小型台式焊接变位机设计（全套图纸） .doc

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1、小型台式焊接变位机设计摘 要焊接变位机是将焊接工件的焊缝位置转动到平焊位置。便于提高焊接质量，焊接变位机对焊接生产的有利作用是多方面的，能保证焊接质量，提高焊接生产率，改善人工作业条件，实现机械化、自动化焊接生产过程。这也是我们设计焊接变位机的目的。此次设计的主要内容是：设计小型台式焊接变位机,可实现焊接工件的回转、倾斜，以便使工件上的所有焊缝通过回转和倾斜后都能处于水平和船形焊位置，以便于焊工操作进行焊接。 小型台式焊接变位机正是当前众多焊接机械产品的一种，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

2、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，保证了产品的可生产性，便于规模化生产。 本次设计的主要内容是一个回转机构和一个倾斜机构，整个机构简单可靠，操作方便。关 键 词：焊接变位机，机座，回转机构，倾斜机构，变位原理THE DESIGN OF SMALLWELDING DEFLECTION-MECHANISMABSTRACTWelding displacement mechanism turn the welded joint of the welding work piece to the position of equil

3、ibrium to improve the welding quantity .The benefit that welding displacement mechanism provide to the welding is various. Can guarantee the weld quantity, improve welding rate of production and human workplace condition, realize mechanization and automation of the welding production line. This is t

4、he purpose that we design the welding displacement mechanism.The main content of this design is: The design of small welding deflection-mechanism, can realize turning and incline to the welding work piece, so as all the welded joint of work piece can on a horizontal position through turning and rota

5、ting, then the worker can weld. The small welding deflection-mechanism is a sort of the numerous welding mechanical products. The design choosing machine and its transmission made in reference of data and interrelated datum and ascertained the power of different parts and torsion. This ensures ratio

6、nality of the machine and makes the design of equipment in the given normal life. Then the connection of machines was designed and the frame chart was draw. At last details were designed and the assemblage chart was draw which ensures the manufacturing. The major content of the design were rotating

7、body and an inclining machine .The entire institution is simple, reliable, and easy to operate.KEY WORDS : Welding displacement mechanism, the base of machine, turning gear organization, tilting mechanism，displacement principle符号说明圆周速度 当量弯矩 应力循环次数 传动效率， 应力修正系数齿轮许用接触应力齿轮许用弯曲应力寿命系数转矩模数载荷系数传递功率圆周率齿数齿形系

8、数目 录前 言1第1章 焊接变位机的认识与设计51.1 关于焊接变位机几个基本定义的讨论51.1.1 焊接变位机的定义51.1.2 主自由度及全功能焊接变位机51.1.3 焊接变位机的变位自由度51.1.4 变位机的第一主参数-额定负荷61.2 焊接变位机型式及功能设计61.2.1 型式设计（自由度设计）61.2.2 结构设计61.2.3 功能设计71.3 焊接变位机的分类和型号编制办法71.3.1 分类方法71.3.2 型号编制的基本要求71.3.3 产品代号设计71.3.4 焊接变位机基本系列与类组划分81.4 毕业设计的目的、内容、步骤及注意问题的概述81.4.1 毕业设计的目的81.4

9、.2 毕业设计的内容81.4.3 毕业设计的步骤91.4.4 毕业设计中应该注意的问题9第2章 总体方案设计10第3章 小型台式焊接变位机设计与计算123.1 回转机构驱动功率计算及电机选择123.1.1 回转机构驱动功率计算123.1.2 电机的选择133.1.3 电机传动动力路线133.2 设计回转减速机构133.2.1 计算总传动比及分配各级传动比143.2.2 计算传动装置的运动的动力参数143.3 同步带传动的设计计算143.4 直齿圆锥齿轮的设计计算163.5 轴的设计计算183.5.1 输入轴的设计与校核183.5.2 回转轴的强度计算及设计校核233.6 滚动轴承的选择及计算2

10、63.7 键连接的选择及校核计算283.8 设计倾斜方案293.8.1 方案确定293.8.2 倾斜小轴的强度校核303.9 升降丝杠圆锥滚子轴承的选用与校核31第4章辅助部件的设计选用324.1 手轮、手柄的设计选用324.2 导电装置的确定32结 论33参考文献34致谢35前 言焊接变位机是焊接变位机械中焊件变位机械中的一种。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，在焊接领域把它划为焊接辅机。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。人们希望这一产品能健康、

11、有序、迅速的发展；企业能在一个平等的技术上竞争。在我国，乃至国际范围内，有关焊接变位机的基本概念、型式与分类、主要技术参数等，存在不统一的问题，甚至存在某些量纲混淆问题，随着我国已制定了焊接变位机行业标准一些问题渐渐有一个统一的认识。在人们的眼里，可能认为焊接变位机是一个无足轻重的产品。然而，在国际上，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；有无隙传动伺服控制型的；产品的额定负荷范围，达到。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不低，小、中、大发展齐全的产品，焊接变位机已成为焊接生产中不可缺少的装备之一，从而获得了广泛的应用。1 国内外焊接变位机发展简介一般说来，生产焊接操作

12、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，大都生产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。德国公司，美国公司，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、奥地利、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) 德国公司该公司主要生产种类型的产品，其中种是焊接变位机。每种型式的焊接变位机，按其功能讲，均包括基本型、调速型、程控型和机器人配套型等种产品。(1)型，包括型等个产品系列。即：型双回转式、型双回转升降式；型双回转-倾翻式、型

13、双回转-倾翻升降式；型双回转式、型双回转升降式；型双回转-倾翻式、型双回转-倾翻升降式。(2)型，包括型个产品系列。即：单座单回转式、单座单回转升降式；型双回转式。(3)型，包括型个产品系列。即：立式单回转；立式单回转双工位。(4)型，包括等个产品系列。即：双座单回转分体式；双座首尾单回转式；型双座双回转式；双座首尾单回转尾架移动式；双座首尾倾翻尾架移动式；双座轴单回转式；单座滚圈单回转式、双座滚圈单回转尾架移动式。(5)型：包括型，个多轴（自由度）产品系列。即：立式轴单回转双工位式；立式单回转双工位倾翻-回转式（轴）；立式单回转多工位型双回转式（轴）；立式单回转双工位型双回转倾翻式（轴）；立

14、式单回转双工位双座单回转式（轴）；立式单回转双工位型双回转式（轴）；立式单回转双工位卧式单座单回转（轴）。(6)型：包括型个产品系列。即：倾翻-回转式；倾翻-回转式。(7)型：包括型个产品系列。即：立式多工位式轴（自由度）单回转；立式多工位倾翻-回转式（自由度）；立式工位立式轴单回转。以上共个产品型式，每种型式都包括上述四种功能的产品，相当于个产品系列。额定负荷为。2） 美国公司美国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。其承载能力范围为吨。(1)手动双回式。系

15、列，型号。承载能力磅磅。(2)小型倾翻-回转式。系列，型号，承载能力分别为磅、磅、磅。(3)倾翻-回转式，倾翻角度。系列，承载能力磅万磅(4)倾翻-回转（换销）定位升降式，倾翻角度。系列，承载能力磅万磅。(5)倾翻-回转（齿轮齿条）无级升降式，系列，倾翻角度，型号，承载能力磅万磅。(6)倾翻-回转式，倾翻角度，系列，型，承载能力磅万磅。(7)双座双回转式，系列，最大产品承载能力为吨。(8)单回转式系列，承载能力为磅万磅。(9)单回转（齿轮齿条）升降式，系列，承载能力为磅万磅。3） 德国公司德国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

16、位机。在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的型双回转式、倾翻-回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单坐单回转、立式单回转以及各种多轴焊接机器人配套的变位机，如立式多工位卧式单回转型（轴）、立式多工位型双回转式（自由度）、立式多工位倾翻-回转（轴）、立式多工位倾翻-回转单回移动转式（轴）等。这些产品的主参数，最大允许承载能力用表示。4） 日本松下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个系列。他们把传动装置、机座、夹具体等作成了标准模块，集合而成这些产品系列。按轴数和结构型式分类。轴变位个系列，即：立式单回转、卧式单座单回转、双座单回转式；轴变位机有个系列

17、，即：型双回转式及卧式单座单回转式；轴变位机有个系列，即：立式多工位立式单回转、卧式多工位双座单回转式、卧式单座单回转式；轴变位机有个系列，立式多工位型双回转式。最大有效负荷 。5） 国内变位机的产品简介现在我国生产焊接变位机的厂家已经不少，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。天津鼎盛公司工程机械有限公司、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。到年，国内已开发的变位机产品约余品种规格。以下简述这些变位机的基本型式。(1)全双回转式。包括、型双回转式。(2)倾翻-回转式焊接变位机。(3)单回转式焊接变位。包括三

18、种型式：双座单回转式、双座单回转尾架移动式、单座单回转。 以上基本型产品发展了个系列，主要为普通型，用于手把焊。此外，还有调速型、联控型（、微机控制）和机器人配套型产品。 与焊接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。结束语(1)从行业管理上考虑，任何一个产品产业，都应有完整的类组划分。在焊接领域，如果把焊接工艺装备，与焊机等并列为一大类产品，那么，焊接变位机可以作

19、为焊接工艺装备的一个子类产品。与主机“焊机”相比，辅机-“变位机”比主机精、重、贵。把他划为焊接工艺装备的一个子类，更为确切。(2)德国一个小公司，生产的焊接变位机达余系列。本文给出的型式及功能设计，也有几十个产品系列，并且在我国工程机械行业，得到了发展。与其不相适应的是我国标准。实施的焊接变位机行业标准，所说的焊接变位机，只有倾翻-回转式一个系列，在年标准修改中，稍有些改变。(3)涉及到焊接变位机的基本概念，定义、量纲等本文作了阐述。加上其他技术参数，不求国际一致，但求国内统一。使企业之间，能在同一技术标准下发展、竞争。(4)关于焊接变位机型号编制方法，由于企业之间的竞争，很多企业对产品的法

20、定代号给淡漠了。把企业名称代号冠以产品代号上，强化了商标意识。尽管如此，本文认为，起码第一主参数和量纲应该得到统一。(5)我国焊接变位机的发展和应用，近十年来，工程机械行业带了一个头。首先是大型企业和外资企业应用，外资企业达到了不落地焊接。目前，在股份制企业的技术改造中，逐渐向外资企业看齐，展望未来，我国焊接变位机会得到健康的发展 (其中有些内容摘自耀华焊接有限公司的耀华焊接的一篇文章) 。2 本课题的设计在本次设计中，主要参考焊接变位机的特点和功能进行综合设计。在设计中，采用的是类比设计方法，同时参考强度和刚性的计算。设计内容主要是焊接变位机的设计方案选择与计算、回转轴设计、齿轮的选用与校核

21、、旋转机构、倾斜机构、顶针机构等的主要零件、机构的受力分析和强度校核、经济技术分析等。第1章 焊接变位机的认识与设计1.1 关于焊接变位机几个基本定义的讨论1.1.1 焊接变位机的定义 在我国，焊接变位机是一个年青的产品。由于制造业之间发展水平的差异，很多企业的焊接工位，还没有装备焊接变位机；同时，相关的研究也比较薄弱。迄今为止，没有专门著作去研究它的定义和分类。对它的称呼也就不可能规范化了。同一种设备，不同的企业和不同的人可能有不同的称呼。如：转胎、转台、翻转架、变位器、变位机等。为此，我们需要赋予它一个定义。我们称：用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备，称焊接变位

22、机。也就是说，把工件装夹在一个设备上，进行施焊作业。焊件待焊焊缝的初始位置，可能处于空间任一方位。通过回转变位运动后，使任一方位的待焊焊缝，变为船角焊、平焊或平角焊施焊作业。完成这个功能的设备称焊接变位机。它改变了可能需要立焊、仰焊等难以保证焊接质量的施焊操作。从而，保证了焊接质量，提高了焊接生产率和生产过程的安全性。1.1.2 主自由度及全功能焊接变位机 可以肯定的讲，如果一台变位机拖动焊件，仅做直线运动，哪怕是三维的，也不可能改变焊缝的姿态，满足施焊要求。也就是说，变位运动是回转运动，称此回转运动为变位机的主自由度。还可以做这样一个假设：在直角坐标系下，设有一空间直线焊缝，绕轴可在范围内回

23、转，且这个轴连同这一焊缝又可绕（或）轴在范围内回转，那么，经此变位的焊缝，便可变到船角焊位置进行施焊作业。换言之，一个焊口由两个面的共线和夹角组成，在上述两个回转范围内，经恰当的回转，便可使其共线与水平面平行，且这两个面与水平面的夹角相等，各为，即变为船角焊位置。这个假设是说，任何复杂焊件，只要装在主自由度为一个全回转和一个半回转的焊接变位机上，即可实现船焊要求。我们称这种双回转式焊接变位机为全功能变位机7。1.1.3 焊接变位机的变位自由度涉及到用户对设备装备的理念，以及考虑用于手把焊和自动焊的不同用途，选择和设计焊接变位机时，除主变位自由度外，还要考虑增加辅助变位自由度。如大件焊接，可增加

24、升降运动自由度，如上述美国、德国这种产品很多。另外，某些焊件，由于焊缝分布简单，用一个回转自由度就可以解决焊件中大部分和重要焊缝的船焊要求，其余少量非重要焊缝，虽然，不能实施船角焊，但可以实施平角焊。这样，为简化设备造价，工艺上便考虑采用单自由度或功能退化的焊接变位机，即单回转式变位机。根据使用要求，同样也可以增加辅助自由度。例如，升降式和尾架移动式等等。还有一些工位变位机，为适用于焊接工位的工艺要求，这种焊接变位机的某些自由度，与施焊无关。还有从工位设计和稳定性考虑，两台或多台焊接变位机合并设计，这样就出现了多种工位变换和组合式多自由度焊接变位机产品。1.1.4 变位机的第一主参数-额定负荷

25、本文把最能描述焊接变位机工作能力的参数，称第一主参数。焊接变位机不同于其他加工设备，它的基本负荷就是焊件的“重量”。各国的焊接变位机，都是由此给定第一主参数的。在国际上，第一主参数的量纲没有统一。对这一问题，需要做些讨论。在欧洲，如德国公司、公司，瑞典公司等，用重力单位表示；美国公司用英美制质量单位（磅）表示；日本某些公司用国际质量单位表示；我国的焊接变位机行业标准，采用了国际质量单位，但鼎盛公司采用了重力单位。如此可见，在我国乃至国际上，焊接变位机第一主参数的量纲还没有统一。其次，对这一主参数的称呼也不统一。最大负荷、最大负荷、基本承载能力、承重能力、许用载荷（许容荷载）、最大有效负荷等等。

26、从量纲发展的历史分析，用力和质量两种单位，各有个的道理。但是，无论是从行业管理的角度考虑，还是从科学计算的角度考虑，都应统一。笔者认为量纲的确定，在于一个概念，如果衡量焊接变位机的能力，选择负荷单位，即第一主参数用重力表示，那么，他的量纲应该用。与此相关的回转技术参数力矩，应该用表示，这样，与国际单位制就统一了。这是本文推荐的办法。焊接变位机是涉及人身安全的产品。对用户选择产品负荷等级，应该是明确的。诸如上述的最大负荷或许用载荷，都不能说准确的表达了这个量。现在给定一个公式：式中：为焊件质量；为重力加速度，即为重力；为动荷系数；为安全系数。称为额定承载能力或额定负荷。动荷系数、安全系数，应在产

27、品设计时确定。在样本或使用说明书中给用户提供选择方法。关于额定负荷的参数系列，以及回转或倾翻力矩两种参量，不再讨论1.2 焊接变位机型式及功能设计1.2.1 型式设计（自由度设计）(1)用主自由度设计变位机，可有三种基本型式。 单回转式，其转角为； 双回转式，其转角为一个为，另一个为；倾翻-回转式，其转角一个为，另一个为。(2)多自由度产品设计，在上述基本型产品上，增加辅助自由度。(3)多自由度组合结构设计，把两种或两种已上基本型产品组合设计而成。1.2.2 结构设计(1)单回转式，为了适应不同工件装夹需要，还有三种基本型式，立式、卧式和双座式。双座还分尾架固定和尾架移动两种型式。还有首尾分体

28、、联体式等。(2)双回转式，为了适应不同工件装夹需要和考虑结构受力合理，也设计有三种基本型式，型、型、型（双座双回转式）。(3)倾翻-回转式也有不同的结构设计，如一个回转的转角为，另一个为：；等，这三种具有不同的结构型式。1.2.3 功能设计(1)普通型，回转运动为定速传动。(2)调速型，至少有一个回转运动设计为变速传动。(3)联控型，除具有调速功能外，采用和微机控制，使多机和多自由度联动工作。(4)机器人配套型，作为机器人外部轴使用或参加焊接；或仅做工位变换，不参加焊接。1.3 焊接变位机的分类和型号编制办法1.3.1 分类方法从变位机小行业发展考虑，必须有一个分类办法。使每一种产品问世，都

29、可赋予它一个法定代号。这对一个变位机生产企业来说，无论是软件还是硬件管理，都是至关重要的。所谓的分类方法，就是根据上述型式设计，按产品的自由度、结构和功能等三种特征，把它们排成一个型谱。以便于给它们一个代号，以兹互相区别，这就是分类方法。1.3.2 型号编制的基本要求分类和型号编制都是对同一事件的。分类方法是把一种焊接变位机放在型谱上，并赋予一个名称。型号编制办法，则是把已命名的焊接变位机，用一组具有一定特征的字符串来表示。这个字符串代表了产品的自由度、结构和功能特征、产品参数特征和换代特征等。1.3.3 产品代号设计焊接变位机的代号，是用一个字符串来表示的，如图1所示。第一段为焊接变位机产品

30、代码，可用汉语拼音字头或表示；第二段为焊接变位机自由度分类代码，用汉语拼音字头表示，分别代表回转、位移自由度，代表自由度数，单自由度可以缺省；第三段为焊接变位机结构特征代码，用汉语拼音字头和形状混合表示；第四段为焊接变位机功能代码，用汉语拼音字头分别表示调速型、伺服传动型、联控型和机器人配套型，普通型缺省；第五段为焊接变位机第一主参数-额定负荷代码，用阿拉伯数字表示，单位；第六段为焊接变位机产品换代代码，按开发顺序，用英文字母.表示，第一代产品缺省。 产品换代代码，按开发顺序用英文字母A、B、C表示，首代缺省 额定负荷代码，用阿拉伯数字表示，单位kN 功能特征代码，用汉语拼音字头T、S、K、R

31、表示，普通型缺省 结构特征代码，用汉语拼音字头W、L、Q和形状L、C、H混合表示 自由度代码，用汉语拼音字头Z、Y分别代表回转、位移，阿拉伯数字代表自由度数 焊接变位机代码，用汉语拼音字头 HB或B 表示图1-17 焊接变位机产品代号说明1.3.4 焊接变位机基本系列与类组划分变位机的基本系列与类组划分，如图1-27所示。 L型双回转式（固定式、升降式） 双回转式 H型双座双回转式（固定式、升降式） C型双回转式（固定式、升降式） 单座立式 BZL-焊接变位机 单回转式 卧式（固定式、升降式） 双座-尾架固定（固定式、升降式） 尾架移动（固定式、升降式） - 0135（固定式、升降式） 倾翻回

32、转式- 090（固定式、升降式） 4545 图1-2 焊接变位机基本型类组划分1.4 毕业设计的目的、内容、步骤及注意问题的概述1.4.1 毕业设计的目的毕业设计是对大学专业课学习的综合性以及实践性的一次训练，毕业设计的目的是：(1)综合运用机械设计制造课程和其它选修课程的知识，分析和解决机械 设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识。(2) 通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识,熟练掌握机械设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。(3) 通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关的设计资料，进行全面的设计基本技能的训练。1.4.2 毕业设计的内容(

33、1)设计小型台式焊接变位机，可实现焊接工件的回转、倾斜，以便工件上的所有焊缝通过回转和倾斜后都能处于水平和船形焊位置，以便于焊工操作进行焊接。主要包括：(2)小型台式焊接变位机的底座、回转机构、倾斜机构等的机械结构设计、装配图设计；(3)对变位原理、调整方式、传动方式等可采用不同的设计方案;(4)整个机械系统应简单可靠，操作方便；(5)编写相应的设计说明书。 毕业设计中完成以下工作：1)小型台式焊接变位机总装配图一张（图纸）； 2) 升降机构总装配图一张（图纸）；3)旋转机构总装配图一张（图纸）；4)顶针机构总装配图一张（图纸）；5)直齿锥齿轮零件图一张（图纸）；6)设计说明书一份；7)英文原

34、文及翻译一份。1.4.3 毕业设计的步骤设计的一般进程和步骤如下：(1)阅读设计任务书，明确设计任务；首先要进行调查研究，同时需要查阅大量的文献资料；现场参观，了解过国内外的动态。(2)拟订初步传动方案，比较所选的方案，选择最优秀的方案，计算有关的运动和动力参数；然后对其校核。(3)初画结构简图草图，对其各类零件进行计算、校核，最后完成装配图和工作图。(4)绘制指定的装配图和结构图。(5)整理和编写设计说明书。(6)进行毕业设计的答辩准备。(7)毕业设计答辩。1.4.4 毕业设计中应该注意的问题(1)独立分析思考问题，完成大学里面最后一次设计任务。(2)各个阶段是相互联系的。设计时，零、部件的

35、结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求。由于影响零、部件的结构尺寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题会更全面、合理，故后期阶段设计要对前阶段的设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。所以设计要边计算、边绘图，反复修改，设计计算、绘图与修改交替进行。(3)学习和善于利用长期积累的资料，不可盲目的照抄，要真正理解运用所学知识来解决设计中的问题。(4)设计中贯彻标准化、系列化于通用化可以保证互换性、降低成本、缩短设计周期，是机械设计应遵循的原则之一，也是设计质量的一项评价指标。设计中应尽量减少材料的品种和标准件的规格。(5) 有不懂的地方要及时向老师及单

36、位同事请教，以免出现重大失误。第2章 总体方案设计焊接变位机械是改变焊件、焊机或焊工空间位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械设备。焊接变位机械分为焊件变位机械、焊机变位机械、焊工变位机械；其中焊件变位机械分为焊接变位机、焊接滚轮架、焊接回转台、焊接翻转机；本次设计任务是设计小型台式焊接变位机。焊接变位机，是在焊接作业中将焊件回转并倾斜，使焊件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变位机械。座式焊接变位机，其工作台连同回转机构通过倾斜轴支承在机座上，工作台以焊速回转，倾斜轴多在090的范围内恒速或变速倾斜。该机稳定性好，一般不用固定在地基上，搬移方便，适用于0.510kg焊件的翻转变位。焊接变位机械是

37、改变焊件、焊机或焊工空间位置来完成机械化、自动化焊接的各种机械设备。使用焊接变位机械可缩短焊接辅助时间，提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能1。焊接变位机械的分类及各种所属设备如下： 焊接变位机械焊接变位机械 焊机变位机械 焊工变位机械焊工升降台电渣焊立架焊接操作机 焊接翻转机焊接回转台焊接滚轮架 焊接变位机 表2-1 焊接变位机分类 各种焊接变位机械都可单独使用，但在多数场合是相互配合使用的，它们不仅用于焊接作业，也用于装配、切割、检验、打磨、喷漆等作业。焊接机械装备对焊接生产的有利作用是多方面的。能保证焊接质量，提高焊接生产率，改善人工作业

38、条件，实现机械化、自动化焊接生产过程四个方面。因此，焊接机械装备已成为焊接生产中不可缺少的装备之一，从而获得了广泛的应用。从使用范围来分焊接机械装备分为通用和专用两大类：通用焊接机械装备通用性强、适用性广，整台机械能适应产品结构的变化重复使用。它们可以组合在一起使用，也可以组装在焊接生产线上，成为焊接生产线的一个组成部分。由于这种装备通用性强，所以机械化、自动化水平不是很高，主要满足多品种、小批量焊接生产的需要1。专用焊接机械装备是为了适应单品种、大批量焊接生产的需要专门设计制造的。这种装备专业性强、生产率高、控制系统先进，能很好地满足产品结构、装焊工艺、生产批量的要求1。小型台式焊接变位机电

39、动机输出功率经一对带传递给一对锥齿轮，然后再带动回转轴转动，从而使变位机的工作台转动。工作台的倾斜是通过工作台的手摇倾斜机构来实现的。技术参数：1，额定载重量 2，电动机驱动力矩 3，工作台回转速度 4，工作台倾斜角度（手动） 5，允许工件最大尺寸 设备工作条件：室内工作，连续单向运转，载荷平稳，两班制，每班小时，全年个工作日，工作年。第3章 小型台式焊接变位机设计与计算3.1 回转机构驱动功率计算及电机选择3.1.1 回转机构驱动功率计算由焊接工装夹具及变位机械中的分析可知，在主轴呈水平位置时，即，时，扭转力矩最大，且 ,用该值计算回转轴的驱动功率： 式中 -回转轴的驱动功率-回转轴的最大转

40、速 -回转轴系统的传动效率-轴承处的摩擦力矩且 式中 -轴承的摩擦系数-处的轴径 -，时处合成支反力。 见焊接工装夹具及变位机械表由设计可得， ，代入上式、得：摩擦系数 选取见机械设计课程设计表代入得：又因 同步带传动效率圆锥齿轮效率滚动轴承代入得：3.1.2 电机的选择按工作要求和工作条件，一般对于小型台式焊接变位机选择直流电动机就可以了，系列电机为一般工业用直流电机，是我国年代研制开发的中小型直流电动机，具有性能可靠、价格便宜的优点，目前仍然广泛应用。其电动机适用于恒功率调速范围不大于，过载能力不大于倍额定转矩的电力拖动，系列电机的基本结构形式，是自通风防滴式，能防止水滴、铁屑或其他物件，

41、从与垂直方向成角以内的任何方向掉入电机内部。本系列电动机采用稀土永磁体钕铁硼或稀土材料制成，具有快速响应、低转速、大力矩、特性线性度好、力矩波动小等特点；而且结构简单、紧凑，是一种高精度伺服系统功率元件。根据用户要求，电机可配低测速发电机或光电编码器组成合单元，并可结合伺服驱动器，形成高精度宽调速或位置伺服系统。图3-1 SYL-5系列直流电动机根据本变位机设计要求和一些技术参数及特点，选择，额定功率，额定电压，额定转速，最高转速。3.1.3 电机传动动力路线电机转轴小带轮大带轮旋转机构减速箱转轴啮合锥齿轮回转轴与辅助夹具一起带动工件旋转（工件被夹紧在旋转机构的弹簧夹头与顶针机构的顶针之间，由

42、旋转机构驱动所需的焊接旋转速度。）3.2 设计回转减速机构3.2.1 计算总传动比及分配各级传动比回转轴转速为，则取回转速度为总传动比为 同步带传动比 圆锥齿轮传动比 3.2.2 计算传动装置的运动的动力参数图3-2 传动方案简图1 传动轴各轴转速电动机轴为轴，其它轴的标号见传动方案简图3-2， 注：可以根据焊接要求改变电机转速，从而实现焊接旋转速度的改变。2 各轴功率注：直流电机输出功率一定，不随轴转动速度的改变而改变。3 各轴转矩3.3 同步带传动的设计计算1 设计功率由表10-39查得2 选定带型和节距 根据和，由图10-18确定为型带，3 小带轮齿数根据带型和小带轮转速，由表10-40

43、查得小带轮的最小齿数，此处取4 小带轮节圆直径5 大带轮齿数 6 大带轮节圆直径7 带速 由于带型为型，所以 ,故，带速合适。8 初定中心距令 故，此处取9 带长及其齿数 由表10-36选用带长代号为240的型同步带，其节线长，节线长上的齿数10 实际轴间距此结构轴间距可调整 11 小带轮啮合齿数 12 工作能力验算基本额定功率： 由表10-41查得，将上值带入式得: 即额定功率大于设计功率，故带传动能力足够。13 所需带宽 由表10-41查得型带，带入式中得，由表10-37选取标准带宽 14 作用于轴上之力15 带轮结构和尺寸按表10-44选用双边挡圈，按表10-46取挡圈厚度 传动选用的同步带为； 小带轮：， 大带轮：， 带轮材料可按规定选用。3.4 直齿圆锥齿轮的设计计算1 选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用钢调质，齿面硬度为。大齿轮选用钢，正火，齿面硬度；根据表10-8,图10-22，选级精度。齿面粗糙度2