焊接变位机课程设计报告.docx

目录

设计方案确定

1.1设计要求、技术要求

1.2回转机构的确定

1.3倾斜机构的确定

1.4机构预期寿命估算

回转机构设计

2.1回转轴强度计算

2.2根据回转轴直径及受力情况选择轴承

2.3设计回转轴结构尺寸、选择键

2.4回转机构驱动功率计算及电机选择

2.5设计回转轴减速机构

2.6回转主轴受力分析及校核，轴承校核

倾斜机构设计

3.1方案确定

3.2最大倾斜力矩计算

3.3V带传动

3.4涡轮蜗杆传动

3.5扇形齿轮机构

3.6倾斜轴及轴承设计

总结

参考文献

设计方案确定

设计方案确定

1.

1.1设计要求、技术要求

表1-1设计要求、技术要求

工作台回转

工作台倾斜

载重量

回转速度

倾斜速度

工作台尺寸

重心高度

偏心距

工作台倾斜角度

电机驱动

电机驱动

660Kg

0-1r/min

0-1r/min

6

700mm

340mm

200mm

0-135°

1.2回转机构的确定

由于工作台回转速度低，调速范围长，额定功率低，所以选择直流电动机；因为总传动比较大，故可选择外购一个减速器及涡轮蜗杆机构，选用一级齿轮。

1.3倾斜机构的确定

工作台的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。工作台的倾斜一般是为了使焊件定位，所以其倾斜速度多是恒定的，可以采用异步电动机驱动。选择两级减速器，涡轮蜗杆减速器，及半圆齿轮机构，从而形成工作台0°?135。的调节范围。

1.4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。以每天两班制，全年工作300个工作日记则其使用寿命为5*300*2*8*50%=12000小时。

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1-2

焊接变位机简图

图1-2

2.回转机构设计

2.1回转轴强度计算

2.1.1当量弯矩的计算

如下图2-1,X、Y、Z三轴方向设定为主轴方向，Y垂直主轴方向沿纸面向上，X轴垂直主轴纸面向外。

主轴受力有弯矩和扭矩。设Mx为绕X轴，My为绕Y轴。

在焊件和夹具等综合作用下，回转轴的危险截面在轴承A处，A点截面处的弯矩为：

Mw=\心2+My2，Mx=G1h+G2esinp

My=G2ecos0，且G1=Gsina，G2=Gcosa 整理得：

Mw=GJh2sina+e2cos2a+2hesinacosasing

G---综合重量

e---综合重量偏心距

h---综合重心高

P---回转轴的转角

a---回转轴的倾斜角

A截面的所受扭矩

Mn=G1ecos片Gesinacos0

按照第三强度理论折算当量弯矩

Mxd~^Mw2+Mn2=G』e2cos2。+(hsin以+ecos以sin0)2

图2-1焊接变位机回转机构受力状态

e

当a与0满足cota=hsin0时

当量弯矩有最大值

Mxdmax=Gvh2+e2=660*9.8*、3402+2002=2551378N?m=255Mpa

2.1.2初步计算轴径

根据Mxdmax初步确定回转轴直径：

主轴材料选用45#钢调质状态，其弯曲疲劳强度极限b-1=275MPa

许用应力8b

许用应力

8b

1

[b]=Kn

b-1见《机械设计》表17-2

8----比例因子，取0.5；

K----应力集中系数，取1.5；

n----安全系数，取1.6。

0.5*275

则有[b]=1-

则有

[b]=1-7*1-6=50.55MPa

主轴直径dM

■10*2551378

3 =79.61mm

3 50.55

取d=80mm

所以最小直径dmin=80mm

2.2根据回转轴直径及受力情况选择轴承

由于轴承受径向作用及轴向作用力，故选用圆锥滚子轴承，dmin=85mm。

根据要求，选用圆锥滚子轴承30217。

基本尺寸d=85mmD=150mmB=28mm

基本额定负载Cr=178KN Cor=238KN 见《机械设计课程

设计》表12-3

2.3设计回转轴结构尺寸选择键

2.2.1回转轴结构尺寸确定

根据轴的最小尺寸d=80mm轴承内径d=85mm，初步确定轴的个部分尺寸如下图2-2

图2-2回转■轴的尺寸图L套筒

图2-2回转■轴的尺寸图

涡轮

滚动轴承

轴向尺寸l1=85mml2=135mm

轴向尺寸

l1=85mm

l2=135mm

l3=133mm

l4=98mm

l5=30.5mm

涡轮宽度BM0.75da1

d1=dmin=80mm

d2=85mm

d3=90mm

d4=100mm