【正文】 2 0][ OFOH ?? ?? ，則 （ 3） 選擇齒數(shù) 21z,z ： 參考工具書(shū) 1z ＝ 1，則 4812 ??izz 。 （ 6） 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 查工具書(shū)得： M P aNYM P aNZOFOFNFOHOHNH][10][][,190][10][][269278????????????????i2H2E212 )][z z(KT9dm ??33212 327)19041 155( mmmmdm ??????smndv / 222 ?? ?????? ??F212 2Fa2F ][zdm ?? ? ?? 16 蝸輪當(dāng)量齒數(shù) 43cos 322 ?? ?zzV，于是查得齒形系數(shù) 2FaY ＝ ， 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 12322 ?? 中心距 mmzqma 80)(22 ???。 取 412?z ，實(shí)際傳動(dòng)比 （ 4） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 查工具書(shū)得： 查工具書(shū)得：載荷系數(shù) K＝ ?KKK VA 查工具書(shū)得： ?AK 。 （ 9） 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)選擇 V帶的類(lèi)型（ Z型）查工具書(shū)的得以下參數(shù) ： 表 項(xiàng)目 符號(hào) 1 基準(zhǔn)寬度（節(jié)寬） pb 基準(zhǔn)線上槽深 minah 基準(zhǔn)線下槽深 minfh 槽間距 e ? 第一槽對(duì)稱面 至端面的距離 f 18? 最小輪緣厚 min? 帶輪寬 B fezB 2)1( ??? 外徑 WD aW hDD 2?? 輪槽角 ? o34 以大帶輪結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 大帶輪結(jié)構(gòu) )( ?????zNF58) ( 20????????NzFQ o 2312 i n58222s i n2 10 ?????? ? 15 高速級(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。 查工具書(shū)得： ?k ＝ ， Lk ＝ ， 帶入計(jì)算公式得： ， 選 z＝ 2， 符合推薦輪槽數(shù)。mmaDDDDaLd???????????????? 107311203702 LL d39。 由式 )dd(2a)dd( 2d1d02d1d ???? 得 420217 0 ?a 初選 0a ＝ 370mm，則帶長(zhǎng)： 查工具書(shū)圓整 mmLd 1120? 于是中心距 a＝ 0a +， A的調(diào)整范圍： （ 5） 驗(yàn)算小帶輪包角 1? ： ?????????? )(180 121 a DD? 所以中心距選 擇合適。 驗(yàn)算帶速， 所以： mmDiD 1 4 0702112 ???? ， 2D 符合工具書(shū)推薦的基準(zhǔn)直徑，故：帶輪選擇合適。根據(jù) dP 和 1n ，查工具書(shū)選擇 Z型 V 帶。 （ 1）傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速 n（ r/min）： 3nnW? （ 2）各軸輸入功率 P（ kW）： KWKWPP d ??????? ?? KWKWPP 376.. ??????? ?? KWKWPP ??????? ?? 3PPW? （ 3）各軸轉(zhuǎn)矩 T（ Nm? ）： ； m i n/ m i n/1380321 rriii nn m ???????%5%%100m i n/ m i n/ i n/ ????r rrm i n/6902 m i n/138001 rrinn m ??? ?m i n/ m i n/6901212 rrinn ???m i n/ m i n/ rrinn ???mNr KWnPT .7m i n/690 111 ?????mNr KWnPT . i n/ 222 ?????mNr KWnPT .3547min/ 333 ????? 13 3TTW? V 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 : （ 1） 確定設(shè)計(jì)功率 dP : PKP Ad ?? 查工具書(shū)可知 ?Ak ,則 kWkWP d ??? 。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) ： 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。設(shè)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 1i ，第一級(jí)（高速級(jí)）蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 2i ，第二級(jí)（低速級(jí)）蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 3i 。KWrmNP W m i n/ ???KWnTP WWW 9550?KWKWPP Wd ??? ?19 17min/ min/13 80 ??? rrnni Wm 343321????????? ????? 12 所以取第一級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 ，第二級(jí)蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 48。 綜合考慮以上各因素，選帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 2?i 。 應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。 應(yīng)充分發(fā)揮各級(jí)傳動(dòng)比的承載能力，注意使各級(jí)傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻合理，避免各零件的干涉及安裝不便。合理分配傳動(dòng)比，是傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，它將直接影響到傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量、潤(rùn)滑以及減速器的 中心距等很多方面。 所以： 所以： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷選得電動(dòng)機(jī) 4801?Y ，其額定功率 ，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速 1380r/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)要求伸臂旋轉(zhuǎn)速度為 min/ r ，伸臂最大回轉(zhuǎn)力矩為 。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 ? 。滿載轉(zhuǎn)速是指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。由于經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，效率和功率因數(shù)都很低，造成很大浪費(fèi)。容量小于工作要求，則不能保證機(jī)器正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱而過(guò)早損壞。 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器的傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖 ： 圖 伸臂旋轉(zhuǎn)減速器傳動(dòng)方案 選擇電動(dòng)機(jī)： 在電動(dòng)機(jī)的選擇過(guò)程中，主要考慮電動(dòng)機(jī)的容量（額定功率）。 該變位機(jī)的回轉(zhuǎn)總成布局合 理，在工作臺(tái)上未安放工件時(shí)其重心位于傾斜軸線的一側(cè)，安放工件后，綜合重心將移近 或移到傾斜軸線的另一側(cè)，使工作臺(tái)無(wú)論在有載還是無(wú)載的情況下， 重心新形成的傾斜力矩變化不大，因此可以減小傾斜機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率 。 在本設(shè)計(jì)的變位中，工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用了三級(jí)蝸輪蝸桿減速，整體結(jié)構(gòu)較為緊湊，并裝有測(cè)速發(fā)電機(jī)和導(dǎo)電裝置，有利于獲得優(yōu)良焊縫成型，保 證設(shè)備的精度和使用壽命，在工作臺(tái)傾斜機(jī)構(gòu)上，裝有兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)， 當(dāng) 工作臺(tái)超過(guò)傾斜 極限 位置時(shí)，可以立即停 機(jī) ，以免發(fā)生事故 。 ⒉ 為了防止側(cè)向傾覆以及不使整個(gè)機(jī)構(gòu)尺寸過(guò)大 ， 伸臂式焊接變位機(jī)主要用于手工焊和筒形工件的環(huán)縫自動(dòng)焊 。 變位 機(jī)的承載能力與工件重心至工作臺(tái)臺(tái)面的距離 ，回轉(zhuǎn)軸線的偏心距有著密切關(guān)系，在變位機(jī)的設(shè)計(jì)額定載重量 技術(shù)數(shù)據(jù)為： 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度 ～ 轉(zhuǎn) /分 工作臺(tái)傾斜速度 ～ 1 轉(zhuǎn) /分 工作臺(tái)最大回轉(zhuǎn)力矩 750 N?m 機(jī)重 Kg 伸臂旋轉(zhuǎn)錐角 45186。 工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速是可調(diào)的 ， 其調(diào)節(jié)是通過(guò)測(cè)速發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)電動(dòng) 機(jī) 的轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)工作 原理如下： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) O 型三角皮帶傳動(dòng)，帶動(dòng)蝸桿，蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)（此蝸輪蝸桿傳動(dòng)兼有減速 和自鎖兩種作用），從而達(dá)到二級(jí)減 速。 三級(jí)蝸輪所在的軸也就是翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的最后輸出軸。 主要研究?jī)?nèi)容 伸臂式焊接變位機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 伸臂式焊接變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)減速器 的設(shè)計(jì)，其中包括： 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)的選擇、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇 伸臂式焊接變位機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)的設(shè)計(jì)， 其 中包括 ： 減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和參數(shù)的選擇。 （ 6）變位機(jī)只能使工件回轉(zhuǎn)，翻動(dòng)，要使焊接過(guò)程自動(dòng)化、機(jī)械化，還應(yīng)考慮配用相應(yīng)的焊接操作機(jī)械。 （ 4）工 作臺(tái)上應(yīng)該有連接焊接地線的裝置，且不受工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的影響，不允許 焊接地線接在變位機(jī)架上，從而使焊接電流通過(guò)軸承等轉(zhuǎn)動(dòng)零件。 （ 2）在變位機(jī)上焊接圓環(huán)焊縫時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件直 徑和焊接速度計(jì)算出工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)速度； 如變位機(jī)僅用于工件的變位，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度，如變位機(jī)僅用于工件的變位，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)速度及翻轉(zhuǎn)速度應(yīng)根據(jù)工件的幾何尺寸和重量選擇，對(duì)大重型的工件速度應(yīng)慢些。 大型變位機(jī)的工作臺(tái)為減輕自重常采用正方形的，特殊需要時(shí)也可以設(shè)計(jì)成十字開(kāi)頭或其他形狀。 變位機(jī)的工作臺(tái)一般是用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)并能調(diào)節(jié)速度，以便適用不同焊接方法與焊接參數(shù)，近年來(lái)，變位機(jī)中已有用液壓馬達(dá)來(lái)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的，小型變位機(jī)可以用人力來(lái)驅(qū)動(dòng)，但不易得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，不利于圓形焊縫的自動(dòng)焊。 也可以在變位機(jī)從事分割、堆焊、噴涂等作業(yè)，配以支承 架，還可以當(dāng)做翻轉(zhuǎn)機(jī)，焊接重量及長(zhǎng)度較大的梁柱，構(gòu)架及筒節(jié)等。 使用變位機(jī)可以焊簡(jiǎn)體法蘭及各種開(kāi)頭的框架、殼體、支架等開(kāi)頭復(fù)雜，焊縫位置各異，在其他胎架上施焊困 難的零部件，從而可以大大 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和焊縫的質(zhì)量。 圖 中兩根轉(zhuǎn)軸相互垂直，但不在一個(gè)平面內(nèi)，卡盤(pán)可以在兩個(gè)互相垂直的平面上回轉(zhuǎn)。常用的有 如下三種： 圖 是兩根轉(zhuǎn)軸互相垂直，并在一 個(gè)平面內(nèi)， 本設(shè)計(jì)是采用此運(yùn)動(dòng)方案。變位機(jī)的夾持工件用的平面卡盤(pán)有各 種運(yùn)動(dòng)方案。 ( 圖 1. 2C ) 三、焊接變位機(jī) ⒈ 變位機(jī)是焊接用工藝裝備中的焊件操作機(jī)械，是一種最常見(jiàn)的支撐并帶動(dòng)工件改變位置的工藝裝備。 ⒊ 電動(dòng)：利用電、磁為動(dòng)力來(lái)夾持帶動(dòng)工件。 ㈢ 按動(dòng)力來(lái)源分類(lèi) ⒈ 手動(dòng)：靠人力推緊、夾緊機(jī)構(gòu)，以及達(dá)到夾緊工件的目的。主要包括： （ 1） 焊件操作機(jī)械（焊接變位機(jī)、焊接滾輪架、焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)） ； （ 2） 焊接機(jī)械（各種焊接機(jī)及焊接機(jī)器人） ； （ 3） 焊工操作機(jī)械 ； （ 4） 焊接輔助裝置（焊絲處理裝置、焊劑回收裝置、焊劑墊） 。 ⒉ 焊 接工藝裝備：已點(diǎn)固好的焊件放在這類(lèi)工裝完成新有焊縫的焊 接。 ㈠按照工藝裝備的功能有如下分類(lèi)： ⒈裝配用工藝裝備：這類(lèi)工裝的主要任務(wù)的按產(chǎn)品圖紙和工藝上的要求，把 4 焊件中各零件或部件的相對(duì) 位置，能準(zhǔn)確的固定下來(lái)。裝配、焊接臺(tái)架，焊接變位機(jī)等稱為胎架或裝置，但在實(shí)際生產(chǎn)中，他們的功能往往不是單一的。 （ ② ） 制品品種應(yīng)盡可能少，同一制品幾何尺寸應(yīng)規(guī)格化、模數(shù)化和系列化 二、焊接生產(chǎn)工藝裝備的分類(lèi)： 焊接產(chǎn)品種類(lèi)繁多，形狀尺寸各異，但焊接生產(chǎn)工藝裝備一般包括以下三種： 1 保持工件正確位置的 ； 2 防止熱變形的 ； 3 改善焊接操作相對(duì)位置的 。 減少焊接變形，免除或減少焊后矯正，為便于在焊接生產(chǎn)中使用工藝裝備。 減少搬運(yùn)翻轉(zhuǎn)時(shí)間，提高設(shè)備利用率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。 制品的幾何尺寸一致，提高了精度和互換性。 采用工藝裝備并不以為要選用機(jī)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴的設(shè)備，許多情況下對(duì)一些簡(jiǎn)單的定位器、壓緊器或現(xiàn)有設(shè)備稍加改裝， 即可收到明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益。另外，焊接產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，不僅取決于焊接工藝質(zhì)量與其他工序的質(zhì)量也 有密切關(guān)系。其余為備料、裝配、及輔助工作時(shí)間。焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)，同樣應(yīng)具有這些特性，在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，充分應(yīng)用工藝裝備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化，自動(dòng)化。本文是根據(jù)現(xiàn)代生產(chǎn)方式下焊接變位機(jī)的功能、作用 , 結(jié)合自動(dòng)化裝配生產(chǎn)線中的焊件變位機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析 , 給出了一種不同于一般變位機(jī)械 , 具有更多功能、更多自由度 , 更為靈活的變位機(jī)械裝置。 焊件變位機(jī)按功能不同 , 通常分為變位機(jī)、滾輪架、回轉(zhuǎn)臺(tái)、翻轉(zhuǎn)機(jī)四類(lèi)。 它在生產(chǎn)中的作用是其他焊接機(jī)械 如焊接操作機(jī)等 不可替代的。 而焊接機(jī)械裝備就是為保證焊接質(zhì)量 , 提高焊接生產(chǎn)率 , 改善工人作業(yè)條件 , 為實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化焊接生產(chǎn)過(guò)程的各種輔助裝置和設(shè)備。 焊接變位機(jī)的輔助功能是保證其他部分正常運(yùn)做必須的輔助部分，例如焊接時(shí)焊接電流的傳導(dǎo)部分、埋弧焊的焊劑墊和系