【導(dǎo)讀】動(dòng)自由度的確定是其前提條件。焊接變位機(jī)的關(guān)鍵是對(duì)變位機(jī)進(jìn)行最佳位置焊接所需。要的運(yùn)動(dòng)自由度的設(shè)計(jì)，如平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)。焊接變位機(jī)是應(yīng)用最廣泛的一種焊接變位機(jī)，載重量一般不超過(guò)1噸。變位機(jī)的主體部分是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、底座。本設(shè)計(jì)主要論述了焊接變位機(jī)械的。包括了電機(jī)的選擇，鍵的選擇，軸承的選擇等，還有帶輪傳動(dòng)的計(jì)算，蝸輪蝸桿。傳動(dòng)的計(jì)算，蝸桿軸的校核，軸承的校核等一系列設(shè)計(jì)計(jì)算。到良好的焊縫成型。

　　

【正文】 圖 37 軸承受力力學(xué)模型 （ 1）根據(jù)靜力學(xué)公式可求得軸承處的水平及豎直方向的力 NF NFbvav 127686?? NFFF tbhah ??? 其中： NFNFNF aetr 2 2 3 3,2 1 6,8 1 3 ??? A， B 處所受總的力大小為： 22 bvbhb FFF ?? N167? 22 avaha FFF ?? N694? （ 2）求兩軸承的計(jì)算軸向力 由 rF 派生的軸向力 dF NNYFF rd 1672 11 ???? NNYFF rd 6942 22 ???? 軸向受力分析如下圖 38。 圖 38 軸承軸向受力圖 NFNNFF ddae 2 4 82 2 9 3)602 2 3 3( 21 ?????? 可見 A 軸承壓緊， B 軸承放松。 兩軸承軸向力分別是： NFF da 6011 ?? NFFF daea 229312 ??? （ 3）求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 21,PP eFF ra ??? （ 354） eFF ra ??? 9322 （ 355） 由資料 [1]表 1315 分別查表和插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。 對(duì)于軸承 B： 0,1 11 ?? YX ； 對(duì)于軸承 A： , 22 ?? YX 。 由資料 [1]表 136， ??pf ，取 ?pf 。 ? ? NFYFXfP arp ??? （ 356） ? ? NFYFXfP arp ??? （ 357） 12 PP? 按照軸承 A 的受力大小及壽命進(jìn)行校核： hPCnL k 3000 00601016 ?????????? ? （ 358） 可知滿足其壽命要求。 鍵的選擇及校核 大帶輪處的鍵選擇及校核 根據(jù)資料 [3]由帶輪處的直徑選擇鍵，其型號(hào) 6306 ?? GB1096 79(90)，相關(guān)尺寸：mmtmmLmmhmmb3066???? 分別校核鍵 的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 （ 1）擠壓強(qiáng)度 根據(jù)公式： dklMc /2021?? （ 359） 式中： M —— 輸入轉(zhuǎn)矩 mN? ； d —— 軸直徑， mmd 20? ； k —— 鍵與輪轂的接觸高度， mmthk ??? ； l —— 鍵的工作長(zhǎng)度， mmbLl 24??? 。 ????c? ? ? M p aM p a ca ??? ? 故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 （ 2）剪切強(qiáng)度 根據(jù)公式： lbdM ???? /2 0 0 0? （ 360） 24620/ 0 0 0 ????? ? ? M p aM p a p ??? ? 式中： d —— 軸直徑 , mmd 20? ； l —— 鍵的工作長(zhǎng)度； M —— 輸入扭矩 mN? ； b —— 鍵的寬度， mmb 6? 。 故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 低速級(jí)渦輪軸上的鍵選擇及校核 根據(jù)資料 [3]由軸徑選擇鍵，其型號(hào)為 761422 ?? GB1096 79(90) ，其相關(guān)尺寸：mmtmmLmmhmmb9761422???? 分別校核鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 （ 1）擠壓強(qiáng)度 根據(jù)公式： dklMc /2021?? （ 361） 式中： M —— 輸入轉(zhuǎn)矩 mN? ； d —— 軸直徑 , mmd 80? ； k —— 鍵與輪轂的接觸高度， mmthk 5??? ； l —— 鍵的工作長(zhǎng)度， mmbLl 54??? 。 54580/962 0 0 0 ????c? ? ? M p aM p a ca ??? ? （ 362） 故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 （ 2）校核其剪切強(qiáng)度 根據(jù)公式： lbdM ???? /2 0 0 0? （ 363） 541480/962 0 0 0 ????? ? ? M paM pa p ??? ? 式中： d —— 軸直徑 , mmd 80? ； l —— 鍵的工作長(zhǎng)度； M —— 輸入轉(zhuǎn)矩 mN? ； b —— 鍵的寬度， mmb 14? 。 故其擠壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度要求。 第 4 章 焊接變位機(jī)的總體設(shè)計(jì) 伸臂梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 整 個(gè) 回 轉(zhuǎn) 機(jī) 構(gòu) 的 重 量 ， 載 重 Kgm 5001 ? ，機(jī)身重 Kgm 5002 ? ，則：Kgme 1000? 。 由工作情況可知，臂梁所承受的最大彎矩發(fā)生在當(dāng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)處于水平位置時(shí)，整個(gè)臂梁可視作懸臂梁，其力學(xué)模型簡(jiǎn)化如下圖 41： 圖 41 伸臂梁力學(xué)模型 則計(jì)算其相關(guān)力有： NFF yx 1 0 0 0 0,0 ?? ， LGM ??max （ 41） 323dW ?? （ 42） ? ???? （ 43） gmG e? （ 44） 63m a x 1010032 ???? dm glWM ?? （ 45） 3 ? ???? ? ld （ 46） 當(dāng) mml 850? 時(shí)， mml 5 3 ?? ??? ? mmd 93? 這里取 mmd 108? 。 底座和箱體的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) 底座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是強(qiáng)度和抗振性能；當(dāng)同時(shí)用作滑道時(shí)，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對(duì)具體的機(jī)械，還應(yīng)滿足特殊的要求，并力求具有 良好的工藝性。 底座和箱體的結(jié)構(gòu)尺寸和大小，決定于安裝在它的內(nèi)部或外部的零件和部件的形狀和尺寸及其相互配置，受力與運(yùn)動(dòng)情況等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使所裝的零件和部件便于裝拆與操作。 底座和箱體的一些結(jié)構(gòu)和尺寸，如壁厚，凸緣寬度，肋板厚度等，對(duì)機(jī)座和箱體的工作能力，材料消耗，質(zhì)量和成本，均有重大的影響。但是由于這些部位的形狀不規(guī)則和應(yīng)力的分布復(fù)雜性，基本上按照經(jīng)驗(yàn)公式，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或比照現(xiàn)用的類似機(jī)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，而略去強(qiáng)度和剛度等的分析與校核。 此次論文設(shè)計(jì)采用的機(jī)座和箱體的設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)公式和比照的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。 結(jié)論 本論文全面介紹了焊接變位機(jī)械的綜合設(shè)計(jì)，包括回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，傾斜機(jī)構(gòu)及底座等幾部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，其中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和傾斜機(jī)構(gòu)的減速器均采用二級(jí)蝸輪蝸桿減速器，從而得到了較低而又平穩(wěn)的工作轉(zhuǎn)速，在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中測(cè)速發(fā)電機(jī)的使用將其工作臺(tái)的速度及時(shí)反饋到電動(dòng)機(jī)的控制裝置，進(jìn)而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以適應(yīng)工作臺(tái)的速度，將其穩(wěn)定在某個(gè)范圍內(nèi)，保證其焊縫質(zhì)量。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì) (第八版 )[M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [2] 機(jī)械 設(shè)計(jì)手冊(cè) (新版 3)[M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [3] 朱龍根 . 簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1997. [4] 周壽森 . 焊接機(jī)構(gòu)生產(chǎn)及裝備 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1999. [5] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì) ,焊接學(xué)會(huì) . 焊接手冊(cè) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1992. [6] 焦馥杰 . 焊接結(jié)構(gòu)分析基礎(chǔ) [M].上海 :上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ,1991. [7] 曾樂(lè) . 焊接工程學(xué) [M].北京 :新時(shí)代出版社 ,1986. [8] 沈世瑤 . 焊接方法及設(shè)備 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出 版社 ,1982. [9] 上海船舶工業(yè)設(shè)計(jì)研究院 ,機(jī)械工業(yè)部第五設(shè)計(jì)研究院 ,北京船舶工程第五設(shè)計(jì)研究所 . 焊接設(shè)備選用手冊(cè) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1984. [10] 美國(guó)焊接學(xué)會(huì) ,韓鴻碩 ,張桂清 . 焊接新技術(shù) [M].北京 :宇航出版社 ,1981. [11] 薛迪目 . 焊接概論 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1987. [12] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) (第二版 )[M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [13] 劉鴻文 . 材料力學(xué) [M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [14] 張海根 . 機(jī)電傳動(dòng)控制 [M].北京 :高等教育出版社 ,2021. [15] 陳于萍 ,周兆元 . 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021. [16] 李慶芬 ,朱世范 ,陳其廉 . 機(jī)電工程專業(yè)英語(yǔ) [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大學(xué)出版社 ,2021. [17] Dimarogonas,. Machine Design[M].John Wiley amp。 Sons,2021. [18] Cross,N. Engineering Design Methods[M].John Wiley amp。 Sons,2021. 致謝 本次論文是 在終結(jié)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的情況下進(jìn)行的，力求對(duì)大學(xué)之所學(xué)能夠來(lái)一次集中鞏固及其創(chuàng)新利用。它涵蓋面很廣，涉及了機(jī)械的所有內(nèi)容，是培養(yǎng)高級(jí)工程技術(shù)人才的一次綜合訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)論文的選材，開題，構(gòu)思，設(shè)計(jì)等一系列的訓(xùn)練，相信自己對(duì)設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在計(jì)算能力，英文文獻(xiàn)閱讀翻譯，查找相關(guān)信息等多種能力得到了一次深刻的鍛煉，在整個(gè)過(guò)程中，可以說(shuō)完成了工程師基本訓(xùn)練和逐步具有從事科學(xué)研究的工作能力，受益匪淺，相信對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作會(huì)有很大幫助。 論文是在 XX 老師及其院里老師的悉心幫助，指導(dǎo)下完成的，在此給予衷心的感謝 ！