中直縫焊接機(jī)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

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機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 2一、擬訂傳動(dòng)方案 2 二、絲杠螺母的選擇 2三、電動(dòng)機(jī)選擇 3第二章 機(jī)械減速器設(shè)計(jì) 5 一、齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 二、軸的設(shè)計(jì) 8 三、鍵的選擇與校核 11四、軸承的選擇與校核 12五、箱體結(jié)構(gòu)尺寸擇 13第三章 焊接專用夾具設(shè)計(jì) .14 一、焊接專用夾具的工作原理.14二、焊接專用夾具的作用.14三、焊接專用夾具的組成.15四、夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求.15五、焊接專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求.15六、焊接專用夾具設(shè)計(jì)的步驟.16第四章 直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)（略） 17第五章 PLC程序控制設(shè)計(jì)（略） 18 第六章 設(shè)計(jì)小結(jié) 19第七章 參考文獻(xiàn) 20 概述 自動(dòng)控制氣體保護(hù)焊接是一種高效焊接方法，由于它具有氣體保護(hù)，所以用它能進(jìn)行高質(zhì)量焊接，又由于采用了PLC自動(dòng)控制，因而焊縫均勻。該方法自問(wèn)世以來(lái)!就一直受到人們的重視(1969年美國(guó) DEC公司研制出第一臺(tái) PLC用于GM公司生產(chǎn)線上并獲得成功。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80年代!隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展!極大地推動(dòng)了PLC的發(fā)展。目前PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、礦產(chǎn)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域!為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具!加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)控制焊機(jī)中選擇PLC作為控制核心的原因有：a、可靠性高b、控制功能強(qiáng)c、編程方便d、適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境!抗干擾能力強(qiáng)e、具有各種接口!與外部設(shè)備連接非常方便f、維修方便等。正因?yàn)槿绱耍肞LC控制的氣體保護(hù)自動(dòng)焊機(jī)在我國(guó)被廣泛的應(yīng)用。第一章 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、 擬訂傳動(dòng)方案根據(jù)設(shè)備技術(shù)要求及各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能制定傳動(dòng)方案如圖1, 圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案?jìng)鲃?dòng)方案分析：該設(shè)備用于管類零件的直縫焊接，焊接的速度比較低，焊接的質(zhì)量取決與焊接的速度快慢與穩(wěn)定性。減速器采用單級(jí)圓柱直齒圓柱齒輪，大齒輪輸出軸作為減速器的低速軸，可以使輸出軸的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。整個(gè)系統(tǒng)傳動(dòng)不太大，電機(jī)須頻繁啟動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)的調(diào)速性能要求高，為了實(shí)現(xiàn)較好的無(wú)級(jí)調(diào)速，選擇直流電動(dòng)機(jī)，利用直流電路調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。減速器采用單級(jí)圓柱直齒圓柱齒輪減速器可以得到一定的傳動(dòng)比，利用二者聯(lián)合調(diào)速可以得到較好的調(diào)速性能。二、 絲杠螺母的選擇（一）絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用（1）用較小的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠（或螺母）可使螺母（或絲杠）獲得較大的牽引力。（2）可達(dá)到較高的降速傳動(dòng)比，使降速機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈得以縮短。（3）能達(dá)到較高的傳動(dòng)精度，用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)還可用作測(cè)量元件，通過(guò)刻度盤(pán)讀出直線位移的尺寸，最小讀數(shù)值可達(dá)0.001mm。（4）傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。（5）在一定條件下能自鎖，即絲杠螺母不能進(jìn)行逆?zhèn)鲃?dòng)，此特點(diǎn)特別適用于作部件升降傳動(dòng)，可防止部件因自重而自動(dòng)降落。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，有參考文獻(xiàn)絲杠螺母的傳動(dòng)方式及其應(yīng)用見(jiàn)表5.7-1的絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)簡(jiǎn)圖如圖2： 圖2 絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)（二）絲杠螺母副的選擇 由參考文獻(xiàn)表5.7-6初選絲杠螺母副絲杠螺母副的基本參數(shù)如表1：螺距（mm）絲杠(mm)絲杠螺母螺母(mm)絲杠斷面積A（）螺紋升角絲杠斷面極慣性矩（）絲杠斷面慣性矩I（）外徑d內(nèi)徑d1中徑d2（mm）外徑內(nèi)徑42015.51820.5161.8942460.56670.3341 表1（三）絲杠的傳動(dòng)效率由參考文獻(xiàn)查得=0.7（四）絲杠螺母的校核（略）三、電動(dòng)機(jī)選擇1、確定驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的外力和轉(zhuǎn)矩焊槍的移動(dòng)速度v由設(shè)計(jì)要求可知焊槍移動(dòng)速度范圍v=0.5m/min1.5m/min絲杠的轉(zhuǎn)速n絲杠的螺距為4mm，由參考文獻(xiàn)式 當(dāng)v=0.5m/min時(shí)v為=125r/min當(dāng)v=1.5m/min時(shí)v為=375r/min所以絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)速度范圍為125r/min375r/min2、電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式選擇因本設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度低，調(diào)速范圍廣，周期性運(yùn)行，切運(yùn)轉(zhuǎn)要平穩(wěn)可靠，為了得到較好的調(diào)速性能，選用Z2系列直流電動(dòng)機(jī)，利用調(diào)速電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)級(jí)調(diào)速。安裝形式選擇臥式。3、電動(dòng)機(jī)容量確定 本設(shè)備負(fù)載小，屬于慣性旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，固按旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率。 計(jì)算移動(dòng)部件摩擦阻力矩 移動(dòng)部件的摩擦力矩為主要的功率消耗所以其它的摩擦可以忽略不計(jì)，由于移動(dòng)部件的重力定為500N所以移動(dòng)部件所受的摩擦力為由參考文獻(xiàn)表5.7-3知摩擦系數(shù)f=0.1 =500f=5000.1=50N摩擦阻力矩由參考文獻(xiàn)式5-32得 其中 L絲杠螺距 i齒輪減速比為4 傳動(dòng)效率定為0.7=11.4Nm當(dāng)絲杠作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),克服摩擦阻力矩所需的功率 =0.1047n/=0.104711.4375/0.7=639.5W由參考文獻(xiàn)表2-4機(jī)械傳動(dòng)的效率得閉式圓柱齒輪的機(jī)械傳動(dòng)效率為=0.97一對(duì)滾動(dòng)軸承的機(jī)械傳動(dòng)效率為=0.99則機(jī)械傳動(dòng)鏈的總效率為 =0.970.990.99=0.95驅(qū)動(dòng)功率P =673.2W為了擴(kuò)大設(shè)備加工范圍,設(shè)備的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)有足夠的量.另因?yàn)閭鲃?dòng)比較大,調(diào)速范圍寬,固應(yīng)選擇較高的電機(jī),由參考文獻(xiàn)表13-65，選擇系列化FANUC型直流電動(dòng)機(jī)5M型.該電動(dòng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)如表2:型號(hào)額定電壓額定 轉(zhuǎn)矩額定 轉(zhuǎn)速額定功率最大轉(zhuǎn)矩重量5M220V5.9Nm2000r/min800W54Nm17Kg 表2計(jì)算傳動(dòng)比由參考文獻(xiàn)知，可選擇電力拖動(dòng)系統(tǒng)為調(diào)速范圍為中等調(diào)速 D=4 =500r/mini=500/125=4當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)速為375r/min時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為3754=1500r/min所以要求電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍為500r/min1500r/min所以能滿足要求。i=,為了得到較大調(diào)速范圍，用晶閘管直流調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍4;機(jī)械減速利用齒輪單級(jí)減速器實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)比4. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（略）第二章 機(jī)械減速器設(shè)計(jì)一 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1、按圖所方案，選定直齒圓柱齒輪示的傳動(dòng)傳動(dòng)。移動(dòng)部件為一般機(jī)構(gòu)，速度不高，故齒輪選定8級(jí)精度。2、齒輪選用便于制造且價(jià)格便宜的材料，由參考文獻(xiàn)表3-2選取小齒輪材料為45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)），HBS1=240,大齒輪材料為45號(hào)鋼（?；〩BS2=200.3、選取小齒輪數(shù)Z1=20,大齒輪數(shù)Z2=iZ1=420=80。因齒面硬度小于350HBS的閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。二、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考文獻(xiàn)式（3-24）得設(shè)計(jì)公式為: 1、確定公式內(nèi)各參數(shù)的數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)Kt=1.3（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩,按高速軸的最低轉(zhuǎn)速計(jì)算T1=95.5105p/n1= =13614.5Nmm=13.6Nm （3）由表3-9選取齒寬系數(shù) d=0.8（4）由表3-7查得彈性影響系數(shù)ZE=189.8（5）由參考文獻(xiàn)表3-59查得接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=590Mpa;由表3-59查得接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=470Mpa（6）由式3-29計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1=60=6050011630015=21.6108 =21.6108/4=5.4108（7）由圖357查的壽命系數(shù)（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概論為1%，安全系數(shù)為S=1，由式330得：=590MPa =470MPa2.計(jì)算（1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑：=2.32=38.3mm（2）計(jì)算圓周速度： V=1m/s（3）計(jì)算載荷系數(shù)。根據(jù),由圖310查得=1.08；因是直齒圓柱齒輪，取=1；同時(shí)由35查得=1；由圖312查得=1.12；=1.25。故載荷系數(shù)為（4）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所計(jì)算的分度圓直徑，由327B得 =38.3=37.4mm（5）計(jì)算模數(shù)： 1.87mm由參考文獻(xiàn)表72取模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，m=2mm（6）計(jì)算分度圓直徑： （7）計(jì)算中心矩：a=(d1+d2)/2=(40+160)/2=100mm（8）計(jì)算齒輪寬度： b=dd1=0.840=32mm圓整，取B2=35mm,B1=40mm三、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由式（16-4）得校核公式為： MPa 1、確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值計(jì)算圓周力 Ft=2T1/d1=213614.5/40=680.7N查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表3-8查得： YFa1=2.8 YSa1=1.55; YFa2=2.22; YSa2=1.77計(jì)算載荷系數(shù)： K=KAKVKaKF=11.0811.25=1.35查取彎曲疲勞強(qiáng)度極限及壽命系數(shù)。由圖3-58查得Flim1=450Mpa;由圖3-58查得Flim2=390Mpa;由圖3-56查得KFN1=KFN2=1.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù)S=SF=1.4，由式3-28得： F1=MPa F2=MPa校核計(jì)算 二 軸的設(shè)計(jì)一、高速軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料并確定許用應(yīng)力由于該減速器傳動(dòng)功率不大，而且對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求。故選擇45號(hào)鋼，正火處理。由表10-1查得B=588Mpa;=294Mpa;-1=238Mpa;-1=138Mpa;+1b=196Mpa;ob=93Mpa;-1b=54Mpa2、初步估算軸的最小直徑，并選擇聯(lián)軸器 為保證輸出軸上零件裝拆方便，安裝聯(lián)軸器軸的直徑d1為軸的最小直徑。 根據(jù)公式（10-2） d其中由參考文獻(xiàn)表10-2得=35，C=110d11012.4mm考慮該軸段上有鍵槽，將周徑增大10%，則取d=12.4(1+10%)=13.6圓整為d=14mm選擇聯(lián)軸器，按軸傳遞的扭矩，由參考文獻(xiàn)表17-4。選擇HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器其軸直徑為14mm，與軸配合部分的長(zhǎng)度為32mm，故該軸最小直徑確定為d1=14mm。3、擬定軸上零件的裝拆方案如圖（3） VII VI V IV III II I 圖（3）（1）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度段：如前所示，為軸的最小直徑，為和聯(lián)軸器配合，其直徑按軸器其內(nèi)孔直徑確定d1=14mm.該軸段長(zhǎng)度比聯(lián)軸器孔長(zhǎng)度略小。取L1=30mm,這樣可保證軸端擋圈壓緊聯(lián)軸器。段直徑的確定：為保證聯(lián)軸器左端用軸肩定位和固定，根據(jù)軸肩高度h=(0.07-0.1)d,取h=0.1d=0.114=1.4mm,則d2=d1+2h=14+21.4=16.8,圓整取d2=17mm.這樣符合密封氈圈的標(biāo)準(zhǔn)直徑。段長(zhǎng)度的確定：為此應(yīng)選擇軸承型號(hào)，由參考文獻(xiàn)，因該軸傳遞的功率不大，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格便宜的深溝球軸承6004，查手冊(cè)可得軸承內(nèi)徑為20mm，寬度為12mm，同時(shí)還應(yīng)選出軸承端蓋的類型及尺寸，軸承端蓋根據(jù)軸徑來(lái)選，其寬度尺寸20mm。為了便于裝拆軸承端蓋至聯(lián)軸器左端面長(zhǎng)度為20mm，考慮以上因素L2=20+20=40mm段直徑的確定：該段安裝軸承所以直徑為20mm段長(zhǎng)度的確定：該段安裝軸承軸承寬度為12mm段直徑的確定：該段為軸承定位軸肩由參考文獻(xiàn)得直徑25mm段長(zhǎng)度的確定：該段長(zhǎng)度為5mm段直徑的確定：軸承的直徑44mm.段長(zhǎng)度的確定: 軸承的寬度為45段直徑的確定：該段為軸承定位軸肩由參考文獻(xiàn)得直徑25mm段長(zhǎng)度的確定：該段長(zhǎng)度為5mmVII段直徑的確定：該段安裝軸承所以直徑為20mmVII段長(zhǎng)度的確定：該段安裝軸承軸承寬度為12mm軸的總長(zhǎng)為：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+=30+40+12+5+45+5+12=149mm經(jīng)分析可得軸的支撐跨距為137mm二、低速軸的設(shè)計(jì)1、選擇軸的材料，并確定許用應(yīng)力由于傳遞的功率不大，而且對(duì)其重量和尺寸無(wú)特殊要求，故選擇45#鋼。正火處理，由表10-1查得B=588Mpa;=294Mpa;-1=238Mpa;-1=138Mpa;+1b=196Mpa;ob=93Mpa;-1b=54Mpa2、初步估算軸的最小直徑 為保證輸出軸上零件裝拆方便，安裝聯(lián)軸器軸的直徑d1為軸的最小直徑。根據(jù)公式 ，根據(jù)公式（10-2） d 其中由參考文獻(xiàn)表10-2得=35，C=110 d11013.4mm考慮該軸段上有鍵槽，將軸徑增大10%，則取d=13.4(1+10%)=14.7 mm。 圓整取d=15。選擇聯(lián)軸器，按軸傳遞的扭矩，由參考文獻(xiàn)表17-4。選擇HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器其軸直徑為16mm，與軸配合部分的長(zhǎng)度為42mm，故該軸最小直徑確定為d1=16mm。3、擬定軸上零件的裝拆方案如圖（4） VI V IV III II I 圖（4） 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度段：如前所示，為軸的最小直徑，為和聯(lián)軸器配合，其直徑按聯(lián)軸器其內(nèi)孔直徑確定d1=16mm.該軸段長(zhǎng)度比聯(lián)軸器孔長(zhǎng)度略小。取L1=40mm,這樣可保證軸端擋圈壓緊聯(lián)軸器。段直徑的確定：為保證聯(lián)軸器左端用軸肩定位和固定，根據(jù)軸肩高度h=(0.07-0.1)d,取h=0.1d=0.116=1.6mm,則d2=d1+2h=16+21.6=19.2,圓整取d2=20mm.這樣符合密封氈圈的標(biāo)準(zhǔn)直徑。段長(zhǎng)度的確定：為此應(yīng)選擇軸承型號(hào)，由參考文獻(xiàn)，因該軸傳遞的功率不大，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單價(jià)格便宜的深溝球軸承6005，查手冊(cè)可得軸承內(nèi)徑為25mm，寬度為12mm，同時(shí)還應(yīng)選出軸承端蓋的類型及尺寸，軸承端蓋根據(jù)軸徑來(lái)選，其寬度尺寸20mm。為了便于裝拆軸承端蓋至聯(lián)軸器左端面長(zhǎng)度為20mm，考慮以上因素L2=20+20=40mm段直徑的確定：該段安裝軸承所以直徑為25mm段長(zhǎng)度的確定：該段安裝軸承軸承寬度為12mm，擋圈寬度為5mm。段軸要縮進(jìn)2mm，所以該段的長(zhǎng)度為19mm。段直徑的確定：該段為齒輪的安裝軸段，所以該段軸的直徑為30mm。段長(zhǎng)度的確定：該段長(zhǎng)度為齒輪寬度為40-2=38mm段直徑的確定：該段軸為齒輪擋環(huán)，其直徑為38mm.段長(zhǎng)度的確定: 齒輪擋環(huán)的寬度為5mm。段直徑的確定：該段安裝軸承所以直徑為25mm段長(zhǎng)度的確定：該段安裝軸承軸承寬度為12mm 軸的總長(zhǎng)為：L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=40+40+19+38+5+12=154mm，經(jīng)分析可得軸的支撐跨距為142mm。三 鍵的選擇與校核一、高速級(jí)軸鍵的選擇及校核 1.鍵類型的選擇 高速級(jí)軸上只有與聯(lián)軸器相配合的軸段有鍵，其軸徑為14mm,聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度為32mm。由表10-5查得選用圓頭普通平鍵C型，b為5mm，h為5mm，鍵槽t=3.0mm,其長(zhǎng)度L=B-(510)mm=32-(510)=2227mm。 由表10-5標(biāo)準(zhǔn)系列查得L=25mm,故選鍵的型號(hào)為C525 GB1096-72。 2.校核其強(qiáng)度 其擠壓強(qiáng)度條件由式10-35得P=2T/dklPMpa,式中T=23.4Nm=23400Nmm,d=14mml=L-b/2=25-2.5=22.5mm,k=h/2=5/2=2.5mm,P由表10-6查得P=130Mpa 則校核其強(qiáng)度P=2T/dkl=223400/142.522.5=59.4Mpa130Mpa 故強(qiáng)度足夠二、低速軸上鍵的選擇及校核1.鍵類型的選擇低速軸上高速級(jí)大齒輪的寬度為40mm，軸徑為30mm,由表10-5查得選用圓頭普通平鍵A型，b為8mm,h為7mm,其長(zhǎng)度L=B-（510）=38-(510)=2833mm.由表10-5查得標(biāo)準(zhǔn)系列長(zhǎng)度L=28mm,故鍵型號(hào)為828 BG1096-792.校核其強(qiáng)度其擠壓強(qiáng)度條件由式10-35得P=2T/dklPMpa,式中T=90.7Nm=90700Nmm,d=30mml=L-b/2=38-4=36mm,k=h/2=7/2=3.5mm,P由表10-6查得P=130Mpa 則校核其強(qiáng)度P=2T/dkl=290700/303.536=48Mpa130Mpa 故強(qiáng)度足夠四 軸承的選擇與校核一、高速軸上滾動(dòng)軸承的壽命1、圓周力Ft=1170N，軸向載荷FA=0 N，徑向載荷FR=Fttg=1170tg20=425.8N2、確定Cr,Cor查手冊(cè)6004型軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr=7.22KN,基本額定靜載荷Cor=4.45KN.3、計(jì)算FA/Cor值，并確定e值 FA/Cor=0 則e=04、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PP=XFR+YFA, 因FA/FR=0， 由參考文獻(xiàn)表8-9查得X=1,Y=0,于是P=XFR+YFA=1213=213N5、計(jì)算軸承壽命Lh=16667(ftC/fpP)/n,由表8-1查得ft=1(常溫)，由表8-8查得fP=1.01.2,取fP=1.2,6004型號(hào)為深溝球軸承，壽命指數(shù)=3 則Lh=h=47022.8h二、低速軸上滾動(dòng)軸承的壽命 1、圓周力Ft=1134N， 軸向載荷FA=0N，徑向載荷FR=Fttg=1134tg20=413N2、確定Cr,Cor查手冊(cè)6005型軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr= 7.75 KN,基本額定靜載荷Cor= 4.95 KN.3、計(jì)算FA/Cor值，并確定e值 FA/Cor=0 則e=04、計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PP=XFR+YFA,因FA/FR=0，由表8-9查得X=1,Y=0,于是P=XFR+YFA=1413=413N5、計(jì)算軸承壽命Lh=16667(ftC/fpP)/n,由表8-1查得ft=1(常溫)，由表8-8查得fP=1.01.2,取fP=1.2,6208型號(hào)為深溝球軸承，壽命指數(shù)=3 則Lh=h=63733.6h五 箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇箱座壁厚 =12mm箱座壁厚 1=12mm底板 P=2.5=2.512=30mm箱座凸緣厚度 b=1.5=1.512=18mm箱蓋凸緣厚度 b1=1.51=1.512=18mm箱座底凸緣厚度 b2=2.51=2.512=30mm地腳螺釘數(shù)目 n4=4地腳螺釘直徑 dt=M16軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=0.75df=0.7516=12mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 d2=(0.50.6)df=0.516=8mm聯(lián)接螺栓d2的間距 L=180mm軸承端蓋螺釘直徑 d3=0.5df=12mm定位銷直徑 d=0.88=6.4mmDf df d2至外箱壁距離 C1=22mmDf d2至凸緣邊緣距離 C2=20mm軸承旁凸臺(tái)半徑 R1=C2=20mm外箱壁至軸承座距離 l1=C1+C2+(812)=22+20+10=52mm齒輪外圓與內(nèi)箱壁距離 11.2=1.212=14.4mm 取15mm齒輪輪轂端面與內(nèi)箱壁距離 2=12mm 取15mm箱蓋、箱座肋厚 m10.851=0.8512=10.2mm m0.85=0.8512=10.2mm軸承端蓋凸緣厚度 t=(11.2)d3=112=12mm第三章 專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、焊接專用夾具的工作原理焊接專用夾具的基本功能，是能對(duì)工件進(jìn)行裝夾。整個(gè)夾具設(shè)計(jì)工作就是圍繞裝夾二字展開(kāi)的。二 、焊接專用夾具的作用機(jī)床夾具在機(jī)械加工中應(yīng)用十分廣泛。主要作用如下：1、保證被加工表面的位置精度 用夾具裝夾工件，可以準(zhǔn)確確定工件與機(jī)床，刀具之間的相對(duì)位置，因而能比較可靠、穩(wěn)定地獲得較高的位置精度。2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 采用夾具后，可以省去對(duì)工件的逐個(gè)找正和對(duì)刀，使輔助時(shí)間顯著減少；當(dāng)采用機(jī)械化、自動(dòng)化程度較高的夾具時(shí)，還可進(jìn)一步減少輔助時(shí)間，使勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高。3、擴(kuò)大焊接工藝范圍4、降低對(duì)工人的技術(shù)要求5、減輕工個(gè)的勞動(dòng)強(qiáng)度三、焊接專用夾具的組成 不論是何種焊接專用夾具，它們的工作原理基本上是相同的。為了便于研究，可以把各類 夾具中的元件或機(jī)構(gòu)。按其功能相同的原則歸類，概括出焊接專用夾具的基本組成部分如下： 1、定位元件或裝置用它確定工件在夾具中的位置。2、夾緊裝置用它對(duì)工件進(jìn)行夾緊。3、對(duì)刀、導(dǎo)元件或裝置用它確定刀具相對(duì)于夾具有一個(gè)正確位置。4、夾具在焊接專用上定位的元件用它確定夾具相對(duì)焊接專用有一個(gè)正確的位置。5、夾具體用于連接夾具上的各種元件和裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。6、其他元件及裝置有些夾具還沒(méi)有分度裝置，自動(dòng)上、下料裝置等，統(tǒng)歸其他元件及裝置。上述各組成部分，不是所有夾具都必須具備，但其中的定位元件、夾緊裝置和夾具體，則是構(gòu)成夾具比不可少的基本組成部分。 四 夾緊裝置的組成及設(shè)計(jì)要求 夾緊裝置的任務(wù)，是保證工件在定位過(guò)程中取得的正確位置，不因受切削力、重力或慣性力的作用而發(fā)生變化。 夾緊裝置一般由以下幾部分組成：1、力源裝置。用以產(chǎn)生夾緊力。通常有液壓、氣動(dòng)、電動(dòng)等類裝置。當(dāng)采用手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，就不需要力源裝置。2、中間傳力機(jī)構(gòu)。它將力源裝置產(chǎn)生的力傳給夾緊元件。如常用的杠桿、拉桿等機(jī)構(gòu)。由力源直接控制夾緊元件時(shí)無(wú)中間傳力機(jī)構(gòu)。3、夾緊元件。它是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，一般于工件的夾壓表面直接接觸。設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求：1）保證加工質(zhì)量。夾緊力的大小應(yīng)適當(dāng)，既保證工件夾緊的可靠性，又使夾緊時(shí)不破壞工件的定位或使工件和夾具上的元件產(chǎn)生不允許的變形。2）保證生產(chǎn)率。要求夾緊動(dòng)作迅速，與生產(chǎn)綠的要求相適應(yīng)。3）操作方便、省力、安全。4）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。 以上要求中的核心問(wèn)題是如何正確地施加夾緊力。即先要合理確定夾緊力的方向、著力點(diǎn)和大小，然后再選用或設(shè)計(jì)合適的夾緊機(jī)構(gòu)。五 焊接專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求 對(duì)焊接專用夾具設(shè)計(jì)的基本要求可以概括以下幾個(gè)方面。1、保證工件的加工技術(shù)要求 這是設(shè)計(jì)專用夾具最基本的要求，必須首先保證。保證工件加工技術(shù)的關(guān)鍵在于正確確定定位方案和夾緊方案，正確確定刀具導(dǎo)引以及合理制訂夾具技術(shù)要求。必要時(shí)還需要進(jìn)行誤差的分析計(jì)算。2、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本 應(yīng)盡量采用各種快速高效的結(jié)構(gòu)，如采用多種夾緊，聯(lián)動(dòng)夾緊裝置等縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。同時(shí)又盡量注意使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低夾具制造成本。3、操作方便、省力、安全 操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣。盡可能氣動(dòng)、液壓和氣液聯(lián)動(dòng)等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)注意在不同加工條件下的安全保護(hù)，以確保工作安全。4、有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具結(jié)構(gòu)的工藝性好，是指該夾具結(jié)構(gòu)能在保證質(zhì)量的前提下以花費(fèi)盡可能少的勞動(dòng)量和成本完成夾具的制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)試和維修。出學(xué)者由于缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)往往忽視這個(gè)問(wèn)題，必須引起注意。六、焊接專用夾具設(shè)計(jì)的步驟焊接專用夾具設(shè)計(jì)的主要步驟有以下四個(gè)方面：1、研究原始資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù) 首先應(yīng)仔細(xì)閱讀零件圖和裝配圖，了解零件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和技術(shù)要求。其次要研究零件的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，充分了解本工序的工序內(nèi)容和工序要求。最后還應(yīng)收集有關(guān)焊接專用刀具的技術(shù)參數(shù)以及工廠的生產(chǎn)條件等。必要時(shí)還應(yīng)了解一下同類零件所用夾具及其使用情況，以作為設(shè)計(jì)時(shí)參考。2、擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。 擬訂夾具結(jié)構(gòu)方案主要考慮以下問(wèn)題：根據(jù)零件加工工藝所給定的定位基準(zhǔn)和六點(diǎn)定位原理，確定工件的定位方法并設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位裝置；確定刀具的導(dǎo)引方法，并設(shè)計(jì)導(dǎo)引裝置或?qū)Φ堆b置；確定工件的夾緊方法并設(shè)計(jì)夾緊裝置；確定其他元件的結(jié)構(gòu)形式；綜合考慮各種元件和裝置的布局，確定夾具體的總體結(jié)構(gòu)，為使設(shè)計(jì)的夾具先進(jìn)、合理、常需擬訂幾種結(jié)構(gòu)方案，比較以后擇優(yōu)選用，在構(gòu)思夾具方案時(shí)，應(yīng)同時(shí)繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。以幫助構(gòu)思，檢查方案的合理性和可行性。 如圖5： 圖53。繪制夾具總圖，標(biāo)注有關(guān)尺寸和技術(shù)條件（附圖）第四章 直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理直流電機(jī)是機(jī)械能和直流電能互相轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置。直流電機(jī)的調(diào)速性能好且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以本焊接設(shè)備采用直流電機(jī)，可以得到較好的調(diào)速性能，且傳動(dòng)準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠。直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T1及空載損耗轉(zhuǎn)矩T2相平衡。當(dāng)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電動(dòng)勢(shì)、電流及電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速是指在同一負(fù)載下獲得不同的轉(zhuǎn)速，以滿足生產(chǎn)要求。由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性得他勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n=(U-IR)/K 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的接線圖如圖6： 圖6 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的接線圖 調(diào)速過(guò)程：當(dāng)磁通保持不變時(shí)，減小電壓U。由于轉(zhuǎn)速不會(huì)立即發(fā)生變化，反電動(dòng)勢(shì)E也暫不變化，于是電流I減小，轉(zhuǎn)矩T也減小。如果阻轉(zhuǎn)矩Tc未變，則TTc，轉(zhuǎn)速n下降。隨著n的降低，反電動(dòng)勢(shì)E減小。I和T也隨著增大，直到T=Tc時(shí)為止。但是這時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)降低了。這種調(diào)速方法機(jī)械特性較硬,并且電壓降低后硬度不變,穩(wěn)定性良好;調(diào)速幅度較大,而且均勻調(diào)節(jié)電樞電壓,可得到平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速.二、 直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)三、直流調(diào)速系統(tǒng)各組成電路設(shè)計(jì)第五章 PLC控制系統(tǒng)的概述一 PLC控制系統(tǒng)的概述在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中,許多自動(dòng)控制設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線,均需要配備電氣控制裝置.電氣控制裝置的輸入輸出信號(hào)可分為兩類:一類為, 開(kāi)關(guān)量或數(shù)字信號(hào),輸入信號(hào)有按鈕、開(kāi)關(guān)、時(shí)間繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器、過(guò)電流過(guò)電壓繼電器;輸出信號(hào)有接觸器、繼電器、電磁閥.另一類其輸入信號(hào)是壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等信號(hào),輸出信號(hào)是輸出電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥、距離、速度等控制信號(hào).以往的電氣控制裝置主要采用繼電器、接觸器、或電子元器件來(lái)實(shí)現(xiàn),由連接導(dǎo)線將這些元器件按照一定的工作程序組合在一起,以完成一定的控制功能,稱為接線程序控制.接線程序控制的電氣裝置體積大,生產(chǎn)周期長(zhǎng),費(fèi)工費(fèi)時(shí),接線復(fù)雜,故障率高,可靠性差,需要經(jīng)常地、定時(shí)地進(jìn)行檢修維護(hù).控制功能略加變動(dòng),就需重新進(jìn)行硬件組合、增減元器件、改變接線.由于生產(chǎn)的快速發(fā)展,人們對(duì)自動(dòng)控制裝置提出了更通用、更靈活、更可靠的要求.現(xiàn)在的工業(yè)控制系統(tǒng),可編程序控制器即PLC以廣泛取代接線程序控制系統(tǒng).PLC是利用計(jì)算機(jī)作為核心設(shè)備,用存儲(chǔ)的程序控制代替的原來(lái)的接線程序控制,并且有較大的存儲(chǔ)能力和功能很強(qiáng)的輸入輸出接口.這種系統(tǒng)不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)等功能,而且還能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過(guò)程控制、遠(yuǎn)程控制等.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以與上位機(jī)通信,配備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、彩色圖像系統(tǒng)的操縱臺(tái),可以管理、控制生產(chǎn)線、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)車間或整個(gè)工廠,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工廠的全面要求。第六章 設(shè)計(jì)小結(jié)通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，又使我學(xué)到了許多不曾學(xué)到的東西，對(duì)以前所學(xué)知識(shí)又有了新的認(rèn)識(shí)。鞏固了以前所學(xué)的課本知識(shí)，了解了設(shè)計(jì)的一般步驟和基本內(nèi)容，進(jìn)一步鍛煉了自己的獨(dú)立解決問(wèn)題設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，提高了我們自我學(xué)習(xí)和查閱資料的能力，為以后的在工作中培養(yǎng)了良好的動(dòng)手能力。 最后，我們?cè)谝淮胃兄x在設(shè)計(jì)中給予我們指導(dǎo)的姚老師以及全體評(píng)委老師，衷心希望學(xué)校能進(jìn)一步創(chuàng)造輝煌。前言 轉(zhuǎn)眼間，我已將告別三年的大學(xué)生活。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們每個(gè)畢業(yè)生離學(xué)校前的一個(gè)必修課題。它對(duì)我們既是一個(gè)挑戰(zhàn)，也是一個(gè)機(jī)遇，畢業(yè)設(shè)計(jì)是立足于三年所學(xué)的基礎(chǔ)只上，對(duì)其進(jìn)行綜合運(yùn)用，積累和創(chuàng)新的過(guò)程，它要求我們對(duì)三年來(lái)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并運(yùn)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中，是理論和實(shí)踐相結(jié)合的具體表現(xiàn)。 在此之前，我們所學(xué)的知識(shí)，比較零散，在大腦里面沒(méi)有理順，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力比較差，在此通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，通過(guò)對(duì)教材的復(fù)習(xí)和資料的查閱，使我們加深了對(duì)理論知識(shí)的深刻理解和熟練掌握初步鍛煉了自己獨(dú)立解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。 我們?cè)O(shè)計(jì)的題目消防筒罐體自動(dòng)焊接機(jī)，消防筒的自動(dòng)焊接可以分為機(jī)械和電器兩方面問(wèn)題，我們主要設(shè)計(jì)的是機(jī)械問(wèn)題，它是我們小組畢業(yè)之前是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，是我們明白了設(shè)計(jì)不是憑空捏造出來(lái)的，而是在大量數(shù)據(jù)，資料，精力是基礎(chǔ)之上的，綜合了設(shè)計(jì)者的思想，并通過(guò)理論經(jīng)驗(yàn)公式，教核和實(shí)踐檢驗(yàn)是不是可行，每一個(gè)步驟都要仔細(xì)檢查運(yùn)算和有關(guān)的數(shù)據(jù)，綜合協(xié)調(diào)個(gè)部分的關(guān)系，從而的出最佳的結(jié)論，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們明白了設(shè)計(jì)的一般步驟方法，這最我們即將走向工作崗位是很有益的。 最后，我們十分感謝在設(shè)計(jì)中給予我們大力幫助的姚老師和圖書(shū)館的老師的熱誠(chéng)幫助，由于我們的經(jīng)驗(yàn)不足，由于時(shí)間有限，知識(shí)不夠豐富，設(shè)計(jì)中難免有謬誤所在，在實(shí)際設(shè)計(jì)中難免有一些不足和失誤的地方，望各位老師和同學(xué)給予指正以便以后進(jìn)一步提高。第七章 參考資料1金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)2零件設(shè)計(jì)3直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)4機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)5實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)6數(shù)控技術(shù) 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編 2001年6月7機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 王昆 何小柏 汪信遠(yuǎn)主編 1995年9月8實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì) 劉明保 李宏德 王志偉主編 2003年3月9機(jī)械原理 馬永林主編 1991年7月10工廠電器控制技術(shù) 張運(yùn)波主編 2000年10月11可編程控制器原理及應(yīng)用 孫平主編 2002年11月 摘要在設(shè)計(jì)中直縫焊接機(jī)是最為典型且應(yīng)用最廣泛的機(jī)動(dòng)式焊接機(jī)械裝備，他主要包括電氣控制部分和機(jī)械部分，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)介紹了自動(dòng)焊機(jī)的機(jī)械部分和自動(dòng)控制。機(jī)械部分是驅(qū)動(dòng)焊體的移動(dòng)部分，包括電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，軸承和減速器等。自動(dòng)控制部分主要是PLC自動(dòng)控制。譯： The line seam welding ,design is the most modern and versatice machine motive welding mechanical untis .It is composed of electronic cotroling and mechaniacal units ，introduced the structure of its mechanism and the automatic controlling . the structure of its mechanism is which the welding piece was drivened in cluding motor copling piece was drivened . bearing rotation -wheel .degradation -conveyor and so on . the automatic controlling main is PLC automatic controlling目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 摘要 概述 1第一章 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 2 一、擬訂傳動(dòng)方案 2 二、絲杠螺母選擇 2 三、電動(dòng)機(jī)選擇 4第二章 機(jī)械減速器設(shè)計(jì) 6一、齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6 二、軸的設(shè)計(jì) 9 三、鍵的選擇與校核 12四、軸承的選擇與校核 13五、箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇 14第三章 焊接專用夾具設(shè)計(jì)（略） 15第四章 直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15一、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理 15二、直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì) 16三、直流調(diào)速系統(tǒng)各組成電路設(shè)計(jì) 16四、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)原理電路圖 22第五章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22一、電氣控制系統(tǒng)概述 22二、可編程控制器的特點(diǎn) 22三、自動(dòng)直縫焊接設(shè)備電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 第六章 設(shè)計(jì)總結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29概述 自動(dòng)控制氣體保護(hù)焊接是一種高效焊接方法，由于它具有氣體保護(hù)，所以用它能進(jìn)行高質(zhì)量焊接，又由于采用了PLC自動(dòng)控制，因而焊縫均勻。該方法自問(wèn)世以來(lái)!就一直受到人們的重視(1969年美國(guó) DEC公司研制出第一臺(tái) PLC用于GM公司生產(chǎn)線上并獲得成功。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80年代!隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展!極大地推動(dòng)了PLC的發(fā)展。目前PLC已廣泛應(yīng)用于冶金、礦產(chǎn)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域!為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具!加速了機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。在自動(dòng)控制焊機(jī)中選擇PLC作為控制核心的原因有：a、可靠性高b、控制功能強(qiáng)c、編程方便d、適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境!抗干擾能力強(qiáng)e、具有各種接口!與外部設(shè)備連接非常方便f、維修方便等。正因?yàn)槿绱耍肞LC控制的氣體保護(hù)自動(dòng)焊機(jī)在我國(guó)被廣泛的應(yīng)用。第一章 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)一、擬訂傳動(dòng)方案根據(jù)設(shè)備技術(shù)要求及各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能制定傳動(dòng)方案如圖(1) 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（1）傳動(dòng)方案分析：該設(shè)備用于管類零件的直縫焊接，焊接的速度比較低，焊接的質(zhì)量取決與焊接的速度快慢與穩(wěn)定性。減速器采用單級(jí)圓柱直齒圓柱齒輪，大齒輪輸出軸作為減速器的低速軸，可以使輸出軸的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。整個(gè)系統(tǒng)傳動(dòng)不太大，電機(jī)須頻繁啟動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)的調(diào)速性能要求高，為了實(shí)現(xiàn)較好的無(wú)級(jí)調(diào)速，選擇直流電動(dòng)機(jī)，利用直流電路調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。減速器采用單級(jí)圓柱直齒圓柱齒輪減速器可以得到一定的傳動(dòng)比，利用二者聯(lián)合調(diào)速可以得到較好的調(diào)速性能。二、絲杠螺母的選擇1、絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用（1）用較小的扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠（或螺母）可使螺母（或絲杠）獲得較大的牽引力。（2）可達(dá)到較高的降速傳動(dòng)比，使降速機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈得以縮短。（3）能達(dá)到較高的傳動(dòng)精度，用于進(jìn)給機(jī)構(gòu)還可用作測(cè)量元件，通過(guò)刻度盤(pán)讀出直線位移的尺寸，最小讀數(shù)值可達(dá)0.001mm。（4）傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲。（5）在一定條件下能自鎖，即絲杠螺母不能進(jìn)行逆?zhèn)鲃?dòng)，此特點(diǎn)特別適用于作部件升降傳動(dòng)，可防止部件因自重而自動(dòng)降落。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，有參考文獻(xiàn)絲杠螺母的傳動(dòng)方式及其應(yīng)用見(jiàn)表5.7-1的絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)簡(jiǎn)圖（2）： 圖（2）絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)簡(jiǎn)圖2、絲杠螺母副的選擇由參考文獻(xiàn)表5.7-6初選絲杠螺母副絲杠螺母副的基本參數(shù)如表（1）：螺距（mm）絲杠(mm)絲杠螺母螺母(mm)絲杠斷面積A（）螺紋升角絲杠斷面極慣性矩（）絲杠斷面慣性矩I（）外徑d內(nèi)徑d1中徑d2（mm）外徑內(nèi)徑42015.51820.5161.8942460.56670.3341 表（1）絲杠螺母副絲杠螺母副的基本參數(shù)絲杠的傳動(dòng)效率：由參考文獻(xiàn)查得=0.7絲杠螺母強(qiáng)度的校核計(jì)算：由參考文獻(xiàn)式5.7-19的=其中P為絲杠所要的最大軸向力N。A絲杠內(nèi)經(jīng)的截面積由上表知=絲杠的內(nèi)徑mm絲杠的傳動(dòng)效率許用拉應(yīng)力由于螺紋所引起的應(yīng)力集中系數(shù)不能精確確定,因此取=，為材料的屈服點(diǎn)().=3.961.2=1.212=14.4mm 取15mm齒輪輪轂端面與內(nèi)箱壁距離 2=12mm 取15mm箱蓋、箱座肋厚 m10.851=0.8512=10.2mm m0.85=0.8512=10.2mm軸承端蓋凸緣厚度 t=(11.2)d3=112=12mm第四章 焊接專用夾具的設(shè)計(jì)（略）第五章 直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理直流電機(jī)是機(jī)械能和直流電能互相轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置。直流電機(jī)的調(diào)速性能好且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以本焊接設(shè)備采用直流電機(jī)，可以得到較好的調(diào)速性能，且傳動(dòng)準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠。直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T1及空載損耗轉(zhuǎn)矩T2相平衡。當(dāng)軸上的機(jī)械負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電動(dòng)勢(shì)、電流及電磁轉(zhuǎn)矩會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)負(fù)載的變化，保持新的平衡。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速是指在同一負(fù)載下獲得不同的轉(zhuǎn)速，以滿足生產(chǎn)要求。由直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性得他勵(lì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式：n=(U-IR)/K 他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的接線圖如圖(5) 圖（5）電動(dòng)機(jī)的接線圖調(diào)速過(guò)程：當(dāng)磁通保持不變時(shí)，減小電壓U。由于轉(zhuǎn)速不會(huì)立即發(fā)生變化，反電動(dòng)勢(shì)E也暫不變化，于是電流I減小，轉(zhuǎn)矩T也減小。如果阻轉(zhuǎn)矩Tc未變，則TTc，轉(zhuǎn)速n下降。隨著n的降低，反電動(dòng)勢(shì)E減小。I和T也隨著增大，直到T=Tc時(shí)為止。但是這時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)降低了。這種調(diào)速方法機(jī)械特性較硬,并且電壓降低后硬度不變,穩(wěn)定性良好;調(diào)速幅度較大,而且均勻調(diào)節(jié)電樞電壓,可得到平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速二、直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)直流調(diào)速系統(tǒng)如用專用設(shè)備調(diào)節(jié)電壓,投資費(fèi)用較高,該設(shè)備利用晶閘管整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓以改變其轉(zhuǎn)速.在晶閘管調(diào)速系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)是控制對(duì)象,轉(zhuǎn)速n是被調(diào)量.采用反饋控制可減小轉(zhuǎn)速降,提高機(jī)械特性的硬度,增大調(diào)速幅度.綜合考慮電機(jī)工作原理及晶閘管工作原理等模電知識(shí)設(shè)計(jì)如下小功率晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖：如圖（6） 圖（6）晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)示意圖三、直流調(diào)速系統(tǒng)各組成電路設(shè)計(jì) 單相半控橋式整流電路(主電路)單相半控橋式整流電路如圖(7): 圖（7）單相半控橋式整流電路 將單相不可控橋式整流電路其中兩個(gè)臂的二極管用晶閘管取代，就形成本電路。利用兩個(gè)二極管D1,D2和兩個(gè)晶閘管T1,T2的輪流導(dǎo)通，來(lái)得到一個(gè)脈動(dòng)的直流電。通過(guò)改變晶閘管控制極觸發(fā)脈沖到來(lái)的時(shí)間及改變晶閘管導(dǎo)通角的大小，來(lái)改變整流電路輸出電壓的平均值。因?yàn)楸驹O(shè)備的直流電機(jī)額定電壓為220V，固外部輸入電源為220V交流電。橋式整流電路輸出電壓和輸出電流的平均值為： Uo=0.9U（1+cos）/2 Io=0.9U/Rl（1+cos）/2另外，晶閘管承受過(guò)電壓和過(guò)電流的能力很差，為了保證電路不被損壞，設(shè)備正常運(yùn)行，采取以下措施： 在整流電路的輸入端接兩個(gè)快速熔斷器FU1，F(xiàn)U2。因?yàn)榫чl管的熱容量很小，一旦發(fā)生過(guò)電流，元件可能會(huì)被燒壞，內(nèi)部發(fā)生短路或開(kāi)路。選用專用于保護(hù)晶閘管的快速熔斷器，熔絲為銀質(zhì)熔絲，它在同樣的過(guò)電流倍數(shù)之下，可以在晶閘管熔壞之前熔斷。將其接在輸入端可同時(shí)對(duì)輸出端短路和元件短路實(shí)現(xiàn)保護(hù)。選擇熔斷器時(shí)其電流定額應(yīng)接近實(shí)際工作電流的有效值。 將阻容吸收元件R1，C1串聯(lián)之后并聯(lián)在整流電路的輸入端。晶閘管耐受過(guò)電壓的能力很差，當(dāng)電路中電壓超過(guò)其反向擊穿電壓時(shí)，時(shí)間很短，就會(huì)將元件損壞。因此在輸入端并聯(lián)電容來(lái)吸收晶閘管上出現(xiàn)的過(guò)電壓。就是將造成過(guò)電壓的能量變成電場(chǎng)能儲(chǔ)存到電容器中，然后釋放到電阻中去消耗掉，實(shí)現(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)。 在整流電路輸出端即負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)二極管D3。因?yàn)楸倦娐方佑须姍C(jī)勵(lì)磁繞組和電感濾波，整流電路在接電感性負(fù)載時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角將大于（180-）。在導(dǎo)通周期上，負(fù)載會(huì)承受負(fù)電壓，造成整流輸出電壓和電流的平均值會(huì)減小。將二極管并聯(lián)在負(fù)載兩端，利用二極管與負(fù)載形成回路，從而使晶閘管因承受反向電壓而截止。電感元件釋放的能量消耗在電阻上。 濾波電路(主電路) 整流電路是將將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，但是得到的輸出電壓是單向脈動(dòng)的。本焊接設(shè)備對(duì)工件的調(diào)速性能要求高而且平穩(wěn)性好，固加在電機(jī)兩端的電壓脈動(dòng)應(yīng)小，因此還需改善輸出電壓的脈動(dòng)程度。利用在整流電路中加接濾波器來(lái)改善輸出電壓波形。因本設(shè)備主電路輸入為晶閘管電源，對(duì)輸出電壓的脈動(dòng)程度要求不太高且負(fù)載變動(dòng)較大，固僅需在整流電路輸出端串連一個(gè)電感濾波器即可。 電機(jī)供電和反饋電路設(shè)計(jì)（主電路）觸點(diǎn)及反饋電路如圖（8）：他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞是分離的,在電路中分別用勵(lì)磁繞組電源電壓Uv和電樞電源電壓U兩個(gè)直流電源供電.勵(lì)磁繞組電壓用另一個(gè)整流器4D供電.利用交流接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、停止.在本調(diào)速系統(tǒng)中利用電壓負(fù)反饋和電流正反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié).電壓負(fù)反饋由電阻Rf來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)電阻Rf將本焊接系統(tǒng)電機(jī)電樞兩端的電壓的一部分經(jīng)過(guò)反饋回路轉(zhuǎn)化為輸入端信號(hào)Ui的變化。當(dāng)需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)，通過(guò)一個(gè)整流器和一個(gè)可變電阻來(lái)調(diào)節(jié)反饋回路中給定直流電Us的大小來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。 圖（8）供電和反饋電路 整流和穩(wěn)壓電路（控制電路） 在單結(jié)晶體管的兩個(gè)基極間和其一個(gè)基極與發(fā)射極端都需加直流電壓。所以在控制電路中根據(jù)電路調(diào)節(jié)幅度的大小，選用兩個(gè)整流器來(lái)得到脈動(dòng)的直流電。在整流器與交流電源之間接一個(gè)變壓器，根據(jù)需要得到的電壓值來(lái)選擇變壓器的型號(hào)。為了防止交流電源電壓的波動(dòng)和負(fù)載電流的變化引起電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，需在整流電路后端加穩(wěn)壓電路。最簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓是通過(guò)穩(wěn)壓管來(lái)穩(wěn)定電壓。即在整流電路和負(fù)載之間再經(jīng)過(guò)限流電阻R和穩(wěn)壓管Dz組成的穩(wěn)壓電路。這樣在輸出端就可得到一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓。在選擇穩(wěn)壓管時(shí)，取 Uz=Uo Izm=(1.53)IomUi=(23)Uo 放大器和觸發(fā)電路放大器和觸發(fā)電路如下圖（9）： 圖（9）放大器和觸發(fā)電路本電路用于給晶閘管整流電路提供觸發(fā)脈沖，從而來(lái)控制晶閘管導(dǎo)通的時(shí)刻。該觸發(fā)電路為單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，利用單結(jié)晶體管當(dāng)其發(fā)射極與第一基極之間電壓等于晶體管峰點(diǎn)電壓Up時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通。導(dǎo)通之后，當(dāng)發(fā)射極電壓小于谷點(diǎn)電壓Uv時(shí)，單結(jié)晶體管就截止這個(gè)特點(diǎn)。該觸發(fā)電路前端帶有放大器。由晶體管T1和T2組成直接耦合直流放大電路。T1是NPN型管，T2是PNP型管。Ui是觸發(fā)電路的輸入電壓，由給定電壓Ug及反饋信號(hào)等疊加在一起而得。Ui經(jīng)T1放大后加到T2。當(dāng)Ui增大時(shí)，T1集電極電流Ic1也增大，從而使T1的集電極電位Vc1，即T2的基極電位Vb2降低，使T2導(dǎo)通，T2的集電極電流Ic2增大。因T2兩端電壓是不變的，這樣相當(dāng)于晶體管T2的電阻變小，從而使電容器C3的充電加快，充電時(shí)間常數(shù)等于（R7+R）C。使輸出脈沖前移，輸出脈沖直接從R8上引出，來(lái)觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，從而使晶閘管的導(dǎo)通角增大。同理，Ui減小時(shí)，T2電阻變大，T2電阻的變化對(duì)輸出脈沖起移相作用，達(dá)到調(diào)壓目的。另外，在電路中加入一些輔助元件，使電路更完善，如下所示：、在放大電路輸入信號(hào)Ui的給定信號(hào)Ug前端需接穩(wěn)壓管D，是為了將整流電路輸出的電壓變換為梯形波，使單結(jié)晶體管輸出的脈沖幅度和每半周產(chǎn)生第一個(gè)脈沖的時(shí)間不受交流電源電壓的波動(dòng)的影響。、通過(guò)變壓器將觸發(fā)電路與主電路接在同一電源上，使晶閘管的導(dǎo)通角和輸出電壓平均值保持不變。、晶體管T1輸入端的二極管D4用做負(fù)電壓限幅，以保護(hù)T1的發(fā)射極不致承受過(guò)高的反向電壓。R4和C2組成的濾波電路，是為了濾去晶體管輸入信號(hào)中的高頻干擾分量。四、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)原理電路圖經(jīng)分析現(xiàn)選用晶閘管控制調(diào)速，用調(diào)節(jié)觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖來(lái)控制晶閘管的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。本設(shè)備直流調(diào)速系統(tǒng)原理電路圖如下圖（10）： 圖（10） 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)原理電路圖主電路 在主電路中采用的是單相半控橋式整流電路，核心元件是晶閘管，利用其導(dǎo)通時(shí)刻可調(diào)來(lái)工作。D3是續(xù)流二極管，L是濾波電抗器。KM3、KM4是電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)交流接觸器的觸點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組另有整流器供電。R1、c1是阻容吸收電路，F(xiàn)U1、FU2是快速熔斷器，分別作晶閘管的過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)用。 放大器和觸發(fā)電路 圖中Us是給定電壓，由單獨(dú)的整流器供給，其值根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所要求的轉(zhuǎn)速確定，可調(diào)節(jié)電位器Rp2來(lái)改變它的大小。從電位器Rp1和電阻R3上分別取得電壓負(fù)反饋電壓Ufu和電流正反饋電壓Ufi，它們?cè)诜糯笃鬏斎攵伺c給定電壓比較后，取得差值電壓Ud=Ui=Ug-Ufu+Ufi 作為晶體管T1的輸入電壓。放大器是晶體管T1和T2組成的直接耦合直流放大電路，在這里T2相當(dāng)一個(gè)可變電阻，利用電容器充電快慢來(lái)衡量單結(jié)晶體管輸出脈沖的時(shí)刻，從而改變晶閘管導(dǎo)通角的大小。3.晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理 工作時(shí)，首先根據(jù)負(fù)載所要求的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)電位器Rp2，來(lái)調(diào)節(jié)觸發(fā)電路觸發(fā)脈沖到來(lái)的時(shí)刻，使晶閘管可控整流電路輸出電壓的平均值U，滿足電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的要求。根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理n=（U-IaRa)/Ke。當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比，所以電樞電流也增大；由于整流電源內(nèi)部壓降增大，使電動(dòng)機(jī)端電壓U降低，根據(jù)電機(jī)調(diào)速原理，轉(zhuǎn)速n也下降，然后通過(guò)電壓負(fù)反饋和電流正反饋回路UsUfuUfiUi反饋后，因Ufu減小，Ufi增大，在放大器輸入端與給定電壓比較后，得差值電壓Ui=Us-Ufu+Ufi，使差值電壓Ui增高，并作為晶體管T1的輸入電壓，Ui經(jīng)T1放大后加到T2，因Ui增大，使T1集電極電流Ic1也增大，從而使T1的集電極電位Vc1，即T2的基極電位Vb2降低，使T2導(dǎo)通，T2的集電極電流Ic2增大。因T2兩端電壓是不變的，由整流器42CP6C供給。這樣相當(dāng)于晶體管T2的電阻變小，從而使電容器C3的充電加快，充電時(shí)間常數(shù)等于（R7+R）C。使單結(jié)晶體管加快導(dǎo)通，輸出脈沖前移，輸出脈沖直接從R8上引出，加在晶閘管的控制極，晶閘管導(dǎo)通，從而使晶閘管的導(dǎo)通角增大。單相半控橋式整流電路輸出電壓的平均值也就增大，在一定程度上補(bǔ)償了電動(dòng)機(jī)電樞兩端電壓的下降，轉(zhuǎn)速的下降，使轉(zhuǎn)速得以自動(dòng)調(diào)節(jié)。但此時(shí)轉(zhuǎn)速已經(jīng)較先前較小了，達(dá)到平滑調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。第五章 PLC程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一、電氣控制系統(tǒng)概述在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中,許多自動(dòng)控制設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線,均需要配備電氣控制裝置.電氣控制裝置的輸入輸出信號(hào)可分為兩類:一類為, 開(kāi)關(guān)量或數(shù)字信號(hào),輸入信號(hào)有按鈕、開(kāi)關(guān)、時(shí)間繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器、過(guò)電流過(guò)電壓繼電器;輸出信號(hào)有接觸器、繼電器、電磁閥.另一類其輸入信號(hào)是壓力傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等信號(hào),輸出信號(hào)是輸出電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥、距離、速度等控制信號(hào).以往的電氣控制裝置主要采用繼電器、接觸器、或電子元器件來(lái)實(shí)現(xiàn),由連接導(dǎo)線將這些元器件按照一定的工作程序組合在一起,以完成一定的控制功能,稱為接線程序控制.接線程序控制的電氣裝置體積大,生產(chǎn)周期長(zhǎng),費(fèi)工費(fèi)時(shí),接線復(fù)雜,故障率高,可靠性差,需要經(jīng)常地、定時(shí)地進(jìn)行檢修維護(hù).控制功能略加變動(dòng),就需重新進(jìn)行硬件組合、增減元器件、改變接線.由于生產(chǎn)的快速發(fā)展,人們對(duì)自動(dòng)控制裝置提出了更通用、更靈活、更可靠的要求.現(xiàn)在的工業(yè)控制系統(tǒng),可編程序控制器即PLC以廣泛取代接線程序控制系統(tǒng).PLC是利用計(jì)算機(jī)作為核心設(shè)備,用存儲(chǔ)的程序控制代替的原來(lái)的接線程序控制,并且有較大的存儲(chǔ)能力和功能很強(qiáng)的輸入輸出接口.這種系統(tǒng)不僅具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、記數(shù)等功能,而且還能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過(guò)程控制、遠(yuǎn)程控制等.通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以與上位機(jī)通信,配備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、彩色圖像系統(tǒng)的操縱臺(tái),可以管理、控制生產(chǎn)線、生產(chǎn)流程、生產(chǎn)車間或整個(gè)工廠,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工廠的全面要求。二、可編程控制器的特點(diǎn)可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì).它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.可編程控制器與其有關(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì).PLC主要具有以下特點(diǎn).1、可靠性高PLC采用微電子技術(shù),大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成,平均無(wú)故障時(shí)間很長(zhǎng). 其完善的自診斷功能,能及時(shí)診斷出PLC系統(tǒng)的軟件、硬件故障,并能保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng),保證了PLC控制系統(tǒng)的工作安全性.利用存儲(chǔ)在其內(nèi)部的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,又進(jìn)一步加強(qiáng)了PLC的可靠性.2、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)PLC可應(yīng)用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),具有很強(qiáng)的抗空間電磁干擾能力,抗峰值高達(dá)1000伏、脈寬10s的矩形波,電磁干擾,具有良好的抗振能力和抗沖擊能力. 一般在環(huán)境溫度-2065C情況下可正常工作.3、靈活通用首先PLC產(chǎn)品系列化,結(jié)構(gòu)形式多種多樣,有很大的選擇余地.其次,PLC利用應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)控制,在程序編制上有較大的靈活性.在實(shí)現(xiàn)不同的控制任務(wù)時(shí),PLC具有良好的通用性.4、使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單PLC控制模塊具有即插即卸功能,連接容易;PLC提供標(biāo)準(zhǔn)通訊接口,可以方便構(gòu)成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)或計(jì)算機(jī)-PLC網(wǎng)絡(luò);PLC應(yīng)用程序的編制和調(diào)試非常方便;PLC具有監(jiān)控和診斷功能,可以迅速查找到故障點(diǎn),對(duì)大多數(shù)故障都可以及時(shí)予以排除.三、自動(dòng)直縫焊接設(shè)備電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、控制系統(tǒng)方案概述設(shè)備控制要求:本設(shè)備用于焊接直縫,焊接時(shí)工件固定不動(dòng)，送絲機(jī)構(gòu)、焊接電源兩者需同步啟動(dòng)、停止，且保護(hù)氣體要先于送絲機(jī)構(gòu)、焊接電源.且操作方式能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)切換.焊接過(guò)程中,輸送二氧化碳?xì)怏w保護(hù)氣,有設(shè)備的氣路系統(tǒng)供應(yīng).控制方案:焊接設(shè)備控制系統(tǒng)原理圖,如圖（11） 圖（11）焊接設(shè)備控制系統(tǒng)原理圖動(dòng)作順序:（1）手從零件中取出工件放在V型塊上，然后用專用夾具夾緊，準(zhǔn)備焊接。（2）移動(dòng)焊槍,焊矩與工件位置由手輪調(diào)整.（3） 按動(dòng)啟動(dòng)按鈕,氣路系統(tǒng)開(kāi)始向焊接區(qū)送入二氧化碳保護(hù)氣體.兩秒鐘后,主電機(jī)、送絲機(jī)構(gòu)、焊接電源三者同時(shí)啟動(dòng),開(kāi)始焊接.（4） 在焊接過(guò)程中,由行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)焊接終點(diǎn)位置,當(dāng)焊槍移動(dòng)到焊接終點(diǎn)位置時(shí),行程開(kāi)關(guān)給PLC一個(gè)信號(hào),主電機(jī)、送絲機(jī)構(gòu)、焊接電源停.（5）以上步驟全部正確操作完畢,此焊接工序結(jié)束.2、硬件設(shè)計(jì)這是一個(gè)單體控制的小系統(tǒng),沒(méi)有特殊的控制要求,開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)有17個(gè)（自動(dòng)保護(hù)開(kāi)關(guān)、復(fù)位、手動(dòng)/自動(dòng)、手動(dòng)啟動(dòng)/停止、行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)），開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)有10個(gè)（三個(gè)狀態(tài)指示燈、六個(gè)接觸器、四個(gè)時(shí)間繼電器等），輸入輸出點(diǎn)共為27個(gè)。據(jù)此，可以選用一般中小型控制器。本焊接設(shè)備需要不斷改進(jìn)，來(lái)提高焊接工藝。固在這里我們留出一些輸入輸出點(diǎn)，以備系統(tǒng)改進(jìn)用。本設(shè)備選用環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)的西門(mén)子公司（SIEMENS）生產(chǎn)的PLC，S7-200型。輸入/輸出點(diǎn)總共為40個(gè)，其中輸入點(diǎn)為24個(gè)，輸出點(diǎn)為16個(gè)。該設(shè)備的總體控制系統(tǒng)原理圖如附圖3、控制流程圖如圖（12） 本程序設(shè)計(jì)中不但要求能夠自動(dòng)控制,而且自動(dòng)/手動(dòng)可切換.本控制的原始條件是主電機(jī)、送絲機(jī)、焊接電源均未啟動(dòng),工作臺(tái)上沒(méi)裝工件,所有控制部分均處于原為狀態(tài),電源指示燈綠燈亮.這時(shí)如果把工件放在夾具上,并且?jiàn)A緊.接下來(lái)將控制系統(tǒng)調(diào)為自動(dòng),按啟動(dòng)按鈕,系統(tǒng)開(kāi)始處于工作狀態(tài),且啟動(dòng)氣路系統(tǒng).開(kāi)始在焊接區(qū)輸送保護(hù)氣體,以清除焊接區(qū)的雜質(zhì).此時(shí),若想手動(dòng)控制焊接啟動(dòng),只需將控制方式調(diào)為手動(dòng),利用啟動(dòng)按鈕實(shí)現(xiàn)控制.當(dāng)保護(hù)氣體輸出2秒以后,驅(qū)動(dòng)工件運(yùn)轉(zhuǎn)的主電機(jī)、送絲機(jī)構(gòu)、焊接電源,同時(shí)加載,開(kāi)始焊接,由行程開(kāi)關(guān)控制焊接工序結(jié)束,當(dāng)行程開(kāi)關(guān)感應(yīng)到時(shí),給PLC發(fā)出信號(hào),結(jié)束焊接.若焊接結(jié)束時(shí),行程開(kāi)關(guān)未感應(yīng)到,則會(huì)有限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù).焊接結(jié)束時(shí),焊接區(qū)由于快速冷卻,產(chǎn)生裂紋,固讓氣路系統(tǒng)在焊接結(jié)束兩秒后停止送氣.此時(shí),設(shè)備完全處于原為狀態(tài),一個(gè)焊接工序結(jié)束,等待再一次啟動(dòng).同時(shí)，該設(shè)備可以左右焊接。 圖（12）控制流程圖4、I/O分配表在這里為了便于編制、便于閱讀程序,建立一個(gè)I/O分配表,使輸入輸出變量所表示的內(nèi)容與其變量地址一一對(duì)應(yīng)起來(lái).在編程時(shí),將每個(gè)變量地址表示內(nèi)容注在注釋中.本焊接控制系統(tǒng)I/O分配表,見(jiàn)表(4). 序號(hào)名稱地址注釋1急停I0.0“1”有效2過(guò)電流保護(hù)I0.1“1”有效3左限位開(kāi)關(guān)I0.2“1”有效4右限位開(kāi)關(guān)I0.3“1”有效5自動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.4“1”有效6手動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.5“1”有效7手動(dòng)送氣啟動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.6“1”有效8手動(dòng)送氣停止開(kāi)關(guān)I0.7“1”有效9自動(dòng)左進(jìn)開(kāi)關(guān)I1.0“1”有效10左行程開(kāi)關(guān)I1.1“1”有效11自動(dòng)停止開(kāi)關(guān)I1.2“1”有效12左進(jìn)反接電阻信號(hào)I1.3“1”有效13手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)左進(jìn)開(kāi)關(guān)I1.4“1”有效14自動(dòng)右進(jìn)開(kāi)關(guān)I1.5“1”有效15右行程開(kāi)關(guān)I1.6“1”有效16右進(jìn)反接電阻信號(hào)I1.7“1”有效17手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)右進(jìn)開(kāi)關(guān)I2.0“1”有效18電源指示燈Q0.0“1”有效19自動(dòng)指示燈Q0.1“1”有效20手動(dòng)指示燈Q0.2“1”有效21手動(dòng)送氣Q0.3“1”有效22左進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)Q0.4“1”有效23自動(dòng)送氣延時(shí)停止Q0.5“1”有效24左進(jìn)切除反接電阻Q0.6“1”有效25右進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)Q0.7“1”有效26自動(dòng)送氣延時(shí)停止Q1.0“1”有效27右進(jìn)切除反接電阻Q1.1“1”有效 表（4）控制系統(tǒng)I/O分配表以上為本控制系統(tǒng)用到的所有內(nèi)存地址單元,為了便于閱讀程序,本程序采用梯形圖語(yǔ)言表示.采用的編程軟件STEP7-Micro/WIN32來(lái)編寫(xiě)程序.并且通過(guò)本編程軟件可以實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表兩種語(yǔ)言之間的轉(zhuǎn)換,可以更好的閱讀理解程序.6、程序設(shè)計(jì)(梯形圖)梯形圖程序:如圖附所示.第六章 設(shè)計(jì)小結(jié) 轉(zhuǎn)眼間，我已將告別三年的大學(xué)生活。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們每個(gè)畢業(yè)生離學(xué)校前的一個(gè)必修課題。他對(duì)我們既是一個(gè)挑戰(zhàn)，也是一個(gè)機(jī)遇，畢業(yè)設(shè)計(jì)是立足于三年所學(xué)的基礎(chǔ)只上，對(duì)其進(jìn)行綜合利用，積累和創(chuàng)新的過(guò)程，他要求我們對(duì)三年來(lái)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，并運(yùn)用到設(shè)計(jì)過(guò)程中，是理論和實(shí)踐相結(jié)合的具體表現(xiàn)。 在此之前，我們所學(xué)的知識(shí)，比較零散，在大腦里面沒(méi)有理順，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力比較差，在此通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，通過(guò)對(duì)教材的復(fù)習(xí)和資料的查閱，使我們加深了對(duì)理論知識(shí)的深刻理解和熟練掌握初步鍛煉了自己獨(dú)立解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力。 我們?cè)O(shè)計(jì)的題目消防筒罐體自動(dòng)焊接機(jī)，消防筒的自動(dòng)焊接可以分為機(jī)械和電器兩方面問(wèn)題，我們主要設(shè)計(jì)的是機(jī)械問(wèn)題，他是我們小組畢業(yè)之前是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，是我們明白了設(shè)計(jì)不是憑空捏造出來(lái)的，而是在大量數(shù)據(jù)，資料，精力是基礎(chǔ)之上的，綜合了設(shè)計(jì)者的思想，并通過(guò)理論經(jīng)驗(yàn)公式，教核和實(shí)踐檢驗(yàn)是不是可行，每一個(gè)步驟都要仔細(xì)檢查運(yùn)算和有關(guān)的數(shù)據(jù)，綜合協(xié)調(diào)個(gè)部分的關(guān)系，從而的出最佳的結(jié)論，畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們明白了設(shè)計(jì)的一般步驟方法，這最我們即將走向工作崗位是很有益的。我們十分感謝在設(shè)計(jì)中給予我們大力幫助的姚老師和圖書(shū)館的老師的熱誠(chéng)幫助，由于我們的經(jīng)驗(yàn)不足，知識(shí)不很豐富，在實(shí)際設(shè)計(jì)中難免有一些不足和失誤的地方，望各位老師和同學(xué)給予指正以便以后進(jìn)一步提高。最后，我們?cè)僖淮胃兄x在設(shè)計(jì)中給予我們指導(dǎo)的姚老師以及全體評(píng)委老師，衷心希望學(xué)校能進(jìn)一步創(chuàng)造輝煌。第七章 參考資料1金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 范云漲 陳兆年主編 1993年8月2機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)2零件設(shè)計(jì) 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編 1980年8月3交直流調(diào)速系統(tǒng) 史國(guó)生主編 2001年4月4機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 張培金 藺聯(lián)芳主編 1988年11月5實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 李洪主編 1999年1月6數(shù)控技術(shù) 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編 2001年6月7機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 王昆 何小柏 汪信遠(yuǎn)主編 1995年9月8實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì) 劉明保 李宏德 王志偉主編 2003年3月9機(jī)械原理 馬永林主編 1991年7月10工廠電器控制技術(shù) 張運(yùn)波主編 2000年10月11可編程控制器原