【導(dǎo)讀】自由度的確定是其前提條件。焊接變位機的關(guān)鍵是對變位機進行最佳位置焊接所需要的。運動自由度的設(shè)計，如平動或轉(zhuǎn)動的設(shè)計。伸臂式焊接變位機是將工件回轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)，以。便使工件上的焊縫置于水平和船形位置的機械裝置。伸臂式焊接變位機是應(yīng)用最廣泛的。一種焊接變位機，載重量一般不超過1噸。其主體部分是翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、底座。此次論文論述了焊接變位機械的組成，工作原理，重點講述了其中的回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計，回轉(zhuǎn)機構(gòu)通過帶傳動，二級蝸桿蝸輪減速器的傳動，從而使工作臺得到預(yù)期的回轉(zhuǎn)速度。的轉(zhuǎn)速，進而使工作臺的回轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定在某個范圍內(nèi)，保證了焊縫質(zhì)量。

　　

【正文】 F daea 7 7 6 021 ??? （ 3－ 6） NFF da 85822 ?? ??CF oa ??CF oa （ 3－ 7） 從而確定： ??ee 進一步確定 : NFeF rd 2628111 ?? NFeF rd 690222 ?? （ 3－ 8） NFFF daea 7 5 9 221 ??? NFF da 69022 ?? ??CF oa 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 31 ??CF oa 兩式計算的CFoa值相差不大，因此可以確定： ??ee NFa 75921 ? NFa 6902? . PP 21, . eFF ra 111 7 617 5 92 ??? （ 3－ 9） eFF ra 222 6690 ??? （ 3－ 10） 由文獻 [11]表 1315 分別查表和插值計算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。 對于軸承 B: , 11 ?? YX . 對于軸承 E: 0,1 22 ?? YX . 由文獻 [11]表 136， , ??fp`取 ?fp， ? ? NFYFXfP arp 47 3 511111 ??? （ 3－ 11） ? ? NFYFXfP arp 2 5 7 422222 ??? . PP 21?? 按照軸承 B 的受力大小及壽命進行校核： hCn PL h 26580601016 ?????????? ? 可知滿足其壽命要求。 對一級軸軸承進行校核 有所選軸承的型號 7007C 可知，其基本額定動載荷為： ,基本額定靜載荷為： 10 .8KN .將其簡化為受力模型如下 : 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 32 ： NFFF tahbh ??? （ 3－ 12） NFFF ravbv 2 ??? （ 3－ 13） 其中 : NNN FFFF taetr ,130, 2 ???? ∴ B,E 處所受總的力大小為： FFFF bvbhab 22 ??? （ 3－ 14） N235? ： 由 FF rd e?? ， （ 3－ 15） e 為判斷系數(shù)，其值由 CFoa 的大小決定但現(xiàn)在軸承軸向力未知，故先初取 ?e 可估算： NFFF bdd ??? , 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 33 NFae ? FFF daed 12 ?? ， （ 3－ 16） 故 B 端壓緊， A 端放松。 ∴ NFFF daea 7 2 812 ??? （ 3－ 17） NFF da 9411 ?? ??CFoa ??CF oa 從而確定： ??ee 進一步確定 : NFeF rd ?? NFeF rd ?? NFFF daea 6 212 ??? （ 3－ 18） NFF da ?? ?CFoa ??CF oa 兩式計算的 CFoa 值相差不大 ,故可對 e1 進行相應(yīng)校正，因此可以確定： ??ee NFa ? NFa ? . PP 21, . eFF ra 111 ??? eFF ra 222 ??? 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 34 由文獻 [11]表 1315 分別查表和插值計算得徑向載荷系數(shù)或軸承載荷系數(shù)。 對于 軸承 A: , 11 ?? YX . 對于軸承 B: 4, 22 ?? YX . 由文獻 [11]表 136， , ??fp`取 ?fp， ? ? NFYFXfP arp 9 611111 ??? （ 3－ 19） ? ? NFYFXfP arp 3 1 6 322222 ??? . PP 12?? 按照軸承 B 的受力大小及壽命進行校核： hCn PL h 94500601016 ?????????? ?，可知滿足其壽命要求。 鍵的選擇及校核（部分鍵） 二級蝸桿軸上的鍵選擇及校核 由軸徑選擇其鍵：型號為： 18 *7*50 GB1567 79(90) 其相關(guān)尺寸： b=18 mm, h =7 mm, L = 50 mm, 分別校核鍵的擠壓強度和剪切強度： (1). 擠壓強度 根據(jù)公式： dklMC /20xx?? （ 3－ 20） 其中： M — 輸入扭矩 mN* d — 軸直徑 , mmd 64? k — 鍵與輪轂的接觸高度， mmthk 3??? 。 l — 鍵的工作長度， mmbLl 18??? 。 32364/462 0 0 0 ????? C? ? ? MM pacapa ??? ? 故其擠壓強度滿足強度要求。 （ 2）校核其剪切強度 根據(jù)公式： 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 35 lbdM ???? /2 0 0 0? （ 321） 501864/4620xx ????? ? ? ? MM papPa ??? ? 其中： d — 軸直徑 , mmd 64? l — 鍵的工作長度， M — 輸入扭矩 N*m b — 鍵的寬度， b=18 mm，故其擠壓強度滿足強度要求。 大帶輪處的鍵選擇及校核 由帶輪處的直徑選擇鍵 :其型號為： 10 *40*8 GB1096 79(90)： 相關(guān)尺寸： b=10 mm, h =8 mm, L = 40 mm, t = 5 mm. 分別校核鍵的擠壓強度和剪切強度： （ 1）擠壓強度 根據(jù)公式： dklMc /20xx?? （ 322） 其中： M — 輸入扭矩 mN* d — 軸直徑 , mmd 31? k — 鍵與輪轂的接觸高度， mmthk 3??? . l — 鍵的工作長度， mmbLl 30??? . 30331/ 0 0 0 ????? ? c ? ? MM pacapa ??? ? 故其擠壓強度滿足強度要求。 （ 2）剪切強度 根據(jù)公式： lbdM ???? /2 0 0 0? （ 323） 301031/ 0 0 0 ????? ? ? ? MM papPa ??? ? 其中： d — 軸直徑 , mmd 31? l — 鍵的工作長度 M — 輸入扭矩 N*m b — 鍵的寬度， b=10 mm 故其壓強度滿足強度要求。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 36 電動機 螺紋緊固件 密封圈 電動機 根據(jù)回轉(zhuǎn)機構(gòu)的所需功率，選擇電動機為交流電動機 110SL5，其空載轉(zhuǎn)速大于等于 900r/min。 螺紋緊固件 根據(jù)箱體壁及其壓蓋的厚度，分別選擇沉頭孔螺釘： GB1768， 六角頭螺栓： GB M10 5785。 密封圈 O 型密封圈可以適用于往復(fù)運動，以及轉(zhuǎn)動等情況下，在耐壓性，耐高速性，耐熱性，耐寒性，耐久性等性能上都比 較好，可廣泛用于靜密封，此時耐久性較好根據(jù)軸承及軸的工作情況，選擇 O 型密封圈。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 37 第 4 章 焊接變位機械其它機構(gòu)的簡單設(shè)計概述 伸臂梁的設(shè)計計算 整個回轉(zhuǎn)機構(gòu)的重量：載重： km g5001? ，機身重： km g5002? 則： km g1000?總 。 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)機構(gòu)處于水平位置時： 整 個 臂 梁 可 視 作 懸 臂 梁 ， 其 力 學(xué) 模 型 簡 化 如 下 ： 則計算其相關(guān)力有： LGN MFF yX ???? m a x,1 0 0 0 0,0 323dW ?? , ? ???? , gmG 總? （ 41） 63m a x 1010032 ?????? dM lgmW ?? （ 42） 3 ? ????? ? ld 當(dāng) mml 850? 時， mmd 93?? ，這里取 mmd 108? 。 傾斜機構(gòu)中減速器的設(shè)計計算（略） 該部分的計算不屬于本次論文的內(nèi)容。 底座和箱體的簡單設(shè)計 底座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，其次是強度和抗振性能；當(dāng)同時用本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 38 作滑道時，滑道部分還應(yīng)具有足夠的耐磨性。此外，對具體的機械，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，受力與運動情況等。設(shè)計時應(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，對機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)驗公式，經(jīng)驗數(shù)據(jù)，或比照現(xiàn)用的類似機件進行設(shè)計，而略去強度和剛度等的分析與校核。 此次論文設(shè)計采用的機座和箱體的設(shè)計采用經(jīng)驗公式和比照的方法進行設(shè)計。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 39 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計從整體上對伸臂式焊接變位機械進行設(shè)計，它包括伸臂式焊接機械當(dāng)中的傾斜機構(gòu)，回轉(zhuǎn)機構(gòu)，以及底座的總體設(shè)計，同時對機械中的回轉(zhuǎn)機構(gòu)進行了詳細的設(shè)計描述：從工作臺的設(shè)計到回轉(zhuǎn)主軸，回轉(zhuǎn)主軸是重要的零部件，它將連接工作臺和減速器，故其強度必須滿足其工作強度，二級蝸輪蝸桿減速器（兩級減速，速比相同，），帶輪及其傳動帶的設(shè)計計算，電動機的選擇，在回轉(zhuǎn)機構(gòu)中的電動機選為交流電動機，箱體的設(shè)計，箱體采用經(jīng)驗及其類比方法進行設(shè)計。 設(shè)計中回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用了測速發(fā)電機（ 測速發(fā)電機 是 輸出電動勢與轉(zhuǎn)速成比例的微特電機。 測速發(fā)電機的繞組和磁路經(jīng)精確設(shè)計，其輸出電動勢 E 和轉(zhuǎn)速 n成線性關(guān)系，即 E=Kn,K 是常數(shù)。改變旋轉(zhuǎn)方向時輸出電動勢的極性即相應(yīng)改變。在被測機構(gòu)與測速發(fā)電機同軸聯(lián)接時，只要檢測出輸出電動勢，就能獲得被測機構(gòu)的轉(zhuǎn)速，故又稱速度傳感器 ）和導(dǎo)電裝置，其目的是利用控制理論：即將工作臺的即時速度反饋給電動機的控制裝置，控制裝置根據(jù)事先設(shè)置好的參數(shù)對電動機的轉(zhuǎn)速進行時時調(diào)節(jié)，使電動機維持在一定的速度范圍之內(nèi)，從而實現(xiàn)工作臺的精確回轉(zhuǎn)，利于焊頭進行焊接工序，保證了焊接質(zhì)量，獲得優(yōu)良的焊縫成型及其焊縫質(zhì)量， 導(dǎo)電裝置可防止焊接 電流通過軸承，齒輪等傳動零件時起弧，產(chǎn)生“咬傷”零件的現(xiàn)象。以上兩個裝置的使用將更好的使焊接變位機械服務(wù)于當(dāng)代產(chǎn)品的焊接工序中，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 40 參考文獻 [1] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 . 機械設(shè)計 (第八版 )[M].北京 :高等教育出版社 ,20xx. 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