40T滑轮滚轮架的设计【三维proe模型】【含CAD图纸】.zip

40T 滑轮滚轮架的设计I摘 要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。焊接滚轮架的使用能大大提高焊缝质量，减轻劳动强度，提高工作效率。本次设计首先，通过对焊接滚轮架结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了其设计方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过 AutoCAD 制图软件绘制了焊接滚轮架装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如 ： 机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词：焊接滚轮架，减速器，滚轮，Pro/E，设计40T 滑轮滚轮架的设计IIAbstractWelding roller rack is a positioning machine that drives welding rotation by means of friction relay between active roller and welding parts. Welding roller frame is mainly used for assembly and welding of cylindrical weldments. The use of welding roller frame can greatly improve the quality of welding seam, reduce labor intensity and improve work efficiency.Firstly, through the analysis of the structure and principle of the welding roller rack, the design scheme is put forward on the basis of the analysis; then, the main technical parameters are calculated and selected; then, the main parts are designed and checked; finally, the assembly drawing and the main parts drawing of the welding roller rack are drawn by AutoCAD drawing software.Through this design, we have consolidated our professional knowledge, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, etc. We have mastered the design method of common mechanical products and can skillfully use AutoCAD drawing software, which is of great significance to our future work and life.Key words: Welding Roller Frame, Reducer, Roller, Pro/E, Design40T 滑轮滚轮架的设计III目 录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪 论.11.1 研究背景及意义.11.2 焊接滚轮架介绍.1第 2 章 总体设计.52.1 滚轮架的特点.52.2 传动机构方案设计.62.3 总体方案设计.72.4 总体参数计算.72.4.1 中心角的确定.82.4.2 焊接滚轮架的受力.102.4.3 滚轮架支反力的计算.112.5 电动机的选定.13第 3 章 传动装置设计.153.1 涡轮蜗杆设计.153.1.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型.153.1.2 选择材料.153.1.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设.153.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸.173.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度.173.1.6 验算效率.183.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定.183.1.8 蜗杆传动的热平衡计算.183.2 齿轮传动设计.193.2.1 选精度等级、材料和齿数.193.2.2 按齿面接触疲劳强度设计.193.2.3 按齿根弯曲强度设计.213.2.4 几何尺寸计算.223.3 轴的设计与校核.233.3.1 蜗杆轴.243.3.2 涡轮轴.263.3.3 输出轴.293.4 联轴器的选用.3240T 滑轮滚轮架的设计IV第 4 章 滚轮机构设计.334.1 滚轮的选用.334.2 轴承的选用与校核.344.2.1 轴承类型选择.344.2.2 轴承寿命校核.344.2.3 轴承强度校核.364.3 轴承端盖的设计.364.4 键的设计.374.5 机架的设计.37总 结.39致 谢.40参考文献.4140T 滑轮滚轮架的设计1第 1 章 绪 论1.1 研究背景及意义焊接是一种制造技术， 它是适应工业发展的需要， 以现代工业为基础发展起来的，并且直接服务于机械制造工业。焊接技术的发展与制造工业的需要紧密相关，一般工业先进国家，钢产量的 50%左右需采用焊接工艺才能形成产品，在石油化工、矿山冶金、金属结构、起重运输、水陆交通、航天航空、桥梁建筑、电力能源等机械设备制造部门， 焊接都有着广泛的应用。 许多设备中的大型结构， 几乎都是焊接结构。 现在，随着科学技术的进步，生产规模的日益扩大，焊接结构正朝着超大型，高容量，高参数，耐磨，耐低温，耐动载的方向发展，这就不仅需要为焊接生产提供质量更高，性能更好的各种焊机，焊接材料和焊接工艺，而且要求提供各种性能优异的焊接工装设备， 使焊接生产实现机械化和自动化， 减少人为因素干扰， 达到保证和稳定焊接质量，改善焊工劳动条件，提高生产率，促进文明生产的目的。但是，焊接生产是综合性生产，在焊接制造过程中，除了焊接工序本身外，前后还有很多工序的配合，如备料、输送、装配、检验、校正等工序。因此，焊接生产的机械化自动化不仅仅局限于焊接工序本身，而且包括了与焊接工序相衔接的上下各工序的机械化，自动化。只有各工序实现了机械化，自动化，才能实现焊接生产的综合机械化，自动化。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。焊接滚轮架还可配合手工焊或作为检测、装配圆筒体工件的设备。焊接滚轮架的使用能大大提高焊缝质量，减轻劳动强度，提高工作效率。1.2 焊接滚轮架介绍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；一种是非自调式的。自调式的可根据焊件的直径自动调整滚轮的间距（如图 2-1） 。40T 滑轮滚轮架的设计2图 1-1 自调式焊接滚轮架 非自调式滚轮架是通过调节支架上的滚轮座来调节滚轮的间距的（如图1-2） 。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。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。40T 滑轮滚轮架的设计3图 1-4 组合式滚轮架对于重型滚轮架（如图 1-5） ，多采用车间起重设备挪动滚轮架座进行分段调节。对轻型滚轮架，多采用手动或电动丝杠螺母机构来移动滚轮座进行连续调节。图 1-5 200 吨重型焊接滚轮架关于滚轮架轴向窜动的问题：如果滚轮和焊件都是理想的圆柱体，且各滚轮尺寸一致，并且其转动轴线都在同一水平面内并与焊件轴线平行时，放在滚轮架上的焊件是不会产生轴向窜动的，这是理想情况。但实际上是不可能做到的，尤其是焊件就不可能做到理想中的圆柱体。 多次试验证明将主、从滚轮架在水平和轴向上的位置找好，固定下来，下次再用时仍会窜动。即便是同一个焊件，此时调整后已不再窜动，但换个方向旋转或将该焊件吊起移动位置后再放到滚轮架上， 该焊件又会窜动了， 更不用说换另外一个焊件了。 国内一些工厂采用在焊件端头硬顶的办法，这种办法对设备和焊件都有损害，实属无奈。国外制作的防窜滚轮架，虽能满足要求，可惜价格较昂贵。理论和实践都证明：影响焊件做轴向窜动的主要原因是滚轮各轴线与焊件轴线的平行度。因此，在制造和使用焊接滚轮架时，首先要尽量做到：主、从滚轮架都位于同一中心线上。各滚轮的轴线都在一个水平面内且相互平行。滚轮间距相等。40T 滑轮滚轮架的设计4实际上，焊件在滚轮架上的轴向窜动，其焊件本身是在作螺旋运动，如能采取措施，把焊件的左旋及时地改为右旋或将右旋改为左旋，直至焊件不再作螺旋运动为止。 目前，已有三种执行机构可完成此任务：（1）顶升式执行机构从动滚轮架的一侧滚轮可以做升降运动，使焊件轴线发生偏移，同时也使焊件自重产生的轴向分量发生变化。这种调节方式其优点是调节灵敏度较高，缺点是制造成本高，体积大。（2）偏移式执行机构从动滚轮架的两侧滚轮沿其垂直中心线可做同向偏移，以此改变滚轮与焊件的轴向摩擦分力。这种调节方式其优点是灵敏度高，但最大的缺点是对滚轮的磨损太大。（3）平移式执行机构从动滚轮架的两侧滚轮可以同时垂直于焊件轴心线做水平移动，从而达到调节焊件轴心线以及调节滚轮轴线夹角的目的。这种调节方式其优点是稳定性好，制造成本低，结构简单，不占用额外的安装空间。40T 滑轮滚轮架的设计5第 2 章 总体设计确定焊接滚轮架方案时，其合理性和经济性是主要考虑的因素。当焊件的焊接方法及工艺确定后，所选夹具结构，首先要能保证焊接工艺的实施。同时，焊件结构尺寸以及组成焊件坯料的制作工艺和制造精度，则是确定夹具定位方法、定位基准和夹紧机构方案的重要依据。除此之外，还应考虑经济上的因素，使夹具的制造、使用费用最低而取得的经济效益最大。由于上述各因素都不是孤立存在的，它们之间往往有联系又有制约， 所以在确定夹具方案时要对上述各因素进行综合分析， 只有通盘考虑，才能制定出最佳的设计方案具体确定设计方案时，应联系以下几个方面进行考虑： （1） 焊件的整体尺寸和制造精度以及组成焊件的各个坯件的形状、尺寸和精度。其中，形状和尺寸是确定夹具设计方案、夹紧机构类型和结构形式的主要依据，并且直接影响其几何尺寸的大小；制造精度是选择定位器结构形式和定位器配置方案以及确定定位器本身制造精度和安装精度的主要依据。（2）装焊工艺对夹具的要求。例如与装配工艺有关的定位基面装配次序、夹紧方向对夹具结构提出的要求。再如，不同的焊接方扫对夹具提出的要求，像埋弧焊，可能要求在夹具上设置焊剂垫；电渣焊要求夹具保证能在垂直位置上施焊；电阻焊要求夹具本身就是电极之一等。（3）装、焊作业能否在同一夹具上完成，或是需要单独设计装固夹具和焊接夹具。本次设计采用组合式滚轮架进行设计。2.1 滚轮架的特点（1）