承重500公斤球閥立式焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　承重500公斤球閥立式焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p

2、><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、　　焊接變位機(jī)是一種用來(lái)支撐并帶動(dòng)工件改變位置的工藝裝備。它的應(yīng)用可以使得加工變得簡(jiǎn)單，使得勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。</p><p>　　焊接變位機(jī)也已成為制造業(yè)的一種不可缺少的設(shè)備，在焊接領(lǐng)域把它劃為焊接輔助機(jī)。就型式系列和品種規(guī)格而言，已問(wèn)世的，約有十余個(gè)系列，百余個(gè)品種規(guī)格，正在形成一個(gè)新興行業(yè)。但是，有關(guān)焊接變位機(jī)的基本概念、型式與分類、主要技術(shù)參數(shù)等，存在不統(tǒng)一的問(wèn)題。</p><p>

4、;　　本文設(shè)計(jì)的立式焊接變位機(jī)是將工作件水平回轉(zhuǎn)，垂直回轉(zhuǎn)，以便使工件上的焊縫置于水平位置的機(jī)械裝置。立式焊接變位機(jī)的主體部分垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，機(jī)架。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架的設(shè)計(jì)；垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)、減速裝置的選取；各個(gè)部分的零件的選擇。</p><p>　　關(guān)鍵詞：焊接變位機(jī)，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，機(jī)架</p><p>　　The de

5、sign for ball valve vertical welding positioner of bearing 500kg </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Welding positioner ,which is used for bearing and driving workpiece to change it

6、s position,is one kind of technical equip. Its application can make the manufacturing process easier, also can reduce labor intensity.</p><p>　　Welding conjugation plane has become an indispensable manufactu

7、ring equipment , which is zoned welding assistant engine in the welding area. Patterns and varieties of specifications on the series, has been developed, some over 10 series, more than 100 varieties of specifications, a

8、newly emerging industries. However, the welding machine conjugation basic concepts, patterns and classification, the main technical parameters, there are not uniform. </p><p>　　This design researches one

9、kind of vertical welding welding positioner, which is roating and tuning over the specimens,in order to set the welded joint to the horizontal.The main part of vertical welding welding positioner is the turning over orga

10、nization,rotating organization and rack organization.This design is mainly the design of the turning over organization,rotating organization and rack organization;Selecting the motor and speed reducer of turning over org

11、anization and rotating organizat</p><p>　　Keywords: welding positioner，turning over organization , rotating organization,rack organization</p><p><b>　　目錄</b></p><p><

12、b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1關(guān)于變位機(jī)的幾個(gè)定義和幾個(gè)要求1</p><p>　　1.1.1 焊接變位機(jī)的定義1</p><p>　　1.1.2 焊接變位

13、機(jī)的類型和基本原理1</p><p>　　1.1.3 焊接變位機(jī)構(gòu)件組成1</p><p>　　1.2我國(guó)常用的幾種變位機(jī)結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.3焊接變?yōu)闄C(jī)械應(yīng)具備的性能4</p><p>　　1.4焊接變位機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r5</p><p>　　1.5球閥的介紹6</p><

14、p>　　1.6任務(wù)的提出7</p><p>　　1.6.1 設(shè)計(jì)要求7</p><p>　　1.6.2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容7</p><p>　　2設(shè)計(jì)方案的確定8</p><p>　　2.1焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)和適用范圍8</p><p>　　2.2焊接變位機(jī)的自由度8</p><p&

15、gt;　　2.3設(shè)計(jì)方案的確定9</p><p>　　2.3.1 工作臺(tái)（垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）9</p><p>　　2.3.2 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10</p><p>　　2.3.3 主要考慮指標(biāo)10</p><p>　　2.3.4 設(shè)計(jì)中傳動(dòng)方式的確定11</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)與校核12&l

16、t;/b></p><p>　　3.1傳動(dòng)比的假定和確定12</p><p>　　3.1.1 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)10</p><p>　　3.1.2 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)13</p><p>　　3.2 傳動(dòng)裝置總效率的確定14 </p><p>　　3.2.1 蝸桿傳動(dòng)的效率14 </p><p

17、>　　3.2.2 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)總效率14</p><p>　　3.3工作臺(tái)阻力矩的計(jì)算15</p><p>　　3.3.1 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)15</p><p>　　3.3.2 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)16</p><p>　　3.4電動(dòng)機(jī)額定功率的確定17</p><p>　　3.4.1 電機(jī)容量的確定17&l

18、t;/p><p>　　3.4.2 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)額定功率的確定17</p><p>　　3.4.3 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)額定功率的確定18</p><p>　　3.5電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定18</p><p>　　3.6電機(jī)型號(hào)的選定19</p><p>　　3.6.1 水平回轉(zhuǎn)部分19</p><p&

19、gt;　　3.6.2 垂直回轉(zhuǎn)部分19</p><p>　　3.7齒輪的設(shè)計(jì)與校核19</p><p>　　3.7.1 水平回轉(zhuǎn)齒輪的設(shè)計(jì)與校核20</p><p>　　3.7.2 垂直回轉(zhuǎn)齒輪的設(shè)計(jì)與校核21</p><p>　　3.8軸的設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.8.1 初步估計(jì)23</p

20、><p>　　3.8.2 軸1（水平回轉(zhuǎn)）的計(jì)算23</p><p>　　3.8.3 軸2（水平回轉(zhuǎn)）的計(jì)算24</p><p>　　3.8.4 軸3（垂直回轉(zhuǎn)）的計(jì)算24</p><p>　　3.8.5 軸4（垂直回轉(zhuǎn)）的計(jì)算25</p><p>　　3.9軸的強(qiáng)度校核25</p><p&g

21、t;　　3.9.1 軸2（水平回轉(zhuǎn)）的校核25</p><p>　　3.9.2 軸4（垂直回轉(zhuǎn)）的校核27</p><p>　　3.10軸承的選擇和校核 29</p><p>　　3.11鍵的確定和校核32</p><p>　　3.11.1 鍵的確定32</p><p>　　3.11.2 鍵的校核33<

22、;/p><p>　　3.12聯(lián)軸器的確定33</p><p>　　3.13機(jī)架的設(shè)計(jì)34</p><p>　　3.13.1 設(shè)計(jì)中的具體要求34</p><p>　　3.14總裝圖及工作原理35</p><p><b>　　結(jié)論36</b></p><p><b

23、>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　附錄39</b></p><p>　　附錄圖1 垂直回轉(zhuǎn)輸出齒輪39</p><p>　　附錄圖2 垂直回轉(zhuǎn)輸出軸39</p><p>　　附錄圖3 垂直回轉(zhuǎn)輸出軸端蓋

24、39</p><p>　　附錄圖4 垂直回轉(zhuǎn)輸出軸承蓋39</p><p>　　附錄圖5 垂直回轉(zhuǎn)輸入齒輪39</p><p>　　附錄圖6 垂直回轉(zhuǎn)輸入軸38</p><p>　　附錄圖7 垂直回轉(zhuǎn)輸入軸透蓋39</p><p>　　附錄圖8 水平回轉(zhuǎn)輸出軸承蓋39</p><p>

25、　　附錄圖9 垂直回轉(zhuǎn)輸出軸39</p><p>　　附錄圖10 水平回轉(zhuǎn)輸出軸承蓋39</p><p>　　附錄圖11 水平回轉(zhuǎn)輸入軸承蓋39</p><p>　　附錄圖12 水平回轉(zhuǎn)輸出軸端蓋39</p><p>　　附錄圖13 水平回轉(zhuǎn)輸入齒輪39</p><p>　　附錄圖14 水平回轉(zhuǎn)輸入軸軸39

26、</p><p>　　附錄圖15 水平回轉(zhuǎn)輸入軸透蓋39</p><p>　　附錄圖16 承重板39</p><p>　　附錄圖17 水平回轉(zhuǎn)架39</p><p>　　附錄圖18 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)39</p><p>　　附錄圖19 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)40</p><p>　　附錄圖20 機(jī)架

27、機(jī)構(gòu)40</p><p>　　附錄圖21 裝配圖40</p><p>　　附錄圖22 機(jī)腳40</p><p>　　附錄圖23 支座板40</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1關(guān)于焊接變位機(jī)的幾個(gè)定義和基本要求</p><p>　

28、　1.1.1 焊接變位機(jī)的定義</p><p>　　我們經(jīng)常會(huì)遇到焊接變位以及選擇合適的焊接位置的情況，為了解決這一問(wèn)題，焊接變位機(jī)也就理所應(yīng)當(dāng)?shù)某霈F(xiàn)了。</p><p>　　焊接變位機(jī)是一種通用、高效的以實(shí)現(xiàn)環(huán)縫焊接為主的焊接設(shè)備?？膳溆脷寤『笝C(jī)(填絲或不填絲)、熔化極氣體保護(hù)焊機(jī) (C02/MAG/MIG焊機(jī))、等離子焊機(jī)等焊機(jī)電源并可與其它機(jī)組成自動(dòng)焊接系統(tǒng)。該產(chǎn)品主要由旋轉(zhuǎn)機(jī)頭、變

29、位機(jī)構(gòu)以及控制器組成。旋轉(zhuǎn)機(jī)頭轉(zhuǎn)速可調(diào)，具有獨(dú)立調(diào)速電路，撥碼開(kāi)關(guān)直接預(yù)置焊縫長(zhǎng)度。傾斜角度可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。焊槍可氣動(dòng)升降。</p><p>　　我們稱：用來(lái)拖動(dòng)待焊工件，使其待焊焊縫運(yùn)動(dòng)至理想位置進(jìn)行施焊作業(yè)的設(shè)備，稱焊接變位機(jī)。</p><p>　　1.1.2 焊接變位機(jī)的類型和基本原理</p><p>　　焊接變位機(jī)將焊件水平回轉(zhuǎn)，傾斜，使焊件上的焊縫置于有利

30、的施焊位置的焊件變位設(shè)備，焊接變位機(jī)主要用于機(jī)架、機(jī)座、法蘭、封頭等非長(zhǎng)形焊件的垂直回轉(zhuǎn)變位，按焊接變位機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式分類，有伸臂式、座式、雙座式三種。見(jiàn)下圖1-1。</p><p>　　圖1-1變位器的派生形式示意圖</p><p>　　1.1.3 焊接變位機(jī)的構(gòu)件組成</p><p>　　焊件變?yōu)闄C(jī)械的主要功能是實(shí)現(xiàn)焊件的水平回轉(zhuǎn)，垂直回轉(zhuǎn)，或者既能垂直回轉(zhuǎn)又

31、能水平回轉(zhuǎn)，使工件處于最便于裝配和焊接的位置。包括：垂直回轉(zhuǎn)機(jī)，水平回轉(zhuǎn)臺(tái)，滾輪架，變位器。</p><p>　　1.2我國(guó)常用的幾種變位機(jī)結(jié)構(gòu)</p><p>　?、匐p立柱單水平回轉(zhuǎn)式變位機(jī)：該種變位機(jī)適合裝載機(jī)的后車架、壓路機(jī)機(jī)架等工程機(jī)械長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)件的焊接，形式如圖示1-2兩種樣式，其主要特點(diǎn)是立柱一端電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作裝置沿一個(gè)水平回轉(zhuǎn)方向運(yùn)轉(zhuǎn)，另一端隨主動(dòng)端從動(dòng)。兩側(cè)立柱可設(shè)計(jì)成可升降

32、式，以適應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品。這種型式變位機(jī)的缺點(diǎn)只能在一個(gè)圓周方向水平回轉(zhuǎn)，選擇時(shí)要注意焊縫形式是否適合。</p><p>　　圖1-2 雙立柱單水平回轉(zhuǎn)式變位機(jī)</p><p>　　②U型雙座式頭尾雙水平回轉(zhuǎn)型式：與第一種變位機(jī)型式相比，即在圖1-2第二種的基礎(chǔ)上被焊結(jié)構(gòu)件在另外一個(gè)空間又增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。如圖1-3這種型式的變位機(jī)焊接空間大，工件可被旋轉(zhuǎn)到需要的位置，設(shè)計(jì)先進(jìn)，目前已在

33、工程機(jī)械許多廠家成功使用。該變位機(jī)可根據(jù)各廠的工藝情況在裝載機(jī)、挖掘機(jī)、壓路機(jī)等結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)應(yīng)用。</p><p>　　圖1-3 U 型雙座式頭尾雙水平回轉(zhuǎn)變位機(jī)</p><p>　?、跮型雙水平回轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)：該種變位機(jī)如圖1-4所示，其工作裝置L型，有兩個(gè)方面的水平回轉(zhuǎn)自由度，且兩個(gè)方向都可以±360°任意水平回轉(zhuǎn)。此變位機(jī)與其它類型變位機(jī)相比，開(kāi)敞性好，容易操作

34、。Ｌ型變位機(jī)已在裝載機(jī)前車架焊接中成功的使用，而且使用效果很好，深受現(xiàn)場(chǎng)操作工的歡迎。</p><p>　　圖1-4 L型雙水平回轉(zhuǎn)變位機(jī)</p><p>　?、蹸型雙水平回轉(zhuǎn)焊接變位機(jī)：如圖示1-5，C型水平回轉(zhuǎn)形式與L型機(jī)相同，只是為了方便夾具體的設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)件的外形，變位機(jī)的工作裝置稍作變動(dòng)。該種型式焊接變位機(jī)，適合裝載機(jī)的鏟斗、挖掘機(jī)的挖斗等焊接。</p><

35、;p>　　圖1-5 C型雙回轉(zhuǎn)變位機(jī)</p><p>　?、葑酵ㄓ米兾粰C(jī)：如圖1-6座式焊接變位機(jī)工作臺(tái)有一個(gè)整體垂直回轉(zhuǎn)的自由度，可以將工作垂直回轉(zhuǎn)至理想的焊接位置進(jìn)行焊接。另外工作臺(tái)還有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的自由度。該種變位機(jī)已被多個(gè)廠家系列化生產(chǎn)，其適合工程機(jī)械的小型焊接件及一些管類、軸類、盤(pán)類等中小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接。</p><p>　　圖1-6 座式通用變位機(jī)</p>

36、<p>　　1.3焊接變位機(jī)械應(yīng)具備的性能</p><p>　　通用的焊接變位機(jī)械應(yīng)具備的性能是：</p><p>　　（1）焊接變位機(jī)械和焊機(jī)變位機(jī)械要有較寬的調(diào)速范圍焊接運(yùn)行速度，以及良好的結(jié)構(gòu)剛度。</p><p>　?。?）對(duì)尺寸和形狀各異的焊件，要有一定的適用性。</p><p>　?。?）在傳動(dòng)鏈中，應(yīng)具有一級(jí)反行程

37、自鎖傳動(dòng)，以免動(dòng)力源突然切斷時(shí)，焊件因重力作用而發(fā)生事故。</p><p>　　（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(點(diǎn)位控制)和運(yùn)行軌跡精度(輪廓控制)應(yīng)控制在0.1—2mm之間，最高精度應(yīng)可達(dá)0.01mm。</p><p>　?。?）回程速度要快，但應(yīng)避免產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)。</p><p>　　（6）有良好

38、的接電、接水、接氣設(shè)施，以及導(dǎo)熱和通風(fēng)性能。</p><p>　　（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、藥皮等物．應(yīng)易被清除。</p><p>　?。?）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)功能集中控制和相互協(xié)調(diào)動(dòng)作。</p><p>　?。?）工作臺(tái)面上應(yīng)刻有安裝基線，裝各種定位工件和夾緊機(jī)構(gòu)。</p>&l

39、t;p>　?。?0）兼作裝配用的焊件變位機(jī)械抗沖擊性能。并設(shè)有安裝槽孔，能方便地按其工作臺(tái)面要有較高的強(qiáng)度和抗沖擊性能。</p><p>　?。?1）用于電子束焊、等離子弧焊、激光焊和釬焊的焊件變位機(jī)械，應(yīng)滿足導(dǎo)電、隔磁、絕緣等方面的特殊要求。</p><p>　　1.4焊接變位機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　a.國(guó)外變位機(jī)產(chǎn)品簡(jiǎn)介 </p&

40、gt;<p>　　德國(guó)Severt 公司，美國(guó)Aroson 公司，算是比較典型的生產(chǎn)焊接變位機(jī)的企業(yè)。德國(guó)的CLOOS、奧地利igm、日本松下機(jī)器人公司等[3,6,7,8]，都生產(chǎn)伺服控制與機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)。德國(guó) Severt 公司主要生產(chǎn)8 種類型的產(chǎn)品，其中7 種是焊接變位機(jī)。每種型式的焊接變位機(jī)，按其功能講，均包括基本型、調(diào)速型、CNC 程控型和機(jī)器人配套型等4 種產(chǎn)品。共有33 個(gè)產(chǎn)品型式，每種型式都包括上述

41、四種功能的產(chǎn)品相當(dāng)于132 個(gè)產(chǎn)品系列。額定負(fù)荷為100dN～10kdN。</p><p>　　美國(guó) Aronson 公司生產(chǎn)的焊接設(shè)備有焊接變位機(jī)、操作機(jī)、滾輪架等，可稱世界之最。這個(gè)公司生產(chǎn)的焊接變位機(jī)，主要類型為傾翻—水平回轉(zhuǎn)式、傾翻—水平回轉(zhuǎn)升降式、雙座雙水平回轉(zhuǎn)式，雙座單水平回轉(zhuǎn)式和雙座單水平回轉(zhuǎn)升降式。其承載能力范圍為11kg～1810 噸。圖1.3 為美國(guó)pride 公司生產(chǎn)的變位機(jī)，圖1.4 美國(guó)

42、MBC 公司生產(chǎn)的用于管道和小零件焊接的變位機(jī)。詳細(xì)來(lái)講，美國(guó)Aronson 公司生產(chǎn)的焊接變位機(jī)主要包括：手動(dòng)雙回式，即C 系列，包括型號(hào)C1000、2000、4000，承載能力25 磅～4000 磅；小型傾翻—水平回轉(zhuǎn)式，即LD 系列，型號(hào)LD 60N、150N、300N，承載能力分別為132 磅、330 磅、660 磅；傾翻—水平回轉(zhuǎn)式，傾翻角度135 度，D、HD 系列，承載能力314 磅～7 萬(wàn)磅；傾翻—水平回轉(zhuǎn)(換銷)定位升

43、降式，傾翻角度135 度，承載能力4300 磅～12 萬(wàn)磅。此外還有傾翻—水平回轉(zhuǎn)式，傾翻角度90 度，G 系列；雙座水平回轉(zhuǎn)式，DCG 系列；單水平回轉(zhuǎn)式HTS 系列；單水平回轉(zhuǎn)(齒輪齒條)升降式。</p><p>　　德國(guó) LCOOS 公司是國(guó)際上生產(chǎn)焊接設(shè)備的大型公司之一。生產(chǎn)焊接機(jī)器人、焊機(jī)等產(chǎn)品。也生產(chǎn)作為焊接機(jī)器人外部軸的焊接變位機(jī)。</p><p>　　日本松下(Panaso

44、nic)公司也是機(jī)器人制造公司。這個(gè)公司生產(chǎn)的機(jī)器人外部設(shè)備—焊接變位機(jī)有12個(gè)系列。他們把傳動(dòng)裝置、機(jī)座、夾具體等做成了標(biāo)準(zhǔn)模塊，集合而成這些產(chǎn)品系列。按軸數(shù)和結(jié)構(gòu)型式分類：1 軸變?yōu)闄C(jī)分3 個(gè)系列，即立式單水平回轉(zhuǎn)、臥式單座單水平回轉(zhuǎn)、雙座單水平回轉(zhuǎn)式；2 軸變?yōu)闄C(jī)有5 個(gè)系列，即：C、H、L、準(zhǔn)L 型雙水平回轉(zhuǎn)式；3 軸變位機(jī)包括3 個(gè)系列；5 軸變位機(jī)有1 個(gè)系列。</p><p>　　b.國(guó)內(nèi)變位機(jī)的產(chǎn)

45、品簡(jiǎn)介 </p><p>　　現(xiàn)在我國(guó)生產(chǎn)焊接變位機(jī)的廠家已經(jīng)不少，大都不成規(guī)模。以變位機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展起來(lái)的企業(yè)，尚未形成。天津鼎盛公司工程機(jī)械有限公司、無(wú)錫市陽(yáng)通機(jī)械設(shè)備有限公司、長(zhǎng)沙海普公司、威達(dá)自動(dòng)化焊接設(shè)備公司等單位生產(chǎn)的變位機(jī)在國(guó)內(nèi)占有較大市場(chǎng)。到2000年，國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)的變位機(jī)產(chǎn)品約70余品種規(guī)格。以下簡(jiǎn)述這些變位機(jī)的基本型式。 </p><p>　?、湃p水平回轉(zhuǎn)式。包括L、

46、H(雙座)、C型雙水平回轉(zhuǎn)式(BZ2-、BZ2A-、BZ2B-、BZ2D-系列)。 </p><p>　　⑵傾翻-水平回轉(zhuǎn)式焊接變位機(jī)（BZ2C-系列）。 </p><p>　　⑶單水平回轉(zhuǎn)式焊接變位。包括三種型式：雙座單水平回轉(zhuǎn)式（BZ-、BZ1--、BZA--、BZA1--系列）、雙座單水平回轉(zhuǎn)尾架移動(dòng)式（BZY--、BZAY-、BZA1Y-系列）、單座單水平回轉(zhuǎn)（立式BZAL-、BZ

47、L-，臥式BZW-、BZAW-斜式BZAX-系列）。</p><p><b>　　1.5球閥的介紹</b></p><p>　　球閥問(wèn)世于20世紀(jì)50年代，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的的不斷改進(jìn)，在短短的40年時(shí)間里，已迅速發(fā)展成為一種主要的閥類。在西方國(guó)家工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，球閥的使用正在逐年不斷的上升。球閥它具有旋轉(zhuǎn)90度的動(dòng)作，旋塞體為球體，有圓形通

48、孔或通道通過(guò)其軸線。球閥在管路中主要用來(lái)做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，它只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。球閥最適宜做開(kāi)關(guān)、切斷閥使用，但近來(lái)的發(fā)展已將球閥設(shè)計(jì)成使它具有節(jié)流和控制流量之用，如V型球閥。 </p><p>　　球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還

49、適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過(guò)氧化氫、甲烷和乙烯等，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。焊接球閥是目前國(guó)外使用廣泛的一類閥門。焊接球閥內(nèi)部采用普通碳鋼，外面焊接耐腐蝕的不銹鋼，其既滿足各項(xiàng)性能只能，又可以大量節(jié)省貴重金屬，節(jié)約成本。 </p><p><b>　　1.6任務(wù)的提出</b></p><p>　　焊接變位機(jī)尚屬新興行業(yè)，很

50、多都屬于廠家自己制定規(guī)格，自主研制，特別是在大噸位焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì)方面，有許多發(fā)展的空間，在總結(jié)國(guó)內(nèi)外關(guān)于焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì)研制和使用方面的經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題的前提下，本論文主要設(shè)計(jì)一個(gè)普通立式焊接變位機(jī)。</p><p>　　1.6.1 設(shè)計(jì)要求</p><p>　?。?）變位機(jī)具有兩個(gè)主自由度：水平回轉(zhuǎn)和垂直回轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）變位機(jī)的最大載重量為50

51、0kg；</p><p>　　（3）變位機(jī)的動(dòng)力來(lái)源于兩個(gè)電動(dòng)機(jī)；</p><p>　?。?）本設(shè)計(jì)的機(jī)械傳動(dòng)部分為圓柱齒輪傳動(dòng)；</p><p>　?。?）要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，還應(yīng)該節(jié)省材料。</p><p>　　1.6.2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p><b>　　方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)；</b>

52、</p><p>　　傳動(dòng)比和傳動(dòng)效率的計(jì)算；</p><p>　　水平回轉(zhuǎn)和垂直回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算；</p><p>　　傳動(dòng)部分各部件尺寸的計(jì)算和強(qiáng)度的校核；</p><p><b>　　機(jī)架設(shè)計(jì)；</b></p><p>　　2焊接變位機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　

53、　2.1焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì)和適用范圍</p><p>　　焊接變位機(jī)設(shè)計(jì)是為了滿足焊接生產(chǎn)的功能，分析設(shè)計(jì)時(shí)要從該變位機(jī)在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的功能來(lái)考慮：

54、 </p><p>　　（1）根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇合適的焊接變位機(jī)。如：裝載機(jī)后車架。</p><p>　　壓路機(jī)機(jī)架可用雙立柱單水平回轉(zhuǎn)模式，裝載機(jī)的前車架可選Ｌ型雙水平回轉(zhuǎn)式，裝載機(jī) 鏟斗焊接變位機(jī)可設(shè)計(jì)成Ｃ型雙水平回轉(zhuǎn)式，挖掘機(jī)車架、大臂等可用雙座式頭尾雙水平回轉(zhuǎn)型式，對(duì)于一

55、些小總成焊接件可選取目前市場(chǎng)上已系列化生產(chǎn)的座式通用變位機(jī)。</p><p>　?。?）根據(jù)手工焊接作業(yè)的情況，所選的焊接變位機(jī)能把被焊工件的任意一條焊縫轉(zhuǎn)到平焊或船焊位置，避免立焊和仰焊，保證焊接質(zhì)量。</p><p>　?。?）選擇開(kāi)敞性好，容易操作，結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小的焊接變位機(jī)，工人操作高度盡量低，安全可靠。工裝設(shè)計(jì)要考慮工件裝卡簡(jiǎn)單方便。</p><p>

56、　?。?）工程機(jī)械大型的焊接結(jié)構(gòu)件變位機(jī)的焊接操作高度很高，工人可通過(guò)墊高的方式進(jìn)行焊接。焊接登高梯的選取直接影響焊接變位機(jī)的使用，視高度情況可用小型固定式登高梯、三維或兩維機(jī)械電控自動(dòng)移動(dòng)式焊接升降臺(tái)。</p><p>　　本焊接變位機(jī)適用與中小工件的手工焊接，自動(dòng)焊接等。能有效的將工件調(diào)整到合適的焊接位置。特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，安全，成本較低。</p><p>　　2.2焊接變位機(jī)的自由度&

57、lt;/p><p>　　涉及到用戶對(duì)設(shè)備裝備的理念，以及考慮用于手把焊和自動(dòng)焊的不同用途，選擇和設(shè)計(jì)焊接變位機(jī)時(shí)，除主變位自由度外，還要考慮增加輔助變位自由度。如大件焊接，可增加升降運(yùn)動(dòng)自由度，如上述美國(guó)、德國(guó)這種產(chǎn)品很多。</p><p>　　另外，某些焊件，由于焊縫分布簡(jiǎn)單，用一個(gè)水平回轉(zhuǎn)自由度就可以解決焊件中大部分和重要焊縫的船焊要求，其余少量非重要焊縫，雖然，不能實(shí)施船角焊，但可以實(shí)施

58、平角焊。這樣，為簡(jiǎn)化設(shè)備造價(jià)，工藝上便考慮采用單自由度或功能退化的焊接變位機(jī)，即單水平回轉(zhuǎn)式變位機(jī)。根據(jù)使用要求，同樣也可以增加輔助自由度。例如，升降式和尾架移動(dòng)式等等。</p><p>　　還有一些工位變位機(jī)，為適用于焊接工位的工藝要求，這種焊接變位機(jī)的某些自由度，與施焊無(wú)關(guān)。還有從工位設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性考慮，兩臺(tái)或多臺(tái)焊接變位機(jī)合并設(shè)計(jì)，這樣就出現(xiàn)了多種工位變換和組合式多自由度焊接變位機(jī)產(chǎn)品。 </p>

59、<p>　　2.3設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　本焊接變位機(jī)由工作平臺(tái)、水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)座、控制裝置和焊接導(dǎo)電裝置組成。焊接變位機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理圖如下圖2-1。</p><p>　　圖2-1 焊接變位機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖</p><p>　　2.3.1 工作臺(tái)（垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)）</p><p>　　焊接生產(chǎn)中將沉重的工

60、件垂直回轉(zhuǎn)到最佳施焊位置是困難的，使用車間現(xiàn)有的起重設(shè)備不僅費(fèi)時(shí)，增加勞動(dòng)強(qiáng)度，還可能出現(xiàn)意外事故。采用垂直回轉(zhuǎn)機(jī)工作可以提高生產(chǎn)效率，改善結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量。焊接垂直回轉(zhuǎn)主要使用于梁、柱、框架及橢圓容器等長(zhǎng)形工件的裝配和焊接。</p><p>　　工作臺(tái)用于工件的停放和固定。在臺(tái)面上開(kāi)溝槽，表面經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀處理后增大了摩擦，一方面配合夾具固定工件，一方面也增大了表面的摩擦。通過(guò)工作臺(tái)的升降、垂直回轉(zhuǎn)和水平回轉(zhuǎn)使固定在工作

61、臺(tái)上的工件達(dá)到所需的焊接、裝配角度，工作臺(tái)水平回轉(zhuǎn)為變頻無(wú)級(jí)調(diào)速，可以得到滿意的焊接速度。</p><p>　　2.3.2 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　用于實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)上工件的水平回轉(zhuǎn)。其中有很多傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)。</p><p>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則：</p><p>　　小功率傳動(dòng) 選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化較高的類型。</p

62、><p>　　大功率傳動(dòng) 首要考慮因素是傳動(dòng)的效率，減低功率的損耗。</p><p>　　易出現(xiàn)過(guò)載和載荷變化較大的傳動(dòng)，通常選擇有過(guò)載保護(hù)和能起緩沖作用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　工作環(huán)境較差 選擇封閉的齒輪和鏈傳動(dòng)。</p><p>　　傳動(dòng)精度要求較高 選擇蝸桿或者加工精度高的齒輪傳動(dòng)。</p><p>

63、;　　在設(shè)計(jì)中，一般采用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如兩級(jí)蝸桿傳動(dòng)。這種情況下要考慮傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置，因?yàn)檫@對(duì)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)和效率都有影響，并且還影響機(jī)械的外形和尺寸。</p><p>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置的原則：</p><p>　　帶傳動(dòng) 承載能力小，在傳動(dòng)相同功率時(shí)，效率相比齒輪和蝸輪蝸桿要低，但是它的傳動(dòng)穩(wěn)定性較好，并且緩沖好，故一般將其布置在傳動(dòng)的高速級(jí)。</p>

64、<p>　　齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)效率高，又分為斜齒輪、圓柱齒輪、圓錐齒輪等，傳動(dòng)平穩(wěn)性和均勻性逐個(gè)升高，故布置時(shí)也有低速級(jí)到高速級(jí)。</p><p>　　鏈傳動(dòng) 傳動(dòng)不均勻，布置在低速級(jí)，在這次設(shè)計(jì)中并沒(méi)有使用到鏈傳動(dòng)。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng) 承載能力比齒輪低，一般布置在高速級(jí)。</p><p>　　改變運(yùn)動(dòng)形式的傳動(dòng)，如：連桿傳動(dòng)、凸輪傳動(dòng)、螺旋

65、傳動(dòng)等，一般布置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的最后一級(jí)。</p><p>　　2.3.3 主要考慮的指標(biāo)</p><p>　　效率、外廓尺寸、質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)性能及生產(chǎn)條件等都是應(yīng)當(dāng)考慮的主要指標(biāo)。</p><p>　　這里主要考慮的因素有：</p><p>　　功率的大小，效率的高低</p><p><b>　　速度的大小<

66、/b></p><p><b>　　傳動(dòng)比的大小</b></p><p><b>　　外廓尺寸</b></p><p>　?。?）傳動(dòng)質(zhì)量成本的要求</p><p>　　2.3.4設(shè)計(jì)中傳動(dòng)方式的確定</p><p>　　采用哪一種傳動(dòng)形式，應(yīng)根據(jù)具體情況具體分析，不僅

67、考慮到技術(shù)性能指標(biāo)，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)成本，對(duì)提出的各種方案應(yīng)在綜合比較它們的技術(shù)——經(jīng)濟(jì)指標(biāo)后才可做出決策，在這次設(shè)計(jì)中，考慮了上述因素，我選擇的傳動(dòng)形式有下面幾種：</p><p><b>　?。?）水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　在水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，有兩級(jí)級(jí)傳動(dòng)：第一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)、第二級(jí)齒輪傳動(dòng)。</p><p><b>

68、;　　（2）垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　在垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，也有兩級(jí)級(jí)傳動(dòng)：第一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)、第二級(jí)齒輪傳動(dòng)。</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)與校核</b></p><p>　　3.1傳動(dòng)比的假定和確定</p><p>　　工作臺(tái)水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) </p><p>　　預(yù)

69、設(shè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2000r/min，預(yù)先設(shè)定的工作臺(tái)水平回轉(zhuǎn)速度為1r/min。根據(jù)i=電機(jī)轉(zhuǎn)速/工作臺(tái)轉(zhuǎn)速=2000/1=2000，選i=2000。</p><p><b>　　工作臺(tái)垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　預(yù)設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min。工作臺(tái)垂直回轉(zhuǎn)速度為0.4~0.7r/min。根據(jù)i=電機(jī)轉(zhuǎn)速/工作臺(tái)轉(zhuǎn)速=2000/0. 4~0.7=28

70、57~4000，選i=3000。</p><p>　　3.1.1 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　采用兩級(jí)蝸桿減速器作為第一級(jí)減速機(jī)構(gòu)，該減速器的減速比在200~900之間。經(jīng)查閱有關(guān)資料，我選用ZC1型雙級(jí)蝸桿減速器CCWU100，其傳動(dòng)比為500。相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表3-1。.</p><p>　　表3-1 CCWU100-CCWU500型低速級(jí)蝸桿在蝸輪之下的裝配

71、型式與主要尺寸</p><p>　　蝸輪及蝸桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)： 　　</p><p>　　可以得到很大的傳動(dòng)比，比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊。 兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。 蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很小。具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。如

72、在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。</p><p>　　傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重。蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí)，嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高。 蝸桿軸向力較大。</p><p>　　減速器外的第二級(jí)傳動(dòng)采用圓

73、柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為：i=4。</p><p>　　3.1.2 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查，可以選用上海諾為傳動(dòng)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的擺線針輪減速器BWED130-731，具體參數(shù)見(jiàn)下表3-2：</p><p>　　表3-2 X B系列擺針減速器型號(hào)選擇表</p><p>　　擺線針輪減速器的特點(diǎn)： （1）減速比大和效

74、率高 單機(jī)減速時(shí)速比就能達(dá)1：87，若采用多級(jí)減速比，減速比則更大，效率在90%以上。運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，擺線針齒嚙合齒數(shù)較多，具有機(jī)械平衡的原理，使振動(dòng)和噪聲限制在最小程度。使用可靠，壽命長(zhǎng)。</p><p>　　因主要零件是高碳鋼經(jīng)淬火處理（HRC58-62），且運(yùn)轉(zhuǎn)接觸采用滾動(dòng)摩擦，基本上無(wú)磨損，所以經(jīng)久耐用。（2）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小 設(shè)計(jì)合理、維修方便，容易分解安裝，最少零件個(gè)數(shù)以及簡(jiǎn)單的潤(rùn)

75、滑，使擺線針輪減速機(jī)深受用戶的信賴。</p><p>　　擺線針輪減速器的用途：</p><p>　　擺線針輪行星減速器采用擺齒輪與針齒嚙合的行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速器，速比范圍大，使用效率高，廣泛應(yīng)用于各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。如化纖、印染、紡織、化工、起重、運(yùn)輸、礦山、冶煉、石油及食品工業(yè)。</p><p>　　圖3-1 擺線針輪減速器型號(hào)示意</p><p

76、>　　在垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選用擺線針狀減速器作為第一級(jí)減速機(jī)構(gòu)，該減速器屬于外購(gòu)件，各個(gè)字母所代表的含義見(jiàn)圖3-1。從圖中得知：BWED130-731-0.55，B-B系列擺線針輪減速W-臥式安裝；D-普通型動(dòng)力源；130-機(jī)型號(hào)；731-傳動(dòng)比；0.55-電機(jī)功率。傳動(dòng)比：731。</p><p>　　減速器外的第二級(jí)傳動(dòng)采用圓柱齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)比為：i=4.1。</p><p>

77、　　3.2 傳動(dòng)裝置總效率的確定</p><p>　　3.2.1 蝸桿傳動(dòng)的效率</p><p>　　A 第一級(jí)蝸桿減速器的效率。</p><p>　　查閱得CCWU100型兩級(jí)蝸桿減速器效率在0.82~0.92之間。??；</p><p>　　B 第二級(jí)圓柱齒輪的傳動(dòng)效率。</p><p>　　圓柱齒輪的傳動(dòng)效率在0.

78、96~0.99之間。??；</p><p>　　所以，水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)效率為。</p><p>　　3.2.2垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)總效率</p><p>　　擺線針狀減速器的傳動(dòng)效率在0.90~0.97 之間，選；[2]</p><p>　　在減速器外連接的兩個(gè)圓柱齒輪的傳動(dòng)效率在0.96~0.99之間，為計(jì)算方便，都??；</p>

79、<p>　　在連接中還有兩個(gè)滑動(dòng)軸承，傳動(dòng)效率??；</p><p>　　綜合得到，垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)效率為。</p><p>　　3.3 工作臺(tái)阻力矩的計(jì)算</p><p>　　3.3.1 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由一級(jí)帶傳動(dòng)和兩級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)構(gòu)成，傳動(dòng)比較大，傳動(dòng)效率也不低。下圖3-2為水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

80、示意圖。</p><p>　　經(jīng)查閱有關(guān)資料，得到三爪卡盤(pán)，垂直回轉(zhuǎn)電機(jī)及其余零件總重約為200kg，在這里我們?nèi)?00kg。</p><p>　　圖3-2 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　注：e—綜合重心到軸心的距離；fc—滾動(dòng)摩擦系數(shù)；fc=0.01；f—軸頸處的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.01。</p><p>　　從圖譜中得：l=20

81、0mm D=80mm D=100mm D=30mm </p><p><b>　　。</b></p><p>　　由于焊接件是規(guī)則的幾何形狀，并且考慮到安裝偏差等因素，按照極限情況考慮取e =25mm，得到：</p><p><b>　　根據(jù)轉(zhuǎn)距計(jì)算公式</b></p><p><b>　

82、?。?-1）</b></p><p><b>　　得到：</b></p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　　（3-2）</b></p><p><b>　　得到：</b></p><p>

83、;　　所以，由 （3-3）</p><p><b>　　得：總阻力矩為</b></p><p>　　3.3.2垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由擺線針輪減速器和圓柱直齒輪傳動(dòng)構(gòu)成，傳動(dòng)比較大，傳動(dòng)效率也不低。下圖3-3為垂直回轉(zhuǎn)

84、機(jī)構(gòu)示意圖。</p><p>　　圖3-3 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的力矩由公式</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　式中：d —軸徑，d=70mm</p><p><b>　　從而得到：</b></p>

85、<p>　　3.4 電機(jī)額定功率的確定</p><p>　　3.4.1電機(jī)容量的確定</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的容量用額定功率表示 ，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率，也就是：</p><p>　　—機(jī)械要求電機(jī)輸出的功率</p><p>　　機(jī)械所需的輸入功率P由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算得：</

86、p><p><b>　　當(dāng)直線運(yùn)動(dòng)時(shí)</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　當(dāng)水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)</b></p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中： F——工作機(jī)

87、的阻力（N）</p><p>　　——工作機(jī)的線速度（m/s）</p><p>　　T——工作機(jī)的阻力矩（）</p><p><b>　　——工作機(jī)的效率</b></p><p>　　——工作機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　工作機(jī)效率選取0.8。</p><p>

88、;　　3.4.2水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)額定功率的確定</p><p>　　由公式 （3-7）得到 </p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。?-8） </b></p><p><b>　　得到</b></

89、p><p>　　3.4.3垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)額定功率的確定</p><p>　　由公式（3-6）、（3-7）、（3-8）</p><p>　　得到 </p><p>　　得到 </p><p>　　3.5 電機(jī)轉(zhuǎn)速的確定</p><p>　

90、　P額定相同的電動(dòng)機(jī)有不同的轉(zhuǎn)速。我所選擇的110系列伺服電動(dòng)機(jī)有以下幾種轉(zhuǎn)速供選擇：3000r/min~600r/min。電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的尺寸也增大，成本高，所以應(yīng)當(dāng)綜合考慮選用合適的電機(jī)轉(zhuǎn)速。</p><p>　　具體的轉(zhuǎn)速由下面的公式確定：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中：——電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)

91、速范圍（r/min）；</p><p>　　——傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍；</p><p>　　——各級(jí)傳動(dòng)比的范圍；</p><p>　　n——工作機(jī)的轉(zhuǎn)速。</p><p><b>　　根據(jù)公式得到：</b></p><p>　　A 水平回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速范圍</p>&l

92、t;p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)速取2000r/min；</p><p>　　B 垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速的范圍</p><p>　　由此，確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 2000r/min。</p><p>　　3.6 電機(jī)類型的選定</p><p>　　3.6.1水平回轉(zhuǎn)部分</p><p>　　考慮到理論計(jì)算與實(shí)際的差距，經(jīng)濟(jì)性，可

93、靠性等，選用額定功率為1.2KW的110系列電動(dòng)機(jī)，具體參數(shù)見(jiàn)表3-3：</p><p>　　表3-3 110系列伺服電機(jī)參數(shù)表</p><p>　　3.6.2垂直回轉(zhuǎn)部分</p><p>　　考慮到理論計(jì)算與實(shí)際的差距，經(jīng)濟(jì)性，可靠性等，選額定功率為0.8KW的110系列電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　3.7 齒輪的設(shè)計(jì)與校核</p&

94、gt;<p><b>　　A 材料的選擇</b></p><p>　　考慮到減小體積，傳動(dòng)中的小齒輪選用硬齒面圓柱直齒齒輪。從參考資料[5]，在垂直回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中連接擺線針輪減速器的小齒輪選用40Cr鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240~285HBS。</p><p>　　傳動(dòng)齒輪選用ZG45。齒面硬度為140~200HBS；大齒輪選用ZG45，齒面硬度為14

95、0~200HBS。</p><p><b>　　B確定齒數(shù)，模數(shù)</b></p><p>　　分度圓直徑由下面的公式3-9得：</p><p>　?。?-10） 式中： ——齒輪轉(zhuǎn)距，Nmm；</p><p>　　b——輪齒接觸寬度，mm；</p><p>　　K——

96、載荷綜合系數(shù)，取K=1.2；</p><p>　　——齒輪的許用接觸應(yīng)力；</p><p>　　u——齒輪的齒數(shù)比；</p><p><b>　　——齒寬系數(shù)</b></p><p>　　從參考文獻(xiàn)[2]得 =750N/mm, u=4，</p><p>　　3.7.1水平回轉(zhuǎn)齒輪的設(shè)計(jì)與校

97、核</p><p>　　小齒輪Z=24；傳動(dòng)齒輪Z=96；轉(zhuǎn)速不大，功率較小，選擇齒輪的精度為8級(jí)；載荷平穩(wěn)，對(duì)稱分布，載荷綜合系數(shù)選擇K=1.2；采用硬齒面，故齒寬系數(shù)=0.6。</p><p>　　所以得 </p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　取d=

98、144mm</b></p><p><b>　　模數(shù) </b></p><p>　　分度圓直徑d=144mm d=966=576mm</p><p>　　較核齒輪彎曲強(qiáng)度 </p><p>　　由公式 </p><p>　?。?-11）

99、 式中： ——復(fù)合齒輪系數(shù)；</p><p><b>　　m——模數(shù)；</b></p><p><b>　　T——齒輪轉(zhuǎn)矩；</b></p><p>　　b——出論接觸系數(shù)；</p><p>　　K——載荷綜合系數(shù)；</p><p>　　[]——齒

100、輪的彎曲許用應(yīng)力</p><p>　　=4.187，=3.9022，=580N/mm，=300N/mm，=1。</p><p>　　由 []= （3-12）</p><p>　　得到： []=580N/mm []=300N/mm ， </p>

101、;<p>　　又因?yàn)镵=1.2，m=6mm ，b=87mm</p><p>　　得到 191 N/mm[]=580N/mm</p><p>　　=.=178 N/mm[]=300N/mm </p><p>　　所以，設(shè)計(jì)的齒輪符合使用要求。</p><p>　　齒頂圓 D=（

102、Z+2）m =156mm （=1）</p><p>　　D=（Z+2）m =588mm</p><p>　　齒根圓 D=（Z-2ha）m=132mm</p><p>　　D=（Z-2ha）m=564mm</p><p>　　3.7.2垂直回轉(zhuǎn)齒輪的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　小

103、齒輪Z=30；傳動(dòng)齒輪Z=123；轉(zhuǎn)速不大，功率較小，選擇齒輪的精度為8級(jí)；載荷平穩(wěn)，對(duì)稱分布，載荷綜合系數(shù)選擇K=1.2；采用硬齒面，故齒寬系數(shù)=0.6從參考文獻(xiàn)[6]得 =750N/mm, u=4.1， </p><p>　　所以得 =8.65 </p><p><b>　　，</b></p><p>&

104、lt;b>　　取d=120mm</b></p><p><b>　　b=mm</b></p><p><b>　　模數(shù)m=mm </b></p><p>　　分度圓直徑d=120mm d=1234=492mm</p><p><b>　　較核齒輪彎曲強(qiáng)度</b&

105、gt;</p><p>　　由公式： (3-13）</p><p>　　式中：——復(fù)合齒輪系數(shù)； </p><p>　　m——模數(shù)； </p><p><b>　　T——齒輪轉(zhuǎn)矩；</b></p><p>　　b——出論

106、接觸系數(shù)；</p><p>　　K——載荷綜合系數(shù)；</p><p><b>　　Z——齒數(shù)；</b></p><p>　　[]——齒輪的彎曲許用應(yīng)力</p><p>　　=4.187，=3.9022，=580N/mm，=300N/mm，=1。</p><p>　　由

107、 []= （3-14）</p><p><b>　　得到：</b></p><p>　　[]=580N/mm []=300N/mm ， 又因?yàn)镵=1.2，m=6mm ，b=72mm</p><p><b>　　得到：</b></p>

108、;<p>　　111 N/mm[]=580N/mm</p><p>　　=.=104 N/mm[]=300N/mm </p><p>　　所以，設(shè)計(jì)的齒輪符合使用要求。</p><p>　　齒頂圓 D=（Z+2）m =128mm （=1）</p><p>　　D=（Z+2）m =500m

109、m</p><p>　　齒根圓 D=（Z-2ha）m=112mm</p><p>　　D=（Z-2ha）m=484mm </p><p>　　下表3-4為齒輪參數(shù)統(tǒng)計(jì)表。 </p><p>　　表3-4 齒輪參數(shù)統(tǒng)計(jì)表 </p><p><b>　　3.8 軸的設(shè)計(jì)</b&

110、gt;</p><p><b>　　3.8.1初步估計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)所受載荷的不同，軸分為心軸、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸三種。</p><p>　　設(shè)計(jì)直徑是軸上受扭矩處的最小直徑。在軸上會(huì)有鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱，一個(gè)鍵槽，直徑應(yīng)當(dāng)增大3%~5%。</p><p>　　3.8.2軸1（水平回轉(zhuǎn)）的設(shè)計(jì)</p&

111、gt;<p>　　A 材料的選擇，通常用40Cr鋼調(diào)制處理。</p><p><b>　　B 軸徑的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　根據(jù)公式 </b></p><p>　?。╩m） （3-15）</p><p>　　

112、式中：p——軸傳遞的功率；</p><p><b>　　n——軸的轉(zhuǎn)速；</b></p><p>　　C——由軸的許用應(yīng)力確定的系數(shù)（在表3-5中查）</p><p>　　d——軸的最小直徑 mm</p><p>　　表3-5 軸的常用材料的C值</p><p>　　根據(jù)材料的性質(zhì)，C取100。

113、=0.58kw,。</p><p>　　得到 =51.7mm 所以取=55mm</p><p>　　3.8.3軸2（水平回轉(zhuǎn)）的設(shè)計(jì)</p><p>　　A 材料的選擇，通常用40Cr鋼調(diào)制處理。</p><p><b>　　B 軸徑的選擇</b></p><p>　　根據(jù)

114、公式： （mm）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=80.6mm 取=85mm</p><p>　　3.8.4軸3（垂直回轉(zhuǎn)）的設(shè)計(jì)</p><p>　　A 材料的選擇 通常用40Cr鋼調(diào)制處理。</p><p><b>　　B 軸徑的

115、選擇</b></p><p>　　根據(jù)公式： （mm） </p><p>　　=42.7mm 取=45mm</p><p>　　3.8.5軸4（垂直回轉(zhuǎn)）的設(shè)計(jì)</p><p>　　A 材料的選擇 通常用40Cr鋼調(diào)制處理。</p><p><b>　　B 軸徑的選擇<

116、;/b></p><p>　　根據(jù)公式： （mm）</p><p>　　=67.9mm 取=70 </p><p>　　注意：在上面的計(jì)算中得到的軸的直徑都是指該軸受扭處的最小直徑，在軸的其它段，直徑應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的變化，如在有鍵槽的地方直徑增大3%~5%。</p><p>　　3.9 軸的強(qiáng)度校核</p&g

117、t;<p>　　3.9.1軸2（水平回轉(zhuǎn)）的強(qiáng)度校核</p><p>　　設(shè)為圓周力，為徑向力，。查閱工具書(shū)得</p><p>　　= （3-16） </p><p>　　= （3-17）

118、</p><p>　　所以 =</p><p><b>　　=</b></p><p>　　軸2受力如下圖3-4：</p><p>　　圖3-4 軸2受力圖</p><p>　　單獨(dú)考慮受力分析如下圖3-5：</p><p>　　圖3-5 作用下

119、軸2受力分析圖</p><p>　　對(duì)B點(diǎn)： </p><p>　　對(duì)A點(diǎn)： </p><p>　　彎矩圖如下圖3-6：</p><p>　　圖3-6 軸2彎矩圖</p><p>　　單獨(dú)考慮M作用，軸2受力分析如下圖3-7：</p><p&g

120、t;　　圖3-7 M作用下的軸2受力分析圖</p><p>　　軸2彎矩圖如下圖3-8：</p><p>　　圖3-8 軸2彎矩圖 </p><p>　　由以上可知，危險(xiǎn)面處得最大彎矩：</p><p>　　又因?yàn)?</p><p>　　根據(jù)第四強(qiáng)度理論得 </p><

121、p><b>　?。?-18） </b></p><p><b>　?。?-19） </b></p><p>　　又從參考文獻(xiàn)得軸的彎曲許用應(yīng)力為</p><p>　　軸的直徑 （3-20）</p><p