机械01t普通座式焊接变位材料加工工程毕业设计.docx

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机械01t普通座式焊接变位材料加工工程毕业设计

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西南交通大学

本科毕业设计（论文）0.1t普通座式焊接变位机

年级:

2002级

学号:

姓名:

专业:

材料加工工程

指导老师:

2006年6月

院系材料科学与工程学院专业材料加工工程

年级2002级姓名

题目0.1t普通座式焊接变位机

指导教师

评语

指导教师（签章）

评阅人

评语

评阅人（签章）成绩

答辩委员会主任（签章）

年月日

毕业设计（论文）任务书

班级材料02—5班学生姓名学号

发题日期：

2006年3月10日完成日期：

6月15日

题目0.1t普通座式焊接变位机

1、本论文的目的、意义焊接变位机是将工件回转、倾斜，以便使工件上的焊缝至于水平和船形位置的机械装置，主要用于机架、机座、机壳等非长形工件的焊接。

座式焊接变位机是应用最广的一种焊接变位机，载重量一般为1～50吨，本设计主要进行0.1t的普通座式焊接变位机的设计，该装备是以电动机—减速机驱动工作台回转并倾斜的焊接变位机械，是适应相关工件焊接需要而出现的焊接设备。

2、学生应完成的任务：

（1）设计图纸A0当量大于3张；

（2）设计说明书一份；

（3）英文翻译一份；

（4）设计日志一份

3、论文各部分内容及时间分配：

（共15周）

第一部分查阅文献及调研（1周）

第二部分总体设计方案的比较论证及拟定（2周）

第三部分传动机构的设计及计算校核、修改（3周）

第四部分绘制设备机构及零部件图（8周）

第五部分毕业论文的撰写（2周）

评阅及答辩（周）备注

指导教师：

年月日

审批人：

年月日

摘要

焊接变位机是一种焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接滚轮架并称为焊接辅助设备中三大机。

焊接变位机是应焊接行业的机械化、自动化发展需要而产生的。

焊接变位机作为一种焊接配套设备，用于管子横向对接焊接，管子与法兰内外环缝焊接，管子对管子全位置焊接。

焊接变位机可水平翻转角度，通过工作台的回转及翻转运动使工件上焊缝处于最理想的位置进行焊接，从而大大提高焊缝质量，减轻焊工劳动强度，尤其是适合焊接各种轴类、盘类、筒体等回转工件的理想设备。

本设计分析了解国内外焊接变位机的发展状况、以及焊接变位机在焊接机器人中的应用，设计了一种0.1吨小型座式焊接变位机。

该变位机具有两个自由度，有两套独立的驱动和传动装置。

可以方便实现工件的旋转和倾斜翻转，从而能使焊缝变化到平焊位置或“船形”位置。

文中对驱动力的计算、机架的设计进行了说明，尤其是对传动装置的设计进行了重点说明。

本焊接变位机采用直流电机—减速机驱动工作台回转并倾斜，具有运动精度高、惯量小、制动性和稳定性好，可实现无级调速，方便实现正反转等优点。

批量生产可获得比较高的经济效益。

关键词：

焊接变位机；变位自由度；焊接辅机；焊接自动化设备；

Abstract

Weldingpositionerisakindofweldingauxiliaryequipment,itwasknownasthethreeplanesinweldingauxiliaryequipmentwithweldingmanipulator,weldingrollerbed.Weldingpositionerwasdesignedwiththedevelopmentofweldingindustrymechanization,andautomation.Asaweldingauxiliarymachine,weldingpositionerwasusedinpipe′slandscapeorientationwelding,pipeandflange′sinsideandoutsidecentrallinkingwelding,pipeweldinginalllocation.Thoughthegyrationandretroflexionoftheworkbench,theweldingpositionercanmaketheweldinglinetoanidealposition,whichcanimprovethequalityoftheweldedjoint,reducewelder’sworkload.Itisidealequipmentespeciallyfittoweldthekindsofworkpiece,justliketheshaft,tray,canister,andsoon.

Byunderstandingtheweldingpositioner′sdevelopmentindomesticandoverseas,andthepositionerusedinweldingrobotisdescribedinthepaper.Asmallblock0.1tonsofweldingpositionerisdesigned.Thepositionereasilyachievethegyrationandtheinclinationoftheworkpiece,therebychangingweldingseamtodownhandpositionor“shipform”position.thecountofdrivingpoweriscalculated,theframeworkoftheweldingpositionerisdesigned,especiallythegearing.

ThisweldingpositionerusedDCmotorandslowdownplanetodrivetheworkbenchtogyrationorinclination.Itmovement,inertiasmall,goodbrakingandstability.Italsocaneasilyachievesteplessspeedregulation,positiveornegativeturns.Becauseofitsnotableseconomicbenefit,ifitwouldbeenproducedlargely.

Keywords:

weldingpositioner，freedomofdeflection，weldingauxiliarymachine，weldingautomaticequipment.目录

第一章绪论1

1.1设计焊接变位机的意义1

1.2国内外焊接变位机发展简介1

1.3我国焊接辅助设备简介3

1.3.1我国焊接辅助设备的发展历程3

1.3.2焊接辅助设备的发展趋势4

1.4关于焊接机器人5

1.4.1国内焊接机器人技术的发展5

1.4.2我国焊接机器人的应用状况5

1.4.3应用焊接机器人的意义6

1.4.4我国焊接机器人应用工程7

1.4.5焊接机器人的最新应用技术8

1.5关于焊接变位机的几个基本定义9

1.5.1焊接变位机的定义9

1.5.2主自由度及全功能焊接变位机9

1.5.3焊接变位机的变位自由度10

1.5.4变位机的第一主参数--额定负荷10

1.6焊接变位机的分类11

1.6.1焊件变位机的类型11

1.6.2焊机变位机械的类型13

1.6.3焊工变位机的类型14

1.7几种常见的焊件变位机的类型及特点14

1.8设计本焊接变位机的目的和意义16

第2章总体设计17

2.1本焊接变位机总体设计及适用范围17

2.2设计方案的确定17

第3章传动部分设计21

3.1传动部分的总体设计要求21

3.2传动系统的分析和拟定21

3.3本焊接变位机传动系统的确定23

3.3.1工作台回转系统23

3.3.2工作台倾斜系统23

3.4电动机的选择24

3.4.1电动机类型的选择24

3.4.2电动机功率的确定27

3.4.3电动机转速的验证33

3.5传动比的拟定及确定34

3.5.1总传动比的确定34

3.5.2各级传动装置传动比的分配34

3.5.3.计算传动装置的运动和动力参数36

3.6蜗轮、蜗杆的选择及校核38

3.6.1蜗杆传动的特点38

3.6.2蜗杆头数和蜗轮齿数的选择39

3.6.3蜗杆传动的强度计算40

3.7齿轮的设计与校核42

3.7.1工作台倾斜机构中的齿轮的设计与校核42

3.8谐波齿轮减速器的选择44

3.9轴的设计与校核47

3.9.1轴的结构设计原则47

3.9.2轴的初估47

3.9.3轴的强度校核48

3.10轴承的选择与校核52

3.10.1轴承的选择52

3.10.2轴承的校核52

第4章机架的设计55

4.1机架的设计55

4.2机架焊接结构设计56

4.2.1机架应用焊接结构存在的问题56

4.2.2焊接结构的设计措施57

结论58

致谢59

参考文献60

第一章绪论

1.1设计焊接变位机的意义

焊接技术自发明至今已有百余年的历史，工业生产中的一切重要产品，如航空、航天及核能工业中产品的生产制造都离不开焊接技术。

其焊接质量的好坏直接影响产品质量的好坏，直接影响整机性能。

所以改进焊接技术，提高焊接质量对工业现代化起着重要的作用，其中提高焊接机械化、自动化水平，实现焊接工艺及装备的现代化是改进焊接质量的一个重要方面，一般来说焊件的质量比较重，靠人工改变焊缝位置很不容易，且效率十分低下。

这样在焊接生产中，就会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况，针对这一实际需要，人们就设计研制了焊接变位机，选择合适的变位机能将被焊工件的各类焊缝转动到最佳位置,从而避免立焊、仰焊，提高焊接质量及生产效率。

变位机可以使工件上的接缝处于理想的船形位置或平焊位置进行焊接，是提高焊接效率和质量，降低劳动强度的有效廉价工具。

另外,选择合适的变位机能降低工人的劳动强度及生产成本,加强安全文明生产,有利于现场管理。

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，它与焊接操作机、滚轮架并称为焊接辅机中三大机。

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。

1.2国内外焊接变位机发展简介

一般说来，生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都