 5 1 09 5 5 0 9 5 5 0 0 . 1 0 4500 2 軸（減速器低速軸） 21P = P = 4 . 1 4 2 w 減12 n 500n = 1 / m i 0 0 21 0 . 1 0 4 5 0 0 5 2T T i N m 減3 軸（回轉軸 ） 3 2 4 . 1 4 2 0 . 9 7 4 . 0 1P P w 齒 23 1 0 . 2 / m i 齒3 2 5 2 5 0 . 8 0 2 0 8T T i N m 齒 齒 輪的設計與計算 齒輪機構可以用于傳遞兩軸間的運動和動力，其特點是： 傳動準確可靠；效率高；可傳遞較高的扭矩。故齒輪成為機械中應用最廣泛的一種傳動機構。 選 擇 常用 的 材料 以及 熱處理。小齒輪， 45 鋼，調(diào)質 ， 1235；大齒輪，45 鋼，正火， 2190， 12B =235 190=45 合適 。 選出 齒 輪精度等級為 8 級精度， 88。 初選小齒輪齒數(shù)為 1Z =20，大齒輪齒數(shù)為 2 12 1Z i Z =20=整齒數(shù)取 2Z =100，實際齒數(shù)比 2 1 0 0 51 2 0 （ 1）按齒面接觸疲勞強度設計 213121 u Z Z （ 3­4） 確定計算 參數(shù) 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 6 6 51115 . 4 59 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 . 1 3 1 0500PT n 按齒數(shù) 1Z =20, 2Z =80 得 1 =2 = = 12 =是直齒輪， =0，故 r =k =為載荷平衡， 1 不對稱布置，取齒數(shù)寬系數(shù) d =得 K = 試選 點區(qū)域系數(shù) 2s i n c o （ 3­5） 標準直齒圓柱齒輪， =20°， 得 查得 ： =570=460算應力循環(huán)次數(shù) 91 1 6 0 n j L = 6 0 5 0 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 6 ) = 2 . 3 1 0 次 9 9122 . 3 1 0 0 . 4 6 1 05NN u 次 11， 2（允許一定量的點蝕） 取 1， 1 許用接觸應力 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 l i m 1 11 H N = 570 1 11 =570 （ 3­6） l i m 2 22 H N = 460 1=480取最小值 2H 代入 查得 Z = 式中 K K K 計算 213121 u Z Z （ 3­7） 253 2 1 0 . 9 1 . 0 8 1 . 1 6 1 . 1 3 1 0 5 1 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 71 5 4 8 0 =周速度 1160000= 3 6 7 5 0 060000= （ 3­8） 11000100=得 假設 符合，不需要修正， 1d =模數(shù) 11 = 標準值 m =411d =4³ 20=8022d =4³ 100=4001 =80=40圓整取， 2b =40 1b =45（ 2） 校核齒根彎曲疲勞強度 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 112F F a S a Y Yb d m （ 3­9） 取 12 12 l i （ 3­10） m 6 取 1， 1 取 =430 =370取 12 1F =430 2F =370 111= 222 較 大齒輪弱，應按大齒輪校核彎曲疲勞強度，查文獻 3圖 7Y =1212 2 1 0 . 9 1 . 0 8 1 . 1 6 1 . 1 3 1 0 2 . 1 8 1 . 7 9 0 . 6 94 0 8 0 4F F a S Y Yb d m = 2F =370 彎曲疲勞強度足夠 （ 4）主要設計結果 中心距： 121 2 =240 模數(shù)： m =4齒數(shù)： 1Z =20 2Z =100 分度圓直 徑： 1d =80 2d =400購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 齒頂圓直徑： 1 1 2ad d m =80+2×4=882 2 2ad d m =400+2×4=408齒根圓直徑： 1 1 2 d m =80 =702 2 2 d m =400 =390齒寬： 1b =40 2b =45用計算機軟件 驗算 齒輪的強度校核 ： 計算圓柱齒輪傳動裝置 (帶有直齒和螺旋齒 ) 的尺寸。包括基于已轉換的輸出功率的模塊設計。允許使用各種類型的更正，包括位移補償更正。因為可以計算從動齒輪，所以將得到精確的軸距。可以執(zhí)行強度檢查。 圖 5 選擇齒輪的類型 圖 6 選擇制作級別 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 圖 7 輸入選擇齒輪的傳動類型 圖 8 輸入齒輪傳動裝置尺寸 圖 9 輸入材料類別 圖 10 外部系數(shù)對齒輪的影響 圖 11 輸入齒輪設計參數(shù) 圖 12 輸入校核信息 圖 13 校核合格 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 轉軸的強度計算 的結構設計 (1)在回轉軸上的功率為 1p ，轉速為 1n ，轉矩為 1T 。參考 3 2 4 . 1 4 2 0 . 9 7 4 . 0 1P P w 齒 23 1 0 . 2 / m i 齒（ 3­11） 3 2 5 2 5 0 . 8 0 2 0 8T T i N m 齒 齒 (2)求作用在齒輪上的力 ： 已知大齒輪的分度圓直徑為 2d =400圓周力： 322 2 2 0 8 1 . 0 4400 徑向力： 1 . 0 4 2 0 1 . 0 4 0 . 3 6 0 . 3 7 4 t g t g N K N 法向力： 1 . 0 4 1 . 1 0 6c o s c o s 2 0F K N （ 3） 軸的結構設計 ： 擬定軸的零件的裝配方案 見圖 14,由于回轉軸的轉速太小，并不適用最小軸徑的計算公式，所以依照經(jīng)驗，和與同類設計的參數(shù)為依據(jù)，定最小軸徑為 65 圖 14 回轉軸 根據(jù)軸向定位的要求確定軸 的各段直徑和長度。 7 0 , 8 6 , 9 0 , 1 0 0 , 9 0 .,d m m d m m d m m d m m d m I I I I I V V 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 L 7 0 , L 5 2 , 3 0 , 1 6 7 , 3 4I I Im m m m L m m L m m L m I I V V 軸的總長 L=353 回轉軸的強度校核 變位機的回轉軸的受力狀態(tài)如圖 7 所示 ， 其中 a)圖是回轉軸傾斜角為時， b)回轉軸傾斜角為 ， c)回轉軸傾斜角為 90°時。在焊件和夾具的綜合重量作用下，回轉軸的危險斷面在軸承 A 處，在 A 點垂直回轉軸軸線的截面上受有彎曲力矩 扭矩 繞 x 軸和 y 軸的兩個彎矩 圖 15 焊接變位機回轉機構的受力狀態(tài) 12s i nM x G h G e 2 c o sM y G e 考慮到 1 ， 2 ， 則 A 點所受的彎矩為 ： 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 22M w M x M y 2 2 2s i n c o s 2 s i n c o s s i nG h e h e 式中 G： 綜合重量 h： 綜合重心高 ， 即離回轉支承點 ：回轉軸傾斜角 ， 即相對于機座中垂線的夾角 。 e： 綜合重心的偏心矩 ， 即偏離工作臺回轉中心的距離 。 ：回轉軸轉角 。 A 點截面受的扭矩為 ： 1 c o s s i n c o sM n G e G e （ 3­13） 按第三強度理論折算的當量彎矩為 ： 2 2 2 2 2c o s ( s i n c o s s i n )XM d M w M n G e h e (3由式 (3知 ， 當量彎矩 ， 的二次函數(shù) ， 其值是變化的 ，最大值是式 (3數(shù)為零所求的極值 ， 若令 N 等于式 (3號中的內(nèi)容 ， 即 2 2 2c o s ( s i n c o s s i n )N e h e (3對式 (3偏導數(shù)并令其結果為零得 ： 2 ( s i n c o s s i n ) ( c o s s i n s i n ) 0N h e h e 22 c o s ( s i n ) 2 ( s i n s i n c o s ) c o s c o s 0N e h e e 計算分析后得到 ， 當與滿足 c o t s ( 3當量彎矩出現(xiàn)最大值 22G h e ， 由式 (3知 ， 當在 0購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 360°范圍內(nèi)變化時 ， 對于任意指定的焊接變位機 ， 故隨變化的曲線即可作出 。 焊接變位機的 h=e=則在 況下隨變化的曲線 ， 只要和滿足該曲線 ， 就會出現(xiàn)最大 當量彎矩 。 當 =75°時 ， 則 圖 16 隨變化的曲線 在 =54°和 =126°時出現(xiàn)最大當量彎矩值 。 由式得知 ， 當 ± 1時 ， 有一對極值出現(xiàn) ， 其關系為80- 顯然 ， 當回轉軸傾斜角在 在此范圍之外 ， 不會出現(xiàn)當量彎矩的最大值 。 因而其受力狀態(tài)是安全的 。 軸器的選取 和校核 聯(lián)軸器是機械傳動中的常用部件， 主要用來聯(lián)接軸和軸，以傳遞運動和扭矩，有時也可以作為安全裝置。 根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉速的高低，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 由于兩軸對中性要求很高，要求沒有位移發(fā)生，并且要求構造簡單，成本低，可傳遞較大轉矩，為此選用凸緣聯(lián)軸器。 2、載荷計算 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 公稱轉矩 69 5 5 0 9 5 5 0 1 1 4 . 6500 由表查得以計算轉矩得 1 . 5 1 1 4 . 6 1 7 1 . 9 T N m 3、型號選擇 從 查得 緣聯(lián)軸器的許 用轉矩為 350N m，許用最大轉速為 7000r/徑為 32 40合用 。 承的選取和校核 滾動軸承是現(xiàn)代化機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉動零件的，選擇滾動軸承的理由是：它起動及運轉時摩擦力矩較??；起動靈敏；效率高；潤滑方便；易于互換。 按承載較大的滾動軸承選擇其型號。軸承類型選擇為深溝球軸承，預期壽命 10000 根據(jù)已知條件，選擇深溝球軸承為所選 軸承，并初定型號為 6218。 求軸承受到的徑向載荷12 2 21 1 12 2 2 22 2 26 1 0 1 7 0 0 1 8 0 61 4 0 4 0 0 4 2 3r N V N V N F F N （ 3 其 中 1622N 1854N 查表得 C 和0 C=94000N, 0C=79000N 計算0/0/=1622/79000=表得 e 的值 e 算比值 / 1 6 2 2 / 1 8 5 4 0 . 8 7F a F r 表得 X,Y 的值 X= Y=得 計算當量動載荷 ()pP f X F r Y F a=6423N （ 3 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 計算軸承壽命 3 366 81 0 1 0 9 4 0 0 0 2 . 6 1 06 0 6 0 0 . 2 6 4 2 3 16000h 結論： 選取深溝球軸承 6218 合適。 的選取和校核 由前計算知： 軸的工作轉矩3 200000T N m m選 A 型普通平鍵 d=70， L=70,初選鍵 46×80 1096 2003： b=20mm，h=12L=63l=43的許用擠壓應力和許用剪切應力分別取為 110p M ， 90 。 分別驗算鍵的擠壓強度和剪切強度 2214 4 2 0 0 0 0 0 1 8 . 9 87 0 1 2 4 3p Td h l p 2212 2 2 0 0 0 0 0 6 . 6 47 0 2 0 4 3Td b l 鍵的擠壓強度和剪切強度滿足要求。 電與導氣裝置 焊接變位機作為焊接電源的二次回路的組成部分，必須設有導電裝置。 目前，在焊接變位機上主要采用電刷式的導電裝置，它由電刷，電刷盒，刷袈等組成，結構形式多樣。焊接變位機也可以利用自身導電，但必須采取如下措施：使用帶有石墨成分的潤滑脂，在軸向力的作用下，各傳動副之間，軸承內(nèi)外圈之間須接觸緊密。自身導電雖然省去了專用的導電裝置，但對變位機各傳動副的 裝配間隙要求較嚴，使用中又需經(jīng)常檢查和調(diào)整 。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 4 傾斜機構的設計與計算 壓缸的設計計算 圖 17 傾斜機構液壓原理圖 根 據(jù) 設計目的及要求： 工作臺的傾斜速度是 斜角度是 120° ，進行分析計算確定缸結構尺寸。 作負載 ： L 1050)501000( 壓缸主要參數(shù)的確定 初選工作壓力 ： 根據(jù)分析此設備負載不大，為適應今后發(fā)展改良，擴展使用范圍，故選用工作 壓力為 16壓泵。 計算液壓缸的尺寸 ： 根據(jù)設計要求，依據(jù)機械設計手冊選擇范圍選取液壓缸主體外徑購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 0,1 00 = 則液壓缸有效面積為： 無桿腔面積： 2221 （ 4 有桿腔面積： 012 （ 4 220 所以 ： 222 596 2 塞桿穩(wěn)定性校核 因為活塞桿總行程為 而活塞桿直徑為 最大起重載荷為 材料為 45 鋼 ,穩(wěn)定安全系數(shù) 2.3彈性模量 ， 00 。 桿的柔度 644(342 (3則慣性半徑 4z (3 該桿為一端固定另一端自由，故 2 。代入柔度計算公式得 5 02 因為 123 c ，故選用 經(jīng)驗拋物線公式計算臨界應力 M P 1 4)560 0 6 6 8 5(0 0 6 6 5 22 核壓桿穩(wěn)定性 因為 M P 0116262 ， 2 所以 壓桿滿足穩(wěn)定性條件 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 液壓缸的最大流量 m i 43341 上上 m i 43342 下下 用的回 路 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，本設計的液壓系統(tǒng)圖中就采用三位四通電磁換向閥，因為電磁換向閥動作快，換向有沖擊力 。換向回路可以變更供油方向來實現(xiàn)液壓馬達的換向。 鎖回路 緊鎖回路的功能是通過切斷執(zhí)行元件的進油，出油通道來使它停在任意位置，并防止停止運動后因外界因素而發(fā)生竄動。使液壓缸緊鎖的最簡單的方法是 利用三位換向閥的 M 型或 O 型中位機能來封閉液壓缸的兩腔，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，不能長時間的保持停止位置不動，鎖緊度不高。最常用的方法是采用液控單向閥做鎖緊元件，在液壓缸的兩側油路上都串連一液控單向閥，活塞可以在行程位置上長期鎖緊，不會因為外界原因而竄動，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，準確，換向閥應采用 H 型或 Y 型中位機能。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 結 論 通過以上 的設計和計算， 比較圓滿的達到了設計要求：工作臺的傾斜運動能都達到運動靈活自如，工作臺無論高速回轉，還是低速回轉，其轉速都比較平穩(wěn)，均勻。而且，兩主臂液壓缸，兩傾斜 液壓缸在工作時能構較好的達到同步。 本次設計的全液壓伸臂式焊接變位機 的特點是： 機構緊湊，重量較輕，傳動剛性好，運行平穩(wěn)，可以實現(xiàn)大范圍無級調(diào)速，并有很好的防過載能力。 由于在實際的設計中遇到了許多困難，同時也出現(xiàn)了一些錯誤， 特別是實際經(jīng)驗的缺乏， 使自己在設計上 走了很多 不必要 的彎路。 本次設計的焊接變位機的缺陷是它對液壓元件的質量要求較高，否則易產(chǎn)生滲漏，污染場地和工件，這對保證焊接質量和進行安全操作是很不利的。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 致 謝 這次畢業(yè)設計中， 自己的實踐動手、 分析 能力得到鍛煉，增強了即將跨入社會 去競爭，去創(chuàng)造的自信心 ；為工作時候的產(chǎn)品開發(fā)、改進打下基礎；掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法以及獲取新知識的能力 。 畢業(yè)設計培養(yǎng)了嚴肅認真和實事求是的科學態(tài)度 。 而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對應的工程意識，同學之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設計當中體現(xiàn)出來了。 在這半年的畢業(yè)設計期間，我非常感謝我的指導教師吳潔老師以及其他幫助我的老師，宗振奇老師和王冠 五 老師，我們的師生之間已經(jīng)建立了深厚的友誼，他們 對我的畢業(yè)設計進行嚴格認真的指導，交給我的不僅僅是科學文化知識，還有做人的道理和原則，在此我對他們表示忠心的感謝。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全 套 紙 14951605 或 1304139763 參考文獻 1 王政 。 焊接工裝夾具及變位機械 M。 北京 ： 機械工業(yè) 出版社 ， 1999。 2 機械工程手冊電機工程手冊編輯委員會 。 機械工程手冊補充本一 M。北京：機械工業(yè) 出版社 ， 1996 3林尚楊，陳善本，李成桐 。 焊接機器人及其應用 M。 北京 ： 機械工業(yè) 出版社 ， 2000 4 林三寶，黎明，吳林，劉家發(fā)，劉昆，王玉霞。焊接變位機及其智能化計算機輔助設計 J。焊接， 30­33 5唐佳富 。 新型焊接變位機的研制 J。 機械工人 ² 熱加工 ， 166 葛福華，李祥忠，朱峰。大型構件焊接變位機的設計 J。電焊機， 0­45 7 任宇飛，于亮，嚴哲名 等 。 L 型雙回轉升降式焊接變位機 J。 機械工程 ， 2005， 3： 708 9吳越，沈立紅。焊接機械設備中的一種自由度，伺服控制焊件變位機械設計 J。機床與液壓， 2005， 10： 3210盧本，近代焊接設備與工程應用（） J?，F(xiàn)代焊接， 2