40T焊接滚轮架设计

1 绪论 1 1 绪 论 接设备概述 焊接机械装备就是在焊接生产中与焊接工序相配合，有利于实现焊接生产机械化，自动化，有利于提高装配 焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助装置和设备。这里称之为辅助装置和设备是为了与焊机相区别。焊机是焊接过程中的核心装备，它包括焊接电源，焊接控制箱，焊接机头等，有自己的独立系统，不属于焊接机械装备的范畴。而焊接机械装备相对焊机处于辅助的地位，是配合焊机进行焊接生产的装置和设备。它包括的范围较广，按用途分，主要有焊接工装夹具、焊接变位机械和焊接输送机械三个方面，其次还有导电装 置、焊剂输送与回收装置、坡口准备及焊缝清理精整装置等。他们又是焊接机械装备的从属装置。 焊接机械装备可分为四大类： 中： （ 1）焊接工装夹具（按动力源分类）可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、 磁力夹具、电动夹具、真空夹具和混合式夹具； （ 2）焊接变位机械可分为：焊工变位机械 、机变位机械、焊件变位机械， 其中焊件变位机械可分为：焊接变位机、焊接回转台、焊接翻转机、焊接滚轮架； （ 3）焊件输送机械可分为：上料装置、配料装置、卸料装置、传送装 置、各种专用吊具； （ 4）其他从属装置可分为：导电装置、焊剂输送与回收装置、焊丝清理及盘丝装置和埋弧焊焊剂垫等。 焊机变位机械是改变焊接机头空间位置进行焊接作业的机械设备。它主要包括焊接操作机和电渣焊立架。 焊接操作机的结构形式很多，使用范围很广，常与焊件变位机械相配合，完成各种焊接作业。若更换作业机头，还能进行其他的相应作业。 焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工空间位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械设备。 使用焊接变位机械可缩短焊接辅助时间，提高劳动生产卒，减轻工人劳动强度，保证和改善焊接质量，并可充 分发挥各种焊接方法的效能。 焊接变位机械的分类及各类所属设备如下： 焊件变位机械：焊接变位机、焊接滚轮架、焊接回转台、焊接翻转机； 焊机变位机械：焊接操作机、电渣焊立架； 焊工变位机械：焊工升降台。 各种焊接变位机械都可单独使用，但在多数场合是相互配合使用的，它们不仅用于焊接作业，也可用于装配、切割、检验、打磨、喷漆等作业。 2 焊接工装夹具是将焊件准确定位并夹紧用于装配和焊接的工艺装备。 在焊接结构生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，根据工艺通常以两 种方式完成这两道工序，一种是 先装配后焊接；一种是边装配边焊接。我们把用来装配以进行定位焊的央具称做装配夹具；专门用来焊接焊件的夹具称做焊接夹具；把既用来装配又用来焊接的夹具称做装焊夹具。它们统称为焊接工装夹具。 焊接工装夹具按动力源分为七类：电动夹具、真空夹具、磁力夹具、液压夹具、气动夹具、手动夹具 一个完整的夹具，是由定位器、夹紧机构、 夹 具体三部分组成的。在装焊作业中，多使用在夹具体上装有多个不同夹紧机构和定位器的复杂夹具 (又称为胎具或专用夹具 )。其中，除夹具体是根据焊件结构形式进行专门设计外，夹紧机构和定位器多是通用的结构形式。 接工装夹具的特点 焊接工装夹具的特点，是由装配焊接工艺和焊接结构的形式决定的，与机床夹具比较有如下特点： （ 1)由于焊件一般由多个简单零件组焊而成，而这些零件的装配和定位焊，在焊接工装夹具上是按顺序进行的，因此，它们的定位和夹紧是一个个单独进行的。而机床夹具是对一个待机械加工的整体毛坯进行一次定位和夹紧。 （ 2)在 焊 接过程中，零件会因焊接加热而 伸 长或因冷却而缩短，为了减少或消除焊接变形，要求工装 夹 具能对某些零件给予反变形或者作刚性的夹固；为了减少焊接应力，又要允许某些零件 在某一方向可以自由伸缩。因此，焊接工装夹具不是对所有的零件都作刚性的夹固。 机床夹具则不然，除少数加工长件的夹具，如加工光 杆 用的顶尖，要考虑工件机械加工时的热变形对其作游动 夹 固外，夹具均对工件作刚性夹固。 （ 3)对机床夹具而言，加工后的工件，尺寸减小，重量减少，更便于从夹具上取下。对焊接工装夹具而言，装焊完的结构，尺寸增大，重量增加，形状变得复杂，增加了从工装夹具上卸下的难度。 （ 4)对用于熔焊的夹具，工作时主要承受焊件的重力、焊接应力和央紧力，有的还要承受装配时的锤击力；用于压焊的 夹具还要承受顶锻力。而机床夹具主要承受工件的部分重力和切削力，且此切削力远远小于焊接工装夹具所承受的各种力。 （ 5)与机床夹具不同，焊接工装夹具往往是焊接电源二次回路的一个组成部分，因此绝缘和导电是设计中必须注意的一个问题。例如，在设计电阻焊用的夹具时，如果绝缘处理不当，将引起分流，使接头强度降低。但对机床夹具而言，除电加工所用夹具外，不存在导 电的问题。 焊接结构件的种类繁多，形状尺寸各异，焊接过程的要求也不尽相同，与之 3 相匹配的焊接工装为适应焊件的需要在形式，工作原理及技术要求上也有很大的差别。为了 适应技术管理工作的需要，便于掌握各类焊接工装的工作特点和设计基本方法，就必须先对焊接工装进行分类。 接工装夹具的分类 可以按用途与应用范围对常见焊接机械进行分类 按用途分类： （ 1）装配用工艺装备。这类工装的主要任务是按照工艺要求，把待焊工件的零部件按照相互之间的位置准确的固定下来，然后再进行定位点焊，而不直接参与正式的焊接工作。这类工装称为装配定位焊夹具，它包括各位定位器，夹紧器，推拉装置，组合夹具和装配台架。 （ 2）焊接用工艺装备。这类工装专门用来焊接已经经过点焊固定 好的工件。如各类焊接专机，龙门式，悬臂式，平台式，爬行式等。 （ 3）装配焊接工艺装备。这类工装既能完成整个焊件的装配，又能完成焊缝的焊接工作。这类工装通常是专用焊接机床或自动焊接装置，或者是装配焊接的综合机械化装置，如一些自动焊接生产线。 实际生产中一个焊件如果要完成焊接工作，单单依靠一个工装一般是难于完成的，而是需要许多种焊接工装的配合使用，这样才能达到焊接过程的机械化和自动化。 按应用范围分类 （ 1）通用焊接工装。目前国家针对焊接工艺中的需求已经指定了很多的标准，如滚轮架行 业的 9187标准等。所谓通用焊接工装，既是指已经标准化且有较大适用范围的工装。这类工装一般无须调整或稍加调整，就能适用与不同工件的装配或焊接工件。 （ 2）专用焊接工装。只适用与某一特定类型的工件的装配或焊接，一般不能通用。这类焊接工装一般应按需求来设计，或者在专门厂家协商定做。 （ 3）柔性焊接工装。指可以通过调整自身的尺寸来适应一定形状和尺寸变化的焊接工装。 此外还有按动力装置分类，按焊接方法分类等，再次就不详细说明了。 焊 接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊接旋转的变位机械。焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接。若对主、从动滚轮的高度作适当调整，也可进行锥体、分段不等径回转体的装配与焊接。对于一些非圆长形焊件，若将其装卡在特制的环形卡箍内，也可在焊接滚轮架上进行装焊作业。为了焊接不同直径的焊件，焊接滚轮架的滚轮间距应能调节。 焊接滚轮架的使用能大大提高焊缝质量，减轻劳动强度，提高生产效率。 4 焊接滚轮架按照调节方式分，有两种类型：一种是自调式的；一种是非自调式的。 自调式的可根据焊件的直 径自动调整滚轮的间距 ,如图 图 调式焊接滚轮架 非自调式滚轮架是通过调节支架上的滚轮座来调节滚轮的间距的 ， 图 自调式焊接滚轮架 电焊机行业总体经济运行良好，生产、销售和经济效益呈逐年上升趋势 。所以，该课题的研究是 焊接滚轮架按结构形式分为两类： 第一类是长轴式滚轮架。滚轮沿两平行轴排列，与驱动装置相连的一排为主动滚轮，另一排为从动滚轮。长轴式滚轮多是用户根据焊件特点自行设计制造的，市场可采 用的定型产品很少。 第二类是组合式滚轮架，它的主动滚轮架，从动滚轮架，混合式滚轮架都是独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，其组合比例也不仅是 1与 1的组合。因此，使用方便灵活，对焊件的适应性很强，是目前应用最广泛的结构形式。 接滚轮架的发展现状 国外滚轮架品种很多，系列较全，承载量 1 1500t，使用焊件直径 1文） 5 的标准组合滚轮架均成系列供应，滚轮线速度多在 6 90m/h 之间无极可调，有的还有防止轴向窜动的功能。 我国已有不少厂家生产焊接滚轮架，最大承载量达到 400t，适用焊件最 大直径达到 6m，滚轮线速度多在 6 60m/轴向窜动滚轮架已有厂家生产，但质量仍有待提高 课题研究的目的和意义 本课题来自于生活实践，焊接滚轮架是 借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形（或圆锥形）焊件旋转的装置 ， 是一种焊接辅助设备。特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，焊接滚轮架 从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温 度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。 滚轮架 行业目前 存在的问题是： 新产品开发力度小，品种少 ,大多为相互仿制的状况。 一些技术含量低的同类产品处于低水平、低价格的竞争，使企业陷入利润极低的状况，很难再自我发展。 有较强综合实力，能为推动行业发展，在行业自律中发挥积极作用的企业少。 行业整体协调能力差。 但是 从对有代表性的近百家企业长期调查情况看， 相当必要的。 根据焊接工艺要求，设计小型焊接滚轮架 . 绘制出全套工程图纸 . 完成设计计算并编写说明书 接滚轮架总体方案设计 6 2 焊接滚轮架总体方案设计 额定载重量： 40T 工件直径 500 5300方案一： 滚轮架类型：长轴式滚轮架 滚轮沿两平行轴排列，与驱动装置相联的一排为主动滚轮，另一排为从动滚轮。也有两排均为主动滚轮的，主要用于细长薄型焊件的组对与焊接，一般由用户根据焊件情况设计定制。如图 图 轴式滚轮架 驱动方案：一台电动机带动两个滚轮，即用一台发动机带动两排滚轮，实现两排均为主动轮的传动方案。 方案二： 滚轮架类型：组合式滚轮架 组合式滚轮架 ,如图 主动滚轮架，从动滚轮架，混合式滚轮架都是独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，其组合比例也不仅是 1与 1的组 合。因此，使用方便灵活，对焊件的适应性很强，是目前应用最广泛的结构形式。 西安工 业大学毕业设计（论文） 7 图 合式滚轮架 驱动方案：一台电动机只驱动一个滚轮架，如图 2中的 方案的选定： 确定焊接滚轮架方案时，其合理性和经济性是主要考虑的因素。当焊件的焊接方法及工艺确定后 ，所选夹具结构，首先要能保证焊接工艺的实施。同时，焊件结构尺寸以及组成焊件坯料的制作工艺和制造精度，则是确定夹具定位方法、定位基准和夹紧机构方案的重要依据。除此之外，还应考虑经济上的因素，使夹具的制造、使用费用最低而取得的经济效益最大。由于上述各因素都不是孤立存在的，它们之间往往有联系又有制约，所以在确定夹具方案时要对上述各因素进行综合分析，只有通盘考虑，才能制定出最佳的设计方案具体确定设计方案时，应联系以下几个方面进行考虑： （ 1)焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状、尺寸和精度 。其中形状和尺寸是确定夹具设计方案、夹紧机构类型和结构形式的主要依据，并且直接影响其几何尺寸的大小；制造精度是选择定位器结构形式和定位器配置方案以及确定定位器本身制造精度和安装精度的主要依据。 （ 2)装焊工艺对夹具的要求。例如与装配工艺有关的定位基面装配次序、夹紧方向对夹具结构提出的要求。再如，不同的焊接方扫对夹具提出的要求，像埋弧焊，可能要求在夹具上设置焊剂垫；电渣焊要求夹具保证能在垂直位置上施焊；电阻焊要求夹具本身就是电极之一等。 （ 3)装、焊作业能否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装固 夹具和焊接夹具。 相比于长轴式焊接滚轮架，组合式滚轮架有以下特点： （ 1)主从动滚轮架各自独立，可根据焊件的重量，长度任意组合，使用方便灵活 ,滚轮架靠滚轮对的自由摆动或靠丝杠的调节作用在规定范围内调节滚轮中心距，适用不同直径的焊件，圆筒体焊件放置平稳 . 西安工 业大学毕业设计（论文） 8 （ 2)可无级调速，焊速范围大，速度稳定。 （ 3)为了便于调节滚轮架之间的距离，以适应不同长度焊件的装焊要求，有的滚轮架上还安有机动或飞机动行走机构，沿轨道行走，调节相互之间的距离。 为使焊接滚轮架的滚轮间距离调节更为方便，机动性更强，组合更加便利 ，采用单独驱动的焊接滚轮架日益增多。但是每一主动滚轮均由一台电动机驱动时，应解决好个滚轮之间的同步问题。由于制造工艺，材料性能等因素的影响，其额定转速实际上并不一致，因此，要把实测数据较为接近的一组电动机做为焊接滚轮架的拖动电动机。另外，对重型焊接滚轮架，还应考虑以测速发电机为核心的速度反馈装置来保证各滚轮转速的同步。 综上所述， 最终选择方案二：组合式滚轮架，一台电动机驱动一个主动 轮。 进行传动方案设计时，应该综合考虑设计及制造费用，原材料消耗，使用寿命，管理及维护费用等多方面因素 的影响，使设计制造费用达到最低。 传动的过程即为一个减速的过程， 由于电机到滚轮的传动比较大，故 选用三级减速， 一级皮带轮减速，由于电机振动较大，故采用一级 减小传动到减速器的振动，从而提高整个系统的稳定性及寿命， 动平稳、造价低廉、不需要润滑以及缓冲、易维护等特点，同时， 统过载时能起到过载保护作用。对于带传动，一般安排在传动链中的高速级，以发挥其缓冲和减小振动的作用。 一级减速器减速，减速器具有较高的减速比，同时 量轻、精度高、承载能力大、效率高、寿命长 、可靠性高、传动平稳、噪音低。 一级蜗轮蜗杆减速 ，最后采用一级蜗轮蜗杆减速，即实现了传动方向的改变，又有较高的减速比。 蜗轮蜗杆和减速器的使用使得传动系统结构更加紧凑。 传动方案 如图 图 动系统示意图3 焊接滚轮架滚轮的几种结构和功能分析 9 3 焊接滚轮架滚轮的几种结构和功能分析 滚轮架的滚轮结构主要有四种类型 ，示 表 轮形式选择 类型 特点 使用范围 钢轮 承载能力强，制造简单 一般用于重型焊件和需预热处理的焊件以及额定在和大于 60t 的滚轮架 胶轮 钢轮外包橡胶，摩擦力大，传动平稳但橡胶易压坏 一般用于 10t 以下的焊件和有色金属容器 组合轮 钢轮与橡胶轮相结合，承载能力比橡胶轮高，传动平稳 一般多用于 1060t 的焊件 履带轮 大面积履带和焊件接触，有利于防止薄壁工件的变形，传动平稳但结构较复杂。 用于轻型，薄壁大直径的焊件及有色金属容器 轮尺寸的确定 设计要求滚轮架载重 40T，工件简体直径 500合表 择滚轮直径 D=630 西安工 业大学毕业设计（论文） 10 表 轮直直径选择参考表 如图 示。滚轮直径为 630 280轮中间采用橡胶来增大摩擦力，作为驱动，宽 140边采用钢轮，作为承重，宽 70 图 轮结构图 西安工 业大学毕业设计（论文） 11 轮中心距的确定 当中心角的 130 时支反力和圆周力急剧增大，相反，当 角太小时，滚轮架上的筒体焊件放置有可能不稳定。因此在实际应 用中为使焊件在滚轮架上获得可靠的稳定性，并保证焊件可以平稳的转动 应小于 40 度我国制定的焊接滚轮架行业标准（ 33003规定中心角 应在 45度到 110 度之间。 当焊件直径为 500要保证中心角小于 110，则： 根据公式：22 2L 得， (当焊件直径为 5300要保证 中心角小于 110，则： 根据公式： 22 2L 得， 综上：当焊件直径为 5004321+m=106取 110轮轮缘宽度： B2 45轮架其它零部件的设计与选择 17 5 滚轮架其它零部件的设计与选择 设计和校核 以及轴承的选择 的设计校核 轴主要是用来支承转动的机械零件，如齿轮、带轮等，并传递运动和动力。根据 轴 所受载荷的不同，可分为心轴、传动轴和转 轴 三 种。 只承受弯距作用的轴称为心轴。心 轴 可以是转动的，如火车的轮轴。也可以是固定的，如自行车的轮轴。传动轴 是 只传递转矩的轴。如联接汽车变速箱与后桥的轴 。 既承受弯矩又传递转矩的轴称为转轴。转轴是机器中最常见的轴，如齿轮减速箱中的轴均是转轴。 此次设计的轴为转轴，即承受 弯矩又传递转矩 。 轴在工作时常受到变应力的作用，其失效形式多为疲劳断裂。因此轴的材料首先应具有一定的疲劳强度，同时还应满足工艺性和经济性方面的要求。铀的常用材料主要是碳素钢和合金钢。碳 素 钢分普通碳素钢和优质碳素钢。常用的有35， 40， 45， 50 号优质 碳素钢，其中以 45 号钢应用最普遍。与合金钢相比，碳素钢价廉，对应力集中的敏感性小。并且经过正火或调质等热处理后，其综合机械性能都会有很大改善相提高 。本次设计的轴采用 45 号碳素钢，并进行调质处理。 轴的结构设计就是要确定 轴 的合理外形和全部结构尺寸。影响轴结构的因素很多，如轴上载荷的大小、分布及性质， 轴 上零件的数目、类型、布置及固定方式，轴的加工和装配方法等。所以在设计时，要根据具体的工作情况，综合考虑各种影响因素，经济 合理的确定结构。 图 轮受力 图 西安工业大学毕业设计（论文） 18 当重量为 G、其偏心距 e=0的筒体焊件静置在主、从动滚轮座上时，则主、从动滚轮上的支反力相等，即 22)(22c o （ 中 中心角； D 焊件直径； 滚轮直径； L 主、从动滚轮之间的横向距离； 当 即 110 时， 5 53 . 3 3 2 1 0 2 . 9 0 5 1 02 c o s 5 5f m x （ 10 ( ) s i n 5 5 ( 5 0 0 4 0 0 0 ) 5 0 0 s i n 5 5 ( 8 1 9 . 1 5 3 6 8 6 . 1 8 )L D D （ 即 45 时， m i 3 3 2 1 0 1 . 8 0 3 1 02 c o s 2 2 . 5 45 ( ) s i n 2 2 . 5 ( 5 0 0 4 0 0 0 ) 5 0 0 s i n 2 2 . 5 ( 3 8 2 . 6 8 1 7 2 2 . 0 7 5 )L D D 当焊件的偏向距不为零时，在主动滚轮圆周力 作用下，逆时针转动，则焊 件是受力情况如图 2所示。图中 轮作用到焊件上的反力。此时 2s i o i i nc o o 2s o o 1c o ss s (52 . 9 0 5 1 0fm x 西安工业大学毕业设计（论文） 19 5m i n 1 . 8 0 3 1 0 1c o sb s (与主动滚轮轴搭配的轴承圆锥滚子轴承，故 f=轮采用组合轮（钢轮与橡胶轮相结合），故 =橡胶面和钢轮面各占一半，故 取 = 初定滚轮轴径 5 500 1002 0 . 0 2 8 5 2 1 . 6 5 1当 45 时， 153s i i n c o s 1450 . 0 2 s i 3 3 2 1 0 0 . 0 2 8 . 5 6 9 1 0 0 s i n 4 5 c o s 4 5 1 253s i s i n c o s 1450 . 0 2 s i 3 3 2 1 0 1 . 9 0 5 4 1 0 0 s i n 4 5 c o s 4 5 1 2s i o i i nc o o 550 . 0 2 c o s 4 5 0 . 0 2 s i n 2 2 . 51 . 8 0 3 1 0 1 1 . 7 4 4 1 0s i n 2 2 . 5 1 0 0 c o s 2 2 . 5 s i n 2 2 . 5 N 2s o o 550 . 0 2 0 . 0 2 s i n 2 2 . 51 . 8 0 3 1 0 1 1 . 9 0 5 1 0s i n 2 2 . 5 1 0 0 c o s 2 2 . 5 s i n 2 2 . 5 N 2 当 110 时， 西安工业大学毕业设计（论文） 20 f= =定滚轮轴径 5 45 时 31 8 9 1 0 32 1 . 9 0 5 4 1 0 155s i i n c o s 11100 . 0 2 s i 3 3 2 1 0 0 . 0 2 0 . 0 9 7 1 0 0 s i n 1 1 0 c o s 1 1 0 1 255s i s i n c o s 11100 . 0 2 s i 3 3 2 1 0 0 . 0 3 1 0 0 s i n 1 1 0 c o s 1 1 0 1 2s i o i i nc o o 550 . 0 2 c o s 1 1 0 0 . 0 2 s i n 5 52 . 9 0 5 1 0 1 2 . 9 7 2 1 0s i n 5 5 1 0 0 c o s 5 5 s i n 5 5 N 2s i o i i o = 550 . 0 2 0 . 0 2 s i n 5 52 . 9 0 5 1 0 1 3 . 0 1 9 1 0s i n 5 5 1 0 0 c o s 5 5 s i n 5 5 N 通过比较上述两组计算结果，可发现第 2 组的计算结果较大，故后续计算应采用第 2 组的计算结果进行计算。 由于同一列上的滚轮数量为 2，即 2以载荷作用不均匀系数 1作用在一个主动滚轮上的载荷 西安工业大学毕业设计（论文） 21 22 2211 5512 . 9 7 2 0 . 0 9 7 1 1 0 1 . 4 8 7 1 02 N 22 2222 5523 . 0 1 9 0 . 0 3 1 1 0 1 . 5 1 1 02 N 设主动滚轮轴上两轴承中点间的距离 L=360在 1P 的作用下，主动滚轮轴的弯曲力矩 5 51 1 . 4 8 7 1 0 3 6 0 1 3 3 . 8 1 044w m N m m 由于是独立驱动的主动滚轮，所以每一轮轴所承受的扭矩 221 1 15 2 2 5 5225 0 0 8 5 10 . 0 9 7 1 0 ( 0 . 0 2 1 . 6 5 ) 2 . 9 7 2 0 . 0 9 7 1 0 1 5 . 8 4 2 1 02 2 2 f F m m 所以主动滚轮所受的当量弯矩 2 2 2 2 5 51 3 3 . 8 1 5 . 8 4 2 1 0 1 3 4 . 7 3 1 0x d w M N m m N m m 主动滚轮轴的计算直径 533 10 1 0 1 3 4 . 7 3 1 0 8 2 . 91 9 6 . 6 7m m m m （该主动滚轮轴采用 45钢制造， 查机械设计 90M 安全系数取 ，则 2 3 6 ） d0，所以试设计成功 。 为了维修的方便，及简化设计工作，从动滚轮的轴径也取同一数值，即 d、 =90 承的选择 （ 1） 主从动滚轮轴轴承选择 由 于主动和从动滚轮轴承受径向载荷很大，又要承受一定的振动，而轴向载荷较小，故选择调心滚子轴承。 调心滚子轴承具有两列滚子，主要承受径向载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷。有高的径向载荷能力，特别适用于重载或振动载荷下工作，但不能承受纯轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形，故其调心性能良好，能补偿同轴度误差。 有两列对称型球面滚子，外圈有一条共用的球面滚道，内圈有两条与西安工业大学毕业设计（论文） 22 轴承轴线倾斜一角度的滚道，具有良好的调心性能，当轴受力弯曲或安装不同心时轴承仍可正常使用，调心性随轴承尺寸系列不同而异，一般所允许的调 心角度为 1 ，该类型轴承的 负荷 能力较大，除能承受径向负荷外轴承还能承受双向作用的轴向负荷，具有较好的抗冲击能力，一般来说调心滚子轴承所允许的工作转速较低。 根据轴承的尺寸，选择调心滚子轴承 22218. （ 2）蜗杆轴承的选择 由于蜗杆主要承受径向力，故选择圆锥滚子轴承。 圆锥滚子轴承 主要承受以径向为主的径、轴向联合载荷。轴承 承载能力 取决于外圈的滚道角度，角度越大承载能力越大。该类轴承属分离型轴承，根据轴承中滚动体的列数分为单列、双列和四列圆锥滚子轴承。单列圆锥滚子轴承游隙需用户在安装时调整；双列和四 列圆锥滚子轴承游隙已在产品出厂时依据用户要求给定，不须用户调整。 圆锥滚子轴承 有圆锥形内圈和外圈滚道，圆锥滚子排列在两者之间。所有圆锥表面的投影线都在轴承轴线的同一点相聚。这种设计使圆锥滚子轴承特别适合承受复合（径向与轴向 负荷 。轴承的轴向负荷能力大部分是由接触角 决定的； 角度越大，轴向负荷能力就越高。角度大小用计算系数 e 来表示； e 值越大，接触角度越大，轴承承受轴向负荷的适用性就越大。 圆锥滚子轴承 通常是分离型的，即由带滚子与保持架组件的内圈组成的 圆锥内圈组件 可以与圆锥外圈（外圈）分开安装。 圆锥滚子轴承 广泛用于汽车、轧机、矿山、冶金、塑料机械等行业 。 根据轴的尺寸，选择圆锥滚子轴承 32308. 机架零件支撑着机器中的全部零件，保证组成机器的各零件处于正确的工作位置，承受各零件的作用力，并传递到基础上。 每台机器都有各自的特殊功能，因而，为满足这些特殊要求，机架零件具有各自的结构形状。常见的机架结构形状可以分为以下几类 ： 机座类 ： 如各种机床的机身； 底座类，如由电动机、减速器和卷筒组成的电动绞车的底座； 箱体类，如速器的机体。 由于机架零件形状复杂，一般多采用铸件。铸铁 因具有铸造性能好、价廉、吸收振 动 能力强及刚度高等特点，在机架零件中应用最广。受载情况严重的机架零件，可用铸钢。 对于结构简单、生产批量不大的大中型机架，常用由型钢和钢板焊接成的焊接件。它质量小，生产工期短，不同部件可用不同牌号的钢材。焊接的机架零件质量比铸造的可减轻 40左右。为提高强度和刚度在接头处常焊以加强板和加西安工业大学毕业设计（论文） 23 强筋。为减少机械加工，应在机架上安装各部件的支承面处焊有钢板，以便区分加工面。焊后应热处理消除内应力。 由于结构简单，生产批量不大，所以 40 吨焊接滚轮架的机架部分采用工字钢和钢板焊接而成 。 为了减小轴在加工过程中所引起的应力集中，滚轮架各个轴上均选用 A 型键。根据与键配合的轴颈 d 及轮毂宽度 B，查机械设计课程设计 可得该处所用的键的型号。 从动滚轮与主动滚轮， d=110B=280表，选择： 25 180096样的方法： 涡轮键： 20 50 096速器皮带轮键： 6 22 096动机皮带轮键： 8 25 096根据轴承座孔（外圈）直径 160机械设计课程设计表 4 6 查得轴承端盖螺钉直径为