滚轮架设计

1. 方案的选择与确定................................ 错误！未定义书签。

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1.1 滚轮架简介....................................... 错误！未定义书签。

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1.2 滚轮架结构特点................................... 错误！未定义书签。

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1.3 焊接滚轮架的设计：................................................1 1.4组合式滚轮架特点.................................................. 3 1.5 结构设计.......................................................... 4 1.6 关于滚轮架轴向窜动的问题.......................................... 5 1.7传动方案设计 (6)2. 焊接滚轮架的设计与计算 (8)2.1 焊接滚轮架主要技术参数：.......................................... 8 2.2 计算总传动效率.................................................... 8 2.3 无级变速器的选用： (8)2.4 减速器的选择：.................................................... 8 2.5 联轴器的选择...................................................... 9 2.6 滚轮架滚轮的设计 . (11)2.7 轴的结构设计..................................................... 11 2.8 轴承的选择....................................................... 12 2.9 轴承端盖的设计 (1)3 2.10 丝杆的设计...................................................... 14 2.11 键的设计........................................................ 15 2.12 机架的设计 (15)2.13 表面粗糙度的计算................................................ 16 2.14 驱动圆周力与摩擦阻力的计算：.................................... 17 2.15 滚轮支反力的计算................................................ 18 2.1 6 驱动圆周力与支反力的分析及中心角的确定.......................... 19 2.17 滚轮轴上载荷与驱动功率的计算.................................... 22 2.18 附着力的计算....................................................234常熟理工学院毕业设计（论文）2.19 轴承寿命的计算.................................................. 24 2.20 轴承的强度计算：................................................ 25 2.21 电动机的选型.................................................... 26 2.2 2 普通圆柱蜗杆传动主要参数及几何尺寸计算.......................... 27 2.22.1 模数m 和压力角a ............................................ 27 2.22.2 蜗杆的分度圆直径 d 1 .........................................27 2.22.3 蜗杆头数Z 1 ................................................. 27 2.22.4 导程角Y .................................................... 27 2.22.5 传动比i 和齿数比u ..........................................28 2.22.6 蜗轮齿数z 2 ................................................. 28 2.22.7 蜗杆传动的标准中心距a ...................................... 28 2.23 轴的校核........................................................ 30 2.24 焊接滚轮架的底架设计.. (30)结语................................................. 错误！未定义书签。

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致谢................................................. 错误！未定义书签。

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参考文献............................................. 错误！未定义书签。

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5常熟理工学院毕业设计（论文）第一章方案的选择和确定1.1 滚轮架简介随着焊接生产技术的高速发展，对焊接生产的机械化和自动化提出了越来越高的要求，焊接机械设备的需求量也越来越大。

焊接滚轮架设备正是为满足市场需要而设计生产的。

它是借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形焊件旋转的机械装置，主要用于圆筒形焊件的焊接与装配。

焊接滚轮架是借助主动滚轮与工件之间的摩擦力带动筒形工件旋转的焊接变位机械。

它主要应用于筒形工件的纵向焊缝,环向焊缝的装配和焊接作业,也可以在焊接滚轮架上进行修整,割孔及探伤等作业。

滚轮架是容器生产中最常用的一种工艺装备。

焊接滚轮架按结构形式分为两类。

第一类是长轴式滚轮架,主动滚轮装置一根有电动机驱动，从动轮装在另一公共轴，滚轮中心距一般是可调节，适用于焊接薄壁，长度大的筒形工件。

第二类是组合式滚轮架，主动滚轮架与从动滚轮架各自独立，可根据工件的长度任意组合，使用方便、灵活、适应性强。

是目前应用最广一种的滚轮架。

1.2 滚轮架结构特点1)可根据焊件的重量、长度任意组合，使用方便、灵活；2)在规定的范围内自动调节滚轮中心距，适用不同直径的焊件，圆筒体焊件放置平稳；3)采用可控硅供电直流电动机驱动，无级调速，焊速范围大，速度稳定；4)适用性强，使用广泛；5)采用组合式滚轮，钢轮外包橡胶，传动平稳，摩擦力大，寿命长；6)对工件轮压小，可避免工作表面产生冷作硬化。

1.3 焊接滚轮架的设计焊接滚轮架是借助主动滚轮与焊件之间的摩接力带动焊接旋转的变位机械。

焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接。

若对主、从动滚轮的高度作适当调整，也可进行锥体、分段不等径回转体的装配与焊接。

对于一些非圆长形焊件，若将其装卡在特制的环形卡箍内，也可在焊接滚轮架上进行装焊作业。

为了焊接不同直径的焊件，焊接滚轮架的滚轮间距应能调节。

调节方式有两种：一种是自调式的；一种是非自调6常熟理工学院毕业设计（论文）式的。

如图1-1，1-2图1-1 自调式焊接滚轮架图1-2 非自调式焊接滚轮架焊接滚轮架按结构形式分为两类：第一类是长轴式滚轮架（如图1-3）。

滚轮沿两平行轴排列，与驱动装置相连的一排为主动滚轮，另一排为从动滚轮。

长轴式滚轮多是用户根据焊件特点自行设计制造的，市场可采用的定型产品很少图1-3 长轴式滚轮架第二类是组合式滚轮架（如图1-4），它的主动滚轮架，从动滚轮架，混合式滚轮架都是独立的，使用时可根据焊件的重量和长度进行任意组合，其组合比例也不仅7常熟理工学院毕业设计（论文）是1 与 1 的组合。

因此，使用方便灵活，对焊件的适应性很强，是目前应用最广泛的结构形式。

图1-4 组合式滚轮架1.4 组合式滚轮架特点组合式滚轮架特点1)主从动滚轮架各自独立，可根据焊件的重量，长度任意组合，使用方便灵活滚轮架靠滚轮对的自由摆动或靠丝杠的调节作用在规定范围内调节滚轮中心距，适用不同直径的焊件，圆筒体焊件放置平稳2)可无级调速，焊速范围大，速度稳定。

3)为了便于调节滚轮架之间的距离，以适应不同长度焊件的装焊要求，有的滚轮架上还安有机动或飞机动行走机构，沿轨道行走，调节相互之间的距离。

焊接滚轮架多采用直流电动机驱动，降压调速。

这种方式沿用已久，技术很成熟，电动机的机械特性较硬，启动力矩较大，是目前滚轮架使用最广的拖动调速方式。

缺点是电动机结构复杂，调速范围较窄，一般恒转矩的调速范围为1：10 左右低速时的速度不够稳定，有爬行现象。

也有滚轮架是采用交流异步电动机拖动，变频调速。

近几年随着晶体管变频器性能的完善以及价格的下降，采用交流电动机驱动，变频调速的滚轮架也日趋增多。

其优点是调速范围宽，可达1：20，转动平滑性好，低速特性硬。

缺点是低速段过载倍数降低较大，变频电源的价格也较高。

但随着电动机8常熟理工学院毕业设计（论文）额定功率的增加，价格上升则相对平缓，所以在重型焊接滚轮架上，采用交流异步电动机拖动和变频调速较为适合。

本次设计的焊接滚轮架吨为 4 吨，采用直流电动机。

为是焊接滚轮架的滚轮间距离调节更为方便，机动性更强，组合更加便利，采用单独驱动的焊接滚轮架日益增多。

但是每一主动滚轮均由一台电动机驱动时，应解决好个滚轮之间的同步问题。

由于制造工艺，材料性能等因素的影响，其额定转速实际上并不一致，因此，要把实测数据较为接近的一组电动机做为焊接滚轮架的拖动电动机。

另外，对重型焊接滚轮架，还应考虑以测速发电机为核心的速度反馈装置来保证各滚轮转速的同步。

焊接滚轮架的金属滚轮多采用铸铁和合金球磨铸铁制作，其表面热处理硬度约为50HRC，滚轮直径多在200~700mm 之间。

国外滚轮架品种很多，系列较全，承载量1~1500t，使用焊件直径1~ 8m 的标准组合式滚轮架（即两个主动轮座与两个从动轮座的组合）均成系列供应。