410940t焊接滚轮架设计.doc

第1章 绪论
1.1 课题研究的意义及现状
随着焊接生产技术的高速发展，对焊接生产的机械化和自动化提出了越来越高的要求，焊接机械设备的需求量也越来越大。焊接滚轮架设备正是为满足市场需求而设计生产的，它是借助焊件与主动滚轮间的摩擦力来带动圆筒形焊件的焊接与装配。
近年来，在筒形工件内外环缝的焊接中，组合式焊接滚轮架取代长轴式、固定式等焊接滚轮架，获得了广泛的应用。现实生产中，应用最多的标准组合是由两个主动轮座配两个从动轮座来驱动和支承工件。但是主、从动轮座在支架上的布置有两种方案 一种是两个主动轮座和两个从动轮座分别布置在两个支架上，另一种是每个支架上各布置一个主动轮座和从动轮座。前者宜用于壁厚较大刚性较好的工件，后者宜用于长度较大刚性较差的工件。
1.2 论文主要研究内容
本论文主要对焊接滚轮架的分类以及应用进行阐述，对焊接滚轮架的主动轮、从动论进行相应的定量分析。全文的主要内容包括以下几个方面：
（1） 滚轮架分类
（2） 滚轮架中心角与驱动力、支反力的关系
（3） 滚轮架驱动方案及轴向窜动的问题
（4） 主动滚轮中减速器、转轴、轴承等的设计
（5） 从动滚轮中转轴、圆锥滚子、滑动轴承等的设计

第2章 滚轮架概述
2.1 本文滚轮架适用范围
本章内容阐述了焊接滚轮的分类、技术要求、试验方法和检验规则等内容。
本章焊接滚轮架适用于通用型滚轮架。对于有特殊要求的滚轮架或专用机可参考本章内容，由制造厂与用户双方协商处理。
2.2 焊接滚轮架的分类
滚轮架由滚轮和基座组成。
2.2.1 滚轮型式分类
基本滚轮、交换滚轮、差动滚轮、可调中心高滚轮及可偏转轴线滚轮五种。
2.2.2 滚轮架分类
长轴式滚轮架和组合式滚轮架两大类。
（1）长轴式滚轮架
多个滚轮沿筒体类工件两侧成两行同轴排列，一侧均为主动轮，另一侧为从动轮，且主动轮与从动轮数相同。用于细长筒体工件的装配和焊接。
（2）组合式滚轮架
组合式滚轮架由两个滚轮支承在同一个基座上组成滚轮架，可根据工件的重量和长度由两架或多架任意组合。按组合滚轮类别可分为基本式滚轮架、交换式滚轮架、自调式滚轮架、可调中心高滚轮架和可偏转轴线滚轮架五种。
（3）交换式滚轮架
由交换滚轮和基本滚轮组成，变换交换轮的位置可获得不同的中心距，以适应不同直径的工件。
（4）自调式滚轮架
由差动滚轮组成的滚轮架。自调式滚轮架可随工件直径不同，滚轮随摆架自动调整滚轮中心距使工件获得平衡支承。自调式滚轮架通过差动齿轮系统驱动主动滚轮。
（5）可调中心高滚轮架
由可调中心高滚轮和基本滚轮组成，通过调节一个滚轮的中心高使筒体类工件在旋转时产生一个与工件窜动方向相反的轴向分力来消除工件的轴向窜动。
（6）可偏转轴线滚轮架
由可偏转轴线滚轮和基本滚轮组成，通过调节可偏转轴线滚轮轴线与筒体类工件母线的夹角获得一个与工件窜动方向相反的轴向分力来消除工件的轴向窜动。
滚轮架的传动方式和机构示意图见表2。
2.3 中心角与驱动力、支反力的关系
工件在滚轮架上的中心角与两滚轮架的横向间距和工件及滚轮的直径有关。
根据工件在滚轮架上的受力分析，若在公式推导中做一些简化，可得到工件的驱动力矩，运动阻力，支反力、的表达式如下：
（2-1）
（2-2）
（2-3）
（2-4）
为便于讨论 ，在上四式中若令 e=0，则有，，若取 =4lcm，=7cm， ，f=0.01(滑动轴承)，f=0.01(滚动轴承 )，可作出此条件下的和曲线 (图 2.1a，b)，由图 2.1看出 ：
(1)当G一定时，范围内，T／G和 Q／G变化较小， (滚动轴承)， (滑动轴承)，说明工件转动的驱动力不大 ，仅为自重的％～％；支承= (0．5 ～0．6)G，说明采用滑动或滚动轴承对支承力影响不大 。
(2)当 由 70°增至 130°时 ，驱动力增加一倍 ， (滚动轴 承 )， (滑动轴承)，支反力也同样增加了一倍 ，。

（a） (b)
图2-1 单位重量驱动力，单位重量支反力与中心角的关系曲线
(3)当 a>130°时 ，T／G和 Q／G 急剧增大 ，在 160° ～ 1 65°时达到崩溃值 ，工件有可能楔入两滚轮之间使工件变形、滚轮架卡坏。因此 角应限制在 130°以下，为安全计最好不超过 110°。
(4)同一 值下，滑动轴承的驱动力是滚动轴承的二倍 ，因此驱动功率也是二倍的关系， 但支反力相差不大。所以，保要结构上允许，单轮载量在 100t以上的滚轮架应尽量采用滚动轴承。
以上得出了中心角的使用上限 ，其下限可根据工件在滚轮上的静载稳定性确定 ，即根据不发生倾覆的必要条件确定，。
这是理论推导结果，实际应用中，即或很小 (e相对于 R很小)，也不能使过小。通常，为了使工件稳定转动，又不使驱动功率增加，在满足工件不烦覆的条件下中心角应大于并接近 30°为宜。
2.4 型号标志方法
焊接滚轮架型号以名称、额定载重量、结构类型、传动形式、沿工作轴线移动功能以及速度稳定程度分级等代号编制。
HGJ
X1-X2
X3
X4-X5
速度稳定程度分级
沿轴线移动功能
传动形式
结构形式
滚轮架额定载重
滚轮架代号

图2-2 滚轮架型号表示方法
2.4.1 GHJ表示焊接滚轮架名称。
2.4.2 表示焊接滚轮架额定载重量代号，直接以吨数表示。
2.4.3 表示结构分类代号，表2-1。
表2-1 结构分类代号
结构分类代号
结构分类名称
1
长轴式滚轮架
2
基本式滚轮架
3
交换式滚轮架
4
自调式滚轮架
5
可调中心滚轮架
6
可偏转轴线滚轮架
2.5 正常使用条件及技术要求
焊接滚轮架在下列使用条件下应能正常工作。
2.5.1 海拔高度不超过1000 m。
2.5.2 周围环境空气温度不应超过下列限值：
a）最高温度40℃；
b）最低温度0℃。
2.5.3 空气相对湿度
在日平均温度不大于25℃时，最湿月份的平均最大相对湿度为90%。
2.5.4 焊接滚轮架使用场所应无严重危害或影响滚轮架正常使用的爆炸性或腐蚀性工业气体、水蒸气、盐雾和化学性沉积物等。
2.5.5 供电电网品质JB/T 9187－1999.8
电压波动（当频率为额定值时）%；
频率波动（当电压为额定值时）%。
2.5.6 焊接滚轮架两地轨上平面的平面度应达到GB/T 1184的有关要求。两地轨的平行度应符合GB/T1184 的有关要求。
2.5.7 使用环境如有特殊要求，用户可与制造厂协商，作特殊防护设计。
2.5.8 技术要求
2.5.8.1 主动滚轮应采用直流电动机或交流宽调速电动机通过变速箱驱动。
2.5.8.2 主动滚轮圆周速度应满足焊接工艺的要求，在6～60 m/h范围内无级可调。如有特殊要求，制造厂和用户协商确定。
2.5.8.3 滚轮圆周速度应稳定、均匀，不允许有爬行现象，其允许的速度波动量Δv 按不同的焊接工艺要求划分为A、B两级（见表2-2）。
表2-2 速度稳定性能代号
速度稳定程度
速度允许波动百分比
A
％
B
％
2.5.8.4 焊接滚轮架制造和装配精度要求
2.5.8.4.1 焊接滚轮架的蜗轮副、齿轮副等传动零部件应符合GB/T 1356、GB/T 10095 和GB/T 10089中8 级精度要求。
2.5.8. 4. 2 焊接滚轮架所有中心高必须相等，允许公差为GB/T 1800.3—1998中IT8的要求。
2.5.8.4.3 滚轮两头和中部圆跳动应符合GB/T 1184的有关要求。
2.5.8.4.4 工件两侧滚轮装配后或调整中心距后两轴线平行度、滚轮轴线与基座底面的平行度以及滚轮轴线与基座上和地轨侧面配合面的平行度在滚轮全长上测量应符合GB/T 1184的有关要求。
2.5.8.4.5 工件两侧滚轮中心距在滚轮装配后或调整中心距后允许公差为GB/T1800.3—1998中IT8精度要求。
2.5.8.5 焊接滚轮架必须配备可靠的焊接电缆旋转接地器，不允许焊接电流流经滚轮架的轴承。
2.5.8.6 滚轮工作面的材料建议按滚轮额定载重量选取。
2.5.8.6.1 滚轮架额定载重量10 t，采用橡胶轮面。
2.5.8.6.2 滚轮架额定载重量＞10 t而60 t，采用金属橡胶组合轮面，金属轮面承重，橡胶轮面驱动）。
2.5.8.6.3 滚轮架额定载重量＞60 t，采用金属轮面。
2.5.8.6.4 长轴式滚轮架的滚轮工作面的材料由供需双方商定。
2.5.8.7 滚轮直径、滚轮架的额定载重量及筒体类工件最大、最小直径应符合表7 规定。
2.5.8.8 焊接滚轮架每对滚轮的中心距必须能根据筒体类工件的直径作相应的调整，保证两滚轮对筒体的包角大于45°，小于110°。
2.5.8.9 筒体类工件在防轴向窜动滚轮架上进行焊接时，在整个焊接过程中工件的轴向窜动量应。
2.5.8.10 主动滚轮驱动电动机最小功率建议按表2-3选取。
表2.5.2中所列功率值为一台电动机驱动一对主动滚轮时的功率。如果用两台电动机分别驱动两个主动滚轮时，电动机的功率值应为表2-3中所列数值的一半。
表2-3 主滚轮电动机的最小功率
载重量
0.6
2
6
10
25
60
100
160
250
最小功率
0.4
0.75
1
1.4
1.4
2.2
2.8
2.8
5.6
2.5.8.11 电气控制系统的安全指标应符合GB 4064 要求。
2.5.8.12 焊接滚轮架应采用优质钢制造，如用焊接结构的基座，焊后必须进行消除应力热处理。
2.5.8.13 出厂前，滚轮架非工作面应喷漆。
2.5.8.14 焊接滚轮架应在适当位置设有固定的起吊钩。
2.6 检查与验收及标志、包装、运输及保管
2.6.1 出厂检验
滚轮架出厂前应按2.6.4所提项目和精度检查制造和装配质量，并进行空载试车。
2.6.1.1 按GB/T 10095、GB/T 10089中8 级精度及检查方法检查齿轮、蜗轮副等传动零件的质量。
2.6.1.2 将滚轮架置于平台上用高度尺测量滚轮架基座下基准面至滚轮中心尺寸，应满足2.6.4.2 要求。
2.6.1.3 用百分表测量滚轮的圆跳动，应满足2.6.4.3 要求。
2.6.1.4 将滚轮架置于平台上用高度尺测量各滚轮两端中心高的差，即为滚轮轴线与基座底面的平行度；用平尺、方箱、高度尺测量滚轮两端到基座上和地轨侧面配合面的水平尺寸差，即为两滚轮轴线平行度及滚轮轴线与地轨侧面平行度，其值应满足6.4.4 要求。
2.6.1.5 用平尺和外径百分表测量两滚轮的中心距，应满足2.6.4.5 要求。
2.6.1.6 空载试车
2.6.1.6.1 空载试车时间应不少于1 h。检查各主动轮旋转有无卡死现象，减速箱、变速箱有无异常声。
2.6.1.6.2 电动机调至最高和最低转速时，用线速度测定仪分别检查滚轮的最大和最小圆周速度，应满足2.6.2 要求，圆周速度波动量应达到2.6.3要求。
2.6.2 型式试验
型式试验可由供需双方协商确定，必要时，应由用户配合进行。
2.6.2.1 负载试车
2.6.2.1.1 滚轮架在额定载重下（对50 t以上的滚轮架试验载重量由用户在额定载重量以下选择）进行负载试车。
2.6.2.1.2 在室温20℃自然通风条件下，在达到热平衡后用电阻法测量驱动电动机的温升应小于表2.6.1所列数值。
表2-4 电动机的允许升温
绝缘等级
A
B
B
F
H
允许温度
60
75
80
100
125

2.6.2.1.3 用线速度测定仪检测筒体工件表面线速度，应达到2.6.3 要求。
2.6.2.1.4 对于防窜动滚轮架在负载试车全部时间内，测量工件总的轴向窜动应满足2.6.9 要求。
2.6.3 标志、包装、运输及保管
2.6.3.1 焊接滚轮架的标牌上应有型号、额定载重量、滚轮线速度范围、筒体工件直径范围、电动机功率、网路额定电压、滚轮架自重、滚轮架外形尺寸、出厂编号、出厂日期、制造厂名等。
2.6.3.2 包装箱应坚固，能防雨水，便于起重。可分部件包装。
2.6.3.3 包装时应同时装入产品合格证、使用说明书、安装图、装箱单等技术文件。
2.6.3.4 在运输过程中不允许倾倒和强烈振动。
2.6.3.5 焊接滚轮架出厂前和到货后使用厂不立即安装时，存放场地应符合2.5.2～2.5.4 要求。
2.7 滚轮驱动方案及轴向窜动的问题
2.7.1 滚轮驱动方案
为使焊接滚轮架的滚轮间距调节方便可靠，组合便利，采用主动轮单独驱动的设计方案，即每个主动轮单独利用一台电动机和减速机构驱动。不过要注意解决好各主动轮的同步问题，在选用电动机和减速机结构上要尽量选用特性一致且经过实测的使用。
因为长轴式滚轮架是用户根据焊件特点自行设计制造的，市场可供选用的定型产品很少，已不常用，所以本次设计的4吨级滚轮架采用组合式设计它的主动滚轮架，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。
2.7.2. 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。

图2-3 滚轮架传动示意图
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：①主、从滚轮架都位于同一中心线上。②各滚轮的轴线都在一个水平面内且相互平行。③滚轮间距相等。
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防止工件窜动任务：
（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。
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。
2.7.3 滚轮架滚轮的设计
滚轮架的滚轮结构主要有四种类型，其特点和使用范围．
由于滚轮架的额定载荷是40t，所以选用胶轮结构。橡胶轮缘的滚轮常因结构不合理，或橡胶质量不佳或挂胶工艺不完善，使用不久就会发生挤裂，脱胶而破坏。为此，设计滚轮时，常常在橡胶轮缘两侧开出15°的倒角，以留出承载后橡胶变形的空间，避免挤裂。另外，常在橡胶轮辋与金属的结合部，将金属轮面开出多道沟槽，以增加橡胶与金属的接触面积，强化结合牢度，避免脱胶。至于橡胶成分和挂胶工艺，在美国是一项专利，国内兰州石油化工机器厂，将国产橡胶轮缘的坦克支重轮用在焊接滚轮架上，取得了很好的效果，使滚轮寿命延长了许多。
2.7.4 连轴器的选用：
联轴器的类型很多．根据其是否包含弹件元件，可以划分为刚性联轴器和弹性联轴器两大类。刚性联轴器根据正常工作时是否允许两个半联轴器轴线产生相对位移又分为固定式刚性联袖器和可移式刚性联袖器。固定式刚性联轴器，要求被联接两轴轴线严格对中，因为它不能补偿两轴的相对位移。其常用类型有夹壳联轴器和凸缘联轴器等。可移式刚性联轴器可以通过两半联轴器间的相对运动来补偿被联接两轴的相对位移。其常用类型有十字滑块联轴器、齿轮联轴器和万向联轴器等。
弹性联轴器包含有弹性元件，不仅具有吸收振动和缓解冲击的能力，而且能够通过弹性元件助变形来补偿两轴的相对位移。其常用类型有——弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器和轮胎式联轴器等。

第3章 滚轮架的设计与校核
3.1. 电动机及带轮的选择
3.1.1G/2
Fn

图3-1 主动滚轮受力图
Fn

电机的选择

(3-1)
(3-2)
(3-3)

(3-4)
查表，考虑到滚轮可能存在偏心,故选择
直流电动机Z4-31
功率：
额定转速：1500
数量：2台
3.1.2 主动滚轮直径

表3-1 设计驱动力矩参考值
载重量/t
3
5
10
20
40
60
80
滚轮直径宽度/mm
170100
250130
270130
315170
350220
400260
470300
驱动力矩/N.m
300
800
1000
3200
5000
10000
12000
由表,选择主动滚轮直径480-500-480mm
从动轮直径450mm
3.1.3 带传动的设计
（1）确定计算功率Pca:
据机械设计教材表8-7,选择Ka=1.2,则
（3-5）
（2）选择V带的带型:
据计算功率与小带轮转速,从[3]文献图8-1选取普通V带的带型A型.
（3） 确定带轮的基准直径d并验算带速V:
1）初选小带轮的基准直径d: d=90mm
2）验算带速V:
（3-6）
3） 计算大带轮的基准直径:
（3-7）
故取
（4）确定中心距,并选择V带的基准长度:
1) 据文献[3]公式,得
（3-8）
即,取
2） 据文献[3]公式,得
（3-9）
=
=
故取
（5）计算中心距及其变动范围:
实际中心距: （3-10）
=
（3-11）
（3-12）
1） 确定小带轮的包角:
（3-13）
带的根数(已查得=1.07, =0.17,K=0.93,=0.91):
Z = （3-14）
3.2 减速器的设计与选择:
选取滚轮圆周转速48 ,滚轮直径500mm
故 （3-15）
综上, （3-16）
又,取,摆线针轮减速器Xw5-4的，取蜗杆，单头,蜗轮, 导程角（见图3-2）

3.3 主动滚轮的设计
3.3.1 主要零件设计
1) 初步确定主动滚轮的最小直径
取轴的材料为45钢，调制处理，据文献[3]15-3，取=112，于是
= (3-17)
选圆锥滚子轴承30230，D=270mm，T=49mm，C=400KN，=364KN
Y=1.4，=0.8

图3-2 蜗轮蜗杆示意图
2) 受力分析
(3-18)
=
=
= = (3-19)
== (3-20)
=
(3-21)
=
(3-22)
=
(3-23)

图3-3 蜗轮蜗杆受力图
3) 转轴弯扭校核
据图得：
+= (3-24)
得
=
=
(3-25)
=

G/4
55°

115
200
170
图 3-4 轴的受力分析图

又 + = (3-26)
得
= (3-27)

综上，主动轴的受力，弯扭如图：
4） 校核计算
= = (3-28)
=
(3-29)

Ft
Fr
Ft1

Fr1
G/4
55°
Fr2
Ft2
115
200
170
T
T

Mh/N.m
4691.53
7426.26

Mv/N.m
12889
13449.71

T/N.m
图3-5 轴的弯扭受力图
16812.873

设扭转切应力为脉动循环变应力，则=0.6，轴的计算应力为：
= (3-30)
=
之前已选定轴的材料为45钢，调制处理，由文献[3]表15-1查得，=60MPa，因此，故轴的直径符合要求。
3.3.2 圆柱蜗杆传动的设计：
由于在蜗轮蜗杆传动中,蜗轮较蜗杆更容易造成损坏,故只需校核蜗轮强度即可.
1） （3-31）
=
2) 查文献[9]，得
d=11200，=30，=200MPa，K=1.2，=800.613N.m
a. 实际接触强度:
（3-32）
=
= d
故蜗轮接触强度符合要求.
b. 实际弯曲强度:
查手册,得 = 4.2,=33MPa
（3-33）
= d
故蜗轮弯曲强度符合要求.
3) 热平衡计算:
已知 = 13 , =0.7, 设=60 , =20,则
= = （3-34）
=
而 =
故须采用在传动箱内装循环冷却管路.
3.3.3 轴承的校核
据轴的直径,选择轴承为双列圆锥滚子轴承30130,又因轴承2在滚轮运转时,较轴承1受力大,故只需校核轴承2的使用寿命即可.
据 = ,得
== （3-35）
= == （3-36）
1) 当与同向时,如图:

Fae
Fd1
Fd2
图3-6 从动轴的轴向力（一）

+ ,故
轴承2被压紧, 轴承1被放松.
所以: = = （3-37）
= + = （3-38）
2) 当与反向时,如图:

Fae
Fd1
Fd2
图3-7 从动轴的轴向力（二）

+ ,故
轴承1被压紧, 轴承2被放松.
所以: = + = （3-39）
= = （3-40）
综上，当与反向时，与较大，故当计算轴承的使用寿命时采用与反向时的与。
3） / = 1.17 e =0.44，取 X=1，Y=1.4，则
（3-41）
=
/ = 0.357 e =0.44，取 X=1，Y=0，则
（3-42）
=
= = （3-43）
= h
3.3.4 键的选择与校核：
1） 键的选择：
蜗轮键：b h = 36 20 70 数量： 2
滚轮键：b h l = 40 22 260 数量： 2
2） 键的校核：
蜗轮键： = = （3-44）

滚轮键： = = （3-45）

3.3.5 轴承盖与联轴器的设计
1）选择螺钉连接式轴承盖：
（3-46）
（3-47）
L
d
D0
D
H
图3-8 联轴器示意图
m 自定 （3-48）

2） 联轴器的设计：
= （2.3～4） d = （2.3～4） 50 （3-49）
L = （3.5～6） d =（3.5～6） 50 （3-50）
h = （0.36～0.6） d =（0.36～0.6） 50 （3-51）
H = （2.8～3.2） d = （2.8～3.2） 50 （3-52）
（3-53）
3.4 从动滚轮的设计
3.4.1 从动轴承的使用寿命计算：
据图得 F = G/8 = = N （3-54）
P = = （3-55）
= N
故 = （3-56）
= h
3.4.2 轴承盖的设计
= （3-57）
e = （3-58）

F
F
G/8
G/8
图3-9从动轴承受力图

3.4.3 轴的设计
A
B
l
a
b
图3-10 从动轴受力图
F
F

= （120+10+10+42.5） 2 =365 mm
= 365/2 + 120/2 =242.5 mm
= 122.5 mm
= （0.0003-0.0005）
0.001
据受力图得，
= 2 （3-59）
（3-60）
= （3-61）
解 w = 2
=2
得 d

得 d
综上，选择从动轮轴的直径为90mm。
3.4.4 滑动轴承的设计
选用锡青铜，=15MPa，=3 m/s，=20 mPa
据机床轴承常用的宽径比范围，取宽径比为1。则
= （3-62）
v = （3-63）
v = （3-64）
得 B = d =

结论
本论文结合40t焊接滚轮架的基本要求和特点，对焊接滚轮架的设计进行了阐述以及计算，所做的工作主要有以下几个方面：
（1） 滚轮架的分类
（2） 滚轮架驱动方案及轴向窜动的问题
（3） 滚轮架中心角与驱动力、支反力的关系
（4） 主动滚轮中减速器、转轴、轴承等的设计
（5） 从动滚轮中转轴、圆锥滚子、滑动轴承等的设计
（6） 主动滚轮装配图的绘制
（7） 从动滚轮装配图的绘制
（8） 滚轮架装配图的绘制
（9） 主动滚轮轴零件图的绘制

参考文献
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致谢
至此，论文已做好了，这几个月，忙忙碌碌，学到不少东西。在此，特别感谢我的导师刘琨明老师，，他平易近人，治学严谨，学识渊博，幽默风趣。大学四年里，时时刻刻的感受到他的言谈举止中，充满了对学生的关怀，对教育事业的热爱，对本职工作的勤劳负责。他不但是我们的老师，更是我们的贴心朋友。这次很荣幸在刘老师的指导下，顺利完成了毕业论文设计。真诚的祝福刘老师身体健康，家庭幸福，工作顺利。
在此，还得感谢我的同学，他们指导和帮助我完成了此次毕业设计。真心祝福他们在新的人生征程里走的更美好，过的更开心快乐。
四年结束了，几多欢笑，几多泪水，几多快乐，几多伤心。细细回想，大学的生活让我们感触频深，从刚踏入大学时候的懵懵懂懂，到现在即将毕业的成熟。我们经过了，留下了自己的青春的脚印，洒下了自己年轻的汗水。不管这四年是否值得，但是毫不怀疑它是我们人生