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西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 I 頁
西 南 交 通 大 學(xué)
本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
0.1t普通座式焊接變位機(jī)
年 級:2002級
學(xué) 號:20023237
姓 名:賀有旭
專 業(yè):材料加工工程
指導(dǎo)老師:周友龍
2006年 6月
院 系 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 材料加工工程
年 級 2002級 姓 名 賀 有 旭
題 目 0.1t普通座式焊接變位機(jī)
指導(dǎo)教師
評 語
指導(dǎo)教師 (簽章)
評 閱 人
評 語
評 閱 人 (簽章)
成 績
答辯委員會主任 (簽章)
年 月 日
西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 8 頁
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
班 級 材料02—5班 學(xué)生姓名 賀 有 旭 學(xué) 號 20023237
發(fā)題日期：2006年 3月10日 完成日期： 6月 15 日
題 目 0.1t普通座式焊接變位機(jī)
1、本論文的目的、意義 焊接變位機(jī)是將工件回轉(zhuǎn)、傾斜，以便使工件上的焊縫至于水平和船形位置的機(jī)械裝置，主要用于機(jī)架、機(jī)座、機(jī)殼等非長形工件的焊接。
座式焊接變位機(jī)是應(yīng)用最廣的一種焊接變位機(jī)，載重量一般為1～50噸，本設(shè)計主要進(jìn)行0.1t的普通座式焊接變位機(jī)的設(shè)計，該裝備是以電動機(jī)—減速機(jī)驅(qū)動工作臺回轉(zhuǎn)并傾斜的焊接變位機(jī)械，是適應(yīng)相關(guān)工件焊接需要而出現(xiàn)的焊接設(shè)備。
2、學(xué)生應(yīng)完成的任務(wù)：
（1） 設(shè)計圖紙A0當(dāng)量大于3張；
（2） 設(shè)計說明書一份；
（3） 英文翻譯一份；
（4） 設(shè)計日志一份
3、論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 15 周）
第一部分 查閱文獻(xiàn)及調(diào)研 (1周)
第二部分 總體設(shè)計方案的比較論證及擬定 (2周)
第三部分 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計及計算校核、修改 (3周)
第四部分 繪制設(shè)備機(jī)構(gòu)及零部件圖 (8周)
第五部分 畢業(yè)論文的撰寫 (2周)
評閱及答辯 ( 周)
備 注
指導(dǎo)教師： 年 月 日
審 批 人： 年 月 日
摘 要
焊接變位機(jī)是一種焊接輔助設(shè)備，它與焊接操作機(jī)、焊接滾輪架并稱為焊接輔助設(shè)備中三大機(jī)。焊接變位機(jī)是應(yīng)焊接行業(yè)的機(jī)械化、自動化發(fā)展需要而產(chǎn)生的。焊接變位機(jī)作為一種焊接配套設(shè)備，用于管子橫向?qū)雍附?，管子與法蘭內(nèi)外環(huán)縫焊接，管子對管子全位置焊接。焊接變位機(jī)可水平翻轉(zhuǎn)角度，通過工作臺的回轉(zhuǎn)及翻轉(zhuǎn)運動使工件上焊縫處于最理想的位置進(jìn)行焊接，從而大大提高焊縫質(zhì)量，減輕焊工勞動強(qiáng)度，尤其是適合焊接各種軸類、盤類、筒體等回轉(zhuǎn)工件的理想設(shè)備。
本設(shè)計分析了解國內(nèi)外焊接變位機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r、以及焊接變位機(jī)在焊接機(jī)器人中的應(yīng)用，設(shè)計了一種0.1噸小型座式焊接變位機(jī)。該變位機(jī)具有兩個自由度，有兩套獨立的驅(qū)動和傳動裝置?？梢苑奖銓崿F(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)和傾斜翻轉(zhuǎn)，從而能使焊縫變化到平焊位置或“船形”位置。文中對驅(qū)動力的計算、機(jī)架的設(shè)計進(jìn)行了說明，尤其是對傳動裝置的設(shè)計進(jìn)行了重點說明。
本焊接變位機(jī)采用直流電機(jī)—減速機(jī)驅(qū)動工作臺回轉(zhuǎn)并傾斜，具有運動精度高、慣量小、制動性和穩(wěn)定性好，可實現(xiàn)無級調(diào)速，方便實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。批量生產(chǎn)可獲得比較高的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞： 焊接變位機(jī)； 變位自由度； 焊接輔機(jī)； 焊接自動化設(shè)備；
Abstract
Welding positioner is a kind of welding auxiliary equipment, it was known as the three planes in welding auxiliary equipment with welding manipulator, welding roller bed. Welding positioner was designed with the development of welding industry mechanization, and automation. As a welding auxiliary machine, welding positioner was used in pipe′s landscape orientation welding, pipe and flange′s inside and outside central linking welding, pipe welding in all location. Though the gyration and retroflexion of the workbench, the welding positioner can make the welding line to an ideal position, which can improve the quality of the welded joint, reduce welder’s workload. It is ideal equipment especially fit to weld the kinds of workpiece, just like the shaft, tray, canister, and so on.
By understanding the welding positioner′ s development in domestic and overseas, and the positioner used in welding robot is described in the paper. A small block 0.1 ton s of welding positioner is designed. The positioner has two freedoms of motions and two unattached formula driving device and gearing. It can easily achieve the gyration and the inclination of the workpiece, thereby changing welding seam to downhand position or “ship form” position. the count of driving power is calculated, the framework of the welding positioner is designed, especially the gearing.
This welding positioner used DC motor and slowdown plane to drive the workbench to gyration or inclination. It has some advantages, such as a high-precision movement, inertia small, good braking and stability. It also can easily achieve stepless speed regulation, positive or negative turns. Because of its notables economic benefit, if it would been produced largely.
Key words: welding positioner，freedom of deflection，welding auxiliary machine， welding automatic equipment.
目錄
第一章 緒論 1
1.1 設(shè)計焊接變位機(jī)的意義 1
1.2 國內(nèi)外焊接變位機(jī)發(fā)展簡介 1
1.3 我國焊接輔助設(shè)備簡介 3
1.3.1 我國焊接輔助設(shè)備的發(fā)展歷程 3
1.3.2 焊接輔助設(shè)備的發(fā)展趨勢 4
1.4 關(guān)于焊接機(jī)器人 5
1.4.1 國內(nèi)焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展 5
1.4.2 我國焊接機(jī)器人的應(yīng)用狀況 5
1.4.3 應(yīng)用焊接機(jī)器人的意義 6
1.4.4 我國焊接機(jī)器人應(yīng)用工程 7
1.4.5 焊接機(jī)器人的最新應(yīng)用技術(shù) 8
1.5 關(guān)于焊接變位機(jī)的幾個基本定義 9
1.5.1 焊接變位機(jī)的定義 9
1.5.2 主自由度及全功能焊接變位機(jī) 9
1.5.3 焊接變位機(jī)的變位自由度 10
1.5.4 變位機(jī)的第一主參數(shù) -- 額定負(fù)荷 10
1.6 焊接變位機(jī)的分類 11
1.6.1 焊件變位機(jī)的類型 11
1.6.2 焊機(jī)變位機(jī)械的類型 13
1.6.3 焊工變位機(jī)的類型 14
1.7 幾種常見的焊件變位機(jī)的類型及特點 14
1.8 設(shè)計本焊接變位機(jī)的目的和意義 16
第2章 總體設(shè)計 17
2.1 本焊接變位機(jī)總體設(shè)計及適用范圍 17
2.2 設(shè)計方案的確定 17
第3章 傳動部分設(shè)計 21
3.1 傳動部分的總體設(shè)計要求 21
3.2 傳動系統(tǒng)的分析和擬定 21
3.3 本焊接變位機(jī)傳動系統(tǒng)的確定 23
3.3.1工作臺回轉(zhuǎn)系統(tǒng) 23
3.3.2 工作臺傾斜系統(tǒng) 23
3.4 電動機(jī)的選擇 24
3.4.1 電動機(jī)類型的選擇 24
3.4.2 電動機(jī)功率的確定 27
3.4.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的驗證 33
3.5 傳動比的擬定及確定 34
3.5.1 總傳動比的確定 34
3.5.2 各級傳動裝置傳動比的分配 34
3.5.3.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 36
3.6 蝸輪、蝸桿的選擇及校核 38
3.6.1 蝸桿傳動的特點 38
3.6.2 蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)的選擇 39
3.6.3 蝸桿傳動的強(qiáng)度計算 40
3.7 齒輪的設(shè)計與校核 42
3.7.1 工作臺傾斜機(jī)構(gòu)中的齒輪的設(shè)計與校核 42
3.8 諧波齒輪減速器的選擇 44
3.9 軸的設(shè)計與校核 47
3.9.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 47
3.9.2軸的初估 47
3.9.3 軸的強(qiáng)度校核 48
3.10 軸承的選擇與校核 52
3.10.1 軸承的選擇 52
3.10.2 軸承的校核 52
第4章 機(jī)架的設(shè)計 55
4.1 機(jī)架的設(shè)計 55
4.2 機(jī)架焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 56
4.2.1 機(jī)架應(yīng)用焊接結(jié)構(gòu)存在的問題 56
4.2.2 焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計措施 57
結(jié)論 58
致 謝 59
參考文獻(xiàn) 60