【正文】 61060???? ????h cL np （ 2— 20） 對于滾子軸承 103?? ， 61060???? ????h cL np=＞ 72021，所以該軸承壽命符合要求 。 鍵的校核 聯(lián)軸器選用鍵校核 ： 1)已知該鍵 b179。 h179。 l=28179。 16179。 180mm， T=178。 m 2)鍵、軸、聯(lián)軸器材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應力 ?????p =100~120MPa，取 ?????p =110MPa。鍵的工作長度 ?lL=180mm，接觸高度 k==8mm。根據(jù)式 （ 2— 21）進行校核： 31 2 1 0 1 0 8 . 9 6 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld （ 2— 21） 所以合適。 齒輪用鍵校核 ： 1)已知該鍵 b179。 h179。 l=32179。 18179。 140mm， T=178。 m 2)鍵、軸、聯(lián)軸器材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應力 ?????p =100~120MPa，取 ?????p =110MPa。鍵的工作長度 ??l L b =118mm，接觸高度 k==9mm。根據(jù)式（ 2— 20）進行校核： 31 2 1 0 1 0 9 . 4 3 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld 所以合適。 26 氣動 卡盤的選擇 本 次設計產(chǎn)品要實現(xiàn)內(nèi)外環(huán)縫 同時焊接的工藝，卡盤是關鍵技術，由于工件尺寸較大 ，所以卡盤必須是大孔徑或超大孔徑，而且還要保證法蘭裝夾時的對中性。根據(jù)工件不同尺寸分析出，卡爪形成范圍至少大于 430mm。針對以上技術要求， 發(fā)現(xiàn)國內(nèi)尚無與自動焊機配套的自動裝夾大孔徑氣動卡盤。與廠家聯(lián)系協(xié)商后，可以進行研發(fā)制造。新研制的大孔徑多爪氣動卡盤的中心為大直徑通孔，以便于內(nèi)縫焊槍及其組件通過。由于產(chǎn)品尚未研發(fā)出，其簡易示圖如圖（ 2— 8）所示 。 圖 28 卡盤 潤滑方式 與密封裝置 的選擇 齒 輪潤滑 該焊接機齒輪傳動為開式齒輪轉(zhuǎn)動，開始齒輪傳動有以下特點： 1）齒輪直徑大，不能使用全密封式罩殼連續(xù)循環(huán)油潤滑方法； 2）齒輪周節(jié)速度大； 3）傳動載荷重等。 齒輪潤滑主要處在邊界潤滑狀態(tài)下，其潤滑屬于邊界全損耗潤滑類型。大小齒輪嚙合時，在兩齒面間總有相對滑動，在兩滑動摩擦面之間一部份微凸體27 直接發(fā)生接觸，一部份由潤滑油接觸，這種潤滑狀態(tài)稱為“邊界潤滑”。邊界潤滑的有效性由邊界膜的物理性能所決定，包括油膜厚度、剪切強度、內(nèi)聚力、粘附力、熔點等。 這些性能決定了開式齒輪潤滑選用潤滑油的原則為： 1) 根據(jù) ISO 標準規(guī)定確定開式齒輪傳動載荷等級。 2) 邊界潤滑條件下，必需選擇高粘度和粘附性強的潤滑油，以確保有一層連續(xù)的油膜保持在齒輪表面上。 3) 應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 。 根據(jù)以上分析， 選擇 合成鋰基復合開齒輪潤滑油開齒樂（ HiGear20/20），屬極壓開式齒輪潤滑專用油。 防銹性和抗水性都很好。 滾動軸承的潤滑 與密封 焊接機 中滾動軸承 采用潤滑脂進行潤滑。 根據(jù)工作條件及選用要求， 選錐入度小的潤滑脂，最終 選用 MEP2 極壓鋰基潤滑脂。 由于左軸承端 蓋與軸之間有空隙，需要進行密封。選用氈圈油封密封法，在軸承蓋上開出梯形槽，將毛氈按標準制成帶型（尺寸大），放置在放置在梯形槽中以與軸密合接觸。見圖（ 2— 9） 。 圖 29 軸承組件 28 其它部件潤滑 其他部件，例如回轉(zhuǎn)支承，減速器的潤滑參照產(chǎn)品說明說，按要求進行潤滑劑的選擇和使用 。 29 第 三 章 棱 管法蘭自動焊機移動卡緊裝置設計計算 傳動裝置的方案設計 移動床身座與放置在地面上的導軌配合，導軌上裝有齒條， 床身上安裝有電機與減速器，在減速器輸出軸上安裝齒輪與齒條嚙合，實現(xiàn)運動。具體內(nèi)容見裝配圖。 電動機 、減速機 的選擇 選擇電動機類型 根據(jù)三相異步電機選用要點，例如要求，條件，環(huán)境等，選用三項籠型異步電動機，封閉式結構，正反轉(zhuǎn)，電壓 380V， Y型。 選擇電動機容量 自動焊機 移動 電動機功率 為 wda?? PP kW （ 3— 1） 式中 wp ──齒條所需的功率， kW； a? ──由電動機至齒條的總效率。 齒條所需工作效率按式（ 3— 2）計算 w 1000? FvP （ 3— 2） 式中 F ──床身移動所受阻力， N； v ──床身移動速度， m/s； 移動床身空載時重量主要組成為法蘭，回轉(zhuǎn)支承，卡盤以及床身，經(jīng)估算，總重 G=。查資料 [2]導軌摩擦因數(shù) ? =。 移動速度初選適中速度，令v =。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。取 1? =， 2? =， 3? =。 則 1 1 11 2 3? ? ? ??a =， 故有 wd a= = kW?PP。 齒輪齒條參數(shù)設計 輸 出 齒輪工作轉(zhuǎn)速為 60 1000 vn d???? （ 3— 4） 式中 d ──齒輪分度圓直徑， mm； 主要部件初步設計： 齒輪的參數(shù)確定 ： 設模數(shù) m 8 m m z 1 7 , = 2 0 B = 9 0 m m， ，??? 。 d=mz=136mm aad =d+ 2 h =152 m m ffd =d 2 h =128 .5m m 齒條的參數(shù) 確定 ： m 8m m L 100 00m m , =2 0 B =1 00m m， ，???? 。 m??P = z = p? ?L 取 z=400 * 8? ? ?aah m h mm ** 10（ ）? ? ? ?fah m h c m m z=10 04 8m m?LP 按第二章齒輪公式經(jīng)過校驗后，上面參數(shù)滿足齒根彎曲強度，不滿足疲勞接觸強度，因為齒輪 傳動齒面磨損較小，故可取。 齒條地面到齒根處距離為 200mm。 所以， 60 1000 vn d???? =。 31 查二級圓柱齒輪減速器傳動比 ai=8 40 ，故電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為dn =i178。 n=~1124 r/min。 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、 1000r/min。 查機械設計手冊，選擇電動機型號為 Y132M8，其主要性能如表（ 3— 1）所示： 表 31 電機參數(shù)表 型號 額定功率 額定電流 額定轉(zhuǎn)速 效率 功率因素 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 最大堵轉(zhuǎn)電流倍數(shù) 重量 Y132M8 3kW 710r/min 87% 76Kg 確定減速器型號 估算傳動比 i=710/= 查 [2]JB/T 88532021，選取 ai=20 ，根據(jù)輸入功率與輸入轉(zhuǎn)速選取 ZLY 減速器，規(guī)格為 112。 故齒輪轉(zhuǎn)速為 n=710/20=。 電動機的校核 校核啟動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩 ： 齒輪受扭矩 9550 n?? N178。 m 等效到電機軸 eL TM i??? N178。 m 電機額定轉(zhuǎn)矩 9 5 5 0 3 NM ??? N178。 m 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) maxmax nMMT ? =2，所以滿足要求。 32 聯(lián)軸器的選擇 由于移動床身 載荷較平穩(wěn)且啟動頻繁，兩軸線要求對中性不高，故 減速機與齒輪 聯(lián)接選用 LT 彈性聯(lián)軸器 ，根據(jù)聯(lián)軸器選用規(guī)則，需按式（ 2— 13）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩： 《查機械設計》表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 AK =，則 ca 1AT K T? = N178。 m 按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，選用 LT9 型鼓式齒形聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1000N178。 m。半聯(lián)軸器的孔徑 d=50mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L=112mm。見圖（ 31）。 圖 31 LT9聯(lián)軸器 鍵的校核 齒輪用鍵校核 1) 齒輪與減速機軸的周向定位采用鍵連接。按 減速機軸直徑 d=50mm由 [1]表 6— 1 查得平鍵 A 型截面 b179。 h=14179。 9mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為80mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，選取齒輪輪轂與軸的配合為 76Hn ，齒輪受扭矩 T=178。 m。 2)鍵、軸、齒輪材料都是鋼，查 [1]表 6— 2 得許用應力 ?????p =100~120MPa，取 ?????p =110MPa。鍵的工作長度 ?lL－ b=66mm，接觸高度 k==。根據(jù)式（ 2— 20）進行校核： 33 31 2 1 0 8 3 . 6 9 1 1 0? ?? ? ?p T M P a M P ak ld 所以合適。 機床導軌選擇 由于自動焊機移動要求精度不高，故選用滑動導軌，這種導軌結構簡單，維修方便，比鐵路用軌道精度高。 導軌組合形式為一個 V型一個平面，如圖（ 3— 2） ，這種組合具有導向性好，剛性好，制造方便的特點，廣泛用于龍門刨床，磨床等。 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，同第二章齒輪潤滑一樣，選擇 合成 鋰基復合開齒輪潤滑油開齒樂（ HiGear20/20），這樣類型一樣，維護方便 。 導軌 潤滑 導軌潤滑劑的使用使導軌盡量接近液體摩擦狀態(tài)下工作，以減小摩擦阻力，降低驅(qū)動功率，提高效率；減少導軌磨損，防止導軌腐蝕。流動的潤滑油還起到?jīng)_洗 作用，避免低速重載下發(fā)生爬行現(xiàn)象，并減少振動，降低高速時摩擦熱，減少熱變形。 機床導軌潤滑油 根據(jù)以下兩點進行選擇： 34 1)按滑動速度和平均壓力來選擇粘度。 2)根據(jù)國內(nèi)外機床導軌潤滑實際應用來選擇。 最終選擇導軌潤滑油 L— G 粘度等級為 100（ GB/T 314— 1994） 減速機的潤滑參照廠家提供的使用說明書按要求進行潤滑。 35 第四章 棱 管法蘭自動焊機 箱體及附件設計 計算 床身的設計 機床床身結構及尺寸參看圖（ 4— 1） 圖 41 床身 軸承端蓋的設計 穿通端蓋結構尺寸參 看圖（ 4— 2） 36 圖 4 2穿通式軸承端蓋 不穿通端蓋結構尺寸參看圖（ 4— 3） 圖 43 封閉式軸承端蓋 整體主軸系統(tǒng)三維建模結果 見效果圖，圖（ 4— 4），圖（ 4— 5）圖（ 4— 6） 。 37 圖 4— 4機床主軸系統(tǒng)裝配圖 圖 4— 5 機床裝配圖 圖 4— 6 機床主軸、組隊系統(tǒng)裝配圖 38 結 論 本文主要研究對象是 棱 管法蘭自動焊機主軸系統(tǒng)結構 ， 通過為期 3 個月 的獨立設計，得到 了豐厚的成果。 通過文獻檢索完成了對 自動焊機 的學習，運用所學知識 計算出工作負載以及其他相干數(shù)據(jù)，借助數(shù)據(jù)確定了各傳動件的型號或結構 ，并在 pro/e 環(huán)境下完成了自動焊機主軸系統(tǒng)結構的三維建模，通過查找手冊確定了標準連接件 的選型且制定了明細表。 還加深學習了配合公差以及機床潤滑的相關知識。最后，完成了主軸結構設計并繪制了裝配圖。 通過各種校核，設計成果基本可以滿足自動焊機的要求。 除了得到以上成果 ，本次設計還加強了自己文獻檢索和自學的能力，提高了對AUTO CAD 、 micro visio 的操作能力。 通過這次畢業(yè) 設計，基本上將四年大學所學知識聯(lián)系起來，初步具備了獨立設計的能力，積累了寶貴的經(jīng)驗，