汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含4張CAD圖紙+帶開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】

汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含4張CAD圖紙+帶開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】

汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)

摘    要

中國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò)60年的發(fā)展，經(jīng)過(guò)數(shù)代人的努力從無(wú)到有并逐步走向國(guó)際化。2009年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量突破1379.10萬(wàn)輛，超過(guò)第二名日本和第三名美國(guó)產(chǎn)量之和。（日本為793萬(wàn)輛，美國(guó)為570萬(wàn)輛）。中國(guó)已經(jīng)成為了全球汽車(chē)生產(chǎn)第一大國(guó)。作為汽車(chē)制造之中最有代表性的3大工藝(焊裝、油漆、總裝)之一的焊接工藝也得到了長(zhǎng)足發(fā)展，逐步達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、而且有規(guī)則焊道的零件中使用焊接專(zhuān)機(jī)不僅能達(dá)到焊接工藝的要求，而且經(jīng)濟(jì)。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外需求，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)需要大量自動(dòng)化裝備來(lái)提高生產(chǎn)效率減輕工人工作量。

本設(shè)計(jì)為汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)備包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。焊接汽車(chē)后橋的方法是二氧化碳保護(hù)焊法，焊接長(zhǎng)度為270mm，焊接速度可達(dá)到300一500mm/min。本焊接專(zhuān)機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)包括有焊接小車(chē)、床身、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工件支架、氣缸支架、頂尖等部分。內(nèi)容涉及到氣缸、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、滾珠螺桿等。其中焊接小車(chē)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，小車(chē)帶動(dòng)焊搶作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成直焊縫的焊接任務(wù)，而小車(chē)是由電機(jī)通過(guò)一系列傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的。出于對(duì)工藝要求和工作效率等多方面因素的考慮，設(shè)計(jì)出了雙焊槍運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使之在一次操作可以同時(shí)完成兩道直焊縫的焊接任務(wù)。

關(guān)鍵詞:汽車(chē)后橋；焊接專(zhuān)機(jī)；焊接小車(chē)；絲杠傳動(dòng)

Abstract

After 60 years development， China's automobile industry has gone from scratch and gradually to the internationalization. In 2009 China has produced more than 13.791 million vehicles. Production more than the sum of Japan and the United States. China has become the world's largest auto production. As the the most representative three process in car manufacturing industry (welding， painting， assembly).The welding technology has also been rapid development， and gradually reached the international advanced level. In professional， and there are regular weld bead parts used in special welding machine not only can meet the requirements of welding process， but also economy. In order to meet the needs of domestic and international， China's auto manufacturing industry needs a lot of automation equipment to improve production efficiency and reduce the workload of workers.

The design of the automobile rear axle straight seam welding machine， including mechanical structure design. Welding vehicle rear axle method is the carbon dioxide welding method， welding speed can reach 0.3 0.5m/min. This welding machine mechanical parts of the design including welding carriage， bed， lead screw transmission mechanism， fixture and other parts. The contents relate to the cylinder， the top， motor， reducer， ball screw， etc.. The welding tractor is the focus of this design， considering the various factors of the technological requirements and the efficiency design double gun movement mechanism， make in one operation can be completed at the same time， two straight seam welding tasks. Motor output speed through the reducer to drive the screw rotation， the screw on the screw nut to drive the car to reach the welding task.

Keywords: automobile rear axle; welding machine; welding car;screw drive

目錄

摘    要 I

Abstract II

第1章  緒論 1

1.1   課題研究的目的和意義 1

1.2   焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展現(xiàn)狀 1

1.2.1  國(guó)內(nèi)焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.2.2  國(guó)外焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 3

1.3   課題研究?jī)?nèi)容及目標(biāo) 4

第2章  汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)整體設(shè)計(jì)方案 5

2.1   汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)工作原理 5

2.2   焊接小車(chē)的工作原理及設(shè)計(jì) 6

2.2.1  工作原理 6

2.2.2  焊槍卡緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7

2.2.3  焊槍垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7

2.2.4  弓形滑板的設(shè)計(jì) 8

2.2.5  小車(chē)尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9

2.2.6  送絲機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計(jì) 10

2.3   電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)的確定 11

2.4   滾珠螺桿滾珠螺母選擇 13

2.5   防塵罩設(shè)計(jì) 13

2.6   工件支架的設(shè)計(jì) 14

2.7   托盤(pán)的設(shè)計(jì) 14

2.8   頂尖的選取 15

2.9   汽缸及其尾座的設(shè)計(jì) 15

2.10   床身的設(shè)計(jì) 16

第3章  關(guān)鍵零件校核 17

3.1   滾珠螺桿強(qiáng)度與剛度校核 17

3.1.1  滾珠螺桿強(qiáng)度校核 17

3.1.2  滾珠螺桿剛度校核 18

3.2聯(lián)軸器的選擇與校核 19

3.3減速器的校核 20

3.4鍵的選擇與校核 20

3.5軸承的選擇與校核 21

第4章  結(jié)論 23

參考文獻(xiàn) 24

致謝 25

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小車(chē).dwg

工件支架.dwg

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氣缸支架.dwg

汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì).doc

汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)裝配圖.dwg

I 摘 要 中國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò) 60 年的發(fā)展 ， 經(jīng)過(guò)數(shù)代人的努力從無(wú)到有并逐步走向國(guó)際化。 2009 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量突破 輛，超過(guò)第二名日本和第三名美國(guó)產(chǎn)量之和。（日本為 793 萬(wàn)輛，美國(guó)為 570 萬(wàn)輛）。中國(guó)已經(jīng)成為了全球汽車(chē)生產(chǎn)第一大國(guó)。作為汽車(chē)制造之中最有代表性的 3 大工藝 (焊裝、油漆、總裝 )之一的焊接工藝也得到了長(zhǎng)足發(fā)展，逐步達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、而且有規(guī)則焊道的零件中使用焊接專(zhuān)機(jī)不僅能達(dá)到焊接工藝的要求，而且經(jīng)濟(jì)。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外需求，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)需要大量自動(dòng)化裝備來(lái)提高生產(chǎn)效 率減輕工人工作量。 本設(shè)計(jì)為汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)備包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。焊接汽車(chē)后橋的方法是二氧化碳保護(hù)焊法 ， 焊接長(zhǎng)度為 270接速度可達(dá)到 300 一500mm/焊接專(zhuān)機(jī)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)包括有焊接小車(chē)、床身、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工件支架、氣缸支架、頂尖等部分。內(nèi)容涉及到氣缸、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、滾珠螺桿等。其中焊接小車(chē)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，小車(chē)帶動(dòng)焊搶作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成直焊縫的焊接任務(wù)，而小車(chē)是由電機(jī)通過(guò)一系列傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)的。出于對(duì)工藝要求和工作效率等多方面因素的考慮，設(shè)計(jì)出了雙焊槍運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使之在一次操作可以同時(shí)完成兩道直焊縫的焊接任務(wù)。 關(guān)鍵詞 :汽車(chē)后橋；焊接專(zhuān)機(jī)；焊接小車(chē)；絲杠傳動(dòng) 0 s to 009 s As in In in of In to of s a of to of of is of to is of of in be at to on to to 錄 摘 要 ....................................................................................................................... I ........................................................................................................................ 1 章 緒論 ............................................................................................................... 1 課題研究的目的和意義 ............................................................................ 1 焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................................ 1 國(guó)內(nèi)焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................... 2 國(guó)外焊接設(shè)備發(fā)展 現(xiàn)狀與趨勢(shì) ....................................................... 3 課題研究?jī)?nèi)容及目標(biāo) ................................................................................ 4 第 2 章 汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)整體設(shè)計(jì)方案 ................................................... 5 汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)工作原理 ........................................................ 5 焊接小車(chē)的工作原理及設(shè)計(jì) .................................................................... 6 工作原理 ........................................................................................... 6 焊槍卡緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................................... 7 焊槍垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................... 7 弓形滑板的設(shè)計(jì) ............................................................................... 8 小車(chē)尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................................... 9 送絲機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計(jì) ..................................................................... 10 電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)的確定 .......................................................................... 11 滾珠螺桿滾珠螺母選擇 .......................................................................... 13 防塵罩設(shè)計(jì) .............................................................................................. 13 工件支架的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 14 托盤(pán)的設(shè)計(jì) .............................................................................................. 14 頂尖的選取 .............................................................................................. 15 汽缸及其尾座的設(shè)計(jì) .............................................................................. 15 床身的設(shè)計(jì) ............................................................................................ 16 第 3 章 關(guān)鍵零件校核 ............................................................................................. 17 滾珠螺桿強(qiáng)度與剛度校核 ...................................................................... 17 滾珠螺桿強(qiáng)度校核 ......................................................................... 17 滾珠螺桿剛度校核 ......................................................................... 18 軸器的選擇與校核 ................................................................................... 19 速器的校核 ............................................................................................... 20 的選擇與校核 ........................................................................................... 20 承的選擇與校核 ....................................................................................... 21 第 4 章 結(jié)論 ............................................................................................................. 23 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 24 致謝 ............................................................................................................................. 25 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 課題研究的目的和意義 中國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò) 60 年的發(fā)展 ， 經(jīng)過(guò)數(shù)代人的努力從無(wú)到有并逐步走向國(guó)際化。 2009 年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量突破 輛，超過(guò)第二名日本和第三名美國(guó)產(chǎn)量之和。（日本為 793 萬(wàn)輛，美國(guó)為 570 萬(wàn)輛）。中國(guó)已經(jīng)成為了全球汽車(chē)生產(chǎn)第一大國(guó) [1]。在這飛速發(fā)展的 60 年中，中國(guó)汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。特別是汽車(chē)制造技術(shù)中最有代表性的 3 大工藝 (焊裝、油漆、總裝 )之一的焊接技術(shù)。汽車(chē)焊接技術(shù)也從原先落后的手工焊接經(jīng)過(guò)自主開(kāi)發(fā)、技術(shù)引進(jìn)、整線(xiàn)引進(jìn)逐步接近國(guó)際先進(jìn)水平達(dá)到了自動(dòng)焊接的水平。 在專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、而且有規(guī)則焊道的零件中采用焊接專(zhuān)機(jī)不僅能達(dá)到焊接工藝的要求，而且經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。為了滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外需求，我國(guó)汽車(chē)制造業(yè)需要大量自動(dòng)化焊接裝備來(lái)提高生產(chǎn)效率減輕工人工作量。 焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)及發(fā)展現(xiàn) 狀 21 世紀(jì)以來(lái)，焊接設(shè)備技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。焊接裝備的成套性、自動(dòng)化程度、制造精度與質(zhì)量有了大幅度提高，應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)大。特別是我國(guó)在國(guó)家制定的拉動(dòng)內(nèi)需政策下，焊接設(shè)備制造行業(yè)得到了大規(guī)模發(fā)展。這使得我國(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)自動(dòng)化程度大大提高。實(shí)現(xiàn)上，中國(guó)龐大的市場(chǎng)需求對(duì)焊接裝備提出了越來(lái)越高的要求。迫切需要各種高精度、高性能、高度自動(dòng)化的焊接裝備來(lái)中國(guó)滿(mǎn)足市場(chǎng)。 隨著中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)汽車(chē)焊接設(shè)備提出了新的要求 ， 其主要特點(diǎn)為： (l)規(guī)模越來(lái)越大，帶來(lái)對(duì)汽車(chē)裝焊設(shè)備的需求量將大幅增加，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的汽車(chē)焊接 裝備和焊接設(shè)備行業(yè)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足； (2)生產(chǎn)綱領(lǐng)高 (生產(chǎn)節(jié)拍短 )，要求汽車(chē)裝焊設(shè)備向高度自動(dòng)化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的手工操作將逐步被機(jī)器人所替代； (3)車(chē)身品種多、換代快 ， 要求汽車(chē)焊接裝備更新快，并能盡量實(shí)現(xiàn)柔性化沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 生產(chǎn) ， 機(jī)器人焊接、涂膠、搬運(yùn)等組成柔性生產(chǎn)系統(tǒng)； (4)焊接質(zhì)量高，由于車(chē)身鍍層板比例越來(lái)越大，則要求焊接設(shè)備，向智能化控制焊接過(guò)程及參數(shù)方向發(fā)展，提高焊接質(zhì)量； (5)隨著汽車(chē)向中高檔發(fā)展 ， 整車(chē) 2程的推廣，要求對(duì)車(chē)身幾何尺寸控制精度更嚴(yán)，隨之而來(lái)各汽車(chē)制造公司花大量的人力和資金建立“車(chē)身幾 何尺寸控制系統(tǒng)”，對(duì)裝焊設(shè)備的設(shè)計(jì)制造以及調(diào)試驗(yàn)收，如何控制車(chē)身部件的幾何尺寸精度，提出了更高的要求 [2]。 縱觀整個(gè)汽車(chē)工業(yè)的焊接現(xiàn)狀 ， 不難分析出汽車(chē)工業(yè)的焊接發(fā)展趨勢(shì)為 :發(fā)展自動(dòng)化柔性生產(chǎn)系統(tǒng) [3]。 國(guó)內(nèi)焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)焊接裝備制技術(shù)起步相比國(guó)外起步要晚，五六十年代我國(guó)重點(diǎn)企業(yè)的焊接裝備大多需要從前蘇聯(lián)引進(jìn)，只有少部分由工廠自行設(shè)計(jì)制造。直到 70 年代，與蘇聯(lián)斷交后，才加強(qiáng)了對(duì)焊接技術(shù)的重視，我國(guó)陸續(xù)建立一批專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)焊接設(shè)備的制造廠，成套焊接設(shè)備制造工廠在上海和成都相繼建立完成。“六五”規(guī)劃期間，原機(jī)械工業(yè)部撥專(zhuān)款把長(zhǎng)春第二機(jī)床廠改建成我國(guó)第一家具備批量生產(chǎn)能力，專(zhuān)門(mén)制造摩擦焊機(jī)和焊接裝備的工廠并改名為長(zhǎng)春焊機(jī)制造廠。進(jìn)入 80 年代，隨著國(guó)內(nèi)焊接設(shè)備需求量的增長(zhǎng)，各地相繼建立了許多成套焊接裝備生產(chǎn)廠。直到現(xiàn)在，我國(guó)已有 10 多家焊接裝備生產(chǎn)企業(yè)，某些企業(yè)已具有大規(guī)模生產(chǎn)焊接設(shè)備的能力。如無(wú)錫陽(yáng)通機(jī)械設(shè)備有限公司，在 2001 年的銷(xiāo)售總額達(dá)到了 元，創(chuàng)了歷史最高記錄，列同行業(yè)前茅， 2002 年該企業(yè)預(yù)計(jì)銷(xiāo)售額能達(dá)到 。 在發(fā)展初期，我國(guó)生產(chǎn)的焊接裝備多為較簡(jiǎn)單的焊接操作機(jī)如滾輪架、 變位機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)與回轉(zhuǎn)平臺(tái)等，成套性比較差，自動(dòng)化程度也低。焊接操作機(jī)與配套設(shè)備基本不能聯(lián)動(dòng)控制，必須由用戶(hù)自行改造。進(jìn)入 80 年代后，由于改革開(kāi)放我國(guó)引進(jìn)外國(guó)先進(jìn)的成套焊接設(shè)備，使國(guó)產(chǎn)的焊接裝備無(wú)論在自動(dòng)化程度和成套性，還是制造質(zhì)量和制造精度方面都有大程度的提高。目前已能生產(chǎn)許多大型焊接設(shè)備。同時(shí)我國(guó)采用大量新技術(shù)如 制技術(shù)、交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)及數(shù)控系統(tǒng)等，焊接裝備的自動(dòng)化程度也有了大幅度提高，某些操作機(jī)還配備了工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)和焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。但從整體水平來(lái)沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 說(shuō)，我國(guó)焊接設(shè)備與先進(jìn)國(guó)家的同 行業(yè)相比尚有很大的差距。如最近瑞典的 10m 的超大型焊接設(shè)備和它的配套設(shè)施用于焊接潛艇橢圓形的外殼，而我國(guó)最多只能生產(chǎn) 8m× 8m 的同類(lèi)型設(shè)備。特別是在自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等方面我國(guó)和英國(guó)、美國(guó)、日本等過(guò)還有很大差距。 國(guó)外焊接設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 近 10 年來(lái)，在世界工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，焊接設(shè)備以驚人的速度發(fā)展，在美、日、英、德、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均有大規(guī)模、開(kāi)發(fā)能力強(qiáng)的焊接設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)。 2001 年在第十五屆世界焊接與切割博覽會(huì)上近百 家焊接裝備廠商參展，所展示的自動(dòng)化焊接設(shè)備的精度和制造質(zhì)量已經(jīng)接近了現(xiàn)代金屬切削機(jī)床。最值得注意的是，大多數(shù)焊接裝備采用了最先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等。廣泛采用焊接機(jī)器人作為操作單元，組成焊接中心、焊接生產(chǎn)線(xiàn)、柔性制造系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng) [4]。 國(guó)外的焊接設(shè)備已向大型化和精密化方向發(fā)展。 縱觀當(dāng)今世界焊接設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，可以概括為以下幾點(diǎn)： （ 1） 高精度、高質(zhì)量、高可靠性。如與焊接機(jī)器人配套的焊接變位機(jī)，最高的重復(fù)定位精度為± 器人和焊接操作機(jī)行走機(jī)構(gòu)的定位精度為±動(dòng)速度的控制精度為± （ 2） 數(shù)字化、集成化和智能化控制。焊接過(guò)程的數(shù)字化控制比傳統(tǒng)的金屬切削加工要復(fù)雜得多，它必須考慮焊件幾何形狀的偏差和接縫裝配間隙誤差以及焊件焊接過(guò)程中的熱變形，必須采用各種高級(jí)別傳感技術(shù)，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的全自動(dòng)化。某些形狀復(fù)雜和質(zhì)量要求高的焊件，還必須采用智能化的計(jì)算機(jī)軟件控制。 （ 3）大型化和組體化。如中重型厚壁容器焊接中心、集裝箱外殼整體組裝焊接中心、汽輪機(jī)導(dǎo)流隔板柔性制造系統(tǒng)、箱型梁焊接生產(chǎn)線(xiàn)、機(jī)車(chē)車(chē)箱總裝組焊中心等。某些大型焊接 中心和生產(chǎn)線(xiàn)占地面積可達(dá)整個(gè)車(chē)間。焊接操作機(jī)、配套焊件變位機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)械和傳輸輥道組合聯(lián)動(dòng)，形成制造系統(tǒng)或焊接生產(chǎn)線(xiàn)。 （ 4）多功能化。為發(fā)揮大型自動(dòng)化焊接裝備的效率，通常設(shè)計(jì)成適用于多沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 種焊接方法和焊接工藝，如單絲、多絲埋弧焊，單絲雙絲窄間隙焊， （ 5）管控一體化。即通過(guò)企業(yè)的局域網(wǎng)，利用 計(jì)算機(jī)軟件，將生產(chǎn)管理與制造系統(tǒng)實(shí)行集成全自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)編程，遠(yuǎn)程監(jiān)控，診斷和檢修 [5]。 課題研究?jī)?nèi)容及目標(biāo) 設(shè)計(jì)汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)，完成如工件（圖 1縫的焊接。直焊縫左右各長(zhǎng) 270接速度為 成汽車(chē)后橋焊接專(zhuān)機(jī)的零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)，即氣缸支架、工件支架、絲杠、防塵罩等零部件的設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、頂尖、氣缸、滾珠螺桿等標(biāo)準(zhǔn)件的選取，以及它們的定位設(shè)計(jì)，以確保焊機(jī)能夠正常工作并得到質(zhì)量合格的工件。熟練掌握 維繪圖軟件，能夠應(yīng)用該軟件完成零件及裝配圖。 設(shè)計(jì)完成后，很有可能焊機(jī)并不能正常工作，或是焊機(jī)雖能正常運(yùn)行，卻得不到質(zhì)量合格的工件。這些都是對(duì)焊機(jī)工作原理掌握不熟練和對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)的欠缺造成的。為了解決這些問(wèn)題 ，必須先掌握焊機(jī)的工作原理，再進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須大量查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟以及在設(shè)計(jì)中可能遇到的困難，以避免和解決在設(shè)計(jì)中可能遇到的種種困難。 圖 1下殼體焊接示意圖 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)整體設(shè)計(jì)方案 汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)工作原理 汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 2示。其工作原理如下 ： 工作時(shí)，工人將工件放在支架上，氣缸推進(jìn)頂尖把工件卡緊。托盤(pán)下的氣缸將托盤(pán)托起，使工件保持水平狀態(tài)，焊槍下降，同時(shí)托盤(pán)也下降，工人調(diào)整使焊槍對(duì)準(zhǔn)焊縫。完成對(duì)準(zhǔn)之后，焊接小車(chē)通過(guò)電機(jī)的控制，做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，完成焊接任務(wù)，焊接結(jié)束后，通過(guò)氣缸的作用，焊槍升起頂尖縮回翻轉(zhuǎn)工件，重復(fù)上述過(guò)程，完成焊接。 123456789101112圖 2焊縫焊接專(zhuān)機(jī)結(jié)構(gòu) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 焊接小車(chē)的工作原理及設(shè)計(jì) 工作原理 焊接小車(chē)在汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)中起到了非常重要的作用，如果想要快速完成質(zhì)量好且美觀的直焊縫，小車(chē)的合理設(shè)計(jì)起到了非常重要的作用。焊接小車(chē)工作原理如圖 2示，小車(chē)通過(guò)滾珠螺桿與減速器相連，這樣減速器起到了減速作用，可以很好地控制滾珠螺桿的轉(zhuǎn)速 ， 同時(shí)也就可以控制焊接小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度做到控制焊接速度，因?yàn)殡姍C(jī)和減速器相連，可以通過(guò)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)可以控制小車(chē)前進(jìn)后退。螺桿采用了大導(dǎo)程轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠螺桿，因?yàn)樗矢撸尿?qū)動(dòng)扭矩僅為滑動(dòng)螺桿的 1/3，因此不僅可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而且可以把直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換 成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這樣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力就不至于過(guò)大，和螺紋傳動(dòng)相比較不但可以節(jié)省驅(qū)動(dòng)了又可以增加焊接專(zhuān)機(jī)的使用壽命 [6]。 123456789101112圖 2接小車(chē)結(jié)構(gòu)圖 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 焊槍卡緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合適的焊槍卡緊機(jī)構(gòu)能使焊槍能夠靈活地完成焊接工作，通過(guò)這個(gè)卡緊機(jī)構(gòu)焊槍可以靈活地完成不同角度的焊接任務(wù)，不僅能使焊接工作更加輕松方便，而且方便工人操作。根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)出了焊槍卡緊結(jié)構(gòu)如圖 2示，通過(guò)該機(jī)構(gòu)上的頂絲可以控制焊槍上下前后左右的位置，讓焊槍達(dá)到在指定位置。如圖，當(dāng)頂絲擰松時(shí)可以調(diào)整各個(gè)桿的位置 [7]， 當(dāng)頂絲擰緊時(shí)焊槍和各個(gè)桿就固定 在指定位置上。他的具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下：擰松或擰緊焊槍旁的螺釘 ， 可以用來(lái)裝卸焊槍?zhuān)ㄟ^(guò)調(diào)整頂絲 8 可以控制焊槍的垂直高度，從而保證焊接弧長(zhǎng)達(dá)到較好的焊接質(zhì)量。通過(guò)調(diào)整支架 4 上的頂絲使焊槍可以沿導(dǎo)柱 4 方向移動(dòng)。 12、 34567、 8圖 2槍卡緊機(jī)構(gòu) 焊槍垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 考慮到小車(chē)上滑塊及滑動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，和工人師傅的方便及不同焊接情況沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 的需要 ， 焊槍需要做上下運(yùn)動(dòng) ， 這時(shí)就需要設(shè)計(jì)一個(gè)與其運(yùn)動(dòng)方向、行程相符合的導(dǎo)軌，并且需要設(shè)計(jì)一個(gè)與它相配合的滑塊。根據(jù)這些條件設(shè)計(jì)出了焊槍垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) (如圖 2示 )， 并且在固定塊 2 上車(chē)有帶螺紋的通孔 ， 滑塊 4上也車(chē)有螺孔 ， 并通過(guò)螺釘 3 把固定塊 2 與滑塊 4 相連接 [8]。所設(shè)計(jì)的焊槍卡 緊機(jī)構(gòu)可以擰入固定塊的孔中與滑塊的配合 ， 這樣在滑動(dòng)導(dǎo)軌中滑塊可以帶動(dòng)焊槍機(jī)構(gòu)做上下運(yùn)動(dòng)。通過(guò)固定在導(dǎo)軌上的氣缸可以帶動(dòng)滑塊做上下運(yùn)動(dòng) ， 氣缸的行程決定了滑塊上下運(yùn)動(dòng)的行程 。通過(guò)翻閱手冊(cè)決定使用 列氣缸考慮到行程、推力、缸徑，選擇了 氣缸。其內(nèi)徑為 50行程為 420帶有橡膠緩沖和磁性開(kāi)關(guān) [9]。 1234圖 2槍垂直運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 弓形滑板的設(shè)計(jì) 考慮到焊槍與小車(chē)的連接問(wèn)題 ， 設(shè)計(jì)了工形滑板 ， 如圖 2示 ， 通過(guò)該滑板能把小車(chē)與焊槍連接，使焊槍做左右移動(dòng) ， 完成對(duì)車(chē)橋的焊接 ， 該結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 度設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到焊槍左右運(yùn)動(dòng)的行程。在滾珠螺桿邊緣還加上了一個(gè)微調(diào)旋鈕和軸承，軸承可以使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)更容易 ， 而通過(guò) 調(diào)節(jié)微調(diào)旋紐來(lái)調(diào)整小車(chē)的水平位置 ， 達(dá)到焊接要求。為了使軸承能固定在弓形花板上設(shè)計(jì)了一個(gè)與弓形罩一體的軸承座 ， 通過(guò)配合把軸承安裝軸承座上。此外由于滾珠螺母內(nèi)部含有滾珠 ，可以減小螺桿與滾珠螺母之間的摩擦。最終確定該機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)為 520寬為120高為 190 12345圖 2形滑板結(jié)構(gòu) 小車(chē)尺寸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 焊接小車(chē)作為汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)和關(guān)鍵組成，其尺寸的設(shè)計(jì)直接影響到焊接專(zhuān)機(jī)的性能和焊縫的質(zhì)量。首先焊縫長(zhǎng)為 270車(chē)的行程應(yīng)該根據(jù)此條件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后根據(jù)行程來(lái)確定小車(chē)長(zhǎng)度。同時(shí)也應(yīng)考到慮焊接專(zhuān)機(jī)的床身和固定其上的滾珠螺桿框架的長(zhǎng)度長(zhǎng)度，小車(chē)長(zhǎng)度不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)。其次考沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 慮到小車(chē)所承受的重量來(lái)決定小 車(chē)的厚度。更具以上因素左后決定小車(chē)長(zhǎng)520 500 20圖 2因?yàn)楹笜屢托≤?chē)一起做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ，考慮小車(chē)的運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)各種方式的比較 ， 小車(chē)下方安裝小輪是最合理的方案。這樣既可以使小車(chē)運(yùn)動(dòng)方便 ， 靈活 ， 又可以減小阻力 ， 延長(zhǎng)使用壽命。但是小車(chē)的輪子又不能太高 ， 如果要是設(shè)計(jì)的太高 ， 整個(gè)焊接機(jī)構(gòu)就會(huì)變得不穩(wěn) ，工作時(shí)容易發(fā)生事故。同時(shí)考慮車(chē)身上的重量 ， 小輪不應(yīng)過(guò)小使小車(chē)被壓垮?？紤]上訴各個(gè)因素 ， 設(shè)計(jì)出了直徑為 30寬為 15輪子。因?yàn)樵搶?zhuān)機(jī)為直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)小車(chē)要做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) ， 所以這樣一來(lái)最 好就是在小車(chē)運(yùn)動(dòng)的面上安裝上軌道 ， 再在輪子上做出與軌道相適應(yīng)的凹槽 ， 最后在輪子上配以厚度為3鋼制輪架 ， 通過(guò)該輪架可就以把輪子固定于小車(chē)上。 圖 2車(chē) 送絲機(jī)構(gòu)支架的設(shè)計(jì) 若將送絲機(jī)構(gòu)固定在床身上，則由于送絲機(jī)構(gòu)要與焊槍相連接 ， 且焊槍要隨小車(chē)做運(yùn)動(dòng) ， 這樣可能由于送絲機(jī)構(gòu)的牽連造成焊槍的運(yùn)動(dòng)不便 ， 所以應(yīng)把沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 送絲機(jī)構(gòu)固定與小車(chē)上 ， 這樣一來(lái)送絲機(jī)構(gòu)便會(huì)和焊槍同步運(yùn)動(dòng) ， 不會(huì)發(fā)生上訴的不便。當(dāng)送絲機(jī)構(gòu)固定在小車(chē)上后 ， 就會(huì)相應(yīng)地增加小車(chē)的重量 ， 也就會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)提出更高的要求。送絲機(jī)構(gòu)與小車(chē)的連接方式問(wèn)題可以通過(guò)如圖 2示的機(jī)構(gòu)加以解決因?yàn)樗徒z機(jī)構(gòu)及其支架已經(jīng)設(shè)計(jì)完成 ， 但還要考慮該機(jī)構(gòu)在小車(chē)上的定位問(wèn)題。因?yàn)楹笜屢呀?jīng)通過(guò)工形滑板與小車(chē)相連 ， 且固定在了小車(chē)的前部 ， 這樣就應(yīng) 該使送絲機(jī)構(gòu)固定于小車(chē)的后部 ， 這樣可以使小車(chē)穩(wěn)定。于是在其上下底板 1、 3 上各開(kāi)四個(gè)車(chē)有螺紋的通孔 ， 上板 1 與送絲機(jī)構(gòu)上的定位孔相連 ， 下板 3 與小車(chē)通過(guò)螺栓固定 ， 兩板之間通過(guò)桿 2 與他們的過(guò)盈配合而連接起來(lái)。這樣將小車(chē)與送絲機(jī)構(gòu)連接在一起。 1與送絲機(jī)構(gòu)連接 )； 23與小車(chē)連接 ) 圖 2絲機(jī)構(gòu)支架結(jié)構(gòu) 電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)的確定 電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)小車(chē)上的焊槍做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成焊接任務(wù)，所以良好的電機(jī)和減速器不僅能使小車(chē)平穩(wěn)運(yùn)行還能提高小車(chē)壽命。選擇合適的電機(jī)和減速機(jī)成為了直焊專(zhuān)機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 首先估算出小車(chē)的總體質(zhì)量包括因焊槍 ， 汽缸 ， 汽缸導(dǎo)軌 ， 滾珠螺桿 ， 弓沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 形罩，送絲機(jī)，防塵罩其送絲機(jī)支架。大約可估算出小車(chē)上的體積為：慮到小 車(chē)上工件材質(zhì)大多為鑄鋼，其密度約為 ?? (2所以由式 2小車(chē)所受重量約為 再計(jì)算小車(chē)在床身上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力 ， 因?yàn)闈L珠螺桿的摩擦非常小 ， 可忽略不計(jì) ， 且床身的材質(zhì)一般為鋼材且安裝小輪 ， 經(jīng)查詢(xún)手冊(cè)取最大的滾動(dòng)摩擦系數(shù)為 ? （ 2 所以 由式 可得小車(chē)與床身之間的摩擦力為 ： 為保證工件的焊接質(zhì)量 ， 焊接速度應(yīng)在 300 一 500mm/即小車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度 為 500mm/ （ 2 所以 由式 可以計(jì)算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的功率 為 因?yàn)楣β试趥鬟f時(shí)有損失 ，假設(shè)在電動(dòng)機(jī)傳遞給減速 機(jī) ， 減速劑傳遞給小車(chē)的過(guò)程中 ， 功率傳遞效率均為95%， 則可近似算出電動(dòng)機(jī)的功率 為 因?yàn)橹绷麟姍C(jī) 具有過(guò)載能力強(qiáng) ， 調(diào)速范圍寬 ， 損耗小 ， 機(jī)械性能及調(diào)節(jié)特性的線(xiàn)性好 ， 體積小 ， 質(zhì)量輕等特點(diǎn) 。 所以通過(guò)查閱手冊(cè)電動(dòng)機(jī)選取 J 一 列微型直流減速電動(dòng)機(jī) [8]。 電機(jī)的 額定功率為 68w， 型號(hào)為 70動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 6000r/于 希望 電機(jī) 軸的轉(zhuǎn)速不要太快 ，導(dǎo)致 加快 電機(jī)的 磨損速度 ， 所以我們就選取較大導(dǎo)程的滾珠螺桿 ， 取導(dǎo)程為 25果滾珠螺桿每分鐘轉(zhuǎn) 25 圈 ， 則一分鐘將移動(dòng) 625距離 ， 又因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)可以進(jìn)行內(nèi)部調(diào)速 ， 所以這個(gè)距離基本上符合焊接速度的要求。 由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 6000r/滾珠螺桿的轉(zhuǎn)速 25r/可以計(jì)算出總的減速比為 240。又因?yàn)檫x取電動(dòng)機(jī)的減速比為 4。所以 選擇 型渦輪蝸桿減速沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 器 [9]型號(hào)為 即孔輸入 ， 電機(jī)功率為 雙輸出法蘭安裝形式 ， 減速比為 60， 型號(hào)為 90定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩為 329 。 滾珠螺桿滾珠螺母選擇 滾珠螺桿 作為主要傳動(dòng)件，它直接影響了小車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性。而且電動(dòng)機(jī)的功率有限 ， 所以我們應(yīng)盡可能減小小車(chē)與絲杠相互接觸運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力 ， 以免電動(dòng)機(jī)不能帶動(dòng)小車(chē)運(yùn)動(dòng) ， 這樣我們就選用大導(dǎo)程轉(zhuǎn)造滾珠螺桿 ， 因?yàn)槁菽竷?nèi)有滾珠 ， 所以可以大大減小螺桿與螺母之間由于相互運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦。 防塵罩設(shè)計(jì) 因?yàn)闈L珠螺桿為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)根據(jù)所選的滾珠螺桿來(lái)做出合適的框架，使框架固定在小車(chē)上 ， 把滾珠螺桿固定在框架上，然后在框架兩端裝上兩個(gè)軸承，通過(guò)電機(jī)旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿，帶動(dòng)焊接小車(chē)移動(dòng)，達(dá)到焊接時(shí)移動(dòng)焊槍的目的。通過(guò)組件完成了滾珠螺桿與 小車(chē)相的連接問(wèn)題 (其結(jié)構(gòu)如圖 2示 )。同時(shí)該框架又可以對(duì)滾珠螺母起到保護(hù)作用，在滾珠螺桿上涂上潤(rùn)滑油，可以使其運(yùn)動(dòng)時(shí)減少摩擦力，這個(gè)框架罩在滾珠螺母上正好起到了防塵的作用 ， 使絲杠長(zhǎng)時(shí)間高效地使用。在框架底板兩側(cè)通過(guò)螺釘即可以與小車(chē)相連。 1234圖 2塵罩結(jié)構(gòu) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 工件支架的設(shè)計(jì) 工件支架顧名思義就是起支撐工件作用的 ， 將工件支架固定在床身上 ， 當(dāng)對(duì)工件進(jìn)行焊接時(shí) ， 工件支架拖住工件，起到了支撐工件的作用，如圖 2示。由于在固定工件時(shí)考慮到工件旋轉(zhuǎn)，所以在支架上與工件相接觸的部位裝上兩個(gè)軸承，可以減小摩擦，使工件轉(zhuǎn)動(dòng)容易。工件支架的上端和底板是通過(guò)支桿 3配合在一起。 1234圖 2件支架結(jié)構(gòu) 托盤(pán)的設(shè)計(jì) 為了保證焊縫平直 ， 故設(shè)計(jì)了一個(gè)水平的托盤(pán) ， 在工作時(shí) ， 工人把未焊的工件放到支架上 ， 然后在工件下面的托盤(pán)通過(guò)氣缸的作用向上升起 ， 直到與工件相接觸 ， 因 為托盤(pán)水平 ， 且工件支架兩端有軸承 ， 所以可以很容易地使工件旋轉(zhuǎn)至水平狀態(tài)。焊接結(jié)束后 ， 托盤(pán)又在氣缸的作用下退到原來(lái)的位置。根據(jù)托盤(pán)上下運(yùn)動(dòng)的距離以及托盤(pán)重量的大小 ， 選取了管接式耳座氣缸。設(shè)計(jì)時(shí)要注意托盤(pán)的面積大小要大于車(chē)橋中間的空洞的面積 ， 而且要在托盤(pán)的支桿上車(chē)出螺紋 ， 以便與氣缸相配合。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 頂尖的選取 頂尖作為標(biāo)準(zhǔn)件， 其樣式 3題 能夠起到頂緊工件的作用。在本課題中根據(jù)車(chē)橋兩端軸套的大小來(lái)選取適當(dāng)頂尖，故選取加工內(nèi)徑為 60 插入式回轉(zhuǎn)頂尖 ， 莫氏圓錐為 6，最大外徑 640]。 圖 2尖 汽缸及其尾座的設(shè)計(jì) 頂尖的前后運(yùn)動(dòng)同樣需要通過(guò)氣缸的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成 ， 根據(jù)頂尖運(yùn)動(dòng)距離的大小 ， 確定氣缸的行程 ， 選取型氣缸 [11]。根據(jù)頂尖尾部的大小和氣 缸定位孔位置設(shè)計(jì)氣缸尾座。考慮到托盤(pán)的行程 ， 設(shè)計(jì)出如圖 2示的氣缸尾座 ， 通過(guò)螺栓將該氣缸尾座固定在床身上即可。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 2缸支架俯視圖 床身的設(shè)計(jì) 通過(guò)上述設(shè)計(jì)好的焊接專(zhuān)機(jī)各部分零件 ， 最后就可以設(shè)計(jì)出床身的大體結(jié)構(gòu) ， 具體結(jié)構(gòu)如圖 2。床身的設(shè)計(jì)要求各個(gè)零件能夠容易、合理地安放其上 ， 并且床身的大小要適當(dāng) ， 太小則零件安裝不合適 ， 太大又浪費(fèi)材料、占據(jù)空間 [12]。 圖 2身結(jié)構(gòu)示意圖 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 第 3 章 關(guān)鍵零件校核 滾珠螺桿強(qiáng)度與剛度校核 滾珠螺桿作為主要傳動(dòng)件，它直接影響了小車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性。所以必須對(duì)對(duì)螺桿的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核來(lái)確定所選擇的直徑為 32滾珠螺桿是否達(dá)到要求 [13]。 滾珠螺桿強(qiáng)度校核 強(qiáng)度校核就軸而言 ， 承受扭轉(zhuǎn)和彎曲的聯(lián)合作用 ， 但其中以扭轉(zhuǎn)作用為主 ，在工程應(yīng)用中 ， 常按扭矩作用計(jì)算軸的強(qiáng)度 [14]， 并用增加安全系數(shù)以降低材料的許用應(yīng)力來(lái)彌補(bǔ)由于忽略受彎曲作用所引起的誤差。軸扭轉(zhuǎn)的強(qiáng) 度條件 ： k][? (3 式中： — 截面上最大剪應(yīng)力， N/ 軸傳遞的扭矩， N； — 抗扭截面模數(shù)， k][?—— 降低后的許用剪應(yīng)力， N/ 軸上的傳遞扭矩為： 550?（ 3 式中： P—— 軸傳遞的功率， n—— 軸的轉(zhuǎn)速 ， r/ 軸的抗扭截面模數(shù)為： 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 163? ? （ 3 式中： 要校核的危險(xiǎn)截面軸徑， 將式 (3 一 2)、 (3 一 3)代入式 (3 一 l)整理得： KJ n [955016 3 ?? ??(3 所以： 3 ][ 169550KJ ?? （ 3 當(dāng)設(shè)計(jì)軸徑大于等于按上式計(jì)算的軸徑時(shí)，則軸設(shè)計(jì)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。選用合金結(jié)構(gòu)鋼 45 號(hào)剛作為軸的材料，其屈服極限為 735用剪應(yīng)由式（ 3得 294入（ 3 d 大于 s?? ?（ 3 滾珠螺桿剛度校核 為防止軸產(chǎn)生過(guò)大的扭轉(zhuǎn)變形，以免在運(yùn)動(dòng)中引起振動(dòng)造成軸封加劇磨損而失效，因而軸應(yīng)有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度 [15][16]。軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為： 000 ][1 801 00 ??? ???? （ 3 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 式中： 0? —— 軸扭轉(zhuǎn)變形的扭轉(zhuǎn)角，（o） /m； 軸材的剪切彈性模數(shù)， kg/ 截面的極慣性矩， 將式（ 3（ 3入式（ 3得： 4 02 ][?n ?（ 3 當(dāng)設(shè)計(jì)軸徑大于等于按上式計(jì)算軸徑時(shí)，則軸滿(mǎn)足剛度要求。把本設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)帶入（ 3得： d 因此通過(guò)上訴計(jì)算可以選擇直徑為 32滾珠螺桿。 軸器的選擇與校核 聯(lián)軸器 用來(lái) 連接絲杠與減速器低速軸 使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞 轉(zhuǎn)矩，所以選取合適的聯(lián)軸器可以是傳動(dòng)平穩(wěn) [17][18]。 由以上選擇可知：減速器 低速軸直徑為15與之連接的絲杠直徑為 20式 3 T=時(shí)由式 3 。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (3查《聯(lián)軸器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》表 5選用凸緣聯(lián)軸器。 主要參數(shù)： 許用公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩： 500 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 許用轉(zhuǎn)速： 10000r/ 軸孔直徑： 5， 6。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 速器的校核 因?yàn)?總傳動(dòng)比 為 240 電機(jī) 傳 動(dòng)比 為 4，所以選擇型號(hào)為 雙輸出法蘭安裝形式 減速器， 減速比為 60。 電機(jī)功率為 68w， 廠家供應(yīng)減速器的額定功率為 小于電機(jī)的 68w。所以該減速器滿(mǎn)足要求 [19]。 的選擇與校核 鍵的材料為 45 鋼，選用普通平鍵 A 型，由表 3 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ][p? 表 3種常用的 E 和 ? 的值 材料名稱(chēng) E/ 碳鋼 1968 合金鋼 1860 低碳鋼 7 銅及其合金鋼 2 鋁合金 70 于使用常見(jiàn)的材料與按標(biāo)準(zhǔn)選取尺寸的普通平鍵連接（靜連接）來(lái)說(shuō)，主要的失效形式：工作面被壓潰 [20][21]。假設(shè)載荷在平鍵的工作面上是均勻分布的，則普通平鍵連接的強(qiáng)度校核公式： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (3 式中 ： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 傳遞的轉(zhuǎn)矩 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 軸的直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 平鍵的高度 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 平鍵的工作長(zhǎng)度 代入數(shù)據(jù)得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 。 所以強(qiáng)度滿(mǎn)足要求，可用。同理可校核其它平鍵，校核結(jié)果為平鍵的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 承的選擇與校 核 查《現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用 深溝球軸承 。其中 D=42d=20限轉(zhuǎn)速： 25r/2]， 查表 3到 預(yù)計(jì)使用壽命 約為 50000h。 軸承壽命 式3 (6010 6? (3式中 ： n—— 軸承的轉(zhuǎn)速 ， r/ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 基本額定動(dòng)載荷 系數(shù) ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 當(dāng)量動(dòng)載荷。 表 3薦軸承與其計(jì)算壽命 ?預(yù)計(jì)壽命 不經(jīng)常使用的儀器設(shè)備，如閘門(mén)開(kāi)閉裝置等 300期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不至于引起嚴(yán)重后果，如手動(dòng)機(jī)械等 3000斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重，如發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備、流水作業(yè)線(xiàn)自動(dòng)傳動(dòng)裝置、升降機(jī)、車(chē)間吊床、不常使用的車(chē)床等 8000日 8h 工作機(jī)械 (利用率不高 )的設(shè)備 12000陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 其中 P=并且 查表 3 誤 !未找到引用源。 代入 式子 11 得錯(cuò)誤 !未找到引用源。 所以選擇軸承滿(mǎn)足要求。 表 3荷系數(shù) 荷性質(zhì) 例 無(wú)沖擊或輕微沖擊 動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等 中等沖擊或中等慣性沖擊 輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、冶金機(jī)械、選礦機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、機(jī)床等 強(qiáng)大沖擊 碎機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、震動(dòng)篩等 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第 4 章 結(jié)論 通過(guò)本次對(duì)汽車(chē)后橋直焊縫焊接專(zhuān)機(jī)的設(shè)計(jì) ， 使我了解到自動(dòng)化焊接設(shè)備在現(xiàn)代汽車(chē)生產(chǎn)中的重要性 ， 所以在設(shè)計(jì)時(shí)要同時(shí)考慮 專(zhuān)機(jī)機(jī)械部分的合理性和經(jīng)濟(jì)性。在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中做了以下工作： （ 1） 分析了汽車(chē)后橋直焊縫焊機(jī)專(zhuān)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完成了其整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制了總裝配圖； （ 2） 完成了焊接小車(chē)結(jié)構(gòu)和防塵罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制了焊接小車(chē)與防塵罩的部件圖； （ 3） 對(duì)絲杠、聯(lián)軸器進(jìn)行了強(qiáng)度校核，使其滿(mǎn)足使用要求，保證整個(gè)焊接專(zhuān)機(jī)安全可靠。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 參考文獻(xiàn) [1] 余躍 . 中國(guó)汽車(chē)出口壁壘難破 [J]. 中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào) ， 2011， 2057： 4. 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