【正文】 ant knowledge, the use of the material mechanics, CAD.Key words: welding conjugation mechanical。鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,推動(dòng)了工程結(jié)構(gòu)體系的不斷進(jìn)步。 焊接輔機(jī)的作用和分類焊接輔機(jī)指所有同焊接相關(guān)的周邊輔助設(shè)備，具體定義是指焊接結(jié)構(gòu)裝配和焊接過程中起配合和輔助作用的的工夾具\(yùn)變位機(jī)械、焊劑輸送裝置等的總稱。焊接變位機(jī)械可分為焊件變位機(jī)械、焊機(jī)變位機(jī)械和焊工變位機(jī)械。在以弧焊機(jī)器人為中心的柔性加工單元（FMC）和加工系統(tǒng)（FMS）中，焊件變位機(jī)械也是組成設(shè)備之一。 (a)焊接滾輪架 (b)焊接變位機(jī) (c)焊接翻轉(zhuǎn)機(jī) (d)焊接操作機(jī) 焊接變位機(jī)械 焊接變位機(jī)的功能及結(jié)構(gòu)形式焊接變位機(jī)是將工件回轉(zhuǎn)、傾斜使焊件上的焊縫置于有利于施焊位置的焊接變位機(jī)械。其適合工程機(jī)械的小型焊接件及一些管類、軸類、盤類等中小型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接。任意回轉(zhuǎn)。兩側(cè)立柱可設(shè)計(jì)成可升降式，以適應(yīng)不同規(guī)格產(chǎn)品。在單回轉(zhuǎn)變位機(jī)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。Ｃ型回轉(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)。（3）與焊接機(jī)器人和精密焊接作業(yè)配合使用的焊接變位機(jī)，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）—2mm之間， 。 (a)座式焊接變位機(jī) (b)Ｌ型雙回轉(zhuǎn)焊接變位機(jī) (c)雙立柱單回轉(zhuǎn)式變位機(jī) (d)Ｕ型雙座式頭尾雙回轉(zhuǎn)型式 變位機(jī)種類2 方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的基本參數(shù)基本承載能力 60噸工作臺(tái)直徑 3000mm工件偏心距500 mm回轉(zhuǎn)角度 0176。焊接速度 250mm/min—2500mm/min 變位機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 變位機(jī)的總體圖采用座式焊接變位機(jī)，工作臺(tái)連同回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過傾斜軸支承在機(jī)座上，工作臺(tái)以焊速回轉(zhuǎn)，傾斜軸在0176。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)方案工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)應(yīng)有較寬的調(diào)速范圍，—，要有雙向回轉(zhuǎn)功能和自鎖功能。第一種方案：電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器減速后通過扇形齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)傾斜，該方案目前應(yīng)用很廣。焊接時(shí)，強(qiáng)大的焊接電流通過工件和工作臺(tái)經(jīng)導(dǎo)電裝置傳至工作臺(tái)傾斜軸，再由位于傾斜軸返回到焊機(jī)的負(fù)極。必須采用以下措施：①使用帶有石墨成分的潤(rùn)②在軸向力的作用下，各傳動(dòng)副之間、軸承內(nèi)外圈之間要接觸緊密。內(nèi)回轉(zhuǎn)。電機(jī)和減速器輸出軸直聯(lián)，利用電機(jī)的失電制動(dòng)器來對(duì)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)和自鎖。外圈為齒輪，外圈與工作臺(tái)用螺栓固聯(lián)，內(nèi)圈與鋼梁聯(lián)接。V = 60103 / 103= m3h件 = / ( ∏ ) = = 1088 mmh臺(tái)—工作臺(tái)高度 假設(shè)工作臺(tái)高度為80mmh—綜合重心高h(yuǎn) =（ h件＋h臺(tái)＋h承）/2＝（1088＋100＋144）/2＝666mmm臺(tái)—工作臺(tái)的重量工作臺(tái)材料為Q235—A，103 kg/m3 （采用肋板增加強(qiáng)度減少重量）?！?0176。 N′α= h 2 cosαe2 sin2α+2he cos2αsinβ=0 N′β=hesin2αcosβ=0 因?yàn)樯鲜绞顷P(guān)于三角函數(shù)的代數(shù)式，由于它的周期性，所以上式結(jié)果為多個(gè)解。 ) 最大值出現(xiàn)在α=90176。經(jīng)過減速器減速后，回轉(zhuǎn)支承之間的傳動(dòng)比： i2=2778247。 表32小齒輪的校核 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩T1 =106P/n=106=106 N(u+1)/u ]=[ 2106 / 130/3602∏247。隨著工件的大小及焊縫位置的改變，焊縫的回轉(zhuǎn)直徑也是改變，所以要求工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度必須是無級(jí)調(diào)速的，實(shí)現(xiàn)不同的工件、不同的焊接位置達(dá)到相同的線速度，達(dá)到焊縫的質(zhì)量要求。 Y系列普通異步交流電機(jī)一般只能實(shí)現(xiàn)1：10的恒扭矩調(diào)速，而且功率扭矩性差，不能滿足要求。 交流變頻電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)，由于調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差功率不變，在各種變頻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中效率最高，同時(shí)性能也最好，是交流變頻調(diào)速的主要發(fā)展方向。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P22109，選型號(hào)為YVP180L—8，其主要數(shù)據(jù)如下[4]： 表33回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)額定功率額定轉(zhuǎn)矩額定電流重量同步轉(zhuǎn)速11 KW144N 能實(shí)現(xiàn)這么大傳動(dòng)比的減速器有三種： ① 圓柱齒輪減速器。 ③ 三級(jí)行星齒輪減速器。（2）傳動(dòng)效率高，—。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，動(dòng)力的輸入為擺線針輪減速器。在翻轉(zhuǎn)齒輪上設(shè)有限位塊和行程開關(guān)，以使工作臺(tái)能可靠地停留在所需位置及實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的自鎖。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》P16—151表16—2—116，選用XWDV30—8190—25。 采用一級(jí)圓柱蝸桿傳動(dòng)，輸入功率為30KW，轉(zhuǎn)速為60 r/min，傳動(dòng)比為 i =30。=30線上選[d1/a] = ，γ=6176。8247。660) 2 ] 1/3= mm取a=315mm傳動(dòng)基本尺寸蝸桿頭數(shù)取z1=1蝸輪齒數(shù)z1=1 z2=301=30取z2=30模數(shù)m=(—)a/ z2 =(—) 315/30=—取m=16mm蝸桿分度圓直徑d1= [d1/a]a=315=取d1=140mm蝸輪分度圓直徑d2=m z2=1630=480d2=480mm蝸桿導(dǎo)程角tanγ= z1m/ d1=116247。60000v1=相對(duì)滑動(dòng)速度vs= v1/cosγ=176。3153) 1/2σH =合格輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒根彎曲疲勞極限σFlim=377 Mpa彎曲疲勞最小安全系數(shù)取SFlim= 續(xù)表42 許用彎曲疲勞應(yīng)力[σF]= σFlim /SFlim=377/[σF]= Mpa 輪齒最大彎曲應(yīng)力σF=2 KAT2/m b2d2=2106247。+tan2(176。 傳動(dòng)比 i=5000247。計(jì)算步驟如下：材料選用 小齒輪用40 Cr,齒面淬火，硬度為50HRC—55HRC，大齒輪用ZG350—500，齒面淬火，硬度為45HRC—50HRC。u)］1/3=82［106(+1)/ ((u+1)/u ]1/2=[ 2106 / 360/3602 傾斜機(jī)構(gòu)中軸的設(shè)計(jì) 傾斜軸的最小直徑已知條件：綜合重量G=103+（140+2000）=103NEmax=500mm——允許最大偏心距 α=0176。其中在軸頸在軸頸工作部分的彎矩力矩Mω。但在α=αmin，β=0176。時(shí)Fc1=G (R1+h ) ( + e) / R1/ L () =103(+) (+) / =103 N其中：R1=690mm， L=3360mm， h=661+30+d/2≈800mm 在α=αmin，β=0176。箱形梁的材料為鋼板（Q235—A）, 彎曲應(yīng)力 σω≈GL / 4W=103(4)= () L—傾斜軸上兩齒輪的間距，L=3360mm W—箱形梁截面系數(shù)， W=bt2/6=τ=G(h2+ e2)1/2/(4St)= 103( + )1/2/(4)=S—箱形梁截面板厚中線圍成的面積，S= m2t—箱形梁截面板厚，厚度t ≈65 mm。Fr =4322N畫出軸受力(b)計(jì)算支承反力水平,垂直面反力計(jì)算略水平面受力圖 (c)垂直面受力圖 (d)畫軸彎矩圖水平面彎矩圖 (e)垂直面彎矩圖 (f)合成彎矩圖見圖， (g)畫軸轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩T= T1106 N 表45校核小齒輪軸計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算齒輪受力轉(zhuǎn)矩T2= 106 Nmm轉(zhuǎn)矩圖 (h)許用應(yīng)力許用應(yīng)力值［σ0b］=150 Mpa［σ1b］=90 Mpa 應(yīng)力校正系數(shù)α=［σ1b］/［σ0b］=90/150α=畫當(dāng)量彎矩圖 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩αT=106αT =106 N選用非金屬?gòu)椥栽瞥傻膿闲月?lián)軸器。m查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用帶制動(dòng)輪彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，P6—112，表6—2—34，選用ZLL6，公稱轉(zhuǎn)矩=10000 Nm () 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器，P6—107[4]，表6—2—33，選用ZL15，公稱轉(zhuǎn)矩=160000 N查手冊(cè)352048軸承主要性能參數(shù)如下：Cr=106N ，C0r=106N ，e= ，Y1=2 ，Y2=3 ，Y0=2 。S0 =1 .2計(jì)算額定靜載荷C0r’=S0 P0r =105=105C0r C0r’5 安裝調(diào)試與操作使用 安裝該焊接變位機(jī)的工作臺(tái)連同回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一起通過一傾斜軸支承在機(jī)座上，傾斜軸通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)而在一定角度范圍內(nèi)翻轉(zhuǎn)，故其穩(wěn)定性好，一般不用固定在地基上，搬移方便。 操作與使用使用前，了解機(jī)器的工作性能和使用注意事項(xiàng)；將機(jī)器擺放到所需工作的位置，注意應(yīng)擺放平穩(wěn)，以免機(jī)器翻倒而造成一些不必要的損失；清理機(jī)器周圍空間，機(jī)器周圍500mm內(nèi)無雜物；開機(jī)前需檢查各電氣線路接線是否正確，工作臺(tái)面接地導(dǎo)電性能是否滿足使用要求；檢查減速箱內(nèi)潤(rùn)滑油位，保證潤(rùn)滑質(zhì)量；將工件放置于工作臺(tái)上，并牢固夾緊，但應(yīng)注意工件的規(guī)格必須在機(jī)器的允許使用范圍之內(nèi)，以免損壞機(jī)器，造成不必要的損失；啟動(dòng)機(jī)器時(shí)，應(yīng)先打開電源，打開翻轉(zhuǎn)操作開關(guān)，將工件翻轉(zhuǎn)到所需要的工作角度上；打開回轉(zhuǎn)操作開關(guān)，先以最低速啟動(dòng)，然后操作控制開關(guān)，將轉(zhuǎn)速慢慢的調(diào)節(jié)到所需要的工作轉(zhuǎn)速狀態(tài)，最后再進(jìn)行相應(yīng)的焊接操作；焊接操作完畢后，將工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)到水平位置上，關(guān)閉各操作開關(guān)及電源，取下工件，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次的裝夾和焊接工作；每班結(jié)束后，須將機(jī)器擦拭干凈，并將機(jī)器周圍空間打掃干凈。再者，工程機(jī)械大部分結(jié)構(gòu)件很不規(guī)則，如裝載機(jī)的前車架、挖掘機(jī)的大臂等類工件，焊縫復(fù)雜，外形大且重量較重，靠行車或其它吊裝設(shè)備人工翻轉(zhuǎn)，不僅頻繁占用吊裝設(shè)備，焊接效率低。其中一個(gè)是蝸桿減速器，大大降低了傳動(dòng)效率，使整個(gè)的傳動(dòng)功率增大，整機(jī)重量增加。再者，我要感謝在大學(xué)里教導(dǎo)過我，關(guān)心過我的老師們，是他們給了我知識(shí)，給了我力量，讓我有基礎(chǔ)去完成設(shè)計(jì)