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西南交通大學本科畢業(yè)設計(論文) 第 I 頁
西 南 交 通 大 學
本科畢業(yè)設計（論文）
0.1t普通座式焊接變位機
年 級:2002級
學 號:20023237
姓 名:賀有旭
專 業(yè):材料加工工程
指導老師:周友龍
2006年 6月
院 系 材料科學與工程學院 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
指導教師
評 語
指導教師 (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
西南交通大學本科畢業(yè)設計(論文) 第 8 頁
畢業(yè)設計（論文）任務書
班 級 材料02—5班 學生姓名 賀 有 旭 學 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
1、本論文的目的、意義 焊接變位機是將工件回轉、傾斜，以便使工件上的焊縫至于水平和船形位置的機械裝置，主要用于機架、機座、機殼等非長形工件的焊接。
座式焊接變位機是應用最廣的一種焊接變位機，載重量一般為1～50噸，本設計主要進行0.1t的普通座式焊接變位機的設計，該裝備是以電動機—減速機驅動工作臺回轉并傾斜的焊接變位機械，是適應相關工件焊接需要而出現(xiàn)的焊接設備。
2、學生應完成的任務：
（1） 設計圖紙A0當量大于3張；
（2） 設計說明書一份；
（3） 英文翻譯一份；
（4） 設計日志一份
3、論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 15 周）
第一部分 查閱文獻及調(diào)研 (1周)
第二部分 總體設計方案的比較論證及擬定 (2周)
第三部分 傳動機構的設計及計算校核、修改 (3周)
第四部分 繪制設備機構及零部件圖 (8周)
第五部分 畢業(yè)論文的撰寫 (2周)
評閱及答辯 ( 周)
備 注
指導教師： 年 月 日
審 批 人： 年 月 日
摘 要
焊接變位機是一種焊接輔助設備，它與焊接操作機、焊接滾輪架并稱為焊接輔助設備中三大機。焊接變位機是應焊接行業(yè)的機械化、自動化發(fā)展需要而產(chǎn)生的。焊接變位機作為一種焊接配套設備，用于管子橫向對接焊接，管子與法蘭內(nèi)外環(huán)縫焊接，管子對管子全位置焊接。焊接變位機可水平翻轉角度，通過工作臺的回轉及翻轉運動使工件上焊縫處于最理想的位置進行焊接，從而大大提高焊縫質(zhì)量，減輕焊工勞動強度，尤其是適合焊接各種軸類、盤類、筒體等回轉工件的理想設備。
本設計分析了解國內(nèi)外焊接變位機的發(fā)展狀況、以及焊接變位機在焊接機器人中的應用，設計了一種0.1噸小型座式焊接變位機。該變位機具有兩個自由度，有兩套獨立的驅動和傳動裝置?？梢苑奖銓崿F(xiàn)工件的旋轉和傾斜翻轉，從而能使焊縫變化到平焊位置或“船形”位置。文中對驅動力的計算、機架的設計進行了說明，尤其是對傳動裝置的設計進行了重點說明。
本焊接變位機采用直流電機—減速機驅動工作臺回轉并傾斜，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)正反轉等優(yōu)點。批量生產(chǎn)可獲得比較高的經(jīng)濟效益。
關鍵詞： 焊接變位機； 變位自由度； 焊接輔機； 焊接自動化設備；
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 設計焊接變位機的意義 1
1.2 國內(nèi)外焊接變位機發(fā)展簡介 1
1.3 我國焊接輔助設備簡介 3
1.3.1 我國焊接輔助設備的發(fā)展歷程 3
1.3.2 焊接輔助設備的發(fā)展趨勢 4
1.4 關于焊接機器人 5
1.4.1 國內(nèi)焊接機器人技術的發(fā)展 5
1.4.2 我國焊接機器人的應用狀況 5
1.4.3 應用焊接機器人的意義 6
1.4.4 我國焊接機器人應用工程 7
1.4.5 焊接機器人的最新應用技術 8
1.5 關于焊接變位機的幾個基本定義 9
1.5.1 焊接變位機的定義 9
1.5.2 主自由度及全功能焊接變位機 9
1.5.3 焊接變位機的變位自由度 10
1.5.4 變位機的第一主參數(shù) -- 額定負荷 10
1.6 焊接變位機的分類 11
1.6.1 焊件變位機的類型 11
1.6.2 焊機變位機械的類型 13
1.6.3 焊工變位機的類型 14
1.7 幾種常見的焊件變位機的類型及特點 14
1.8 設計本焊接變位機的目的和意義 16
第2章 總體設計 17
2.1 本焊接變位機總體設計及適用范圍 17
2.2 設計方案的確定 17
第3章 傳動部分設計 21
3.1 傳動部分的總體設計要求 21
3.2 傳動系統(tǒng)的分析和擬定 21
3.3 本焊接變位機傳動系統(tǒng)的確定 23
3.3.1工作臺回轉系統(tǒng) 23
3.3.2 工作臺傾斜系統(tǒng) 23
3.4 電動機的選擇 24
3.4.1 電動機類型的選擇 24
3.4.2 電動機功率的確定 27
3.4.3電動機轉速的驗證 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 蝸桿傳動的強度計算 40
3.7 齒輪的設計與校核 42
3.7.1 工作臺傾斜機構中的齒輪的設計與校核 42
3.8 諧波齒輪減速器的選擇 44
3.9 軸的設計與校核 47
3.9.1 軸的結構設計原則 47
3.9.2軸的初估 47
3.9.3 軸的強度校核 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 機架的設計 55
4.1 機架的設計 55
4.2 機架焊接結構設計 56
4.2.1 機架應用焊接結構存在的問題 56
4.2.2 焊接結構的設計措施 57
結論 58
致 謝 59
參考文獻 60