中直縫焊接機(jī)設(shè)計(jì)[含CAD高清圖紙和說明書]

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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。該方法自問世以來!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，通過刻度盤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（常化）HBS2=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，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, 開關(guān)量或數(shù)字信號(hào),輸入信號(hào)有按鈕、開關(guān)、時(shí)間繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器、過電流過電壓繼電器;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、過程控制、遠(yuǎn)程控制等.通過網(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)立解決問題設(shè)計(jì)問題的能力，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)新的過程，它要求我們對(duì)三年來所學(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，在大腦里面沒有理順，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力比較差，在此通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，通過對(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)立解決問題的設(shè)計(jì)問題的能力。 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)械和電器兩方面問題，我們主要設(shè)計(jì)的是機(jī)械問題，它是我們小組畢業(yè)之前是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，通過設(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