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焊接变位机械应具备的性能焊接变位机的功能及结构形式主自由度及全功能焊接变位机第二章焊接变位机方案设计焊接变位机整体方案设计座式焊接变位机的用途及结构形式焊接变位机的驱动系统设计方案简介回转机构的设计回转机构传动简图原始数据工作条件电动机的选择第三章回转机构减速器的设计总传动比总传动比的分配传动装置的运动和动力参数设计各轴的转速各轴的功率各轴的转矩各数据汇总传动零件的设计同步带传动的设计第级蜗杆传动的设计第二级蜗杆传动的设计级蜗杆轴的设计二级蜗杆轴的设计二级蜗轮轴的设计轴的校核键的选择总论参考文献任务书鉴定意见座式焊接变位机回转机构设计摘要焊接变位机已经成为制造业的种不可缺少的设备，在焊接领域把它划为焊接辅助机，其型式系列和品种规格约有十余个系列百余个品种，正在形成个新兴行业。

本题目是设计能载重吨工件，可进行全位置焊接的座式变位机械。

主要内容是关于焊接时工作台与工件回转倾斜的控制电机选择减速器的选择各个轴和轴承的确定以及校核等等。

设计的具体过程是根据预定的载荷和要求的焊接速度确定设备所需要的电动机类型，包括电动机的转速额定功率电压电流等，在此基础上计算第级蜗杆传动轴的相关数据第二级蜗杆传动轴的相关数据以及选择相应配件的型号，并且对其进行相关的强度使用寿命等的校核。

最后使用软件绘制相关的零件图总装图。

关键词焊接变位机，减速器，电机类型，机械设计，第章焊接变位机械的性能及结构焊接变位机械焊接变位机械是改变焊件焊机或焊工位置来完成机械化自动化焊接的各种机械装置。

焊接变位机械可分为三大类焊件变位机械包括焊接变位机焊接滚轮架焊接回转台和焊接翻转机。

焊机变位机械包括焊接操作机和电渣焊立架。

焊工变位机械包括焊工升降机等。

焊接变位机是将工件回转倾斜，使工件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变位机械。

它主要用于机架机座法兰封头等非长形工件的翻转变位和焊接，也可用于装配切割检验等。

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件变位机械。

它主要用于筒形工件的装配与焊接，是锅炉容器生产中的常用工艺装备。

焊接回转台是种简化的变位机，它将工件绕垂直轴回转或者固定角度倾斜回转，主要用于回转体工件的焊接堆焊与切割。

焊接翻转机是将工件绕水平轴转动或倾斜，使之处于有利装焊位置的焊件变位机。

它主要适用于梁柱框架椭圆容器等的焊接。

焊接操作机的作用是将焊机机头准确地送到并保持在待焊位置，或以选定的焊接速度沿规定的轨迹移动焊机机头。

焊接操作机与变位机滚轮架等配合使用，可完成纵缝环缝螺旋缝的焊接，还可以用于自动堆焊切割探伤打磨喷漆等作业。

焊接变位机械应具备的性能般，通用的焊接变位机械应具备的性能是焊件变位机械和焊机变位机械要有较宽的调速范围，稳定的焊接运行速度，以及良好的结构刚度。

对尺寸和形状各异的焊件，要有定的适用性。

在传动链中，应具有级反行程自锁传动，以免动力源突然切断时，焊件因重力作用而发生事故。

与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊件变位机械，视焊件大小和工艺方法的不同，其到位精度点位控制和运行轨迹精度轮廓控制应控制在之间，最高精度应可达。

回程速度要快，但应避免产生冲击和振动。

有良好的接电接水接气设施，以及导热和通风性能。

整个结构要有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤，对散落在其上的焊渣药皮等赃物，应易被清除。

焊接变位机械要有联动控制接口和相应的自保护功能，以便集中控制和相互协调动作。

工作台面上应刻有安装基线，并设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器和夹紧机构。

兼做装配用的焊件变位机械，其工作台面要有较高的强度和抗冲击性能。

用于电子束焊等离子弧焊激光焊和钎焊的焊件变位机械，应满足导电隔磁绝缘等方面的要求。

焊接变位机功能及结构形式焊接变位机按结构形式可分为三种伸臂式焊接变位机，如图所示，其回转工作台绕回转轴旋转并安装在伸臂的端，伸臂般相对于转轴成角度回转，此转轴的位置多是固定的，但有的也可在小于的范围内上下倾斜。

这两种运动都改变了工作台面回转轴的位置，从而使该机变位范围大，作业适应性好，但这种形式的变位机，整体稳定性较差。

伸臂式的焊接变位机在手工焊中应用较多。

座式焊接变位机，如图所示，其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上，工作台以焊速做回转运动，倾斜轴通过扇形齿轮或液压缸，大都在的范围内恒速或变速倾斜。

该机稳定性好，般不用固定在地基上，搬移方便，适用于焊件的翻转变位。

是目前产量最大规格最全应用最广的结构形式。

常与伸缩臂式焊接操作机或弧焊机器人配合使用。

双座式焊接变位机，如图所示，该机不仅稳定性好，而且如果设计得当，可使焊件安放在工作台上后，随工作台倾斜的综合重心位于或接近倾斜机构的轴线，从而使倾斜驱动力矩大大减小。

因此，重型焊接变位机多采用这种结构。

回转工作台伸臂倾斜轴转轴机座图伸臂式焊接变位机图座式焊接变位机图双座式焊接变位机主自由度及全功能焊接变位机如果台变位机拖动焊件，仅做直线运动，哪怕是三维的，也不可能改变焊缝的姿态，满足施焊要求。

也就是说，变位运动是回转运动，称此回转运动为变位机的主自由度。

还可以做这样个假设在直角坐标系下，设有空间直线焊缝，绕轴可在范围内回转，且这个轴连同这焊缝又可绕或轴在范围内回转，那么，经此变位的焊缝，便可变到船角焊位置进行施焊作业。

换言之，个焊口由两个面的共线和夹角组成，在上述两个回转范围内，经恰当的回转，便可使其共线与水平面平行，且这两个面与水平面的夹角相等，各为，即变为船角焊位置。

这个假设是说，任何复杂焊件，只要装在主自由度为个全回转和个半回转的焊接变位机上，即可实现船焊要求。

我们称这种双回转式焊接变位机为全功能变位机。

回转工作台倾斜轴扇形齿轮机座第二章焊接变位机方案设计焊接变位机械是改变焊件焊机或焊工位置来完成机械化自动化焊接的各种机械装置。

使用焊接变位机械可缩短焊接辅助时间，提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。

焊接变位机整体方案设计座式焊接变位机的用途及结构形式焊接变位机，是在焊接作业中将焊件回转并倾斜，是焊件上的焊缝置于有利施焊位置的焊件变为机械。

座式焊接变位机如图是焊接变位机的种，其工作台连同回转机构通过倾斜轴支撑在机座上，工作台以焊速回转，倾斜轴通过扇形齿或液压缸，多在的范围内恒速或变速倾斜。

该机稳定性好，般不用固定在地基上，搬移方便，适用于焊件的翻转变位。

常与伸缩臂式焊接操作机或弧焊机器人配合使用。

图座式焊接变位机焊接变位机的驱动系统焊接变位机工作台的回转运动，多采用直流电动机驱动，无级变速工作台的倾斜运动有两种驱动方式种是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜图或通过螺旋副使工作台倾斜应用不多另种是采用液压缸直接推动工作台倾斜。

这两种驱动方式都有应用，在小型变位机上以电动机驱动为多。

工作台的倾斜速度多为恒定的，但对应用于空间曲线焊接及空间曲面堆焊的变位机，则是无级调速的。

另外，在驱动系统的控制回路中，应有行程保护过载保护断电保护及工作台倾斜角度指示等功能。

工作台的回转运动应具有较宽的调速范围，国产变位机的调速比般为左右国外产品般为，有的甚至达。

工作台回转时，速度应平稳均匀，在最大载荷下的速度波动不得超过。

另外，工作台倾斜时，特别是向上倾斜时，运动应自如，即使在最大载荷下，也不应产生抖动。

方案简介本设计主要针对焊接变位机的回转机构进行设计，该设计要求焊接变位机的载重量为，最大回转力矩为，最大倾斜力矩为，工作台回转速度为，工作台倾斜速度为，工作台倾斜角度为。

设计中，其回转系统由直流电动机，通过同步带传动第级蜗杆减速第二级蜗杆减速后，带动工作台回转，该系统总传动比在之间，无级可调。

工作台的许用回转力矩为。

设备要求直流供电有足够的光照及通风换气条件工作场地，环境温度应不超过，相对湿度以下，海拔不超过。

回转机构的设计回转机构传动简图回转机构传动简图如图所示图吨座式焊接变位机传动简图原始数据载重量最大回转力矩最大倾斜力矩工作台回转速度工作台倾斜速度工作台倾斜角度工作条件使用年限年设每年工作天，每天工作小时，载荷平稳，环境清洁，有较好的通风条件。

电动机的选择如下表所示表电动机型号电动机型号额定功率满载转速额定转速最高转速额定电压重量第三章回转机构减速器的设计总传动比总，其中为电动机的满载转速，为工作台的回转速度，故选用二级减速器。

总传动比的分配为使带传动尺寸不致过大，其中是带传动的传动比，是蜗杆传动的传动比，满足。

可取，则总又，所以，取，。

即第级蜗杆传动比，第二级蜗杆传动比。

计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速各轴的功率其中，是同步带传动的效率，是蜗杆传动的效率，是对滚动球轴承的传动效率，是联轴器的效率，各效率数据由附表查得。

各轴的转矩各数据汇总表各轴参数参数轴名称电动机轴轴轴轴工作台转速功率转矩传动比效率传动零件的设计同步带传动的设计及计算设计功率由表查得选定带型和节距根据和，由图确定为型带，小带轮齿数根据带型和小带轮转速，由表查得小带轮的最小齿数