伸臂式焊接變位機(jī)設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁
【正文】 承載能力范圍為11 kg～1810噸。按軸數(shù)和結(jié)構(gòu)型式分類。其中包括，減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)的選擇、電動機(jī)型號的選擇。其中底座、旋轉(zhuǎn)伸臂、工作臺采用焊件。伸臂旋轉(zhuǎn)減速器初步計(jì)劃采用兩級蝸輪蝸桿傳動來實(shí)現(xiàn)減速。在工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中安有測速發(fā)電機(jī)和導(dǎo)電裝置，前者可以進(jìn)行速度反饋，使工作臺能以穩(wěn)定的焊速回轉(zhuǎn)，以便獲得優(yōu)良的焊縫成形。工作臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。容量小于工作要求，則不能保證機(jī)器正常工作，或使電動機(jī)長期過載、發(fā)熱而過早損壞。滿載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。 根據(jù)要求伸臂旋轉(zhuǎn)速度為，伸臂最大回轉(zhuǎn)力矩為?！谝患壩佪單仐U傳動的效率。合理分配傳動比，是傳動裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，它將直接影響到傳動裝置的外廓尺寸、重量、潤滑以及減速器的中心距等很多方面。 應(yīng)使傳動裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。第二級蝸輪蝸桿的傳動比為48。 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)：傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。根據(jù)和，查工具書選擇Z型V帶。由式 得 初選＝370mm，則帶長：查工具書圓整于是中心距a＝+，A的調(diào)整范圍：（5） 驗(yàn)算小帶輪包角： 所以中心距選擇合適。（9） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)選擇V帶的類型（Z型）查工具書的得以下參數(shù)：項(xiàng)目符號參數(shù)值基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬）基準(zhǔn)線上槽深基準(zhǔn)線下槽深槽間距第一槽對稱面至端面的距離最小輪緣厚帶輪寬外徑輪槽角以大帶輪為例設(shè)計(jì)如圖： 高速級蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)：（1） 材料選擇：由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)較為重要，選蝸桿材料20Cr.表面淬火，硬度45～50HRC；選蝸輪材料ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造。 則 中心距。（2） 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：， 查工具書得，則 （3） 選擇齒數(shù) ：參考工具書＝1，則。（5） 驗(yàn)算處設(shè)參數(shù)： 原估計(jì)，選合適。設(shè)：為圓周力，為徑向力，為軸向力。 軸承壽命的計(jì)算由于減速機(jī)構(gòu)采用了蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)，所以軸承得能夠承受一定的軸向力，選用圓錐滾子軸承。其次校核鍵的擠壓強(qiáng)度。根據(jù)要求工作臺回轉(zhuǎn)速度為，工作臺最大回轉(zhuǎn)力矩為。——第一級蝸輪蝸桿傳動的效率。綜合考慮前面介紹的五點(diǎn)內(nèi)容選帶傳動的傳動比。設(shè)帶傳動的傳動比為，第一級蝸輪蝸桿的傳動比為，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為。 （1）傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）： （2）各軸輸入功率P（kW）： （3）各軸轉(zhuǎn)矩T（N）： ； V帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算:（1）確定設(shè)計(jì)功率: 查工具書可知,則。 驗(yàn)算帶速，帶輪擇合適。（6） 確定V帶根數(shù)z： 查工具書得： 查工具書得：＝，, 查工具書得：＝，＝，則：＝。（2） 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：， 查工具書得，則 （3） 選擇齒數(shù) ：根據(jù)傳動比參考工具書＝2，則。（5） 驗(yàn)算處設(shè)參數(shù)： 原估計(jì)，選合適。取，實(shí)際傳動比（4） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：查工具書得： 查工具書得：載荷系數(shù)K＝查工具書得：。（6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 查工具書得： 蝸輪當(dāng)量齒數(shù)，于是查得齒形系數(shù)＝， 而，帶入計(jì)算式可得 滿足彎曲疲勞強(qiáng)度的要求，所以傳動件選擇合適。則查工具書得公式：其中： 代入公式得：3軸受力如圖：其中：單獨(dú)考慮作用：對B點(diǎn)取矩建立平衡方程： 解得：對A點(diǎn)取矩建立平衡方程： 解得：驗(yàn)算、：彎矩圖如圖：單獨(dú)考慮作用：對B點(diǎn)取矩建立平衡方程： 解得：對A點(diǎn)取矩建立平衡方程： 解得：驗(yàn)算、：彎矩圖如圖：由以上各圖可知：危險(xiǎn)截面處的最大彎矩：根據(jù)第四強(qiáng)度理論得：。（1） 求軸承內(nèi)部的派生力如圖所示：求派生力的公式為：S=R/（2Y），由設(shè)計(jì)手冊查得: Y1=，e1=，Y2=，e2=所以 （2） 求軸承的軸向載荷：因?yàn)樗哉f軸承1放松=570N，軸承2壓緊=3307N所以動量載荷計(jì)算軸承壽命： 所以軸承壽命足夠。考慮鍵在nn截面以上部分的平衡，在nn截面上的剪力為：投影水平方向，由平衡方程得：因此求得：滿足擠壓強(qiáng)度條件. 結(jié) 論我設(shè)計(jì)的伸臂式焊接變位機(jī)具有如下功能1． 焊接工件尺寸為Φ300～1500mm。謝哲東老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，博大精深的學(xué)識以及對科學(xué)的遠(yuǎn)見卓識，使我終身受益。 參考文獻(xiàn)[1] 林尚揚(yáng)，焊接過程的低成本自動化背景、現(xiàn)狀、問題、措施．．見：焊接學(xué)會二十周年紀(jì)念文集，1992．4857[2] 路文濤．焊接胎夾具設(shè)計(jì)．焊接技術(shù)，1則，1：4041[3] 孫桓，第4版．北京：高等教育出版社，1989[4] 國內(nèi)焊接變位機(jī)械產(chǎn)品樣本，1999[5] 王政．劉萍．焊接工裝夾兵及變位機(jī)械圖冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[6] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊．北京有色金屑設(shè)計(jì)研究總院．第3版．北京：化學(xué)工業(yè)出版 1993[7] 林尚揚(yáng)．我國機(jī)械制造業(yè)中焊接機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢．見：第八次全國焊接會議論文集．第1集．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997，6474[8] 潘際蠻．二十一世紀(jì)焊接科學(xué)研究的展望．見：第九次全國焊接會議論文集． 第1集．哈爾濱：黑龍江人民出版社，1999，117[9] 弧焊機(jī)器人產(chǎn)品樣本，首鋼莫托曼機(jī)器人有限公司．1997[10] .[11] 譚慶昌、. [12] ：機(jī)械工業(yè)[13] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 2004年08月第三版[14] [15] [16] . 41
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