滾輪架畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　小噸位自調(diào)式焊接滾輪架機械結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　焊接，是現(xiàn)代連接技術(shù)中非常重要的組成部分，廣泛的應(yīng)用于先進制造技術(shù)各個領(lǐng)域。尤其是近年來，焊接的技術(shù)水平有了很大的提高，市場上也出現(xiàn)了各種各樣的焊接輔助裝備。</p><p>　　焊接滾輪架在裝配焊接圓筒形工件的時候非常的常

2、見。焊接滾輪架主要是靠電動機驅(qū)動主動滾輪架轉(zhuǎn)動然后經(jīng)過兩個蝸輪減速器變向后帶動工件轉(zhuǎn)動，工件的另一端依靠從動輪支撐。焊接滾輪架的使用有不僅有利于實現(xiàn)焊接生產(chǎn)過程的機械和自動化、使工件的裝配焊接品質(zhì)得以提高、并能提高生產(chǎn)效率和縮短生產(chǎn)周期，焊接操作者的環(huán)境質(zhì)量也能得到提高。</p><p>　　本次設(shè)計主要內(nèi)容是小噸位自調(diào)式焊接滾輪架的機械結(jié)構(gòu)，在設(shè)計開始前需查閱焊接滾輪架相關(guān)資料進行深入的研究學(xué)習(xí)。然后根據(jù)要求和

3、實際進行滾輪架的設(shè)計，最后，又對滾輪、軸和軸承等主要構(gòu)件進行了相關(guān)校準(zhǔn)，校驗結(jié)果表明設(shè)計數(shù)據(jù)都是符合要求的。該滾輪架的設(shè)計簡潔實用，在使用過程總能適用多種類的工件。</p><p>　　關(guān)鍵詞：全套設(shè)計圖紙外文翻譯答辯PPT查重12%通過答辯且得到優(yōu)秀成績</p><p>　　THE DESIGN OF MECHANICAL STRUCTURE OF WELDING ROLLER-BEDS

4、 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Welding is the very important component in the field of modern connection technology and be used widely in the field of advanced manufacturing tec

5、hnology.Especially in recent years,the welding industry has been developing rapidly and a variety of welding equipment appeared in succession.</p><p>　　There is the equipment, welding roller bed,very common

6、in the process of assembling and welding of cylindrical for work-pieces.Welding roller-beds is used initiative and welding pieces of the wheel between the Mount relay driven welding rotating mechanical deformation.Weldin

7、g roller-beds is a machine which is used in welding production and welding processes, and it is not only conducive to welding production mechanization and automation and shorten the cycle of the production process,but al

8、so to</p><p>　　The main content of this paper is the design of mechanical structure of welding roller-beds.Before my design,I consulted a lot of resources about welding roller bed, And I checked the main com

9、ponent such as roller、axle and bearing.The results showed that the design result meets the requirements.The beds’ frame structure is simple, flexible, which is the most widely used form of the structure. And it could be

10、fully considered the welding roller-beds frame reasonable and economic, and other factor</p><p>　　KEY WORDS: Welding Roller Bed，Check，Small—tonnage</p><p><b>　　目　錄</b></p><

11、;p><b>　　摘　要I</b></p><p>　　ABSTRACTIII</p><p><b>　　目　錄IV</b></p><p><b>　　前　言6</b></p><p>　　第1章 焊接機械裝備概述8</p><p>

12、　　1.1 焊接機械裝備8</p><p>　　1.1.1 焊接機械裝備的分類8</p><p>　　1.1.2 焊接機械裝備的應(yīng)用8</p><p>　　1.1.3 焊接機械裝備的設(shè)計原則9</p><p>　　1.2 焊接變位機械9</p><p>　　1.2.1 焊接變位機械分類9</p>

13、<p>　　1.2.2 通用焊接變位機械的特性10</p><p>　　第2章 焊接滾輪架簡述11</p><p>　　2.1 焊接滾輪架的功能和分類11</p><p>　　2.1.1 焊接滾輪架的功能11</p><p>　　2.1.2 滾輪架的分類11</p><p>　　第3章 焊接滾輪

14、架機械結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計14</p><p>　　3.1 電動機的選配14</p><p>　　3.2 總傳動比及其分配14</p><p>　　3.3 各傳動機構(gòu)動力參數(shù)15</p><p>　　3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速15</p><p>　　3.3.2 各軸的輸入功率16</p><p&

15、gt;　　3.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩16</p><p>　　3.4 滾輪的設(shè)計17</p><p>　　3.5 蝸桿、蝸輪的設(shè)計18</p><p>　　3.5.1 蝸桿各參數(shù)計算18</p><p>　　3.5.2 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計19</p><p>　　3.5.3 蝸輪的參數(shù)計算21</p>

16、;<p>　　3.5.4 校核齒根彎曲疲勞強度21</p><p>　　3.5.5 蝸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計22</p><p>　　3.6 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計23</p><p>　　3.7 滾輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.8 圓柱直齒輪的設(shè)計錯誤!未定義書簽。</p><p>

17、　　3.8.1 齒輪材料及基本參數(shù)錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.8.2 按輪齒彎曲疲勞強度計算設(shè)計錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.9 滾輪軸的校核錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.10 滾動軸承的壽命驗算錯誤!未定義書簽。</p><p>　　3.11 鍵的校驗錯誤!未定義書簽。</p>

18、;<p>　　第4章 焊接滾輪架的受力分析錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.1 中心角及偏心系數(shù)的確定錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.2 滾輪間距的確定錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.3 驅(qū)動圓周力與摩擦阻力的計算錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4.4 附著力的驗算錯誤!未定義

19、書簽。</p><p><b>　　結(jié)　論24</b></p><p><b>　　謝　辭25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b></p><p><b>　　外文資料翻譯27</b></p><p>

20、<b>　　前　言</b></p><p>　　本次的畢業(yè)設(shè)計課題為小噸位自調(diào)式焊接滾輪架機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。自調(diào)式焊接滾輪架是一種必不可少的焊接機械，它在焊接構(gòu)件工業(yè)生產(chǎn)中特別是裝配焊接一些輪廓為圓形的焊件的時候的使用情況非常普遍。焊接設(shè)備的設(shè)計制造業(yè)的形勢是越來越趨于規(guī)模大，精度高，效率高。在焊接生產(chǎn)中運用焊接滾輪架使復(fù)雜的裝配焊接過程變得不再復(fù)雜，使焊接過程順利進行加快焊接速度縮短了生產(chǎn)周期

21、提高生產(chǎn)的效率，也避免了某些因焊接操作工人的技術(shù)不熟練導(dǎo)致的焊接質(zhì)量問題，保證了焊縫產(chǎn)生盡量少的焊接缺陷。同時在焊接構(gòu)件生產(chǎn)中使用焊接滾輪架來調(diào)整焊件的施焊方向也不用焊接操作者手動翻轉(zhuǎn)焊件，這樣就使操作者的施工力度大大降低，焊接操作者的施工環(huán)境質(zhì)量也得到提升。</p><p>　　焊接用機械裝備隨著當(dāng)今工業(yè)科技的進步也有了非常快速的發(fā)展。目前，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國家比如德國、英國及日本等國家的滾輪架設(shè)計制造工業(yè)都在

22、這一行業(yè)得到廣大使用者的好評。這些國家的工廠規(guī)模一般都比較大，也都有自己的強大研發(fā)團隊可以解決設(shè)計制造中遇到的各種難題，如芬蘭的PEMAMEK（領(lǐng)英公司是全球焊接自動化裝備制造業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者）公司、意大利的ANSALDO（安莎爾多）公司等。我國在大型精密的焊件工業(yè)中使用的焊接滾輪架大多還是從國外進口，根據(jù)調(diào)查顯示，因為瑞典ESAB公司的起步較早，產(chǎn)品質(zhì)量高性能穩(wěn)定，許多公司都會選擇使用ESAB（伊薩是世界領(lǐng)先的焊材生產(chǎn)商之一）的產(chǎn)品，但是他

23、們的價格也相對其他廠家的較高。最近，意大利的ANSALDO（安莎爾多）公司又設(shè)計制造出了一種由液壓驅(qū)動而且還能防止軸向竄動功能的滾輪架，這種滾輪架的主動滾輪的傳動、從動滾輪的升高降低和各個滾輪所承受焊件重力的平衡都是使用電液伺服閥控制，依靠液壓驅(qū)動，這是一種對滾輪架行業(yè)來說具有里程碑意義的滾輪架。</p><p>　　隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快，目前有將近百家的焊接設(shè)備廠在生產(chǎn)焊接滾輪架，也更是有很多家的廠商在

24、大規(guī)模的生產(chǎn)焊接變位機，焊接滾輪架。有些廠商生產(chǎn)的滾輪架不僅實現(xiàn)了無極變速而且生產(chǎn)出的滾輪架滾輪圓周速度可調(diào)范圍也有所增加擴大到6~60m/h，適應(yīng)直徑為9m的工件，滾輪的極限承載量能夠用于1500噸的焊件。難能可貴的是有些設(shè)備廠商也在研究設(shè)計防軸竄的焊接滾輪架，然而，生產(chǎn)出來來滾輪架品質(zhì)、精度還有很大的進步空間。本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括對驅(qū)動裝置，減速裝置、傳動裝置還有整體形式進行計算設(shè)計，并驗證了所設(shè)計的零件的強度是否符合要求。<

25、;/p><p>　　第1章 焊接機械裝備概述</p><p>　　1.1 焊接機械裝備</p><p>　　1.1.1 焊接機械裝備的分類</p><p>　　近些年來，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對焊接結(jié)構(gòu)的要求也逐漸增強，新型的焊接接頭必須滿足在苛刻的環(huán)境下比如高溫低溫能夠正常工作，并在有摩擦的使用過程中不易被磨損失效，那么這就必須在焊接生

26、產(chǎn)過程運用焊接性更佳質(zhì)量更高的焊接裝備，使生產(chǎn)以更高的自動化，更高的機械化進行以保障焊接效率和質(zhì)量。</p><p>　　在焊接作業(yè)過程中運用焊接設(shè)備輔助工作能夠使焊接生產(chǎn)的進行更加順利，因此可以保障焊接結(jié)構(gòu)的的品質(zhì)完好，不需要修補甚至報廢。焊接機械裝備的范疇較為廣泛，如果按照用處不同分類，可以分為三大類。焊接機械裝備詳細(xì)分類見表1-1所示。</p><p>　　表1-1 焊接機械裝備詳細(xì)

27、分類</p><p>　　1.1.2 焊接機械裝備的應(yīng)用</p><p>　　焊接機械裝備在焊接作業(yè)過程中的運用有許多個方面：</p><p>　　在焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用焊接機械裝備來定位需要裝配焊接的工件可以避免復(fù)雜的測量計算等過程，可以直接通過定位裝置完成精確定位，既能保證了工件的配合誤差不至于過大，又在某種程度上增加了焊接的作業(yè)品質(zhì)。此外焊接工裝夾具的使

28、用大多都可以大大降低操作工人的勞動強度還可以提高裝焊效率；</p><p>　　焊件可以在焊接工裝夾具中被固定住或可以預(yù)先給于可能變形方向的反變形，所以可以用夾具控制或者消除工件在焊接過程中的變形；</p><p>　　在焊接過程中可能會遇到焊件的施焊位置不利于焊接需要轉(zhuǎn)動焊件才能焊接，而變位機的使用，可以不用人力去翻轉(zhuǎn)焊接從而節(jié)省了時間，提高了焊接的生產(chǎn)效率；</p>&l

29、t;p>　　采用焊接變位機械有利于使被焊工件處于最有利的焊接位置，這些位置大多為水平或者船型位置上，使得焊接工作順利的進行下去并保障焊件的焊接品質(zhì)；</p><p>　　1.1.3 焊接機械裝備的設(shè)計原則</p><p>　　設(shè)計焊接機械裝備要服從幾個原則，第一就是考慮設(shè)計結(jié)果能不能要符合實際生產(chǎn)的要求，然后就要滿足經(jīng)濟性、安全性。裝備是否滿足經(jīng)濟性可以用計算式（1-1）來判斷&l

30、t;/p><p>　　AJ+WJ+FJ J/N<A0+W0+F0 （1-1）</p><p>　　其中AJ、WJ、FJ分別代表采用裝備后的單個工件進行裝配焊接和機加工所需的費用；</p><p>　　A0、W0、F0 分別代表沒有采用裝備的時候單個工件進行裝配焊接和機加工所需的費用；</p><p>

31、;　　J/N為裝備的制造費用和采用裝備加工的焊件數(shù)。</p><p>　　1.2 焊接變位機械</p><p>　　1.2.1 焊接變位機械分類</p><p>　　在焊接生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會遇到需要焊工變換體位才能施焊的情況，這樣不僅消耗焊工的體力，也使焊接工作變得繁瑣，比較浪費時間而降低了生產(chǎn)效率。當(dāng)在焊接工程中使用焊接變位機械去調(diào)整焊接機械、工件以及焊工三者

32、之間的相對角度時就可以避免來回調(diào)整焊件或者焊工不停的挪動位置的麻煩從而大大提高焊接生產(chǎn)的效率。</p><p>　　焊接變位機械種類繁多，針對其不同的使用對象焊接變位機械可以分為三大類如表1-2所示。</p><p>　　表1-2 焊接變位機械及設(shè)備</p><p>　　1.2.2 通用焊接變位機械的特性</p><p>　　焊接變位機械的

33、在裝配焊接過程中的應(yīng)用之所以非常廣泛，這與焊接變位機械的特性是分不開的，一般情況下，通用焊接變位機械的各種特性決定了它適用在那些情況，經(jīng)對比市面上的焊接變位機械，其應(yīng)該具有一下幾種特性：</p><p>　　通用焊接變位機械首先一個最重要的特性就是它應(yīng)該能適應(yīng)多種焊件，能夠應(yīng)對不同尺寸、不同形狀的工件。通用型的變位機能夠在無級變速且它的可變速度范圍也很廣泛，其焊接運行速度也較穩(wěn)定，另外焊接變位機械具有優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)剛

34、度；</p><p>　　在變位機的傳動鏈中的一個作用是在取消驅(qū)動力后，傳動系統(tǒng)不會因為工件的自身重力或者機械構(gòu)件的自重倒轉(zhuǎn)或者松開工件；第二在電源、動力系統(tǒng)突然停止時，避免發(fā)生事故；</p><p>　　焊接變位機械為了降低生產(chǎn)周期，增加焊接結(jié)構(gòu)的焊接效率，其回程速度快，但因此產(chǎn)生的沖擊和震動也相對較?。?lt;/p><p>　　因為在焊接生產(chǎn)過程中大多會有金屬飛濺，

35、焊接變位機械往往就有良好的密閉性，并且容易清理散落在機器表面的熔渣；</p><p>　　焊接變位機械的工作臺面上能夠方便的加裝許多類型的加緊或者定位機構(gòu)，且有相當(dāng)高的強度和抗沖擊性，提高了裝配焊接精度。</p><p>　　第2章 焊接滾輪架簡述</p><p>　　2.1 焊接滾輪架的功能和分類</p><p>　　2.1.1 焊接

36、滾輪架的功能</p><p>　　近些年來焊接工業(yè)科技得到了非常迅猛的進展，焊接結(jié)構(gòu)已經(jīng)在礦山機械、航空航天技術(shù)、大中型汽車輪船制造中得到廣泛應(yīng)用。然而一些壓力容器、鍋爐、管道，如果不采用焊接工藝，真的沒有別的更好的制造工藝方法。隨著工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化，對生產(chǎn)效率更高、勞動強度更低、產(chǎn)品質(zhì)量更優(yōu)的焊接結(jié)構(gòu)的需求愈加緊迫。</p><p>　　為了滿足市場的需求，焊接滾輪架這類設(shè)備被廣泛的設(shè)計

37、、應(yīng)用起來。焊接滾輪架的工作原理是通過滾輪與焊件產(chǎn)生的摩接力從而使得焊件在滾輪架上轉(zhuǎn)動實現(xiàn)環(huán)形焊接的一類重要的工藝裝備，從它的工作原理可以知道，焊接滾輪架適用的工作對象為外形為圓柱的焊件，因此焊接滾輪架廣泛的應(yīng)用于外形為圓筒形的工件，比如說鍋爐、管道、潛水艇的耐壓外殼，各種化工用的塔器等均能夠放在滾輪架上翻滾，焊接滾輪架工作的對象主要是裝配焊接外形為圓柱形焊件焊接時的縱向焊縫以及環(huán)向焊縫。另外，還可以借助焊接滾輪架對工件進一步的檢測焊縫

38、是否有缺陷、還可以在滾輪架上打一排環(huán)形孔等。不僅如此，如果在滾輪架上加裝轉(zhuǎn)環(huán)，還可以用來裝配焊接其他不規(guī)則的容器和梁柱形工件，例如錐形容器。</p><p>　　焊接滾輪架在裝配、焊接的過程中使用不僅可以簡化焊接結(jié)構(gòu)的裝配、焊接工藝，提高了焊接工業(yè)的生產(chǎn)效率并且大大縮短了焊接每個工件的單位時間，也可以使得因焊接工人的技術(shù)不過關(guān)而產(chǎn)生的焊接缺陷得以避免，使人為的誤差對焊接質(zhì)量有壞的副作用降到最小。使焊接生產(chǎn)相對愈加

39、穩(wěn)定，這樣就可以焊接出沒有氣孔、夾雜等缺陷的接頭。另外在焊接作業(yè)中使用滾輪架使焊工的焊接環(huán)境得到保障，也能使焊接工人得到休息。</p><p>　　2.1.2 滾輪架的分類</p><p>　　焊接滾輪架的種類較多，可以根據(jù)滾輪架的結(jié)構(gòu)形式可以運用在不同的焊接情況。</p><p>　　第一種焊接滾輪架是長軸式的一共有兩排對稱放置的滾輪，兩排滾輪相互平行排列，主動

40、滾輪和電動機相連，由電動機帶動主動輪轉(zhuǎn)動，和主動輪相對的是從動輪，從動輪上沒有動力，它靠工件對滾輪的摩擦力轉(zhuǎn)動。另外一些長軸的焊接滾輪架的滾輪就是一條直徑是0.3~0.4m不等的圓柱形的鋼柱，圓形鋼柱的長度為1~5m不。</p><p>　　圖2-1 長軸式滾輪架</p><p>　?。薄獜膭訚L輪 2—主動滾輪 3—驅(qū)動裝置</p><p>　　另一種類是組合式滾輪

41、架它們相互沒有連接在一起，是單獨承重的，所以這類組合式使用時便利很多，并且能適用較多類型的焊件。組合式滾輪架在焊接生產(chǎn)中的運用相對是最為普遍的焊接滾輪架。</p><p>　　圖2-2滾輪組在支架上的組合</p><p>　　主動滾輪架 b）從動滾輪架 c）混合式滾輪架 M—滾輪驅(qū)動裝置</p><p>　　焊接滾輪架共有兩種按照調(diào)節(jié)方式?？紤]到要在焊接過程中

42、順應(yīng)裝配焊接直徑大小不同的焊件，焊接滾輪架的兩對滾輪之間的距離可以根據(jù)焊件直徑的不同進行可大可小，調(diào)整滾輪之間距離的方式有兩種。</p><p>　　一種是非自調(diào)式滾輪架，它的調(diào)節(jié)原理是通過轉(zhuǎn)動絲杠來拖動滾輪的機架，使主動或者從動滾輪機架遠(yuǎn)離或靠近另一組滾輪，從而調(diào)節(jié)滾輪之間的距離。</p><p>　　另一種是自調(diào)式的。它的兩對滾輪由滾輪軸支撐在鉗形架上用螺栓固定，鉗形架可以圍繞芯軸轉(zhuǎn)動

43、，調(diào)整滾輪架的中心角從而可以焊接不同直徑大小的焊件。該類型的焊接滾輪架是共有兩幅分別為和電動機相連的主動輪和起到支撐作用的從動滾構(gòu)成為成對使用，具有如下特點：主動輪上連接有電動機并在電動機的帶動下主動輪開始轉(zhuǎn)動，由于工件和主動輪之間有摩擦力，工件被帶著轉(zhuǎn)動，工件的另一端主要依靠從動輪支撐，在摩擦力的作用下工件帶動從動輪轉(zhuǎn)動。滾輪轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生震動較小不容易產(chǎn)生滑動因此性能穩(wěn)定，在焊接工業(yè)中的運用最為廣泛。</p><p&

44、gt;　　圖2-3 自調(diào)式滾輪架主動滾輪架</p><p>　　圖2-4 自調(diào)式滾輪架從動滾輪架</p><p>　　第3章 焊接滾輪架機械結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計</p><p>　　3.1 電動機的選配</p><p>　　本次的設(shè)計課題為小噸位自調(diào)式焊接滾輪架機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，目前國內(nèi)外滾輪架最大載重量可以達(dá)到1500t。在此，將本次設(shè)計的自調(diào)式

45、焊接滾輪架額定載重量定為10t。根據(jù)焊接滾輪架驅(qū)動功率推薦表3-1可以選擇所需電動機功率。</p><p>　　表3-1 焊接滾輪架驅(qū)動功率推薦表</p><p>　　由上表綜合可知需要選擇功率為1.4kW電動機。</p><p>　　根據(jù)本次的設(shè)計需要，綜合考慮滾輪架在焊接過程中應(yīng)該可以實現(xiàn)無級變速，且調(diào)速恒定，所以選擇電動機型號為YHT51的換滑差式三相異步電動

46、機，該電動機功率為1~3kW，它的輸出為。這類電動機調(diào)速范圍廣，起動轉(zhuǎn)矩大。</p><p>　　3.2 總傳動比及其分配</p><p>　　在焊接作業(yè)過程中，焊接滾輪架為了配合不同的焊接速度需要滾輪的圓周速度要可以無極變速焊接作業(yè)中一般介于20~60m/h之間。電動機YHT51的轉(zhuǎn)速為470~1410r/min。</p><p>　　設(shè)滾輪每分鐘旋轉(zhuǎn)圈數(shù)為n，

47、</p><p>　　==0.42r/min </p><p>　　==1.271r/min</p><p><b>　　由此求的總傳動比</b></p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　對各級間的傳動比進行假設(shè)，動電動機輸出到滾輪的輸出共經(jīng)歷兩對

48、蝸輪蝸桿減速器，三個圓柱直齒齒輪。初步確定減速器的傳動比為，其中蝸桿頭數(shù)Z=1，由蝸輪帶動的齒輪它的齒數(shù)Z1=20，中間的圓柱直齒齒輪為惰輪Z2=20，帶動滾輪軸轉(zhuǎn)動的齒輪Z3=25。</p><p><b>　　此時傳動比為</b></p><p><b>　　i=，</b></p><p>　　計算滾輪的圓周速度

49、 </p><p>　　計算結(jié)果和要求相差不大，則傳動比的分配合理。</p><p>　　3.3 各傳動機構(gòu)動力參數(shù)</p><p>　　3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　3.3.2 各軸的輸入功率</p><p>　　根據(jù)滾輪架結(jié)構(gòu)特點，此處功率分別傳遞到四部分相同機構(gòu)，則每部

50、分機構(gòu)所得功率為</p><p>　　3.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　根據(jù)轉(zhuǎn)矩計算公式</b></p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>　　表3-1 傳動機構(gòu)動力參數(shù)</p><p>　　3.4 滾輪的設(shè)計</p>

51、;<p>　　查焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T9187—1999，由表3-2及表3-3確定滾輪的結(jié)構(gòu)形式和直徑。</p><p>　　表3-2 滾輪類型及使用范圍</p><p>　　根據(jù)表3-2滾輪類型及使用范圍，本設(shè)計的滾輪架的最大承載量是10噸，所以可以確定本滾輪架的滾輪材料使用橡膠，把橡膠用鋼盤固定在滾輪輪緣上。滾輪的設(shè)計制造形式如圖3-1。</p>&l

52、t;p>　　圖3-1 滾輪架滾輪結(jié)構(gòu)</p><p>　　有表3-3可以選擇滾輪直徑為315mm。</p><p>　　由中心角在45~110度之間。由表3-3知道該滾輪架可以適用直徑為315mm~2500mm范圍之間的焊件，滾輪的間距可通過正弦函數(shù)計算得出</p><p>　　式中D為焊件直徑，d為滾輪直徑</p><p>　　可以通

53、過計算得出： </p><p>　　當(dāng)焊接所用的材料為Φ315mm的圓形焊件的時候經(jīng)數(shù)學(xué)正弦函數(shù)的計算結(jié)果得到兩個滾輪之間的長度L=241.09mm~516mm。</p><p>　　當(dāng)焊接所用的材料為Φ2500mm的圓形焊件的時候經(jīng)數(shù)學(xué)正弦函數(shù)的計算結(jié)果得到兩個滾輪之間的長度L=1077mm~2306mm。</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果選定該滾輪架可施焊直徑為

54、300mm~1500mm的工件。</p><p>　　表3-3 焊接滾輪架滾輪技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.5 蝸桿、蝸輪的設(shè)計</p><p>　　3.5.1 蝸桿各參數(shù)計算</p><p>　　為滿足傳動要求蝸桿材料我們可以采用45鋼，蝸桿齒面要達(dá)到避免產(chǎn)生斷齒點蝕等失效的強度和硬需經(jīng)過淬火處理，需要使其硬度45-55HRC。&l

55、t;/p><p>　　蝸桿各參數(shù)計算如下：</p><p><b>　　軸向尺距 </b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p>　　查GB10085—1988可知分度圓直徑</p><p><b>　　則直徑系數(shù)</b></

56、p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p><b>　　分度圓導(dǎo)程角 </b></p><p><b>　　蝸桿軸向齒厚</b></p><p><b>　　蝸

57、桿的法向齒厚</b></p><p>　　3.5.2 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　圖3-2 蝸桿軸結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　蝸桿的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)得出的扭矩計算最小軸徑，取</p><p>　　因為該軸段上開鍵槽，因此直徑在計算結(jié)果上應(yīng)增加7%，則：</

58、p><p><b>　　因此可以選。</b></p><p>　　輸入端第一段安裝聯(lián)軸器，該軸段和電動機由聯(lián)軸器連接在一起，因為此處載荷較平穩(wěn)可以選擇彈性套柱銷聯(lián)軸器。</p><p>　　由電動機型號應(yīng)該優(yōu)先用聯(lián)軸器的型號為TL5，聯(lián)軸器各個參數(shù)見表3-4所示。</p><p>　　表3-4 蝸桿軸聯(lián)軸器參數(shù)</p&

59、gt;<p>　　因此從右往左第一段d1=32mm,長度取軸上開有鍵槽，查《機械設(shè)計手冊》，鍵長L=50mm。</p><p>　　第二段有軸肩，軸肩高h(yuǎn)=4mm，所以</p><p>　　軸承端蓋的總長為20mm，根據(jù)拆裝的方便取端蓋外端面與聯(lián)軸</p><p>　　器右面間的距離為，所以</p><p>　　第三段安裝軸承，

60、有結(jié)構(gòu)可以選用圓錐滾子軸承，參考d2=40mm，根據(jù)軸的直徑可以選擇參數(shù)為的30209圓錐滾子軸承。</p><p>　　為了定位，壓緊軸承，軸承左端應(yīng)突出軸肩2mm，所以。</p><p>　　第四段軸肩用來定位軸承，軸肩高度由軸承結(jié)構(gòu)決定，根據(jù)所選軸承，h=5mm，則</p><p><b>　　，</b></p><p

61、>　　軸肩的長度由公式確定，則經(jīng)計算L4=10mm。</p><p><b>　　第五段直徑，。</b></p><p>　　第六段為蝸桿，直徑由蝸桿各個參數(shù)來確定，長度由與蝸桿配合的蝸輪決定，取。</p><p><b>　　第七段</b></p><p><b>　　。</

62、b></p><p><b>　　第八段</b></p><p><b>　　第九段安裝軸承</b></p><p>　　3.5.3 蝸輪的參數(shù)計算</p><p>　　根據(jù)要求對蝸輪進行設(shè)計，首先確定蝸輪各個參數(shù)。</p><p>　　由傳動比的分配情況可知。<

63、;/p><p><b>　　蝸輪分度圓直徑</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　蝸輪齒頂圓直徑</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　3.5.4 校核齒根彎

64、曲疲勞強度</p><p>　　在工作中，蝸輪會受到較大的應(yīng)力，可能會有斷齒，齒面點蝕等失效形式的危險，所以當(dāng)蝸輪的各個參數(shù)確定后，需要計算蝸輪齒根彎曲強度是不是能滿足滾輪架在使用過程中不會因為受到的應(yīng)力過大而斷裂，校核標(biāo)準(zhǔn)為：</p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù) </b></p><p><b>　　根據(jù) </b>&

65、lt;/p><p><b>　　齒形系數(shù)</b></p><p><b>　　Y=2.55</b></p><p><b>　　螺旋角系數(shù)</b></p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)蝸輪所選擇的材

66、料，蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力</p><p><b>　　[]=56MPa</b></p><p><b>　　壽命系數(shù) </b></p><p><b>　　可以得到：<</b></p><p>　　由計算結(jié)果可以看出工作中受到的應(yīng)力小于選用應(yīng)力即彎曲強度在可以使用范

67、圍內(nèi)。</p><p>　　3.5.5 蝸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　本滾輪架的所使用的減速器蝸輪直徑較大，為保證蝸輪的強度和韌性需采用青銅材料，但因直徑較大全部采用青銅材料會造成不必要的浪費，因此蝸輪設(shè)計制造時用青銅的齒圈套在鋼的輪轂上，這樣既保證了強度和韌性又節(jié)省了材料。齒圈和輪轂用螺釘連接。</p><p>　　圖3-3 蝸輪結(jié)構(gòu)簡圖</p>

68、<p>　　3.6 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　圖3-4 蝸輪軸結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　蝸輪軸的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-4所示。</p><p>　　根據(jù)已經(jīng)得出的扭矩計算最小軸徑，取</p><p>　　該軸段開鍵槽連接聯(lián)軸器，因此該軸段的計算直徑需要加大7%，則：</p><p><b

69、>　　結(jié)　論</b></p><p>　　通過本次對小噸位自調(diào)式焊接滾輪架機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，根據(jù)設(shè)計過程總結(jié)如下：</p><p>　　這篇說明書是對小噸位自調(diào)式焊接滾輪架的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計過程的說明，以及其主要部件的校核。設(shè)計包括了電動機的選擇，減速器的設(shè)計，輔助裝置及機架的設(shè)計，校核包括了軸、鍵、軸承等的校核。</p><p>　　本焊接滾輪架具有中

70、心距可根據(jù)焊件直徑自行調(diào)節(jié)的特點。該滾輪架可對外形為圓形錐形的工件焊接，焊件的直徑范圍可以為315~2500mm之間。</p><p>　　本自調(diào)式焊接滾輪架的最大承載量為10T，可用于焊接液化氣罐，水泥罐，輸油管道，攪拌機筒體，另外可以在滾輪架上翻轉(zhuǎn)焊件鉆孔作業(yè)，檢測焊縫質(zhì)量以及修復(fù)焊縫。</p><p>　　在設(shè)計過程中，在設(shè)計過程中可能會有設(shè)計不合理的地方，比如軸的設(shè)計步驟安排不當(dāng)，

71、聯(lián)軸器、軸承選擇不恰當(dāng)?shù)取?lt;/p><p>　　該滾輪架的機座上焊接有定位架用以支撐鉗形架可以保證當(dāng)焊接最小直徑的工件時滾輪保持水平不傾斜而避免軸向竄動。</p><p><b>　　謝　辭</b></p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計《小噸位自調(diào)式焊接滾輪架機械結(jié)構(gòu)設(shè)計》過程中，指導(dǎo)老師閆紅彥老師給予了極大的幫助，耐心的給我講解滾輪架的工作原理

72、，推薦了非常實用的相關(guān)設(shè)計資料，并修改不合理的結(jié)構(gòu)，因此我才逐漸的有了設(shè)計思路并完成該滾輪架的設(shè)計，對此，我表示衷心的感謝！</p><p>　　設(shè)計之初，崔琦老師，張立峰老師辛苦的帶著同學(xué)們?nèi)ギ厴I(yè)實習(xí)，我在實習(xí)過程中見到了滾輪架，使我對滾輪架有了比較直觀的認(rèn)識，對我的畢業(yè)設(shè)計有較大的幫助，所以非常感謝老師的辛苦！</p><p>　　另外，在焊接滾輪架的設(shè)計過程中用到了各種相關(guān)知識，所以

73、也要感謝我本科四年來所有教我的老師！</p><p>　　在設(shè)計過程中同學(xué)們也給我了許多建議，幫助我解決了很多問題，對此，向同學(xué)們致以謝意！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王政.焊接工裝夾具及變位機械.北京:機械工業(yè)出版社.2001 </p><p>　　[2] 陸文滔.焊接

74、胎夾具設(shè)計.焊接技術(shù).1994.1.40~41</p><p>　　[3 ] 張龍.機械設(shè)計（第一版).北京.國防工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[4] 方洪淵.焊接結(jié)構(gòu)學(xué).北京:機械工業(yè)出版社.2008.4（2010.9重?。?lt;/p><p>　　[3] 管道焊接技術(shù).顧紀(jì)清.陽代軍主編.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2005 </p><p

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76、lt;/p><p>　　[8] 吳宗澤.羅圣國主編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊. 3版.北京.高等教育出版社.2006</p><p>　　[9] 王純詳主編.焊接工裝夾具設(shè)計.化學(xué)工業(yè)出版社.2011</p><p>　　[10] 王政編著.焊接工裝夾具及變位機械性能設(shè)計選用.機械工業(yè)出版社.2008</p><p>　　[11] 清華大學(xué)吳宗澤羅圣

77、國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京科技大學(xué).2009</p><p>　　[12] 江煥中.焊接方法與設(shè)備.機械工業(yè)出版社.1998</p><p>　　[13] 楊峰.Pro/E曲面設(shè)計技巧與實例.北京. 中國鐵道出版社.2002</p><p>　　[14] 林清安.Pro/E 2001零件設(shè)計與工程圖.北京.2002</p><p>　　[

78、15] 甘永立主編.幾何量公差與檢測.上海.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2005</p><p>　　[16] 方昆凡主編.公差與配合技術(shù)手冊.北京.北京出版社.1999</p><p>　　[17] 李慶華主編.材料力學(xué).第二版.成都.西南交通大學(xué)出版社.2002</p><p>　　[18] 成大先主編.機械設(shè)計手冊.第四版.北京.化學(xué)工業(yè)出版.2002</p&g

79、t;<p>　　[19] 朱孝錄主編.機械傳動裝置選用手冊.北京.機械工業(yè)出版.1999</p><p>　　[20] 劉艷革.焊接用自調(diào)式滾輪架設(shè)計..第2期P103.化工機械1998</p><p>　　[21] 孫景榮.實用焊工手冊.第三版.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2007</p><p><b>　　外文資料翻譯</b>&l

80、t;/p><p>　　EXPERIMENT INTO THE AXIAL DRIFTING OF A WELDING ROLLER BED</p><p>　　The basic theory of the axial drifting of the cylinder of a welding roller bed is introduced in the paper,and at the s

81、ame time experiment and study on the mechanism of the axial drifting of the cylinder have been done on an experimental model of the welding roller bed . It is shown that the main cause of the axial drifting of the cylind

82、er lies in the existence of a spiral angle between the cylinder and the cylinder and the roller . the relative axial motions between the roller and the cylinder a</p><p>　　In welding production, the assembly

83、 and circular seam welding of rotary work-pieces, such as a boiler, a petrochemical pressure vessel and so on, are conducted on ;a welding roller bed. When rotating On a welding roller bed. The cylinder will inevitably p

84、roduce axial drifting due to manufacturing, assembling tolerance of the welding roller bed and the cylinder’s surface irregularity (diverging fro-man ideal rotary work-piece), thus the welding procedure may not be carri

85、ed out successfully. It i</p><p>　　A welding roller bed is generally composed of four rollers. Driven by the driving roller, the cylinder makes a rotary uniform motion around its axis(shown in Fig.1), durin

86、g which the circumferential welding procedure is carried out In Fig.1, a is the central angle, S is the supporting distance, L is the span of the roller. and V, is the circular linear velocity of the cylinder, also nam

87、ed the welding velocity too. </p><p>　　The axis of the cylinder will be not parallel to that of a roller if the roller is deflected by a certain angle from the deal position, or if the centers of the four r

88、ollers lie in the vertical of a simple quadrilateral, or if the centers of the four rollers are not on the same plane, or if the circa- laxity of the cylinder is irregular because of deviation in manufacturing and assemb

89、ling. Thus. the cylinder will inevitability move along its axis when rotating on a bed the contact of the cylin</p><p>　　In Fig. 3, SB, Sθ and Sγ, are called the spiral displace-ment vector, the axial devi

90、ation displacement vector and the protective displacement vector respectively. their relationship being:</p><p>　　Fig. 2 Geometric relationship between the cylinde</p><p>　　Fig. 3 Relationship

91、 between the angle vector</p><p>　　Fig. 4 Component of axial velocity</p><p>　　Because the roller’s axis is not parallel to the cylinder- entral line, there is a spiral angleβbetween Vr,. and Vc

92、, on the point of contact (shown in Fig. 2). When the roller and cylinder rotate synchronistically around their own axes, driven by tangential frictional force. a spiral effect will occur because of the different lin

93、ear velocity direction between the roller and the cylinder at point P of contact The cylinder has a component of axial velocity.</p><p>　　where Vc is the circular linear velocity of the cylinder. is the cy

94、linder’s axial component velocity exerted by single rolle.</p><p>　　Because of the existence of a spiral angle, an axial force Faj acts on cylinder. When the force is less than the maximum axial frictiona

95、l force fNj (where f is the friction factor, and Nj is the normal pressure between a single roller and the cylinder), the cylinder will slide elastically over the roller along the axial direction[2~3] The component

96、of the sliding velocity is </p><p>　　where e is the elastic sliding factor for metallic roller. e=0.001~0.005. </p><p>　　When Faj is greater than the maximum frictional force fNj, the cylinder w

97、ill make a frictional sliding over the roller. The sliding resistance is fNj[3]. The component ofthe frictional sliding velocity on Cylinder isVajthe magnitude and direction of which can be determined by the universal r

98、elationship between the cylinder and the four rollers Frictional sliding will lead to the wear and tear of the surface of the ylinder and the rollers. which is unexpected in welding production When the cylin</p>&

99、lt;p>　　Under ideal conditions, when spiral angles βj between the cylinder and the four rollers are all the same, that is:</p><p>　　the cylinder will move its compatible spiral motion. Two categories ca

100、n be classified to analyze the axial motion of the cylinder: </p><p>　　When there does not exist an axial component due to gravity. the cylinder’s axial drifting velocity is: </p><p>　　When

101、there exists an axial component of gravity Ga there exists an axial force on the cylinder. Now, the axial forces exerted on the four rollers have the same directional</p><p>　　And magnitude, the value b

102、eing equal to Ga the component of spiral velocity, there exist component of elastic on the cylinder the cylinder`s axial drifting velocity is</p><p>　　In general. spiral angles βj between the cylinder and t

103、he four rollers are not equal to each other in size and direction. i .e. the geometric relationships between the cylinder and the four rollers are all inconsistent Therefore, the components of the cylinder’s axial veloc

104、ity against four rollers (i.e Vc *taβj) are not identical to each another. The cylinder will move with axial compatible motion The axial velocities of the cylinder against the four </p><p>　　rollers should

105、be the same because the cylinder is considered as a rigid body as a whole and it has only one axial velocity. However. for some roller, Vc . tanβj and the cylinder’s real axial velocity are not likely to be the same, so

106、an axial frictional force almost certainly appears between this roller and the cylinder The following two categories can be classified to discuss the non-compatible axial motion of the cylinder according to The frictio

107、nal force’s magnitude: </p><p>　　When the axial frictional forces erected by each roller and the cylinder are all less than the maximum axial the action of the cylinder against the frictional force the acti

108、on of the cylinder against the rollers produces elastic sliding The axial motion between an individual roller and the cylinder is coordinated by their elastic sliding </p><p>　　when the axial velocity of t

109、he cylinder is constant, the algebraic sum of cylinder’s axial forces erected by four rollers should be zero if the axial component of gravity is ignored. i.e.</p><p>　　and there is little difference amo

110、ng Nj, against the four rollers, so that they can be approximately regarded as the same. Thus: </p><p>　　according to the above two equations, the axial drifting velocity of the cylinder is. </p>&l

111、t;p>　　Where 0.25∑Tanβt represents the intrinsic attributes of the welding. Other bed under the condition that only the cylinder against all rolls produces elastic sliding this may be called the spiral rate of the cyli