全年工作300个工作日记则其使用寿命为5?300?2?8?50%?12000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
图2-2 手动焊接变位机简图
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?= ?min，?=90°时及?= 90°，?=0°时
MTmax=Gh1?e2?300?9.8?2002?1502?735000N?mm 3.2.2计算传动功率，确定传动比
涡轮蜗杆传动，
?2?0.43 圆柱齿轮?3?0.97
二级传动总效率： ???1??2?0.43?0.97?0.42
p?MTmax?n735000?1??0.18Kw9550?9500?0.42
传动功率：
3.2.3传动比分配
i总=60=601
4
总传动比
减速涡轮蜗杆i1?32 齿轮减速i2?2.5 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
2KT1u?1?ZE??? d1t?2.32????du???H??确定公式内的各计算数值 试选载荷系数Kt=1.3 计算小齿轮传递的转矩
95.5?105P195.5?105?0.18T1???6.876?105N?mmn12.5
由表10-7选取齿宽系数?d=0.5
查表10-6得材料的弹性影响系数ZE?189.8MPa
由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限?Hlim1?600MPa；大齿轮的接
触疲劳强度极限?Hlim2?550MPa
12由式10-13计算应力循环系数
N1?60n1jLh?60?1?3?12000?2160000
2.16?106N2??0.864?1062.5
取接触疲劳寿命系数KHN1=1.5 KHN2=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 KHN1?lim1?1.5?600?900MPa??H?1?S KHN2?lim2?H2??1.34?550?750MPa??S
计算
试算小齿轮分度圆直径d1t，代入??H?中较小的值。
5
5KtT1u?1ZE21.3?6.876?103.5189.82d1t?2.323?()?2.233??()?125.98mm?du??H?0.52.5750
3.2.7计算圆周速度v
v??d1tn160?1000???99.991?2.560?1000?0.0165ms
计算齿宽b??d?d1t?0.5?125.98?62.99mm 计算齿宽与齿高之比
mt?b h模数
d1t62.99??2.63Z124
齿高h?2.25mt?2.25?4.166?5.905mm
b62.99??10.66h5.905
3.2.8计算载荷系数
5s，七级精度，由图10-8查得动载系数Kv?1.02直齿轮，根据v?0.016mKH??KF??1
由表10-2查得使用系数KA?1,由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承
b?10.66?1.328由h，KH??1.328查图10-13得KF??1.421；故载荷
悬臂布置时KH?系数
K?KAKvKH?KH??1?1.02?1?1.328?1.335 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
d1?d1t3计算模数m
K1.355?125.98?3?127.73mmKt1.3
m?d1127.73??5.32Z124
按齿根弯曲强度设计
由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为
m?32KT1?YFaYSa??? 2???dZ1???F??确定公式内的各计算数值
6
由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限?FE1?500MPa大齿轮的弯曲强度极限
?FE2?380MPa
由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数KFN1?1.16，KFN2?1.11 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
KFN1?FE11.16?500??414.29MPa??F?1?S1.4 KFN2?FE21.11?380??301.29MPa??F?2?S1.4
计算载荷系数K
K?KAKvKF?KF??1?1.12?1?1.42?1.5904
查取齿形系数
由表10-5查得YFa1?2.65；YFa2?2.236 查取应力校正系数
由表10-5查得YSa1?1.58；YSa2?1.754 计算大、小齿轮的
YFaYSa??F?并加以比较
YFa1YSa1??F?1YFa2YSa2?2.65?1.58?0.01011414.29
??F?2大齿轮的数值大
?2.263?1.754?0.01302301.29
52?1.5904?6.876?10m?3?0.01302?3.67mm21?24设计计算
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d1?127.73mm
Z1?d1127.73??25m5
大齿轮齿数Z2?2.5?25?62
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。
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