機械設(shè)計說明書-0.5T焊接變位機的設(shè)計

題目：0.5T焊接變位機的設(shè)計伸臂式焊接變位機總體方案設(shè)計2.1設(shè)計要求：焊接變位機設(shè)計的出發(fā)點是滿足系統(tǒng)的功能,從變位機械在該生產(chǎn)線中的功能入手分析,它主要包括以下幾個方面的功能[4]：2.1.1對焊件的停放2.1.2能適應(yīng)不同尺寸形狀的焊件的焊接2.1.3能夠?qū)⒋更c沿著一定的運動軌跡移動到最佳焊接位置焊接變位機是將被焊接工件回轉(zhuǎn)、傾斜，以便使工件上的焊縫置于水平和船型位置的機械裝置，該焊接變位機工作臺以穩(wěn)定的焊接速度回轉(zhuǎn)時，工作臺回轉(zhuǎn)軸線可以傾斜旋轉(zhuǎn)，以獲得優(yōu)良的空間焊縫成形，該裝置具有以下幾項要求（如表2.1）：表2.10.5T焊接變位機的基本參數(shù)要求最大承載及驅(qū)動重量500kg額定載荷時最大偏心距250mm工作臺直徑φ800mm翻轉(zhuǎn)角度范圍0～120°翻轉(zhuǎn)速度0.75r/min回轉(zhuǎn)速度0.1～1r/min回轉(zhuǎn)調(diào)速方式變頻無級調(diào)速額定載荷時最大重心距250mm翻轉(zhuǎn)電機功率0.75kW本焊接變位機適用于小焊件的焊接，一般是那種手工不易搬動或者搬起來比較費力的焊件，對手工焊和自動焊都適用，主要是用來把焊縫變到易于施焊的位置，比如平焊和“船型”焊接位置。2.2伸臂式焊接變位機原理分析圖2.1伸臂式焊接變位機該伸臂式焊接變位機（如圖2.1）可以實現(xiàn)工作臺的回轉(zhuǎn)、工作臺的翻轉(zhuǎn)和小幅度升降。圖2.2伸臂式翻轉(zhuǎn)減速機伸臂式翻轉(zhuǎn)減速機（如圖2.2）和工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)都運用了蝸輪蝸桿傳動，以此來獲得自鎖能力，并且保證了安全平穩(wěn)作業(yè)。在伸臂翻轉(zhuǎn)減速機構(gòu)和作態(tài)回轉(zhuǎn)機構(gòu)的第一級傳動都采用了皮帶傳動，起到減震和過載保護。該變位機的總體結(jié)構(gòu)安排，在工作臺上未承載工件時其中心位于傾斜軸線的一側(cè)，承載工件后，整體重心將考進或移動到傾斜軸線的另一側(cè)，這使得工作臺無論在有載還是無載的情況下，整體重心新形成的傾斜力矩變化不大，因此可以減小驅(qū)動功率，同時也保證了整體機構(gòu)的安全穩(wěn)定。2.2.1伸臂翻轉(zhuǎn)減速機構(gòu)的工作原理電機啟動后，通過一級帶輪傳動，將速度傳送到二級蝸輪蝸桿減速器，經(jīng)過兩級減速后，得到一個滿足要求的穩(wěn)定低速，最后由第二級蝸輪帶動所在的軸也就是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)的最后輸出軸將速度輸出。該伸臂翻轉(zhuǎn)采用蝸輪蝸桿減速，起到了自鎖的作用，保證了工作狀態(tài)的穩(wěn)定安全。2.2.2工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)的工作原理電動機轉(zhuǎn)動，通過一級皮帶傳動，帶動第一對蝸輪蝸桿傳動，達到一次減速。再經(jīng)過第二對蝸輪蝸桿減速，最后由第二組蝸輪蝸桿帶動所連接的回轉(zhuǎn)平臺的輸出軸，從而實現(xiàn)工作臺的回轉(zhuǎn)運動。2.3總體方案確定在對焊接變位結(jié)構(gòu)機械設(shè)計時,其設(shè)計依據(jù)是焊接工件及焊縫的形狀特征信息,在設(shè)計過程中還需綜合考慮多方面的因素,如工件的焊接方法及其工藝規(guī)范等。本焊接變位機由工作平臺、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、機座、控制裝置、焊接導(dǎo)電裝置等部分組成。2.3.1工作平臺它用于工件的停放。由于焊接變位機一般情況下需配合夾具工作，完成工件的翻轉(zhuǎn)及焊接。因此在工作臺表面開溝槽，用于固定工件的夾具的移動及固定。同時工作臺面表面經(jīng)網(wǎng)格狀處理后增大了摩擦，便于工件在變位時位置的固定。2.3.2工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)圖2.3工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)（如圖2.2），用于實現(xiàn)工作臺面上被焊接件回轉(zhuǎn)運動的實現(xiàn)。該部分主要是傳動部分的設(shè)計。包括傳遞動力、改變運動方向、改變運動速度。0.5T伸臂式焊接變位機主要由以下幾部分組成：底座、電動機、皮帶傳動機構(gòu)、伸臂翻轉(zhuǎn)減速器、翻轉(zhuǎn)伸臂、工作臺、工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)。其中底座、翻轉(zhuǎn)伸臂、工作臺采用焊件。而電動機是外購件。所以主要研究皮帶傳動機構(gòu)、伸臂翻轉(zhuǎn)減速器、工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)。2.3.3傳動機構(gòu)類型選擇的一般原則（1）小功率傳動，宜選用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的傳動機構(gòu)，以降低制造成本。（2）大功率傳動，應(yīng)優(yōu)先選用傳動效率高的傳動機構(gòu)，如齒輪傳動，以降低能耗。（3）工作中可能出現(xiàn)過載的工作機，應(yīng)選用具有過載保護作用的傳動機構(gòu)，如帶傳動。但在易爆、易燃場合，不能選用摩擦傳動，以防止靜電引起火災(zāi)。（4）載荷變化較大，換向頻繁的工作機，應(yīng)選用具有緩沖吸振能力的傳動機構(gòu)，如帶傳動。（5）工作溫度較高、潮濕、多粉塵、易爆、易燃場合，宜選用鏈、閉式齒輪或蝸桿傳動。（6）要求兩軸保持準(zhǔn)確的傳動比時，應(yīng)選用齒輪或蝸桿傳動。由于各種傳動的單級傳動比均有相應(yīng)的容許極限值，故對傳動比很大或較大的機械．需用二級或二級以上的多級傳動。多級傳動可全由嚙合傳動組成，或全由摩擦傳動組成，也可用摩擦傳動和嚙合傳動組成，還可由常規(guī)的普通傳動和非常規(guī)的行星傳動組成。在多級傳動中，各類傳動機構(gòu)的布置順序不僅影響傳動的平穩(wěn)性和傳動效率，而且對整個傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸也有很大影響。因此，應(yīng)根據(jù)各類傳動機構(gòu)的特點合理布置，使各類傳動機構(gòu)得以充分發(fā)揮其優(yōu)點。2.3.4常用傳動機構(gòu)的一般布置原則：（1）摩擦傳動(例如帶傳動)的承載能力一般較低，在傳遞相同的扭矩時其結(jié)構(gòu)尺寸大于嚙合傳功，故在多級傳動中宜置于高速級，又因其工作平穩(wěn)性好，故置于高速級還能起吸震緩沖作用。（2）嚙合傳動中的蝸桿傳動多用于大傳動比和中小功率場合，其承載能力一般較齒輪傳動低，為獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸，宜置于高速級。這時，雖然齒面相對滑動速度較高，卻有利于建立流體潤滑油膜，能為提高承載能力和效率帶來好處。（3）考慮到大尺寸、大模數(shù)的圓錐齒輪加工比較困難，故在多級傳動中宜置于高速級，但這時圓周速度較大，需提高制造精度，導(dǎo)致成本提高。（4）若機械中有制動裝置，則其后不應(yīng)采用摩擦傳動。順便指出，機械中的制動裝置通常置于高速級。此外，設(shè)計多級傳動時，運動鏈越簡短越好。運動鏈越簡短，機構(gòu)和零件的數(shù)量就越少，能量消耗也少，制造、裝配、使用、維修和保養(yǎng)費用也低并利于提高整機的效率和運轉(zhuǎn)精度。因此根據(jù)以上設(shè)計準(zhǔn)則以及設(shè)計要求工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計如下所示：工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)由電機驅(qū)動，通過一級帶輪傳動，然后經(jīng)過一個蝸桿減速器減速，最后一級蝸輪軸輸出至工作臺。傳動路線為：直流電機——一級帶輪傳動——二級蝸輪蝸桿減速器——三級蝸輪蝸桿減速器，從而實現(xiàn)工作臺的回轉(zhuǎn)。此機構(gòu)的優(yōu)點在于傳動比大而結(jié)構(gòu)尺寸較小，易于吸收振動，當(dāng)傳動部分被卡住時，不會燒壞電機，同時造價比較低。工作臺翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計如下所示：同樣根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則以及設(shè)計要求，用電機驅(qū)動，通過帶傳動減速器，二級蝸輪蝸桿，三級蝸輪蝸桿的多級減速，以獲得連續(xù)穩(wěn)定的工作臺傾斜速度。傳動路線為：直流帶減速電機——二級蝸輪蝸桿減速器——三級蝸輪蝸桿器，從而實現(xiàn)工作臺的翻轉(zhuǎn)。選用蝸輪蝸桿減速裝置除了利用蝸輪蝸桿減速裝置的傳動比大及結(jié)構(gòu)尺寸小的特點外，還利用蝸輪蝸桿減速裝置的自鎖功能，同時采用齒輪輔助鎖定，通過控制操作使回轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠準(zhǔn)確平穩(wěn)地停留在指定位置，安全可靠。在設(shè)計過程中，主要內(nèi)容是確定各帶輪的參數(shù)和蝸輪蝸桿的各項參數(shù)以及電動機的選擇。通過總體方案的確定可知，要完成伸臂式焊接變位機的設(shè)計我們主要需要解決兩個問題：1、伸臂式翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計。2、工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計。下面針對這兩個問題分別進行詳細敘述。3伸臂式焊接變位機翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計3.1伸臂翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)減速器的傳動方案簡圖（如圖3.1）圖3.1伸臂翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)減速器的傳動方案簡圖3.2選擇電動機在電動機的選擇過程中，主要考慮電動機的容量（額定功率)。電動機的容量（額定功率）選的合適與否，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。容量小于工作要求，則不能保證機器正常工作，或使電動機長發(fā)熱而過早損壞。容量大則電動機價格高，能力有不能充分利用。由于經(jīng)常不在滿載下運行，效率和功率因數(shù)都很低，造成很大浪費[5]。電動機的容量主要根據(jù)運行是發(fā)熱條件決定，額定功率是連續(xù)運轉(zhuǎn)下電動機發(fā)熱不超過許用溫度的最大功率。滿載轉(zhuǎn)速是指負荷相當(dāng)于額定功率時的電機轉(zhuǎn)速。同一類型的電動機按照額定功率和轉(zhuǎn)速的不同，具有一系列型號。根據(jù)電動機功率選擇電動機的容量，我們所選電動機型號如表3.1所示：表3.1所選電動機型號電動機型號額定功率（kw）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）額定轉(zhuǎn)速（r/min）額定電流（A）額定電壓（V）重量（Kg）Y802-40.75139014402220183.3確定傳動比其中為電動機的滿載轉(zhuǎn)速，為工作臺的翻轉(zhuǎn)速度。接下來我們面臨的問題就是如何合理的分配各級傳動比。合理分配傳動比，是傳動裝置設(shè)計中的一個重要問題，它將直接影響到傳動裝置的外廓尺寸、重量、潤滑以及減速器的中心距等很多方面。3.3.1分配傳動比主要考慮以下幾點1）各級傳動的傳動比最好在推薦范圍內(nèi)選取，不應(yīng)超過其允許的最大值。2）應(yīng)充分發(fā)揮各級傳動比的承載能力，注意使各級傳動件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)均勻會理，避免各零件的干涉及錄安裝不便。3）應(yīng)考慮帶傳動的傳動比大小對總體結(jié)構(gòu)的影響，如果傳動比過大則大帶輪直徑過大與減速器總體尺寸相比不均勻，甚至與基座相干涉。4）應(yīng)使傳動裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。5）傳動比還要考慮載荷性質(zhì)。綜合考慮以上各因素，選帶傳動的傳動比為2。對于兩級蝸桿減速器，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使i2=2i1，所以取第一級蝸輪蝸桿的傳動比為22，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為44。傳動裝置的實際傳動比由于受到各種因素的影響，因而與要求的傳動比常有一定的誤差，一般情況下，所選用的傳動比應(yīng)使工作機的實際轉(zhuǎn)速與要求的轉(zhuǎn)速的相對誤差在±5%范圍內(nèi)即可。設(shè)帶傳動的傳動比為i1，第一級（高速級）蝸輪蝸桿的傳動比為i2，第二級（低速級）蝸輪蝸桿的傳動比為i3。則工作機的實際轉(zhuǎn)速：（3.1）而所以此傳動比選擇合適。3.4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)傳動裝置的運動和動力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸出轉(zhuǎn)矩。它們是進行傳動設(shè)計的重要依據(jù)。3.4.1傳動系統(tǒng)中各軸的轉(zhuǎn)速n(r/min)(3.2)(3.3)(3.4)3.4.2各軸輸入功率P（kW）：(3.5)(3.6)(3.7)其中：—帶傳動的效率?！S承的效率?！谝患壩佪單仐U傳動的效率?！诙壩佪單仐U傳動的效率。3.4.3各軸轉(zhuǎn)矩T(N·m):(3.8)(3.9)(3.10)3.5V帶輪的設(shè)計計算3.5.1確定設(shè)計功率，其中【3】(3.11) 3.5.2選擇V帶型號對結(jié)構(gòu)尺寸無嚴格要求，可選普通V帶。根據(jù)和，查工具書選擇A型V帶。3.5.3選擇帶輪直徑和由工具書查的V帶最小直徑，應(yīng)使，考慮小帶輪轉(zhuǎn)速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又沒有特別限制，取。驗算帶速(3.12)所以，，符合工具書推薦的基準(zhǔn)直徑，故：帶輪選擇合適。3.5.4確定中心距a和帶長Ld設(shè)計條件中沒有限制中心距，故可初選中心距。由式得到(3.13)初選，則帶長：查工具書圓整于是中心距(3.14)A的調(diào)整范圍：3.5.5驗算小帶輪包角(3.15)所以中心距選擇合適。3.5.6確定V帶根數(shù)z查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：(3.16)查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：＝0.3kW，,(3.17)查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：＝0.03kW。(3.18)查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：＝0.96，＝1.11，(3.19)帶入計算公式得：，選z＝2，符合推薦輪槽數(shù)。3.5.7確定初拉力查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：(3.20)查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：q＝0.06kg/m,帶入公式得：安裝時，應(yīng)保證初拉力大于上述數(shù)值，但也不應(yīng)過大。3.5.8作用于軸上的壓力查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得：。(3.21)3.5.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)選擇V帶的類型（A型）查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得以下參數(shù)：（如表3.2）表3.2A型V帶參數(shù)槽型bdhaminhfmineminA112.758.715±0.3以大帶輪設(shè)計為例，帶輪的設(shè)計如圖3.2所示：

圖3.2帶輪設(shè)計圖3.6高速級蝸輪蝸桿設(shè)計3.6.1材料選擇由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)較為重要，選蝸桿（如圖3.3）材料20Cr.表面淬火，硬度45～50HRC；選蝸輪（如圖3.4）材料ZCuSn10P1，金屬模鑄造。圖3.3蝸桿圖3.4蝸輪3.6.2確定在渦輪上的轉(zhuǎn)矩根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度，傳動中心距（3.22）確定作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩根據(jù)要求可知，蝸桿頭數(shù)一般選擇1、2、4、6，在此，我們選擇，那么蝸輪的齒數(shù)。查工具書可知，。則（3.23）（1）確定載荷系數(shù)因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布系數(shù)，查機械設(shè)計手冊選取，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)所以載荷系數(shù)(3.24)（2）確定彈性影響系數(shù)查機械設(shè)計手冊，可知(3.25)（3）確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距的比值為0.35，查機械設(shè)計手冊可知（4）確定許用接觸應(yīng)力查表3.3鑄錫青銅渦輪的基本許用接觸應(yīng)力表3.3鑄錫青銅渦輪的基本許用接觸應(yīng)力渦輪材料鑄造方法蝸桿螺旋面的硬度≤45HRC＞45HRC鑄錫磷青銅ZCuSn10P1砂模鑄造150180金屬模鑄造220268鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Pb5Zn5砂模鑄造113135金屬模鑄造128140根據(jù)所選材料，確定許用接觸應(yīng)力:。應(yīng)力循環(huán)次數(shù):(3.26)其中為工作壽命:壽命系數(shù):(3.27)則則中心距為:(3.28)取，因，查機械設(shè)計手冊取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。這時，，從機械設(shè)計手冊查得接`觸系數(shù)，因為，因此以上計算結(jié)果可用。3.6.3蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸（1）蝸桿軸向齒距：，直徑系數(shù)，(3.29)齒頂圓直徑：，(3.30)齒根圓直徑：，(3.31)分度圓導(dǎo)程角：。(3.32)（2）蝸輪蝸輪齒數(shù)，變位系數(shù)。(3.33)傳動比，這時傳動比誤差為，是允許的。蝸輪分度圓直徑：(3.34)蝸輪喉圓直徑：(3.35)蝸輪齒根圓直徑：(3.36)蝸輪咽喉母圓半徑：(3.37)（3）校核齒根彎曲疲勞強度查機械設(shè)計手冊可知：(3.38)式中，—蝸輪齒根彎曲應(yīng)力，單位為—蝸輪齒形系數(shù)，可由蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)和蝸輪的變位系數(shù)得出?！佪喌脑S用彎曲應(yīng)力，單位為 當(dāng)量齒數(shù)(3.39)根據(jù)，，由機械設(shè)計手冊可知許用彎曲應(yīng)力 從機械設(shè)計手冊可知，(3.40)壽命系數(shù)(3.41)彎曲強度是滿足的。3.7低速級蝸輪蝸桿設(shè)計3.7.1材料選擇：由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)較為重要，選蝸桿材料20Cr.表面淬火，硬度45～50HRC；選蝸輪材料ZCuSn10P1，金屬模鑄造。3.7.2確定渦輪上的轉(zhuǎn)矩：根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，校核齒根彎曲疲勞強度，傳動中心距(3.42)確定作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)要求可知，蝸桿頭數(shù)一般選擇1、2、4、6，在此，我們選擇，蝸輪的齒數(shù)。查表得。則(3.43)（1）確定載荷系數(shù):因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布系數(shù)，查機械設(shè)計手冊選取，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)所以載荷系數(shù)（2）確定彈性影響系數(shù)：查機械設(shè)計手冊，可知(3.44)（3）確定接觸系數(shù)：先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距的比值為0.35，查機械設(shè)計手冊可知（4）確定許用接觸應(yīng)力：查表3.4鑄錫青銅渦輪的基本許用接觸應(yīng)力表3.4鑄錫青銅渦輪的基本許用接觸應(yīng)力渦輪材料鑄造方法蝸桿螺旋面的硬度≤45HRC＞45HRC鑄錫磷青銅ZCuSn10P1砂模鑄造150180金屬模鑄造220268鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Pb5Zn5砂模鑄造113135金屬模鑄造128140根據(jù)所選材料，確定許用接觸應(yīng)力:。應(yīng)力循環(huán)次數(shù):(3.45)其中為工作壽命:壽命系數(shù):(3.46)則則中心距為:(3.47)取，因，查機械設(shè)計手冊取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。這時，，從機械設(shè)計手冊查得接觸系數(shù)。因為，因此以上計算結(jié)果可用。3.7.3蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸：（1）蝸桿軸向齒距：，(3.48)直徑系數(shù)：，(3.49)齒頂圓直徑：，(3.50)齒根圓直徑：，(3.51)分度圓導(dǎo)程角：。(3.52)（2）蝸輪蝸輪齒數(shù)，變位系數(shù)。(3.53）傳動比，這時傳動比誤差為，是允許的。蝸輪分度圓直徑：（3.54）蝸輪喉圓直徑：（3.55）蝸輪咽喉母圓半徑：（3）校核齒根彎曲疲勞強度查機械設(shè)計手冊可知：（3.56）式中，—蝸輪齒根彎曲應(yīng)力，單位為—蝸輪齒形系數(shù)，可由蝸輪的當(dāng)量齒數(shù)和蝸輪的變位系數(shù)得出。—蝸輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為 當(dāng)量齒數(shù)（3.57）根據(jù)，，由機械設(shè)計手冊可知螺旋角系數(shù)許用彎曲應(yīng)力（3.58）從機械設(shè)計手冊可知，壽命系數(shù)（3.59）（3.60）（3.61）彎曲強度是滿足的。至此，伸臂式焊接變位機翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計完成。4工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計4.1總體傳動方案簡圖如下圖4.1圖4.1總體傳動方案簡圖4.2選擇電動機由要求的額定功率查機械設(shè)計手冊第五冊，我們選電動機，其額定功率，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，滿載轉(zhuǎn)速1380r/min。確定傳動比根據(jù)電動機滿載轉(zhuǎn)速和工作機轉(zhuǎn)速即可確定傳動裝置的總傳動比：（4.1）接下來我們面臨的問題就是如何合理的分配各級傳動比。綜合考慮前面介紹的五點內(nèi)容選帶傳動的傳動比。對于兩級蝸桿減速器，為了使結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)使。所以取第一級蝸輪蝸桿的傳動比為18，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為40。傳動裝置的實際傳動比由于受到各種因素的影響，因而與要求的傳動比常有一定的誤差，一般情況下，所選用的傳動比應(yīng)使工作機的實際轉(zhuǎn)速與要求的轉(zhuǎn)速的相對誤差在范圍內(nèi)即可。設(shè)帶傳動的傳動比為，第一級蝸輪蝸桿的傳動比為，第二級蝸輪蝸桿的傳動比為。則工作機的實際轉(zhuǎn)速（4.2）而：所以該傳動比選擇合適。4.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)傳動裝置的運動和動力參數(shù)，主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、輸入功率和輸入轉(zhuǎn)矩。它們是進行傳動設(shè)計的重要依據(jù)。4.3.1傳動系統(tǒng)中各軸轉(zhuǎn)速n（r/min）（4.3）（4.4）（4.5）4.3.2各軸輸入功率P（kW）（4.6）（4.7）（4.8）4.3.3各軸轉(zhuǎn)矩T（N）：；（4.9）（4.10）（4.11）4.4V帶輪的設(shè)計計算4.4.1確定設(shè)計功率查工具書可知,則（4.12）4.4.2選擇V帶型號：對結(jié)構(gòu)尺寸無嚴格要求，可選普通V帶。根據(jù)和，查工具書選擇Z型V帶。4.4.3選擇帶輪直徑由工具書查得Z型V帶最小直徑，應(yīng)使，考慮小帶輪轉(zhuǎn)速不是很高，結(jié)構(gòu)尺寸又沒有特別限制，取。驗算帶速（4.13）帶輪擇合適。所以：4.4.4確定中心距和帶長L設(shè)計條件中沒有限制中心距，故可初選中心距。由式得（4.14）初選＝300mm，則帶長：（4.15）查工具書圓整于是中心距a＝+，（4.16）A的調(diào)整范圍：（4.17）4.4.5驗算小帶輪包角（4.18）所以中心距選擇合適。4.4.6確定V帶根數(shù)z查工具書得：（4.19）查工具書得：＝0.3kW，,（4.20）查工具書得：＝0.173410，＝1.1373，（4.21）則：＝0.03kW。（4.22）查工具書得：＝0.96，＝1.11，（4.23）帶入計算公式得：，（4.24）選z＝2，符合推薦輪槽數(shù)。4.4.7確定初拉力查工具書得：（4.25）查工具書得：q＝0.06kg/m,(4.26)帶入公式得：（4.27）4.4.8作用于軸上的壓力查工具書得：。(4.28)4.4.9帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)選擇V帶的類型（Z型）查工具書的以下參數(shù)（如表4.1）：表4.1Z型V帶參數(shù)槽型bdhaminhfminefminZ8.52.007.012±0.37以小帶輪為例設(shè)計如下圖4.2：圖4.2小帶輪設(shè)計簡圖4.5高速級蝸輪蝸桿設(shè)計4.5.1材料選擇由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)較為重要，選蝸桿材料20Cr，表面淬火，硬度45～50HRC；選蝸輪材料ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造。4.5.2確定許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：，（4.29）查工具書得，則（4.30）4.5.3選擇齒數(shù)：根據(jù)傳動比參考工具書＝2，則。4.5.4按齒面接觸疲勞強度設(shè)計查工具書得：（4.31）查工具書得：載荷系數(shù)K＝（4.32）查工具書得：。（4.33）由于較低，估計取（4.34）由于載荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，所以取所以載荷系數(shù)K＝，（4.35）而，查得＝，則（4.36）按照接觸強度要求：（4.37）查工具書可選出m＝3.15mm，＝35.5mm，（4.38）。q=11.7,x=-0.1349（4.39）則中心距。(4.40)4.5.5驗算處設(shè)參數(shù)（4.41）原估計，選合適。4.5.6驗算齒根彎曲疲勞強度查工具書得：（4.42）蝸輪當(dāng)量齒數(shù)，(4.43)于是查得齒形系數(shù)＝2.6，而，帶入計算式可得(4.44)滿足彎曲疲勞強度的要求，所以傳動件選擇合適。4.5.7蝸輪蝸桿幾何尺寸的計算蝸桿齒頂圓直徑：(4.45)蝸桿齒根圓直徑：(4.46)蝸桿齒寬：（4.47）蝸輪吼圓直徑：（4.48）蝸輪齒根圓直徑：（4.49）蝸輪咽喉母圓半徑：，（4.50）4.6低速級蝸輪蝸桿設(shè)計4.6.1材料選擇由于是伸臂旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)較為重要，選蝸桿材料20Cr，表面淬火，硬度45～50HRC；選蝸輪材料ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造。4.6.2確定許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：，（4.51）查工具書得，則（4.52）4.6.3選擇齒數(shù)根據(jù)傳動比參考工具書＝1，則。取，實際傳動比4.6.4按齒面接觸疲勞強度設(shè)計：查工具書得：（4.53）查工具書得：載荷系數(shù)K＝（4.54）查工具書得：。(4.55)由于較低，估計取由于載荷平穩(wěn)，通過跑合可以改善偏載程度，所以取所以載荷系數(shù)K＝，(4.56)而，查得＝，則按照接觸強度要求：(4.57)查工具書可選出m＝4mm，＝40mm，，q＝10.66，。。(4.58)4.6.5驗算處設(shè)參數(shù)(4.59)原估計，選合適。4.6.6驗算齒根彎曲疲勞強度查工具書得：（4.60）蝸輪當(dāng)量齒數(shù)，變位系數(shù)x=-0.500查表得：齒形系數(shù)＝2.88，而，帶入計算式可得（4.61）滿足彎曲疲勞強度的要求，所以傳動件選擇合適。4.6.7蝸輪蝸桿幾何尺寸的計算：蝸桿齒頂圓直徑：(4.62)蝸桿齒根圓直徑：(4.63)蝸桿齒寬：(4.64)蝸輪吼圓直徑：(4.65)蝸輪齒根圓直徑：(4.66)蝸輪咽喉母圓半徑：(4.67)至此，工作臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)的減速器設(shè)計完成。5結(jié)論本文的主要研究對象是伸臂式焊接變位機。伸臂式焊接變位機包括回轉(zhuǎn)機構(gòu)，傾斜機構(gòu)及底座等幾部分，其中回轉(zhuǎn)機構(gòu)和傾斜機構(gòu)的減速器均采用二級蝸輪蝸桿減速器，從而得到了較低而又平穩(wěn)的工作轉(zhuǎn)速[7]。5.1本文所做的主要工作以如下（1）伸臂式焊接變位的總體設(shè)計（2）伸臂式焊接變位機翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計（3）伸臂式焊接變位機回轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計5.2伸臂式焊接變位機主要實現(xiàn)的功能如下（1）工作臺可任意角度回轉(zhuǎn)或以焊接速度回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)速度為0.1～1。（2）伸臂旋轉(zhuǎn)時，其空間軌跡為圓錐，與回轉(zhuǎn)臺配合可將工件調(diào)整到水平或船形焊的位置。參考文獻[1]王斌武.應(yīng)用于采煤機滾筒制造的數(shù)控焊接變位機的設(shè)計與計算[J].煤械,2009,(7).[2]王斌武.數(shù)控焊接變位機在截割頭制造中的設(shè)計與應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2009,(11)[3]楊超,劉紅旗,南光熙.基于平行四邊形機構(gòu)的同步式變位焊接機分析[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2008,(4).[4]何立.焊接與切割設(shè)備的使用和維修(七十八)——烘干箱、變位機、操作機的使用與維修[J].電焊機,2008,(8).[5]何立.焊接與切割設(shè)備的使用和維修(七十九)——烘干箱、變位機、操作機的使用與維修[J].電焊機,2008,(10).[6]唐佳富.新型焊接變位機的研制[J].機械工人.熱加工,2007,(1).[7]何文平,王宗才,李鐵成.球面環(huán)狀密封帶堆焊工藝分析及焊接雙變位機的設(shè)計[J].煤礦機械,2007,(7).[8]徐鹿眉,王鐵鈞.變頻器在軋輥焊接機焊件組合變位控制中的應(yīng)用[J].電焊機,2007,(8).[9]