防竄焊接滾輪架滾輪架體和驅(qū)動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+cad圖紙全套】

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………………………………………I</p><p>　　AbstractII</p><p>　　第一章 方案的選擇和確定1</p><p>　　1.1 滾輪架簡(jiǎn)介1</p><p&

2、gt;　　1.2 滾輪架分類(lèi)1</p><p>　　1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.4滾輪驅(qū)動(dòng)方案的擬定3</p><p>　　第二章 焊接滾輪架的設(shè)計(jì)與計(jì)算3</p><p>　　2.1 焊接滾輪架主要技術(shù)參數(shù)3</p><p>　　2.2 滾輪直徑的確定3</p><p&

3、gt;　　2.3 中心距的確定4</p><p>　　2.4 驅(qū)動(dòng)圓周力和摩擦力的計(jì)算5</p><p>　　2.5 滾輪支反力的計(jì)算6</p><p>　　2.6 焊接滾輪架的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的確定及型號(hào)選擇7</p><p>　　2.7聯(lián)軸器的選擇9</p><p>　　2.8 減速器的選擇9</p

4、><p>　　2.9 滾輪架滾輪的設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.10 主動(dòng)滾輪軸的設(shè)計(jì)與校核11</p><p>　　2.11 軸承的選擇與強(qiáng)度計(jì)算12</p><p>　　2.12齒輪的設(shè)計(jì)與校核13</p><p>　　2.13 軸承端蓋的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　

5、　第三章 焊接滾輪架的防竄研究16</p><p>　　3.1關(guān)于滾輪架軸向竄動(dòng)的問(wèn)題16</p><p>　　3.2調(diào)節(jié)方式的比較17</p><p>　　第四章 調(diào)速控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1控制裝置的選擇19</p><p>　　4.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)20</p>&

6、lt;p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………26</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　焊接滾輪架是借助主動(dòng)滾輪與焊件之間的摩接力帶動(dòng)焊接旋轉(zhuǎn)的變位機(jī)械。焊接滾輪架主要用于筒形焊件的裝配與焊接。焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩類(lèi)：第一類(lèi)是長(zhǎng)軸式滾輪架，第二類(lèi)是組合式滾輪架。本文主要對(duì)組合式小型焊

7、接滾輪架進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)軸、鍵等主要構(gòu)件進(jìn)行了校核。探討了滾輪架上簡(jiǎn)體軸向運(yùn)動(dòng)的機(jī)理和特性,詳細(xì)比較了升降式、平移式和偏轉(zhuǎn)式三種機(jī)械調(diào)節(jié)方式的優(yōu)缺點(diǎn),依據(jù)焊接滾輪架上工件軸向運(yùn)動(dòng)的理論基礎(chǔ),分析了防止工件軸向竄動(dòng)的一種調(diào)節(jié)方式。本文還介紹了通過(guò)變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滾輪速度的控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：焊接滾輪架 軸向運(yùn)動(dòng) 速度調(diào)節(jié)</p><p><b&g

8、t;　　Abstract</b></p><p>　　Welding roller is used initiative and welding pieces of the wheel between the Mount relay driven welding rotating mechanical deformation. Welding roller stands for the main pi

9、eces of tube welding and welding assembly. Welding roller standing by structural form is divided into two categories : the first category is long axis-wheel frame., the second category is modular roller frame. In this pa

10、per, 2000kg of modular T-welded wheel for the design, as well as axial, bond and other main component of </p><p>　　Key words: welding turning roller axial drifting speed regulation</p><p>　　第

11、一章 方案的選擇和確定</p><p><b>　　1.1 滾輪架簡(jiǎn)介</b></p><p>　　滾輪架是容器生產(chǎn)中最常用的一種工藝裝備。焊接滾輪架是指借助焊件與主動(dòng)滾輪間的摩擦力來(lái)帶動(dòng)圓筒形（或圓錐形）焊件旋轉(zhuǎn)的裝置。它主要應(yīng)用于筒形工件的縱向焊縫,環(huán)向焊縫的裝配和焊接作業(yè),也可以在焊接滾輪架上進(jìn)行修整,割孔及探傷等作業(yè)。主要用于筒形焊件的裝配與焊接。若對(duì)主、從動(dòng)

12、滾輪的高度作適當(dāng)調(diào)整，也可進(jìn)行錐體、分段不等徑回轉(zhuǎn)體的裝配與焊接。 對(duì)于一些非圓長(zhǎng)形焊件，若將其裝卡在特制的環(huán)形卡箍?jī)?nèi)，也可在焊接滾輪架上進(jìn)行裝焊作業(yè)。</p><p>　　焊接滾輪架的使用能大大提高焊縫質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。</p><p><b>　　1.2 滾輪架分類(lèi)</b></p><p>　　1.2.1結(jié)構(gòu)式分類(lèi)</

13、p><p>　　長(zhǎng)軸式滾輪架:滾輪沿兩平行軸排列，與驅(qū)動(dòng)裝置相聯(lián)的一排為主動(dòng)滾輪，另一排為從動(dòng)滾輪，也有兩排均為主動(dòng)滾輪的，主要用于細(xì)長(zhǎng)薄形焊件的組對(duì)與焊接。</p><p>　　1—從動(dòng)滾輪 2—主動(dòng)滾輪 3—驅(qū)動(dòng)裝置 </p><p>　　組合式滾輪架:使用時(shí)可根據(jù)焊件的重量和長(zhǎng)度進(jìn)行任意組合，使用方便靈活，對(duì)焊件的適應(yīng)性很強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。</

14、p><p>　　a)主動(dòng)滾輪架 b)從動(dòng)滾輪架 c)混合式滾輪架</p><p>　　1.2.2 調(diào)節(jié)方式分類(lèi)</p><p>　　自調(diào)式的可根據(jù)焊件的直徑自動(dòng)調(diào)整滾輪的間距：</p><p>　　非自調(diào)式的是靠移動(dòng)支架上的滾輪座來(lái)調(diào)節(jié)滾輪的間距。</p><p>　　自調(diào)式焊接滾輪架

15、 非自調(diào)式焊接滾輪架</p><p><b>　　1.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.3.1滾輪架結(jié)構(gòu)選擇</p><p>　　結(jié)構(gòu)選擇：采用組合式滾輪架。</p><p>　　組合式滾輪架特點(diǎn) ：使用時(shí)可根據(jù)焊件的重量和長(zhǎng)度進(jìn)行任意組合，使用方便靈活，對(duì)焊件的適應(yīng)性很強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。 &l

16、t;/p><p>　　1.3.2 滾輪架調(diào)節(jié)方式選擇 </p><p>　　調(diào)節(jié)方式選擇：采用自調(diào)式滾輪架。</p><p>　　自調(diào)式滾輪架特點(diǎn)：自調(diào)式滾輪架根據(jù)工件直徑大小自動(dòng)調(diào)節(jié)滾輪支架的角度，滿足不同直徑工件的支撐及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　1.4滾輪驅(qū)動(dòng)方案的擬定</p><p>　　為了保

17、證一對(duì)主動(dòng)輪的速度同步，采用由一個(gè)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)主動(dòng)輪。</p><p><b>　　傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)如下圖</b></p><p><b>　　傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　第二章 焊接滾輪架的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　2.1 焊接滾輪架主要技術(shù)參數(shù)</p><

18、p>　　額定載重量：2t； </p><p>　　工件直徑：250~1600mm； </p><p>　　滾輪圓周速度：6~60m／h </p><p>　　2.2 滾輪直徑的確定</p><p>　　由下表可知本次設(shè)計(jì)的2t滾輪架選取滾輪直徑Dr=250mm；工件筒體直徑Dmin=250mm，Dmax=1600mm。<

19、/p><p>　　焊接滾輪架技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　2.3 中心距的確定</p><p>　　當(dāng)中心角的時(shí)支反力和圓周力急劇增大，相反，當(dāng)角太小時(shí)，滾輪架上的筒體焊件放置有可能不穩(wěn)定。因此在實(shí)際應(yīng)用中為使焊件在滾輪架上獲得可靠的穩(wěn)定性，并保證焊件可以平穩(wěn)的轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)大于。我國(guó)制定的焊接滾輪架行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T 9187-1999）中規(guī)定中心角應(yīng)在到之間。</p

20、><p>　　取l= 100mm </p><p>　　則L2=L1+2l </p><p>　　且 α1<110° α2>45°

21、 </p><p>　　所以 mm <L1< 820 mm </p><p><b>　　取

22、L1=800mm</b></p><p>　　2.4 驅(qū)動(dòng)圓周力和摩擦力的計(jì)算</p><p><b>　　焊接滾輪架受力簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　上圖所示為焊件滾輪架及焊件的受力簡(jiǎn)圖，圖中2，3均為主動(dòng)滾輪。當(dāng)重量為G、其偏心距e=0的筒體焊件1靜置在主、從動(dòng)滾輪座上時(shí)，則主、從動(dòng)滾輪上的支反力相等，即</p>

23、<p>　　式中 —中心角；D—焊件直徑；</p><p><b>　　Dr—滾輪直徑；</b></p><p>　　L—主動(dòng)滾輪之間的橫向距離；</p><p>　　當(dāng)偏心距時(shí)滾輪切向摩擦力</p><p>　　式中：-------中心角</p><p>　　b-------與滾輪

24、幾何尺寸和材料有關(guān)的系數(shù)</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Dr————滾輪直徑</p><p>　　————滾輪軸直徑，初取=60mm</p><p>　　f ———— 滾輪與滾輪軸摩擦因數(shù)（滾動(dòng)軸承f

25、=0.02）</p><p>　　u ———— 滾輪與焊件表面之間的摩擦因數(shù)（鋼輪為=0.6~0.8，橡膠輪為=2.5~3.5）。這里取=3.5。</p><p>　　2.5 滾輪支反力的計(jì)算</p><p>　　放在滾輪架上的筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)圓周力Fl和F2將使支反力Ff1、Ff2發(fā)生變化。實(shí)際上，焊件只有按圖所示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因Fl、F2力的方向向下，才使F

26、f1、Ff2數(shù)值增大，且增大的份額往往超過(guò)因角增加或者摩擦因數(shù) 增加而增大的份額。如果焊件順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則F1、F2方向向上，、的數(shù)值減小。所以,計(jì)算滾輪最大支反力時(shí)，應(yīng)以上圖所示的焊件重心位置和轉(zhuǎn)向?yàn)闇?zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　經(jīng)公式推導(dǎo)得：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)代入計(jì)算 ：可以得出 </p><p>　　2.6

27、 焊接滾輪架的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的確定及型號(hào)選擇</p><p>　　2.6.1滾輪軸上的載荷與驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算</p><p>　　當(dāng)已知滾輪架上的驅(qū)動(dòng)圓周力和支反力后，每個(gè)滾輪和軸徑上的計(jì)算載荷為</p><p>　　式中 —作用在一個(gè)主動(dòng)輪上的載荷</p><p>　　—同一列上的滾輪座數(shù)量</p><p>　　—載

28、荷作用不均勻系數(shù)，當(dāng)=2時(shí)，=1.當(dāng) 時(shí)，=1.2～1.3</p><p><b>　　則每一輪軸的扭矩</b></p><p>　　式中： ————輪軸的扭矩</p><p>　　————滾輪切向摩擦力</p><p><b>　　————滾輪直徑</b></p><p>

29、;　　————滾輪與滾輪軸摩擦因數(shù)</p><p>　　————主動(dòng)滾輪上的支反力</p><p>　　————荷載作用不均勻系數(shù)，當(dāng)=2時(shí)，</p><p>　　————同一列上滾輪座數(shù)量</p><p><b>　　經(jīng)計(jì)算：</b></p><p>　　焊接滾輪架的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率：</p

30、><p>　　式中：N————每個(gè)主動(dòng)滾輪電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率</p><p>　　————主動(dòng)滾輪軸的傳遞轉(zhuǎn)矩（N*m）</p><p>　　n————主動(dòng)滾輪的轉(zhuǎn)速，即許用最高轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　————傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率</p><p>　　其中：由于我國(guó)在1990年頒布了焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ZBJ/T3

31、3003-1990）中規(guī)定：主動(dòng)滾輪的圓周速度應(yīng)在6－60m/h范圍內(nèi)無(wú)級(jí)可調(diào)。主動(dòng)滾輪按最大線速度進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　主動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)速 </b></p><p>　　式中Dr——mm ，</p><p><b>　　V——m/s</b></p><p><b>　　經(jīng)計(jì)

32、算：</b></p><p>　　2.6.2焊接滾輪架電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定</p><p>　　焊接滾輪架的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率</p><p>　　N=Mn*n/9550/η=0.12KW</p><p>　　式中 N—每個(gè)主動(dòng)滾輪電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率（kw）；</p><p>　　—主動(dòng)滾輪軸的傳遞扭矩（N

33、3;m）；</p><p>　　n—主動(dòng)滾輪的轉(zhuǎn)速，即許用最高轉(zhuǎn)速（r/min）；</p><p>　　—傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總效率.</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定</b></p><p>　　焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T9187-1999）中明確規(guī)定了主動(dòng)輪應(yīng)采用直流電動(dòng)機(jī)或交流寬頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于目前通過(guò)交流

34、變頻調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并且調(diào)節(jié)控制比較簡(jiǎn)單，所以選擇使用交流三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　上面計(jì)算的電動(dòng)機(jī)功率為0.12kw*2=0.24kw，但根據(jù)焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T9187-1999）中規(guī)定了不同噸位的焊接滾輪架的電動(dòng)機(jī)最小功率： </p><p>　　不同噸位焊接滾輪架電動(dòng)機(jī)最小功率表</p><p>　　根據(jù)上訴情況電動(dòng)機(jī)功率

35、應(yīng)放大數(shù)倍，電動(dòng)機(jī)決定選用型號(hào)為Y802-4，額定功率0.75KW，最高轉(zhuǎn)速1390r/min。</p><p>　　2.7聯(lián)軸器的選擇 </p><p>　　聯(lián)軸器的類(lèi)型很多．根據(jù)其是否包含彈件元件，可以劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類(lèi)。剛性聯(lián)軸器根據(jù)正常工作時(shí)是否允許兩個(gè)半聯(lián)軸器軸線產(chǎn)生相對(duì)位移又分為固定式剛性聯(lián)袖器和可移式剛性聯(lián)袖器。固定式剛性聯(lián)軸器，要求被聯(lián)接兩軸軸線嚴(yán)格對(duì)中，因

36、為它不能補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。其常用類(lèi)型有夾殼聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器等?？梢剖絼傂月?lián)軸器可以通過(guò)兩半聯(lián)軸器間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位移。其常用類(lèi)型有十字滑塊聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器和萬(wàn)向聯(lián)軸器等。</p><p>　　剛性聯(lián)軸器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無(wú)沖擊、軸的剛性大、對(duì)中性較好時(shí)常采用。凸緣聯(lián)軸器(亦稱法蘭聯(lián)軸器)是利用螺栓聯(lián)接兩凸緣(法蘭)盤(pán)式半聯(lián)軸器，兩個(gè)半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸聯(lián)接

37、，以實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)接，傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本較低，工作可靠，裝拆、維護(hù)均較簡(jiǎn)便，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，能保證兩軸具有較高的對(duì)中精度，一般常用于載荷平穩(wěn)，高速或傳動(dòng)精度要求較高的軸系傳動(dòng)。 </p><p>　　根據(jù)以上特點(diǎn)，選擇與電動(dòng)機(jī)相連的聯(lián)軸器采用凸緣式剛性聯(lián)軸器,再根據(jù)軸徑大小查《機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》選用型號(hào)GYDL5型。 </p><p>　　2.8 減速器的選

38、擇</p><p>　　蝸桿減速器按蝸桿外形結(jié)構(gòu)分為圓柱蝸桿減速器，環(huán)面蝸桿減速器，錐蝸桿減速器三大類(lèi)。</p><p>　　本次采用圓弧圓柱蝸桿減速器。蝸桿傳動(dòng)是傳遞交錯(cuò)軸之間的動(dòng)力常用的交錯(cuò)角∑=90°。它具有單級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)比大工作平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪音低及可做成自鎖形式等特點(diǎn)。</p><p>　　圓弧蝸桿傳動(dòng)除具有普通蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，還有以下特點(diǎn)：<

39、/p><p>　　齒形優(yōu)良，蝸桿渦輪齒面為凹凸共軛嚙合，當(dāng)量曲率小，齒面間潤(rùn)滑油膜容易形成，齒面接觸應(yīng)力低具有良好的強(qiáng)度和潤(rùn)滑集合條件。</p><p>　　接觸線及形狀分布合理。蝸桿和渦輪嚙合時(shí)瞬間接觸線相對(duì)滑動(dòng)方向形成的夾角近于直角。傳動(dòng)效率高。</p><p>　　輪齒強(qiáng)度高，抗沖擊能力高。</p><p>　　減速器選用標(biāo)準(zhǔn)件，其型號(hào)的選

40、定是根據(jù)傳動(dòng)比和中心距綜合考慮選定的。中心距不能超過(guò)滾輪安裝的高度，即滾輪中心軸離地面的距離。選定中心距為100。</p><p>　　再根據(jù)工作條件：工作荷載平穩(wěn)無(wú)沖擊，每日工作8小時(shí)，每小時(shí)啟動(dòng)10次，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為輸出轉(zhuǎn)矩的2.5倍。</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械傳動(dòng)裝置選用手冊(cè)》：</p><p>　　與滾輪相連的減速器選擇型號(hào)： CWU 100－20－Ⅰ

41、JB/T6387-92 外形尺寸查看了《機(jī)械傳動(dòng)裝置選用手冊(cè)》表3.1－1。</p><p>　　2.9 滾輪架滾輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　滾輪架的滾輪結(jié)構(gòu)主要有四種類(lèi)型，其特點(diǎn)和使用范圍見(jiàn)下表。 </p><p><b>　　滾輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表</b></p><p>　　由于滾輪架的額定載荷是2t，所以

42、選用膠輪結(jié)構(gòu)。橡膠輪緣的滾輪常因結(jié)構(gòu)不合理，或橡膠質(zhì)量不佳或掛膠工藝不完善，使用不久就會(huì)發(fā)生擠裂，脫膠而破壞。為此，設(shè)計(jì)滾輪時(shí)，常常在橡膠輪緣兩側(cè)開(kāi)出15度的倒角，以留出承載后橡膠變形的空間，避免擠裂。另外，常在橡膠輪輞與金屬的結(jié)合部，將金屬輪面開(kāi)出多道溝槽，以增加橡膠與金屬的接觸面積，強(qiáng)化結(jié)合牢度，避免脫膠。</p><p>　　本次所設(shè)計(jì)的滾輪直徑為250mm，寬150mm。滾輪邊緣采用橡膠來(lái)增大摩擦力。&l

43、t;/p><p>　　2.10 主動(dòng)滾輪軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　設(shè)主動(dòng)滾輪軸上兩軸承中點(diǎn)間的距離L=175mm，則在的作用下，主動(dòng)滾輪軸的彎曲力矩</p><p>　　Mw=P*L/4=8540.25ｘ175/4=37.36ｘ105N·mm</p><p>　　又因?yàn)槊恳惠嗇S的扭矩</p><p>　

44、　所以主動(dòng)滾輪所受的當(dāng)量彎矩</p><p>　　用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑d，計(jì)算公式：</p><p>　?。ㄔ撝鲃?dòng)滾輪軸采用45鋼制造，σb=590Mpa，其許用安全系數(shù)取，，則[σ]= σb/nb=590/2=295Mpa,）這就是說(shuō)只要主動(dòng)滾輪軸的最小軸徑大于23.3mm，即可滿足使用要求，</p><p><b>

45、　　附著力驗(yàn)算：</b></p><p>　　為了保證焊件在主動(dòng)滾輪上不打滑，焊件在滾輪上的有效摩擦因數(shù)f應(yīng)滿足</p><p>　　在滾輪上的有效摩擦因數(shù)；</p><p>　　—焊件在滾輪上的許用摩擦因數(shù)，采用橡膠輪時(shí)，，取=0.3。</p><p>　　因?yàn)閒=F1/Ff1=653.3/17068=0.038≤[fp]=0.

46、3</p><p>　　故實(shí)際的附著力滿足設(shè)計(jì)要求</p><p>　　2.11 軸承的選擇與強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　2.11.1軸承的選型</p><p>　　軸承分為滾動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承兩類(lèi)。</p><p>　　滑動(dòng)軸承工作時(shí)，軸與軸承之間存在滑動(dòng)摩擦。其缺點(diǎn)是摩擦損耗較大，使用維護(hù)也較復(fù)雜。而滑動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)

47、是：</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、裝拆方便。</p><p>　　具有良好的耐沖擊性和良好的吸振性能。</p><p>　　承載能力大，使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　因此滑動(dòng)軸承在高速、精密機(jī)構(gòu)和低速重載、床、沖壓機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械中如高速精密機(jī)、沖壓機(jī)械和農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用較多。</p><p><b>

48、;　　滾動(dòng)軸承圖</b></p><p>　　滾動(dòng)軸承是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。其基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，它一般是由內(nèi)圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4等組成。內(nèi)圈安裝在軸頸上并一起轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈安裝在軸承座上。滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈上加工有滾道，當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)、外因的滾道中滾動(dòng)。常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對(duì)稱球面滾子等。保持架用于將滾動(dòng)體彼此分開(kāi)

49、，以免它們之間相互接觸產(chǎn)生摩擦</p><p>　　與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、功耗少、啟動(dòng)靈活、互換性好等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得了廣泛的應(yīng)用，其缺點(diǎn)是抗沖擊能力差，轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)易出現(xiàn)噪音等。滾動(dòng)軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)廠家生產(chǎn)。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)的2噸焊接滾輪架，根據(jù)滾輪軸徑40mm選用圓柱滾子軸承 ，型號(hào)2208。</p><p>　　2.11.2軸

50、承的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　為限制滾動(dòng)軸承在靜載荷或沖擊載荷作用下產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形，應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　式中： P — 當(dāng)量載荷</p><p>　　— 動(dòng)載荷系數(shù)（查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14—9可知，平穩(wěn)或有輕微沖擊時(shí)，為1.0-1.2。選擇=1.2進(jìn)行設(shè)計(jì)）</p><p><b>　　R — 徑向荷

51、載</b></p><p><b>　　A — 軸向荷載</b></p><p>　　X — 徑向荷載系數(shù)（查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14—10可知X=1）</p><p>　　Y — 軸向荷載系數(shù) 因?yàn)椴捎玫氖菆A柱滾子軸承，軸向力為0.</p><p>　　經(jīng)計(jì)算P=20481.6N</p>&l

52、t;p><b>　　當(dāng)量靜載荷應(yīng)滿足：</b></p><p>　　式中：P——當(dāng)量靜載荷</p><p>　　C——基本額定靜載荷（查簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表15-20知，C=42770N)</p><p>　　S——靜載荷安全系數(shù)(查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表14-12知，S=0.9）</p><p>　　經(jīng)計(jì)算=36524.8

53、，P=20481.6，軸承強(qiáng)度滿足要求。</p><p>　　2.12齒輪的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　1、選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)</p><p>　　1)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)</p><p>　　2)焊接滾輪架為一般工作機(jī)器，速度不高，由有機(jī)設(shè)書(shū)表10-8知，選用7級(jí)精度（GB10095-88）</p><

54、;p>　　3)材料選擇：有機(jī)設(shè)書(shū)表10-1選擇小齒輪材料為40Cr鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。二者材料硬度差為40HBS。</p><p><b>　　4)選齒輪齒數(shù)為，</b></p><p>　　2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即&l

55、t;/p><p>　　(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p><b>　　1)試選載荷系數(shù) </b></p><p>　　2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　3)由表10-7選取齒寬系數(shù) </p><p>　　4)由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) </p><

56、;p>　　5)由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21d按齒面硬度查得：</p><p>　　齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；</p><p>　　6)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) </p><p>　　7)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取失

57、效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得:</p><p><b>　　(2）計(jì)算</b></p><p>　　1)試算齒輪分度圓直徑，代入數(shù)值：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　59.4mm<100mm,故設(shè)計(jì)合適</p><p>　　3.按齒根彎

58、曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為</p><p>　　確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　1)計(jì)算載荷系數(shù) </p><p>　　2)查取齒形系數(shù) </p><p>　　由表10-5查得 </p><p>　　3)查取應(yīng)力較

59、正系數(shù)</p><p>　　由表10-5查得 </p><p>　　4)由圖10-20c查得</p><p>　　小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 </p><p>　　5)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　6)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　取彎曲

60、疲勞安全系數(shù)S=1.4,得</p><p><b>　　7)計(jì)算齒輪的</b></p><p><b>　　(2)設(shè)計(jì)計(jì)算：</b></p><p>　　因?yàn)?.27mm<2.5mm，故設(shè)計(jì)符合。</p><p>　　2.13 軸承端蓋的設(shè)計(jì)</p><p>　　如下圖

61、所示，根據(jù)軸承座孔（外圈）直徑80mm由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表4—6查得軸承端蓋螺釘直徑為d3=12mm，螺釘數(shù)目為4個(gè)。如下圖所示，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》頁(yè)可知，</p><p>　　D4=D-(10~15mm) 得D4=50mm</p><p>　　D0=D+2.5D3 D0=110</p><p>　　e=（1~1.2）d3

62、 e=12 </p><p>　　D2=D0+2.5D3 D2=160</p><p>　　軸承端蓋、軸承透蓋都是按照此尺寸設(shè)計(jì)。</p><p>　　第三章 焊接滾輪架的防竄研究</p><p>　　3.1關(guān)于滾輪架軸向竄動(dòng)的問(wèn)題</p><p>　　如果焊接滾輪和焊件都是理想的圓柱體，且各滾輪尺寸

63、一致，并且其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線都在同一水平面內(nèi)并與焊件軸線平行時(shí)，放在滾輪架上的焊件是不會(huì)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的，這是理想情況。但實(shí)際上是不可能做到的，尤其是焊件就不可能做到理想中的圓柱體。 多次試驗(yàn)證明將主、從滾輪架在水平和軸向上的位置找好，固定下來(lái)，下次再用時(shí)仍會(huì)竄動(dòng)。即便是同一個(gè)焊件，此時(shí)調(diào)整后已不再竄動(dòng)，但換個(gè)方向旋轉(zhuǎn)或?qū)⒃摵讣跗鹨苿?dòng)位置后再放到滾輪架上，該焊件又會(huì)竄動(dòng)了，更不用說(shuō)換另外一個(gè)焊件了。 國(guó)內(nèi)一些工廠采用在焊件端頭硬

64、頂?shù)霓k法，這種辦法對(duì)設(shè)備和焊件都有損害，實(shí)屬無(wú)奈。國(guó)外制作的防竄滾輪架，雖能滿足要求，可惜價(jià)格較昂貴。 理論和實(shí)踐都證明：影響焊件做軸向竄動(dòng)的主要原因是滾輪各軸線與焊件軸線的平行度。因此，在制造和使用焊接滾輪架時(shí)，首先要盡量做到：</p><p>　?、?主、從滾輪架都位于同一中心線上。</p><p>　?、?各滾輪的軸線都在一個(gè)水平面內(nèi)且相互平行。</p><

65、;p>　?、?滾輪間距相等。 實(shí)際上，焊件在滾輪架上的軸向竄動(dòng)，其焊件本身是在作螺旋運(yùn)動(dòng)，如能采取措施，把焊件的左旋及時(shí)地改為右旋或?qū)⒂倚臑樽笮?，直至焊件不再作螺旋運(yùn)動(dòng)為止。 目前，已有三種執(zhí)行機(jī)構(gòu)可完成此任務(wù)： （1）升降式調(diào)節(jié)是通過(guò)舉升機(jī)構(gòu)改變一個(gè)從動(dòng)滾輪的位置(其中心軌跡為一段弧線)來(lái)改變筒體一側(cè)中心的位置,從而實(shí)現(xiàn)螺旋角的改變的。 （2）偏移式執(zhí)行機(jī)構(gòu)　從動(dòng)滾輪架的兩側(cè)滾輪沿其垂直中心線可

66、做同向偏移，以此改變滾輪與焊件的軸向摩擦分力。</p><p>　?。?）平移式執(zhí)行機(jī)構(gòu)　從動(dòng)滾輪架的兩側(cè)滾輪可以同時(shí)垂直于焊件軸心線做水平移動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)焊件軸心線以及調(diào)節(jié)滾輪軸線夾角的目的。</p><p>　　3.2調(diào)節(jié)方式的比較</p><p>　　由于調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的非協(xié)調(diào)成分將導(dǎo)致筒體與滾輪間的軸向力和摩擦滑動(dòng),容易使筒體擦傷,并加劇滾輪輪面的磨損.因此從

67、調(diào)節(jié)量的組成來(lái)看,在三種調(diào)節(jié)方式中以平移式為優(yōu),而且平移式機(jī)構(gòu)的橫向尺寸較小,適于工作場(chǎng)地受限制的場(chǎng)合.但平移式調(diào)節(jié)要求兩個(gè)從動(dòng)滾輪同步水平移動(dòng),滾輪架的噸位不能太大.</p><p>　　從調(diào)節(jié)的靈敏度來(lái)看,由于筒體重力可自然消除舉升機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)間隙,因此在三種調(diào)節(jié)方式中以升降式為優(yōu),而平移式和偏轉(zhuǎn)式機(jī)構(gòu)均需采取專門(mén)措施來(lái)消除其傳動(dòng)鏈上的往復(fù)間隙,特別是低速級(jí)的間隙.此外,兩個(gè)舉升機(jī)構(gòu)組合起來(lái)還可作為

68、裝配滾輪架使用.</p><p>　　從對(duì)焊接過(guò)程的影響來(lái)看,則以偏轉(zhuǎn)式為優(yōu),因?yàn)樯凳胶推揭剖綑C(jī)構(gòu)在調(diào)節(jié)時(shí)均要改變筒體軸線的位置,特別是當(dāng)焊縫位于從動(dòng)滾輪一側(cè)時(shí),影響更大.偏轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)是,由于希望能夠?qū)χС芯鄐進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),以所要求的關(guān)系,從而增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性;否則在調(diào)節(jié)過(guò)程中,偏轉(zhuǎn)滾輪將直接對(duì)筒體產(chǎn)生方向不定的軸向推力,加劇滾輪輪面的磨損,并增大偏轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的功率.其次是在調(diào)節(jié)量中非協(xié)調(diào)成分占的比例大,對(duì)于

69、滾輪架的制造安裝誤差要求更嚴(yán)格. </p><p>　　防軸竄焊接滾輪架三種機(jī)械調(diào)節(jié)方式的綜合比較</p><p>　　綜合上述三種調(diào)節(jié)方式的比較，由于頂升式執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)靈敏度較高，所以這次設(shè)計(jì)中采用此種調(diào)節(jié)方式。</p><p><b>　　3.3調(diào)節(jié)傳動(dòng)方案</b></p><p><b>　　調(diào)節(jié)傳動(dòng)

70、示意圖</b></p><p>　　第四章 調(diào)速控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1控制裝置的選擇</p><p>　　4.1.1變頻器的選擇</p><p>　　由電動(dòng)機(jī)的功率，并且運(yùn)輸帶屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，根據(jù)變頻器型號(hào)表可以選出，所需變頻器型號(hào)為EV1000-2T0007G.</p><p>　

71、　變頻器具體參數(shù)如下：</p><p><b>　　變頻器的外形圖</b></p><p>　　4.1.2 PLC的選擇</p><p>　　PLC的選擇主要應(yīng)從PLC 的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下,力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選

72、擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。</p><p>　　綜合以上選型基本原則，選擇的PLC為EC10-1006BTA</p><p>　　EC10-1006BTA主模塊外形結(jié)構(gòu)及端口分布</p><p><b>　　4.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p>

73、<p>　　4.2.1 PLC與變頻器自由口協(xié)議通訊</p><p>　　組網(wǎng)方式：?jiǎn)螜C(jī)RS485連接</p><p>　　PLC與變頻器組網(wǎng)方式</p><p><b>　?。?）關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置</b></p><p><b>　　1）變頻器</b></p><p&g

74、t;<b>　　2）PLC</b></p><p>　　在Controlstar“系統(tǒng)塊”的“通訊口”選項(xiàng)卡中設(shè)置相應(yīng)的通訊參數(shù)，包括波特率，起始位，數(shù)據(jù)位,停止位，校驗(yàn)位和PLC站地址。</p><p>　　PLC與變頻器通過(guò)RS485接口連接。</p><p><b>　　電氣原理圖</b></p>&l

75、t;p>　　4.2.2根據(jù)所需的速度分配變頻器控制電動(dòng)機(jī)的頻率。</p><p>　　4.2.3連接按鈕與PLC的輸入端并分配各按鈕的功能。</p><p>　　（四）編寫(xiě)程序如下： </p><p><b>　　程序注釋：</b></p><p>　　如上述程序所示，X0，X1 ，X2 ，X3， X4 分別對(duì)應(yīng)S

76、B1,SB2,SB3,SB4,SB5五個(gè)正轉(zhuǎn)速度按鈕，X5對(duì)應(yīng)的SB6為停止按鈕，X6對(duì)應(yīng)的SB7為反轉(zhuǎn)按鈕。</p><p>　　當(dāng)按下SB1,SB2,SB3,SB4,SB5這五個(gè)正轉(zhuǎn)速度按鈕其中一個(gè)時(shí)，在延遲0.5秒后，變頻器將按照事先已確定好的頻率來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，則電機(jī)開(kāi)始按照五個(gè)不同的速度進(jìn)行正轉(zhuǎn)。</p><p>　　在需要停止的時(shí)候，按下SB6按鈕，電動(dòng)機(jī)將會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。</p

77、><p>　　在需要反轉(zhuǎn)的時(shí)候，按下SB7反轉(zhuǎn)按鈕，電動(dòng)機(jī)將會(huì)已一個(gè)事先預(yù)定的速度進(jìn)行反轉(zhuǎn)，在需要停止的時(shí)候按下SB6按鈕即可停止。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳煥明.焊接工裝設(shè)計(jì).2006年 北京 航天工業(yè)出版社</p><p>　　[2] 孫桓 等.機(jī)械原理.2006

78、年 北京 高等教育出版社</p><p>　　[3] 羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京科技大學(xué)</p><p>　　[4]楊裕根 等.現(xiàn)代工程圖學(xué)（第三版）2008年 北京郵電大學(xué)出版社</p><p>　　[5]風(fēng)清秀 等.機(jī)電傳動(dòng)控制（第五版）2011年 華中科技大學(xué)</p><p>　　[6]王三民.機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè) 2008年 化學(xué)

79、工業(yè)出版社</p><p>　　[7]紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）2006年 高等教育出版社</p><p>　　[8]劉艷革．焊接用自調(diào)式滾輪架設(shè)計(jì) .化工機(jī)械　第2期P103　1998</p><p>　　[9]朱孝錄等．機(jī)械傳動(dòng)裝置選用手冊(cè)　1999年 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[10]劉鴻文. 材料力學(xué) 2006年 高等教育出

80、版社</p><p>　　[11]沈風(fēng)剛.工件在焊接滾輪架上軸竄機(jī)制及防止措施的對(duì)比研究:[碩士學(xué)位論文]. 1994年 甘肅工業(yè)大學(xué)焊接工程系 </p><p>　　[12]馬 杭,王 政等.焊接滾輪架上筒體的軸向運(yùn)動(dòng) 1993年 甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)</p><p>　　[13]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).ZBJ 33—