300公斤手动焊接变位机的设计

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

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目 录

1 引言 ............................................................. 1 1.1开发焊接变位机的意义和目的 ...................................... 1 1.2焊接变位机目前的发展状况 ........................................ 1 1.2.1国内焊接变位机的产品简介 ...................................... 1 1.2.2国外焊接变位机的的产品简介 .................................... 2 2 手动焊接变位机总体方案设计 ....................................... 3 2.1 设计方案的确定 ................................................. 3 2.2设计要求、技术要求 .............................................. 3 2.3回转机构的确定 .................................................. 3 2.4倾斜机构的确定 .................................................. 3 2.5机构预期寿命估算 ................................................ 3 3倾斜机构设计 ...................................................... 4 3.1方案确定 ........................................................ 4 3.2倾斜力矩的计算 .................................................. 4 3.2.1最大倾斜力矩 .................................................. 4 3.2.2计算传动功率，确定传动比 ...................................... 4 3.2.3传动比分配 .................................................... 4 3.2.4选材 .......................................................... 5 3.2.5按齿面接触强度设计 ............................................ 5 3.2.6计算接触疲劳许用应力 .......................................... 5 3.2.7计算圆周速度v ................................................ 6 3.2.8计算载荷系数 .................................................. 6 3.2.9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 ........................ 6 3.2.10计算弯曲疲劳应力 ............................................. 7 3.2.11几何尺寸计算 ................................................. 8 4 涡轮蜗杆机构设计 ................................................ 8 4.1选择蜗杆传动类型 ................................................ 8 4.2选择材料 ........................................................ 8 4.3按齿面接触疲劳强度进行设计 ...................................... 8

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4.3.1确定作用在涡轮上的转矩T2 ..................................... 8 4.3.2 确定载荷系数K ................................................ 8 4.3.3 确定弹性影响因素 ZE .......................................... 9 4.3.4 确定接触系数Zp ............................................... 9 4.3.5 确定许用接触应力??H? ......................................... 9

4.3.6 计算中心距 ................................................... 9 4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸 ................................ 9 4.4.1 蜗杆 ........................................................ 9 4.4.2 涡轮 ....................................................... 10 4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度 ....................................... 10 5倾斜轴的设计 ..................................................... 11 5.1选取轴的材料 ................................................... 11 5.2初步估算轴的最小直径 ........................................... 11 5.3轴上结构设计 ................................................... 11 5.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ..................... 11 5.3.2轴上零件的周向定位 ........................................... 12 5.4求轴上的载荷 ................................................... 12 5.4.1 V平面内倾斜轴轴受力分析 ..................................... 13 5.4.2按弯扭合成应力校核轴的强度 ................................... 15 5.4.3校核倾斜轴的轴承 ............................................. 16 5.4.4倾斜轴上键的校核 ............................................. 16 6蜗轮轴的设计 ..................................................... 17 6.1选取轴的材料 ................................................... 17 6．2初步估算轴的最小直径 .......................................... 17 6.3.轴上结构设计 .................................................. 18 6.3.1拟定轴上零件的装配方案 ....................................... 18 6.3.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 ..................... 18 6.3.3轴上零件的周向定位 ........................................... 18 6.3.4求轴上的载荷 ................................................. 19

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