【正文】 61060???? ????h cL np （ 2— 20） 對于滾子軸承 103?? ， 61060???? ????h cL np=＞ 72022，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(yīng)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(jìn)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(yīng)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(jìn)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(dòng) 卡盤的選擇 本 次設(shè)計(jì)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)內(nèi)外環(huán)縫 同時(shí)焊接的工藝，卡盤是關(guān)鍵技術(shù)，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(shí)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(shù)要求， 發(fā)現(xiàn)國內(nèi)尚無與自動(dòng)焊機(jī)配套的自動(dòng)裝夾大孔徑氣動(dòng)卡盤。與廠家聯(lián)系協(xié)商后，可以進(jìn)行研發(fā)制造。新研制的大孔徑多爪氣動(dòng)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(jī)齒輪傳動(dòng)為開式齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，開始齒輪傳動(dòng)有以下特點(diǎn)： 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(dòng)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(shí)，在兩齒面間總有相對滑動(dòng)，在兩滑動(dòng)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(qiáng)度、內(nèi)聚力、粘附力、熔點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定確定開式齒輪傳動(dòng)載荷等級。 2) 邊界潤滑條件下，必需選擇高粘度和粘附性強(qiáng)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(yīng)選擇添加有極壓抗磨劑的潤滑油，以確 保在齒傳動(dòng)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(fù)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(dòng)軸承的潤滑 與密封 焊接機(jī) 中滾動(dòng)軸承 采用潤滑脂進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行潤滑劑的選擇和使用 。 29 第 三 章 棱 管法蘭自動(dòng)焊機(jī)移動(dòng)卡緊裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)裝置的方案設(shè)計(jì) 移動(dòng)床身座與放置在地面上的導(dǎo)軌配合，導(dǎo)軌上裝有齒條， 床身上安裝有電機(jī)與減速器，在減速器輸出軸上安裝齒輪與齒條嚙合，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。具體內(nèi)容見裝配圖。 電動(dòng)機(jī) 、減速機(jī) 的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)類型 根據(jù)三相異步電機(jī)選用要點(diǎn)，例如要求， 條件，環(huán)境等，選用三項(xiàng)籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，正反轉(zhuǎn)，電壓 380V， Y 型。 選擇電動(dòng)機(jī)容量 自動(dòng)焊機(jī) 移動(dòng) 電動(dòng)機(jī)功率 為 wda?? PP kW （ 3— 1） 式中 wp ──齒條所需的功率， kW； a? ──由電動(dòng)機(jī)至齒條的總效率。 齒條所需工作效率按式（ 3— 2）計(jì)算 w 1000? FvP （ 3— 2） 式中 F ──床身移動(dòng)所受阻力， N； v ──床身移動(dòng)速度， m/s； 移動(dòng)床身空載時(shí)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(dǎo)軌摩擦因數(shù) ? =。 移動(dòng)速度初選適 中速度，令v =。經(jīng)計(jì)算， w 2 .3 11000??FvP k W 電動(dòng)機(jī)至工件的傳動(dòng)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(dòng)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(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)： 齒輪的參數(shù)確定 ： 設(shè)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(yàn)后，上面參數(shù)滿足齒根彎曲強(qiáng)度，不滿足疲勞接觸強(qiáng)度，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)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(dòng)比 ai=8 40 ，故電動(dòng)機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M8，其主要性能如表（ 3— 1）所示： 表 31 電機(jī)參數(shù)表 型號(hào) 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(hào) 估算傳動(dòng)比 i=710/= 查 [2]JB/T 88532022，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(dòng)機(jī)的校核 校核啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩 ： 齒輪受扭矩 9550 n?? N178。 m 等效到電機(jī)軸 eL TM i??? N178。 m 電機(jī)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(dòng)床身 載荷較平穩(wěn)且啟動(dòng)頻繁，兩軸線要求對中性不高，故 減速機(jī)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(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 《查機(jī)械設(shè)計(jì)》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(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)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(jī)軸的周向定位采用鍵連接。按 減速機(jī)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(shí)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(yīng)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(jìn)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(jī)床導(dǎo)軌選擇 由于自動(dòng)焊機(jī)移動(dòng)要求精度不高，故選用滑動(dòng)導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，比鐵路用軌道精度高。 導(dǎo)軌組合形式為一個(gè) V型一個(gè)平面，如圖（ 3— 2），這種組合具有導(dǎo)向性好，剛性好，制造方便的特點(diǎn)，廣泛用于龍門刨床，磨床等。 圖 32 導(dǎo)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(huì)隨著床身移動(dòng)，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(fù)合開 齒輪潤滑油開齒樂（ HiGear20/20），這樣類型一樣，維護(hù)方便 。 導(dǎo)軌 潤滑 導(dǎo)軌潤滑劑的使用使導(dǎo)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(dòng)功率，提高效率；減少導(dǎo)軌磨損，防止導(dǎo)軌腐蝕。流動(dòng)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(dòng)，降低高速時(shí)摩擦熱，減少熱變形。 機(jī)床導(dǎo)軌潤滑油 根據(jù)以下兩點(diǎn)進(jìn)行選擇： 34 1)按滑動(dòng)速度和平均壓力來選擇粘度。 2)根據(jù)國內(nèi)外機(jī)床導(dǎo)軌潤滑實(shí)際應(yīng)用來選擇。 最終選擇導(dǎo)軌潤滑油 L— G 粘度等級為 100（ GB/T 314— 1994） 減速機(jī)的潤滑參照廠家提供的使用說明書按要求進(jìn)行潤滑。 35 第四章 棱 管法蘭自動(dòng)焊機(jī) 箱體及附件設(shè)計(jì) 計(jì)算 床身的設(shè)計(jì) 機(jī)床床身結(jié)構(gòu)及尺寸參看圖（ 4— 1） 圖 41 床身 軸承端蓋的設(shè)計(jì) 穿通端蓋結(jié)構(gòu)尺寸參看圖（ 4— 2） 36 圖 4 2穿通式軸承端蓋 不穿通端蓋結(jié)構(gòu)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(jié)果 見效果圖，圖（ 4— 4），圖（ 4— 5）圖（ 4— 6） 。 37 圖 4— 4機(jī)床主軸系統(tǒng)裝配圖 圖 4— 5 機(jī)床裝配圖 圖 4— 6 機(jī)床主軸、組隊(duì)系統(tǒng)裝配圖 38 結(jié) 論 本文主要研究對象是 棱 管法蘭自動(dòng)焊機(jī)主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ， 通過為期 3 個(gè)月 的獨(dú)立設(shè)計(jì)，得到了豐厚的成果。 通過文獻(xiàn)檢索完成了對 自動(dòng)焊機(jī) 的學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 計(jì)算出工作負(fù)載以及其他相干數(shù)據(jù)，借助數(shù)據(jù)確定了各傳動(dòng)件的型號(hào)或結(jié)構(gòu) ，并在 pro/e環(huán)境下完成了自動(dòng)焊機(jī)主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三維建模，通過查找手冊確定了標(biāo)準(zhǔn)連接件 的選型且制定了明細(xì)表。 還加深學(xué)習(xí)了配合公差以及機(jī) 床潤滑的相關(guān)知識(shí)。最后，完成了主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并繪制了裝配圖。 通過各種校核，設(shè)計(jì)成果基本可以滿足自動(dòng)焊機(jī)的要求。 除了得到以上成果 ，本次設(shè)計(jì)還加強(qiáng)了自己文獻(xiàn)檢索和自學(xué)的能力，提高了對AUTO CAD 、 micro visio 的操作能力。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本上將四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來，初步具備了獨(dú)立設(shè)計(jì)