毕业设计（论文）-40t焊接滚轮架设计--主动滚轮座设计.doc

本科毕业设计（论文）说明书 摘要摘要 焊接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。 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。文中详细 讨论了滚轮架上筒体轴向运动的机理和特性，由于滚轮架制造安装过程中的随机误差， 使滚轮与筒体之间产生螺旋角，导致筒体的轴向运动。比较了升降式、平移式和偏转 式三种机械调节方式的优缺点，设计中充分的考虑了滚轮架的合理性和经济性等因素。 关键词关键词：焊接；工装夹具；滚轮架；减速器 本科毕业设计（论文）说明书 I Abstract Welding equipment is a variety of assistive devices and equipment which in the welding process and welding production line, to the achievement of welding mechanization and automation, and will help improve the quality of welding assembly to speed up the production process of welding. Welding turning rolls is a welding machine by drawing on the wheel and take the initiative between the Mount Weldment relay drive rotating to shift. The mechanism and the characteristics were investigated in detail for the axial drifting of a shaft on the welding turnig rolls. The spiral angle that comes from the random errors in the manufacture and the installation of the welding rolls, results in the axial drifting of a cylinder on the welding turning rolls. The comparison was made for both their merits and shortcomings among the three adjusting manners: the elevating, the translational and the deflecting. Fully accounting is taken into in the design of the wheel frame of rationality and economic factors. Key words: Welding; Tooling Fixture; welding turning rolls; reduction gear 本科毕业设计（论文）说明书 II 目录目录 摘要摘要.I Abstract.II 目录目录 . 第第 1 章章 绪论绪论 .1 1.1 焊接工艺现状及发展方向 .1 1.2 论文主要研究内容.2 第第 2 章章 焊接用工艺设备焊接用工艺设备 .3 2.1 概述.3 第第 3 章章 240240 吨焊接滚轮架主动轮设计吨焊接滚轮架主动轮设计 .6 3.1 机械传动装置方案设计.6 3.2 减速器传动零件的设计计算.10 3.3 减速器箱体结构设计.21 3.4 减速器的附件设计. 23 结论结论 .28 参考文献参考文献 .29 致谢致谢 .30 附件附件 1 .31 附件附件 2 .42 本科毕业设计（论文）说明书 0 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 焊接工艺现状及发展方向焊接工艺现状及发展方向 随着现代工业的高速发展和焊接技术的不断进步，焊接作为一种金属连接的工艺 方法，在金属结构生产中已经基本取代了铆接连接工艺。焊接与铸造、锻压、切削加 工、热处理等金属加工工艺组合，成为机械制造业的主要加工方法，许多传统的铸锻 产品，也由焊接制品或铸焊、锻焊制品所代替。 早期的焊接结构大多数是用手工电弧焊完成的，有时还用到氧乙炔气焊。随着 焊接工艺方法的发展及焊接结构形式的改进，焊接结构生产也已向机械化、自动化方 向发展，现在不仅已经制成了各种机械化、自动化以及专门用途的自动焊接机，而且 还制造了大量的焊接辅助装备、单机自动化的焊接机械装置，焊接结构生产流水线和 生产自动线早已成为现实。焊接机器人在某些部门得到了较普遍的使用。在整个机械 制造行业中，焊接机器人比其他类型机器人应用更广泛。焊接结构生产的机械化、自 动化，不仅可以提高焊接结构的生产率，降低产品成本，提高产品质量，同时也使生 产工人的健康进一步得懂到保障，环境污染也有所下降。然而，由于焊接结构的多样 化及生产过程的复杂性，目前国内焊接生产的机械化、自动化程度还是较低的，手工 操作在某些产品，甚至某些行业中仍占较大的比例。 焊接结构生产的整个过程同其他任何一生产过程一样，除了基本的生产工序以外， 还包括大量的辅助工序，其中主要是焊接零件的制备、装配、工序间的传送和制品的 变位与清理等。另外，制品工序间的检验也占有相当大的工作量。因此，要提高焊接 结构生产的生产率和产品质量，应考虑整个焊接结构生产过程的机械化、自动化，其 途径可包含以下内容： （1） 材料预处理和备料工序的机械化、自动化，这不仅可以降低本工序的劳动 量、提高生产率，还将有利于被阻焊零件质量和精度的提高，而使装配、焊接易于实 现机械化和自动化，并提高产品质量。 （2） 扩大先进生产工艺的应用范围，研制各种专业焊接装备，实现焊接工艺的 机械化。 （3） 采用先进的起重运输装备，并在各工位和工位之间配置专用的区域性起重运 本科毕业设计（论文）说明书 1 输装备及传送带，组成立体的其起重运输网络，以缩短零部件及制品的传送时间。在 取物装置方面应广泛的采用真空吸盘、电磁铁及机械手等，以取代低效率、低质量的 吊钩。 （4） 大量采用机械化的工件变位机械及焊接操作机械等辅助装置。它们可以使焊 缝或焊机、焊工处于有利的焊接位置，从而提高焊接生产率及焊接质量。 （5） 注意使用各种夹具及辅助工具，如定位器、压夹器、装配胎架、打渣工具及 防飞溅涂料，以减少焊前、焊后清理时间；采用电缆快速接头、碳弧气刨等，以保证 装配焊接质量及提高工作效率。 综合上述的应用，将促进实现焊接生产的单机自动化的生产全过程的自动化，提 高产品质量，而本文将涉及五个途径中的焊接变位及操作机械的介绍及设计。 1.2 论文主要研究内容论文主要研究内容 由于焊接这种工艺方法在现代工业中重要性，对其机械化、自动化的要求越来越 高，本论文主要对各种焊接装备及其各自各性能特点进行了简单介绍，着重对焊接操 作机械中的焊接滚轮架进行了介绍，并对 240t 焊接滚轮架的防轴向窜动问题和该问题 的解决方案进行了讨论，设计了防轴向窜动装置，解决了由于滚轮架制造和安装不当 或弓箭件几何形状不准使工件在回转时产生轴向位移的问题。 本科毕业设计（论文）说明书 2 第第 2 章章 焊接用工艺装备焊接用工艺装备 2.1 概述概述 2.1.1 焊接生产过程中工艺装备的作用焊接生产过程中工艺装备的作用 现代化的工业生产，要求生产效率高、劳动强度低、产品质量优、价格低廉、有 竞争力，焊接生产同样应具有这些特征，在整个生产过程中充分应用工艺装备，实现 生产过程的机械化、自动化，有助于达到上述要求，在焊接生产中，焊接时间只占产 品全部加工时间的 10%30%，其余为备料、装配及辅助工作等时间。节约每一工序的 时间，为缩短产品生产周期无疑是具有重要意义。另外，焊接产品质量的好坏不仅取 决于焊接工艺质量，与备料、装配等工序的质量也有密切关系。因此，在整个焊接生 产过程中不论产品的质量要求和批量的大小如何，据应考虑采用生产工艺装备。 采用工艺装备并不意味着要选用机构复杂、价格昂贵的设备，许多情况下是采用 一些简单的定位器，压紧器或将现有设备稍加改装，往往也能收到明显的技术和经济 效益。 2.1.2 焊接生产工艺装备的分类焊接生产工艺装备的分类 焊接结构种类繁多，形状尺寸各异，生产工艺过程和要求也各不相同，相应的工 艺装备在形式、工作原理及技术要求上也有很大差别。图 2.1-1 是按照工艺装备的功能 分类的。习惯上是将定位、压夹、推拉等工艺称为夹具；装配、焊接台架、焊接变位 机械成为胎架装置。实际生产中工艺装备往往不是单一功能的，例如定位器、夹紧器 常与装配台架合在一起，装配台架又与焊件操作机械合并在同一套装置上，在专业化 程度很高的焊接生产中，则将焊机、焊接机器人、专用工艺装备及搬运机械组合在一 起，成为专用焊接机床或焊接生产流水线。 2.1.3 工艺装备的选择工艺装备的选择 焊接结构的生产规模和批量，在相当大的程度上决定了他的工艺装备的专用化程 度、完善性、效率及构造。制品的结构特征、重量以及质量要求等技术特征也是选择 工艺装备的重要依据。 本科毕业设计（论文）说明书 3 图图2.1-1 焊接生产工艺装备的分类焊接生产工艺装备的分类 单件生产时，除非该产品的技术要求特别高，一般是采用通用的夹具及机械装置； 但如果类似产品比较多，也可以采用有一定通用性的高效工艺装备。 成批生产时，可根据技术要求、批量大小、工作场地面积、焊接与辅助时间的比 例以及工艺装备的成本；来决定所应采用工艺装备的完善性及效率。通常是采用较专 用的工艺装备，但在同一装备上应完成几道工序的工作。 对于大量的生产的焊接产品，应考虑采用专用的工艺装备，并严格按照生产的节 奏来计算每一单位。 回转台是一种简化的变位机，它的工作台面处于水平位置或固定于某一倾角，用 于法兰焊接、封头切割等工作。 焊接生产工艺装备 装配用工艺装备 焊接用工艺装备 装配焊接组 合工艺装备 装配焊接组 合辅助装备 检查用工艺装备 定位器及定位装置 推拉装置 压夹器及装配装置 装配台架 焊件操作机械 焊接机械 焊工操作机械 焊接辅助装置 焊接变位机 焊接滚轮架 焊接翻转机 横臂式焊接机 单轨式焊接机 悬架式焊接机 门架式焊接机 爬行式焊接机 电渣焊焊接机 焊接机器人 焊丝处理装置 焊剂回收装置 焊剂垫 本科毕业设计（论文）说明书 4 焊接生产中欲将沉重的工件翻转到有利于焊接的位置往往是较困难的，使用通常 的桥式起重机或其他起重机不仅费时，增加了通用的起重设备的负担，而且会因通常 缺乏专用吊具而发生事故。根据工件的结构特征采用专门的翻转机可以提高工作效率， 改善制品的质量。翻转机特别适用与大型、长条形的工件，使他们在水平轴线回转。 根据构造翻转机可分为：头架式、头尾架式、框架式、转环式、链条式及油压千斤顶 式。 本科毕业设计（论文）说明书 5 第第 3 章章240240 吨焊接滚轮架主动轮设计吨焊接滚轮架主动轮设计 3.1 机械传动装置方案设计机械传动装置方案设计 机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分组成。传动装置在原动机与工作机之间传递运动 和动力，并藉以改变运动的形式、速度大小和转矩大小。传动装置一般包括传动件（齿轮传动、涡 轮传动、带传动、链传动等）和支撑件（轴、轴承、机体等）两部分。它的重量和成本在机器占很 大比重，其性能和质量对机器对工作影响也很大。因此合理设计传动方案具有重要意义。 满足工作机性能要求的传动方案，可以由不同传动机构类型以不同的组合形式和布置顺序构成。 合理的方案应保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用 维护便利。一种方案同时满足这些要求往往是困难的，因此要保证重点要求。 布置传动顺序时，一般考虑以下几点： （1）带传动的承载能力较小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓 冲减震，因此宜布置在高速级（转速较高，传递相同功率时转矩较小） 。 （2）链传动运转不均匀，有冲击，不适于高速传动，应布置在低速级。 （3）蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，适用于中、小功率、 间歇运转的场合。 （4）圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径、大模数的圆锥齿轮，所以只有在需改变轴的布置方 向时采用，并尽量放在高速级和限制传动比，以减小圆锥齿轮的直径和模数。 （5）斜齿轮传动的平稳性较直齿轮传动传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。 （6）开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，寿命较短，应布置在低速级。 （7）一般将改变运动形式的机构（如螺旋传动、连杆机构、凸轮机构）布置在传动系统的最后 一级，并且常为工作机的执行机构。 （8）传动装置的布局应尽量做到结构紧凑、匀称，强度和刚度好，便于操作、拆装和维修。 本科毕业设计（论文）说明书 6 3.1.1 电动机的选择电动机的选择 此处省略 NNNNNNNNNNNN 字。如需要完整说明书和设计图纸等.请 联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！ 该论文已经通过答辩 （2）确定传动装置的传动比，分配各级传动比 总传动比 W m a n n i 式中 电动机满载转速，。 m nminr 则 =3750 a i 4 . 0 1500 4321 iiiiia 取 、 =5， =3 2 i 3 i 4 i 则 =50,处于 1560 之间，符合要求。 1 i 432 a i i ii 传动比分配为 =50, =5， =5， =3。 1 i 2 i 3 i 4 i （3）传动装置的运动和动力参数 各轴转速 轴 =1500() n m nminr 轴 =30（) n 1 inminr 轴 )min(6530 2 rinn 本科毕业设计（论文）说明书 7 轴 )min(2 . 156 3 rinn 轴 )min(4 . 032 . 1 4 rinn 各轴功率 轴 =1.5(kW) d PP 轴 =1.5 0.750.98=1.1025kW 轴 =1.10250.970.98=1.05kW 轴 =1.050.970.98=0.996kW 轴 =1.000.970.98=0.95kW 输出功率=0.93(kW) 各轴转矩 轴 =9550=9.55(N) 轴 =9550350.9625(N) 轴 =9550=1671.25(N) 轴 =9550=7926.5(N) 轴 =9550=22681.25(N) 计算数值列表如下（见表 3-1） 表表 3-1 减速器各轴主要参数计算结果减速器各轴主要参数计算结果 本科毕业设计（论文）说明书 8 轴号 输入功率转矩转速 传动比 i 效率 1.59.551500 1.1025350.962530 1.051671.256 0.9967926.51.2 0.9522681.250.4 50 5 5 3 0.735 0.9506 0.9506 0.9506 3.2减速器传动零件的设计计算减速器传动零件的设计计算 3.2.1 各个轴的齿轮尺寸各个轴的齿轮尺寸 以轴为例计算： 选择材料及确定许用应力 齿轮轴用 40，齿面硬度为 250HB。 r C 大齿轮用 40,齿面硬度为 250HB。 r C 查1图 6-12 得：；=354；=1.3(1表 6-23)，则 a MP380 3limH 4limH a MP H S =292.3 M 3H H H S 3lim 3 . 1 380 =272.3 M 4H H H S 4lim 3 . 1 354 查1图 6-13 得：=92M；=78M；=1.69（1表 6-23） ，则 3limF a P 4limF a P F S =57.5M =48.8M 本科毕业设计（论文）说明书 9 按轮齿弯曲强度设计 齿轮按 9 级精度制造。 查表16-22，取载荷系数 K=1.5。 齿宽系数=0.2 取=29，则=i=3 29=87 查1图 6-7，齿形系数=2.9，=2.22，则 =0.05 =0.045 因，取设计。 模数 m= = 4.6 考虑磨损，模数要加大 10%，m= 查1表 6-16，取模数 m=5.5mm 中心距: a=319mm 齿宽:b=0.2 319=63.8mm 取 =b=65mm，=70mm 几何尺寸 分度圆直径： =m=159.5mm =m=478.5mm 齿顶高： h=h=hm=5.5mm 本科毕业设计（论文）说明书 10 齿根高： =6.875mm 齿全高： =12.375mm 齿顶圆直径： =170.5mm =489.5mm 齿根圆直径： = =(29) =145.75mm = = =464.75mm 基圆直径： =149.88mm 齿距： =17.27mm 齿厚： =2.75 =8.635mm 同理可以确定齿轮 22 和齿轮轴 27 的模数 m=4.5,其传动比 i=5 取 =20,=100 则分度圆直径 =m=90mm =m=450mm 齿顶高 齿根高 齿全高 本科毕业设计（论文）说明书 11 齿顶圆直径 = = =99mm = = =459mm 齿根圆直径 = = =78.75mm = = =438.75mm 齿距 齿厚 s= =7.065mm 基圆直径 =84.57mm 顶隙 依照上述步骤继续计算，对于齿轮轴 11 和齿轮 30 求得其模数 m=4 本科毕业设计（论文）说明书 12 取齿轮轴 11 齿数为,齿轮 30 的次数为，其传动比为 i=5 则分度圆直径 =m=64mm =m=320mm 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 = = =72mm = = =328mm 齿根圆直径 = = =54mm = = =310mm 齿距 本科毕业设计（论文）说明书 13 齿厚 s= =6.28mm 基圆直径 =60.14mm 顶隙 3.2.2 涡轮蜗杆设计涡轮蜗杆设计 本科毕业设计（论文）说明书 14 图图 3-2 涡轮蜗杆结构简图涡轮蜗杆结构简图 因为主动轴为蜗杆轴： 取其材料为 40Cr；模数为，直径系数 q=11,蜗杆头数=1 取涡轮模数为 4，涡轮齿数为=50。 中心距： a= 圆整中心距，取=125mm，则变位系数 X=0.75mm 因-1 0.75 1 故符合变位系数要求范围。 蜗杆尺寸 分度圆直径 =qm=11 4=44mm 节圆直径 =m(q+2x)=8=76mm 齿顶圆直径 =+2=+2m=44+2 4=52mm 齿根圆直径 =-2=44-2=34.4mm 涡轮尺寸 分度圆直径（节圆直径相同） =m=4 齿顶圆直径 本科毕业设计（论文）说明书 15 = 齿根圆直径 =-2 外圆直径 +1.5m=214+1.5 涡轮齿宽 B=0.75=0.75 3.2.3 轴的结构尺寸计算轴的结构尺寸计算 以轴为例设计计算 (1)选择材料，确定需用应力 材料选用 40Cr，调质处理。 查1表 7-1 ，材料强度极限=700MPa；查1表 7-12 ，对称循环下许用应力 =65MPa。 (2)计算基本直径 查表 7-11，C=50(轴端弯矩较小) 95.5mm 取=100mm (3)绘制结构简图(图 3-3) 本科毕业设计（论文）说明书 16 图图 3-3 轴的结构示意图轴的结构示意图 a确定各轴段直径 段：= 100mm，与轴承（轴承 2220）配合。 段：= 110mm，大于 100mm 安装齿轮处的尺寸尽量圆整。 段：= 130mm，=+2h= 110+20= 式中，h 为轴肩高，h=7.2取 h=10mm，b=1.4h=14mm。 段：=2 段相同，大于 100mm，减小加工量。 段：130mm，与轴承（轴承 2226）配合。 b确定箱体内宽 箱体内宽：由于有旋转件，两侧留 10 20mm，考虑铸造不精确，要将箱体内宽度 圆整到整数。因为箱体内最大齿轮宽度分别为，,故箱体内宽度 W 为： ,取。 本科毕业设计（论文）说明书 17 c确定轴上各段长 段： ,(深向挡油板 6mm+轴承宽 34mm+外伸 2mm) 段： ,(齿轮宽 124mm+挡油环 6mm) 段： = 14mm, =1.4h=1.4。 段：114mm ,(齿轮宽 114mm) 段： =42mm ， （此处宽度与） 总轴长 L= =42+130+14+114+42 =342mm。 d各支撑点间距 轴承间距 mm 齿轮与左轴承距离=86mm 各段轴直径、长度确定后，即轴的结构尺寸设计完成。是否能用，还需要再校核 危险截面，最后作结论。主要是据设计的结构尺寸，按弯扭矩组合强度校核。 （4）校核轴的强度 受力分析图 3-4 轴上的扭矩：=22681.25(N) 齿轮受力分析 圆周力 =94801.46N 径向力 =34504.91N 本科毕业设计（论文）说明书 18 垂直面支反力 =34504.91-9572.33=24932.58N 水平面支反力 = =94801.46 26299.76=68501.70N 求危险截面弯矩，并绘制弯矩图 本科毕业设计（论文）说明书 19 图图 3-4 轴的受力分析简图轴的受力分析简图 垂直面图 3-4b 本科毕业设计（论文）说明书 20 水平面图 3-4cs 合成弯矩图 3-4d 齿轮面 做扭矩图图 3-4e =22681.25 (N) 由图可知危险截面在承载面的左边。 3.2.4 滚动轴承的选择和计算滚动轴承的选择和计算 需要考虑的约束条件有： 对于深沟球轴承，参考文献1公式（8-4）知径向基本额定载荷 -（3-2） 由2表 6-10 查得 2220 深沟球轴承基本额定动载荷,查1表 8-14 得 查1表 8-15 得，对球轴承，查4表 6-6 得轴承使用寿命，将以 上数据代入公式（3-2）后得： 故在规定条件下，2220 轴承可承受的最大径向载荷为 37860.46N，大于轴承实际 承受的径向载荷 34504.91N。所选轴承合格。 3.2.5 平键的选择与计算平键的选择与计算 类型选择：选 A 型键。 尺寸选择：查1表 5-73 得建 b,因为轴毂宽,所以选键 长 L=120。 本科毕业设计（论文）说明书 21 强度验算：查1表 5-72 得许用挤压应力120MPa 键遇键槽接触长度 故此键能安全工作。键为 18 3.3 减速器的箱体结构设计减速器的箱体结构设计 减速器机体使用以支持和固定轴系零件并保证传动件的啮合精度和良好的润滑及 轴系可靠密封的重要零件，其重量约占减速器总重的 30%50%。因此，设计机体结构 时必须综合考虑转动质量、加工工艺及成本等。 减速器机体可以是铸造的，也可以是焊接的。 铸造机体一般采用铸铁制成。铸铁具有较好的吸振性、容易切削且承压性好。在 重型减速器中，为了提高机体的强度和刚度，也有用铸刚铸造的。铸造机体的缺点是 重量较大，但仍应用广泛。 减速器机体可以采用剖分式结构或整体式结构。剖分式机体结构被广泛采用，剖 分面多于传动件轴线平面重合。一般减速器只有一个水平剖分面，但某些水平轴在垂 直面内排列的减速器，为了便于制造和安装，也可以采用两个剖分面。 为了减小机体的结构尺寸，在多级传动中，有的轴线也可不在剖分面上。这样可 提高孔的加工精度，并可缩小机体长度。 整体式机体结构的优点是提高了孔的加工精度，减少了零件的数量，但装配较复 杂。蜗杆减速器的机体为整体式结构，它的两侧具有两个大端盖孔，涡轮即由此装入， 该孔径要大于涡轮外圆直径。为了保证蜗杆传动啮合质量，大端盖与机体采用配合， 要求低时可用,并且要有一定的配合宽度 H。端盖内侧可加肋，以提高刚度。若没有 加肋，则应加大端盖厚度 t。涡轮外圆与机体上壁之间的距离 S 应考虑装配时涡轮与机 体不相碰撞，以便将涡轮装入机体。端盖上应装有启盖螺钉，以便拆卸。 设计机体应在三个基本视图上同时进行，并考虑以下几个方面的问题： （1）机体要具有足够的刚度 本科毕业设计（论文）说明书 22 机体刚度不够，会在加工和工作过程中产生不允许的变形，引起轴承座孔中心轴 歪斜，在传动中产生偏载，影响减速器的正常工作。因此在设计机体时，首先应保证 轴承座的刚度。为此应使轴承座有足够的壁厚，并在轴承座附近加支撑肋。当轴承座 是剖分式结构时，还要保证它的联接刚度。 机体加肋有外肋和内肋两种结构形式。内肋刚度大，外表光滑美观，虽然内壁阻 碍润滑油滑动，工艺也比较复杂，但目前采用内肋结构逐渐增多。当轴承座伸到机体 内部时，则常用内肋。 为了提高轴承座处的联接刚度，座孔两侧的连接螺栓距离 s 应尽量靠近，为此轴 承座孔附近应做出凸台，其高度要保证安装时有足够的扳手空间。 为了保证机体的刚度，机盖和机座的连接凸缘应取厚些。机座底凸缘的厚度应超 过机体内壁。 目前，为了提高机体刚性，方型外廓减速器日益得到了广泛的应用。这种结构采 用内肋，增强了轴承座刚度，并采用了便于拆装的双头螺柱或螺钉的联接结构，不用 底凸缘，而将底座下部四角削进一块放置地脚螺栓，使机体结构更加紧凑，造型更加 美观。 （2）应考虑便于机体内零件的润滑、密封及散热。 对于大多数减速器，由于其传动件的圆周速度 故常采用浸油润滑。因 此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。同时为了避免油搅动时沉渣泛起， 齿顶到油池底面的距离 H 不应小于 3050mm。由此即可决定机座的高度。 对于下置式蜗杆减速器，浸油深度不应超过滚轮轴承最低滚动体中心，以免影响 密封和增加搅油损失。 浸油深度决定后，即可定出所需的油量。并按传递功率进行验算，以保证散热。 对于单级传动，每传递 1kW 需油量;对于多级传动，按级数成比例增 加，如不满足，应适当加高机座，以保证足够的油池容积。 当轴承利用机体内的油润滑时，可以在剖分面联接凸缘上做出输油沟，使飞溅的 润滑油沿机盖经油沟通过端盖的缺口进入轴承。 对于采用浸油润滑的多级传动，当低速极大齿轮浸油深度超过的分度圆半径时， 往往会使搅油损失过大，这时可减少低速级大齿轮的浸油深度，而高速级齿轮则利用 溅油装置润滑。 本科毕业设计（论文）说明书 23 对于下置式蜗杆减速器，当油面高度受到轴承最低滚动体高度限制时，蜗杆接触 不到油面，这时可在蜗杆轴上装溅油盘，以使油飞溅到传动件上而进行润滑。 当传动件转速较低时，若轴承需要利用机体内的油进行润滑，则可在靠近传动件 端面处安装刮油板。 为了保证机盖与机座联接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精刨。 密封要求高的表面要经过刮研。为了提高密封性，在座凸缘上面常铣出回油沟，使渗 入凸缘联接缝隙面上的油重新流回机体内部。此外，凸缘联接螺栓之间的距离不宜太 大，并尽量匀称布置，以保证剖分面的密封性。 对于蜗杆减速器，由于发热大，应进行热平衡计算。机体大小要考虑散热面积的 需要，若经热平衡计算不符合要求，可适当增加机体尺寸或增加散热片和风扇。散热 片方向应与空气流动方向一致。发热严重时还可以在油池中设置蛇形冷却水管，或改 用循环润滑系统，以降低油温。 （3） 机体结构要有良好的工艺性 机体结构工艺性的好坏，对提高加工精度和装配质量、提高劳动生产率以及便于 检修维护等方面，有直接影响，故应特别注意。 (a)铸造工艺的要求 在设计铸造机体时，应考虑到铸造工艺的特点，力求形状简单、壁厚均匀、过渡 平缓、金属不要局部积聚。考虑到液态金属流动的通畅性，铸件壁厚不可太薄。 为了避免金属积聚，不宜采用形成锐角的倾斜肋。 设计机体时，应使机体外形简单，拔模方便。 对于铸造机体，还应尽量减少沿拔模方向的凸起结构，否则在模型上就要设置模 块，以减少拔模困难。当机体表面有几个凸起部分时，应尽量将其连成一体，以简化 取模过程。 机体上还应尽量避免出现狭缝，否则砂型强度不够，在取模和浇注时易形成废品。 （b）机械加工要求 设计结构形状时，应尽量减少机械加工面积，以提高劳动生产率，并减少刀具磨 损， 为了保证加工精度并缩短加工工时，应尽量减少在机械加工时工件和刀具的调整 次数。机体的任何一处加工面与非加工面必须严格分开。 本科毕业设计（论文）说明书 24 与螺栓头部或螺母接触的支撑面，应进行机械加工。 3.4 减速器附件设计减速器附件设计 3.5.1 窥视孔窥视孔 窥视孔用来检查传动零件的啮合、润滑情况等，并可由该孔向箱体注入润滑油。 平时该窥视孔盖用螺钉封住。以防止污物进入箱体内及润滑油渗漏，在盖板与箱盖之 间加有纸质封油垫片，还可以在孔口处加过滤装置，如过滤网，以过滤注入油中的杂 质。 窥视孔平时用窥视盖板盖住，窥视盖板可用铸铁、钢板或有机玻璃制成。窥视盖板与 箱体之间应加密封垫片，并以螺钉连接。 3.5.2 通气孔通气孔 减速器工作时，箱体内的温度和气压都很高，通气孔用于通气，能使热膨胀气体 及时排出，保证箱体内，外气压平衡一致，以避免由于运转时箱体内油温升高，内压 增大，而引起减速器润滑油沿箱体结合面、轴伸处以及其他缝隙渗漏出来。 通气孔通常装在箱盖顶部或窥视孔盖板上，以使箱体内热空气自由溢出。通气孔 的结构不仅要有足够的通气能力，而且还能防止灰尘进入箱体，故通气孔不要直接通 顶端。 3.5.3 油塞油塞 为了排除油污，更换减速器箱体内的油污，在箱座底部油池的最低处设置有排油 孔。排油孔设置在箱体底部油池的最低处，箱体内底面常做成外倾斜面，在排 油孔附近做成凹孔，以便能将油污放尽。排油孔平时用放油螺栓堵住。 箱壁排油孔处应有凸台，并加工沉孔，防封油圈以增强密封效果。放油螺栓有六 角头圆柱细牙螺纹和圆锥螺纹两种。圆柱螺纹油塞本身不能防止漏油，应在六角头与 放油孔接触处加封油垫片。而圆锥螺纹油塞能直接密封，故不需要封油垫片。放油螺 栓的直径可按减速器箱座壁厚的倍选取。 本科毕业设计（论文）说明书 25 3-5 油塞油塞 3.5.4 游标装置游标装置 为保证减速器箱体内油池的油量，一般在箱体便于观察和油面较稳定的部位，设 置油面指示器，分别观察或检查油池中油面高度。油面指示器分油标尺和油标两类。 （1）油标尺 油标尺结构简单，应用较多。标尺上刻有最高、最低油面标线，分 别表示极限油面的允许值，检查时拔出油标尺，根据尺上的油痕判断油面高度是否合 适。 油标尺一般安装在箱体侧面，采用侧装式油标尺时，设计时应注意其在箱座侧壁 上的安装和倾斜角，若太低及倾斜角太小，箱内的油易溢出；若太高或倾斜角太大， 油标尺难以拔出，插孔也难于加工。为此设计时应满足不溢油、易安装、易加工的要 求，同时保证油标尺倾斜角大于或等于。 本科毕业设计（论文）说明书 26 3-6 油标尺油标尺 (2) 油标 油标用来指示箱体内油面高度，它应设置在便于检查及油面稳定之处， 如低速级传动件附近。油标的结构很多，有旋塞式油标、圆形和长形油标，其尺寸规 格已有国家标准。便于选用，但结构复杂，密封要求高，多用于较为重要的减速器中。 3.5.5 定位销定位销 为保证箱体轴承座孔的镗孔精度和装配精度，在精加工轴承座孔前，在箱体联接 凸缘长度方向的两端，各装配一个定位销。为保证提高定位精度，两定位销应布置在 箱体对角线方向，距箱体中心线不要太近。此外，还要考虑到加工和装拆方便，而且 不与吊钩、螺栓等其他零件发生干涉。定位销是标准件，有圆柱销和圆锥销两种结构。 通常采用圆锥销，一般圆锥销的直径是箱体凸缘连接螺栓直径的 0.70.8 倍左右，其长 度大与箱体联接凸缘总厚度，以便于装拆。 本科毕业设计（论文）说明书 27 3.5.6 启盖螺钉启盖螺钉 由于上箱盖与机座接合处涂有密封胶，连接后接合较紧，不易分开，为了便于抬 起上箱盖，在上箱盖外侧的凸缘上装有 12 个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉 顶起上箱盖。启盖螺钉直径约与箱体凸缘连接螺栓直径相同，最好与连接螺栓布置在 同一直线上，便于钻孔。启盖螺钉的螺纹有效长度应大于上箱盖凸缘厚度，钉杆端做 成圆柱形，大倒角或半圆形，以免顶坏螺纹。 3-7 启盖螺钉启盖螺钉 3.5.7 起吊装置起吊装置 起吊装置有吊环螺钉、吊耳、吊钩等，供搬运减速器用。 为了装卸和搬运减速器，常在箱盖上铸出吊耳或吊耳环，用于吊起箱盖，也可用 于起吊轻型减速器，但不允许起吊整台减速器。吊环在箱座两端凸缘下部直接铸出， 其宽度一般与箱体外凸缘相等，吊钩可以起吊整台减速器。 本科毕业设计（论文）说明书 28 3-8 吊环螺钉吊环螺钉 3.5.8 轴承端盖轴承端盖 轴承端盖是用来对轴承部件进行轴向固定，它承受轴向载荷，可以调整轴承间隙， 并起密封作用。轴承端盖有凸缘式和嵌入式两种。 根据轴是否穿过端盖，轴承端盖又分为透盖和闷盖两种。透盖中央有空，轴的外 伸端穿过此孔伸出箱体，穿过处须有密封装置，闷盖中央无孔，用在轴的非外伸端。 结论结论 本论文结合焊接滚轮架基本要求和特点，采用机械设计的基本方法，对焊接机械 的设计进行了研究，所做的工作主要有以下几个方面： 本科毕业设计（论文）说明书 29 （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关先修课程的理 论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固、加深和扩展有关机械设计 方面的知识； （2）通过制订设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力、 确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求，之后进行结 构设计，达到了解和掌握机械零件、机械传动装置或简单机械的设计和方法； （3）进行设计基本技能的训练。例如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、 图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 参考文献参考文献 1 骆素君、朱诗顺主编， 机械课程设计简明手册化学工业出版社 2006，8 2 成大先主编， 机械设计手册。机械制图。极限与配合 （单行本）化学工业出版 本科毕业设计（论文）说明书 30 社 2004，1 3 荣涵锐主编， 机械设计课程设计简图册哈尔滨工业大学出版社 2005，1 4 张展主编， 机械设计通用手册中国劳动出版社 1994，5 5 许镇宇、邱宣怀主编， 机械零件 （修订版）高等教育出版社,1995,12 6 余俊、全永俙、余梦生、张英会机械设计 （第二版） ，高等教育出版社,1986 7 龚溎义主编， 机械零件课程设计图册高等教育出版社，1981 8 王昆、罗圣国主编， 机械零件课程设计挂图 ，高等教育出版社,1986 9 天津大学机械零件教研室编， 机械零件手册高等教育出版社，1982 10 龚溎义,罗圣国,李平林,张立乃等. 机械设计课程设计指导书 2006,3 3 致谢致谢 本课程设计是在刘昆明老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度， 严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项 本科毕业设计（论文）说明书 31 目的最终完成，刘老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向刘老师致以 诚挚的谢意和崇高的敬意。 同时，我还要感谢在一起愉快的毕业设计同学们，正是由于你们的帮助和支持， 我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢我的王树华、尉 学华同学，他们帮我讲解了许多问题，给予我不少的帮助。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成， 有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后 我还要感谢培养我的大学，谢谢你们! 附件附件 1 外文资料翻译 本科毕业设计（论文）说明书 32 本科毕业设计（论文）说明书 33 外文翻译一外文翻译一 轮轴轮轴 图图 1 火车的车轮安装在车轴上，两个轮同步转动。这被称为轮轨火车的车轮安装在车轴上，两个轮同步转动。这被称为轮轨。 一个轴是中央轴用来承载滚轮和齿轮。着某些情况下，车轴也可以用来承载被安 装在滚轮和齿轮中的轴承和轴承垫，以使他们围绕轴旋转。在另外一些情况下，轮和 齿轮也许会被直接固定在轴上，通过轴承来支撑轴，这种情况在自行车上最为常见。 1 交通工具的轴交通工具的轴 车轴是有轮交通工具的必不可少的一个部分。车轴维持着车轮及车轮和整体的位置关系。 对于大多数交通工具来说，车轮是唯一与地面接触的部分。车轴承载着运输装置和其上的货物的所 有的总量，还有加速度，和颠簸时的冲击力。以结构力学的观点来看，轴必须协调好与下列设备的 关系。 驱动器：一个或多个车轴都是动力系统的一部分，一个机械系统都会将转动的力作用在轴上， 使之能够传动力到轮，一边去动整个运输装置。 刹车系统：相反的当运载装置想要停下来时，它就会提供一个力给车轴，通过摩擦力来使车辆 停下来，当车子停下来时由于发动机还在旋转，也就是说轴依然在承受负载。 导向：大部分小型汽车的前轮都是用来导向的，运输工具通过改变前轮轴来改变前轮和车身的 朝向，以便调整车的运行方向。 2 结构特点结构特点 本科毕业设计（论文）说明书 34 图图 2 O 系列新干线的车轮系列新干线的车轮 直轴是一种连接左轮和右轮的装置。车轴的中心线在两个轮的正中间，这样设计 可以保证轮的位置能够在承受压力是不至于改变。直轴常用于火车、民用汽车的后轴， 以及承受巨大载荷的非道路运载工具。 在拆分设计时车轮附在轴的一个端上。在某些设计中它允许允许左轮和右轮独立 悬在车身下，这