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基于SolidWorks的0.5t数控座式焊接变位机设计.ppt
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!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat0.5t焊接变位机.STEP0.5t焊接变位机A0.DWG0.5t焊接变位机三维右转轴A3.dwg基于SolidWorks的0.5t数控座式焊接变位机设计-说明书.doc基于SolidWorks的0.5t数控座式焊接变位机设计.ppt小齿轮A2.dwg工作台A1.dwg扇形齿轮A1.dwg轴套A4.dwg轴承座A3.dwg摘要焊接变位机被焊接设备，被提到的和三个大型机器辅助设备焊机焊接滚轮架焊接。焊接变位机自动化的发展需要的是焊接行业应该机械化脱身。焊接定位器作为焊接设备，管道横的对接焊接，管和凸缘内部和缝焊管外管的所有焊接位置。焊接定位器可以是水平的翻转角由工作台旋转和在用于焊接的最佳位置，由此焊接质量得到改进，以减少焊工的劳动强度，尤其是用于焊接多个轴中的焊接点翻转工件的运动，盘，圆柱体和的理想设备的其它转动部件。这样的设计分析，在国内焊接变位机和国外的发展以及焊接变位机在焊接机器人的应用，0.5吨小座位的设计理解焊接变位。定位器具有两个自由度的，具有两个独立的驱动器和致动器。你可以很容易地到达工件的旋转和翻转翻转，所以改变焊接到焊接或“舟”位置的水平。特别是在本文中所描述的发送装置的设计中，驱动力的设计和框架的设计，强调。焊接需要电动机减速器驱动台旋转和倾斜，具有精度高，惯性制动器和稳定性，可以实现无极变速控制，以便于实现正的和负的好处。大规模生产可以相对较高的经济效益。关键词：焊接变位机； 焊接滚轮架；自动化设备；旋转和倾斜； ABSCTACTWelding positioner is a kind of welding auxiliary equipment, it was known as the three planes in welding auxiliary equipment with welding manipulator, welding roller bed. Welding positioner was designed with the development of welding industry mechanization, and automation. As a welding auxiliary machine, welding positioner was used in pipes landscape orientation welding, pipe and flanges inside and outside central linking welding, pipe welding in all location. Though the gyration and retroflexion of the workbench, the welding positioner can make the welding line to an ideal position, which can improve the quality of the welded joint, reduce welders workload. It is ideal equipment especially fit to weld the kinds of workpiece, just like the shaft, tray, canister, and so on.By understanding the welding positioner s development in domestic and overseas, and the positioner used in welding robot is described in the paper. A small block 0.1 ton s of welding positioner is designed. The positioner has two freedoms of motions and two unattached formula driving device and gearing. It can easily achieve the gyration and the inclination of the workpiece, thereby changing welding seam to downhand position or “ship form” position. the count of driving power is calculated, the framework of the welding positioner is designed, especially the gearing.This welding positioner used DC motor and slowdown plane to drive the workbench to gyration or inclination. It has some advantages, such as a high-precision movement, inertia small, good braking and stability. It also can easily achieve stepless speed regulation, positive or negative turns. Because of its notables economic benefit, if it would been produced largely.Key words: welding positioner，welding auxiliary machine，welding automatic equipment，freedom of deflection.目录摘要IABSCTACTII目录III第一章 绪论11.1 设计焊接变位机的意义11.2 国内外焊接变位机发展简介11.3 我国焊接辅助设备简介21.3.1 我国焊接辅助设备的发展历程21.3.2 焊接辅助设备的发展趋势21.4 关于焊接机器人31.4.1 国内焊接机器人发展技术31.4.2 我国焊接机器人的应用状况41.4.3 应用焊接机器人的意义41.4.4 焊接机器人的最新应用技术51.5 关于焊接变位机的几个基本定义51.5.1 焊接变位机的定义51.5.2 焊接变位机的变位自由度61.5.3 变位机的第一主参数 - 额定负荷61.6 焊接变位机的分类71.6.1 焊件变位机的类型71.6.2 焊机变位机械的类型81.6.3 焊工变位机的类型91.7 设计本焊接变位机的意义和目的9第2章 总体设计102.1 本焊接变位机总体设计和适用范围102.2 设计方案的确定10第3章 传动部分设计123.1 传动部分的总体设计要求123.2 传动系统的分析和拟定123.3 本焊接变位机传动系统的确定133.3.1工作台回转系统133.3.2 工作台倾斜系统143.4 回转机构的设计153.5 倾斜机构的设计173.5.1 倾斜轴的设计173.5.2 齿轮设计183.6 传动比的拟定及确定203.6.1 总传动比的确定203.6.2.计算传动装置的运动和动力参数213.7 齿轮的设计与校核233.7.1 工作台倾斜机构中的齿轮的设计与校核233.8 轴的设计与校核253.8.1 轴的结构设计原则253.8.2轴的初估263.8.3 轴的强度校核273.9 轴承的选择与校核313.9.1 轴承的选择313.9.2 轴承的校核31第4章 机架的设计344.1 机架的设计344.2 机架焊接结构设计354.2.1 机架应用焊接结构存在的问题354.2.2 焊接结构的设计措施36结论37致 谢38参考文献39 基于SolidWorks的0.5t数控座式焊接变位机设计 摘要焊接变位机被焊接设备，被提到的和三个大型机器辅助设备焊机焊接滚轮架焊接。焊接变位机自动化的发展需要的是焊接行业应该机械化脱身。焊接定位器作为焊接设备，管道横的对接焊接，管和凸缘内部和缝焊管外管的所有焊接位置。焊接定位器可以是水平的翻转角由工作台旋转和在用于焊接的最佳位置，由此焊接质量得到改进，以减少焊工的劳动强度，尤其是用于焊接多个轴中的焊接点翻转工件的运动，盘，圆柱体和的理想设备的其它转动部件。这样的设计分析，在国内焊接变位机和国外的发展以及焊接变位机在焊接机器人的应用，0.5吨小座位的设计理解焊接变位。定位器具有两个自由度的，具有两个独立的驱动器和致动器。你可以很容易地到达工件的旋转和翻转翻转，所以改变焊接到焊接或“舟”位置的水平。特别是在本文中所描述的发送装置的设计中，驱动力的设计和框架的设计，强调。焊接需要电动机减速器驱动台旋转和倾斜，具有精度高，惯性制动器和稳定性，可以实现无极变速控制，以便于实现正的和负的好处。大规模生产可以相对较高的经济效益。关键词：焊接变位机； 焊接滚轮架；自动化设备；旋转和倾斜； ABSCTACTWelding positioner is a kind of welding auxiliary equipment, it was known as the three planes in welding auxiliary equipment with welding manipulator, welding roller bed. Welding positioner was designed with the development of welding industry mechanization, and automation. As a welding auxiliary machine, welding positioner was used in pipes landscape orientation welding, pipe and flanges inside and outside central linking welding, pipe welding in all location. Though the gyration and retroflexion of the workbench, the welding positioner can make the welding line to an ideal position, which can improve the quality of the welded joint, reduce welders workload. It is ideal equipment especially fit to weld the kinds of workpiece, just like the shaft, tray, canister, and so on.By understanding the welding positioner s development in domestic and overseas, and the positioner used in welding robot is described in the paper. A small block 0.1 ton s of welding positioner is designed. The positioner has two freedoms of motions and two unattached formula driving device and gearing. It can easily achieve the gyration and the inclination of the workpiece, thereby changing welding seam to downhand position or “ship form” position. the count of driving power is calculated, the framework of the welding positioner is designed, especially the gearing.This welding positioner used DC motor and slowdown plane to drive the workbench to gyration or inclination. It has some advantages, such as a high-precision movement, inertia small, good braking and stability. It also can easily achieve stepless speed regulation, positive or negative turns. Because of its notables economic benefit, if it would been produced largely.Key words: welding positioner，welding auxiliary machine，welding automatic equipment，freedom of deflection.目录摘要IABSCTACTII目录III第一章 绪论11.1 设计焊接变位机的意义11.2 国内外焊接变位机发展简介11.3 我国焊接辅助设备简介21.3.1 我国焊接辅助设备的发展历程21.3.2 焊接辅助设备的发展趋势21.4 关于焊接机器人31.4.1 国内焊接机器人发展技术31.4.2 我国焊接机器人的应用状况41.4.3 应用焊接机器人的意义41.4.4 焊接机器人的最新应用技术51.5 关于焊接变位机的几个基本定义51.5.1 焊接变位机的定义51.5.2 焊接变位机的变位自由度61.5.3 变位机的第一主参数 - 额定负荷61.6 焊接变位机的分类71.6.1 焊件变位机的类型71.6.2 焊机变位机械的类型81.6.3 焊工变位机的类型91.7 设计本焊接变位机的意义和目的9第2章 总体设计102.1 本焊接变位机总体设计和适用范围102.2 设计方案的确定10第3章 传动部分设计123.1 传动部分的总体设计要求123.2 传动系统的分析和拟定123.3 本焊接变位机传动系统的确定133.3.1工作台回转系统133.3.2 工作台倾斜系统143.4 回转机构的设计153.5 倾斜机构的设计173.5.1 倾斜轴的设计173.5.2 齿轮设计183.6 传动比的拟定及确定203.6.1 总传动比的确定203.6.2.计算传动装置的运动和动力参数213.7 齿轮的设计与校核233.7.1 工作台倾斜机构中的齿轮的设计与校核233.8 轴的设计与校核253.8.1 轴的结构设计原则253.8.2轴的初估263.8.3 轴的强度校核273.9 轴承的选择与校核313.9.1 轴承的选择313.9.2 轴承的校核31第4章 机架的设计344.1 机架的设计344.2 机架焊接结构设计354.2.1 机架应用焊接结构存在的问题354.2.2 焊接结构的设计措施36结论37致 谢38参考文献3939第一章 绪论1.1 设计焊接变位机的意义焊接技术自发明至今已有100多年的历史，工业生产的所有主要产品，如航空航天，核电等行业密切相关的焊接技术的产品是密不可分的。通过这种方式，在生产汗水，汗水搬迁将会见和选择的情况下适当的焊接位置而设计的实际需要，人们并制定了焊接变位机，选择合适的定位功能是焊接工件，以达到最佳位置焊接旋转，以提高避免立焊，仰焊，焊接和生产效率的质量。定位器可以在理想船或焊接位置，这是为了提高焊接性能和质量，并降低了劳动强度的有效的，成本有效的工具与工件的焊缝。此外，适当的贴片机的选择，可降低劳动强度和生产成本，加强生产安全，文明，有利于现场管理。在中国，焊接变位机也安静下来制造业中不可缺少的设备，例如焊接面积，焊接辅机与焊接机，滚轮架，辅机三台机器在过去的几十年中，该产品呼吁中国工程机械行业的快速发展，获得了广泛的应用。类型和多种规格，取得了大约十几个系列，百余种规格，使一个小行业。1.2 国内外焊接变位机发展简介一般情况下，生产机器人制造商焊接的，大部分生产机器人中的每一个支撑所述焊接定位器。然而，到了顶级产品，一台焊接机稳定的业务非常罕见的。德国Severt公司，美国Aroson企业，中国天津鼎盛工程机械有限公司，被视为典型的生产企业 - 焊接位置。在德国CLOOS，奥地利IGM日本松下机器人公司等被焊接定位器的机器人适合伺服控制生成。美国Aroson公司焊工焊接变位机，滚轮架等，可以说是世界上第一，公司的焊接变位机，主要类型倾斜翻转- 回旋转，倾斜翻转 回旋转升降，双座双回，双座单回和双座单转。其承载能力范围的11千克-1810吨。德国LCOOS公司是国际生产的焊接设备，大公司之一。生产的焊接机器人，焊接和其他。产品的生产在中国焊接机器人焊接变位外部波，也可以在除了与双转导入焊接机器人系统被认为是，翻斗L型。 - 旋转和单回转定位，同时也生产上单匝WPV水平座位的，垂直单匝RR502和（3轴），垂直多站2C型双旋转R-WPV2-CD（3轴），垂直多站2C型双旋转R-WPV2-CD（5轴），垂直多站2倾翻 - 单匝旋转移动GR-WPK 2-CD 9轴），等等。日本松下也是机器人制造公司。该公司生产的机器人外接设备 - 你所做的传输设备的焊接变位机12系列，底座，夹子等制成的标准模块，产品从该系列的集合。在中国20世纪80年代初提出，大部分焊工相对简单的焊接机，滚轮架，定位器，车床及转台的人。包得不好，自动化水平低。它只能算是机械化焊接设备。定位机产品的发展引领公司拥有，焊接变位机的企业应用程序尚未形成少。它被看到的国内焊接定位精度，大型化，功能多样化，智能集成方向还是非常大的，特别是发展空间1。1.3 我国焊接辅助设备简介1.3.1 我国焊接辅助设备的发展历程15年中国的焊接工具及设备制造行业在原有的基础上，焊接设备三大主机的迅猛发展传统 - 焊接机定位机，滚轮架各种扩展设备的焊接机器人工作站支撑装置，焊接生产线和柔性焊接生产套企业的焊接设备的设计和生产经营体系。不断的技术不断提高产品质量，扩大规模。焊接辅助的确切名称应配备焊接工艺。其中生产该处理的厂房和设备，焊接设备，包括装置，设备，焊接设备，焊接位移机，焊接件，诸如后处理设备的焊接结构的。直接焊接设备和装置在焊接操作主要是槽加工设备，焊接设备，焊接变位焊接机器执行焊接机，工作站和机器人焊接生产线的特定集合。1.3.2 焊接辅助设备的发展趋势为了-Industrie以满足全球焊接设备的发展，提高中国的焊接辅助设备的技术水平，有助于焊接有以下五个方向2： 1.精密 精度的内容涉及高精度，高品质和高可靠性。从装置的外观，一些焊接设备是几乎接近精密金属切割机，用于机器人调整焊接定位焊接的精度要求，例如，为0.05毫米，机器人和精密机器的最大重复定位精度，该机构的定位精度为0.1毫米，和移动速度的控制精度为0.1左右。2.大规模作业机柱束的重壁容器焊接中心为12.5m最大规格达到10微米。龙门式操作机规格为8M的X8米。在大造船厂纵缝焊接机钢板龙门型使用的最大行程为12微米。容器外壳整体焊接组装意味着育肥农机中风工作了16米。3.强大功能根据技术要求，与各种焊接头焊机焊接装备头MIG / MAG焊接头和具有非常焊接头等等，滚轮框架大直径管接头和焊接就可以完成，滑块或翻转机调整内部和气缸纵向接缝外，头接缝密封，壁布，等等。4.数字化虽然焊接设备数字控制是远远超过传统的金属切削更复杂，实施数字化控制的重要性不仅提高了效率，而且大规模生产过程中稳定的焊接质量，更重要的改进，以保证工作环境。5. 集成化和智能化焊接设备的智能控制是焊接过程的自动控制的一个高层次的形式，其通过各种专门的计算机软件，焊接过程可被应用于原始工件和焊接参数参数来优化所述选择是基于。1.4 关于焊接机器人1.4.1 国内焊接机器人发展技术直到80年代中期，有国无工业机器人了。在国外，工业机器人非常成熟的工业产品，被广泛应用于汽车行业已经。鉴于在家这段时间的情况和国外，国家“七五”攻关项目是工业机器人的开发列入规划，工业机器人的研究，特别是应用作为评价的重要组成部分，从而使机器人使得在初始阶段的中国机器人到目标的技术和用户向上在实际方向。促进关键技术和基础研究发展政策中的应用，“八五”和“九五”以后国家包括在内。经过十余年的国家组织和中国在基础技术，控制技术，关键零部件和的显著进步等方面的焊接机器人的研究支持的不断努力已经输入，并拥有舞台，弧焊用机器人产品，以实现小规模生产。1.4.2 我国焊接机器人的应用状况中国两个蒸汽进入卡车和轻型车项目将被引入到焊接机器人。可以说，引进技术和生产自1990年代以来，引进技术和设备，使从原来的车间生产到批量生产中国的汽车生产水平，同时大量外来焊接机器人中国。随着中国基础设施建设的快速发展带动了建筑业的繁荣，机械工业已成为较早引用焊接机器人产业。作为中国铁路机车货运，客运，城市地铁，并进一步提高等需求，以及列车速度的需求，机器人的需求一直在不断增长。在18世纪由于国外汽车巨头的不断涌入，汽车行业的快速发展，中国汽车产业的迅速增加机器人的安装数量，2002年，2003年，2004年，近千台，每年的德号发展目前，在我国使用的机器人主要分为三个部分：欧洲和欧洲。日本主要的安川，OTC，松下，发那科，富士越，川崎等公司的产品。欧洲是德国的KUKA，CLOOS，瑞典的ABB，意大利和奥地利IGM COMAU公司。但不能大量生产，水垢的形成2。1.4.3 应用焊接机器人的意义电弧的焊接的处理的一个非常重要的工业生产装置和，金属飞溅的焊接工作环境的存在是非常糟糕的，产品的焊接质量的质量有着决定性的影响。使用焊接机器人具有以下含义： （1）稳定和提高焊接的质量。（2）改善了工人的工作条件。（3）提高生产性。（4）产物循环清晰，易于控制产品交付。1.4.4 焊接机器人的最新应用技术(1) TCP(tool center point工具中心点)自动校零技术 当在不同的姿势TCP轴承火炬穿过激光传感器，用于比较和计算与初始目标值发送所记录的数据到CPU。当TCP偏差时，机器人将自动执行零点校准程序各轴的自动的角度，并在很短的时间TCP零wiederzuherzustellen进行调整。 (2) 双丝焊接技术 双丝焊接近年来发展，高速，高效的焊接工艺，焊接金属薄板可显著提高焊接速度，36M /分钟，焊接板的焊接效果可以得到改善。 (3) 激光/电弧复合焊接技术 激光、电弧复合焊接技术已成为近年来在焊接领域最重要的研究课题，以满足生产的迫切需要，因为激光与电弧焊接设备的功率提高一个和激光的价格需要 2。 1.5 关于焊接变位机的几个基本定义1.5.1 焊接变位机的定义在中国焊接是一个年轻的产品。 ;因为在生产许多企业在焊接站，这是没有配备焊接是之间发展水平的差异同时，相关研究相对薄弱。到目前为止，没有特别的工作，研究它的定义和分类。它不能在名称。如何：传输，转盘，翻转帧，定位器，定位器等。为此，我们需要给它一个定义。我们说，用于研磨焊接工件，使得焊缝焊接到该设备中，焊接的焊接操作的理想场所。换句话说，工件的装置，所述焊接操作夹紧。焊缝的初始位置要被焊接可位于任何位置。由位移移动后的旋转，从而使焊缝的每个位置被焊接成缝焊平焊或焊接平焊。的装置，从而完成此功能是焊接。它有需要立焊，焊等焊接困难，以保证焊接工作的质量变化1。换言之，位移运动是旋转运动，这意味着定位器的自由的程度主要的旋转。另外，也可以使的是，在X的假设 - 可旋转范围和Z - - Y - Z - 笛卡尔坐标系统中的室 - 提供Geradschweiung和Z - 轴在360轴线与焊接在一起或在180转动的范围内的Y轴，则可以通过该位移焊缝改变为焊角焊接的位置。换句话说，存在的共线MN和角度的两条线的焊接，在上述两个旋转范围内时，相应的旋转，它可以共线MN平行于由相同，分别形成为在水平平面和两个表面与水平面的夹角/ 2，即在擦拭角度的位置。这里的假设是，虽然安装在自由的一整圈和焊接半圈中最重要程度每一个复杂的焊接。1.5.2 焊接变位机的变位自由度Invelving设备的概念，为设备制造商，以及用于不同目的的手焊接和自动焊接，选择和焊接变位机的设计，除了自由的主要度，左右，但考虑增加的自由度这种辅助的大块焊接的品。 通过这种方式，以简化设备的成本，过程中会考虑使用自由或或焊接变位机的功能退化的单一程度，所做的是，单转子定位。要求，同样的自由度，因此可以提高。例如，电梯和尾座运动等。1.5.3 变位机的第一主参数 - 额定负荷本文介绍了最好的描述Schweipositionierers的工作能力，被称为第一个主要参数的参数。汗水从装载机等加工设备的不同，它的背景水平是焊接的“权重”。 Schweipositionierers的国家获得的第一个主要参数。在国际上，第一主参数的尺寸是不均匀的。这是关于这一主题的论坛。因此，我们可以看到，在我国乃至国际，Schweipositionierers的第一主参数不统一。其次，呼叫是不是这主要参数一致。 （以磅负荷），弹性磅（重量容量磅）容许应力公斤（允许负荷），最大有效载荷最大负载等。从立体感，强度和两个单位的质量，每一个历史原因分析的发展。由概念的尺寸来确定所测量的焊接定位器的容量时，充电单元，即，第一主参数，选择通过重力表示，那么它的尺寸应该N，千牛。与此相关联的旋转扭矩参数，应表达牛米，科恩马集团方面并与国际单位制统一。这是推荐的方法。 该焊接变位机是一种产品，包括人身安全。选择一个产品的负载水平的用户，应该是清楚的。作为上述最大负荷（公斤N）或允许的负载（公斤N），不能说这个量的精确表达。参照式（1-1）。F = kd m g n （1-1）式中：m焊接件质量；G重力加速度，即mg为重力；kd动荷系数；n安全系数。F额定承载能力或额定负荷。动荷系数kd、安全系数n，应在产品设计时确定。在样本和使用说明书中会给用户提供选择思路方法。1.6 焊接变位机的分类在生产中使用多个位移机中的汗水的可被分组在一起，诸如机器的焊接部分，焊接机定位器和焊机定位三类，根据它们的结构特性或滚子的任何类型的被分为几种类型，使用定位器的相对宽如下 3：1.6.1 焊件变位机的类型（1）翻转机 能实现焊接件的翻转或倾斜转动，其运动的特点是工件绕水平方向轴旋转。如图11所示。图11 翻转变位机4（2）回转台 保证传动平稳，降低主轴受力，经常在大的工件垂直轴式回转平台的下面设有支承滚轮。 如图12所示。图12大回转台变位机41.6.2 焊机变位机械的类型焊接机定位机，也被称为焊接机，其主要功能是实现焊接机或焊头的水平移动和垂直运动，使得其到达焊接部分，并且可以在大的焊接达到或不的焊接部位的焊接活动的自动化。他的适应性是由空间活动的范围内确定。根据焊接机的其结构特性可分为三种类型：平台类型，悬臂式和门架桥架式。平台式焊机变位机（1） 悬臂式焊机变位机基本构成部分是立柱和悬臂沿着导轨用于水平移动的臂的鼻子可以是;臂式的操作臂通过滑动，座椅能够在其水平方向上被拉伸，并且能够围绕柱轴线和垂直方向旋转。（2） 门桥式焊机变位机它分为桥梁和门架两种。 焊接桥可以通过两个梁沿着梁的侧面移动，并且从支撑架和组合物的步行运动中移动，托架可以沿着轨道纵向移动。 门架可以横跨可拆卸的横梁上下移动，其中桥架龙门焊接头可以横跨门槛横向移动，或分开。1.6.3 焊工变位机的类型焊工定位他在水平移动的动作，抬起两个类别可划分，通常上升和下降。两者都是工作的机械设备（焊工，检验员等）发送和在网站上的设备（或失败）。它主要用于在高大的焊接结构建设，生产安全，快速。1.7 设计本焊接变位机的意义和目的 焊接定位器设计的目的是达到500公斤的重量在焊接位置和所述工件的自动焊接的焊接位置。在焊接生产焊接各种轴类，盘，缸等转动部件经常遇到的，如果是手工焊炬，实现焊接作业时，尤其是在大规模生产时，焊接位移机器便宜，很容易接触到的宽应用。第2章 总体设计2.1 本焊接变位机总体设计和适用范围焊接变位机设计的目的是满足系统的功能,从变位机械在本生产线中的功能着手分析,它主要涵盖以下几个方面的功能：（1） 对焊件的停置摆放。（2） 可适应任何尺寸形状的焊接件的焊接。（3） 能够将等待焊点沿着设好的运动轨迹移动到好的焊接位置。因此根据焊接变位机的使用要求和市场主要需求，该焊接变位机的整体设计要求如下：（1） 该焊接变位机为两个方向自由度的焊件变位机；（2） 其最大的负载荷为500kg；（3） 工作台倾斜角度为090。工作台倾斜角速度V倾0.11r/min。（4） 工作台回转角度为0360。工作台回转角速度V回0.53.15r/min。（5） 能适应各种尺寸形状的焊接件；（6） 尽可能的采用标准件，有利于于加工制造。2.2 设计方案的确定在设计焊接位移结构的机械设计中，设计是基于焊接部件和焊接形状和特征信息在设计过程中也需要考虑的范围广泛的因素，如工件焊接方法和工艺规范 。（1） 工作平台工作平台是用于工件的停放。由于焊接变位机通常情况下需配合着夹具来工作，完成焊件的翻转及焊接。所以在工作台表面都开有沟槽，用于安装工件的夹具的移动和固定。与此同时工作台面表面经过网格状处理以后增大了摩擦，方便于工件在变位时位置的固定。（2） 工作台回转机构工作台回转机构，用于实现工作台面上被焊接件回转运动的实现。该部分主要是传动部分的设计。包括传递的动力，改变运动方向，改变运动速度。（3） 工作台倾斜机构另外根据设计标准和设计要求，通过电动机驱动，通过大型传动比减速机（谐波减速机），减速和齿轮多级减速，以获得连续稳定的工作台倾斜速度。 传输线：直流带齿轮电机 - 谐波减速器 - 齿轮传动，以达到桌面倾斜。 除了使用减速减速机的传动比和结构体积小的特点外，还采用减速减速器锁定功能。（4） 控制装置是工作台回转控制系统和倾斜控制系统组成。（5） 焊接导电装置导电装置提供 平稳的电流回路，有效地防止焊接电流直接通过齿轮对和轴承。 既保证焊接电流充足，又能使电流从电流的转动受到损坏。第3章 传动部分设计3.1 传动部分的总体设计要求（1） 根据焊接速度需要，预设定：工作台回转角速度0.53.15r/min ；工作台倾斜角速度0.11r/min ；（2） 结构简单，重量轻，成本低；（3） 尽量采用标准件，便于加工制造。3.2 传动系统的分析和拟定机器必须由原动机供电才能工作。 一般来说，原动机与工作机械直接相关是非常罕见的，通常在两者之间建立一个中间装置，称为传动装置的中间装置，称为驱动装置; 在机械中，传动功能是基于机器的工作需要减速，超速，移动或改变运动形式的功能。在设计驱动器时，首先需要开发驱动方案（或传动系，传动系或运动链），即选择驱动类型。 因此，有必要了解，掌握，分析和比较各种传输的性能，特点和范围。 合理选择传动类型及其组成的变速箱，以满足机器的运动，动力等要求。选择传动的型式时，应当考虑到的主要指标是：效率、功率、运动性能；整体尺寸；总重量；生产率和成本等。现分别简要描述如下：（1） 功率 每个变速箱的动力尺寸可以与变速器的工作原理，承载能力，工作速度，效率，材料和制造精度有关。 通常，啮合传动装置的传动功率高于摩擦传动装置的传动功率，但由于齿面的相对滑动速度，啮合传动中的减速的滑动速度相对较大，导致大量的 发电量低，效率低，不传输大功率; 传输是由于材料之间的关系不能通过大功率。（2） 效率效率是评估传输质量的重要参数。 高效率意味着节省电力并节省运营成本。 低效率驱动器通常不用于提供大功率。 （3） 速度速度是变速器的主要运动特征。 提高传动速度是机械发展的主要方向之一。 影响动态载荷速度和制造精度的因素。 在传统的驱动中，除了螺杆驱动和链条驱动之外，啮合驱动的容许速度通常高于摩擦传动。（4） 传动比传动比是变速器的另一个运动特性。 每次传输由于外部尺寸或承载能力等因素，都有自己的最大传动比。 另外还要考虑传动比的精度。 对（5） 外廓尺寸、重量及成本通常，啮合传动比摩擦驱动器更紧凑，但成本更高。 在啮合驱动中，减速传动装置和部分啮合行星传动装置通常尺寸和重量最小。拟议的方案应在对其技术经济指标进行全面比较之前 一个决定5。3.3 本焊接变位机传动系统的确定3.3.1工作台回转系统首先，考虑到焊接速度的要求，台面速度相对较小，所以减速比相对较大，为了最小化传动部件的体积，成本相对较低，所以主要 使用两级减速减速机，采用滑轮减速，既能实现所需的传动比，又能吸收振动。 随着减速轴的第二阶段，输出轴连接到工作台上，以实现低速转台。 具体驱动的简单示意图如图4-1所示。图31工作台回转系统1电机 2小带轮 3大带轮 4减速轴5减速 6减速轴 7减速 8工作台3.3.2 工作台倾斜系统由于工作台的倾斜速度比较小，由于结构的需要在一级齿轮减速中加入一个传递齿轮。具体传动示意简图如图32所示。图32工作台倾斜系统1、减速电机 2、联轴器 3、齿轮减速器 4、联轴器 5、底座6、小齿轮 7、机架 8、传递齿轮 9、扇形齿轮 10、倾斜转动轴3.4 回转机构的设计工作台和工件总质量，回转主轴的危险断面位于轴承处 ，所受的弯曲力矩为： 图3-1 回转主轴受力分析示意图 （3-1） 其中：综和质量 偏心距台面高度。 回转轴倾斜角回转轴转角根据焊接变位机国家行业标准 其中重心距取600其轴承处的扭矩： （3-2）按第三强度理论折算的当量弯矩为： （3-3）本式在满足条件时才会出现最大值。其值为: （3-4）对于指定此的变位机：，该数据由文献10表7-11可查得。 （3-5） （3-6）所以回转主轴的强度可以选在的范围内随意位置进行计算。 主轴材料用45号钢（调制处理） = =61.1 （3-7） d （3-8） 取d=80mm，校验主轴： （3-9） 其中 初步确定主轴的结构尺寸如下图 图3-2 主轴的结构与装配3.5 倾斜机构的设计3.5.1 倾斜轴的设计3.5.1.1 倾斜轴尺寸计算估计回转工作台及回转机构的总重量=20009.8=19600其对倾斜轴的最大倾覆力矩=19600=15484 （3-103）预估滑动轴承处轴颈 120mm则=1+=1+0.5120/2400=1.0225 （3-104）主轴在=90 =0时支反力= =45092.3主轴在= =90时支反力K = =33305.9 C取大值所以实心轴颈=76.7 （3-105）取=120mm符合条件3.5.1.2 倾斜轴的强度校核倾斜轴强度校核=37.1 （3-106） 倾斜轴选用45号钢调质=603.5.2 齿轮设计扇形大齿轮选取 =8 =101传递齿轮选取 =8 =67小齿轮选取 =8 =17倾斜机构齿轮为开式传动，按齿根弯曲疲劳强度校核倾斜机构的齿轮为开式传动，校核其齿根弯曲疲劳强度：公式为= （3-107）扇形大齿轮： =38326.7 =1.0=1.518 =2.18 =1.79 =70 =8 则=405.4=489.2 （3-108） 符合要求传递齿轮： =38326.7 =1.0=1.529 =2.25 =1.74 =87 =8 则=329.6=486.9 符合要求小齿轮：=38326.7 =1.0=2.244 =2.97 =1.52 b=110 m=8 则=441.2=530.8 符合要求3.6 传动比的拟定及确定3.6.1 总传动比的确定（1） 工作台回转机构根据初步选择电动机，电机的转速为1500r/min,再根据前面总体设计时焊接速度的要求，预设定工作台回转速度为V回0.53.15r/min，总传动比的公式如314： （314）式中 电动机额定转速（r/min） 工作轴转速（r/min）则根据总传动比公式 取i=2880（2） 工作台倾斜机构根据初选电机，电动机的额定转速为3000r/min，而根据焊接速度要求，总体设计时要求工作台回转速度V回0.11r/min，则根据总传动比公式 取i51201. 本焊接变位机传动比的分配确定（1） 工作台回转系统 由于回转机构传动采用的是三合一减速以及两个开式齿轮减速，再依据上述传动比分配注意事项，取 i带轮2 I中间1=36 I末级2=40（2） 工作台倾斜系统工作台倾斜系统则采用的是电动机减速，齿轮减速及一级齿轮减速，同样考虑的是传动比选择注意事项，取 i电机16 i减速80 i齿43.6.2.计算传动装置的运动和动力参数按电动机到工作轴的传动顺序进行如下计算：1 各轴转速可由式315计算6 9 r/min （315） 式中为电动机满载转速，r/min由式315可计算得各轴为：750r/min=20.83r/min=0.52r/min 2.各轴输入功率可由式316计算 r/min (316) 式中为电动机输出功率，kW.为一对带轮的的效率.为一对减速减速的效率.为一对滚动轴承的效率。为1轴到2轴之间的效率，其余类推。由式316可计算得各轴的输入功率为=0.178kW=0.141kW=0.111kW 3.各轴输入转矩可由式317计算 Nm （317） 式中为各轴转矩，i=1，2，3由式317可计算得各轴转矩为=2.27Nm=64.64Nm=2038.55Nm3.7 齿轮的设计与校核3.7.1 工作台倾斜机构中的齿轮的设计与校核1.选择齿轮材料由于传动没有特殊要求，为了方便于制造，采用软齿面直齿圆柱齿轮即可。小齿轮齿轮选用40CrNiMo，调质，283330HBS大齿轮选用45钢，调质，220250HBS52.按齿面接触强度设计 一对钢制外啮合齿齿轮设计公式用式322计算 （322）式中 T1齿轮转矩，Nmm；b轮齿接触宽度，mm；K载荷综合系数；H轮齿的许用接触应力，N/mm2；u大齿轮和小齿轮的齿数比；d齿宽系数 小齿轮转矩可由前文表34查得，T1=571360Nmm 初步设计选择小齿轮齿数z1=26,那么大齿轮齿数z2=426=104。 转速不高、功率不大，选择齿轮精度为9级 载荷平稳、对称布置、轴的刚度较大，取载荷综合系数K=1.25 齿宽系数d=0.95 确定许用接触应力由参考文献5图528可查的810N/mm2 580N/mm2 取 得到810 N/mm2 690 N/mm2所以取690 N/mm2 从而可计算得到小齿轮分度圆直径110.4mm计算模数 4.17 根据齿轮标准模数取值 取m=5mm计算齿轮主要尺寸及圆周速度分度圆直径 ；中心矩 齿轮齿宽，取 圆周速度m/s 所以选用9级精度满足要求。3.校核齿根弯曲强度校核该齿轮弯曲强度可用式323计算 （323）式中 YFS复合齿形系数；m模数，mm；T齿轮转矩，Nmm；b轮齿接触宽度，mm；K载荷综合系数；Z1齿数；H轮齿的许用弯曲应力，N/mm2由参考文献5中，表530查得 YFS14.19 ，YFS23.90 由参考文献5中，表531查得 Flim1=600 N/mm2， Flim2=540 N/mm2由参考文献5中，表58查得 SFmin=1, 故由参考文献5中，式536 （324） 得：F1 600 N/mm2， F2540 N/mm2又 K=1.2，m5mm，b110mm得 所设计的齿轮符合设计使用要求3.8 轴的设计与校核3.8.1 轴的结构设计原则 轴的结构设计是基于强度和刚度的要求，考虑到轴上部件的组装，定位，固定和加工的要求，以确定轴的合理结构和尺寸。轴的设计具有更大的灵活性和多样性，但轴的结构设计原则上应符合以下要求：1) 轴及安装在轴上的零件都需要有确定的工作位置；2) 轴上零件要便于装拆；3) 不应使轴的强度、刚度因轴的结构设计不相当而受到很大的削弱。3.8.2轴的初估轴的初始直径是使用键槽的轴上的扭转部分的最小直径，也考虑到槽对轴强度弱化的影响。当直径增加3-5，然后变圆时，有一个键槽。 如果延长轴与电机轴联接，则应考虑电机轴直径和联轴器孔径大小，适当调整轴尺寸的初始直径5 。1.材料的选择和轴径的计算1.材料选择 现以回转机构中第二级减速轴为例来进行轴的计算，因为减速器功率不大，且无特殊传动要求，故选用45号钢作正火处热处理。强度极限2.按转矩估算轴的最小直径轴的结构设计要在初步估算出一段轴径的基础上进行。最小直径可用式325计算 （325）式中 P轴所传递的功率(kw)；n轴的转速r/min)；C由轴的许用切应力所确定的系数，见表38表38 轴常用材料的C值轴的材料Q235，20354540Cr，35SiMn，38SiMnMoC16013513511811810710798取 C110则 根据计算所得最小轴径，取整后取45mm，根据设计需要能确定轴的其它部位的直径、长度，其具体的尺寸结构如图图35 第二级减速轴的结构尺寸2. 其它轴材料的选择和轴径的计算类似地，可以计算第一级减速轴，第二级减速轴，小齿轮轴，变速齿轮轴和倾斜轴的最小轴线直径，使得轴的结构尺寸可以根据 设计要求。画图。3.8.3 轴的强度校核1. 第二级减速轴的强度校核根据轴工作时的受力特点可以确定出轴的受力如图36a所示：1) 计算减速受力：可用式326对减速减速的受力进行计算： （326）式中 、分别为减速的圆周力、轴向力、径向力；、分别为减速的圆周力、轴向力、径向力。单位（N）由式（326）可计算得 =3232N 5482N 2235N2) 计算轴承反力：水平面 -3916N 9398N垂直面 1384N 851N3) 绘制弯矩图：水平面弯矩图（如图36b所示） 截面b: 460502Nmm 420102Nmm垂直面弯矩图（如图36c所示） 67816Nmm 81984Nmm合成弯矩图（如图36d所示） 465485Nmm 428017Nmm4) 绘制扭矩图：（如图36e所示）由前知T=64640Nmm，又根据，由参考资料5可以查得和，故应力校正系数0.58374915) 绘制当量弯矩图：（如图36f所示）对于截面b：对于2截面和c截面：6) 计算轴截面b和c处的直径： 两截面虽有键槽削弱，但是结构设计所确定的直径已分别达到50mm和45mm，所以，强度足够。 同样可对其它轴进行强度校核，设计都满足强度要求。图37第二级减速轴的弯矩图3.9 轴承的选择与校核3.9.1 轴承的选择滑动轴承和滚动轴承的性质的轴承摩擦分为两类。由于滚动轴承已经规范化，因此由大量专业生产厂家考虑使用滚动轴承。按照滚动体的形状，滚动轴承分为滚珠轴承和滚子轴承两大类。在相同的尺寸下，滚子轴承的滚动体和滚子成直线接触，它与滚珠轴承的接触点大于承受能力，抗冲击性;但球轴承易于制造，价格低廉，而且操作比前者灵活。滚动轴承型号的选择，轴承尺寸的负载，方向，性质和轴速度。当负载平稳或轴向力相对于径向力小时，经常选择深沟球轴承;当轴向力大时，载荷不平滑或载荷大，选用圆锥滚子轴承 5。在本次设计中根据不同结构的需要，选用了圆锥滚子轴承和角接触球轴承，具体型号如下：（1） 第一级减速上轴承的选择根据第一级减速的轴径，选用圆锥滚子轴承7204E（GB29784）（2） 第二级减速轴上轴承的选择根据第二级减速轴的轴径，选用圆锥滚子轴承7206E（GB29784）（3） 第二级减速轴上轴承的选择根据第二级减速轴的轴径，选用圆锥滚子轴承7209E和7210E（GB27689）（4） 传递齿轮轴上轴承的选择根据轴该轴的轴径，选用角接触球轴承36206（GB29283）（5） 倾斜轴上轴承的选择根据倾斜轴的转速低，转动少等特点和轴径，选用滑动轴承。3.9.2 轴承的校核由于第二级减速轴的载荷最大，转矩也最大，所以一第二级减速轴为例进行轴承校核，1) 确定轴承1、2的径向载荷，轴承受力如图37a所示，；2) 确定轴承的轴向载荷，圆锥滚子轴承7210E的e=0.37,Y=1.62，则轴承派生轴向力 （327）式中 S轴承派生轴向力，N Y当量动载荷时的轴向系数R轴承径向载荷，N故2966N；1252N因，故N，3) 计算当量动载荷，当量动载荷可用式328来计算1 N （328）式中 P当量动载荷，NKP动载荷系数A轴承轴向载荷，NX当量动载荷时的径向系数Y当量动载荷时的轴向系数e=0.37，；由此可得1，；，所以 4) 计算所需基本额定动载荷可用式329计算1 （329） 式中 C计算所需轴承的基本动载荷，NP当量动载荷，Nn转速，r/minL10h轴承预期设计寿命,由于，所以取22962N，轴承预设寿命为18000h；n=0.58可得到： C19640N47580N因此，选用轴承7210E合适5) 计算轴承寿命轴承寿命可用式330来计算1 (330)式中 C基本额定动载荷，Nn转速，r/minP当量动载荷,N额定动载荷C=43.57kW2，所以取22962N18000h因此，轴承使用寿命也达到设计要求。第4章 机架的设计机架是焊机变位机的支撑部件，不仅对焊接工作
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