300公斤手动焊接变位机的设计.docx

河南农业高校本科生毕业设计（论文）题目300公斤手动焊接变位机的设计学院机电工程学院专业班级机制07级2班学生姓名王悦茏指导老师李慧琴撰写日期：2011年5月10日摘要在我国，焊接变位机已成为制造业的一种不行缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业，有了较大的发展，并获得了广泛的应用。运用焊接变位机械可缩短焊接协助时间，提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。300公斤手动焊接变位机正是当前众多焊接机械产品的一种，它通过一些机械传动机构，用来实现焊接工件的回转、倾斜，使得焊工操作的更加便利快捷，提高工作效率。在本次设计中，参照设计数据和相关资料，首先选择机构和传动方式，确定机构各个部分的传动功率、转矩和进行强度计算和校核，保证机构的合理性，使得设计出的装备能在给定年限内正常工作；然后对各个机构进行连接设计，画出结构简图；最终设计细微环节问题，画出总装图，保证产品的可生产性，便于规模化生产。本次设计的主要内容是一个倾斜机构，采纳了涡轮蜗杆机构，用来减小尺寸和实现传动机构的自锁。整个机构简洁牢靠，操作便利。关键词：手动式焊接变位机；回转机构；倾斜机构；轴；齿轮；涡涡轮蜗杆TheDesignOf300KilogramsManualWeldingShiftsMachineAbstractWeldingpositionerhasbecomeanindispensabledeviceofmanufacturingfieldinourcountry.ItisdividedintoAuxiliarymachinery.ThisproducthasgainedlotsofprogressandbeenaccesstoawiderangeofapplicationsinConstructionmachineryfieldlastdecade.Itcannotonlyreduceauxiliarytimeinwelding,loutalsoimprovelaborproductivity.Theweldingpositionercanassureandimproveproductquality,andmakethemostofperformanceofvariousweldingmethods.300kgofmanualweldingpositioneriscurrentlyalargenumberofweldingmachineryproducts,whichbysomemechanicaldrivemechanismusedtoachievetheweldingoftheworkpiecerotation,tilt,makingtheweldingoperationfasterandmoreconvenient,improveworkefficiency.Inthisdesign,thereferencedesigndataandrelatedinformation,firstselecttheinstitutionsandthetransmissionmodetodeterminethebodypartsofthetransmissionpower,torqueandthestrengthcalculationandverificationtoensuretherationalityofinstitutionssothattheequipmentcanbedesignedinagivenperiodofnormalwork;andthenconnectthevariousagenciesdesignedtodrawthestructurediagram;Thefinaldesigndetails,todrawthetotalpicture,toensureproductmanufacturability,easeofscaleproduction.Thedesignofthemaincontentisatiltmechanism,usingthewormbody,toreducethesizeandachieveself-lockingtransmission.Theentireorganizationissimple,reliable,easytooperateKeywords:manualtypeweldingdisplacementsmachine;Rotaryorganization;Tiltinstitutions;Axis;Gear;wormgear1弓Is11.1开发焊接变位机的意义和目的11.2焊接变位机目前的发展状况1国内焊接变位机的产品简介1国外焊接变位机的的产品简介22手动焊接变位机总体方案设计32. 1设计方案的确定33. 2设计要求、技术要求34. 3回转机构的确定35. 4倾斜机构的确定36. 5机构预期寿命估算33倾斜机构设计47. 1方案确定43.2倾斜力矩的计算4最大倾斜力矩4计算传动功率，确定传动比4传动比安排4选材5按齿面接触强度设计5计算接触疲惫许用应力5计算圆周速度V6计算载荷系数6按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径6计算弯曲疲惫应力7几何尺寸计算84涡轮蜗杆机构设计84.1 选择蜗杆传动类型84.2选择材料84. 3按齿面接触疲惫强度进行设计8确定作用在涡轮上的转矩7284. 3.2确定载荷系数K84. 3.3确定弹性影响因素ZE94. 3.4确定接触系数ZP94. 3.5确定许用接触应力U"94. 3.6计算中心距94. 4蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸94. 4.1蜗杆98. 4.2涡轮104.5校核齿根圆弯曲疲惫强度105倾斜轴的设计115. 1选取轴的材料115. 2初步估算轴的最小直径115. 3轴上结构设计11依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度H轴上零件的周向定位125. 4求轴上的载荷129. 4.1V平面内倾斜轴轴受力分析1310. 合成应力校核轴的强度1511. 斜轴的轴承1612. 上键的校核166蜗轮轴的设计171. 1选取轴的材料176. 2初步估算轴的最小直径176. 3.轴上结构设计18拟定轴上零件的装配方案18依据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度18轴上零件的周向定位18求轴上的载荷19按弯扭合成应力校核轴的强度21校核倾斜轴的轴承21倾斜轴上键的校核227蜗杆轴的设计237.1蜗杆轴结构设计及各部分尺寸23蜗杆轴结构设计如图23确定蜗杆轴各段轴尺寸237. 2蜗杆轴轴承的选择247. 3蜗杆轴键的选择247. 4蜗杆轴受力分析及校核24蜗杆轴受力分析24蜗杆轴强度校核27按弯扭合成应力校核轴的强度28蜗杆轴滑动轴承的选择29蜗杆轴键的校核308其它重要数据309结语31参考文献32致谢331引言1.1开发焊接变位机的意义和目的在焊接生产中，常常会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的状况，针对这些实际须要，我们设计研制了焊接变位机，它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机协作运用，可以实现焊接的机械化、自动，提高了焊接的效率和焊接质量。焊接变位机可以应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。在现在加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为一种不行缺少的设备，其作用越来越突出。特殊是近十年来，这一产品在我国工业机械行业有了很大的发展，获得了广泛的应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很困难，尤其是各种机械的主要关键部位，其焊接质量的好坏干脆影响整机性能，而选择合适的变位机能提高焊接质量和生产效率，降低工人的劳动强度和生产成本，加强平安文明生产，有利于现场管理。特殊是入世的冲击，机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必需适应形势，通过焊接变位机等基础设备投入达到生产实力的革命。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，对着方面的投入都在加大。1.2焊接变位机目前的发展状况在我国，焊接变位机也已悄然成为制造业的一种不行缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了较大的发展，获得了广泛的应用。就型式系列和品种规格而言，已问世的约有十余个系列，百余品种规格,正在形成一个小行业。在国际上，焊接变位机包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有一般型的，有无隙传动私服限制型的，产品的额定负荷范围，达到O.IKN-18000KNo可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不低，中、小、大发展齐全的产品。下面对焊接变位机在国内外的发展状况作简要介绍：国内焊接变位机的产品简介现在我国生产焊接变位机的的厂家已经不少，大都不成规模。以变位机为主导产品发展起来的企业尚未形成。天津鼎盛工程机械有限公司、无锡市阳通机械设备有限公司、长沙海普公司、威达自动化焊接设备公司等单位生产的变位机在国内占有较大市场。到2000年，国内已开发的变位机产品约70余品种规格，以下简述这些变位机的基本型式，基本型产品发展了17个系列，主要为一般型，用于手把焊，此外，还有调速型、联控型(P1.C、微机限制)和机器人配套型产品。与机器人配套用的变位机，开发了十余个品种。包括工位变换变位机(不参加焊接)，如立式双工位、四工位、八工位变位机，双座单回转式八工位和倾翻回转式双工位变位机等：与机器人配套焊接变位机(机器人外部轴)，如倾翻-回转伺服传动式、双座单回转伺服传动式、多轴单回转伺服传动式等。国外焊接变位机的的产品简介一般来说，生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都生产焊接变位机；生产焊接机器人的厂家，大多生产与机器人配套的焊接变位机。但是,以焊接变位机为主导产品的企业特别少见。德国SCVert公司，美国AroSon公司，我国天津鼎盛工程机械有限公司等，算是比较典型的生产焊接变位机的企业。德国的C1.OOS奥地利的IGM日本松下机器人公司等，都生产伺服限制与机器人配套的焊接变位机。以下仅就变位机型式、第一主参数等做些介绍。(1)德国SeVert公司该公司主要生产8种类型的产品，其中7种是焊接变位机。每种型式的焊接变位机，按其功能讲，均包括基本型、调速型、CNC程控型和机器人配套型等4种产品。(2)德国1.CooS公司德国1.COOS公司是国际上生产焊接设备的大型公司之一。生产焊接机器人、焊机等产品，也生产作为焊接机器人外部轴的焊接变位机。在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的1.型双回转式、倾翻-回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单座单回转WPV、立式单回转RR502以及各种多轴焊接机器人配套的变位机。(3)美国ArOSon公司美国Aroson公司生产的焊接设备有焊接变位机、操作机、滚轮架等，可称世界之最。这个公司生产的焊接变位机主要类型为倾翻-回转式、倾翻-回转升降式、双座双回转式、双座单回转式和双座单回转升降式，其承载实力范围为11Kg1810吨。(4)日本松下(Panasonic)公司日本松下公司也是机器人制造公司。这个公司生产的机器人外部设备一