伸臂式焊接变位机设计--总体设计和旋转减速器设计

I摘要焊接变位机运动系统的设计是焊接变位机方案设计的核心内容，而焊接变位机运动自由度的确定是其前提条件。焊接变位机的关键是对变位机进行最佳位置焊接所需要的运动自由度的设计，如平动或转动的设计。伸臂式焊接变位机是将工件回转，翻转，以便使工件上的焊缝置于水平和船形位置的机械装置。伸臂式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变位机，载重量一般不超过1吨。伸臂式焊接变位机的主体部分是翻转机构、回转机构、底座。本设计主要论述了焊接变位机械的组成，工作原理，重点讲述了其中的旋转减速机构的设计，旋转减速机构通过电机驱动，经过带传动，二级蜗杆蜗轮减速器的传动，起到减速和工作台的旋转运动的效果。包括了电机的选择，键的选择，轴承的选择等，还有带轮传动的计算，蜗轮蜗杆传动的计算，蜗杆轴的校核，轴承的校核等一系列设计计算。焊接变位机有利于实现最佳位置的焊接过程、提高工作效率、降低疲劳强度并达到良好的焊缝成型。关键词：焊接变位机械；带传动；蜗轮蜗杆传动；减速器IIAbstractThedesignofthemovingsystemoftheweldingpositioneristhecorecontentoftheschemedesign,butthesystemdependsonthemovingfreedom`scertainty.Thekeypartofthedesignoftheweldingpositioneristhedesignofthemovingfreedom,accordingtothebestweldingposition.Themainpartsoftheweldingpositionerincludeoverturningmachinery,circumgyratingmachineryandthebase.Thearm-extendingweldingposionerisusedmostwidely,theloadislessthanoneton.Thearm-extendingweldingpositioneristhemachinewhichmakestheworkpiececircumgyrateandoverturntomaketheweldinglineontheworkpieceparktheleveldirectionandcymbateposition.Theweldingpositioner`smakeupandoperatingprinciplemakeupofthepaper,whichdisseratesthedesignoftheturninggearofthemachine.Thebeltdrivingandtwostagewormwheelretardermaketheturninggearrealizetheman`santicipatingspeed.Theuseofthetechogeneratorwhichwillfeedbacktheinstantspeedtothegeneratorandthenthecontrollerwilladjustthespeedmakessureofthehighweldinglinequality.Weldingpositionerisinfavoroftheweldingprocesstoachievethebestpossibleposition,improvingefficiency,reducingthefatiguestrength,andformingagoodweld.Keywords:weldingposioner,beltdrive,wormdrive,reducerIII目录摘要.................................................................................................................IAbstract.......................................................................................................II目录..............................................................................................................III前言.................................................................................................................1第1章绪论.................................................................................................21.1课题研究现状及意义...............................................................................................21.2焊接变位机械概述...................................................................................................21.3论文主要研究内容..................................................................................................4第2章带传动的设计.................................................................................52.1.电动机的选择...........................................................................................................52.2.带传动的设计计算...................................................................................................5第3章旋转减速器设计.............................................................................63.1传动比的分配...........................................................................................................63.2二级蜗杆传动设计...................................................................................................63.3蜗杆轴的设计计算及校核........................................................错误!未定义书签。3.4轴承的选择及校核....................................................................错误!未定义书签。3.5键的选择及校核.....................................................................................................11第4章焊接变位机的总体设计...............................................................144.1伸臂梁的设计计算：............................................................................................144.2底座和箱体的简单设计.........................................................................................15结论...............................................................................................................16参考文献.......................................................................................................17致谢...............................................................................................................18附件1............................................................................................................19IV附件2............................................................................................................231前言随着现代工业的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基本取代了铆接连接工艺。许多传统的铸锻制品也有焊接制品或铸-焊，锻-焊制品所代替。焊接结构广泛用于是由于化工工业重型与矿山机械，起重与运输设备，汽车与船舶制造，航空航天技术，建筑结构与国防工业等领域中。许多产品，例如大型的超高压容器，除采用焊接工艺外，难以设想有更好的方法。在先进的工业国中，焊接产品的用钢量已达到总用钢量的43%以上，为了制造如此庞大的焊接结构产品，需建立大量专门制造焊接结构的工厂，而其中焊接变位机则是满足其焊接工艺的重要基础。本次论文主要介绍0.5t伸臂式旋转焊接变位机的总体设计及其装配，重点介绍其中的回转机构的设计及其组装，由于作者水平有限，时间仓促，错误再所难免，还请读者朋友们批评指正。2第1章绪论1.1课题研究现状及意义国外大型结构件的焊接一般应用机械手，从国内目前的工艺现状及设备投入情况，完全用焊接机器人代替手工焊接作业条件还不成熟。但是如果没有焊接变位机，对于复杂结构件内的一些立焊缝、仰焊缝等单纯靠人工调整至容易焊接的平焊或船焊位置是不可能的。工人无法按焊接工艺执行，焊接质量也无法保证。再者，工程机械大部分结构件很不规则，如装载机的前车架、挖掘机的大臂等类工件，焊缝复杂，外形大且重量较重，靠行车或其它吊装设备人工翻转，不仅频繁占用吊装设备，焊接效率低，而且现场操作不规范，存在一定的安全隐患。因此，近年来人工焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，都在加大这方面的投入。本次论文处于对大学四年所学的知识进行的一次综合性的梳理及应用，对学生的综合能力进行的一次较为实质性的锻炼。1.2焊接变位机械概述随着焊接产品在国防工业，船舶运输，机械化工中的广泛使用，对焊接产品的质量要求也越来越高，传统的手工定位已不能够满