毕业设计（论文）座式焊接变位机回转机构设计毕业论文

座式焊接变位机回转机构设计摘要焊接变位机已经成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把它划为焊接辅助机，其型式系列和品种规格约有十余个系列、百余个品种，正在形成一个新兴行业。本题目是设计能载重10吨工件，可进行全位置焊接的座式变位机械。主要内容是关于焊接时工作台与工件回转倾斜的控制、电机选择、减速器的选择、各个轴和轴承的确定以及校核等等。设计的具体过程是根据预定的载荷和要求的焊接速度确定设备所需要的电动机类型，包括电动机的转速、额定功率、电压电流等，在此基础上计算第一级蜗杆传动轴的相关数据、第二级蜗杆传动轴的相关数据以及选择相应配件的型号，并且对其进行相关的强度、使用寿命等的校核。最后使用CAD软件绘制相关的零件图、总装图。关键词焊接变位机，减速器，电机类型，机械设计BLOCKTYPEWELDINGPOSITIONERROTARYMECHANISMDESIGNABSTRACTWELDINGPOSITIONERHASBECOMEINDISPENSABLEMANUFACTURINGEQUIPMENT,INTHEWELDINGAREAITDESIGNATEDASWELDINGAUXILIARYMACHINESSERIESANDPRODUCTSSPECIFICATIONSONTHETYPEOFCASE,HASBEENAVAILABLE,ANDNEARLYADOZENMORESERIES,MORETHANONEHUNDREDVARIETIESANDSPECIFICATIONS,ISFORMINGANEWINDUSTRYTHISSUBJECTISDESIGNEDTOLOAD10TPARTS,FORALLPOSITIONWELDINGOFBLOCKVARIABLEBITMACHINESMAINLYONTHEWELDINGMACHINEOFTHEROTARYTURNINGTHECONTROL,MOTORSELECTION,THECHOICEOFREDUCER,WORMSHAFTANDBEARINGALLTHEDETERMINATIONANDCHECKING,ANDSOONTHESPECIFICPROCESSDESIGNISBASEDONPRELOADANDREQUIREDWELDINGSPEEDTODETERMINETHEEQUIPMENTNEEDEDTOMOTORTYPES,INCLUDINGMOTORSPEED,RATEDPOWER,VOLTAGEANDCURRENT,CALCULATEDONTHEBASISOFTHISAXISANDTHECORRESPONDINGPARTSOFTHEMODELSIZE,ANDITSASSOCIATEDSTRENGTH,SERVICELIFECANBECHECKEDFRAGMENTUSINGCADSOFTWARE,THERELEVANTPARTSDIAGRAM,ASSEMBLYDRAWINGOUTKEYWORDSWELDINGPOSITIONER,REDUCER,MOTORTYPE,MECHANICALDESIGN目录摘要ABSTRACT目录前言1第一章焊接变位机械性能及结构311焊接变位机械312焊接变位机械应具备的性能313焊接变位机的功能及结构形式414主自由度及全功能焊接变位机5第二章焊接变位机方案设计621焊接变位机整体方案设计6211座式焊接变位机的用途及结构形式6212焊接变位机的驱动系统7213设计方案简介722回转机构的设计7221回转机构传动简图7222原始数据8223工作条件8224电动机的选择8第三章回转机构减速器的设计931总传动比932总传动比的分配933传动装置的运动和动力参数设计9331各轴的转速9332各轴的功率9333各轴的转矩10334各数据汇总1034传动零件的设计10341同步带传动的设计10342第一级蜗杆传动的设计12343第二级蜗杆传动的设计16344一级蜗杆轴的设计19345二级蜗杆轴的设计20346二级蜗轮轴的设计21347轴的校核22348键的选择24结论25致谢26参考文献27外文资料翻译28前言在我国，乃至世界范围内，有关焊接变位机的基本概念、型式与分类、主要技术参数等存在不统一的问题，甚至存在某些量纲混淆问题。在人们的眼里，可能认为焊接变位机是一个无足轻重的产品。然而，在国际上，包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有普通型的，有无隙传动伺服控制型的，产品的额定负荷范围，达到01KN18000KN。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平高，小、中、大发展齐全的产品。关于焊接变位机型号编制方法，由于企业之间的竞争，很多企业对产品的法定代号给淡漠了。把企业名称代号冠以产品代号上，强化了商标意识。一般来说，生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都生产焊接变位机；生产焊接滚轮架的厂家，大都生产机器人配套的焊接变位机。但是，易焊接变位机为主导产品的企业，非常少见。德国SEVERT公司，美国AROSON公司，我国天津鼎盛工程机械有限公司等，算是比较典型的生产焊接滚轮架的企业。德国的CLOOS、奥地利的IGM、日本松下机器人公司等，都生产伺服控制和机器人配套的焊接变位机。现在我国生产焊接变位机的厂家已经不少，大都不成规模。以焊接滚轮架为主导产品发展起来的企业，尚未形成。天津鼎盛公司工程机械有限公司、无锡市阳通机械设备有限公司、长沙海普公司、威达自动化焊接滚轮架设备公司等单位生产的变位机在国内占有较大市场。我国焊接变位机的发展和应用，近十年来，工程机械行业带了一个头。首先是大型企业和外资企业应用，外资企业达到了不落地焊接。目前，在股份制企业的技术改造中，逐渐向外资企业看齐，展望未来，我国焊接变位机会得到健康的发展。本课题主要是针对10吨座式焊接变位机机构进行设计计算，了解其工作原理及内部结构，运用所学知识，设计出实际可用的产品。焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺和生产尺寸精确的制成品的生产手段。同时焊接件的设计越来越大，对生产效率的要求也越来越高。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、效率要求。因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。通过焊接变位机工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位与焊接操作机配合使用，实现焊接的机械化、自动化，提高焊接的效率和焊接质量。而设计焊接变位机正是相对于此产生的。第一章焊接变位机械的性能及结构11焊接变位机械焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械装置。焊接变位机械可分为三大类（1）焊件变位机械包括焊接变位机、焊接滚轮架、焊接回转台和焊接翻转机。（2）焊机变位机械包括焊接操作机和电渣焊立架。（3）焊工变位机械包括焊工升降机等。焊接变位机（POSITIONER）是将工件回转、倾斜，使工件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变位机械。它主要用于机架、机座、法兰、封头等非长形工件的翻转变位和焊接，也可用于装配、切割、检验等。焊接滚轮架（TURNINGROLLS）是借助主动滚轮与工件之间的摩擦力带动筒形工件旋转的焊件变位机械。它主要用于筒形工件的装配与焊接，是锅炉容器生产中的常用工艺装备。焊接回转台（WELDINGTURNTABLE）是一种简化的变位机，它将工件绕垂直轴回转或者固定某一角度倾斜回转，主要用于回转体工件的焊接、堆焊与切割。焊接翻转机（WELDINGTILTER）是将工件绕水平轴转动或倾斜，使之处于有利装焊位置的焊件变位机。它主要适用于梁柱、框架、椭圆容器等的焊接。焊接操作机（MANIPULATOR）的作用是将焊机机头准确地送到并保持在待焊位置，或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机机头。焊接操作机与变位机、滚轮架等配合使用，可完成纵缝、环缝、螺旋缝的焊接，还可以用于自动堆焊、切割、探伤、打磨、喷漆等作业。12焊接变位机械应具备的性能一般，通用的焊接变位机械应具备的性能是1焊件变位机械和焊机变位机械要有较宽的调速范围，稳定的焊接运行速度，以及良好的结构刚度。2对尺寸和形状各异的焊件，要有一定的适用性。3在传动链中，应具有一级反行程自锁传动，以免动力源突然切断时，焊件因重力作用而发生事故。4与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊件变位机械，视焊件大小和工艺方法的不同，其到位精度（点位控制）和运行轨迹精度（轮廓控制）应控制在012MM之间，最高精度应可达001MM。5回程速度要快，但应避免产生冲击和振动。6有良好的接电、接水、接气设施，以及导热和通风性能。7整个结构要有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤，对散落在其上的焊渣、药皮等赃物，应易被清除。8焊接变位机械要有联动控制接口和相应的自保护功能，以便集中控制和相互协调动作。9工作台面上应刻有安装基线，并设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器和夹紧机构。10兼做装配用的焊件变位机械，其工作台面要有较高的强度和抗冲击性能。11用于电子束焊、等离子弧焊、激光焊和钎焊的焊件变位机械，应满足导电、隔磁、绝缘等方面的要求。13焊接变位机功能及结构形式焊接变位机按结构形式可分为三种1伸臂式焊接变位机，如图11所示，其回转工作台绕回转轴旋转并安装在伸臂的一端，伸臂一般相对于某一转轴成角度回转，此转轴的位置多是固定的，但有的也可在小于100的范围内上下倾斜。这两种运动都改变了工作台面回转轴的位置，从而使该机变位范围大，作业适应性好，但这种形式的变位机，整体稳定性较差。伸臂式的焊接变位机在手工焊中应用较多。2座式焊接变位机，如图12所示，其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上，工作台以焊速做回转运动，倾斜轴通过扇形齿轮或液压缸，大都在110140的范围内恒速或变速倾斜。该机稳定性好，一般不用固定在地基上，搬移方便，适用于0550T焊件的翻转变位。是目前产量最大、规格最全、应用最广的结构形式。常与伸缩臂式焊接操作机或弧焊机器人配合使用。3双座式焊接变位机，如图13所示，该机不仅稳定性好，而且如果设计得当，可使焊件安放在工作台上后，随工作台倾斜的综合重心位于或接近倾斜机构的轴线，12345从而使倾斜驱动力矩大大减小。因此，重型焊接变位机多采用这种结构。1回转工作台2伸臂3倾斜轴4转轴5机座图11伸臂式焊接变位机图12座式焊接变位机图13双座式焊接变位机14主自由度及全功能焊接变位机如果一台变位机拖动焊件，仅做直线运动，哪怕是三维的，也不可能改变焊缝的姿态，满足施焊要求。也就是说，变位运动是回转运动，称此回转运动为变位机的主自由度。还可以做这样一个假设在X、Y、Z直角坐标系下，设有一空间直线焊缝，绕Z轴可在360范围内回转，且这个Z轴连同这一焊缝又可绕X（或Y）轴在180范围内回转，那么，经此变位的焊缝，便可变到船角焊位置进行施焊作业。换言之，一个焊口由两个面的共线MN和夹角组成，在上述两个回转范围内，经恰当的回转，便可使其共线MN与水平面平行，且这两个面与水平面的夹角相等，各为/2，即变为船角焊位置。这个假设是说，任何复杂焊件，只要装在主自由度为一个全回转和一个半回转的焊接变位机上，即可实现船焊要求。我们称这种双回转式焊接变位机为全功能变位机。1回转工作台2倾斜轴3扇形齿轮4机座第二章焊接变位机方案设计焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械装置。使用焊接变位机械可缩短焊接辅助时间，提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。21焊接变位机整体方案设计211座式焊接变位机的用途及结构形式焊接变位机，是在焊接作业中将焊件回转并倾斜，是焊件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变为机械。座式焊接变位机（如图21）是焊接变位机的一种，其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上，工作台以焊速回转，倾斜轴通过扇形齿或液压缸，多在110140的范围内恒速或变速倾斜。该机稳定性好，一般不用固定在地基上，搬移方便，适用于0550T焊件的翻转变位。常与伸缩臂式焊接操作机或弧焊机器人配合使用。图21座式焊接变位机212焊接变位机的驱动系统焊接变位机工作台的回转运动，多采用直流电动机驱动，无级变速工作台的倾斜运动有两种驱动方式一种是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜（图21）或通过螺旋副使工作台倾斜（应用不多）；另一种是采用液压缸直接推动工作台倾斜。这两种驱动方式都有应用，在小型变位机上以电动机驱动为多。工作台的倾斜速度多为恒定的，但对应用于空间曲线焊接及空间曲面堆焊的变位机，则是无级调速的。另外，在驱动系统的控制回路中，应有行程保护、过载保护、断电保护及工作台倾斜角度指示等功能。工作台的回转运动应具有较宽的调速范围，国产变位机的调速比一般为133左右；国外产品一般为140，有的甚至达1200。工作台回转时，速度应平稳均匀，在最大载荷下的速度波动不得超过5。另外，工作台倾斜时，特别是向上倾斜时，运动应自如，即使在最大载荷下，也不应产生抖动。213方案简介本设计主要针对1T焊接变位机的回转机构进行设计，该设计要求焊接变位机的载重量为1000KG，最大回转力矩为1500NM，最大倾斜力矩为1500NM，工作台回转速度为0106R/MIN，工作台倾斜速度为05R/MIN，工作台倾斜角度为0120。设计中，其回转系统由037KW直流电动机，通过同步带传动第一级蜗杆减速第二级蜗杆减速后，带动工作台回转，该系统总传动比在36025600之间，无级可调。工作台的许用回转力矩为2606NM。设备要求直流200V供电、有足够的光照及通风换气条件、工作场地，环境温度应不超过40，相对湿度90以下，海拔不超过1000M。22回转机构的设计221回转机构传动简图回转机构传动简图如图22所示图2210吨座式焊接变位机传动简图222原始数据1载重量1000KG2最大回转力矩1500NM3最大倾斜力矩1500NM4工作台回转速度0106R/MIN5工作台倾斜速度05R/MIN6工作台倾斜角度0120223工作条件使用年限4年（设每年工作300天），每天工作10小时，载荷平稳，环境清洁，有较好的通风条件。224电动机的选择如下表21所示表21电动机型号电动机型号额定功率（KW）满载转速（R/MIN）额定转速（R/MIN）最高转速（R/MIN）额定电压（V）重量（KG）Z31203714101500300022025第三章回转机构减速器的设计31总传动比I总NM/NW1410/062350,其中NM为电动机的满载转速，NW为工作台的回转速度，故选用二级减速器。32总传动比的分配为使带传动尺寸不致过大，其中IB是带传动的传动比，IG是蜗杆传动的传动比，满足IBPD，即额定功率大于设计功率，故带传动能力足够。13所需带宽BSBSBS0PD/KZP01/114（34）由表331484查得，L型带BS0254MM，ZM9，KZ1，带入式（34）中得，BS1573MM，由表331484选取标准带宽BS191MM。14带轮结构和尺寸传动选用的同步带为225L075；小带轮Z120，D16064MM，DA15988MM大带轮Z228，D28489MM，DA28413MM带轮材料可按GB9439规定选用HT200。342第一级蜗杆传动设计1选择蜗轮、蜗杆材料蜗杆材料用45钢，轮齿表面淬火，硬度45HRC，蜗杆材料用ZCUSN5PB5ZN5，金属模铸造，估计VS25M/S，由表742查得，蜗轮许用接触应力H150MPA，以下设计计算按接触疲劳强度设计方法进行。2选择蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2根据I42，查表722得，蜗杆头数Z11，则蜗轮齿数Z2IZ142142，Z2在3083之间，故合乎要求。3确定蜗杆传递的转矩T2估计效率根据Z11，取07蜗轮传递转矩T2T1I3444207NM10109NM4确定模数M和蜗杆分度圆直径D1因载荷平稳，取载荷系数KA11，按公式（712）2可得M2D1KAT2（500/Z2H）2（35）11101090500/421502MM370042MM3由表712查得，M4MM，直径系数Q1250，蜗杆分度圆直径D150MM5计算主要尺寸蜗轮分度圆直径D2Z2M424MM168MM蜗杆导程角674512/ARCTN/ARCTN1QZ中心距AM（QZ2）/24（125042）/2MM109MM6验算相对滑动速度VS和传动效率蜗杆分度圆速度V1D1N1/60100031450100714/601000M/S264M/S齿面相对滑动速度VSV1/264/M/SCOSCOS4672644M/S，可用油池润滑与原估计值相近。蜗杆传动效率按VS2644M/S，硬度45HRC，蜗轮材料为锡青铜，查表762得，FV0029，V169，则（095097）TAN/TANV（36）（095097）TAN467/TAN46716906960711，与原估计值07相近。7齿面接触疲劳强度校核齿面接触疲劳强度校核公式为H500（KAT2/D1D2）1/2H（37）则H500（1110109/501682）1/2MPA444MPA150MPA故齿面接触疲劳强度够用。8热平衡计算箱体散热面积A033（A/100）175033（109/100）175M2038M2室温T0通常取为20。散热系数KS通风散热条件好，故取KS17W/。2油温T1由式（716）2得T110001P1/KSAT0（38）1000（107）03626油温T14M/S,轴承可采用油润滑方式，不需安装甩油环，故L2BMC1，其中B为轴承宽度，B16MM；M为轴承盖宽度，查表511得，L座C1C238101412743MM，12345678图31一级蜗杆轴示意图ML座B431627MM；C1为扳手空间，查表511得，C114MM。故L2（162714）MM57MM,可取L260MM。第3段和第7段为定位轴肩，轴肩高度H5MM，所以，D3D7D22H（3025）MM40MM，取L320MM，L710MM。第5段为蜗杆，与二级蜗杆轴上的蜗轮相啮合，又蜗轮外圆与箱内壁间距离112，为壁厚，004A38，故可取10MM，则112MM，且DE2184MM，故可取轴中心线距内壁距离为104MM，又蜗杆齿宽60MM，故L560MM，L446MM，L641MM。第8段安装7206AC轴承，轴长要比轴承宽度稍短一些，故取D830MM，L814MM。一级蜗杆轴总长为261MM。345二级蜗杆轴的设计1选择轴的材料并确定许用应力选用45钢，经调质处理，由表1032查得，其许用弯曲应力1B60MPA，由表1012查得，其强度极限B650MPA。2初步确定轴的直径按扭转强度估计轴的直径，由表1022查得，取C115，则得DMINCP/N1/311502513/23981/3MM252MM3轴的结构设计（1）轴上零件的定位、固定和装配轴上的蜗杆与轴是一体锻造的，左右两侧的轴承选用7206AC，B16MM，D30MM，靠轴套和轴肩轴向定位，过渡配合或过盈配合周向定位，一级蜗轮用轴套和轴肩轴向定位，平键周向定位。（2）确定轴各段长度和直径1234567图32二级蜗杆轴示意图第1段安装7206AC轴承，故D130MM。第1段长度由轴承和蜗轮安装尺寸确定，由表511得，蜗轮轮毂端面与箱内壁距离215MM，故L1B22（16152）MM29MM。第2段安装一级蜗轮，轴肩高度H3MM，则D2D12H36MM，则由表511得，L（1218）D2B，又齿宽B40MM，故L432648MM，取L47MM，轴长要比孔的长度短一些，故L245MM。第3段为定位轴肩，轴肩高度H5MM，则D3D22H46MM，取L310MM。第5段为二级蜗杆，其位置要与二级蜗轮相配合。蜗轮外径距箱内壁112，112MM，取140MM，故二级蜗杆轴中心线距后箱板距离为150MM，又蜗杆齿宽B80MM，故D560MM，L580MM，L483MM，D4D640MM，取L6107MM。第7段安装轴承7206AC，故D730MM，L7要比B稍长一些，故L718MM。二级蜗杆轴总长为369MM。346二级蜗轮轴的设计1选择轴的材料并确定许用应力选用45钢，经调质处理，由表1032查得，其许用弯曲应力1B60MPA，由表1012查得，其强度极限B650MPA。2初步确定轴的直径按扭转强度估计轴的直径，由表1022查得，取C115，则得DMINCP/N1/311501741/061/3MM534MM考虑轴输出端要开键槽，轴径增大5，故DMIN55MM。3轴的结构设计（1）轴上零件的定位、固定和装配轴左右两端轴承选用7213AC，B23MM，D65MM，靠轴肩和轴套轴向定位，过渡配合或过盈配合周向定位。二级蜗轮靠轴肩和轴套轴向定位，平键周向定位。输出端安装工作台，配合长度为112MM，孔径56MM。（2）确定轴各段长度和直径123456图33二级蜗轮轴示意图第1段安装7213AC轴承，故D165MM，轴长度应比B稍长一些，又第2段上安装的轴套也应比蜗轮轮毂稍长一些，故L123MM。第2段的尺寸由二级蜗轮的装配位置决定，由表511得，110MM，取130MM，L21，故可取L260MM，轴肩高度H15MM，D2D12H，故D268MM。第3段安装二级蜗轮，取轴肩高度H2MM，则D3D22H，故D372MM，则L（1213）D3864936MM，取L92MM，轴的长度L3应比L稍短一些，故L390MM。第4段为定位轴肩，取轴肩高度H4MM，则D4D32H，故D480MM，根据110MM，取L470MM。第5段安装轴承7213AC、轴承端盖和毡圈油封，故D565MM，L5BMC1，轴承座宽度L座C1C238（1022202）MM55MM，故ML座B22MM，L5（232222）MM67MM，取L570MM。第6段安装工作台，故D656MM，轴的长度应比孔的长度稍长一些，故L6110MM。故二级蜗轮轴总长度为423MM。347轴的校核轴的校核以第二级蜗轮轴的校核为例第二级蜗轮轴的受力简图如图34所示，已知条件有作用在蜗杆上的转矩T110008NM，作用在蜗轮上的转矩T2160128NM，轴承支承距离L244MM，蜗杆分度圆直径D150MM，蜗轮分度圆直径D2200MM，蜗轮内径D72MM，齿形角20，轴承内径D65MM，最大回转力矩为T1500NM。校核如下FAFTTFRACB122113244图34蜗轮受力分析图1蜗轮受力情况分析蜗轮圆周力FT2T2/D22160128/02N160128N蜗轮轴向力FA2T1/D1210008/005N40032N蜗轮径向力FRFTTAN160128TAN20N58282N2计算蜗轮垂直面弯矩轴承支反力FRAVFAD/2FRL/2/L（39）（400320065/2582820244/2）/0244N241803NFRBVFRFRAV（310）58282241803N824623N计算弯矩截面C右侧弯矩MCVFRBVL/28246230244/2NM100604NM截面C左侧弯矩MCVFRAVL/22418030244/2NM29500NM3计算蜗轮水平面弯矩轴承支反力FRAHFRBHFT/2160128/2N80064N截面C处的弯矩MCHFRAHL/2800640244/2NM9768NM4计算合成弯矩MC（M2CVM2CH）1/21006042976821/2NM14022NMMCMCV2M2CH1/2295002976821/2NM10204NM5计算当量弯矩转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化，取1，截面C处的当量弯矩为MECMC2（T）21/2140222（11500）21/2NM150654NM6校核危险截面C的强度由式（103）2EMEC/01D3（311）150654103/01723MPA404MPA60MPA故轴的强度足够。348键的选择1第一级蜗杆轴上的键，由轴径D20MM，按表10341选BHL6614，A型平键。2第二级蜗杆轴上的键，由轴径D36MM，按表10341选BHL10830，A型平键。3第二级蜗轮轴上安装蜗轮处的键，由轴径D72MM，按表10341选BHL201270，A型平键。4第二级蜗轮轴上安装工作台处的键，由轴径D56MM，按表10341选BHL161080，A型平键。结论通过确定设备所需要的电动机类型，以及在此基础上计算的第一级蜗杆传动轴的相关数据、第二级蜗杆传动轴的相关数据以及选择相应配件的型号，并且对其进行相关的强度、使用寿命等的校核等这一系列的设计，得出此次设计的相关结论有1所设计的传动部分能满足整机工艺方法的要求。2在能保证传动要求的情况下，选择了比较便宜的电动机，降低机器的制造成本。3传动方案合理，降低了各轴的弯矩和扭矩，使用了蜗杆传动，结构紧凑，从而减小设备的体积，且可实现无级变速。4采用电机带动减速器再带动工作台做回转和倾斜运动，思路简单，设计方便。另外，此次课题的研究还存有一些不足之处，主要体现在以下几个方面1部分效率低，产热较多，蜗轮和蜗杆的齿面损耗也较严重，影响整机的使用寿命，所以，在延长使用寿命方面应加强研究，以降低设备成本。2结构的局限性，复杂零件仍不便加工，所以，在设备结构方面仍需进一步研究，使变位机的适用性进一步增强。3座式焊接变位机的设计忽略了倾斜机构和导电装置的设计。致谢本设计及论文是在我的导师朱定见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。从课题的选择到设计的最终完成，朱老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。四年来，朱老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向朱老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的各位同学，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，直至本设计的顺利完成。能顺利完成此次的毕业论文，我要由衷地感谢机汽学院所有给予过我在学习上指导、生活上关心和帮助的老师们。我要感谢我的同学和朋友们，在我遇到困难和挫折的时候给予我最大的鼓励和信心，在此向他们表示我最诚谢意近二十年寒窗苦读，我无时无刻不感受着亲人们的关怀和鼓励。在论文完成之际，我要感谢我的父母和家人对我始终如一的理解和支持，还有他们为我所无私付出的一切。正是他们给予了我精神上和物质上的极大鼓励和支持，才使我能够全身心地投入到学习中去。在此我向他们表示内心最诚挚的谢意和深深的感激。无论在什么时候，你们都是我的坚强后盾。在此，我祝愿我的老师们、同学们和朋友们，在以后的工作生活中，越来越好，越来越幸福参考文献1张建中，何晓玲主编机械设计机械设计基础课程设计，北京高等教育出版社，2009。2邓昭铭，张莹主编机械设计基础（第二版），北京高等教育出版社，2008。3周开勤，唐蓉城，杨景蕙主编机械设计师实用手册，天津天津科学技术出版社，1991。4徐灏主编机械设计手册4（第二版），北京机械工业出版社，2000。5王政主编焊接工装夹具及变位机械性能设计选用，北京机械工业出版社，2001。6陈祝年主编焊接夹具，北京机械工业出版社1985。7陈焕明主编焊接工装设计，北京航空工业出版社，2006。8崔忠圻，贾耀春主编金属学与热处理（第二版），北京机械工业出版社，2007。9北京科技大学，东北大学主编工程力学材料力学（第四版），北京高等教育出版社，2008。10赵丽玲主编焊接专业英语，北京机械工业出版社，2008。11周浩森主编焊接结构生产及装备，北京机械工业出版社，1999。12谭相夫发表焊接变位机，于机械工程师期刊，20013。13中国机械工程学会焊接学会主编焊接手册1，北京机械工业出版社，1995。14陈桂芬主编机械制图与计算机绘图，西安西安电子科技大学出版社，2006。15梁俊有，李洪波主编CAD工程设计，呼和浩特远方出版社，2005。外文资料翻译HISTORYOFUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYISTHEDEVELOPMENTOFTHEMARINE,OFFSHOREOILEXPLOITATIONASWELLASASSEMBLY,MAINTENANCESUCHASOILPLATFORMS,PIPELINESANDSUBMARINEPOSITIONSINLARGEMARINESTRUCTURESSUCHASONEOFTHEKEYTECHNOLOGIES,BUTALSOSHIPSEMERGENCYREPAIR,SALVAGE,CONSTRUCTIONOFBRIDGESANDOTHERNECESSARYTECHNICALLYWORKMEANSNUCLEARPOWERDEVELOPMENTISTHETRENDOFTHEWORLDINNUCLEARPOWERPLANTSWITHINTHEREACTORPRESSUREVESSELRPVFORLONGTERMWORKINTHEWATER,SUSCEPTIBLETOSTRESSCORROSIONCRACKINGOFTHEDAMAGE,STRUCTURALREPAIROFNUCLEARPOWER,WILLFACEMANYCHALLENGESTOOFTENUSERADIATIONRELATEDUNDERWATERWELDINGMETHOD,INORDERTOREDUCETHEWORKINGSTAFFCLASSIFICATIONOFUNDERWATERWELDINGUNDERWATERWELDINGGENERALLYDIVIDEDINTOTHREECATEGORIESWET,DRY,ANDLOCALDRYANDTHEDRYCANBEDIVIDEDINTOHIGHPRESSUREDRYUNDERWATERWELDINGANDCOMMONPRESSUREUNDERWATERWELDINGPRESSURELOCALLAWS,INCLUDINGDRAINAGECOVERDRYTYPE,HIGHPRESSURECURTAINSTYLE,STEELBRUSH,MOBILEAIRBOXANDPLASMAARCMIGLOCALDRYMETHODWELDINGMETHODUSEDGENERALLYCOATEDELECTRODEWELDING,GTAW,GMWA,ANDFCAWINADDITIONTOWELDINGUNDERWATERWELDINGINADDITIONTHEREISANEXPLOSIONWELDINGANDFSWFRICTIONSTITCHWELDINGFRICTIONSTITCHWELDING,THESETWOMETHODSAREALLCONNECTEDBYSOLIDPHASETECHNOLOGYFOLLOWINGTHEDEVELOPMENTOFUNDERWATERWELDINGCOURSE1UNDERWATERWETWELDINGTECHNOLOGYIN1802,ASCHOLARNAMEDHUMPHREYPOINTEDOUTTHATACONTINUOUSARCCANBURNUNDERWATER,THATPOINTEDOUTTHEPOSSIBILITYOFUNDERWATERWELDING,BUTITSPRACTICALAPPLICATIONISMORETHAN100YEARSLATER,CANNOTMOVETHESTRUCTUREONLANDWELDINGWASDONEUNDERTHECIRCUMSTANCESIN1917,THEBRITISHNAVALDOCKYARDWELDERSUSINGUNDERWATERWELDINGMETHODSTOBLOCKINTHEUNDERWATERPARTOFSHIPRIVETSLEAKINGCRACKS,THISISTHEFIRSTAPPLICATIONOFUNDERWATERWELDINGTHEFIRSTPUBLISHEDANARTICLEABOUTUNDERWATERWELDINGRESEARCHPAPERSIN1933,WASJOINTLYBYHIBSHRMANJENSENANDCOMPLETE1932,KHRENOVINVENTEDTHETHICKSKINOFUNDERWATERMEDICINESPECIALELECTRODE,THEELECTRODESURFACETOPCOATWITHWATERPROOFLAYER,SOTHATTHESTABILITYOFUNDERWATERWELDINGARCHASBEENIMPROVEDTOSOMEEXTENTTOTHESECONDWORLDWAR,UNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYHASBEENINTHESALVAGEBOAT,ETCPLAYANIMPORTANTROLEIN1971,HUMBLEOILCOMPANYOFTHEGULFOFMEXICODRILLINGPLATFORMS,UNDERWATERWELDINGREPAIRWORKISTHEFIRSTUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYUSEDINOFFSHOREOILPROJECTS1985PRODUCEDTHEFIRSTBATCHOFACCREDITEDDIVINGWELDER,ANDDEVELOPEDADEPTHOFLESSTHAN100MUNDERWATERWETWELDINGIN1987,UNDERWATERWETWELDINGSTAINLESSSTEELPIPINGINNUCLEARPOWERPLANTHASBEENAPPLIEDTOTHEREPAIRWORK90SOFLASTCENTURY,WITHTHEREQUIREDREPAIROFUNDERWATERENGINEERINGSTRUCTURESANDTHEINCREASEINTHECOSTOFINCREASEDREPAIRDOCK,WETWELDINGTECHNOLOGYHASBEENFURTHERDEVELOPEDTHEDEVELOPMENTOFUNDERWATERWELDINGUNDERWATERWETWELDINGPLAYSANIMPORTANTROLEINTHEAPPLICATIONBRITISHHYDROWELDAVARIETYOFUNDERWATERWELDINGCOMPANYACHIEVEDGOODPRACTICALRESULTSUSPATENTELECTRODE7018SDRUGELECTRODELAYEROFALUMINUMSKIN,UNDERWATERWELDINGCANPRODUCELARGEAMOUNTSOFGAS,TOAVOIDTHEEROSIONOFTHEWELDMETALUNIVERSITYOFHANOVER,GERMANYBASEDSLAGGASCOMBINEDPROTECTIONOFTHEMETALTRANSFERPROCESSANDPROTECTIVEMECHANISMDEVELOPEDFROMTHEPROTECTIONOFDOUBLECOREDELECTRODESUNDERWATERWETWELDINGISUSUALLYTHEWATERDEPTHOFLESSTHAN100M,THEDIRECTIONOFCURRENTEFFORTSISTOACHIEVE200MWATERDEPTHOFWETWELDINGTECHNOLOGYBREAKTHROUGHEARLY50SOFLASTCENTURY,UNDERWATERWETWELDINGARCWELDINGHADBEENAPPLIEDINOURCOUNTRY60SOFLASTCENTURYCHINABEGANDEVELOPINGITSOWNDEDICATEDUNDERWATERWELDINGSOUTHCHINAUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDEVELOPEDUNDERWATERWELDINGRODAVAILABLEIN30MWATERDEPTHLESSTHANAGOODWELDINGPERFORMANCE2UNDERWATERDRYWELDINGTECHNOLOGYHIGHDRYUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYHIGHPRESSUREDRYUNDERWATERWELDING,THEIDEAISFIRSTPROPOSEDIN1954THEUNITEDSTATES,OFFICIALLYFORTHE1966PRODUCTION,MAINLYUSEDFORSUBMARINEPIPELINEREPAIRTHEMAXIMUMCURRENTISABOUT300MWATERDEPTHINTHETHEWELDINGMETHOD,THEBOTTOMCHAMBERISOPEN,ANDTHROUGHTHEWORKOFDEEPWATERINTOTHEAIRPRESSURESLIGHTLYLARGERTHANTHEPRESSUREOFTHEGAS,THEINDOORAIRDISCHARGEWATERFROMTHEBOTTOMOFTHEOPENINGS,WELDINGGASCHAMBERINTHEDRYCONDUCTEDMIGWELDINGORCOMMONLYUSED,ISTHEUNDERWATERWELDEDTIGWELDINGQUALITY,BASICALLY,ONEOFTHEBESTWAYSTOWELDLEVELCANLANDINTHE1970S,NOHIGHPRESSUREWELDINGOFEQUIPMENTDEVELOPEDGERMANY,NORWAY,THEUNITEDSTATES,BRITAINBEGANINTHELATE90SNOSUCHRESEARCHANDTHEESTABLISHMENTOFHIGHPRESSUREWELDINGRESEARCHCENTERFROMTHEMID80SOFLASTCENTURY,ANUMBEROFRESEARCHCENTERSBEGANTOSTUDY300500MWATERDEPTHGTAWAUTOMATICWELDINGSYSTEMSANDPROCESSES,ORTOTEST5001000MWATERDEPTHREPLACEMENTOFTHEADAPTABILITYOFTHEWELDINGTECHNOLOGYNOWFRANCE,GERMANY,NORWAY,THEUNITEDSTATES,JEMHYPERBARICWELDINGRESEARCHCENTEROPERATINGPRESSURECANREACHTHEEQUIVALENTOF1000MWATERDEPTH90YEARSFROMTHELASTCENTURY,THEOPERATINGOILCOMPANIESHAVEBEGUNTOENTERTHEDEEPERWATERSTHEFIRSTWATERDEPTHINTHISCOMPANYSHOULDBEOPERATINGUNDERTHEBRAZILIANOILCOMPANYTHATIS,THEBRAZILIANNATIONALOILCOMPANY,ITSOPERATIONSINTHEAMAZONBASIN,ANDDEPTHTO1000MINCHINA,ALONGWITHTHEDEVELOPMENTOFOFFSHOREOILINDUSTRY,THEURGENTNEEDTODEVELOPWITHINDEPENDENTINTELLECTUALPROPERTYRIGHTSOFHIGHPRESSUREWELDINGTECHNOLOGYANDDRYINTHE2002“863“PROGRAMINTHEREONTHEHIGHPRESSUREDRYUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYRESEARCHPROJECTSBYTHECHINAOFFSHOREOILENGINEERINGCORPORATION,BEIJINGINSTITUTEOFPETROCHEMICALTECHNOLOGY,PETROLEUMUNIVERSITY,SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY,HARBINENGINEERINGUNIVERSITY,THELARGESTJOINTRDWELDINGDEPTHOF60MATPRESENT,THEBASICOFTHEPROJECTHASCOMPLETED,THEUPCOMINGISSEATRIALSDRYUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYATATMOSPHERICPRESSUREDRYUNDERWATERWELDINGPRESSUREWELDINGQUALITYALTHOUGHBETTER,BUTITSLIMITATIONSMORE,ESPECIALLYWITHTHEINCREASEOFWATERDEPTH,INCREASINGAIRPRESSUREAROUNDTHEARC,EASYTODESTROYTHESTABILITYOFARCWELDINGDEFECTARISINGACHIEVEDINTHEABSENCEOFFULLYAUTOMATEDWELDINGCASES,THEAUXILIARYDIVINGWELDEROPERATION,IFTHEWATERDEPTHEXCEEDSTHELIMITORDIVEDIVINGHIGHCOSTSCANNOTBEIMPLEMENTEDINTHETECHNICALLEVELISUNABLETOSOLVETHESEPROBLEMS,INORDERTOOVERCOMETHEDEFICIENCYOFUNDERWATERDRYWELDING,1977,CREATEUNDERWATERATMOSPHERICDRYWELDINGEQUIPMENTIN1977,FRANCELPSCOMPANYFIRSTUSEDTHISAPPROACHINTHENORTHSEAWATERDEPTH150MDEPARTMENTSUCCESSFULLYWELDED426MMDIAMETERSUBMARINEPIPELINECHINAHASNOTYETDRYUNDERWATERWELDINGEQUIPMENTATATMOSPHERICPRESSURE3LOCALDRYUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYLOCALDRYUNDERWATERWELDINGTECHNOLOGYTHEREAREMANYWAYSTHELATE70SOFLASTCENTURY,HARBINWELDINGINSTITUTEMARITIMESALVAGEBUREAUINSHANGHAIANDTIANJINPETROLEUMEXPLORATIONBUREAU,W