【正文】 輕工機械、冶金機械、醫(yī)療機械、工業(yè)機械人、隧道掘進機、旋轉(zhuǎn)舞臺燈行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 故載荷系數(shù) A V H HK K K K K???= （ 6） 按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（ 2—15）得 311ttKddK? = （ 2—15） （ 7） 計 算模數(shù) nm 11cosn dm z ?? = 按齒根彎曲強度設(shè)計 ： 由 [1]式 (10—17 2132d12 cos[]FSn HKT Y YYmz? ???????? 1） 確定計算參數(shù) 。 =； 按經(jīng)驗 ， 初選螺旋角 β ＝ 14176。 見圖（ 23）。10%，三相，交流， ； 保護功能：過載能力為 200%額定負載電流，持續(xù)時間 3 秒和 150%額定負載電流，持續(xù)時間 60 秒；過電壓、欠電壓保護 。這里列出一系列工件對應(yīng)電機輸出轉(zhuǎn)速表，見表（ 2— 1）。 選擇電動機的類型 自動焊機主軸電動機功率 為 wda?? PP KW （ 2— 2） 式中 wp ──卡盤所需的功率， kW； 圖 22 工件截面圖 8 a? ──由電動機至卡盤的總效率?；剞D(zhuǎn)支承可以很好 地解決這一問題，制有外齒的回轉(zhuǎn)支承直接與主軸上的齒輪嚙合，實現(xiàn)動力輸出，既平穩(wěn)又節(jié)省空間。在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中， CIMS 集下料、裝配、焊接等為一體的機器人生產(chǎn)中心，實現(xiàn)焊接生產(chǎn)真正的高精度、全自動化的現(xiàn)代化革命，是未來焊接生產(chǎn)的發(fā)展方向。 工業(yè)發(fā)達國家現(xiàn)在已大量使用焊接機器人來進行自動 化焊接生產(chǎn)。自動焊接機憑借其高效性、實用性、經(jīng)濟型等優(yōu)點在現(xiàn)代的機械發(fā)展應(yīng)用得到廣泛的應(yīng)用 。 二 〇 一 二 年 六 月 題 目： 棱管法蘭自動焊機主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計 學 生 姓 名 ： 學 院 ： 機 械 學 院 系 別： 機 械 系 專 業(yè)： 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化 班 級： 指 導 教 師 ： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 摘 要 近年來， 送變電、風力機、大型戶外廣告牌 的 發(fā)展給鋼管塔生產(chǎn)工藝和設(shè)備帶來了新的挑戰(zhàn)，而法蘭 與柱管 的焊接特別是棱管 與 法蘭 的 焊接也成為了一個難點。 CAXA drawing. 目 錄 引 言 ........................................................... 1 第一章 緒論 ..................................................... 2 我國焊接自動化的發(fā)展狀況 ................................ 2 我國自動焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢 .............................. 2 成套焊接設(shè)備的微機自動化控制技術(shù)發(fā)展 .............. 2 焊接設(shè)備的智能控制技術(shù)發(fā)展 ......................... 3 焊接計算機集成制造系統(tǒng) CIMS 技術(shù)發(fā)展 ............... 3 自動焊機的類型 ........................................... 4 剛性自動化焊接設(shè)備 ................................ 4 自適應(yīng)控制自動化焊接設(shè)備 ........................... 4 智能化自動焊接設(shè)備 ................................. 4 自動焊機主軸系統(tǒng) ......................................... 5 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已知技術(shù)數(shù)據(jù) ................................. 5 基本設(shè)計流程 ............................................ 5 第二章 棱管法蘭自動焊機主軸系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計計算 ................... 6 傳動裝置的整體設(shè)計 ....................................... 6 傳動方案的確定 ..................................... 6 電動機的選擇 ............................................. 7 確定工件轉(zhuǎn)速 ....................................... 7 選擇電動機的類型 ................................... 7 確定電動機轉(zhuǎn)速 ..................................... 9 確定傳動裝置總傳動比和分配傳動比 ................... 9 選擇電動機容量 ..................................... 9 電動機的校核 ...................................... 11 變頻器的選擇 ............................................ 11 減速機的選擇 ............................................ 11 二級擺線針輪減速機工作原理 ........................ 11 二級擺線針輪減速機特點 ............................ 12 聯(lián)軸器的選擇 ............................................ 12 傳動裝置運動及動力參數(shù)計算 .............................. 13 計算各軸（零件）轉(zhuǎn)速 .............................. 13 計算各軸（零件）輸入功率 .......................... 13 計算各軸（零件）輸入轉(zhuǎn)矩 .......................... 13 齒輪的設(shè)計計算 .......................................... 14 高速齒輪設(shè)計 ...................................... 14 回轉(zhuǎn)支承的設(shè)計選擇 ................................ 19 主軸的設(shè)計計算 .......................................... 20 選擇軸的材料 ...................................... 20 初步計算軸的最小直徑 .............................. 20 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................... 21 求軸上載荷 ........................................ 22 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度 ........................ 24 軸承壽命的計算 .................................... 24 鍵的校核 .......................................... 25 氣動卡盤的選擇 ......................................... 26 潤滑方式與密封裝置的選擇 ............................... 26 齒輪潤滑 ......................................... 26 滾動軸承的潤滑與密封 ............................. 27 其它部件潤滑 ..................................... 28 第三章 棱管法蘭自動焊機移動卡緊裝置設(shè)計計算 .................... 29 傳動裝置的方案設(shè)計 ...................................... 29 電動機、減速機的選擇 .................................... 29 選擇電動機類型 .................................... 29 選擇電動機容量 .................................... 29 齒輪齒條參數(shù)設(shè)計 .................................. 30 確定減速器型號 .................................... 31 電動機的校核 ...................................... 31 聯(lián)軸器的選擇 ............................................ 32 鍵的校核 ................................................ 32 機床導軌選擇 ............................................ 33 潤滑方式與密封裝置的選擇 ................................ 33 齒輪齒條嚙合潤滑 .................................. 33 導軌潤滑 .......................................... 33 第四章 棱管法蘭自動焊機箱體及附件設(shè)計計算 ...................... 35 床身的設(shè)計 .............................................. 35 軸承端蓋的設(shè)計 .......................................... 35 整體主軸系統(tǒng)三維建模結(jié)果 ................................ 36 結(jié) 論 ........................................................... 37 參考文獻 ........................................................ 39 謝 辭 ........................................................... 40 1 引 言 隨著社會的不斷進步，機械加工技術(shù)的不斷發(fā)展，古老的生產(chǎn)方式已不能完全適應(yīng)新形勢的要求。微機控制的 IGBT 式逆變焊接電源，是實現(xiàn)智能化控制的較理想設(shè)備，目前我國正在大力發(fā)展和推廣應(yīng)用。焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的 CIMS 系統(tǒng)是以焊接機器人為中心，在數(shù)控焊機及相應(yīng)的工藝裝備等技術(shù)保障的基礎(chǔ)上，集信息流、物資流于一體的集成制造系統(tǒng)。主軸結(jié)構(gòu)直接影響著焊接機械手的位置和精度。 因為自動焊機不是專用機床，工件大小各異，有一定柔性，已知機床加工工件直徑為 — 2 米，故放寬轉(zhuǎn)速范圍至 minn =, maxn =。 1i =2909，對應(yīng)變頻器調(diào)速后電機輸出轉(zhuǎn)速范圍應(yīng)定116~582r/min。10% ，單相 / 三相，交流， ； 380V480V177。半聯(lián)軸器的孔徑 d=100mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L=212mm。 試 選小齒輪齒數(shù) z1＝ 40，大齒輪齒數(shù) z2＝ 40179。 由 [1]表 10—3 查得 HK? = FK? =。回旋支承在現(xiàn)實工業(yè)中應(yīng)用很廣泛，被人們稱為： ―機器的關(guān)節(jié) ‖，是兩物體之間需作相對回轉(zhuǎn)運動，又需同時承受軸向力、徑向力、傾翻力矩的機械所必需的重要傳動原件。為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 Ⅰ — Ⅱ 長度應(yīng)比 1L 略短些，取—Ⅰ Ⅱl =210mm。 軸向零件的周向定位 ： 齒輪半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用鍵連接。由所選軸承系列 32024可查表知額定動載荷 C=242kN。 140mm， T=178。 3) 應(yīng)選擇添加有極壓抗磨劑的潤滑油，以確 保在齒傳動摩擦的高溫下能生成抗極壓 。經(jīng)計算， w 2 .3 11000??FvP k W 電動機至工件的傳動總效率為 30 1 1 11 2 3? ? ? ??a （ 3— 3） 式中， 1 2 3??? 分別 為聯(lián)軸器、二級圓柱齒輪減速器、齒輪齒條傳動的效率。 m 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) maxmax nMMT ? =2，所以滿足要求。 圖 32 導軌 潤滑方式與密封裝置的選擇 齒輪齒條嚙合 潤滑 由于齒輪會隨著床身移動，油潤滑便不可取，只能選擇脂潤滑，