毕业设计(论文）300公斤手动焊接变位机的设计

河南农业大学本科生毕业设计（论文）题目300公斤手动焊接变位机的设计学院机电工程学院专业班级机制07级2班学生姓名王悦茏指导老师李慧琴撰写日期2011年5月10日摘要在我国，焊接变位机已成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业，有了较大的发展，并获得了广泛的应用。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，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。300公斤手动焊接变位机正是当前众多焊接机械产品的一种，它通过一些机械传动机构，用来实现焊接工件的回转、倾斜，使得焊工操作的更加方便快捷，提高工作效率。在本次设计中，参照设计数据和相关资料，首先选择机构和传动方式，确定机构各个部分的传动功率、转矩和进行强度计算和校核，保证机构的合理性，使得设计出的装备能在给定年限内正常工作；然后对各个机构进行连接设计，画出结构简图；最后设计细节问题，画出总装图，保证产品的可生产性，便于规模化生产。本次设计的主要内容是一个倾斜机构，采用了涡轮蜗杆机构，用来减小尺寸和实现传动机构的自锁。整个机构简单可靠，操作方便。关键词手动式焊接变位机；回转机构；倾斜机构；轴；齿轮；涡涡轮蜗杆THEDESIGNOF300KILOGRAMSMANUALWELDINGSHIFTSMACHINEABSTRACTWELDINGPOSITIONERHASBECOMEANINDISPENSABLEDEVICEOFMANUFACTURINGFIELDINOURCOUNTRYITISDIVIDEDINTOAUXILIARYMACHINERYTHISPRODUCTHASGAINEDLOTSOFPROGRESSANDBEENACCESSTOAWIDERANGEOFAPPLICATIONSINCONSTRUCTIONMACHINERYFIELDLASTDECADEITCANNOTONLYREDUCEAUXILIARYTIMEINWELDING,LOUTALSOIMPROVELABORPRODUCTIVITYTHEWELDINGPOSITIONERCANASSUREANDIMPROVEPRODUCTQUALITY,ANDMAKETHEMOSTOFPERFORMANCEOFVARIOUSWELDINGMETHODS300KGOFMANUALWELDINGPOSITIONERISCURRENTLYALARGENUMBEROFWELDINGMACHINERYPRODUCTS,WHICHBYSOMEMECHANICALDRIVEMECHANISMUSEDTOACHIEVETHEWELDINGOFTHEWORKPIECEROTATION,TILT,MAKINGTHEWELDINGOPERATIONFASTERANDMORECONVENIENT,IMPROVEWORKEFFICIENCYINTHISDESIGN,THEREFERENCEDESIGNDATAANDRELATEDINFORMATION,FIRSTSELECTTHEINSTITUTIONSANDTHETRANSMISSIONMODETODETERMINETHEBODYPARTSOFTHETRANSMISSIONPOWER,TORQUEANDTHESTRENGTHCALCULATIONANDVERIFICATIONTOENSURETHERATIONALITYOFINSTITUTIONSSOTHATTHEEQUIPMENTCANBEDESIGNEDINAGIVENPERIODOFNORMALWORKANDTHENCONNECTTHEVARIOUSAGENCIESDESIGNEDTODRAWTHESTRUCTUREDIAGRAMTHEFINALDESIGNDETAILS,TODRAWTHETOTALPICTURE,TOENSUREPRODUCTMANUFACTURABILITY,EASEOFSCALEPRODUCTIONTHEDESIGNOFTHEMAINCONTENTISATILTMECHANISM,USINGTHEWORMBODY,TOREDUCETHESIZEANDACHIEVESELFLOCKINGTRANSMISSIONTHEENTIREORGANIZATIONISSIMPLE,RELIABLE,EASYTOOPERATEKEYWORDSMANUALTYPEWELDINGDISPLACEMENTSMACHINEROTARYORGANIZATIONTILTINSTITUTIONSAXISGEARWORMGEAR目录1引言111开发焊接变位机的意义和目的112焊接变位机目前的发展状况1121国内焊接变位机的产品简介1122国外焊接变位机的的产品简介22手动焊接变位机总体方案设计321设计方案的确定322设计要求、技术要求323回转机构的确定324倾斜机构的确定325机构预期寿命估算33倾斜机构设计431方案确定432倾斜力矩的计算4321最大倾斜力矩4322计算传动功率，确定传动比4323传动比分配4324选材5325按齿面接触强度设计5326计算接触疲劳许用应力5327计算圆周速度V6328计算载荷系数6329按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径63210计算弯曲疲劳应力73211几何尺寸计算84涡轮蜗杆机构设计841选择蜗杆传动类型842选择材料843按齿面接触疲劳强度进行设计8431确定作用在涡轮上的转矩2T8432确定载荷系数K8433确定弹性影响因素EZ9434确定接触系数P9435确定许用接触应力H9436计算中心距944蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸9441蜗杆9442涡轮1045校核齿根圆弯曲疲劳强度105倾斜轴的设计1151选取轴的材料1152初步估算轴的最小直径1153轴上结构设计11531根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度11532轴上零件的周向定位1254求轴上的载荷12541V平面内倾斜轴轴受力分析13542按弯扭合成应力校核轴的强度15543校核倾斜轴的轴承16544倾斜轴上键的校核166蜗轮轴的设计1761选取轴的材料1762初步估算轴的最小直径1763轴上结构设计18631拟定轴上零件的装配方案18632根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度18633轴上零件的周向定位18634求轴上的载荷19635按弯扭合成应力校核轴的强度21636校核倾斜轴的轴承21637倾斜轴上键的校核227蜗杆轴的设计2371蜗杆轴结构设计及各部分尺寸23711蜗杆轴结构设计如图23712确定蜗杆轴各段轴尺寸2372蜗杆轴轴承的选择2473蜗杆轴键的选择2474蜗杆轴受力分析及校核24741蜗杆轴受力分析24742蜗杆轴强度校核27743按弯扭合成应力校核轴的强度28744蜗杆轴滑动轴承的选择29745蜗杆轴键的校核308其它重要数据309结语31参考文献32致谢331引言11开发焊接变位机的意义和目的在焊接生产中，经常会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计研制了焊接变位机，它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用，可以实现焊接的机械化、自动，提高了焊接的效率和焊接质量。焊接变位机可以应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。在现在加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为一种不可缺少的设备，其作用越来越突出。特别是近十年来，这一产品在我国工业机械行业有了很大的发展，获得了广泛的应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很复杂，尤其是各种机械的主要关键部位，其焊接质量的好坏直接影响整机性能，而选择合适的变位机能提高焊接质量和生产效率，降低工人的劳动强度和生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必须适应形势，通过焊接变位机等基础设备投入达到生产能力的革命。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，对着方面的投入都在加大。12焊接变位机目前的发展状况在我国，焊接变位机也已悄然成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了较大的发展，获得了广泛的应用。就型式系列和品种规格而言，已问世的约有十余个系列，百余品种规格，正在形成一个小行业。在国际上，焊接变位机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，有无隙传动私服控制型的，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，技术水平不低，中、小、大发展齐全的产品。下面对焊接变位机在国内外的发展状况作简要介绍121国内焊接变位机的产品简介现在我国生产焊接变位机的的厂家已经不少，大都不成规模。以变位机为主导产品发展起来的企业尚未形成。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单位生产的变位机在国内占有较大市场。到2000年，国内已开发的变位机产品约70余品种规格，以下简述这些变位机的基本型式，基本型产品发展了17个系列，主要为普通型，用于手把焊，此外，还有调速型、联控型（PLC、微机控制）和机器人配套型产品。与机器人配套用的变位机，开发了十余个品种。包括工位变换变位机（不参与焊接），如立式双工位、四工位、八工位变位机，双座单回转式八工位和倾翻回转式双工位变位机等与机器人配套焊接变位机（机器人外部轴），如倾翻回转伺服传动式、双座单回转伺服传动式、多轴单回转伺服传动式等。122国外焊接变位机的的产品简介一般来说，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；生产焊接机器人的厂家，大多生产与机器人配套的焊接变位机。但是，以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变位机的企业。德国的CLOOS、奥地利的IGM、日本松下机器人公司等，都生产伺服控制与机器人配套的焊接变位机。以下仅就变位机型式、第一主参数等做些介绍。（1）德国SEVERT公司该公司主要生产8种类型的产品，其中7种是焊接变位机。每种型式的焊接变位机，按其功能讲，均包括基本型、调速型、CNC程控型和机器人配套型等4种产品。（2）德国LCOOS公司德国LCOOS公司是国际上生产焊接设备的大型公司之一。生产焊接机器人、焊机等产品，也生产作为焊接机器人外部轴的焊接变位机。在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的L型双回转式、倾翻回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单座单回转WPV、立式单回转RR502以及各种多轴焊接机器人配套的变位机。（3）美国AROSON公司美国AROSON公司生产的焊接设备有焊接变位机、操作机、滚轮架等，可称世界之最。这个公司生产的焊接变位机主要类型为倾翻回转式、倾翻回转升降式、双座双回转式、双座单回转式和双座单回转升降式，其承载能力范围为11KG1810吨。（4）日本松下（PANASONIC）公司日本松下公司也是机器人制造公司。这个公司生产的机器人外部设备焊接变位机有12个系列。他们把传动装置、机座、夹具体等做成了标准模块，集合而成这些产品系列，按轴数和结构型式分类。2手动焊接变位机总体方案设计21设计方案的确定22设计要求、技术要求表21设计要求、技术要求工作台回转工作台倾斜载重量/KG回转速度/R/MIN倾斜速度/R/MIN工作台尺寸/MM重心高度/MM偏心距/MM工作台倾斜角度/电机驱动手柄3000101600200150013523回转机构的确定由于工作台回转速度低，额定功率低，故可取手柄传动；因传动比比较大，并要求有自锁功能，故选择蜗轮蜗杆传动，选用一级齿轮。24倾斜机构的确定工作台的倾斜是为了使工件定位，其倾斜运动一般是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜。因此次设计的载重量不是很大，故采用人工手柄带动，采用两级减速，蜗轮蜗杆减速及半圆齿轮机构，从而形成的调速范围。12025机构预期寿命估算机构预期使用寿命为5年，由于变位机上面焊件不总是在全自动化条件下焊接及安装和取放，即不是连续工作，则按运行时间按工作时间的50计算。以每天两图21焊接变位机结构示意图班制，全年工作300个工作日记则其使用寿命为小时。120582305根据焊接工装夹具及变位机械图册初步设计焊接变位机简图，如图22所示。3倾斜机构设计31方案确定倾斜机构是手柄经涡轮蜗杆减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜。减速器扇形齿轮32倾斜力矩的计算321最大倾斜力矩由力学知识分析知，最大倾斜力矩出现在MIN，90时及90，0时22MAX1H3098015730TMGENM322计算传动功率，确定传动比涡轮蜗杆传动，圆柱齿轮243二级传动总效率1204972传动功率MAX75189TMNPKW323传动比分配总传动比601I总图22手动焊接变位机简图减速涡轮蜗杆齿轮减速132I25I324选材因为翻转速度不高，选用7级精度大小齿轮均选用40CR（调质），火焰表面淬火，硬度为280HRC选小齿轮齿数Z124，大齿轮齿数Z224X2560325按齿面接触强度设计由设计计算公式（109A）进行计算，即21132HEDTZUKTD确定公式内的各计算数值试选载荷系数13TK计算小齿轮传递的转矩551519090186702PTNMN由表107选取齿宽系数05D查表106得材料的弹性影响系数21A89MPZE由图1021D按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的LIM160HMPA接触疲劳强度极限LIM250HPA由式1013计算应力循环系数161320HNNJL662845取接触疲劳寿命系数151341HNK2HN326计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，由式（1012）得1LIM5609HNMPAS2LI347K计算试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。T1DH52231316870318925870TETDKTUZDM327计算圆周速度V19125066060TDNMS计算齿宽1528DTBM计算齿宽与齿高之比H模数169234TTMZ齿高251590THM90B328计算载荷系数根据，七级精度，由图108查得动载系数直齿轮，165VMS102VKFHK由表102查得使用系数,由表104用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承1AK悬臂布置时由，查图1013得；故载荷328H06BH1328H142FK系数15AKV329按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径由式（1010A）得33112598273TKDM计算模数M14DMZ按齿根弯曲强度设计由式（105）得弯曲强度的设计公式为3A21DFSYKT确定公式内的各计算数值由图1020C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲强度极限A501MPFE2380FEMPA由图1018查得弯曲疲劳寿命系数，16FNK2N3210计算弯曲疲劳应力取弯曲疲劳安全系数S14，由式1012得16504129FNEKMPAS238计算载荷系数K1421590AVF查取齿形系数由表105查得；6521AFY236A查取应力校正系数由表105查得；81SA2174SA计算大、小齿轮的并加以比较FYA126580149ASF23732ASFY大齿轮的数值大设计计算532215904687103267MM对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数M的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数5按接触强度算得的分度圆直径1273D12735DZ大齿轮齿数262Z这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。3211几何尺寸计算计算分度圆直径1251DM265310DZM计算中心距12307A计算齿轮宽度1056DBM取，1625BM26754涡轮蜗杆机构设计蜗杆转速80R/MIN，传动比I32，使用寿命为12000小时。41选择蜗杆传动类型根据GB/T100851988的推荐，采用渐开线蜗杆。42选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度很低，故蜗杆用45钢；因希望效率高写，耐磨性好些。故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC，涡轮用铸锡磷青铜ZCUSN10P1，金属模铸造。为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。43按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（1112）传动中心距23AEPHZKT（431确定作用在涡轮上的转矩2按1,传动效率043则1Z66212018432950959568NPTNM432确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数由表115选取使用系数K由于转速不高，冲击不大，可取动载系数；则1AK105VAV433确定弹性影响因素EZ因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配，故1260AEZMP434确定接触系数P先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值，从图1118可查得1DA135D。29PZ435确定许用接触应力H根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCUSN10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从表117中查得涡轮的基本许用应力。A268HMP应力循环次数628060J12103HNNL寿命系数786910HNK则23932HANAAMPA436计算中心距231609105884637AM故取中心距MM，从表112中取模数MM，蜗杆分度圆直径25MM。这时。从图1118中可查得接触系数,因为150D145DA264Z，因此以上计算结果可用。Z44蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸441蜗杆轴向齿距MM；1570APM直径系数；Q齿顶圆直径MM126AADH齿根圆直径MM138FN分度圆导程角；54R蜗杆轴向齿厚MM7832ASM442涡轮涡轮齿数；231Z涡轮分度圆直径MM；2531D涡轮喉圆直径MM；65AAH涡轮齿根圆直径MM；2143FF涡轮咽喉圆半径MM2207GAR45校核齿根圆弯曲疲劳强度2153FFAFKTYDM当量齿数233487COS5VZ根据，从图1119中可查得齿形系数。205X23487VZ23FAY螺旋角系数110904BY许用弯曲应力FFNK从表118中可查得由ZCUSN10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力56AFMP。寿命系数69109378FVK50247AFMP12683953618F所以弯曲强度是满足的。5倾斜轴的设计51选取轴的材料选45钢调质处理，由表151可查取如下参数硬度HBS220；抗拉强度极限650MPA；弯曲疲劳极限275MPA；B1屈服极限强度355MPA；剪切疲劳强度155MPA；许用弯曲应力01I60MPA。152初步估算轴的最小直径由前面计算可知1R/MIN，P0075KW。查表153可取115。N0A33MIN0075148PDAM若考虑键槽直径应增加15，则IN48553轴上结构设计拟定轴上零件的装配方案如图（51）531根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足齿轮的轴向定位要求，齿轮的右端应制出一段轴肩，故取齿轮右端的轴肩为H25，左端用垫圈和螺栓定位初步选择滚动轴承。因轴承仅受径向力，所以选用深沟球轴承，选用0组基本游隙组，初步选取深沟球轴承6213，其尺寸为。右端深沟球轴承65123DDB采用轴肩进行轴向定位，由手册查得深沟球轴承6213的轴肩为H45轴承端盖的总宽度为20MM取轴与箱体连接部分的长度为68至此。轴的各段直径和长度已确定。532轴上零件的周向定位扇形齿轮与轴的连接和轴与箱体的连接均采用圆头平键连接。扇形齿轮与轴的连接的间的尺寸为，键槽用键槽铣刀加工，长为80MM，同时为了扇形149BH齿轮和轴有很好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为，同样轴与箱体的连76HH接的键的尺寸，键槽用铣刀加工。轴与箱体的配合为，滚动轴承与8K轴的配合定位是由过度配合来确定的，此处选轴的直径公差为M6确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径R2245图51零件的装配方案54求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时应从手册查取图52倾斜轴的简图图53轴的受力分析图541V平面内倾斜轴轴受力分析1垂直平面内受力分析如下图（2）做出倾斜轴在V面内的弯矩图（3）对倾斜轴在H面内进行受力分析图54垂直面受力分析图图55倾斜轴在V面内的弯矩图图56倾斜轴在H面的受力分析（4）做出倾斜轴在H面内的弯矩图（5）将倾斜轴在V面和H面内的弯矩进行合成，并做出弯矩图如下图（6）做出倾斜轴的扭矩图图56倾斜轴在H面的弯矩图图57倾斜轴弯矩合成图图58倾斜轴的扭矩图542按弯扭合成应力校核轴的强度轴双向旋转，扭转切应力为对称循环应力取，轴的计算应力12222CA4MTTWW前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表151查得。因此160AP，故安全。CA1543校核倾斜轴的轴承（1）求比值0591ARFE（2）初步计算动载荷根据式138APRAPFXY按照表136，1012，取12PF按照表135，X056，Y值需在已知型号和基本静载荷后才能求出。由于初选轴0C承为6211深沟球轴承，此轴承的基本额定静载荷29N求当量动载荷P0561304PRAFXFY（3）验算轴承的寿命根据式135366710142579HHCLLNP所以轴承选择符合要求。544倾斜轴上键的校核由机械设计，可得键连接强度校核公式61106PPPKLDT3102式中T传递的转矩，；MNK键与轮毂键槽的接触高度，；键的工作长度，；LD轴的直径，。（1）倾斜轴与扇形齿轮键的校核已知；27694MTN键的工作长度；LLB5183键与轮毂键槽的接触高度K0H51由式（61）得2769407338PMPA查机械设计表62，得10因,所以满足强度要求。P（2）倾斜轴与箱体键的校核已知71694MTN键的工作长度LLB205键与箱体键槽的接触高度KH126由式（61）得794570PMPA查机械设计表62，得12因,所以满足强度要求P6蜗轮轴的设计61选取轴的材料选45钢。调质处理，由表151查得参数如下，硬度为HBS220抗拉强度极365P限，弯曲疲劳极限屈服极限强度剪切疲劳极限650B1275MPA035MPA许用弯曲应力1IMPA6062初步估算轴的最小直径05A330204151536241PDAMH考虑有键槽，直径增大12MIN2D所以取为45MM63轴上结构设计631拟定轴上零件的装配方案632根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足齿轮的轴向定位要求，齿轮的右端应制出一段轴肩，故取齿轮右端的轴肩为H25，左端用垫圈和螺栓定位初步选择滚动轴承。因轴承仅受径向力，所以选用深沟球轴承，选用0组基本游隙组，选用的深沟球轴承6210，其尺寸为右端深沟球轴承采用5092DDB轴肩进行轴向定位，由手册查得深沟球轴承6210的轴肩为H35轴承端盖的总宽度为20至此。轴的各段直径和长度已确定。图61涡轮轴的装配方案633轴上零件的周向定位扇形齿轮与轴的连接和轴与箱体的连接均采用圆头平键连接。扇形齿轮与轴的连接的间的尺寸为，键槽用键槽铣刀加工，长为80MM，同时为了扇形齿149BH轮和轴有很好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为，同样轴与涡轮的连接76HH的键的尺寸，长为63，同时为了保持涡轮和轴的对中性，选择齿轮轮149BH毂与轴的配合为键槽用铣刀加工。滚动轴承与轴的配合定位是由过度配合来确76H定的，此处选轴的直径公差为M6确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径R1245634求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时应从手册查取图62涡轮轴的简图图63涡轮轴的受力分析（1）蜗轮轴在V面内进行受力分析（2）做出蜗轮轴在V面内的弯矩图（3）蜗轮轴在H面内进行受力分析图64涡轮轴在V面的受力分析图图65涡轮轴在V面的弯矩图图66涡轮轴在H面的受力分析（4）列出静平衡方程，并对B点取弯矩（5）做出涡轮轴的扭矩图635按弯扭合成应力校核轴的强度轴双向旋转，扭转切应力为对称循环应力取1，轴的计算应2222CA4MTTWW前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表151查得。因此160AP，故安全。CA1图67倾斜轴B点的弯矩图图68涡轮轴的扭矩图636校核倾斜轴的轴承求比值7801345ARFE初步计算动载荷根据式138APRAPFXYF按照表136，1012，取12PF按照表135，X056，Y值需在已知型号和基本静载荷后才能求出。由于初选轴0C承为6210深沟球轴承，此轴承的基本额定静载荷23N求当量动载荷P0561479PRAFXFY验算轴承的寿命根据式135366610802579HHCLLNP所以轴承选择符合要求。637倾斜轴上键的校核由机械设计，可得键连接强度校核公式61106PPKLDT3102式中T传递的转矩，；MNK键与轮毂键槽的接触高度，；键的工作长度，；LD轴的直径，。（1）涡轮轴与小齿轮的键的校核已知516870MTN键的工作长度LLB705146M键与轮毂键槽的接触高度KH945由式（61）得2871096PMPA查机械设计表62，得因,所以满足强度要求P（2）涡轮轴与涡轮键的校核已知516870MTN键的工作长度LLB14键与轮毂键槽的接触高度KH945由式（61）得26871029PMPA查机械设计表62，得因,所以满足强度要求P7蜗杆轴的设计71蜗杆轴结构设计及各部分尺寸711蜗杆轴结构设计如图图71蜗杆轴结构图712确定蜗杆轴各段轴尺寸径向尺寸轴向尺寸MD501ML971A224023L53MD4M8472蜗杆轴轴承的选择查机械零件手册，选择滑动轴承，滑动轴承座型号为HZ050，其各部分参数为，。D50D60MR45B7573蜗杆轴键的选择根据4轴段，查机械零件手册选择圆头普通平键，D4L284公称直径，键长取。HB12L74蜗杆轴受力分析及校核741蜗杆轴受力分析蜗杆轴受力如图图72蜗杆轴受力分析图1H平面内蜗杆轴受力分析水平面内蜗杆轴受力如图根据蜗杆轴结构和各个轴段尺寸可得，故。MLBCA108MLAC216已知，因各个力对A点弯矩之和为零得NFT32810ACHABTLL则NLFACBTNH16921608312因1NHT故FTNH1691382B截面处得弯矩MNLMAB280691则水平面内蜗杆轴弯矩图如图图73蜗杆轴H平面内受力图图74蜗杆轴H平面内弯矩图2V平面内蜗杆轴受力分析水平面内蜗杆轴受力如图已知则NFA8421FR176MNDFMA260712841因各个力对B点弯矩之和为零可得021BCNVANVLML即1867082FF又因轴受力应该平衡，得02NVRNV即61计算可得FNV72081FNV732B截面处所受弯矩MNLMABNV625391081FC7322图75蜗杆轴V平面内受力图则垂直平面内蜗杆轴弯矩图如图3合成弯矩图B截面处MNMVH392645392806921118022则蜗杆轴合成弯矩图如图因,则蜗杆轴所受扭矩图如图MNT1720691图76蜗杆轴V平面内弯矩图图77蜗杆轴合成弯矩图图78蜗杆轴弯矩图742蜗杆轴强度校核按弯扭合成应力校核轴的强度根据机械设计，可得回转轴强度校核公式37P122WTMCA式中轴的计算应力，；CA轴所受的弯矩，；MMN轴所受的扭矩，；T轴的抗弯截面系数，。W3轴上承受最大弯矩和扭矩的截面是B面，因扭转切应力为脉动循环变应力，故取。60已知MD5则根据机械设计表154得抗弯截面系数3336125042MDW因此MPACA851612570939642轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表151查得，因601，故满足强度要求。1CA743按弯扭合成应力校核轴的强度根据机械设计，可得回转轴强度校核公式37P122WTMCA式中轴的计算应力，；CAMPA轴所受的弯矩，；MMN轴所受的扭矩，；T轴的抗弯截面系数，。W3轴上承受最大弯矩和扭矩的截面是B面，因扭转切应力为脉动循环变应力，故取。60已知MD5则根据机械设计表154得抗弯截面系数3336125042MDW因此MPACA851612570939642轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表151查得，因601，故满足强度要求。1CA744蜗杆轴滑动轴承的选择A处轴承所受径向力NFNVHR58209781692211C处轴承所受径向力NVHR32222A处受力大，故只需满足A处轴承的要求就可以满足C处轴承要求。1选择轴承宽径比根据机床轴承常用的宽径比范围，取宽径比为1。2计算轴承宽度已知MD50MDB0513计算轴颈圆周速度SDNV算轴承工作压力MPADBFP08483205295选择轴瓦材料查机械设计表122，在保证,条件下，选定轴承材料PVP为铸锡磷青铜。10PZCUSN745蜗杆轴键的校核由机械设计，可得键连接强度校核公式6PPKLDT3102式中T传递的转矩，；MNK键与轮毂键槽的接触高度，；键的工作长度，；LD轴的直径，。已知，MNT0721720691MBLL102，HK485D4故MPAP352103查机械设计表62，得，10PMPA2因,所以满足强度要求。P8其它重要数据工作台面厚度MH5肋板厚度S14轴承端盖螺钉为8M轴端固定螺钉为0手柄厚度MS152滑动轴承座螺栓为焊接变位机总体结构布局如图81图81手动焊接变位机总体布局图9结语本次毕业设计的课题是300公斤手动焊接变位机，它通过一些机械传动机构，用来实现焊接工件的回转、倾斜，使得焊工操作的更加方便快捷，提高工作效率。它主要由两部分组成，倾斜机构和回转机构。倾斜机构使得工件在合适的位置，便于焊接；回转机构使得工件以一定转速随工作台旋转，便于提高焊接效率和焊接质量。这次设计的是一个纯机