FT380L油箱隔板底邊縱向點(diǎn)焊自動(dòng)傳動(dòng)工裝設(shè)計(jì)【20張CAD圖紙+PDF圖】

FT380L油箱隔板底邊縱向點(diǎn)焊自動(dòng)傳動(dòng)工裝設(shè)計(jì)【20張CAD圖紙+PDF圖】,20張CAD圖紙+PDF圖,FT380L,油箱,隔板,底邊,縱向,點(diǎn)焊,自動(dòng),傳動(dòng),工裝,設(shè)計(jì),20,CAD,圖紙,PDF 題目：題目：FT380L油箱隔板底邊縱油箱隔板底邊縱向點(diǎn)焊自動(dòng)傳動(dòng)工裝向點(diǎn)焊自動(dòng)傳動(dòng)工裝 院院 系：機(jī)電學(xué)院系：機(jī)電學(xué)院 班班 級(jí)：機(jī)教級(jí)：機(jī)教023班班 姓姓 名：張志名：張志 導(dǎo)導(dǎo) 師：劉法治師：劉法治 崔杭平崔杭平1 緒論緒論 本設(shè)計(jì)是根據(jù)河南新鄉(xiāng)三利機(jī)械集團(tuán)股份有限公司實(shí)際的生產(chǎn)要求完成的。該公司主要生產(chǎn)與重型汽車配套的油箱，而FT380L油箱就是其主要產(chǎn)品之一。為了減輕在汽車行駛過程中油液對油箱的沖擊力，油箱中需要加裝隔板，并將其用DN-80點(diǎn)焊機(jī)焊接在油箱內(nèi)以增強(qiáng)油箱的總體剛度。但生產(chǎn)實(shí)踐證明,DN-80型點(diǎn)焊機(jī)在FT380L油箱隔板底邊進(jìn)行焊接中由于自動(dòng)化程度不高，沒有與油箱相配套的支撐和傳遞機(jī)構(gòu)，而需要人工的協(xié)作，不但生產(chǎn)效率低下，而且焊接后的焊點(diǎn)往往達(dá)不到相應(yīng)的要求。出現(xiàn)焊點(diǎn)強(qiáng)度不夠或是偏離底板中心位置等問題，造成油箱使用壽命大大縮短，質(zhì)量難以滿足用戶的要求，給企業(yè)造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高產(chǎn)品的精度和可靠性，提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)對該點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行局部改造，加裝與其配套的支撐和自動(dòng)傳遞油箱的裝置，該裝置可自動(dòng)完成油箱的進(jìn)給，并能準(zhǔn)確地將油箱傳送到待焊接位置。該項(xiàng)目的完成，還將極大的節(jié)省人力，降低生產(chǎn)成本，給企業(yè)帶來豐厚的利潤。2 工作狀態(tài)描述工作狀態(tài)描述該裝置主要用于將油箱縱向傳送到點(diǎn)焊機(jī)焊頭的工作位置，其工作流程如下：縱向焊接油箱隔板時(shí)，點(diǎn)焊機(jī)焊頭位置固定，通過電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將油箱傳送到隔板1第一個(gè)焊點(diǎn)位置后停止，點(diǎn)焊機(jī)工作，該焊點(diǎn)完成后，伺服電機(jī)將油箱傳送到第二個(gè)焊點(diǎn)位置，點(diǎn)焊機(jī)繼續(xù)工作，如此反復(fù)循環(huán)。當(dāng)隔板1的13個(gè)焊點(diǎn)完成后，電機(jī)帶動(dòng)油箱返回至第一個(gè)焊點(diǎn)位置，點(diǎn)焊機(jī)焊頭橫向移動(dòng)至第二個(gè)隔板后工作。當(dāng)?shù)诙€(gè)隔板的焊點(diǎn)完成后，點(diǎn)焊頭升起，越過隔板并移動(dòng)至第三個(gè)隔板的焊點(diǎn)位置。電動(dòng)機(jī)與點(diǎn)焊機(jī)交替工作，直至三個(gè)隔板的39個(gè)焊點(diǎn)完成后，電動(dòng)機(jī)將油箱傳送至起始位置。油箱從夾具上被放下，裝上待加工油箱，按下啟動(dòng)按鈕，電機(jī)工作。油箱焊點(diǎn)位置見下圖。隔板點(diǎn)焊位置圖隔板點(diǎn)焊位置圖3 3 傳動(dòng)方案擬定傳動(dòng)方案擬定 機(jī)械傳動(dòng)裝置的任務(wù)是根據(jù)機(jī)械的總體布置要求，解決原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系及運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向變換，使它們之間的運(yùn)動(dòng)參數(shù)相匹配。以下對其詳細(xì)分析。本裝置中的工作機(jī)構(gòu)由油箱及其夾具組成，預(yù)計(jì)總重量不會(huì)很大，故所需要的驅(qū)動(dòng)力矩不會(huì)很大。要將電動(dòng)機(jī)輸出的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為工作機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，以終端輸出形式分，通?？蛇x取螺旋傳動(dòng)和齒輪齒條傳動(dòng)二種結(jié)構(gòu)，下面分別進(jìn)行分析。3.1 螺旋傳動(dòng)螺旋傳動(dòng) 螺旋機(jī)構(gòu)是由螺桿、螺母及機(jī)架組成，如圖2所示。一般情況下，它是將螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母沿螺桿軸向的移動(dòng)，也可將螺母的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋傳動(dòng)具有摩擦阻力小，操作輕便靈活，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，精度高等優(yōu)點(diǎn)，并且能獲得很大減速比和力的增益。但螺桿的制造周期較長，另外長度較長的螺桿本身的自重引起的撓度較大，需要增加螺桿支撐機(jī)構(gòu)等，將使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。故當(dāng)工作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)平穩(wěn)性要求比較高，并且行程較短或者所選用的螺桿直徑較大的話，采用螺旋傳動(dòng)就比較合適。3.2 3.2 齒輪齒條傳動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)因?yàn)辇X輪齒條之間的間隙在裝配時(shí)比較難以消除，故傳動(dòng)精度沒有螺旋傳動(dòng)高。但齒輪齒條傳動(dòng)可以不受長度限制，齒條可以根據(jù)長度需要拼接，相對螺桿要增加支撐機(jī)構(gòu)來說，在結(jié)構(gòu)上可簡單化。但采用齒輪齒條傳動(dòng)時(shí)，需要較大的驅(qū)動(dòng)力矩才能驅(qū)動(dòng)油箱及其夾具，這就要選擇傳動(dòng)比較大的減速器，并且對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇也會(huì)產(chǎn)生一定的限制。自動(dòng)傳動(dòng)工裝示意圖自動(dòng)傳動(dòng)工裝示意圖 4.1 電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)選擇 在本裝置中，由于油箱的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有一定的控制要求，并且電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止比較頻繁，因此所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)能滿足以下特點(diǎn)：（1）調(diào)速范圍比較寬；（2）快速性好，即加速轉(zhuǎn)矩大，頻響特性好；（3）可靠性高、壽命長；（4）能適應(yīng)頻繁啟、停的工作要求。綜上所述，直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)相比，它具有機(jī)械特性較硬、輸出功率較大、不自轉(zhuǎn)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。因此在本裝置中選用直流伺服電動(dòng)機(jī)。4.2 4.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)選型直流伺服電動(dòng)機(jī)選型 首先將工作機(jī)構(gòu)移動(dòng)速度確定為v=35mm/s，假設(shè)油箱夾具重75kg，而已知油箱自重為32kg，則本裝置中工作機(jī)構(gòu)所需要的驅(qū)動(dòng)力為：上式中：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表1-1-7取f=0.1。工作機(jī)構(gòu)所需要的驅(qū)動(dòng)功率 按傳動(dòng)方案，查齒輪、滾動(dòng)軸承、滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的效率分別為0.98、0.98、0.6，則電動(dòng)機(jī)輸出功率 查伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品手冊，選額定功率為750W的8cc751c型直流伺服電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)參數(shù)尺寸如下表：額定功率 額定轉(zhuǎn)速 輸出轉(zhuǎn)矩 外伸軸尺寸 鍵槽尺寸 0.75kw 3000r/min 2.386Nm 5.1 減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）按傳動(dòng)方案減速機(jī)構(gòu)為一對斜齒圓柱齒輪，由于工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度不高，故選用7級(jí)精度。小齒輪與電動(dòng)機(jī)軸鍵聯(lián)接，故小齒輪轉(zhuǎn)速 ，考慮到傳動(dòng)比的減小會(huì)使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1初定傳動(dòng)比為3.2。（2）材料選擇。按機(jī)械設(shè)計(jì)表10-1選小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。（3）初定齒數(shù)比u=i=3.2。（4）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊圖14-2-23和14-1-52按MQ級(jí)量要求取值，得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度極限 小齒輪 5.2 螺旋傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)精度雖然很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價(jià)格昂貴，因此本結(jié)構(gòu)擬定采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，單線梯形螺紋，查相關(guān)手冊，按一般工作要求，將螺桿螺母材料分別選為45鋼（調(diào)質(zhì)），青銅ZCuAl10Fe3。以下對其尺寸參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。螺桿中徑計(jì)算如下：螺桿結(jié)構(gòu)6 6 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 按所設(shè)定的傳動(dòng)方案，本裝置的工作機(jī)構(gòu)主要是由兩部分組成，一是支承并確定油箱位置的支架，二是能使油箱支架實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌。兩部分之間通過四個(gè)滾輪傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。下面對油箱支架及其導(dǎo)軌的主材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析確定。由于油箱自身的重量（32kg）以及油箱夾具自身的重量（75kg）作用,并且機(jī)構(gòu)的傳送速度較慢，因此工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)、停止過程中對油箱產(chǎn)生的慣性力很小。當(dāng)工作機(jī)構(gòu)向與點(diǎn)焊機(jī)焊頭相對應(yīng)的位置移動(dòng)的過程中，油箱不會(huì)受慣性力作用的影響而產(chǎn)生滑移，造成焊點(diǎn)位置過大的偏差。因此本裝置采用在油箱支架上焊接定位支撐板來定位油箱，該支撐板與油箱底部輪廓配合，即可定位油箱，為增大摩擦力也可考慮在支撐板上襯上一層橡皮墊。這也就是說，本裝置設(shè)計(jì)開始所設(shè)想的油箱夾具實(shí)際上是油箱支架及定位支承板的組合體。定位支承板結(jié)構(gòu)見圖6所示。10號(hào)槽鋼的結(jié)構(gòu)尺寸見圖7所示。在實(shí)際的生產(chǎn)中，對于工作機(jī)構(gòu)的位置精度要求比較高的裝置大多采用如果希望得到更高的傳動(dòng)精度，可選用直線導(dǎo)軌，因?yàn)槠鋬r(jià)格比較昂貴，并且對其配套設(shè)備的要求也比較高，在此不便采用。考慮到設(shè)備改造的成本問題，并且油箱隔板底邊相對較寬，對焊點(diǎn)的位置精度要求也不是非常嚴(yán)格。因此該工作機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌部分?jǐn)M定采用槽鋼聯(lián)接而成。該工廠現(xiàn)存儲(chǔ)一批10號(hào)槽鋼，在此即選做工作機(jī)構(gòu)主材料。為方便材料的選擇購置以及設(shè)計(jì)的方便，工作機(jī)構(gòu)的油箱支架部分也由10號(hào)槽鋼聯(lián)接制成，并焊接上定位支承板，以確保油箱位置的固定。并在支架上安裝滾輪從而實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)軌的相對運(yùn)動(dòng)。通過實(shí)際測量所得到的FT380L油箱的輪廓尺寸如下：底面長970mm，寬650mm，高330mm，底面和側(cè)面的圓角均為R80。鑒于油箱的外部結(jié)構(gòu)，可用簡單的鋼結(jié)構(gòu)支架通過角鐵聯(lián)接并用螺栓固定作為油箱的支架部分。聯(lián)接角鐵的設(shè)計(jì)按照10號(hào)的結(jié)構(gòu)尺寸通過CAXA電子圖板輔助設(shè)計(jì)完成，其尺寸見零件圖，結(jié)構(gòu)外形如圖8所示。聯(lián)接角鐵的聯(lián)接螺栓初選為，待整體結(jié)構(gòu)確定后再作校核。聯(lián)接角鐵 6.2 尺寸確定尺寸確定（1）支架 根據(jù)油箱外輪廓尺寸以及槽鋼的尺寸即可確定油箱支架所需要的槽鋼長度，即長為650mm的槽鋼兩根作為支架的寬度尺寸，1066mm的槽鋼兩根作為支架的長度尺寸。查手冊得10號(hào)槽鋼截面積為 。則由四根槽鋼組成的油箱支架重量 則在本設(shè)計(jì)初所假設(shè)的油箱支架重量是合理的，本設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)可以采用，所確定的零件尺寸足夠。（2）導(dǎo)軌 由于油箱隔板兩端焊點(diǎn)間距為420mm，即油箱支架的往返行程為420mm，則通過計(jì)算可得導(dǎo)軌的長度至少應(yīng)為式中10mm為支架兩邊與導(dǎo)軌聯(lián)接槽鋼的間距。為方便導(dǎo)軌的安裝，現(xiàn)將導(dǎo)軌兩端也采用槽鋼通過角鐵聯(lián)接，那么連接油箱導(dǎo)軌的槽鋼長度應(yīng)為 上式中10mm為油箱支架與導(dǎo)軌的間距，48mm為槽鋼的寬度。則將聯(lián)接角鐵所占用的導(dǎo)軌長度考慮在內(nèi)，現(xiàn)取作為導(dǎo)軌的槽鋼長度為1250mm。6.3 滾輪設(shè)計(jì)滾輪設(shè)計(jì) 滾輪是在由槽鋼聯(lián)接而成的導(dǎo)軌內(nèi)滾動(dòng)，因此其外形應(yīng)與槽鋼內(nèi)槽形狀相同，形成一定的配合關(guān)系，而其尺寸可按照10槽鋼內(nèi)槽尺寸來確定。查手冊得10號(hào)槽鋼尺寸為：，。并且其內(nèi)槽壁有1：10的斜度，則按尺寸作圖可測得其角度約為 ，由此可得知滾輪的外廓為圓錐臺(tái)形狀。且其大端直徑為式中3mm為滾輪與槽鋼上壁的間隙。滾輪的動(dòng)力由與油箱支架螺栓聯(lián)接的短軸傳遞，為保證滾輪與支架的相對運(yùn)動(dòng)，短軸一端應(yīng)安裝軸承，并且滾輪應(yīng)制出相應(yīng)尺寸的內(nèi)孔與軸承配合。綜合考慮滾輪的外徑尺寸與軸承所受到的載荷，查手冊選型號(hào)為02尺寸系列的6205深溝球軸承，該軸承的基本尺寸如下 ，為保證滾輪與軸承的配合，其內(nèi)孔直徑應(yīng)等于軸承外徑 25mm，內(nèi)孔深度應(yīng)至少為15mm?？紤]到滾輪在導(dǎo)軌內(nèi)滾動(dòng)時(shí)受力應(yīng)該盡量均勻，現(xiàn)取滾輪內(nèi)孔深度為25mm，并且為了使軸承安裝的方便，內(nèi)孔沒有和軸承配合的部分直徑應(yīng)稍大一些，取 56mm。則滾輪的結(jié)構(gòu)形狀可確定如圖所示。滾輪結(jié)構(gòu)6.4 連接桿設(shè)計(jì)連接桿設(shè)計(jì) 連接桿的主要作用是將從油箱支架傳遞過來的動(dòng)力通過軸承傳遞給滾輪，使?jié)L輪在導(dǎo)軌槽鋼槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。其中連接桿a段與軸承配合，因此其直徑 ，長度 軸承右端應(yīng)有軸向定位，在此采用軸肩定位，則查手冊取軸肩高度 因?yàn)闈L輪是在支架槽鋼和導(dǎo)軌槽鋼之間傳遞動(dòng)力的，因此其總長度可由以下計(jì)算得出：上式中：b為槽鋼寬度；為支架槽鋼和導(dǎo)軌槽鋼的間距，取為10mm；d為槽鋼側(cè)壁厚；為滾輪的軸向厚度；為支架槽鋼與連接桿的間距，根據(jù)實(shí)際情況各取3.2mm。連接桿與油箱支架采用螺栓聯(lián)接，則相聯(lián)接的一端應(yīng)制出螺紋孔，為使所選用的螺栓能承受油箱重量，螺栓直徑應(yīng)盡量選的大些，因c段連接桿直徑應(yīng)盡量大些，現(xiàn)初定c段直徑 ，查手冊選M20 45六角頭鉸制孔用螺栓（A級(jí)），則可確定相應(yīng)螺紋孔的尺寸?？紤]到該螺栓受到一定的剪切力，需要對其校核。見6.5。則根據(jù)以上分析計(jì)算，即可確定連接桿的結(jié)構(gòu)如圖10所示。連接桿 連接桿結(jié)構(gòu)尺寸確定以后，即可根據(jù)滾輪與連接桿以及所選的軸承組合為滾輪組件。組合結(jié)構(gòu)如圖11所示。最終確定的整體工作機(jī)構(gòu)見圖12所示。6.5 聯(lián)接螺栓強(qiáng)度校核聯(lián)接螺栓強(qiáng)度校核 按照以上的分析，工作機(jī)構(gòu)所獲得的驅(qū)動(dòng)力是由螺母傳遞給油箱支架，而油箱支架通過與其螺栓聯(lián)接連接桿帶動(dòng)滾輪進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。因此連接桿的聯(lián)接螺栓和油箱支架聯(lián)接角鐵的螺栓都將受到剪切和擠壓力的作用，現(xiàn)對其進(jìn)行剪切和擠壓強(qiáng)度校核是很有必要的。查手冊得螺栓的許用剪切應(yīng)力為 ，許用擠壓強(qiáng)度 ，聯(lián)接螺栓受力如圖13所示（1）剪切強(qiáng)度校核 連接桿聯(lián)接螺栓有4個(gè)，油箱支架聯(lián)接螺栓有2個(gè)，已知螺栓受到的拉力為油箱及支架的重力，即則每根螺栓所承受的剪切力應(yīng)為，按公式即（2）擠壓強(qiáng)度校核已知擠壓力P=647.78N，且上式中，t為螺栓所聯(lián)接鋼板的厚度，分別為5.3mm，8mm。則由此可知，所選擇的M8，M20螺栓強(qiáng)度足夠。則最終確定的自動(dòng)傳動(dòng)工裝如下圖所示。本論文演示到此結(jié)束，在此本論文演示到此結(jié)束，在此向各位老師表示衷心的感謝，請向各位老師表示衷心的感謝，請給予批評指正。給予批評指正。