摘要
在我国，焊接变位机已成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业，有了较大的发展，并获得了广泛的应用。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，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。
300公斤手动焊接变位机正是当前众多焊接机械产品的一种，它通过一些机械传动机构，用来实现焊接工件的回转、倾斜，使得焊工操作的更加方便快捷，提高工作效率。在本次设计中，参照设计数据和相关资料，首先选择机构和传动方式，确定机构各个部分的传动功率、转矩和进行强度计算和校核，保证机构的合理性，使得设计出的装备能在给定年限内正常工作；然后对各个机构进行连接设计，画出结构简图；最后设计细节问题，画出总装图，保证产品的可生产性，便于规模化生产。
本次设计的主要内容是一个倾斜机构，采用了涡轮蜗杆机构，用来减小尺寸和实现传动机构的自锁。整个机构简单可靠，操作方便。
关键词：手动式焊接变位机；回转机构；倾斜机构；轴；齿轮；涡涡轮蜗杆
目录
1 引言 (1)
1.1开发焊接变位机的意义和目的 (1)
1.2焊接变位机目前的发展状况 (1)
1.2.1国内焊接变位机的产品简介 (1)
1.2.2国外焊接变位机的的产品简介 (2)
2 手动焊接变位机总体方案设计 (3)
2.1 设计方案的确定 (3)
2.2设计要求、技术要求 (3)
2.3回转机构的确定 (3)
2.4倾斜机构的确定 (3)
2.5机构预期寿命估算 (3)
3倾斜机构设计 (4)
3.1方案确定 (4)
3.2倾斜力矩的计算 (4)
3.2.1最大倾斜力矩 (4)
3.2.2计算传动功率，确定传动比 (4)
3.2.3传动比分配 (4)
3.2.4选材 (5)
3.2.5按齿面接触强度设计 (5)
3.2.6计算接触疲劳许用应力 (5)
3.2.7计算圆周速度v (6)
3.2.8计算载荷系数 (6)
3.2.9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 (6)
3.2.10计算弯曲疲劳应力 (7)
3.2.11几何尺寸计算 (8)
4 涡轮蜗杆机构设计 (8)
4.1选择蜗杆传动类型 (8)
4.2选择材料 (8)
4.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (8)
4.3.1确定作用在涡轮上的转矩2T (8)
4.3.2 确定载荷系数K (8)
4.3.3 确定弹性影响因素E Z (9)
4.3.4 确定接触系数p Z (9)
4.3.5 确定许用接触应力[]Hσ
(9)
4.3.6 计算中心距 (9)
4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸 (9)
4.4.1 蜗杆 (9)
4.4.2 涡轮 (10)
4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度 (10)
5倾斜轴的设计 (11)
5.1选取轴的材料 (11)
5.2初步估算轴的最小直径 (11)
5.3轴上结构设计 (11)
5.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (11)
5.3.2轴上零件的周向定位 (12)
5.4求轴上的载荷 (12)
5.4.1 V平面内倾斜轴轴受力分析 (13)
5.4.2按弯扭合成应力校核轴的强度 (15)
5.4.3校核倾斜轴的轴承 (16)
5.4.4倾斜轴上键的校核 (16)
6蜗轮轴的设计 (17)
6.1选取轴的材料 (17)
6．2初步估算轴的最小直径 (17)
6.3.轴上结构设计 (18)
6.3.1拟定轴上零件的装配方案 (18)
6.3.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (18)
6.3.3轴上零件的周向定位 (18)
6.3.4求轴上的载荷 (19)
6.3.5按弯扭合成应力校核轴的强度 (21)
6.3.6校核倾斜轴的轴承 (21)
6.3.7倾斜轴上键的校核 (22)
7蜗杆轴的设计 (23)
7.1蜗杆轴结构设计及各部分尺寸 (23)
7.1.1蜗杆轴结构设计如图 (23)
7.1.2确定蜗杆轴各段轴尺寸 (23)
7.2蜗杆轴轴承的选择 (24)
7.3蜗杆轴键的选择 (24)
7.4蜗杆轴受力分析及校核 (24)
7.4.1蜗杆轴受力分析 (24)
7.4.2蜗杆轴强度校核 (27)
7.4.3按弯扭合成应力校核轴的强度 (28)
7.4.4蜗杆轴滑动轴承的选择 (29)
7.4.5蜗杆轴键的校核 (30)
8其它重要数据 (30)
9 结语 (31)
参考文献 (32)
致谢 (33)
1 引言
1.1开发焊接变位机的意义和目的
在焊接生产中，经常会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计研制了焊接变位机，它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用，可以实现焊接的机械化、自动，提高了焊接的效率和焊接质量。焊接变位机可以应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。
在现在加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为一种不可缺少的设备，其作用越来越突出。特别是近十年来，这一产品在我国工业机械行业有了很大的发展，获得了广泛的应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很复杂，尤其是各种机械的主要关键部位，其焊接质量的好坏直接影响整机性能，而选择合适的变位机能提高焊接质量和生产效率，降低工人的劳动强度和生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必须适应形势，通过焊接变位机等基础设备投入达到生产能力的革命。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，对着方面的投入都在加大。
1.2焊接变位机目前的发展状况
在我国，焊接变位机也已悄然成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了较大的发展，获得了广泛的应用。就型式系列和品种规格而言，已问世的约有十余个系列，百余品种规格，正在形成一个小行业。在国际上，焊接变位机包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有普通型的，有无隙传动私服控制型的，产品的额定负荷范围，达到0.1KN～18000KN。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不低，中、小、大发展齐全的产品。下面对焊接变位机在国内外的发展状况作简要介绍：
1.2.1国内焊接变位机的产品简介
现在我国生产焊接变位机的的厂家已经不少，大都不成规模。以变位机为主导产品发展起来的企业尚未形成。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单位生产的变位机在国内占有较大市场。到2000年，国内已开发的变位机产品约70余品种规格，以下简述这些变位机的基本型式，基本型产品发展了17个系列，主要为普通型，用于手把焊，此外，还
有调速型、联控型（PLC、微机控制）和机器人配套型产品。与机器人配套用的变位机，开发了十余个品种。包括工位变换变位机（不参与焊接），如立式双工位、四工位、八工位变位机，双座单回转式八工位和倾翻回转式双工位变位机等：与机器人配套焊接变位机（机器人外部轴），如倾翻-回转伺服传动式、双座单回转伺服传动式、多轴单回转伺服传动式等。
1.2.2国外焊接变位机的的产品简介
一般来说，生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都生产焊接变位机；生产焊接机器人的厂家，大多生产与机器人配套的焊接变位机。但是，以焊接变位机为主导产品的企业非常少见。德国Severt公司，美国Aroson公司，我国天津鼎盛工程机械有限公司等，算是比较典型的生产焊接变位机的企业。德国的CLOOS、奥地利的IGM、日本松下机器人公司等，都生产伺服控制与机器人配套的焊接变位机。以下仅就变位机型式、第一主参数等做些介绍。
（1）德国Severt公司
该公司主要生产8种类型的产品，其中7种是焊接变位机。每种型式的焊接变位机，按其功能讲，均包括基本型、调速型、CNC程控型和机器人配套型等4种产品。
（2）德国LCOOS公司
德国LCOOS公司是国际上生产焊接设备的大型公司之一。生产焊接机器人、焊机等产品，也生产作为焊接机器人外部轴的焊接变位机。在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的L型双回转式、倾翻-回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单座单回转WPV、立式单回转RR502以及各种多轴焊接机器人配套的变位机。
（3）美国Aroson公司
美国Aroson公司生产的焊接设备有焊接变位机、操作机、滚轮架等，可称世界之最。这个公司生产的焊接变位机主要类型为倾翻-回转式、倾翻-回转升降式、双座双回转式、双座单回转式和双座单回转升降式，其承载能力范围为11Kg～1810吨。
（4）日本松下（Panasonic）公司
日本松下公司也是机器人制造公司。这个公司生产的机器人外部设备—焊接变位机有12个系列。他们把传动装置、机座、夹具体等做成了标准模块，集合而成这些产品系列，按轴数和结构型式分类。
2 手动焊接变位机总体方案设计
2.1 设计方案的确定
图2-1 焊接变位机结构示意
2.2设计要求、技术要求
2.3回转机构的确定
由于工作台回转速度低，额定功率低，故可取手柄传动；因传动比比较大，并要求有自锁功能，故选择蜗轮蜗杆传动，选用一级齿轮。
2.4倾斜机构的确定
工作台的倾斜是为了使工件定位，其倾斜运动一般是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜。因此次设计的载重量不是很大，故采用人工手柄带动，采用两级减速，蜗轮蜗杆减速及半圆齿轮机构，从而形成?
0的调速范围。
-
?120
2.5机构预期寿命估算
机构预期使用寿命为5年，由于变位机上面焊件不总是在全自动化条件下焊接及安装和取放，即不是连续工作，则按运行时间按工作时间的50%计算。以每天两班制，
全年工作300个工作日记则其使用寿命为12000%50823005=????小时。
根据《焊接工装夹具及变位机械图册》初步设计焊接变位机简图，如图2-2所示。
3倾斜机构设计
3.1方案确定
倾斜机构是手柄经涡轮蜗杆减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜。 减速器+扇形齿轮
3.2倾斜力矩的计算
3.2.1最大倾斜力矩
由力学知识分析知，最大倾斜力矩出现在α= αmin ，β=90°时及α= 90°，β=0°时
max =3009.8735000T M N mm =?=? 3.2.2计算传动功率，确定传动比
涡轮蜗杆传动，
20.43η= 圆柱齿轮30.97η=
二级传动总效率： 120.430.970.42ηηη?==?=
传动功率：
max 7350001
0.189********.42T M n p Kw
η??=
==?
3.2.3传动比分配
总传动比
60=
=601i 总
图2-2 手动焊接变位机简图
减速涡轮蜗杆132i = 齿轮减速2 2.5i = 3.2.4选材
因为翻转速度不高，选用7级精度
大小齿轮均选用40Cr （调质），火焰表面淬火，硬度为280HRC 选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=24X2.5=60 3.2.5按齿面接触强度设计
由设计计算公式（10-9a ）进行计算，即
[]2
11132.2???
?
??±?≥H E d t Z u u KT d σφ 确定公式内的各计算数值 试选载荷系数t K =1.3 计算小齿轮传递的转矩
55151195.51095.5100.18
6.876102.5P T N mm
n ???===??
由表10-7选取齿宽系数d φ=0.5
查表10-6得材料的弹性影响系数2
1
a 8.189MP Z E =
由图10-21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限lim 1600H MPa σ=；大齿轮的接
触疲劳强度极限lim 2550H MPa σ=
由式10-13计算应力循环系数
11606013120002160000h N n jL ==???=
6
6
2 2.16100.864102.5N ?==?
取接触疲劳寿命系数1HN K =1.5 2HN K =1.34 3.2.6计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得 []1lim 1
1 1.5600900HN H K MPa S σσ=
=?= []
2lim 2
2 1.34550750HN H K MPa S σσ==?=
计算
试算小齿轮分度圆直径t 1d ，代入[]H σ中较小的值。
1125.98
t
d mm
≥==
3.2.7计算圆周速度v
1199.991 2.50.0165
601000601000
t
d n m
v s
ππ??
===
??
计算齿宽10.5125.9862.99
d t
b d mm
φ
=?=?=
计算齿宽与齿高之比
h
b
模数
1
1
62.99
2.63
24
t
t
d
m
Z
===
齿高 2.25 2.25 4.166 5.905
t
h m mm
==?=
62.99
10.66
5.905
b
h
==
3.2.8计算载荷系数
根据0.0165
v m s
=，七级精度，由图10-8查得动载系数 1.02
v
K=直齿轮，1
=
=
α
αF
H
K
K
由表10-2查得使用系数1
=
A
K,由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承悬臂布置时 1.328
H
Kβ=由
10.66
b
h
=
， 1.328
H
Kβ=查图10-13得 1.421
F
Kβ=；故载荷系数
1 1.021 1.328 1.335
A H H
K K KvK K
αβ
==???=
3.2.9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径
由式（
10-10a）得
11125.98127.73
d d mm
===
计算模数m
1
1
127.73
5.32
24
d
m
Z
===
按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为
[]
3
a
a
2
1
d
1
2
m??
?
?
?
?
≥
F
S
F
Y
Y
Z
KT
σ
φ
确定公式内的各计算数值
由图10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限a 5001MP FE =σ大齿轮的弯曲强度极限
2380FE MPa σ=
由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数1 1.16FN K =，2 1.11FN K = 3.2.10计算弯曲疲劳应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式(10-12)得
[]111 1.16500
414.291.4FN FE F K MPa S σσ?=
== []222 1.11380
301.291.4FN FE F K MPa S σσ?=
==
计算载荷系数K
1 1.121 1.4
2 1.5904A v F F K K K K K αβ==???=
查取齿形系数
由表10-5查得65.21a =F Y ；2 2.236Fa Y = 查取应力校正系数
由表10-5查得58.11Sa =Y ；2 1.754Sa Y = 计算大、小齿轮的
[]
F S F Y Y σa
a 并加以比较
[]11
1
2.65 1.58
0.01011
414.29
Fa Sa F Y Y σ?=
=
[]22
2
2.263 1.754
0.01302
301.29
Fa Sa F Y Y σ?=
=
大齿轮的数值大
设计计算 3.67m mm ≥=
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模
数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数5按接触强度算得的分度圆直径1127.73d mm =
11127.73255d Z m =
==
大齿轮齿数2 2.52562Z =?=
这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，
并做到结构紧凑，避免浪费。
3.2.11几何尺寸计算
计算分度圆直径11255125d Z m mm ==?=
22625310d Z m mm ==?=
计算中心距
12125310
217.522d d a mm ++=
==
计算齿轮宽度
10.512562.5d b d mm φ==?=
取162.5B mm =，267.5B mm =
4 涡轮蜗杆机构设计
蜗杆转速 80r/min ，传动比 i = 32 ，使用寿命为12000小时。
4.1选择蜗杆传动类型
根据 GB/T 10085 – 1988 的推荐，采用渐开线蜗杆。
4.2选择材料
考虑到蜗杆传动功率不大，速度很低，故蜗杆用45钢；因希望效率高写，耐磨性
好些。故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45-55HRC ，涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。
4.3按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（11-12）传动中心距
a ≥
4.3.1确定作用在涡轮上的转矩2T 按1z =1,传动效率 η =0.43则
6
621120.180.43329.5510=9.5510=295668.n 80n P T N mm η??=???
4.3.2 确定载荷系数K
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数1K β=;由表11-5 选取使用系数
1A K =;由于转速不高，冲击不大，可取动载系数 1.05V K =；则
11 1.05 1.05A V K K K K β==??=
4.3.3 确定弹性影响因素 E Z
因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配，故 1
2
160a E Z MP = 4.3.4 确定接触系数p Z
先假设蜗杆分度圆直径1d 和传动中心距a 的比值1
0.35
d a =，从图11-18可查得
2.9P Z =。
4.3.5 确定许用接触应力[
]
H σ
根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬
度>45HRC ，可从表11-7中查得涡轮的基本许用应力[]a =268H MP σ'。 应力循环次数
6280
60j 60112000 1.81032h N n L ==??
?=?
寿命系数
1.2391
HN K ==
则
[][] 1.2391268332.07
H A H N H a
a K M P M P σσ'==?=
4.3.6 计算中心距
84.64a mm
≥=
故取中心距125a =mm ，从表11-2中取模数5m =mm ，蜗杆分度圆直径150d =mm 。
这时150
0.4
125d a ==。从图11-18中可查得接触系数 2.64Z ρ'=,因为Z Z ρρ'<，因此
以上计算结果可用。
4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸
4.4.1 蜗杆
轴向齿距15.705a P m π==mm ； 直径系数10q =；
齿顶圆直径11260a a d d h m *
=+=mm;
齿根圆直径11238f dn d h =-=mm; 分度圆导程角54238r '''=；
蜗杆轴向齿厚1
7.8538
2a s m π==mm
4.4.2 涡轮 涡轮齿数231Z =；
涡轮分度圆直径22531155d mZ ==?=mm ； 涡轮喉圆直径222215525165a a d d h =+=+?=mm ； 涡轮齿根圆直径22221552 1.25143f f d d h -==-??=mm ；
涡轮咽喉圆半径2211
10016517.5
22g a r a d =-=-?=mm
4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度
2
2121.53F Fa F KT Y Y d d m
β
σσ??≤?
?
=
当量齿数
223332
32.487cos cos 5.71v z z γ=
==
根据20.5x =-，232.487v z =，从图11-19中可查得齿形系数2 3.27Fa Y =。
螺旋角系数 5.71110.9592
140140B Y γ=-=-=
许用弯曲应力
[][]F F F N
K σσ'=?
从表11-8中可查得由ZCuSn10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力 []56a F MP σ'= 。
寿命系数
0.937FV
K ==
[]560.93752.472a F MP σ=?=
1.53 1.05295668
3.270.959236.118a
501655F MP σ??=
??=??
所以弯曲强度是满足的。
5倾斜轴的设计
5.1选取轴的材料
选45钢调质处理，由表15-1可查取如下参数：
硬度：HBS=220；抗拉强度极限：B σ=650 M Pa ；弯曲疲劳极限：1σ-=275 M Pa ； 屈服极限强度：0σ=355 M Pa ；剪切疲劳强度：1I =155 M Pa ；许用弯曲应力：
[]1σ-=60 M Pa 。
5.2初步估算轴的最小直径
由前面计算可知n =1r/min ，P=0.075Kw 。查表15-3可取0A =115。
min 11548.5d A mm ≥==
若考虑键槽直径应增加15%，则
()min 48.5115%55.8d mm
=?+=
5.3轴上结构设计
拟定轴上零件的装配方案如图（5-1）
5.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
为了满足齿轮的轴向定位要求，齿轮的右端应制出一段轴肩，故取齿轮右端的轴
图5-1 零件的装配方案
肩为h=2.5，左端用垫圈和螺栓定位
初步选择滚动轴承。因轴承仅受径向力，所以选用深沟球轴承，选用0组基本游隙组，初步选取深沟球轴承6213，其尺寸为:6512023d D B ????。右端深沟球轴承采用轴肩进行轴向定位，由手册查得深沟球轴承6213的轴肩为h=4.5 轴承端盖的总宽度为20mm 取轴与箱体连接部分的长度为68 至此。轴的各段直径和长度已确定。 5.3.2轴上零件的周向定位
扇形齿轮与轴的连接和轴与箱体的连接均采用圆头平键连接。扇形齿轮与轴的连接的间的尺寸为149b h ?=?，键槽用键槽铣刀加工，长为80mm ，同时为了扇形齿轮
和轴有很好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为
7
6
H h ，同样轴与箱体的连接的键的尺寸1811b h ?=?，键槽用铣刀加工。轴与箱体的配合为7
6
H k ，滚动轴承与轴的配
合定位是由过度配合来确定的，此处选轴的直径公差为m6 确定轴上圆角和倒角尺寸
取轴端倒角为245?，各轴肩处的圆角半径r=2
5.4求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时应从手册查取
图5-2 倾斜轴的简图
图5-3 轴的受力分析图5.4.1 V平面内倾斜轴轴受力分析
(1)垂直平面内受力分析如下图
图5-4 垂直面受力分析图（2）做出倾斜轴在V面内的弯矩图
（3）对倾斜轴在H 面内进行受力分析
（4）做出倾斜轴在H 面内的弯矩图
（5）将倾斜轴在V 面和H 面内的弯矩进行合成，并做出弯矩图如下图
图5-5 倾斜轴在V 面内的弯矩图
图5-6
倾斜轴在H 面的受力分析
（6）做出倾斜轴的扭矩图
5.4.2按弯扭合成应力校核轴的强度
轴双向旋转，扭转切应力为对称循环应力取=1
α，轴的计算应力
ca
σ=
前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得[]1=60a
MP
σ
-
。因此[]
ca1
σσ
-
<，
故安全。
图5-7 倾斜轴弯矩合成图
图5-8 倾斜轴的扭矩图
摘要 焊接变位机运动系统的设计是焊接变位机方案设计的核心内容，而焊接变位机运动自由度的确定是其前提条件。焊接变位机的关键是对变位机进行最佳位置焊接所需要的运动自由度的设计，如平动或转动的设计。 伸臂式焊接变位机是将工件回转，翻转，以便使工件上的焊缝置于水平和船形位置的机械装置。伸臂式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变位机，载重量一般不超过1吨。伸臂式焊接变位机的主体部分是翻转机构、回转机构、底座。本设计主要论述了焊接变位机械的组成，工作原理，重点讲述了其中的旋转减速机构的设计，旋转减速机构通过电机驱动，经过带传动，二级蜗杆蜗轮减速器的传动，起到减速和工作台的旋转运动的效果。包括了电机的选择，键的选择，轴承的选择等，还有带轮传动的计算，蜗轮蜗杆传动的计算，蜗杆轴的校核，轴承的校核等一系列设计计算。 焊接变位机有利于实现最佳位置的焊接过程、提高工作效率、降低疲劳强度并达到良好的焊缝成型。 关键词：焊接变位机械；带传动；蜗轮蜗杆传动；减速器
Abstract The design of the moving system of the welding positioner is the core content of the scheme design,but the system depends on the moving freedom`s certainty.The key part of the design of the welding positioner is the design of the moving freedom, according to the best welding position. The main parts of the welding positioner include overturning machinery, circumgyrating machinery and the base.The arm-extending welding posioner is used most widely ,the load is less than one ton.The arm-extending welding positioner is the machine which makes the workpiece circumgyrate and overturn to make the welding line on the workpiece park the level direction and cymbate position. The welding positioner`s makeup and operating principle make up of the paper ,which disserates the design of the turning gear of the machine .The belt driving and two stage worm wheel retarder make the turning gear realize the man`s anticipating speed.The use of the techogenerator which will feed back the instant speed to the generator and then the controller will adjust the speed makes sure of the high welding line quality. Welding positioner is in favor of the welding process to achieve the best possible position,improving efficiency,reducing the fatigue strength,and forming a good weld. Key words:welding posioner,belt drive,worm drive,reducer
毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 承重500公斤球阀卧式焊接变位机的设计 一、前言（说明设计或论文的目的、意义，介绍有关概念） 在焊接生产中，经常会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计研制了焊接变位机。它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊接的位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用，可以实现焊接的机械化，自动化，提高了焊接的效率和焊接的质量。使焊接变位机可以应用于化工，锅炉，压力容器，电机电器，铁路交通，冶金等工业部门的自动焊接系统。 在现代加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为的一种不可缺少的设备，其作用越来越突出。特别是近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了很大的发展，获得了广泛地应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很复杂，尤其是各种机械的主要关键部件，其焊接质量的好坏直接影响整机性能。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，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。1随着计算机技术不断向智能化发展，动控制和信息技术在制造业中的广泛应用，焊接变位机也朝着智能化、多功能化、大型化、集成化、高精度、高可靠度方向发展。 焊接变位机是改变焊件、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。 焊接变位机是一种通用、高效的以实现环缝焊接为主的设备装置。可配用氩弧焊机(填丝或不填丝)、熔化极气体保护焊机(C02/MAG/MIG焊机)、等离子焊机等焊机电源并可与其它机组成自动焊接系统。该产品主要由旋转机头、变位机构以及控制器组成。旋转机头转速可调，具有独立调速电路，拨码开关直接预置焊缝长度。倾斜角度可根据需要调节。焊枪可气动升降。2 对变位机的基本要求 a．保证施焊；b．提高生产率，降低成本；c．操作方便、省力、安全；d．具有良好的工艺性，便于制造、维修和保养。
目录 题目 (Ⅰ) 摘要 (Ⅰ) 1引言 (1) 1.1开发焊接变位机的意义和目的 (1) 1.2焊接变位机目前的发展状况 (1) 1.2.1国内焊接变位机的产品简介 (1) 1.2.2国外焊接变位机的产品简介 (1) 1.3本次设计的意义和工作内
容 (2) 2伸臂式焊接变位机总体方案设计 (2) 2.1设计要求 (2) 2.2总体方案的确定 (2) 3伸臂式焊接变位机的设计 (3) 3.1伸臂旋转减速器的设计 (3) 3.1.1伸臂旋转减速器的传动方案简图 (3) 3.1.2选择电动机 (3) 3..1..3确定传动
比 (4) 3.1.4计算传动装置的运动和动力参数 (5) 3.1.5V带轮的设计计算......................................................................................................................... 6 3.1.6高速级蜗轮蜗杆设计. (9) 3.1.7低速级蜗轮蜗杆设计 (11) 3.1.8轴的校核.......................................................................................................................................1 2 3.1.9轴承寿命的计算..........................................................................................................................1 5 3.1.10较核轴上的键的强度 (16)
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 焊接变位机安全操作维护规程 (新版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
焊接变位机安全操作维护规程(新版) 1目的 为安全正确地操作使用、维护保养好焊接变位机。 2范围 适应于焊接变位机的安全操作和维护保养。 3职责 设备管理部门负责监督本规程的实施。 设备使用者负责设备安全正确使用和维护保养。 4内容和要求 4.1操作者应熟悉设备的性能、结构和传动原理；并严格按照设备说明书规定程序操作设备；按要求穿戴劳保用品。 4.2本机具有两个全回转自由度，可绕两个相互垂直的轴回转360度，被焊工作的任一条焊缝都可转到平焊或船焊位置；
4.3大回转控制有正转发反转两个按钮，按下正转按钮，L臂正转，按下反转按钮，L臂反转，相应指示灯亮；对于小回转控制，按下正、反 转按钮，可控制来件具与工作正反转，同时相应指示灯亮，大小回转的正反转均为点动，按位按钮运转，松开即停； 4.4安装和拆卸工件时，检查圆压板是否已取出及顶杆是否退回到位，以防工件损坏夹具； 4.5吊装工件不得有大幅度的摆动，防止工件撞坏夹具； 4.6工件落在夹具上时，要轻放，不得对夹具及变位机有过大冲击； 4.7工件装卡必须按要求定位，全部夹具的螺母、螺栓、顶丝都要拧紧，压板压牢。装卡完成后需试转检查，确认装稳后再正式作业； 4.8工作前应检查工件回转可及范围内有无其它物品，避免发生碰撞； 4.9工件转至作业们置后，应将电源开关关闭，切断电源，防止
目录 1.设计方案确定…………………………………………………………………………………… 1.1设计要求、技术要求………………………………………………………………………. 1.2回转机构的确定……………………………………………………………………………. 1.3倾斜机构的确定……………………………………………………………………………. 1.4机构预期寿命估算…………………………………………………………………………. 2.回转机构设计…………………………………………………………………………………… 2.1回转轴强度计算……………………………………………………………………………. 2.2根据回转轴直径及受力情况选择轴承……………………………………………………. 2.3设计回转轴结构尺寸、选择键……………………………………………………………. 2.4回转机构驱动功率计算及电机选择………………………………………………………. 2.5设计回转轴减速机构………………………………………………………………………. 2.6回转主轴受力分析及校核，轴承校核……………………………………………………. 3.倾斜机构设计. ………………………………………………………………………………… 3.1方案确定… ……………………………………………………………………………… 3.2最大倾斜力矩计算… …………………………………………………………………… 3.3V带传动…… ……………………………………………………………………………… 3.4涡轮蜗杆传动……………………………………………………………………………… 3.5扇形齿轮机构……………………………………………………………………………… 3.6倾斜轴及轴承设计………………………………………………………………………… 4.总结… ………………………………………………………………………………………......参考文献
优秀设计 本科毕业设计（论文） 1.0t普通座式焊接变位机工装设计 年级: 学号: 姓名: 专业: 20**年6月
院系专业 年级姓名 题目 1.0t普通座式焊接变位机工装设计 指导教师 评语 指导教师 (签章) 评阅人 评语 评阅人 (签章) 成绩 答辩委员会主任 (签章) 年月
毕业设计（论文）任务书 班级学生姓名学号 发题日期：20** 年 03 月 10 日完成日期：月日 题目 1.0t普通座式焊接变位机工装设计 1、本论文的目的、意义焊接变位机是将焊件回转、倾斜，以使工件上的焊缝置于水平和船形位置的装置，主要用于机架、机座、机壳等非长方形工件的焊接。 座式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变为机械，载重量一般为1-50t，本设计主要进行1.0t的通用型座式焊接变位机，该装备是以电动机-减速器驱动工作台回转并倾斜的焊接变位机械，是为适应相关工件焊接需要而出现的焊接设备。 2、学生应完成的任务 （1）完成A0当量图纸大于3张。 （2）英文翻译大于10000字符。 （3）论文。 （4）毕业设计指导纪要。
3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周） 第一部分查阅文献及调研（1周）第二部分设计方案的确定 (2周) 第三部分绘制设备结构及零件图（8周) 第四部分论文书写 ( 2周) 第五部分论文修改 (1周) 评阅及答辩( 周) 备注 指导教师：年月日 审批人：年月日
摘要 焊接变位机也已成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把它划为焊接辅助机。就型式系列和品种规格而言，已问世的，约有十余个系列，百余个品种规格，正在形成一个新兴行业。但是，有关焊接变位机的基本概念、型式与分类、主要技术参数等，存在不统一的问题。 本题目是设计能载重1.0t工件，进行全位置焊接的变位机械。主要内容是关于焊接时机械的回转翻转的控制、电机选择、减速器的选择、各个轴和齿轮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从而确定设备所需要的电机类型，包括：电机的转速、额定功率、电压电流等，在此基础上计算轴的尺寸和相应配件的型号，并且对其进行相关的强度、使用寿命等的校核，然后对一些外购件也进行选择。最后使用CAD软件将相关的零件图。总装图绘制出来。 选用的方法主要是机械设计的相关知识，使用到的有材料力学、金属工艺学、Autocad等。 关键词：焊接变位机；机械设计
目录 第一章绪论 (2) 1.1选题背景 (2) 1.2研究的目的和意义 (2) 1.3国内外研究综述 (3) 第二章焊接变位机的主要性能及结构 (3) 2.1一般焊接设备应具备的性能 (3) 2.2焊接变位机的分类 (4) 2.3焊接变位机的主要结构及工作原理 (5) 2.4焊接变位机的选用原则 (6) 第三章焊接变位机的方案设计 (7) 3.1焊接变为机的整体方案设计 (7) 3.2 翻转机构设计 (8) 3.2.1第一级蜗杆的设计 (8) 3.2.2第二级蜗轮的设计蜗杆 (12) 第四章校核 (17) 4.1各轴转速 (17) 4.2各轴的功率 (17) 4.3 各轴的转矩 (18) 4.4 齿轮的校核 (18) 4.5 轴的校核 (21) 4.6小齿轮轴承的校核 (23) 第五章控制部分 (25) 5.1 控制部分电气原理图 (25) 5.2回转机构的控制部分 (25) 5.3翻转电机的控制 (26) 致谢 (27) 参考文献 (28)
第一章绪论 1.1选题背景 焊接技术自发明至今已有百余年的历史，工业生产中的一切重要产品，如航空、航天及核能工业中产品的生产制造都离不开焊接工艺,并且焊接质量的好坏直接影响产品质量的好坏以及整机性能。所以改进焊接技术，提高焊接质量对现代化工业有着重要的作用，其中提高焊接机械化、自动化水平，实现焊接工艺及装备的现代化是改进焊接质量的一个重要方面。一般来说，当焊件的质量较大或体积较大时，靠人工改变焊缝位置很不容易，且效率低下，在这样的焊接生产中，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，人们就设计制造了焊接变位机。合适的变位机能将被焊工件的焊缝转动到最佳位置,从而提高焊接质量及生产效率，更避免了立焊、仰焊等情况出现。变位机可以使工件上的接缝处于理想的船形位置或平焊位置，以方便进行焊接，是提高焊接效率和质量，降低劳动强度的有效工具。另外,选择合适的变位机能降低工人的劳动强度以及生产成本,加强安全文明生产,有利于现场管理。到如今，焊接变位机不仅仅是一种焊接辅助设备，它更是与与焊接操作机、焊接滚轮架并称为焊接辅助设备中三大机。 1.2研究的目的和意义 自从焊接技术发明以来，它便在机械制造工业当中占据着其不可替代的地位，工业生产中的绝大多数重要产品，如汽车、船舶、飞机等等产品的生产制造都离不开焊接技术。焊接质量的高低会直接影响产品的整体质量。所以，改进焊接技术，提高焊接质量对工业现代化起着重要的作用。而焊接变位机正是这样一个可以提高焊接工艺水平的关键焊接设备。 一般而言，对于加工比较复杂并且质量较重的工件我们很难人为的去改变工件的焊缝位置。在这个时候焊机变位机就显示了它的优越性，通过对工件的翻转与回转，焊接变位机可以将被焊工件的各类焊缝调整到最佳位置，从而避免仰焊、立焊等的出现，提高焊接加工质量。 在现如今的制造业当中焊接机器人的运用越来越广泛，未来能够充分发挥机器人的高能力，我们经常将机器人与焊接变位机组合使用。焊接变位机已经成为了焊接机器人工作站不可缺少的一部分，因此我对焊机变位机的研究是有很大现实意义的。 总之，焊接变位机是保证焊接效率和质量，提高焊接生产率，降低劳动强度，改善工人作业条件，实现机械化、自动化的的有效设备。另外,焊接变位机也能及生产成本,加强安全文明生产,有利于现场管理。目前，我国的焊接变位机行业已经开始起步，但是与世界一流水平还有一定的差距。所以，就焊接变位机的重要性和我国目前焊接变位机的现状来说，对焊接变位机的研究具有重大意义。
第２４卷第４期 焊接学报ｖ。１．２４Ｎ。４２０Ｏ３年８月ＴＲＡＮＳＡＣＴｌ０ＮＳ０ＦＴＨＥＣＨＩＮＡＷＥＬＤＩＮＧＩＮＳ７ｎＴＵＴｌ０ＮＡ“ｇｕｓｔ２Ｏ０３ 高精度数控焊接变位机控制系统设计与实现 石圩，樊丁。王政 （甘肃：［业大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室，兰州７３００５０）摘要：研制弧焊机器人用数控焊接变位机对弧焊机器人柔性加工单元（ｗＥＭｃ）的设 计具有重要的意义。作者以基于数字信号处理器（ＤｓＰ）的研华多轴运动控制乍ＰｃＬ一 ８３２｝为设计核心，采用基于模糊规则的智能双模协调控制器，即采用比例积分微分控 制器（Ｐ１Ｄ）和模糊控制器的加权合成算法，控制过程中模糊控制器和ＰＩＤ控制器同时 输出控制量，当控制误差较大时模糊控制器的输出权重较大，而当控制误差较小时ＰＩＤ 控制器的输出权重较大，有效避免了变结构控制器切换过程中的震荡，实现了焊接变位 机的高精度位置控制。作者对实时控制软件的结构设计和实时性要求进行了详细的理 论分析，提出了基于ＤＯｓ（Ｄｉｓｋｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）系统下的高精度数控焊接变位机多任 务实时控制软件的设计与实现方法。进行了多种工件的焊接试验，试验表明该控制系 统工作可靠，效果良好。 关键词：数控焊接变位机；智能双模控制器；实时多任务控制系统；弧焊机器人 中圈分类号：ＴＧ４３ｌ文献标识码：Ａ文章编号：０２５３—３６０ｘ（２００３）０４—２１一０４０序言 近年来，为了适应快速变化的市场需求，生产商 频繁地更换产品的品种和批量，这就对生产设备的自 动化程度和柔性化程度提出了很高的要求。弧焊机器 人柔性加工单元正是一种具有柔性化特点的高度自 动化焊接设备。它不仅能提高焊接生产率、产品的焊 接质量和可靠性、加工柔性和制造精度，而且还能改 善工人的劳动环境，降低劳动强度，提高经济效益ｕ－。 目前，我国研制的焊接机器人尚未产业化，焊接 柔性加工单元技术尚处于探索阶段，国内生产、应用 主要靠全套引进。弧焊机器人在国外已经批量化， 价格相对较低，而与机器人相配套的数控变位系统 却因加工对象而异，多属单件生产，因此价格往往是 机器人本身价格的３～７倍。作者的研究目的是在 进口弧焊机器人的基础上，再根据特定产品，自行研 制焊接变位机等机器人的外围设备及控制系统，可 以节约大量外汇，实现低成本焊接自动化。高精度 数控焊接变位机控制系统必须具有合理的体系结 构、较强的数据运算和处理能力、良好的信息融合控 制功能，以及开放的软硬件接口。 ｌ系统的硬件组成 收稿日期：２００２１２一０５ 基金砺目：甘肃省“九?五”攻关项目（Ｊ曲７４２１８ＩＢ）石圩 根据设计要求，变位机载重５００ｂ，能在两旋转 轴所确定的空间旋转并可在任意位置定位，且要保 持速度均匀，这就要求对电机实行速度和位置控制。 作者选用了交流伺服控制系统，并采用二ｌ：业控制计 算机作为核心，应用全闭环控制方案，保证在恶劣条 件下系统的控制精度与工作可靠性。图ｌ为控制系 统的硬件结构框图。 图１系统硬件框图 Ｆｉ昏１Ｓｙｓｔｅｍ∞ｎｓｔ八ｌｃｔｉｏｎｏｆｈａｒｄｗａｒｅ ２控制结构及算法 ２．１控制结构 按伺服系统的反馈控制方式来分，可分为开环 万方数据
珠海固得焊接自动化设备有限公司陈裕川江维何奕波摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成珠海固得焊接自动化设备有限公司陈裕川江维何奕波 摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成部件。本文概述了机器人焊接变位机的种类和结构形式，列举了焊接变位机在机器人工作站中典型的应用实例，详细地论述了机器人焊接变位机的技术要求、设计准则和计算方法，介绍了标准型机器人变位机的主要技术特性参数。 关键词：机器人工作站；变位机；设计准则 1 前言 在现代工业生产中，机器人的应用越来越普遍。为充分发挥机器人的功效，其通常与各种焊接变位机组合使用，从而实现高效、优质的焊接生产。目前，焊接变位机已成为焊接机器人工作站不可缺少的组成部分。一台较复杂的多轴焊接变位机的价格往往超过标准机器人本身的价格，可见焊接变位机的重要性。因此，必须重视焊接变位机的设计与制造。迄今，我国尚未制定焊接变位机设计规程，本文根据相关的技术文献，概括地讨论了机器人焊接变位机的设计准则。 2 焊接变位机的种类 目前，与机器人配套使用的焊接变位机有多种结构形式。现将最常用的焊接变位机分述如下： 2.1 固定式回转平台。这是一种最简单的单轴变位机，其结构形式见图1。工作平台可采用电机或风动马达驱动。通常工作平台的回转速度是固定不变的，其功能是配合机器人按预编程序将工件旋转一定的角度。 2.2 头架变位机。头架变位机也是一种单轴变位机，其结构形式如图2所示, 卡盘通常由电机驱动。与回转平台不同，其旋转轴是水平的，适用于装卡短小型工件，可配合机器人将工件接缝转到适于焊接的位置。 2.3 头尾架变位机。头尾架变位机由头架和尾架组成，其结构形式见图3，是机器人工作站最常用的变位机。在一般情况下，头架装有驱动机构，带动卡盘绕水平轴旋转。尾架则是被动的。如工件长度较大或刚度较小，亦可将尾架装上驱动机构，并与头架同步起动。严格地说，头尾架变位机仍属于单轴变位机。尾架在机座轨道上的水平移动在装卡工件时起作用，不与机器人协调动作。
西南交通大学 本科毕业设计（论文） 全部资料包含CAD图纸和毕业论文两部分
0.1t普通座式焊接变位机 年级:2002级 学号:20023237 姓名: 专业:材料加工工程 指导老师:
院系材料科学与工程学院专业材料加工工程 年级 2002级姓名贺有旭 题目 0.1t普通座式焊接变位机 指导教师 评语 指导教师 (签章) 评阅人 评语 评阅人 (签章) 成绩 答辩委员会主任 (签章) 年月日
毕业设计（论文）任务书 班级材料02—5班学生姓名贺有旭学号 20023237 发题日期：2006年 3月10日完成日期： 6月 15 日 题目 0.1t普通座式焊接变位机 1、本论文的目的、意义焊接变位机是将工件回转、倾斜，以便使工件上的焊缝 至于水平和船形位置的机械装置，主要用于机架、机座、机壳等非长形工件的焊接。 座式焊接变位机是应用最广的一种焊接变位机，载重量一般为1～50吨，本设计 主要进行0.1t的普通座式焊接变位机的设计，该装备是以电动机—减速机驱动工作 台回转并倾斜的焊接变位机械，是适应相关工件焊接需要而出现的焊接设备。 2、学生应完成的任务： （1）设计图纸A0当量大于3张； （2）设计说明书一份； （3）英文翻译一份； （4）设计日志一份
3、论文各部分内容及时间分配：（共 15 周） 第一部分查阅文献及调研 (1周) 第二部分总体设计方案的比较论证及拟定 (2周) 第三部分传动机构的设计及计算校核、修改 (3周) 第四部分绘制设备机构及零部件图 (8周) 第五部分毕业论文的撰写 (2周) 评阅及答辩 ( 周) 备注 指导教师：年月日 审批人：年月日
内部编号：AN-QP-HT420 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 焊接变位机安全操作维护规程通用范 本
焊接变位机安全操作维护规程通用范本 使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 1目的 为安全正确地操作使用、维护保养好焊接变位机。 2范围 适应于焊接变位机的安全操作和维护保养。 3职责 设备管理部门负责监督本规程的实施。 设备使用者负责设备安全正确使用和维护保养。 4内容和要求 4.1操作者应熟悉设备的性能、结构和传动
原理；并严格按照设备说明书规定程序操作设备；按要求穿戴劳保用品。 4.2本机具有两个全回转自由度，可绕两个相互垂直的轴回转360度，被焊工作的任一条焊缝都可转到平焊或船焊位置； 4.3大回转控制有正转发反转两个按钮，按下正转按钮，L臂正转，按下反转按钮，L臂反转，相应指示灯亮；对于小回转控制，按下正、反 转按钮，可控制来件具与工作正反转，同时相应指示灯亮，大小回转的正反转均为点动，按位按钮运转，松开即停； 4.4安装和拆卸工件时，检查圆压板是否已取出及顶杆是否退回到位，以防工件损坏夹具； 4.5吊装工件不得有大幅度的摆动，防止工
0.5吨液压伸臂式焊接变位机设计 摘要 焊接变位机运动系统的设计是焊接变位机方案设计的核心内容，而焊接变位机运动自由度的确定是其前提条件。焊接变位机的关键是对变位机进行最佳位置焊接所需要的运动自由度的设计，如平动或转动的设计。 伸臂式焊接变位机是将工件回转，翻转，以便使工件上的焊缝置于水平和船形位置的机械装置。伸臂式焊接变位机是应用最广泛的一种焊接变位机，载重量一般不超过1吨。伸臂式焊接变位机的主体部分是翻转机构、回转机构、底座。 其设计的主要内容包括：0.5吨液压伸臂式焊接变位机的机械结构、箱体、回转机构等的机械设计、装配图和零件图设计。对倾斜和转动方式、传动方式等可采用不同的设计方案。整个机械系统应简单可靠，操作方便、经济适用。编写相应的设计说明书。 关键词：伸臂式、焊接、变位机、液压。
DESIGN OF 0.5 TONS OF HYDRAULIC OUTRIGGERS WELDING POSITIONER ABSTRACT Abstract is …The welding dislodgement machine kinematic scheme design is the core content of the welds dislodgement machine plan design. But the welds dislodgement machine movement degree of freedom is the prerequisite situation. The key of welding dislodgement machine is the design of movement degree in the best position welding,such as plate or rotation design. Stretching arm-the welding dislodgement machine is rotating and turning over the specimens, in order to set the welded joint to the horizontal and the hull shape position mechanism. Stretching arm-welding dislodgement machine is one kind of the most applied widespread welding dislodgement machine, the load-carrying capacity generally does not surpass one ton. the stretching arm-welding dislodgement machine main body part is turning over the organization, rotation organization, foundation. The design of the main contents include: 0.5 tons of hydraulic outriggers welding positioner mechanical structure, cabinet, rotating mechanism such as mechanical design, assembly and part design plans. Tilt and rotation on the way, transmission methods can be a different design. The mechanical system should be simple, reliable, easy, affordable. The preparation of the corresponding design specification. KEY WORD: Cantilever ,Welding ,Positioner, Hydraulic.
开题报告 题目：0.5T焊接变位机的设计
一、毕业设计（论文）综述 1.1 题目背景 在焊接生产中，经常会遇到焊接变位及选择合适焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计和研制了焊接变位机，它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用，可以实现焊接的机械化，自动化，提高了焊接的质量和焊接效率。焊接变位机可以应用于化工，锅炉，压力容器，电机电器。铁路交通，冶金等工业部门的自动焊接系统[4]。 在现代加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为一种不可缺少的设备，其作用越来越突出。特别是近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了大的发展，获得了广泛的应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很复杂，尤其是各种机械的主要关键部件，其焊接质量的好坏直接影响整机性能。而选择合适的变位机能提高焊接质量及生产效率，降低工人的劳动强度和生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必须适应形势通过焊接变位机等基础设备投入达到生产能力的革命。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，对这方面的投入都在加大[5]。 1.2 研究意义 焊接变位机是一种焊接辅助设备，它与焊接操作机、焊接滚轮架并称为焊接辅助设备中三大机。焊接变位机是应焊接行业的机械化、自动化发展需要而产生的。焊接变位机作为一种焊接配套设备，用于管子横向对接焊接，管子与法兰内外环缝焊接，管子对管子全位置焊接。焊接变位机可水平翻转角度，通过工作台的回转及翻转运动使工件上焊缝处于最理想的位置进行焊接，从而大大提高焊缝质量，减轻焊工劳动强度，尤其是适合焊接各种轴类、盘类、筒体等回转工件的理想设备。 1.3 国内外相关研究情况 1.3.1 国内研究现状 现在我国生产焊接变位机的厂家已经不少，大都不成规模。以变为机为主导产品发展起来的企业，尚未形成。天津鼎盛公司工程机械有限公司、无锡市阳通机械设备有限公司、长沙海普公司、威达自动化设备有限公司等单位生产的变位机在国内占有较大市场。到2000年，国内已开发的变位机产品约70余种规格。以下简单介绍这些变位机的基本型式。以上基本型产品发展了17个系列，主要为普通型，用于手把焊。此外还有调速型、联控型和机器人配套型产品。 但是，在我国焊接变位机时一个年轻的产品，由于制造业之间发展水平的差异，很多企业的焊接工位，还没有装备焊接变位机；同时相关的研究也比较薄弱。在人们眼中仍然认为焊接变位机是一个无足轻重的产品。然而在国际上，包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有普通型的，有无隙传动私服控制型的；产品的额定
编号：SM-ZD-24801 焊接变位机安全操作维护 规程 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
焊接变位机安全操作维护规程 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整 体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅 读内容。 1目的 为安全正确地操作使用、维护保养好焊接变位机。 2范围 适应于焊接变位机的安全操作和维护保养。 3职责 设备管理部门负责监督本规程的实施。 设备使用者负责设备安全正确使用和维护保养。 4内容和要求 4.1操作者应熟悉设备的性能、结构和传动原理；并严格按照设备说明书规定程序操作设备；按要求穿戴劳保用品。 4.2本机具有两个全回转自由度，可绕两个相互垂直的轴回转360度，被焊工作的任一条焊缝都可转到平焊或船焊位置； 4.3大回转控制有正转发反转两个按钮，按下正转按钮，
L臂正转，按下反转按钮，L臂反转，相应指示灯亮；对于小回转控制，按下正、反 转按钮，可控制来件具与工作正反转，同时相应指示灯亮，大小回转的正反转均为点动，按位按钮运转，松开即停； 4.4安装和拆卸工件时，检查圆压板是否已取出及顶杆是否退回到位，以防工件损坏夹具； 4.5吊装工件不得有大幅度的摆动，防止工件撞坏夹具； 4.6工件落在夹具上时，要轻放，不得对夹具及变位机有过大冲击； 4.7工件装卡必须按要求定位，全部夹具的螺母、螺栓、顶丝都要拧紧，压板压牢。装卡完成后需试转检查，确认装稳后再正式作业； 4.8工作前应检查工件回转可及范围内有无其它物品，避免发生碰撞； 4.9工件转至作业们置后，应将电源开关关闭，切断电源，防止误动作； 4.10工件总重及其重心偏心矩不得超过额定参数（见铭牌）。
本次设计是以焊接变位机作为主要的研究对象。在焊接变位机中采用全液压系统，使之重量减轻，自动化程度增强，变位机中的传动部分是由一个油泵机组分别驱动油马达和三组油缸带动工作台进行回转和倾斜，并使主，副臂产生俯仰动作调节工作台的高低。本次设计对焊接变位机的传动机构的特点和组成都做了详细的介绍，对机构中的主要零部件做了具体的设计。本次设计采取了独特的设计，使得产品更为先进、实用，设计后制造出来的焊接变位机主要应用在焊接行业上，这样可以缩短焊接辅助时间，提高工人的劳动生产率，减轻工人劳动强度，改善焊接质量，并充分发挥各种焊接方法的效能。 在焊接生产中，经常会遇到焊接变位以及选择合适的焊接位置的情况，针对这一实际需要，我们设计的焊接变位机，它可通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用，可实现焊接的机械化、自动化，提高了焊接的效率和焊接质量。焊接变位机可应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。 关键词： 焊接变位机；液压系统；回转；倾斜；
The design is subject to weld change site equipment .The weld change site equipment，which the hydraulic system been used to lighten its weight and achieve highly automatically. The transmission part of the equipment is powered by one group of oil pump，several hydraulic motor and three hydrocylinder drive the work table to achieve rotation, incline and vice-arm to adjust work table height. The detailed system feature and components have been introduced in this design to emphasis the cutting edge and reality feature, which been enhanced by the specialty design of its major component. Weld change site equipment is mainly for welding industry to reduce the welds the assistance period, enhance work efficiency, reduce utility of labour and improve quality of welding. Most importantly, weld change site equipment could enhance the effect of almost every sort of welding。 In the welding production, it can meet the welding frequently to transition and to choose the appropriate welding position the situation, in view of this actual demand. This design the Weld change site Equipment. It has been possible through the work table rotation and incline. It causes the welded joint to be in easily to weld the position. The weld change site equipment and the welding operation machine coordination use, can realize the welding mechanization, the automation, enhanced the welding efficiency and the welding quality. Weld change site equipment can be applied in the industrial section of the chemical engineering, boiler, pressure container, electrical engineering electric appliances, rail communication, metallurgy to weld system automatically. Keywords： weld change site equipment；hydraulic system；rotation；incline
现代机器人焊接变位机的设计准则 摘要：在现代焊接机器人工作站中，变位机是实现高效、优质焊接生产的重要组成部件。本文概述了机器人焊接变位机的种类和结构形式，列举了焊接变位机在机器人工作站中典型的应用实例，详细地论述了机器人焊接变位机的技术要求、设计准则和计算方法，介绍了标准型机器人变位机的主要技术特性参数。 关键词：焊接变位机；变位机；机器人焊接变位机；设计准则 1 前言 在现代工业生产中，机器人的应用越来越普遍。为充分发挥机器人的功效，其通常与各种焊接变位机组合使用，从而实现高效、优质的焊接生产。目前，焊接变位机已成为焊接机器人工作站不可缺少的组成部分。一台较复杂的多轴焊接变位机的价格往往超过标准机器人本身的价格，可见焊接变位机的重要性。因此，必须重视焊接变位机的设计与制造。迄今，我国尚未制定焊接变位机设计规程，本文根据相关的技术文献，概括地讨论了机器人焊接变位机的设计准则。 2 焊接变位机的种类 目前，与机器人配套使用的焊接变位机有多种结构形式。现将最常用的焊接变位机分述如下：
2.1 固定式回转平台。这是一种最简单的单轴变位机，其结构形式见图1。工作平台可采用电机或风动马达驱动。通常工作平台的回转速度是固定不变的，其功能是配合机器人按预编程序将工件旋转一定的角度。 2.2 头架变位机。头架变位机也是一种单轴变位机，其结构形式如图2所示, 卡盘通常由电机驱动。与回转平台不同，其旋转轴是水平的，适用于装卡短小型工件，可配合机器人将工件接缝转到适于焊接的位置。 2.3 头尾架变位机。头尾架变位机由头架和尾架组成，其结构形式见图3，是机器人工作站最常用的变位机。在一般情况下，头架装有驱动机构，带动卡盘绕水平轴旋转。尾架则是被动的。如工件长度较大或刚度较小，亦可将尾架装上驱动机构，并与头架同步起动。严格地说，头尾架变位机仍属于单轴变位机。尾架在机座轨道上的水平移动在装卡工件时起作用，不与机器人协调动作。