【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 震和過(guò) 載保護(hù)的作用，蝸桿傳動(dòng)有自鎖作用，這對(duì)保證變位機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和平穩(wěn)和安全作業(yè)都很有利 。 該變位機(jī)的回轉(zhuǎn)總成布局合 理，在工作臺(tái)上未安放工件時(shí)其重心位于傾斜軸線的一側(cè)，安放工件后，綜合重心將移近 或移到傾斜軸線的另一側(cè)，使工作臺(tái)無(wú)論在有載還是無(wú)載的情況下， 重心新形成的傾斜力矩變化不大，因此可以減小傾斜機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率 。 10 第 3 章伸臂式焊接變位機(jī)的設(shè)計(jì) 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的設(shè)計(jì)。 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 ： 圖 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器傳動(dòng)方案 選擇電動(dòng)機(jī)： 在電動(dòng)機(jī)的選擇過(guò)程中，主要考慮電動(dòng)機(jī)的容量（額定功率）。電動(dòng)機(jī)的容量（額定功率）選的合適與 否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量小于工作要求，則不能保證機(jī)器正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱而過(guò)早損壞。容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能力有不能充分利用。由于經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，效率和功率因數(shù)都很低，造成很大浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)運(yùn)行是發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電動(dòng)機(jī)發(fā)熱不超過(guò)許用溫度的最大功率。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。同一類型的電動(dòng)機(jī)按照額定功率和轉(zhuǎn)速的不同，具有一系列型號(hào)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，要求所選電動(dòng)機(jī)的額定功率 edP 應(yīng) 該大于等于電動(dòng)機(jī)所需要的功率 dP ，即 ded PP ? 。電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為： KWPP Wd ?? 其中： WP 為工作機(jī)要求的輸入功率， KW， ? 為有電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率。 根據(jù)要求伸臂旋轉(zhuǎn)速度為 min/ r ，伸臂最大回轉(zhuǎn)力矩為 。 11 由公式得 ： 。 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率 ? 按照下式計(jì)算： 43321 ????? ???? 其中： 1? —— 帶傳動(dòng)的效率。 2? —— 軸承的效率。 3? —— 第一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率。 4? —— 第二級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率。 所以： 所以： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷選得電動(dòng)機(jī) 4801?Y ，其額定功率 ，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 1380r/min。 確定傳動(dòng)比： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 mn 和工作機(jī)轉(zhuǎn)速 Wn 即可確定傳動(dòng)裝置的總 傳動(dòng)比 接下來(lái) 面臨的問(wèn)題就是如何合理的分配各級(jí)傳動(dòng)比。合理分配傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量、潤(rùn)滑以及減速器的 中心距等很多方面。分配傳動(dòng)比主要考慮以下幾點(diǎn)： 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比最好在推薦范圍內(nèi)選取，不應(yīng)超過(guò)其允許的最大值。 應(yīng)充分發(fā)揮各級(jí)傳動(dòng)比的承載能力，注意使各級(jí)傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻合理，避免各零件的干涉及安裝不便。 應(yīng)考慮帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比大小對(duì)總體結(jié)構(gòu) 的影響，如果傳動(dòng)比過(guò)大則大帶輪直徑過(guò)大與減速器總體尺寸相比不協(xié)調(diào) ，甚至與機(jī)座相干涉。 應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。 傳動(dòng)比分配還要考慮載荷性質(zhì)。 綜合考慮以上各因素，選帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 2?i 。 對(duì)于兩級(jí)蝸桿減速器，為了使結(jié) 構(gòu)緊湊，應(yīng)使 12 2aa ? ，這時(shí)可取 iii ?? 21 。KWrmNP W m i n/ ???KWnTP WWW 9550?KWKWPP Wd ??? ?19 17min/ min/13 80 ??? rrnni Wm 343321????????? ????? 12 所以取第一級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 ，第二級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 48。 傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比由于受到各種因素的影響，因而與要求的傳動(dòng)比常有一定的誤差，一般情況下，所選用的傳動(dòng)比應(yīng)使工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與要求的轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差在 %5? 范圍內(nèi)即可。設(shè)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1i ，第一級(jí)（高速級(jí)）蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 2i ，第二級(jí)（低速級(jí)）蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 3i 。 則工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 而： 所以此傳動(dòng)比選擇合適。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ： 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。它們是進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。 （ 1）傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速 n（ r/min）： 3nnW? （ 2）各軸輸入功率 P（ kW）： KWKWPP d ??????? ?? KWKWPP 376.. ??????? ?? KWKWPP ??????? ?? 3PPW? （ 3）各軸轉(zhuǎn)矩 T（ Nm? ）： ； m i n/ m i n/1380321 rriii nn m ???????%5%%100m i n/ m i n/ i n/ ????r rrm i n/6902 m i n/138001 rrinn m ??? ?m i n/ m i n/6901212 rrinn ???m i n/ m i n/ rrinn ???mNr KWnPT .7m i n/690 111 ?????mNr KWnPT . i n/ 222 ?????mNr KWnPT .3547min/ 333 ????? 13 3TTW? V 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 : （ 1） 確定設(shè)計(jì)功率 dP : PKP Ad ?? 查工具書可知 ?Ak ,則 kWkWP d ??? 。 （ 2） 選擇 V 帶型號(hào)： 對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求，可選普通 V 帶。根據(jù) dP 和 1n ，查工具書選擇 Z型 V 帶。 （ 3） 選擇帶輪直徑 21,DD ： 由工具書查得 Z型 V帶最小直徑 mm50Dmin ? ，應(yīng)使 min1 DD ? ，考慮小帶輪轉(zhuǎn)速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又沒(méi)有特別限制，取 mmD 701 ? 。 驗(yàn)算帶速， 所以： mmDiD 1 4 0702112 ???? ， 2D 符合工具書推薦的基準(zhǔn)直徑，故：帶輪選擇合適。 （ 4） 確定中心距 a 和帶長(zhǎng) Ld ： 設(shè)計(jì)條件中沒(méi)有限制中心距，故可初選中心距 0a 。 由式 )dd(2a)dd( 2d1d02d1d ???? 得 420217 0 ?a 初選 0a ＝ 370mm，則帶長(zhǎng)： 查工具書圓整 mmLd 1120? 于是中心距 a＝ 0a +， A的調(diào)整范圍： （ 5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1? ： ?????????? )(180 121 a DD? 所以中心距選 擇合適。 （ 6） 確定 V 帶根數(shù) z： smsmrmmnDv /5/ m i n/138070100060 11 ???????? ??)(1 0 7 33704)70140()14070(237024)()(222022121039。mmaDDDDaLd???????????????? 107311203702 LL d39。d ?????mmLaa mmLaa d d , a xm in ??? ???L00d kk)PP( Pz???? 14 查工具書得： 查工具書得： 0P ＝ ， ? )11(10 ib knkP ??, 查工具書得： bk ＝ ?103? ， ik ＝ ，則 0P? ＝ 。 查工具書得： ?k ＝ ， Lk ＝ ， 帶入計(jì)算公式得： ， 選 z＝ 2， 符合推薦輪槽數(shù)。 （ 7） 確定初拉力 0F ： 查工具書得： 2d0 qv)1k (zvP500F ???? ? 查工具書得： q＝ , 帶入公式得： （ 8） 作用于軸上的壓力 Q ： 查工具書得： 。 （ 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) ： 表 項(xiàng)目 符號(hào) 1 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬） pb 基準(zhǔn)線上槽深 minah 基準(zhǔn)線下槽深 minfh 槽間距 e ? 第一槽對(duì)稱面 至端面的距離 f 18? 最小輪緣厚 min? 帶輪寬 B fezB 2)1( ??? 外徑 WD aW hDD 2?? 輪槽角 ? o34 以大帶輪結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 大帶輪結(jié)構(gòu) )( ?????zNF58) ( 20????????NzFQ o 2312 i n58222s i n2 10 ?????? ? 15 高速級(jí) 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。 （ 2） 確定許用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 722 6 0 0 ?????? hLnN ， 查工具書得 M P a40][,M P a2 2 0][ OFOH ?? ?? ， 則 （ 3） 選擇齒數(shù) 21z,z ： 根據(jù)傳動(dòng)比 21 ?? nni 參考工具書 1z ＝ 2，則 ?? izz 。 取 412?z ，實(shí)際傳動(dòng)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＝ ?KKK VA 查工具書得： ?AK 。 由于 2n 較低，估計(jì) smn /32 ? 取 , ? 由于載荷平穩(wěn)，通過(guò)磨合 可以改善偏載程度，所以取 , ?? 所以載荷系數(shù) K＝ ?????KKK VA ， 而 mNT ?? ，查得 Ez ＝ MPa155 ，則 按照接觸強(qiáng)度要求 : 查工具書可選出 m＝ 3mm， 1d ＝ 37mm， 2z1? ， q＝ ， 412?z ，638111 ?????? 。 則 mmmzd 12322 ?? 中心距 mmzqma 80)(22 ???。 （ 5） 驗(yàn)算初 設(shè)參數(shù)： 原估計(jì) smn /32 ? ，選 , ? 合適。 （ 6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 查工具書得： M P aNYM P aNZOFOFNFOHOHNH][10][][,190][10][][269278????????????????i2H2E212 )][z z(KT9dm ??33212 327)19041 155( mmmmdm ??????smndv / 222 ?? ?????? ??F212 2Fa2F ][zdm ?? ? ?? 16 蝸輪當(dāng)量齒數(shù) 43cos 322 ?? ?zzV，于是查得齒形系數(shù) 2FaY ＝ ， 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(dòng)件選擇合適。 （ 7） 蝸輪蝸桿幾何尺寸的計(jì)算 蝸桿齒頂圓直徑： ，mmhdd aa 432 111 ??? 蝸桿齒根圓直徑： mmhdd ff 111 ??? 蝸桿齒寬： mmzmb 21 ??? ； 蝸輪頂 圓直徑： ，mmhdd aa 1292 222 ??? 蝸輪齒根圓直徑： mmhdd ff 1 52 222 ??? 蝸輪齒寬： mmdb in12 ?? ?， 蝸輪 喉 圓半徑： mmdar ag 22 ???， 低速級(jí)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。 （ 2） 確定許 用應(yīng)力： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 522 ?????? hLnN ， 查工具書得 M P a40][,M P a2 2 0][ OFOH ?? ?? ，則 （ 3） 選擇齒數(shù) 21z,z ： 參考工具書 1z ＝ 1，則 4812 ??izz 。 （ 4）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 查工具書得： 2