变位器工装设计——普通座式焊接变位机PPT答辩稿

M ——倾斜轴的最大阻力矩（N·m） Tmax
P倾 0.08kW
传动装置的设计
电动机的选择 根据本焊接变位机的功率较小，而且需要高精
度自动化控制，所以选用直流伺服电机来作为动 力源 。 电动机功率的确定
P额定＝(1 ~ 1.3)Pd
式中 P额定——电动机的额定功率（kW）； Pd——机械要求电动机输出的功率（kW）
变位器工装设计—— 0.1t普通座式焊接变位机
主要内容
1.本设计的目的、意义 2.变位机简要介绍 3.设计方案的确定 4.传动装置的设计及校核 5.结论
本设计的目的、意义
在焊接生产中，就会遇到焊接变位及选择 合适的焊接位置的情况，针对这一实际需要， 人们就设计研制了焊接变位机，选择合适的 变位机能将被焊工件的各类焊缝转动到最佳 位置,从而避免立焊、仰焊,提高焊接质量及 生产效率。
倾斜机构总传动比i=5120
传动装置的设计
传动装置的运动和动力参数 1. 各轴转速可由下式计算
n1

nm i01
n2

n1 i12

nm i01 i12
n3

n2 i23

nm i01 i12 i23
nw

n3 i3w

nm i01 i12 i23 i3w
r/min
传动装置的设计
h————最回大转重系心统高的度传（动m效m率）；、
传动装置的设计
由上面的受力分析和计算公式可计算得回转 机构的转矩和驱动功率：
T=98.56N·m
P回

Tn
9550

0.111kW
图4 焊接变位机倾斜机构的受力状态
传动装置的设计
同样倾斜机构中的最大力矩和驱动功率计算 如下：
MT max G h12 e2
传动装置的运动和动力参数 2.各轴输入功率可由下式计算：
P1 P0 01 P0 d
P2 P1 12 P0 d w r
r/min
P3 P2 23 P0 d w2 r 2
传动装置的设计
传动装置的运动和动力参数 3.各轴输入转矩可由下式计算：
T1

9550
P1 n1
T2

9550
P2 n2
N·m
T3

9550
P3 n3
传动装置的设计
轴名 参数
表1 回转机构运动和动力参数
电动机轴
1轴（一级蜗杆 2轴（二级蜗
轴）
杆轴）
3轴（二级蜗 轮轴）
转速n(r/min)
1500
750
20.83
0.52
功率P(kW)
0.185
0.178
0.141
0.111
传动装置的设计
回转机构电动机额定功率：
P额定＝1.3P回 0.144kW
倾斜机构电动机功率：
P额定＝1.3P倾 0.104kW
传动装置的设计
传动比的分配确定 工作台回转系统 :
取 i带轮＝2 i蜗杆1=36 i蜗杆2=40
回转机构总传动比 i=2880
传动装置的设计
工作台倾斜系统传动比分配： 取 i电机＝16 i谐波减速＝80 i齿＝4
传动装置的设计
工作机阻力矩驱动功率的确定
Fa

Ge l
, Fb

Ge l
M f 0.5 f (Fada Fbdb )
T Ge M f
P Tn (Ge M f )
9550 9550
传动机构设计
式中 P——回转轴的驱动功率（kW）； Mf——轴承处的摩擦力矩（N·m）； f——轴径处滑动摩擦系数； Fa、Fb——分别为A、B处的支反力（N）； dA、dB——分别为A、B处轴径(mm)； l——主轴AB段长度（mm） G——工作台的总重量（N）； e——综合重心偏心距，即偏离工作台回转中心的距 离； T——回转轴最大阻力矩（N·m）； n——回转轴的的最大转速（r/min）；
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国内外焊接变位机发展简介
国外主要生产厂家： 德国Severt公司； 德国LCOOS公司； 美国Aroson公司；奥地利Igm； 日本松下公司等
国内主要生产厂家： 天津鼎盛工程机械有限公司；无锡市阳
通机械设备有限公司；长沙海普公司；威 达自动化焊接设备公司等
市场上的一些产品示例
座式焊接变位机，可 以实现工作台的旋转 和倾斜。
本设计的变位机外形 结构与该座式变位机 很相似。
图１座式焊接变位机
市场上的一些产品示例
焊接滚轮架，主要用 于对焊接工件的拖动
图２ 焊接滚轮架
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设计方案的确定
本焊接变位机由工作平台、回转机构、倾 斜机构、机座、控制装置、焊接导电装置 等部分组成。
本论文主要完成了传动机构的设计
本焊接变位机传动系统的确定
工作台回转系统如下：
直流电动机——带轮传动——第一级蜗杆蜗 轮传动——第二级蜗杆蜗轮传动——工作 台（具体机构布置详见设计图纸）
本焊接变位机传动系统的确定
工作台倾斜系统 如下：
直流减速电机——谐波齿轮减速器——一 级直齿轮减速——工作台倾斜轴（详见设 计图纸）
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图3焊接变位机回转机构的受力状态
蜗杆头数和蜗轮齿数 ： 第一级蜗杆蜗轮 Z1＝1 ；Z2＝36 第一级蜗杆蜗轮 Z1＝1 ；Z2＝40
传动装置的设计
蜗杆传动的强度计算
接触强度计算 ：
m3
q

3

3.25ZE

H
Z2
2
பைடு நூலகம்
KT2
mm
式ZE中=1Z6E0；—对—于材钢料制系蜗数杆，与。铸对铁于蜗钢轮制，蜗杆ZE与=锡16青2；铜蜗轮， T2——蜗轮轴转矩，N·mm H——蜗轮轮齿许用接触应力，MPa Z2——蜗轮齿数。 K——载荷系数，一般取K=1.1~1.4
转矩T(N·m)
1.17
2.27
64.64
2038.55
传动比i
2
效率
0.96
36 0.792
40 0.792
传动装置的设计
表2 倾斜机构运动和动力参数
轴名 参数
电动机轴
1轴（一级蜗杆 2轴（二级蜗
轴）
杆轴）
3轴（二级蜗轮 轴）
转速n(r/min) 功率P(kW) 转矩T(N·m)
传动比i 效率
3000 0.150 0.478
16 0.98
187.5
2.34
0.147 7.49
0.140 571.36
80
0.96
0.58 0.133 2189.91 4 0.95
传动装置的设计
蜗轮、蜗杆的选择： 蜗轮齿数Z2=iZ1。为了避免蜗轮轮齿发生根 切，Z2不应少于26；动力蜗杆传动，一般Z2 ＝27~80 。