机械毕业设计43变位器工装设计—— 0.1t普通座式焊接变位机 .ppt
机械毕业设计43变位器工装设计—— 0.1t普通座式焊接变位机
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机械毕业设计43变位器工装设计—— 0.1t普通座式焊接变位机 ,毕业设计
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变位器工装设计 0.1t普通座式焊接变位机 学 号 :20023237 姓 名 :贺有旭 专 业 :材料加工工程 指导老师 :周友龙 nts主要内容 1.本设计的目的、意义 2.变位机简要介绍 3.设计方案的确定 4.传动装置的设计及校核 5.结论 nts本设计的目的、意义 在焊接生产中，就会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况，针对这一实际需要，人们就设计研制了焊接变位机，选择合适的变位机能将被焊工件的各类焊缝转动到最佳位置 ,从而避免立焊、仰焊 ,提高焊接质量及生产效率。 返回 nts国内外焊接变位机发展简介 国外主要生产厂家： 德国 Severt公司； 德国 LCOOS公司； 美国 Aroson公司；奥地利 Igm； 日本松下公司等 国内主要生产厂家： 天津鼎盛工程机械有限公司；无锡市阳通机械设备有限公司；长沙海普公司；威达自动化焊接设备公司等 nts市场上的一些产品示例 座式焊接变位机，可以实现工作台的旋转和倾斜。 本设计的变位机外形结构与该座式变位机很相似。 图座式焊接变位机 nts市场上的一些产品示例 焊接滚轮架，主要用于对焊接工件的拖动 图 焊接滚轮架 返回 nts设计方案的确定 本焊接变位机由工作平台、回转机构、倾斜机构、机座、控制装置、焊接导电装置等部分组成。 本论文主要完成了传动机构的设计 nts本焊接变位机传动系统的确定 工作台回转系统如下： 直流电动机 带轮传动 第一级蜗杆蜗轮传动 第二级蜗杆蜗轮传动 工作台（具体机构布置详见设计图纸） nts本焊接变位机传动系统的确定 工作台倾斜系统 如下： 直流减速电机 谐波齿轮减速器 一 级直齿轮减速 工作台倾斜轴（详见设计图纸） 返回 nts 图 3焊接变位机回转机构的受力状态 nts传动装置的设计 工作机阻力矩驱动功率的确定 ,abG e G eFFll0 . 5 ( )f a a b bM f F d F dfT G e M()9 5 5 0 9 5 5 0fG e MTnPnts传动机构设计 式中 P 回转轴的驱动功率（ kW）； Mf 轴承处的摩擦力矩（ Nm）； f 轴径处滑动摩擦系数； Fa、 Fb 分别为 A、 B处的支反力（ N）； dA、 dB 分别为 A、 B处轴径 (mm)； l 主轴 AB段长度（ mm） G 工作台的总重量（ N）； e 综合重心偏心距，即偏离工作台回转中心的距 离； T 回转轴最大阻力矩（ Nm）； n 回转轴的的最大转速（ r/min）； 回转系统的传动效率；、 h 最大重心高度（ mm） nts传动装置的设计 由上面的受力分析和计算公式可计算得回转机构的转矩和驱动功率： T=98.56Nm 0 . 1 1 19550TnP k W回nts 图 4 焊接变位机倾斜机构的受力状态 nts传动装置的设计 同样倾斜机构中的最大力矩和驱动功率计算如下： 22m a x 1TM G h em axTM 倾斜轴的最大阻力矩（ Nm） P 0 . 0 8 k W倾nts传动装置的设计 电动机的选择 根据本焊接变位机的功率较小，而且需要高精度自动化控制，所以选用直流伺服电机来作为动力源 。 电动机功率的确定 式中 P额定 电动机的额定功率（ kW）； Pd 机械要求电动机输出的功率（ kW） (1 1 . 3 ) dPP额 定 nts传动装置的设计 回转机构电动机额定功率： 倾斜机构电动机功率： P 1 . 3 P0 . 1 4 4 k W 回额 定 P 1 . 3 P0 . 1 0 4 k W 额 定 倾nts传动装置的设计 传动比的分配确定 工作台回转系统 : 取 i带轮 2 i蜗杆 1=36 i蜗杆 2=40 回转机构总传动比 i=2880 nts传动装置的设计 工作台倾斜系统传动比分配： 取 i电机 16 i谐波减速 80 i齿 4 倾斜机构总传动比 i=5120 nts传动装置的设计 传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速可由下式计算 101mnni121 2 0 1 1 2mnnni i i 232 3 0 1 1 2 2 3mnnni i i i 33 0 1 1 2 2 3 3mwwwnnni i i i i r/min nts传动装置的设计 传动装置的运动和动力参数 2.各轴输入功率可由下式计算： 1 0 0 1 0 dP P P 2 1 1 2 0 d w rP P P 223 2 2 3 0 d w rP P P r/min nts传动装置的设计 传动装置的运动和动力参数 3.各轴输入转矩可由下式计算： 1119550 PTn2229550 PTn3339550PTnNm nts传动装置的设计 表 1 回转机构运动和动力参数 轴名 参数 电动机轴 1轴（一级蜗杆轴） 2轴（二级蜗杆轴） 3轴（二级蜗轮轴） 转速 n(r/min) 1500 750 20.83 0.52 功率 P(kW) 0.185 0.178 0.141 0.111 转矩 T(Nm) 1.17 2.27 64.64 2038.55 传动比 i 2 36 40 效率 0.96 0.792 0.792 nts传动装置的设计 表 2 倾斜机构运动和动力参数 轴名 参数 电动机轴 1轴（一级蜗杆轴） 2轴（二级蜗杆轴） 3轴（二级蜗轮轴） 转速 n(r/min) 3000 187.5 2.34 0.58 功率 P(kW) 0.150 0.147 0.140 0.133 转矩 T(Nm) 0.478 7.49 571.36 2189.91 传动比 i 16 80 4 效率 0.98 0.96 0.95 nts传动装置的设计 蜗轮、蜗杆的选择： 蜗轮齿数 Z2=iZ1。为了避免蜗轮轮齿发生根切， Z2不应少于 26；动力蜗杆传动，一般 Z2 2780 。 蜗杆头数和蜗轮齿数 ： 第一级蜗杆蜗轮 Z1 1 ； Z2 36 第一级蜗杆蜗轮 Z1 1 ； Z2 40 nts传动装置的设计 蜗杆传动的强度计算 接触强度计算 ： 式中 ZE 材料系数，。对于钢制蜗杆与锡青铜蜗轮， ZE =160；对于钢制蜗杆与铸铁蜗轮， ZE =162； T2 蜗轮轴转矩， Nmm 蜗轮轮齿许用接触应力， MPa Z2 蜗轮齿数。 K 载荷系数，一般取 K=1.11.4 23 3223 . 2 5 EHZm q K T m mZ Hnts传动装置的设计 蜗杆传动的强度计算 弯曲强度计算： 式中 蜗轮当量齿轮的齿形系数； 蜗轮轮齿许用弯曲应力， MPa； 蜗杆螺旋升角， Deg； 其它同前。 2FY F 3 2232c o s1 . 1 7 FFK T Ym q m mZnts传动装置的设计 齿轮的设计与校核 按齿面接触强度设计： 式中 T1 齿轮转矩， Nmm； b 轮齿接触宽度， mm； K 载荷综合系数 hH 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 1216 7 1 1 du K Tdu3H （ ） nts传动装置的设计 齿轮的设计与校核 校核齿轮弯曲强度 ： 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 2212 /FSK T Y N m mb m ZFF = nts传动装置的设计 轴的设计与校核 按转矩估算轴的最小直径 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 3PdCnnts传动装置的设计 轴的强度校核 轴承的选择与校核 返回 nts结论 1. 本焊接变位机为两个自由度的焊件变位机，能够实现工作台的回转和倾斜运动，能有效的将焊缝变化到平焊位置或者“船形”位置； 2. 工作台回转的角度为 0 360 ，工作台回转角速度 V回 0.53.15r/min； 3. 工作台倾斜角度为 0 135 ，工作台倾斜角速度 V
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