【正文】 2．工作臺(tái)可任意角度回轉(zhuǎn)或以焊接速度回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度為 ～ 1 minr 。 其次校核鍵的擠壓強(qiáng)度。 校核軸上的鍵的強(qiáng)度： 在整個(gè)減 速器的傳動(dòng)軸中，只有 3軸受的扭矩最大，所以只需要校核此軸上的鍵的強(qiáng)度就足夠了，此軸的軸徑為 60mm，鍵的規(guī)格為 561118 ?? ，鍵的受力如下圖所示： 圖 鍵強(qiáng)度校核 , 111 NYRS ???? , 802 222 NYRS ????hpL h 8310366 ) (16010)(6010 ??????? ? 32 首先校核鍵槽的剪切強(qiáng)度。 軸承壽命的計(jì)算 由于減速機(jī)構(gòu)采用了蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)，所以軸承得能夠承受一定的軸向力，選用圓錐滾子軸承。則查工具書得公式： 1112 2dTFF ta ?? 2212 2dTFF at ?? ?tgFFF trr 212 ?? 其中： mNT . ? mNT .27012 ? mNd .601 ? mNd .2402 ? o20?? 代入公式得： 3軸受力如圖： FF MP aMP a ][ ?? ???? ????? ???? ??YKNmm mNdTFF ta . 1 112 ?????KNmm mNdTFF at .27 0122 2 212 ?????KNtgKNtgFFF otrr ????? ? 29 （ a） 其中： 單獨(dú)考慮 2rF 作用： （ b） 對(duì) B 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mmKNmmF ??? 解得： KNF ? 對(duì) A 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mmKNmmF ??? 解得： KNF ? 驗(yàn)算 1F 、 2F ： KNKNKNFF ???? 彎矩圖如圖： （ c） 單獨(dú)考慮 M 作 用： （ d） mNmmKNMmNMx..2 7 0 1???? 30 對(duì) B 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mNmmF . ?? 解得： KNF ? 對(duì) A 點(diǎn)取矩建立平衡方程： mNmmF . ?? 解得： KNF ? 驗(yàn)算 1F 、 2F ： KNKNKNFF ???? 彎矩圖如圖： （ e） 圖 3 軸強(qiáng)度校核 由以上各圖可知： 危險(xiǎn)截面處的最大 彎矩： mNmNmNM . ????? 根據(jù)第四強(qiáng)度理論得： 其中： W 為抗彎截面系數(shù)。所以，在軸的校核過程中只需校核 3 軸。 （ 6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 查工具書得： 蝸輪當(dāng)量齒數(shù) 50cos 322 ?? ?zzV，于是查得齒形系數(shù) 2FaY ＝ ， 33212 )29548 155(270100 mmmmdm ??????mmzqma 150)(2 2 ???smndv / 222 ?? ?????? ??F212 2Fa2F ][zdm ?? ? ??M P aNYM P aNZOFOFNFOHOHNH][10][][,295][10][][269278??????????????2H2E212 )][z z(KT9dm ??mmdar ag 152 22 ??? 28 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。 則： mmmzd 24022 ?? 中心距。 取 482?z ，實(shí) 際傳動(dòng)比 48148??i （ 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 。 （ 7） 蝸輪蝸桿幾何尺寸的計(jì)算 蝸桿齒頂圓直徑： ，mmhdd aa 422 111 ??? 蝸桿齒根圓直徑： mmhdd ff 111 ??? 蝸桿齒寬： mmzmb 21 ??? ； 蝸輪頂 圓直徑： ，mmhdd aa 1082 222 ??? 蝸輪齒根圓直徑： mmhdd ff 222 ??? 蝸輪齒寬： mmdb in12 ?? ?， FF MP aMP a ][ ?? ???? ????? ???? ??Ysmndv / 222 ?? ?????? ??mmzqma 69)(2 2 ???F212 2Fa2F ][zdm ?? ? ??33212 273)18234 155( mmmmdm ??????37cos 322 ?? ?zzV 27 蝸輪喉 圓半徑： ， 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。 （ 5） 驗(yàn)算處設(shè)參數(shù)： 原估計(jì) smn /32 ? ，選 , ? 合適。 由于 2n 較低，估計(jì) smn /32 ? 取 , ? 由于載荷平穩(wěn)，通過磨 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 ＝ 36mm， 2z1? ， q＝ 12， 342?z ， 638111 ?????? 。 （ 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 M P aNYM P aNZOFOFNFOHOHNH][10][][,182][10][][269278?????????????? 26 （ 3） 選擇齒數(shù) 21z,z ： 根據(jù)傳動(dòng)比 1721 ??nni 參考工具書 1z ＝ 2，則 3412 ??izz 。d ?????NzFQ o 2292 i i n2 10 ?????? ??????????? )(180 121 a DD?)(6961604)72133()13372(216024)()(222022121039。 （ 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 得：。 （ 6） 確定 V 帶根數(shù) z： 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? ＝ 。 所以： mmDiD ???? （ 4）確定中心距 a 和帶長(zhǎng) Ld ： smsmrmmnDv /5/ min/150072100060 11 ???????? ??mNr KWnPT . i n/811 5095 50 111 ?????mNr KWnPT . i n/ 222 ?????mNr KWnPT .2701m i n/ 333 ?????m i n/ m i n/150001 rrinn m ??? ?m i n/ m i n/8111212 rrinn ???m i n/ m i n/ rrinn ??? 24 設(shè)計(jì)條件中沒有限制中心距，故可初選中 心距 0a 。 （ 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)尺寸又沒有特別限制，取 mmD 721 ? 。 （ 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。它們是進(jìn)行傳動(dòng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。 則工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 而： %5%1%100m i n/1 m i n/ i n/1 ????r rr 所以該傳動(dòng)比選擇合適。 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。 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 。 所以： 343321????????? ????? 所以： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷選的電動(dòng)機(jī) 122?Z ，其額定功率 ，額定轉(zhuǎn)速1500r/min。 3? —— 第一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率。 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。 根據(jù)要求工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度為 min/1~ r ，工作臺(tái)最大回轉(zhuǎn)力矩為 。 伸臂式焊接變位機(jī)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 總體傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖： 圖 總體傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 選擇電機(jī) ： 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 ? 。 其次校核鍵的擠壓強(qiáng)度。 較核軸上的鍵的強(qiáng)度： 在整個(gè)減速器的傳動(dòng)軸中，只有 3 軸受的扭矩最大，所以只需要校核此軸上的鍵的強(qiáng)度就足夠了，此軸的軸徑為 85mm，鍵的規(guī)格為 801422 ?? ，鍵的受力如下圖所示： 圖 鍵的強(qiáng)度校核 , 111 NYRS ???? , 992 222 NYRS ???hpL h 8310366 ) ( 10)(6010 ??????? ? 21 首先校核鍵 的剪切強(qiáng)度。 軸承壽命的計(jì)算 由于減速機(jī)構(gòu)采用了蝸輪、蝸桿機(jī)構(gòu)，所以軸承得能夠承受一定的軸向力，選用圓錐滾子軸承。 其中： W 為抗彎截面系數(shù)。 設(shè)： tF 為圓周力， rF 為徑向力， aF 為軸向力。 （ 7） 蝸輪 蝸桿幾何尺寸的計(jì)算 蝸桿齒頂圓直徑： ，mmhdd aa 842 111 ??? 蝸桿齒根圓直徑： mmhdd ff 111 ??? 蝸桿齒寬： mmzmb 1 0 21 ??? ； 蝸輪頂 圓直徑： ，mmhdd aa 3002 222 ??? 蝸輪齒根圓直徑： mmhdd ff 7 32 222 ??? 蝸輪齒寬： ， 蝸輪喉 圓半徑：， 軸的 校核： 由上述計(jì)算可知對(duì)于伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的三根軸來說，輸出軸 3 軸承受的扭矩最大，而 1 軸和 2 軸所承受的扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 3 軸所承受的扭矩。 （ 5） 驗(yàn)算處設(shè)參數(shù)： 原估計(jì) smn /32 ? ，選 , ? 合適。 由于 2n 較低，估計(jì) smn /32 ? 取 , ? 由于載荷平穩(wěn)，通過磨 合可以改善偏載程度，所以取 , ?? 所以載荷系數(shù) K＝ ?????KKK VA ， 而 mNT ?? 35472 ，查得 Ez ＝ MPa155 ，則 FF MP aMP a ][ ?? ???? ????? ???? ??YM P aNYM P aNZOFOFNFOHOHNH][10][][,308][10][][269278?????????????? 17 mmdb 552sin12 ?? ? 按照接觸強(qiáng)度要求： 查工具書可選出 m＝ 6mm， 1d ＝ 72mm， 2z1? ， q＝ 12， 482?z ，638111 ?????? 。 （ 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