论冰箱椭圆形压缩机外壳焊接机构.docVIP

第一章 概 论 背景材料及认识 焊接是现代制造业中不可缺少的部分。设计焊接结构时，一方面要考虑结构强度和工作条件等性能要求，另一方面还应考虑到焊接工艺过程的特点，以便用简便可靠的工艺获得优质的产品。因此，在满足工作性能要求的前提下，应选用可焊接性较好的材料来制造焊接机构件。 金属材料的可焊接性，是指被焊接金属材料在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构型式的条件下，获得优质焊接接头的可能性和难易程度。金属材料的可焊性不是一成不变的，同一种金属材料，采用不同的焊接方法及焊接材料（焊条），其可焊性可能有很大差别。例如铸铁用普通焊条不易保证质量，而用镍基焊条可获得较好质量。 各种材料的可焊性一般讲，低碳钢可焊性良好，几乎可适用于各种焊接方法；中、高碳钢可焊性差，主要用来焊接铸、锻件；所以属于可焊接性较差的金属材料。 该题目要求将压缩机壳体从椭圆形的焊缝处焊接。由于焊接时对工件会产生较大的作用力。因此，设计夹具时必需对工件及夹具进行受力分析，并且在焊接时能形成椭圆曲线，这就需要工件在转动的同时转台的下边的滑台也同时滑动以便保证焊接点始终落在椭圆曲线上。同时在设计夹具时也应考虑其夹具的总高控制在300mm内，以满足装夹方便，定位准确等。 第二章 方案的选择 2.1机构的主要要求 该机构主要用于焊接压缩机的椭圆形外壳。由于受实际条件的限制,对该机构的设计提出如下要求: 2.1.1功能及使用要求 该机构的设计必须满足预定的使用功能。为了满足装夹方便,因此在夹具机构的总高(含被加工的工件)上受工作台距主轴端面距离310及工作台宽250的限制。同时在焊接时焊头固定不动,由于椭圆的长轴和短轴的长度不同为保证焊接点始终在椭圆的轨迹上就必须夹具机构在绕自己自转的同时还要有一定的滑动,以补偿椭圆在旋转时的增加或减少量。因此机构在设计时应具备上述功能及要求。 2.1.2经济性要求 经济性是设计、生产任何产品都必须考虑的。该机构主要用于焊接压缩机的椭圆形外壳。在设计时应使个部分零件在满足工作要求的情况下最大限度减小成本。 2.1.3适应性要求 该夹具机构的设计应考虑适应不同形状的工件,以便对机构进行多重利用,节约研究设计成本。设计的夹具机构应满足通过改变传动箱中的凸轮的形状来达到以上目的。通过加工与工件相同的槽形凸轮。利用一定的传动机构可以加工一定尺寸范围及重量内的各种形状的工件。具有非常强的可换性。 2.2方案的确定 2.2.1方案的初步选定 ①总体方案 利用有一定传动比的联动机构保证装夹的工件在绕自身转动的同时也能在滑台上滑动，且滑台在一定形状的槽形凸轮机构中滑动以保证焊接点始终在椭圆曲线上，使焊接能够顺利进行。在设计夹具时应考虑夹紧力的大小及工件的最大承受力等。 ②方案一：利用两个电动机及两个变速齿轮箱进行控制，通过检测两电动机及齿轮的关系保证之间的传动比为1：1，工件和槽形凸轮间有相对滑动。再利用一个控制电路对两电动机进行控制保证电动机同时起停。 ③方案二：以电动的形式通过一个手柄利用一个传动比为1：1的齿轮及蜗轮蜗杆副进行传动，工件和槽形凸轮间有相对滑动。由于动力来源只有一个他们在产生相对滑动时齿轮将啮合不上，这就需要一个宽齿轮来保证在滑动过程中齿轮始终保持啮合。 ④方案三：以电动机带动一对啮合圆柱齿轮副的形式进行传动，工件和槽形凸轮间用一轴进行连接。这就使它们之间的传动比始终为1：1。将凸轮的连杆固定在座体上面，使工件、微型电机及圆柱齿轮副同时在滑台上滑动。 2.2.2方案的确定 通过比较可以得出方案一：采用两电动机及一控制电路进行控制,机构复杂、传动路线长从经济性及加工设计方面考虑都不宜采用。方案二：由于齿轮在传动的同时又要保证滑动,产生较大的相对误差、精度难于保证、计算烦琐、传动路线长,并且在高度方向上控制在要求的范围内。方案三：该结构简单、传动路线短、计算设计简单、费用低,故该方案最适合，其传动原理图如图1。 图1 第三章 传动装置的设计计算 3.1 焊接 3.1.1焊接方法的选择 由《机械设计实用手册》焊接一章可知，由于电弧焊焊接质量稳定，节省金属材料，。在大量生产中，适用于长，直，环形的横焊缝，且焊件可在各种类型下工作，且焊缝结实，紧密，生产率高故采用自动电弧焊。 3.1.2焊接速度的选择 由经验和实际情况选取焊接速度为600mm/min（1.5转/分） 3.2蜗轮蜗杆的选择 3.2.1选择齿轮的传动类型 根据GB/T 10085-1988 采用模数为2的渐开线圆柱齿轮传动。 3.2.2材料的选择 考虑到齿轮传动的功率不大、速度低，故采用45钢。因希望效率高些、耐磨性好些，故齿轮齿面要求淬火，硬度为45HRC。 3.2.3传动比的选取 齿轮齿数Z主要根据传动比i来